JPH03116076A - 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】 ［産業上の利用分野コ 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（一成分磁気ブ
ラシ及び二成分磁気ブラシ）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
極に着磁された円筒状の磁性体ローラーを有し、磁性体
ロー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、磁性体ローラー
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、磁性体ローラー用磁石として、一般に焼結の
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
ロー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行なうためには現像
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
には磁性体ロー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、磁性体ローラ
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、磁性体ローラーを高速回転しても現
像剤を現像して得られる画像に磁性体ローラーの磁極ピ
ッチによる現像濃度むらが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石川性体ロー
ラーをフェライト磁石の代わり番こ使用することについ
て多くの利点を有してしする力５、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、磁石成形体
の形状自由度が高いが、この（２）の方？去（こしても
磁性体ローラー用磁石に必要な長尺の磁石を成形するこ
とが困難である。また、形状自由度の高い磁石を作る際
には、種々の形状が成形し易い熱可塑性樹脂が一般に使
用されている。し力）し、熱可塑性樹脂は耐熱性が悪く
、また、ガラス転移温度が低い。例えば、樹脂結合型磁
石によく使われているナイロン１２のガラス転移温度１
よ３７”Ｃである。耐熱性、特にガラス転移温度が低ｐ
ｚと現像装置の使用環境下でも、磁性体ローター中の磁
石成形体に歪やゆがみが生じる。現像剤搬送部材と磁石
成形体とのギャップは現像剤搬送部材表面でできるだけ
大きな磁束密度を得るために極力小さくしなければなら
ないが磁石成形体が変形をおこすため、ギャップを狭め
られず、磁石の性能を十分に発揮できない、また、この
磁石の変形により、現像剤搬送部材上の磁束密度にも変
化を生じさせるという問題点を有する。

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
像酒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］ 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Ｍｉ極【こ着６■された円筒
状の磁性体ローラーを有し、前言己６五性体ローラーに
より発生する磁場にしだ力５つて前ｇ己現像剤搬送部材
上の現像剤を搬送する現イ♀装置【こおいて、前記磁性
体ローラーが希土類元素（以（麦、Ｒと表わす）とコバ
ルトを主体とする遷移金属力）らなる希土類磁性粉末と
エポキシ樹脂等の熱硬イヒ性樹脂からなる希土類樹脂結
合型磁石であり、これを押出成形した成形磁石であるこ
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１性↑分末であることを特
徴とする。

［作用］ 本発明の上記の構成によれば、磁気性肖との高し＼希土
類樹脂結合型磁石により磁性体ローラーを形成すること
により、磁石成形体の肉厚力５薄ν）、ｔＪＸ型軽量の
磁性体ローラーを構成することカτ可ＮＦとなる。また
、磁石の磁気性能が向上したことを二より、現像剤搬送
部材表面での磁束密度を上（プることができ、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、温度特性がよく、これによ
る温度変化にともなう現像清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、
磁性体ロー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
成装置の断面概観図である。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？ｌ！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に結像させて電位コントラス
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を帯電させがつ現像剤搬送
体７でするものである。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
トローラー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１０が配設
される。

トナー１１はマグネットローラー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１に現像される。さらに顕像化された作は転写
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１の
導電性の支持部２を０［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とマグネットローラー７との間隙が０．２［ｍｍ］、
マグネットローラー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ものでないのは同様
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ーラーに使用
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
機に投入しゃ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。押出機中でコンパウンドは加熱され、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か、もしく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、磁石粉末を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１６第１表 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
不可能であるかも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
はもちろんのこと、異方性の磁石も成形することが可能
であった。

（実施例２） 希土類樹脂結合型磁石の樹脂の種類を変えたときの影響
を調べた。本発明の実施例として各種の熱硬化性樹脂を
採用し、比較例として熱可塑性樹脂であるポリアミド樹
脂（ナイロン１２）を使用した。ナイロン１２は樹脂結
合型磁石の射出成形用樹脂に一般的に使用されているも
のであり、熱可塑性樹脂としては耐熱性等の諸特性に優
れている樹脂である。第２表に使用した樹脂を示す。樹
脂２表 脂Ｅが比較例で使用された樹脂である。表から分かるよ
うに熱硬化性樹脂は耐熱性に優れている。

第３表にそれぞれの樹脂の吸水性、耐薬品性、熱膨張係
数を示す。

熱膨張係数についてみるとナイロン１２に比べ、熱硬化
性樹脂の値は一般的に低い、このため、磁石成形体の温
度による寸法変化が小さくでき、こ第３表 １　　Ｘ　１　０−’／’Ｃ れによる磁束の変化を抑えることが可能となる。

また、成形中の磁石成形体の寸法変化が小さくでき、二
次加工を行わない磁石成形体の寸法精度はエポキシ樹脂
をした際は外径で０．０３ｍｍ、ナイロン１２の場合に
は０．０７ｍｍであった。このことから、熱可塑性樹脂
に比べ、二次加工無しで寸法精度よく、成形する事がで
き、コストを低減する事が可能となる。また、吸水性に
ついてみると熱硬化性樹脂は小さく、これにより、使用
環境下での寸法変化を抑えることができる。これらのこ
とから、成形時の寸法精度がよく、また使用時の寸法変
化の小さいことから、磁石ローラの現像剤搬送部材と磁
石ローラのギャップを小さくすることができ、磁石の性
能を十分に発揮させることが可能となった。

（実施例３） トナー中の磁性粉含有量と画像温度及び背景部のカブリ
湯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としてＳ
ｍ−Ｃｏ系の異方性樹脂結合型磁石、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系
の等方性樹脂結合型磁石、及び比較例としてフェライト
の焼結磁石を使用した。Ｓｍ−Ｃｏ系及びＮｄ−Ｆｅ−
Ｂ系の磁石は磁性粉末の含有量は共に６６ｖｏ１％であ
り、樹脂としては熱硬化性のエポキシ樹脂を使用し、成
形方法は共に押出成形法で作成した。ここで使用した磁
石の磁気性能はＳｍ−Ｃｏ系異方性磁石（以下、磁石１
と称す）、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ等方性磁石（以下、磁石２と
称す）、フェライト焼結磁石（以下、磁石３と称す）そ
れぞれ（ＢＨ）１．８．１０ＭＧＯｅ、７ＭＧＯｅ、４
ＭＧＯｅであった。まず、現像剤の磁性粉含有量とベタ
画像の画像温度については現像バイアス電圧を調整して
磁石１〜３全てについてＯＤ値１．２以上の十分な値が
得られが、比較例である磁石３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ｍを
低減化することが困難であった。一方、磁石１及び２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３０ｗｔ％以下でも磁気ブラシを形成する
ことが可能であり、磁石１の場合には現像剤の磁性粉含
有ｆｉ　１５　ｗ　ｔ％、磁石２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。

次に現像剤の磁性粉含有量と背景部画像温度（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３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。磁石１及び２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。特に磁石１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１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８
８［ｅｍｕ／ｇ］）を３０ｗｔ％、カーボンブラック４
ｗｔ％、その他の添加剤約１ｗｔ％を混合した構成とし
て個数平均粒子径８μｍで飽和磁化２６ｅｍｕ／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
１及び２を使用し、比較例として磁石３を使用した。磁
石１及び２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Ｏ
Ｄ値１．５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、３ポイント程度の小さい文字でも正確に
形成できる６００ＤＰＩの解像度が得られた。また０、
５ｍｍ角の小さい画素で磁石１を使用した場合には約１
００階調、磁石２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１の搬送に磁気ブラシが形成
され、ベタ画像部の最大ＯＤ値１．５と高温度の画像が
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８８　［ｅｍｕ／ｇ］　）を３０ｗｔ％、シア
ン着色剤４ｗｔ％、その他の添加剤約１ｗｔ％を混合し
た構成として個数平均粒子径６μｍ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１及び２を使用し、比較例と
して磁石３を使用した。磁石１及び２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１．５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３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ｔＲ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ず得られ
なかった。

［発明の効果］ 以上に述べたように本発明によれば、磁石ローラとして
、希土類磁石粉末とエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂から
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。

また、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。

【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
。 第２図は本発明の現像装置のマグネットローラーに使用
された希土類樹脂結合型磁石の製造工程の概略図。 ７、現像剤搬送体 ８、マグネットローラ １゜ 現像剤 （トナー） 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ーラーを
   有し、前記磁性体ロー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、前記磁性体ローラーが希土類元素（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希
   土類磁性粉末とエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂からなる
   希土類樹脂結合型磁石であり、これを押出成形した成形
   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。