JPH0470878A - 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〕 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Ｉ（−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Ｊｌ・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
チによる現像濃度を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、希土類焼結磁石を磁性体ローラーにフ
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、この希土類焼結磁石についても以下
のような問題点を有する。

（１）形状自由度に劣る。

（２）ワレ・カケが多くもろい。

（３）磁気特性のバラツキが大きい６ 一般に焼結法で磁石を作成する場合、まず所望組成に鋳
造したインゴットを粉砕して、プレス成形または射出成
形によりグリーン体を作成する。

このグリーン体を４００〜５００°Ｃに加熱して成形の
助剤として使用した有機物樹脂を除去し、次いで高温に
加熱して焼結するという工程をとる。

この最終工程では大幅な体積収縮を伴う。

つまり、焼結法では形状は体積収縮以前のグリーン体の
段階で作り込まねばならず、複雑な形状はつくりがたい
。特に本願で要求されるような薄肉円筒状の形状は成形
できない。さらに焼結法ではいったん粉砕後を、成形し
て焼結により高密度化する。このとき、高密度化の度合
はグリーン体の密度分布と密接な関係がある。グリーン
体の密度分布を均一にすることは、形状にもよるが、非
常に困難であり、このことは最終焼結晶の密度バラツキ
、すなわち磁気特性のバラツキにつながる。

また、たとえ高密度化しても、本来粉末であったために
、機械的強度は溶解インゴットに比して劣り、ワレ・カ
ケが多くなる。

以上のような焼結法の欠点は、本願のような磁性体ロー
ラーにおいては現像剤搬送部材上の磁束密度に変化を生
じ、現像濃度のムラ等、様々な問題を引き起こす。

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ｆ象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
磁性体ローラ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磁極に着磁されだ円筒状の磁
性体ローラーを有し、前記磁性体ローラーにより発生ず
る磁場にしたがって前記現像剤搬送部組上の現像剤を搬
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）と鉄とボロンを主体とする遷
移金属からなる希土類磁性合金を後方押出成形した成形
磁石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鉄
系磁石により磁性体ローラーを形成することにより、磁
石成形体の肉厚が薄い、小型軽量の磁性体ローラーを構
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、温度特性がよく、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鉄系磁石は、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、従来の焼結法では上記の長尺磁石を成形すること
は困難である。

そこで本発明者らは、特開昭６３−１０７００９に開示
されている、鋳造／熱間加工法による希土類鉄系永久磁
石を用いることを発明した。同法によれば、粉砕をする
ことなく熱間加工法により異方性化ができるので、成形
体のワレ・カケ・密度バラツキ等がなくなる。また熱間
加工法として後方押出を用いれば、磁性体ローラ用の円
筒形状に成形すること自体がラジアル異方性化につなが
り、都合がよい。

以下、実施例に基づき説明する。

〔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。実施例は二成分現像の実施
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に結像させて電位コントラストを
得て潜像担持体１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ｌ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■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１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
［ｍｍｌ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、更に現像剤は二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。

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
土類鉄系磁石の製造工程を以下に説明する。

まず所望組成のインボッ１−を後方押出成形用ビレット
形状に鋳造する。次いて押出成形用ダイ中にビレッ１へ
を挿入し、不活性ガス雰囲気中で５００℃以上１１００
°Ｃ未満の温度で加熱し、押出比２〜２０の範囲で後方
押出成形を行う。このとき塑性流動により、結晶柱のＣ
軸がラジアル方向に配向する。次に熱処理を施し、均質
化・高保磁力化を行った後、最紡的な長さに切断して磁
性体ローラ用磁石とした。

以下、更に詳細な実施例を示す。

（実施例１） 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としてＰ
ｒ−Ｆｅ−Ｂ−Ｃｕ系の異方性鋳造磁石、及び比較例と
してフェライトの焼結磁石、Ｓｍ−Ｃｏ系の異方性樹脂
結合磁石を使用した。Ｓｍ−Ｃｏ系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、成形方法は押出成形法で作成
した。

ここで使用した磁石の磁気特性はＰｒ−Ｆｅ−Ｂ系異方
性鋳造磁石（以下、磁石１と称す）、Ｓｍ−Ｃｏ系異方
性樹脂結合磁石（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）ｍａ
ｘ　　２５ＭＧＯｅ。

１０ＭＧＯｅ、４ＭＧＯｅであった。

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たが、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量を低減化することが困難
であった。一方、磁石ｌ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ｆ象剤の磁性粉含有量が３０ｗ
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１の場合には現像剤の磁性粉含有量１０ｗｔ％、磁
石２の場合にも１５ｗｔ％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ど前景部画
像濃度（カブリ）との関係については現（ｇｌバイアス
電圧の調整の如何にほとんど左右されず、磁石１を使用
した場合には磁性粉食イ１量が５０ｗｔ％以下になると
背景部に現像剤イ・１着が発生した。磁石２では２０ｗ
ｔ％、磁石３では２５ｗｔ％の磁性粉含有量程度までカ
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１５ｗｔ％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２） 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／ｇｌ）を３０ｗｔ％、カーボンブラック４
ｗｔ％、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８μｍで飽和磁化２８　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
−３００ｖを印加して現像し普通紙に転写定着して画像
形成を行ったにこで、磁石ローラとしては本発明の実施
例として磁石１を使用し、比較例として磁石３を使用し
た。、磁石１を１史用した場合には現像剤搬送部材２上
には現像剤１のｒｊ、送に十分な磁気ブラシが形成され
、最大ＯＤｆ直１．７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８００ＤＰ工の解像度が得られた
。また０、５ｍｍ角の小さい画像で磁石１を使用した場
合には約１００階調、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
画イ象しか得られなかった。

（実施例３） 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しλ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６μｍ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−
４５０■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を使用し、比較例として磁石３を使用し
た。　磁石１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１．７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ｆ象剤、
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と高濃度の画像が得られるがＦａ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〕

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。

【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
。 １・・・現像剤 ２・・・現像剤搬送部材 ５・・・磁石ローラ 以　　上 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１０ブレード 第１図

Claims (1)

【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）と鉄とボロンを主体とする遷移金属からなる
   希土類磁性合金を後方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。