JPH04335679A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁性トナーを搬送し磁
界発生層を有するトナー担持体及びトナー担持体の磁界
発生層の着磁方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のトナー担持体は、ＵＳＰ−４８５
１８７４に開示されるように、永久磁石材料を樹脂等の
媒体に分散した混練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。

【０００３】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永久磁石をの外
周に着磁ヨーク配置して着磁する着磁方法が用いられて
いた。

【０００４】

【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。

【０００５】また、一般にトナー担持体が小径（直径４
０ｍｍ以下）で長尺（長さ２００ｍｍ以上）なため、ト
ナー担持体の外周を着磁するためには内周側を複数に分
割巻線された着磁ヨークを製作することが困難であり、
トナー担持体の着磁極数を増せば増すほど着磁ヨークの
製作は困難を極めていた。同様に、トナー担持体が小径
で長尺なため、トナー担持体を着磁ヨークに挿脱するの
に非常に時間がかかり製造コストを増大させると共に、
トナー担持体を着磁ヨークに挿脱する際にトナー担持体
表面に傷をつけて不良品を発生させていた。さらに、従
来のトナー担持体は表面が硬質であったため、トナー担
持体の外径寸法変動によりトナー担持体と着磁ヨークと
の間の空隙が変動して磁界発生層に着磁むらを発生し、
磁性トナーを搬送する場合にトナーの搬送むらを発生し
てしまう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
、磁性トナーを搬送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、高解像で濃度むら
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、着磁が容易な
トナー担持体を提供するところにある。更に他の目的は
、トナー担持体の外径寸法が変動しても均一な着磁パタ
ーンに着磁すると共に、トナー担持体を簡便で安価に着
磁する方法を提供するところにある。

【０００６】

【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弾性変形可能なトナー担持体であ
って、トナー担持体が円筒状の外形形状を有し、かつ、
保磁力２ｋＯｅ以下で可撓性を有する磁界発生層を少な
くとも有することを特徴とする。

【０００７】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の磁界を発生する平板状
の着磁ヨーク上を転動させることにより着磁されること
を特徴とする。

【０００８】さらに、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に着磁された平板状の
永久磁石上を転動させて磁気複写することにより着磁さ
れることを特徴とする。

【０００９】

【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、着磁ヨークまたは永久磁石にト
ナー担持体表面を密着させて磁界発生層を着磁すること
ができ、トナー担持体を着磁ヨークまたは永久磁石の磁
化パターンに応じて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、特に大きい外部磁界を印
加しなくとも着磁ヨークや永久磁石により十分に磁界発
生層を磁化させることができる。さらに、トナー担持体
の外形形状が円筒状であるため、平板状の着磁ヨークま
たは平板状の永久磁石の上を安定して転動させることが
でき、トナー担持体の磁界発生層を均一に着磁すること
ができ、トナー担持体の成形から着磁に至るまでのライ
ンを一本化して効率的な製造ラインを構成することがで
きる。

【００１０】また、本発明の上記の構成によれば、着磁
ヨークが平板状であるため、軟磁性体で構成されるヨー
クの形状の自由度が高く、着磁ヨークへの電磁コイルの
巻線が容易で、巻線スペースも広く取れるため着磁に十
分なアンペアターンを確保することができる。従って、
トナー担持体の磁界発生層に微小ピッチの着磁をするこ
とも可能になり、磁性トナーをトナー担持体上に安定に
薄層化でき、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、高解像の現像が可能な
トナー担持体、或いは、磁性トナーを吸引してクリーニ
ングを行うクリーニング装置等の磁性体を搬送するトナ
ー担持体として用いることができる。

【００１１】さらに、本発明の上記の構成によれば、所
定の磁化パターンに着磁された平板状の永久磁石を磁化
マスターとして、トナー担持体を磁化マスターに押圧し
ながら転動させて磁気複写して、電力等を消費しない安
価な着磁を行うことができ、磁化マスターの磁化パター
ンに応じて自在な着磁パターンをトナー担持体上に形成
することができる。尚、磁化マスターの着磁は電磁コイ
ルを用いた着磁により行い、電磁コイルの形態は、着磁
ヨークのようなものでも磁気ヘッドのようなものでも使
用可能であり、特に、磁気ヘッドを用いれば、微細で複
雑な着磁パターンを有する磁化マスターを形成すること
ができる。

【００１２】

【実施例】図１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１０の外周に弾性層１
１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１３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
で外形形状が円筒状であるため、トナー担持体１３を形
成した後で、平板状の着磁ヨークまたは磁化マスターに
トナー担持体１３を押圧することにより安定に密着させ
た状態で転動させて磁界発生層１２を磁化させることが
でき、着磁ヨークまたは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もできる。

【００１３】図１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、ブタジエン
ゴム、クロロプレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、イ
ソプレンゴム、ＮＢＲ等のゴムやエラストマーをソリッ
ドのゴムや発泡体の形態にして用いたり、ポリウレタン
、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリエステル、エチレ
ンプロピレン、フッ素樹脂等の発泡体を用いる。弾性層
１１の層厚は５００μｍ以上、望ましくは２〜１０ｍｍ
程度として安定した弾性変形を可能にすると共に、磁界
発生層１２の層厚は１００μｍ以下、望ましくは１０μ
ｍ前後にして十分な可撓性を確保することができる。 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、Ｃｒ、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−Ｆｅ２Ｏ３、
Ｂａ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｃｏ、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｍｎ−Ａｌ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、着磁後の磁化反転ピッチを
１００μｍ以下にすると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小さく抑えて、特に、現像用
のトナー担持体として用いると濃度ムラを低減し安定し
た現像を行うことができ、圧接現像をはじめ、接触現像
や飛翔現像のトナー担持体として用いることができる。 尚、図１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、用途に応じて導電層や絶縁
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。

【００１４】図２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、図１に示され
るようなシャフト１０、弾性層１１、磁界発生層１２を
少なくとも有し、外形形状が円筒状のトナー担持体１３
を、ベルトやバネ等の付勢手段を用いて着磁ヨークに押
圧しながら図中の矢印のように転動させて、一方では、
電磁コイル２２にパルス的な大電流を流してヨーク２１
の表面に磁界を発生させて、順次トナー担持体１３の磁
界発生層を着磁することができる。ヨーク２１は、軟磁
性材料、例えば、鉄鋼、パーメンジュール、パーマロイ
、珪素鋼等の高透磁率材料を用いるとヨーク２１の表面
に高い磁界を発生させることができる。電磁コイル２２
は、銅やアルミニウム等の導電性の高い材料を用い、ヨ
ーク２１の回りに巻線して樹脂等で固定される。尚、ヨ
ーク２１の形状については、着磁が後になるに従って表
面の発生磁界が小さくなるようにすると着磁の順番によ
る減磁を防止することができる。さらに、トナー担持体
を１周分転動させると着磁の継ぎ目を生じる場合があり
、継ぎ目の部分で着磁ピッチが小さくなるが、大きいピ
ッチで着磁されるトナー担持体の場合には、トナーを磁
気的に吸着して搬送するので多少の着磁ピッチの変動が
あってもトナーをいわゆる磁気ブラシを形成した状態で
搬送することができ、微小ピッチで着磁する場合には、
搬送むら等により発生するこの継ぎ目は、トナー層が十
分薄層化されているのでほとんど無視することができる
。

【００１５】図３は本発明の更に他の実施例における着
磁ヨークを示す概略図であって、矩形状に形成したヨー
ク３１の凸部に電磁コイル３２を巻装して着磁ヨーク３
３を形成したもので、トナー担持体の転動位置に応じて
順次電磁コイル３２に通電してトナー担持体とヨーク３
１の表面が接触する部分に磁界を発生させてトナー担持
体の磁界発生層を着磁することができる。図２の例と同
様に、着磁ヨーク３３が平板状であるため、トナー担持
体をヨーク３１に密着させた状態で着磁することができ
、トナー担持体をヨーク３１上で円滑に転動させて連続
着磁を行うことができる。

【００１６】図４は本発明の更に他の実施例における着
磁ヨークを示す概略図であって、電磁コイルを矩形に形
成したもので、銅板を矩形にエッチングして電磁コイル
のみによる着磁ヨーク４１を形成したもので、エッチン
グのピッチにより微小ピッチ（数百μｍ程度）のライン
着磁を行うことができる。このような着磁ヨーク４１に
、トナー担持体（図示せず）を押圧しながら転動させて
、トナー担持体の磁界発生層を順次着磁するものである
。このような着磁ヨークは、導体板をエッチングやワイ
ヤカット加工や放電加工により微細で自在なパターンに
加工して形成することにより、自在な着磁パターンが得
られるだけでなく、着磁磁界を任意の位置で任意の強度
にして、トナーの搬送量が制御可能なトナー担持体を形
成することができる。尚、着磁ヨークを複数に分割して
着磁のための通電電流を増大させたり、着磁の順番によ
る減磁を低減することもできる。

【００１７】図５は本発明の更に他の実施例における着
磁方法を示す概略図であって、Ｎ極とＳ極がライン状に
連続して形成された磁化パターンを有する平板状の永久
磁石５１による磁化マスター５３に、トナー担持体（図
示せず）を押圧しながら転動させて、トナー担持体の磁
界発生層を着磁するものである。トナー担持体を磁化マ
スター５３に密着させて磁界発生層を磁化するため、磁
化マスター５３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で均一な着磁を行うことができ、数
十μｍ程度の非常に小さい磁化反転ピッチを有する磁化
パターンでも磁界発生層に短時間で精度良く形成するこ
とができる。磁化マスター５３の構造については、表面
に大きい漏洩磁束を発生するように、永久磁石５１の取
付基材となるベース５２を軟磁性の高透磁率材料で形成
することにより、磁気回路の効率を上げることができる
。また、永久磁石５１の材質としては、保磁力及び残留
磁束密度の高いＣｏ−Ｎｉ−ＰやＮｉ−Ｐ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、かつ、連続着磁による永久磁石５１の減磁が
なく、トナー担持体の磁界発生層を飽和着磁に近い状態
で連続着磁することができる。さらに、磁化マスター５
３への着磁は、磁気ヘッドや着磁ヨーク等により行うこ
とができる。

【００１８】図６は本発明の更に他の実施例における着
磁方法を示す概略図であって、Ｎ極とＳ極が格子状に連
続して形成された磁化パターンを有する平板状の永久磁
石６１による磁化マスター６３に、トナー担持体（図示
せず）を押圧しながら転動させて、トナー担持体の磁界
発生層を着磁するものである。トナー担持体を磁化マス
ター６３に密着させて磁界発生層を磁化するため、磁化
マスター６３表面の漏洩磁束を有効に磁界発生層に通し
十分な磁界のもとで均一な着磁を行うことができ、数十
μｍ程度の非常に小さい磁化反転ピッチを有する磁化パ
ターンでも磁界発生層に短時間で精度良く形成すること
ができる。磁化マスター６３の構造については、表面に
大きい漏洩磁束を発生するように、永久磁石６１の取付
基材となるベース６２を軟磁性の高透磁率材料で形成す
ることにより、磁気回路の効率を上げることができる。

【００１９】ところで、図２〜図６の実施例における着
磁方法を用いてもトナー担持体が長尺であるため、着磁
ヨークまたは磁化マスターの表面には２〜８ｋＧ程度の
磁束密度しか得られない場合が多い。しかし、トナー担
持体を飽和着磁するためには、トナー担持体の磁界発生
層の保磁力の２倍程度の磁束密度の磁界を印加して着磁
する必要がある。そこで、トナー担持体の磁界発生層の
保磁力を２ｋＯｅ以下にすることにより、着磁ヨークま
たは磁化マスターの発生する磁界をトナー担持体の磁界
発生層の保磁力の２倍以上の磁束密度とすることができ
、安定に飽和着磁を行うことができる。また、着磁ヨー
クで着磁する場合にも、十分な着磁磁界を発生できるだ
けでなく、電磁コイルの冷却装置を簡便に済ませても微
小ピッチの着磁を行うことができる。

【００２０】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、広くトナーの搬送装置に応用すること
ができ、特に磁性トナーを用いるプリンターや複写機や
ファクシミリやディスプレーに応用すれば有効であり、
中でも、現像装置の現像ローラーやトナー供給ローラー
、クリーニング装置のクリーニングローラーや廃トナー
回収ローラー等に使用することができる。一方、本発明
の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の磁気位置検出装置の磁気媒体の
着磁に応用すれば有効である。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、磁界
発生層が弾性変形可能なトナー担持体構成とすることに
より、着磁ヨークまたは永久磁石にトナー担持体表面を
密着させて磁界発生層を着磁することができ、磁束の利
用効率が高く、トナー担持体を着磁ヨークまたは永久磁
石の磁化パターンに応じて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、特に大きい外部磁
界を印加しなくとも着磁ヨークや永久磁石により十分に
磁界発生層を磁化させることができる。さらに、トナー
担持体の外形形状を円筒状にして、平板状の着磁ヨーク
または平板状の永久磁石の上を安定して転動させること
ができ、トナー担持体の磁界発生層を均一に着磁するこ
とができ、トナー担持体の成形から着磁に至るまでのラ
インを一本化して効率的な製造ラインを構成することが
できる。

【００２２】また、着磁ヨークが平板状であるため、小
径で長尺のものでも微小ピッチで複雑な磁化パターンに
着磁することが可能である。

【００２３】さらに、磁化マスターを用いても、微小ピ
ッチで複雑な磁化パターンに着磁することが可能であり
、電力等を消費しない安価な着磁を行うことができる。

【００２４】従って、本発明によれば、小径で長尺なト
ナー担持体のようなものを微小ピッチ着磁することが容
易に可能になると共に、本発明のトナー担持体を画像形
成装置に用いて、高解像で濃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】

【図１】本発明の実施例におけるトナー担持体の断面概
観図である。

【図２】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る。

【図３】本発明の更に他の実施例における着磁ヨークを
示す概略図である。

【図４】本発明の更に他の実施例における着磁ヨークを
示す概略図である。

【図５】本発明の更に他の実施例における着磁方法を示
す概略図である。

【図６】本発明の更に他の実施例における着磁方法を示
す概略図である。

【符号の説明】

１０　　シャフト １１　　弾性層 １２　　磁界発生層 １３　　トナー担持体 ２１　　３１　　ヨーク ２２　　３２　　電磁コイル ２３　　３３　　４１　　着磁ヨーク ５１　　６１　　永久磁石 ５３　　６３　　磁化マスター

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　磁性トナーを搬送し弾性変形可能なト
   ナー担持体であって、前記トナー担持体が円筒状の外形
   形状を有し、かつ、保磁力２ｋＯｅ以下で可撓性を有す
   る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. 【請求項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
   化パターンの磁界を発生する平板状の着磁ヨーク上を転
   動させること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。
3. 【請求項３】　　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
   化パターンに着磁された平板状の永久磁石上を転動させ
   て磁気複写すること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。