JPH03182782A - 現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野ｊ 本発明は、磁気ブラシ現像装置に関する。

【従来の技術］ 従来の現像装置は、磁気ブラシ現像装置（−成分磁気ブ
ラシ及び二成分磁気ブラシ９として公知のように回転自
在な非磁性の円筒状の現像剤搬送部材の内部に複数の磁
極に１１磁された円筒状の磁性体ロ−ラーを有し、磁性
体ロ−ラーにより発生する磁場にしたがって現像剤搬送
部材上の現像剤を搬送するものであって、磁性体ロ−ラ
ーには焼結のフェライト磁石を用いていた。

〔発明が解決しようとする課題］ しかし、前述の従来技術では、以下のような問題点を有
する。

すなわち、磁性体ロ−ラー用磁石として、−１１５１に
焼結のフェライト磁石を使用していることにある。フェ
ライト磁石は希土類磁石に比べ、磁気性能が低いため、
現像剤搬送部材上で十分な表面磁束密度を得るためには
磁石成形体の肉厚を厚くしなければならない、しかし、
磁性体ロ−ラーの形状等により、得られる表面磁束密度
は限られる。

現像装置のカラー化や高解像度化をするためには現像剤
中の磁性材料の含有量を減らしたり、現像剤中の磁性材
料の粒径を小さくしたりする必要がある。しかし、この
ときには現像剤の磁気性能が低下するためこれを補うに
は磁性体ロ−ラーの表面磁束密度をあげる必要があり、
これを行うためには磁気性能の低いフェライト磁石では
現状の表面磁束密度以上を得るのは困難である。また上
記に述べたように表面磁束密度を得るために磁石成形体
の肉厚を厚くしなければならないため、磁性体ロ−ラー
を小型軽量化するのが困難であり、さらに、磁極数を増
すことが困難で、磁性体ロ−ラーを高速回転してち現像
剤を現像して得られる画像に磁性体ロ−ラーの磁極ピッ
チによる現像濃度生じるという問題点を有する。さらに
、フェライト磁石は温度特性が悪いため、現像装置の現
像濃度が温度変化にともなって、変化してしまうという
問題点を有する。

以上のことから、希土類樹脂結合型磁石をフェライト磁
石の代わりに使用することについて多くの利点を有して
いるが、この希土類樹脂結合型磁石についても以下のよ
うな問題点を有する。

一般に行われている希土類樹脂結合型磁石の成形方法と
しては以下のふたつが挙げられる。

（１）圧縮成形法 （２）射出成形法 このうち、（２）の方法は（１）に比べ、樹脂含有率が
多いので磁石成形体の形状自由度が高いが、この（２）
の方法にしても磁性体ロ−ラー用磁石に必要な長尺（例
えばＡ４サイズに相当する２　１６ｍｍ）の磁石を成形
することが困難である。

そこで、本発明は上記のような問題点を解決するもので
、その目的とするところは、現像剤中の磁性体の含有量
の低下や、磁性体の微粒化によるカラー化、高解像度化
が可能な高性能の現像装置を提供するところにある。更
に他の目的としては、現像装置の使用環境下に於て、現
像濃度むらの低減化等のより安定な現像装置を提供する
ところにある。また更に他の目的としては小型軽量の磁
性体ローターを有する現像装置を提供するところにある
。

［課題を解決するための手段Ｊ 本発明の現像装置は、回転自在な非磁性の円筒状の現像
剤搬送部材の内部に複数の磁極に着磁された円筒状の磁
性体ロ−ラーを有し、前記磁性体ロ−ラーにより発生す
る磁場にしたがって前記現像剤搬送部材上の現像剤を搬
送する現像装置において、前記磁性体ロ−ラーが希土類
元素（以後、Ｒと表わす）とコバルトを主体とする遷移
金属からなるいわゆる希土類コバルト磁石粉末を押出成
形した樹脂結合磁石であることを特徴とする。

また、前記希土類磁性粉末がＲと鉄を主体とする遷移金
属及びほう素からなる希土類磁性粉末であることを特徴
とする。

［作　用］ 本発明の上記の構成によれば、磁気性能の高い希土類樹
脂結合型磁石により磁性体ロ−ラーを形成することによ
り、磁石成形体の肉厚が薄い、小型軽量の磁性体ロ−ラ
ーを構成することが可能となる。また、磁石の磁気性能
が向上したことにより、現像剤搬送部材表面での磁束密
度を上げることができ、これによって、現像剤中の磁性
体の含有量を減らしたり、磁性体の粒径を小さくするこ
とによって、現像装置のカラー化や高解像度化を行うこ
とが可能となる。また、希土類磁石はフェライト磁石に
比べ、濃度特性がよく、これによる温度変化にともなう
現像濃度むらを低減させることが可能となる。この時使
用する希土類樹脂結合型磁石は、磁性体ロ−ラーとして
使用するには長尺磁石が必要となる。しかし、従来の希
土類樹脂結合型磁石の成形方法では上記の長尺磁石を成
形することは困難であり、これを解決する手段として、
押出成形法で希土類樹脂結合型磁石を成形する必要があ
る。押出成形法は従来の圧縮成形法や射出成形法と異な
り、連続成形であるために、成形された磁石の長さに関
しては任意に成形することが可能であり、また成形時の
成形コストも低減させることができる。また、押出成形
法は成形磁石の寸法精度もよく、はとんど磁石の二次加
工が不用であり、このことからも成形コストを低減させ
ることが可能である。さらに、樹脂結合型磁石の樹脂と
して熱硬化性、樹脂を使用することにより、耐熱性、特
に、ガラス転移温度が高くなることによって現像装置の
使用環境下では、温度による磁石の寸法変化や歪みやひ
ずみを低減させることが可能となり、温度による現像濃
度むらを低減させることができる。また、現像剤搬送部
材と磁石成形体とのギャップを狭めることが可能となり
、磁石の性能を十分に引き出すことが可能となる。また
、熱硬化性樹脂は耐薬品性がよく、耐食性を向上させる
ことができる。

［実　施　例］ 第１図は本発明の実施例における現像装置を含む画像形
成装置の断面概念図である。実施例は一成分現像の実施
例である。第１図に於て、１は潜像担持体であり導電性
の支持部２の上に光導電性を有する感光層３を塗膜した
ものである。感光層３を帯電器４により所定の電位にな
るように帯電させた後にレーザー等の光源５から出射し
た光を回転多面鏡等（図示せず）を用いて走査し結像光
学系６により感光層３に結像させて電気コントラストを
得て潜像担持体ｌ上に静電潜像を形成する。一方、図中
１２は現像器であり像形成体である現像剤（以後、トナ
ーと表わす）１１を帯電させかつ現像剤搬送体７でする
６のである。現像剤搬送体７は円筒状の非磁性のスリー
ブ９の内部に空隙を介して円筒状のマグネットロ−ラー
８が配設され、現像剤搬送体７に隣接して搬送量規制部
材で導電性かつ平板状のブレードｌＯが配設される。ト
ナー１１はマグネットロ−ラー８の発する磁束によって
現像剤搬送体７に保持され、ブレード１０で搬送量が規
制され、潜像担持体１と現像剤搬送体７が近接している
現像ギャップ部１６に搬送され、現像ニップを形成する
。現像ギャップ部１６でトナー１１は静電潜像及び現像
バイアス印加手段１３（導電性の支持部２とスリーブ９
との間に接続されている）による現像電界に応じて潜像
担持体ｌに現像される。さらに顕像化された像は転写器
１４によって記録紙１５等に静電的に転写され、加圧や
加熱等の手段により定着され所望の画像を得るものであ
る。

ここで、第１図において、各部の電位は潜像担持体ｌの
導電性の支持部２をＯ［Ｖ］とすると、スリーブ９が−
５００［Ｖ］に設定され、また各部の空隙を潜像担持体
１とマグネットロ−ラー７との間隙が０゜２　［ｍ＋＋
＋］　、マグネットロ−ラー７とブレードとの間隔が０
．　１５　［ｍｍ］に設定された場合にコントラストが
高く、濃度階調性に優れたトナー像を形成することが可
能となった。

なお、第１図の構成は本発明を限定するものではなく、
また上述の数値も本発明を限定するちのでないのは同様
であり、更に現像剤は一成分トナーや二成分磁性トナー
等の既に公知である現像剤すべてが適用可能なことはい
うまでもない。

第２図は本発明の現像装置のマグネットロ−ラーに使用
された希土類樹脂結合型磁石の製造工程を示している。

希土類磁性粉末と樹脂と必要ならば添加剤を所望の混合
比に秤量した後にロールミル、押出機等の混合機で混合
し、コンパウンドを作成する。このコンパウンドを成形
機に投入しやすい大きさに粉砕し、押出成形機に投入す
る。ここで使用した押出機は一軸のスクリュー式押出機
だった。押出機中でコンパランドは加熱され、樹脂が溶
融状態となり、この状態で押出機に接続された金型に送
り込まれる。金型中でコンパウンドは最終形状に絞り込
まれ、金型先端部（ラジアル異方性磁石とする場合は）
で配向磁場が印加され、磁石粉末が磁化容易軸に配向さ
れる、等方性磁石の場合は無配向のまま冷却され、金型
から磁石成形体として押し出される。この時必要とあら
ば、金型先端部にサイジング装置を設置する。押し出さ
れた磁石は引き取られ、適当な長さに切断される。切断
された後、Ｆａ磁石粉末配向した磁石は脱磁し、熱硬化
性樹脂を使用している場合にはキユアリングし、その後
最終的な長さに切断して、マグロール用磁石を成形した
。

以下、更に詳細な実施例を示す。

（実施例１） 第１表に磁性体ローラに使用する希土類樹脂結合型磁石
の成形の可否について示している。ここで使用した樹脂
は熱硬化性のエポキシ樹脂であり、成形した磁石の形状
は外径１８ｍｍ、内径１６ｍｍ、長さ２１６ｍｍであっ
た。

第１表 ×：不可、　△ＩＬ　○：可、　０：異図から明らかな
ように磁性体ローラに使用するような長尺磁石を成形す
る場合には従来の希土類樹脂結合型磁石の製造方法では
不可能であるからしくは可能であっても非常に困難であ
った。特に異方性の磁石の場合は全く成形することが不
可能であった。しかし、本発明の押出成形法では等方性
はもちるんのこと、異方性の磁石ら成形することが可能
であった。

（実施例２） 実施例１で成形した種々の押出成形磁性体ローラを１２
極に着磁し、表面磁束密度を測定した結果を第２表に示
す。

第２表 本発明を用いることにより、従来の焼結フェライトを用
いた磁性体ローラ用磁石に比して、重量を約残、磁束密
度を％にすることができる。

次に同じ磁性粉コンパウンドを用いて外径２ｍｍ長さ６
ｍｍの円筒状磁石を作成し、残留磁束密度Ｂｒも真の保
持力ｉＨＣの温度係数を２５〜１００℃の間で測定した
。結果を第３表に示す。

第３表 本発明を用いることにより、従来のフェライトを用いた
磁性体ローラ用磁石に比して、温度特性が大きく改善で
きる。

（実施例３） 次に実施例２の磁石を具体的にマグネットローラに作成
して特性を比較した。

トナー中の磁性粉含有量と画像濃度及び背景部のカブリ
濃度との関係をマグネットローラに使用する磁石の種類
を変えて調べた。ここで使用した磁石は実施例２のＮｏ
、　２．３．５である。

まず、現像剤の磁性粉含有量とベタ画像の画像濃度につ
いては現像バイアス電圧を調整して磁石全てについて０
Ｄ（１１，２以上の十分な値が得られ、比較例である磁
石５の磁石ローラを用いた時には現像剤の磁性粉含有量
が３０ｗｔ％以下になると磁気ブラシの形成が困難にな
りこれ以上磁性粉含有量を低減化することが困難であっ
た。

方、磁石２及び３の磁石を使用した磁石ローラを用いた
場合には現像剤の磁性粉含有量が３０　ｗ　ｔ％以下で
も磁気ブラシを形成することが可能であり、磁石２の場
合には現像剤の磁性粉含有量１５ｗｔ％、磁石３の場合
にも１８ｗｔ％まで含有量を低減させることが可能であ
った１次に現像剤の磁性粉含有量と背景部画像濃度（カ
ブリ）との関係については現像バイアス電圧の調整の如
何にほとんど左右されず、磁石２を使用した場合には磁
性粉含有量が４０ｗｔ％以下になると背景部に現像剤付
着が発生した。６！ｉ石３及び５を使用した場合には共
に磁性粉含有量が２５ｗｔ％程度までカブリの小さい画
像を形成することが可能であったが、磁石２を使用した
場合には２０ｗｔ％までカブリの小さい画像を形成する
ことが可能であった。

（実施例４） 第１図に示されるような現像装置を用い、現像−剤ｌを
スチレンアクリル系の樹脂にフェライト粒子（飽和磁化
８８　［ｅ　ｍ　ｕ　／　ｇ　］　）を３３０ｗｔ％カ
ーボンブラック４ｗｔ％、その他の添加剤的１ｗｔ％を
混合した構成として個数平均粒子径８ｕｍで飽和磁化２
６　ｅ　ｍ　ｕ　／　ｇの一成分磁性の現像剤を用い、
現像バイアス電圧−５００Ｖを印加して現像し普通紙に
転写定着して画像形成を行った。ここで、磁石ローラと
しては本発明の実施例として磁石２及び３を使用し、比
較例として磁石５を使用した。磁石２及び３を使用した
場合には現像剤搬送部材２上には現像剤１の搬送に十分
な磁気ブラシが形成され、最大０Ｄｆａ１．５で背景部
にガブリのないコントラストの高い画像が得られ、３ポ
イント程度の小さい文字で６正確に形成できる６００Ｄ
ＰＩの解像度が得られた。また０、５ｍｍ角の小さい画
素で磁石ｌを使用した場合には約１００階調、磁石３を
使用した場合には約６４階調の面積階調が得られた。一
方、磁石３を使用した場合には現像剤搬送部材２上には
現像剤ｌの搬送に磁気ブラシが形成され、ベタ画像部の
最大ＯＤ（！１１．５と高濃度の画像が得られるが背景
部に過剰なカブリを生じ画質の低い画像しか得られなか
った。

（実施例５） 第１図に示されるような現像装置を用い、現像剤１をポ
リエステル系の樹脂に光透過性のよいフェライト粒子（
飽和磁化８Ｂ　［ｅｍｕ／ｇ］　）を３０ｗｔ％、シア
ン着色剤４ｗｔ％、その他の添加剤的１ｗｔ％を混合し
た構成として個数平均粒子径６ｕｍで飽和磁化２６　ｅ
　ｍ　ｕ　／　ｇの一成分磁性の現像剤を用い、現像バ
イアス電圧−４５０Ｖを印加して現像し普通紙に転写定
着して画像形成を行った。ここで、磁石ローラとしては
本発明の実施例として磁石２及び３を使用し、比較例と
して磁石５を使用した。磁石２及び３を使用した場合に
は現像剤搬送部材２上にはシアン現像剤による磁気ブラ
シが形成され、色濁りが少なく最大ＯＤ値ｌ、５で背景
部にカブリのないコントラストの高い画像が得られた。

またイエロー現像剤、マゼンダ着色剤を使用したときに
も同様の結果が得られた。一方、磁石５を使用した場合
には現像剤搬送部材２上には磁気ブラシは形成され、ベ
タ画像部の最大ＯＤ値１．５と高濃度の画像が得られる
が階調性のほとんどない黒ずんだ低画質しか得られなか
った。

［発明の効果１ 以上の述べたように本発明によれば、磁石ローラとして
、希土類磁石粉末と樹脂からなる希土類樹脂結合型の押
出成形磁石を用いることにより、現像剤中の磁性体の含
有量を減らしたり、磁性体の粒径を小さくすることによ
って、現像装置のカラー化や高解像度化を行うことが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における現像装置の断面概略図
。 ・現像剤 ・現像剤搬送部材 ・磁石ローラ 以 上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転自在な非磁性の円筒状の現像剤搬送部材の内
   部に複数の磁極に着磁された円筒状の磁性体ロ−ラーを
   有し、前記磁性体ロ−ラーにより発生する磁場にしたが
   って前記現像剤搬送部材上の現像剤を搬送する現像装置
   において、前記磁性体ロ−ラーが希土類元素（以後、Ｒ
   と表わす）とコバルトを主体とする遷移金属からなるい
   わゆる希土類コバルト磁石粉末を押出成形した樹脂結合
   磁石であることを特徴とする現像装置。
2. （２）前記希土類磁性粉末がＲと鉄を主体とする遷移金
   属及びほう素からなる希土類磁性粉末であることを特徴
   とする請求項１記載の現像装置。