JPH0475076A - トナー担持体及びその着磁方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、磁性トナーを現像する現像装置に使用するト
ナー担持体及びその製造方法に関する。

［従来の技術〕 従来のトナー担持体は、ＵＳＰ−４８５１８７４に開示
されるように、永久磁石材料を樹脂等の媒体に分散した
混線物を導電性の中空円筒上に形成し、磁石ローラーの
表面でトナーを搬送するものであった。

また、従来のトナー担持体の着磁方法は、永久磁石の着
磁方法として公知のように着磁ヨークを用いる方法や、
磁気ドラムの着磁方法として公知のように浮上型磁気ヘ
ッドを用いる方法が用いられていた。

［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、磁石ローラーの表面でト
ナーを搬送して簡略構造の現像装置が得られるものの、
トナー担持体の着磁ピッチによるトナーの搬送むらを生
じ出力画像に濃度むらを生じていた。

また、一般にトナー担持体が小径（直径４０（ｍｍｌ以
下）で長尺（長さ２００［ｍｍｌ以下）なため、微小ピ
ッチで磁化しようとしても着磁ヨ−クで十分な磁界を発
生することができず、磁界発生層を製造後に着磁してト
ナー担持体を形成する場合には最小磁化反転ピッチを０
．５［ｍｍ］以下にすることは困難であった。さらに、
磁界発生層を微小ピッチで磁化するための手段として、
磁気プリンターで使用されるような浮上型磁気ヘッドを
用いることも容易に類推することができるが、実際には
磁気ヘッドと磁界発生層との空隙を一定に保つことが困
難であり磁気ヘッドがヘッドクラッシュを起こしてしま
い、微小ピッチでトナーを十分に保持できるだけの磁界
を発生するトナー担持体を製作することが困難であると
いう問題点があった。

そこで本発明はこ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、磁性トナーを現像するのに好適
なトナー担持体を提供するところにある。更に他の目的
は、高解像で温度むらの少ない高画質の現像装置に使用
可能なトナー担持体を提供するところにある。更に他の
目的は、微小ピッチでトナー担持体の磁界発生層を磁化
する事ができる着磁方法を提供するところにある。更に
他の目的は、簡便で安価なトナー担持体の着磁方法を提
供するところにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明のトナー担持体は、磁性トナーを搬送しかつ弾性
変形可能なトナー担持体であって、トナー担持体が保磁
力２０００　［Ｏｅ］以下の磁界発生層を少なくとも有
することを特徴とする。

また、本発明のトナー担持体の着磁方法は、トナー担持
体の磁界発生層の着磁方法であって、磁界発生層が、所
定の磁化パターンを有する磁化マスターによる磁気複写
により着磁されることを特徴とする。

［作用］ 本発明の上記の構成によれば、磁界発生層が弾性変形可
能であるため、磁化マスターをトナー担持体表面に密着
させて磁界発生層を着磁することができ、トナー担持体
を磁化マスターの磁化パターンに応じて微小ピッチで均
一に磁化することができる。また、トナー担持体の磁界
発生層を所定の保磁力を有する磁性材料で形成すること
により、磁化マスター表面の漏洩磁束でも十分に磁界発
生層を磁化させることができる。

また、本発明の上記の構成によれば、トナー担持体の磁
界発生層に微小ピッチの着磁をしてトナー担持体上に均
一なトナー薄層を形成することができ、磁性トナーをト
ナー担持体上に安定に保持でき、磁界の変動やトナー層
厚の変動による濃度むらやトナーの飛散等を低減し、高
解像の現像を行うことができる。

さらに、本発明の上記の構成によれば、トナー担持体が
弾性を有するため、安定な圧接現像が可能であり、現像
電極効果による高解像の画像を得ることができる。

以下、実施例により本発明の詳細な説明する。

［実Ｍ例コ 第１図は本発明の実施例におけるトナー担持体の断面概
観図であって、シャフト１ｏの外周に弾性層１１及び磁
界発生層１２をそれぞれ同心円状に配設したもので、磁
界発生層１２の外周の漏洩磁束により磁性トナー（図示
せず）をトナー担持体の外周表面に担持するものである
。従って、磁界発生層１２が弾性変形可能なため、トナ
ー担持体を形成した後で、磁化マスターをトナー担持体
表面に安定に密着させて磁界発生層１２を磁化させるこ
とができ、磁化マスターの磁化パターンに応じて微小ピ
ッチの着磁を行うことができる。

第１図において、シャフト１０は、ステンレスやアルミ
等の剛性の高い金属やファイバー混合樹脂等の比較的剛
性の高い樹脂を用いる。また、弾性層１１は、天然ゴム
、シリコンゴム、ウレタンゴム、ブタジェンゴム、クロ
ロブレンゴム、ネオブレンゴム、ＮＢＲ等を用い、弾性
層の形態としては、ゴム、発泡体、スポンジ等の形態に
して用い、弾性層１１の層厚を５００［μｍ］以上とし
て安定した弾性変形が可能なトナー担持体が得られる。

さらに、磁界発生層１２は、磁気記録材料や磁石材料と
して公知のものを用いることができ、より詳しくは、Ｆ
ｅ、　　Ｎｉ、　　Ｃｏ、　　Ｍｎ、のうち少なくとも
一種類の元素を含有する磁性材料、例えば、　γ−Ｆｅ
２Ｏ３、Ｂａ−Ｆｅ、　　Ｎｉ−Ｃｏ、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｍ
ｎ−Ａ１等が使用可能で樹脂に分散させて磁界発生層を
形成すると可撓性を向上することができ、膜厚は１００
［μｍ］以下望ましくは１０［μｍ１前後に薄膜化し、
最小磁化反転ピッチを１００［μｍ］以下にしてトナー
を均一に薄層化すると同時にトナー搬送量の変動を微小
ピッチに抑えて濃度ムラを低減することができる。

ここで、最小磁化反転ピッチとは、任意の方向について
磁化方向が反転する各々の磁化中心間の距離の最小値を
いうものとする。尚、第１図に示されるようなトナー担
持体の層構成は、最も簡略化した構成であって、導電層
や絶縁層や保護層等を付加して、それぞれ電極効果や絶
縁効果や耐摩耗効果を出すことができる。また、トナー
担持体の構造は、ローラー状に限らず、薄肉円筒状、ベ
ルト状としても良い。

第２図は本発明の他の実施例におけるトナー担持体の着
磁方法を示す概略図であって、第１図に示されるような
シャフト１０、弾性層１１、磁界発生層１２を少なくと
も有するトナー担持体９に予め所定の磁化パターンに少
なくとも表面部が磁化された磁化マスター２１を押圧し
、密着状態でトナー担持体９及び磁化マスター２１を路
間−周速で回転させて密着部で磁界発生層１２を磁化す
るものである。従って、磁化マスター２１表面の漏洩磁
束を有効に磁界発生層に通し十分な磁界のもとて均一な
着磁を行うことができ、数＋［μｍ］程度の磁化反転ピ
ッチを有する磁化パターンを磁界発生層１２に短時間で
精度良く形成することができる。尚、磁化マスター２１
の構造については、表面に漏洩磁束を発生するような構
造ならどのようなものでも良く、円筒状の形状やベルト
状の形状や平板状の形状等多様な形態が可能であるが、
円筒状のものについて例を示すと、アルミニウムやステ
ンレス等の非磁性の金属円筒表面に磁性層を塗布もしく
はメツキ等により形成し磁性層を水平方向に磁化したも
のや、鉄等の磁性の金属円筒表面に同様に磁性層を形成
し垂直方向（厚み方向）に磁化したものが望ましい。ま
た、磁化マスター２１の磁性層の材質としては、前述の
トナー担持体の磁界発生層の磁性材料を用いることがで
きるが、残留磁束密度の高いＣｏ−Ｎ１−ＰやＮｉＰや
Ｃｏ−Ｎｉ−Ｃｒや希土類磁性材料を用いると表面に高
い磁束密度が得られ、トナー担持体の磁界発生層を飽和
着磁に近い状態で着磁することができる。さらに、磁化
マスターへの着磁は、磁気ヘッドや特殊な着磁ヨーク等
により微小ピッチの磁化パターンを磁化マスター２１に
形成するものであるが、トナー担持体の着磁は磁化マス
ター２１の磁化パターンをトナー担持体９の磁界発生層
１２に複写する形で行うため、着磁状態は格子状着磁、
格子を傾斜させたような着磁、格子の一部分の着磁、円
周方向もしくは軸方向にＮ極とＳ極が交互に現れるよう
な着磁、螺旋状にＮ極とＳ極が交互に現れるような着磁
等さまざまな着磁が可能であり、磁化反転ピッチについ
ても一定のピッチで繰り返すことができるだけでなくピ
ッチを自在に変化させることが可能であり、磁化方向も
水平磁化、垂直磁化の何れでも良い。

第３図は本発明の更に他の実施例におけるトナー担持体
の磁界発生層の保磁力と磁化マスターによる磁界発生層
の磁化率の関係を示す図であって、磁界発生層の保磁力
が２０００　［Ｏｅ］以下の磁界発生層を有するトナー
担持体については十分な磁化が得られるのに対し、保磁
力２０００　［Ｏｅ］以上の磁界発生層を有するトナー
担持体では磁化マスター表面の漏洩磁束による磁界発生
層の磁化を十分に行うことができないことが判明した。

従って、トナー担持体の磁界発生層の保磁力を２０００
　［Ｏｅ］以下にすることにより、磁化マスターの磁化
パターンをトナー担持体の磁界発生層に複写して微小ピ
ッチの磁化パターンを量産性良く形成することができ、
濃度むらがなく安定な現像を長時間維持することができ
信頼性の高いトナー担持体を得ることができる。尚、磁
化マスターの着磁については、公知のように、着磁ヨー
クを用いる方法や磁気ヘッドを用いる方法等が可能であ
り、磁化マスターの磁気特性については、保磁力、残留
磁束密度ともにトナー担持体の磁界発生層より高いもの
が望ましく、磁化マスターの磁化パターンに応じて、磁
化反転ピッチが数［μｍ］から数百［μｍ］の磁化パタ
ーンを任意の磁気記録媒体に磁気複写することができる
。

第４図は本発明の更に他の実施例におけるトナー担持体
を使用した画像形成装置の断面概略図であって、潜像担
持体１は、導電性の支持部２の上に有機または無機の光
導電性を有する感光層３を塗膜したものであって、感光
層３をコロナ帯電器や帯電ローラー等の帯電器４を用い
て帯電した後に、レーザーやＬＥＤ等の光源５から出た
光を結像光学系６を通して感光層３に画像に応じて選択
的に光照射して電位コントラストを得て静電潜像を形成
する。一方、現像装置７は磁性のトナー８を搬送し現像
するものであって、トナー８を搬送するトナー担持体９
は、シャフト１０の外周に弾性層１１及び磁界発生層１
２をそれぞれ同心円状に配設したもので、磁界発生層１
２の外周の漏洩磁束により磁性のトナー８をトナー担持
体９上に直接保持し、非磁性または磁性の金属や樹脂で
構成される板状のブレード１３で適量に規制した状態で
トナー担持体９を回転させて薄層のトナー８を搬送する
ものである。トナー担持体９は潜像担持体１に所定の圧
力で圧接されており、トナー担持体９上のトナー８が圧
接部に搬送されると、潜像担持体１の電位コントラスト
及び現像バイアス印加手段１４による現像電界に応じて
帯電したトナー８が潜像担持体１に付着し静電潜像が顕
像化される。さらに、コロナ転写器や転写ローラー等の
転写器１５を用いて記録紙１６上にトナーによる像を転
写し、熱や圧力を用いてトナーを記録紙に定着し所望の
画像を記録紙上に得るものである。

第４図に示されるような画像形成装置を用いて、６００
　［ＤＰＩ］のライン画像及び文字画像及びソリッド画
像を１００００枚にわたり連続形成したところ、６００
　［ＤＰＩ］のライン画像が線太りすることなく安定し
て形成され、画像端部の尾引きや地力ブリがなく、ＯＤ
値１．４以上の高温度なソリッド画像を漬度むらなく安
定して形成することかでき、記録紙上に地力ブリがない
のはもちろん潜像担持体上にも地力ブリがなく廃トナー
量を大幅に但減することができた。

尚、第４図において、矢印はそれぞれの部材の回転方向
を示す、また、本発明のトナー担持体に好適なトナーと
しては、磁性トナーとして公知の全てのトナーを使用す
ることができ、レジン系トナー　ワックス系トナーの何
れでも良い、現像剤の組成は、公知のように、樹脂に磁
性粉や着色剤や外添剤やその他の添加剤を加えたもので
、粉砕法や重合法等で作成される。さらに、二成分現像
剤等で公知のように、トナーに帯電性向上剤や流動性向
上剤を適ｔｇ加し、複数成分の現像剤としても良い。

以上実施例を述べたが、本発明は以上の実施例のみなら
ず、広く電子写真等の現像装置のトナー担持体に応用す
ることができ、特にプリンターや複写機やファクシミリ
やデイスプレーに応用すれば有効であり、着磁方法につ
いてはトナー担持体の着磁以外にも磁気エンコーダーの
着磁等に応用すれば有効である。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、弾性層と磁界発生層
を少なくとも有するトナー担持体により現像することに
より、磁性のトナーを用いた圧接現像が可能になり、高
解像で湯度むらの少ない高画質の画像を安定して形成で
きるという効果を有する。また、トナー担持体が保磁力
２０００　［Ｏｅ］以下の磁界発生層を少なくとも有す
る構成とすることにより、トナー担持体表面にトナーを
保持するのに十分な漏洩磁束を発生させるだけでなく、
トナー担持体の磁界発生層を磁化マスターの磁化パター
ンの複写という簡単な操作で効率よく磁化することがで
きる。

また、トナー担持体を磁化マスターに密着させた状態で
磁界発生層を磁化することにより、磁化マスターの磁化
パターンに応じて微小ピッチでトナー担持体の磁界発生
層を磁化することができ、しかも密着状態のため十分な
磁界を安定に磁界発主層に与えて着磁可能なトナー担持
体の着磁方法であり、かつ、非常に簡単で安価な着磁方
法を提供することができる。従って、安定に磁性トナー
の薄層を形成できる安価なトナー担持体を提供すること
ができる。

従って、本発明は、トナー担持体の微小ピッチ着磁が容
易に可能になると共に、本発明のトナー担持体を用いて
高解像で温度むらの少ない画像が安定して形成できると
いう優れた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例におけるトナー担持体の断面概
観図、第２図は本発明の他の実施例におけるトナー担持
体の着磁方法を示す概略図、第３図は本発明の更に他の
実施例におけるトナー担持体の磁界発生層の保磁力と磁
化マスターによる磁界発生層の磁化率の関係を示す図、
第４図は本発明の更に他の実施例におけるトナー担持体
を使用した画像形成装置の断面概略図。 トナー トナー担持体 シャフト 弾性層 磁界発生層 磁化マスター 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人　弁理士　鈴木　喜三部（化１名）第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁性トナーを搬送しかつ弾性変形可能なトナー担
   持体であって、前記トナー担持体が保磁力２０００［Ｏ
   ｅ］以下の磁界発生層を少なくとも有することを特徴と
   するトナー担持体。
2. （２）請求項１記載のトナー担持体の磁界発生層の着磁
   方法であって、前記磁界発生層が、所定の磁化パターン
   を有する磁化マスターによる磁気複写により着磁される
   ことを特徴とするトナー担持体の着磁方法。