JPH08339124A - マグネットロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現像磁極部に複数のピークを有する磁束密度
分布を容易に形成することができるマグネットロールを
提供する。 【構成】 スリーブとその内部に配設された現像磁極を
含む複数個の磁極を有する円筒状永久磁石部材とを有
し、前記現像磁極は、前記スリーブ上での磁束密度が８
００Ｇ以上である２つのピークを有し、前記ピーク値の
平均値と谷の値との差が前記ピーク値の平均値の１０〜
５０％の範囲にあり、かつ、ピーク値の角度が１０〜３
５゜の範囲にある磁束密度分布を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真装置又は静電
記録装置等における現像部を構成するマグネットロール
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真装置や静電記録装置において
は、画像担体（感光体、誘電体）の表面に形成された静
電潜像を現像し、得られたトナー像を直接定着するかあ
るいはトナー像を普通紙等の転写部材上に転写した後定
着することにより最終画像が得られる。この種装置に使
用される現像装置としては、磁性現像剤を保持するため
の非磁性体からなるスリーブ（以下単にスリーブとい
う）と、スリーブ内部に配置された複数個の磁極を有す
る永久磁石体とを有するマグネットロールを備えた磁気
ブラシ現像装置が多用されている。上記磁性現像剤とし
ては、例えば結着樹脂と強磁性粉末を必須成分とするト
ナー粒子からなる一成分系磁性トナーまたは磁性キャリ
ア（鉄粉、ソフトフェライト粉末等）と結着樹脂と着色
剤を含むトナー粒子（磁性又は非磁性）との混合粉粉体
である二成分系現像剤が一般的である。

【０００３】上述した磁気ブラシ現像装置においては、
現像剤の搬送方式としては一つの磁極が画像担体に対向
するように永久磁石部材を固定し、スリーブを回転させ
る方式が採用されることが多い。これは現像装置の構造
が簡単で、現像剤の搬送力が強く、また磁極が静止して
いるので磁極ピッチに基因する現像ムラが生じないなど
の理由による。一方、スリーブ回転方式の現像装置にお
いては、スリーブ上の現像剤の穂立ちが、磁石を回転さ
せる場合に比べてスリーブ上の磁束密度の値やその分布
の影響を受け易く、磁束密度のバラツキや磁束密度分布
の乱れがわずかであっても画質が大幅に低下することが
ある。そこで従来から現像条件などを考慮して最適な磁
束密度分布を設定することで画質の向上を図っている。

【０００４】例えば、特公昭６２−５５１４９号には、
スリーブ内に配設された磁石の、像担持体と対向する位
置の磁極部磁極面に少なくとも一つの窪み部を形成し、
この磁極部が複数のピークを有する磁界強度分布を発生
するようにマグネットロールを構成することが記載され
ている。

【０００５】このマグネットロールの具体的構成を図５
により説明する。図５において、１は非磁性体からなる
スリーブであり、その内部には円筒状永久磁石２（例え
ば等方性焼結フェライト磁石）とそれを支持するシャフ
ト３とを有する永久磁石部材４が配置されている。上記
永久磁石２の現像極に対向する部位には軸線方向に沿っ
て凹溝２１が設けられ、この凹溝２１内に、外表面に長
手方向に沿う凹部２２を有する磁石片２３（例えば異方
性焼結フェライト磁石）が固着されている。このマグネ
ットロールによれば、磁石片に凹部が設けられているの
で、現像磁極部には、図中実線で示すような二つのピー
クを有する磁束密度分布が形成される。現像磁極部に上
記のような磁束密度分布が形成されると、磁気ブラシの
画像担体に対する接触幅が広がり、もって現像効率が向
上し、また現像ムラやにじみを防止することが可能とな
り、特に高速現像には有利である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記構成のマグネット
ロールにおいて、磁石片２３を形成するには、例えば異
方性焼結フェライト磁石からなるブロック磁石に、凹部
２２を機械加工によって形成する必要がある。しかしな
がらこのような焼結磁石材料は硬質であるため、凹部２
２の機械加工に長時間を要するという問題点がある。ま
た磁石片２３を永久磁石２の凹溝２１に固着する場合
に、両者の寸法誤差に基因して位置ずれが生じることも
ある。

【０００７】一方樹脂磁石材料により磁石片２３を例え
ば押出成形又は射出成形の手法により形成する場合は、
磁石片の成形時に凹部２２を形成することが可能であ
り、焼結磁石材料で形成した場合よりも製作工数を少く
できるという利点がある。しかるに、樹脂磁石材料によ
って形成した磁石片は、焼結磁石材料によって形成した
ものより磁力が低いため、現像磁極に必要な磁力を得る
ためには、磁石片２３を大きくしなければならず、小口
径のマグネットロールには適用が困難であるという問題
点がある。

【０００８】したがって本発明の目的は、従来技術に存
在する問題点を解決し、現像磁極部に複数のピークを有
する磁束密度分布を容易に形成することのできるマグネ
ットロールを提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、非磁性体からなるスリーブと、前記スリ
ーブ内に配置された現像磁極を含む複数個の磁極を有す
る円筒状永久磁石部材とを有するマグネットロールにお
いて、前記現像磁極は、前記スリーブ上での磁束密度が
８００Ｇ以上である２つのピークを有し、前記ピーク値
の平均値とその間の谷の値との差が前記ピーク値の平均
値の１０〜５０％の範囲にあり、かつ、前記ピーク間の
磁極角度が１０〜３５゜の範囲にある磁束密度分布を有
するという、技術的手段を採用した。上記の発明におい
て、現像磁極と他の磁極は同時に形成されることが望ま
しい。

【００１０】

【作用】上記の構成により、すなわち、現像磁極は同一
極性の２つのピーク値とその間の谷の値との差が特定の
範囲にあるので、現像剤の搬送不良を伴わずにソフトな
磁気ブラシを形成することができると共に、ピーク位置
が特定の範囲にあるので、大きなピーク値を有する現像
磁極を着磁手段により形成することができる。

【００１１】

【実施例】以下本発明の詳細を図面により説明する。図
１は本発明の一実施例に係るマグネットロールの断面図
であり、同一部分は前記図５と同一の参照符号で示す。
図１において、１はアルミニウム合金あるいはオーステ
ナイト系ステンレス鋼などの非磁性体により円筒状に形
成したスリーブであり、その内部には円筒状永久磁石２
とそれを支持するシャフト３とを有する永久磁石部材４
が配置されている。円筒状永久磁石２の表面には、現像
磁極（図中、Ｎ₁、Ｎ₂で示す）を含む複数個の磁極が設
けられている。上記永久磁石２は、例えばフェライト粉
末［Ｍ：Ｂａ、Ｓｒ、Ｐｂの内の１種以上、ｎ＝５〜
６）］を含む原料をラバープレス又は押出成形の手法に
より円筒状に成形し次いで焼結後外周面に研削加工後を
施して作成することができる（特公昭５５−６９０７号
参照）。あるいは強磁性粉末（上記のフェライト粉末、
または希土類磁石粉末等）と樹脂とを主体とする混合物
を加熱混練し、次いで円筒状の成形空間を有する金型内
で成形し（例えば射出成形、押出成形又は圧縮成形）、
成形体の表面に前記と同様の着磁を施して作成できる。
この樹脂磁石は、円筒状に成形したものに限らず、複数
個の磁石片（例えば扇形状）を準備し、これらをシャフ
トの周囲に円筒状に接合したものでもよい。永久磁石部
材４全体を永久磁石材料で形成する（すなわちシャフト
も永久磁石で形成する）こともできる。

【００１２】図１に示す円筒状永久磁石は、例えば図２
に示す着磁ヨーク内にセットすることにより着磁され
る。図２において、１０は着磁ヨークであり、例えば軟
鉄のような強磁性材料により中空円筒状に形成され、円
筒状永久磁石２の磁極に対応する部分に突出部１１₁〜
１１₅が形成されるように軸方向に沿って複数個の溝１
２₁〜１２₄が設けられている。これらの溝には各突出部
を取囲むように着磁コイル１３₁〜１３₅が巻回されてい
る。特に現像磁極に対向する着磁コイル１３₁と１３₂と
の間には磁性体からなるスペーサ１４が設けられてい
る。上記の着磁ヨークによれば、着磁コイルをコンデン
サー型着磁電源（図示せず）に接続し、着磁コイルに数
百ボルトの直流電圧を瞬間的に流すことにより、現像磁
極が同極性の二つのピークをもつ磁束密度分布を有する
ことができる。

【００１３】図３は本発明のマグネットロールにおける
現像磁極部の半径方向の磁束密度分布を示す図である。
図３において、磁束密度のピーク値をＢ₁（Ｇ）、Ｂ
₂（Ｇ）、谷の値をＢ₃（Ｇ）、落ち込み量を△Ｂ［＝
（Ｂ₁＋Ｂ₂／２）−Ｂ₃］、Ｂ₁とＢ₂間の角度（ピーク
間の磁極角度）をθとすると、Ｂ₁及びＢ₂は８００Ｇ以
上であり、△ＢはＢ₁＋Ｂ₂／２（＝Ｂ₄）の１０〜５０
％の範囲にあり、かつθは１０〜３５°の範囲にあるこ
とが必要である。△ＢがＢ₁＋Ｂ₂／２の１０％未満であ
ると、スリーブ上に軟い磁気ブラシが形成され難く、△
ＢがＢ₁＋Ｂ₂／２の５０％より大きくなるとスリーブ上
での現像剤の搬送不良が生じ易くなり、いずれにしても
良好な現像が行えなくなる。なお上記比率の好ましい範
囲は２０〜４５％である。θが１０°より小さいと、着
磁ヨークに巻線を施すことが困難となり、一方θが３５
°より大きいと、Ｂ₁及びＢ₂の値が低下し、高い画像濃
度を得ることができない。なおθの好ましい範囲は２０
〜３０°である。

【００１４】図４に本発明のマグネットロールを用いた
現像装置の一例を示す。図４において、５は現像装置で
あり、図示矢印方向に回転する感光体ドラム６に近接し
て配置されており、スリーブ１とその内部に設けられた
永久磁石部材４とを有するマグネットロール２０と、磁
性現像剤７を収容する現像剤容器８と、スリーブ１上に
吸着された現像剤の厚さを規制するドクター部材９とを
有する。現像磁極（Ｎ₁、Ｎ₂）はその中心が、感光体ド
ラム６の中心ａとマグネットロールの中心ｂを結ぶ線上
に位置するように設けられている。上記の現像装置によ
れば、スリーブ１上に吸着された磁性現像剤７は、スリ
ーブ１を図示矢印方向に回転させることにより、スリー
ブ１と感光体ドラム７との最近接位置及びその近傍に形
成された現像領域に搬送され、現像領域で形成された磁
気ブラシで感光体ドラム７の表面が摺擦されることによ
り静電潜像（図示せず）が現像される。

【００１５】

【実験例】次に、本発明を実験例によって更に具体的に
説明する。図４において、周速１６０mm／secで回転す
るｏｐｃ感光体を有するドラム（外径３０mm）の表面を
−５００ Ｖに一様帯電後露光して静電潜像を形成し
た。次いで現像ギャップを０．５mm、ドクターギャップ
を０．４mmに設定し、−４５０Ｖの直流バイアス電圧が
印加されたSUS 304製スリーブ１を２６０rpmで回転させ
ることにより、静電潜像を現像し、トナー像を普通紙上
にコロナ転写し、そして熱ロール定着することにより最
終画像を得た。磁性現像剤は、スチレンーアクリル系共
重合体（Ｍｎ＝２１万、Ｍｎ＝１万４千）８５重量部、
カーボンブラック（三菱化成社製＃５０）１０重量部、
荷電制御剤（オリエント化学社製ボントロンＥ８１）２
重量部及びポリプロピレン（三洋化成社製ＴＰ３２）３
重量部からなるトナー粒子の表面に疎水性シリカ（日本
アエロジル社製アエロジルＲ９７２）０．５重量部を添
加したトナー（体積平均粒径１０μｍ）とフェライトキ
ャリア（日立金属製ＫＢＮ１００、平均粒径５０μｍ）
とをトナー濃度が３．５重量％となるように混合したも
のを使用した。

【００１６】永久磁石部材は、図２の着磁ヨークを使用
し、着磁条件を変えて、磁束密度分布の異なる５種類の
ものを準備した。各永久磁石部材を用いた場合の画像評
価結果を表１に示す。

【００１７】

【表１】

【００１８】表１から、本発明に従う磁束密度分布を有
するマグネットロール（例１〜４）により、高品質の画
像が得られることがわかる。しかるに、ピーク間角度が
大きい場合は（例５）、良質の画像を得ることができな
い。なお、落ち込み量（△Ｂ）が大きい場合は、現像剤
の搬送不良が生じてムラの多い画像となることが確認さ
れた。

【００１９】

【発明の効果】以上に記述の如く本発明によれば、凹部
を形成することなく、現像磁極に同一極性の複数のピー
クを有する磁束密度分布を形成することができると共
に、特定ピーク値とピーク間角度を有するので、高品質
の画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るマグネットロールの断
面図である。

【図２】本発明のマグネットロールの製造に使用される
着磁ヨークの一例を示す断面図である。

【図３】図１における現像磁極の磁束密度分布を示す図
である。

【図４】本発明のマグネットロールを有する現像装置の
一例を示す断面図である。

【図５】従来のマグネットロールの断面図である。

【符号の説明】

１ スリーブ、 ２ 円筒状永久磁石、 ３ シャフ
ト、 ４ 永久磁石部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性体からなるスリーブと、前記スリ
   ーブ内に配置された現像磁極を含む複数個の磁極を有す
   る円筒状永久磁石部材とを有するマグネットロールにお
   いて、前記現像磁極は、前記スリーブ上での磁束密度が
   ８００Ｇ以上である２つのピークを有し、前記ピーク値
   の平均値とその間の谷の値との差が前記ピーク値の平均
   値の１０〜５０％の範囲にあり、かつ、前記ピーク間の
   磁極角度が１０〜３５゜の範囲にある磁束密度分布を有
   することを特徴とするマグネットロール。
2. 【請求項２】 前記各磁極は同時に形成されたものであ
   る請求項１記載のマグネットロール。