專利名稱：顯影裝置和顯影裝置用磁輥的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及復印機、傳真機、打印機等圖像形成裝置中所用的顯影裝置以及這些顯影裝置用的磁輥。
人們早已熟悉的圖像形成裝置是對圖像攜帶體上形成的靜電潛像進行可見化處理而獲得記錄圖像的復印機、傳真機、激光打印機等。這種圖像形成裝置中所用的顯影裝置，有時采用磁輥作為顯影劑攜帶體。磁輥(磁滾筒)，因利用磁力來攜帶和輸送顯影劑，所以其優(yōu)點是，與僅用靜電力來攜帶和輸送顯影劑的非磁性輥相比，對環(huán)境變化的穩(wěn)定性和高速響應性良好，因此被廣泛采用。該顯影裝置中所用的顯影劑，有的采用磁性墨水；有的采用由磁性載體和非磁性墨水構成的兩種成分顯影劑。根據(jù)圖像形成裝置的顯影速度、圖像質(zhì)量等，適當?shù)剡x用該顯影劑。
這種顯影裝置的代表性產(chǎn)品是利用由內(nèi)裝固定磁鐵(磁輥)的旋轉(zhuǎn)自如的套筒而構成的顯影輥，來攜帶和輸送兩種成分的顯影劑。該顯影裝置進行以下動作。
1.利用磁鐵的磁力來把顯影劑吸附到套筒上(汲升)。
2.布置顯影劑限量構件(以下簡稱刮片)，使其與旋轉(zhuǎn)的套筒上的顯影劑相搭接，或者留出間隙，以便限制套筒上的顯影劑量(輸送)。
3.在圖像攜帶體對面的顯影區(qū)域內(nèi)使顯影劑處于被攪拌狀態(tài)下，對圖像攜帶體上的靜電潛像進行顯影(顯影)。
4.把顯影劑輸送到顯影裝置內(nèi)(回收)。
5.使顯影劑脫離套筒，返回到顯影裝置內(nèi)(脫離)。
為了進行上述動作，顯影輥產(chǎn)生如圖3(a)斷面圖所示的磁場。并且，把顯影輥的半徑方向磁通密度和切線方向磁通密度規(guī)定在適當?shù)姆秶鷥?nèi)(參見圖3(b))。
再者，另一個方案是在這種顯影裝置中如

圖1所示，為了小型化，不配備在軸向上攪拌顯影劑所用的顯影劑攪拌構件。
在該顯影裝置中利用磁輥的磁力和套筒旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的磁性載體動作來攪拌補充的墨水和顯影劑。
但是，磁輥產(chǎn)生的磁場具有軸向的磁力成分。圖4表示磁輥軸向的磁通密度的向量。當磁輥具有軸向磁力時，即使磁輥的半徑方向磁通密度和切線方向磁通密度相同，顯影劑的運動也不一樣。利用磁輥的軸向磁力來把顯影劑拉到軸向上使其移動。雖然顯影劑的移動只是每次一點點，但由于反復進行移動，所以時間一長，移動量就增大到不能忽視，結果造成攜帶的顯影劑量和墨水濃度等相對于軸向產(chǎn)生偏移。當顯影劑相對該軸向產(chǎn)生的偏移增大時，顯影能力產(chǎn)生差別，相對于軸向產(chǎn)生不均勻的圖像。尤其，如圖1所示沒有配備在軸向上攪拌顯影劑所用的顯影劑攪拌構件的顯影裝置，因為僅僅依靠磁輥的磁力和套筒旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的磁性載體的移動來對顯影劑進行攪拌，所以，軸向磁力所產(chǎn)生的影響增大。
上述磁輥的軸向磁力所引起的顯影劑偏移，在利用顯影裝置的刮片來限制套筒上的顯影劑量時尤其顯著。它如圖2所示，通過了套筒和刮片的間隙的顯影劑除外，其余顯影劑因與刮片相沖擊而在一瞬間變成不能保持在套筒上，而僅僅處于接受磁輥磁力的狀態(tài)。在此狀態(tài)下磁輥的軸向磁力使顯影劑容易移動。并且由于這種顯影劑移動是反復進行的，所以，軸向的顯影劑偏移很明顯。
再者，在顯影區(qū)域附近也出現(xiàn)由磁輥的軸向磁力所造成的顯影劑偏移。在磁輥和圖像攜帶體對面的顯影區(qū)域之前，產(chǎn)生一種被輸送來的顯影劑進行滯留的所謂藥劑存積狀態(tài)。該藥劑存積部的顯影劑，與保持在套筒上的顯影劑相比，容易受軸向磁力的影響。因此，在顯影區(qū)域附近也容易產(chǎn)生磁輥軸向磁力所造成的顯影劑偏移。
磁輥具有軸向磁力的原因可以認為是磁輥端部，具體來說是由于離端面約30mm的區(qū)域內(nèi)的磁場的端部旋入作用而形成了磁路(參見圖4)，以及在磁輥的樹脂中被定向的鐵氧體的方向相對于軸向來說有角度。前者從形狀來看是必然的，難于避免。而后者與磁輥制造工藝中的成形工序有密切關系。
磁輥的制造方法，一般是利用注射模塑磁場成形方法或擠壓磁場成形方法，在樹脂中一邊沿軸向?qū)﹁F氧體進行定向，一邊進行成形。在注射模塑磁場成形時，根據(jù)樹脂流動的方法和保壓狀態(tài)下的壓力分布的不同，鐵氧體的定向產(chǎn)生偏差。其中，壓力分布也很難控制。因此，在注射模塑磁場成形中抑制鐵氧體進行定向時相對于軸向有角度，減少磁輥的軸向磁力是很困難的。
另一方面，在擠壓磁場成形時，樹脂的流動使鐵氧體定向產(chǎn)生偏差。圖7(a)是擠壓磁場成形中樹脂流的說明圖。鐵氧體11和樹脂10的混合物從擠壓頭12向?qū)﹁F氧體11(參見圖7(b))進行定向的定向模具13內(nèi)擠壓。圖7(b)是定向模具中的樹脂流和鐵氧體方向的說明圖。當從擠壓頭12向定向模具13擠壓鐵氧體11和樹脂10的混合物時，樹脂10從外側向中心部流動，這種流動使得在定向模具13的入口部，樹脂10變成具有速度梯度的平行流，即剪斷流(剪切狀流)15。再有，在定向模具13內(nèi)若具有樹脂10的溫度梯度和定向模具13的磨擦力，則這些將使剪斷流15增大。該剪斷流15，使樹脂中的鐵氧體11相對于軸向具有角度進行定向，在磁輥成形品16中產(chǎn)生軸向磁力成分(參見圖8)。
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其第1目的在于提供一種能防止磁輥軸向磁力成分所造成的顯影劑偏移，能形成在軸向上均勻一致的圖像的顯影裝置。再者，其第2目的在于提供一種用于該顯影裝置的軸向磁力成分少的顯影裝置用磁輥。
為了達到上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案一種顯影裝置，它具有旋轉(zhuǎn)自如的套筒，其表面上附著有顯影劑；磁輥，設置在該套筒內(nèi)、具有多個磁極，并是被固定的；以及顯影劑限制構件，用限制附著在該套筒上的顯影劑的量，其特征在于在該磁輥的多個磁極中，該顯影劑限制構件對面的磁極，其軸向磁通密度與徑向磁通密度之比在軸向中心區(qū)內(nèi)為2.5％以下。
所述的顯影裝置其特征在于在該磁輥的磁極中，作為顯影極的磁極，其軸向磁通密度與徑向磁通密度之比在軸向中央?yún)^(qū)域內(nèi)為2.5％以下。
所述的顯影裝置，其特征在于該磁輥的各磁極的軸向磁通密度與徑向磁通密度之比在軸向中央?yún)^(qū)域內(nèi)為2.5％以下。
所述的顯影裝置，其特征在于沒有配備用于在軸向上攪拌顯影劑的顯影劑攪拌構件。
顯影裝置用磁輥，其特征在于，其是用于所述的顯影裝置的，其是通過擠壓磁場成形，使鐵氧體在乙烯丙烯酸乙酯共聚物(EEA)中定向，而進行成形制造的。
所述的顯影裝置用磁輥，其特征在于丙烯酸乙酯(EA)在乙烯丙烯酸乙酯共聚物(EEA)中所占的比例為25％～35％。
所述的顯影裝置用磁輥，其特征在于添加了低分子量聚丙烯(PP)作為潤滑劑。
所述的顯影裝置用磁輥，其特征在于，利用經(jīng)過TiN表面處理的定向模具進行成形制造。
所述的顯影裝置用磁輥，其特征在于，利用定向模具的長度L和直徑D之比L/D為3.3～4.3的定向模具進行成形制造。
本發(fā)明的顯影裝置，具有
旋轉(zhuǎn)自如的套筒，其表面上附著(攜帶)顯影劑；磁輥，它被設置在該套筒內(nèi)，具有多個磁極，磁輥是固定的；以及顯影劑限制(限量)構件，用于限制附著在該套筒上的顯影劑的量，該顯影裝置的特征在于，在構成上該磁輥的多個磁極中，該顯影劑限制構件對面的磁極，其軸向磁通密度與徑向磁通密度之比在軸向中心區(qū)內(nèi)為2.5％以下。
在所述的顯影裝置中，磁輥的端部區(qū)域，具體來說，形狀引起的磁場的旋入引起的軸向磁力成分的發(fā)生區(qū)域除外的，軸向中央?yún)^(qū)域中的顯影劑限制構件對面的磁極的軸向磁通密度與徑向磁通密度之比定為2.5％以下，減小了軸向磁力。這樣把顯影劑限制構件對面的磁極的軸向磁力減小后的磁輥，當其被用于顯影裝置中對顯影裝置的軸向顯影劑量隨時間的變化示于圖6(b)、(c)。在這種顯影裝置中，由于和顯影劑限制構件相沖擊，一瞬間不能保存在磁輥上，變成了只接受磁輥磁力的狀態(tài)的顯影劑也更難在軸向上移動。并且，從圖6(b)、(c)中可以看出使用了把顯影劑限制構件對面的磁極的軸向磁力減小了的磁輥，這種顯影裝置，其顯影劑相對于軸向產(chǎn)生的偏移隨時間的變化被控制在允許范圍內(nèi)。另一方面，如圖6(a)所示，可以看出顯影劑限制構件對面的磁極的軸向磁通密度與徑向磁通密度之比為2.5％以上的磁輥被用于顯影裝置內(nèi)時，顯影劑因軸向磁力而重復移動，所以顯影劑相對于軸向的偏移隨時間的變化未能被控制在允許范圍內(nèi)。這樣一來，軸向中央?yún)^(qū)域內(nèi)的顯影劑限制構件對面的磁極的軸向磁通密度與徑向磁通密度之比為2.5％以下的磁輥被用于顯影裝置中時在顯影裝置中顯影劑相對于軸向的偏移很難產(chǎn)生，可以形成相對于軸向均勻一致的圖像。
并且，本發(fā)明，其特征在于構成的方法是在所述的顯影裝置中，該磁輥的磁極中，作為顯影極的磁極的軸向磁通密度與徑向磁通密度之比在中央?yún)^(qū)域內(nèi)為2.5％以下。
在所述的顯影裝置中，軸向中央?yún)^(qū)域的顯影極的軸向磁通密度與徑向磁通密度之比為2.5％以下，減小了顯影極的軸向磁力。這樣因為使用了除減小了顯影劑限制構件對面的磁極的軸向磁力外，還減小了顯影極的軸向磁力的這種磁輥，所以，顯影區(qū)域附近的藥劑存積部的顯影劑也更難在軸向上移動。因此，顯影劑相對于軸向的偏移更難產(chǎn)生，可以形成相對于對軸向均勻的圖像。
并且，所述的發(fā)明，其特征在于所述的顯影裝置的構成方法是該磁輥的各磁極的軸向磁通密度與徑向磁通密度之比在軸向中央?yún)^(qū)域內(nèi)為2.5％以下。
在所述的顯影裝置中，把軸向中央?yún)^(qū)域中的各磁極的軸向磁通密度與徑向磁通密度之比定為2.5％以下，減小了全部磁極的軸向磁力。這樣，因為使用減小了全部磁極的軸向磁力的磁輥，所以，在磁輥園周方向全區(qū)內(nèi)顯影劑難于在軸向上移動。因此，相對于軸向的顯影劑的偏移更難產(chǎn)生，可以形成對軸向均勻的圖像。
再者，所述的發(fā)明，其特征在于在所述的顯影裝置中，沒有配備用于在軸向上攪拌顯影劑的顯影劑攪拌構件。
在所述的顯影裝置中，在沒有配備用于在軸向上攪拌顯影劑的顯影劑攪拌構件的顯影裝置中，也因為使用軸向磁力小的磁輥，所以軸向顯影劑的偏移減小，可以形成在軸向上均勻的圖像。
并且，為了達到上述第2個目的，所述的發(fā)明是所述的顯影裝置中所使用的顯影裝置用磁輥，其特征在于，利用擠壓磁場成形使鐵氧體在乙烯丙烯酸乙酯共聚物(EEA)中定向進行成形制造。
在所述的顯影裝置用磁輥中，當進行擠壓磁場成形時利用能減小剪斷流的樹脂來成形制造磁輥，從而使軸向磁力減小。一般若在適當?shù)牡土鲃訁^(qū)域內(nèi)使用樹脂，則在定向模具入口部產(chǎn)生的速度梯度逐漸趨向平緩，剪斷流減小。也就是說，為了減小剪斷流，必須在上述適當?shù)牡土鲃訁^(qū)域內(nèi)使用樹脂。圖9表示樹脂的流動性的溫度特性。這樣一來，因為樹脂的流動性具有溫度特性，所以，對樹脂的溫度進行控制非常重要，以便在上述適當?shù)牡土鲃訁^(qū)域內(nèi)使用樹脂。但是，結晶性樹脂，流動性的溫度依存性很大，溫度很難控制到能取得上述適當?shù)牡土鲃訁^(qū)域的范圍內(nèi)。而且，在定向模具內(nèi)，由于離開熱源的距離不同而產(chǎn)生溫度梯度，所以易產(chǎn)生流動性分布，剪斷流容易增大。另一方面，包含非結晶成分在內(nèi)的樹脂乙烯丙烯酸乙酯共聚物(EEA)，流動性受溫度的影響小，可以取得上述適當?shù)土鲃訁^(qū)域的溫度范圍很寬，所以容易進行溫度控制。因此，很容易在低流動區(qū)域內(nèi)使用。而且，即使在定向模具內(nèi)有溫度梯度，也不易產(chǎn)生流動性分布，所以，剪斷流很難增大。因此，包含非結晶成分的樹脂乙烯丙烯酸乙酯共聚物(EEA)在低流動區(qū)域內(nèi)使用，能減小擠壓磁場成形時產(chǎn)生的剪斷流。若減小樹脂的剪斷流，則鐵氧體相對于軸向沒有角度，沿定向模具進行定向。因此，能抑制磁輥的軸向磁力的產(chǎn)生。
并且，所述的發(fā)明，其特征在于在所述的顯影裝置用磁輥中，乙烯丙烯酸乙酯共聚物(EEA)中的丙烯酸乙酯(EA)成分為25％～35％。
在所述的顯影裝置用磁輥中，通過對乙烯丙烯酸乙酯共聚物(EEA)中非結晶成分丙烯酸乙酯(EA)所占的比例進行控制，可以調(diào)整樹脂的非結晶成分的比例。若乙烯丙烯酸乙酯共聚物(EEA)中的丙烯酸乙酯(EA)的比例小，非結晶成分少，則樹脂的流動性受溫度的影響增大。因此，難于在穩(wěn)定的低流動區(qū)域內(nèi)進行擠壓磁場成形，不能減小剪斷流。其結果，鐵氧體對軸向有角度，軸向的磁力大于規(guī)定范圍。并且，因為結晶成分多，所以在成形時也會出現(xiàn)表面容易產(chǎn)生裂縫的不良情況，使成形性受到破壞。因此，若通過提高丙烯酸乙酯(EA)在乙烯丙烯酸乙酯共聚物(EEA)中所占的比例來使非結晶成分增多，則可減小溫度對樹脂流動性的影響。因此，能在穩(wěn)定的低流動區(qū)域內(nèi)進行擠壓磁場成形，減小剪斷流。實驗證明這樣，為了減小剪斷流，把軸向磁力的發(fā)生控制在規(guī)定范圍內(nèi)，必須把丙烯酸乙酯(EA)在乙烯丙烯酸乙酯共聚物(EEA)中所占的比例提高到25％以上。但是若非結晶成分過多，則樹脂的彈性提高，因此，成形時的變動增大，造成形狀誤差增大。實驗證明為了保證這種成形時的形狀穩(wěn)定性，必須把丙烯酸乙酯(EA)在乙烯丙烯酸乙酯共聚物(EEA)中所占的比例控制在35％以下。根據(jù)以上情況，把丙烯酸乙酯(EA)在乙烯丙烯酸乙酯共聚物(EEA)中所占的比例控制在25％～35％范圍內(nèi)，能減少軸向磁力的發(fā)生，而且能獲得形狀穩(wěn)定的磁輥。
再者，所述的發(fā)明，其特征在于，在所述的顯影裝置用磁輥中添加了低分子量聚丙烯(PP)作為潤滑劑。
在所述的顯影裝置用磁輥中，通過添加低分子量聚丙烯(PP)作為潤滑劑，可以提高定向模具和樹脂的滑動性，進而減小剪斷流。因此，鐵氧體容易沿定向模具進行定向，能抑制磁輥的軸向磁力的發(fā)生。
再者，所述的發(fā)明，其特征在于，在所述的顯影裝置用磁輥中，利用經(jīng)過TiN表面處理的定向模具來進行成形制造。
在所述的顯影裝置用磁輥中，通過采用經(jīng)過TiN表面處理的定向模具，能減小樹脂和定向模具的磨擦，進而減小剪斷流。因此，鐵氧體容易沿定向模具進行定向，能抑制磁輥的軸向磁力的發(fā)生。
再者，所述的發(fā)明，其特征在于，在所述的顯影裝置用磁輥中，利用定向模具的長度L和直徑D之比L/D為3.3.～4.3的定向模具來進行成形制造。
在所述的顯影裝置用磁輥中，通過規(guī)定定向模具的長度L和直徑D之比，能使定向模具的形狀容易減小剪斷流。如上所述，若采用低流動性樹脂，則定向模具入口部的剪斷流的速度梯度，隨著在定向模具中的流動而逐漸平緩，剪斷流減小。因此，對定向模具的長度L和直徑D之比加以規(guī)定，以便有足夠的時間使得在定向模具中速度梯度變?yōu)槠骄彔顟B(tài)。若定向模具的長度L相對于定向模具的直徑D太短，則沒有足夠的時間使剪斷流的速度梯度變成平緩狀態(tài)。另一方面，若定向模具的長度L相對于定向模具的直徑D太長，則由于定向模具和樹脂的磨擦力，反而使剪斷流增大。因此，最好把定向模具長度L與直徑D之比調(diào)整到適當范圍內(nèi)。實驗證明，利用長度L與直徑D之比為3.3～4.3的定向模具來制造磁輥時，能減小剪斷流，使鐵氧體沿軸向進行定向，抑制磁輥的軸向磁力的發(fā)生。
本發(fā)明的效果若按照所述的發(fā)明，則可獲得能制成以下顯影裝置的良好效果，該顯影裝置能防止磁輥軸向磁力所造成的顯影劑偏移，能形成在軸向上均勻的圖像。
尤其若按照所述的發(fā)明，則可獲得良好效果，即能制成便于形成在軸向上均勻的圖像的小型化顯影裝置。
再者，若按照所述的發(fā)明，則可獲得良好效果，即能制成軸向磁力小的顯影裝置用的磁輥。
尤其，若按照所述的發(fā)明，則能獲得良好效果，即能制成軸向磁力小而且形狀穩(wěn)定的磁輥。
以下參照附圖，詳細說明
具體實施例方式圖1是涉及本發(fā)明實施例的顯影裝置的概要構成圖。
圖2是涉及本發(fā)明實施例的顯影裝置的刮片附近的顯影劑移動情況說明圖。
圖3(a)是磁輥的發(fā)生磁場的說明圖。
圖3(b)是磁輥的半徑方向和切線方向磁場分布說明圖。
圖4是磁輥的軸向磁通密度的說明圖。
圖5是本發(fā)明實施例的顯影裝置的磁輥的磁場說明圖。
圖6(a)是表示采用了磁極P4的軸向磁通密度與徑向磁通密度之比為3％的磁輥時的顯影劑量的偏差的圖。
圖6(b)是表示采用了磁極P4的軸向磁通密度與徑向磁通密度之比為2％的磁輥時的顯影劑量的偏差的圖。
圖6(c)是表示采用了磁極P4的軸向磁通密度與徑向磁通密度之比為1％的磁輥時的顯影劑量的偏差的圖。
圖7(a)是擠壓磁場成形磁輥時的樹脂流動的說明圖。
圖7(b)是定向模具中的樹脂流動和鐵氧體方向的說明圖。
圖8是鐵氧體的定向方向和軸向磁通密度的關系的說明圖。
圖9是樹脂的結晶成分和流動性的溫度特性的說明圖。
以下詳細說明把本發(fā)明用于圖像形成裝置電子照像方式的激光打印機(以下簡稱打印機)中的顯影裝置中時、以及其中所用的顯影裝置用磁輥中時的實施例。
圖5是涉及本發(fā)明的顯影裝置2的主要構成及顯影輥3的發(fā)生磁場的說明圖。顯影裝置2具有顯影輥3、用于存放向顯影輥3供應的墨5的墨罐、用于攪拌墨罐6內(nèi)的墨5的攪拌器7、以及用于限制附著在顯影輥3上的顯影劑4的刮片8等。顯影輥3的構成部分有能旋轉(zhuǎn)的園筒狀套筒3A、以及設置在該套筒3A內(nèi)的磁輥3B。磁輥3B是固定的，套筒3A相對于磁輥3B沿軸線進行旋轉(zhuǎn)。顯影劑4是由非磁性墨5和磁性載體9構成的兩種成分的顯影劑。
其中，在磁輥3B上，在與顯影區(qū)域相對應的部分內(nèi)形成了磁極(S極)P1；在與顯影區(qū)域通過后的位置相對應的部分內(nèi)形成了磁極(N極)P2；在與供給墨5的位置相對應的部分內(nèi)形成了磁極(S極)P3；在與刮片8相對應的部分內(nèi)形成了磁極(N極)P4。圖3(a)是磁輥3B的發(fā)生磁場的向量的斷面圖。并且，圖3(b)是表示磁輥3B的輥半徑方向磁通密度和切線方向磁通密度的圖。
以下說明顯影裝置2的動作。
顯影裝置2內(nèi)的顯影劑4被磁輥3B的磁極P3的磁力吸附到磁輥3B上，被攜帶到套筒3A上。被攜帶的顯影劑4通過套筒3A的旋轉(zhuǎn)，被輸送到刮片8的位置上，由該刮片8來限制顯影劑量。通過刮片8的限制而達到了規(guī)定量的顯影劑4隨著套筒3A的旋轉(zhuǎn)而被輸送到作為圖像攜帶體的感光體1的對面的顯影區(qū)域。在顯影區(qū)域內(nèi)，利用磁極P1使顯影劑4處于被汲起的狀態(tài)，由該顯影劑4來對感光體1上的靜電潛像進行顯影。在顯影區(qū)域內(nèi)未被使用的顯影劑4，也就是被刮片8刮掉的顯影劑4從套筒3A上脫離下來，返回到墨5的補給口側(墨罐6的底部側)。為進行這種動作，輥半徑方向磁通密度和切線方向磁通密度被規(guī)定在適當范圍內(nèi)。
并且，墨罐6內(nèi)的墨5被順時針方向旋轉(zhuǎn)的攪拌器7進行攪拌，按照顯影區(qū)域內(nèi)已消耗的量向顯影劑4內(nèi)補充供墨。被補充供給的墨5借助于磁輥3B的磁力和套筒3A的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的磁性載體9的動作而和顯影劑4一起被攪拌。
并且，在本實施例的顯影裝置2中采用這樣的磁輥3B，即其與刮片8相對應的磁極P4的軸向磁通密度與徑向磁通密度之比在磁輥3的端部30mm除外的中央?yún)^(qū)域內(nèi)為2.5％以下。這樣，若減小磁極P4的軸向磁力，則不通過刮片8，因與刮片8進行沖擊而在瞬間內(nèi)不能附著在套筒3A上，變成僅接受磁輥3B的磁力的狀態(tài)的顯影劑4的軸向移動被抑制，顯影劑附著量和墨濃度的偏移即使時間長也幾乎不可能有什么問題。圖6(a)～(c)表示利用磁極P4的軸向磁通密度與徑向磁通密度之比各不相同的磁輥3B來連續(xù)進行顯影時的顯影劑量的變化。圖6(b)是采用了軸向磁通密度與徑向磁通密度比為2％的磁輥；圖6(c)是采用了軸向磁通密度與徑向磁通密度之比為1％的磁輥；并且，圖6(a)是采用了軸向磁通密度與徑向磁通密度之比為3％的磁輥。其結果證明，如圖6(b)、(c)所示，磁極P4的軸向磁通密度與徑向磁通密度之比為2％、1％的磁輥3B，即使在連續(xù)地進行顯影時也能使軸向的顯影劑攜帶量保持在允許范圍內(nèi)。并且能形成在軸向上均勻的圖像。另一方面，如圖6(a)所示，利用磁極P4的軸向磁通密度與徑向磁通密度之比為3％的磁輥3B，通過重復進行軸向顯影劑移動，使顯影劑攜帶量偏差受時間的影響而超過允許范圍，結果形成在軸向上不均勻的圖像。
再有，采用這樣一種磁輥3B，即與顯影區(qū)域相對應的磁極P1的軸向磁通密度與徑向磁通密度之比在磁輥3B端部30mm除外的中央?yún)^(qū)域內(nèi)為2.5％以下。在磁極P4以外，若這樣減小磁極P1的軸向磁力，則顯影區(qū)域近前的藥劑存積部的顯影劑4也難于在軸向上移動。因此，顯影劑在軸向上的偏移更難產(chǎn)生，能形成在軸向上均勻的圖像。
再者，采用這樣一種磁輥3B，即其全部磁極P1、P2、P3、P4的軸向磁通密度與徑向磁通密度之比在磁輥3B的端部30mm除外的中央?yún)^(qū)域內(nèi)為2.5％以下。若這樣減小全部磁極的軸向磁力，則在套筒3A的園周方向全區(qū)內(nèi)顯影劑4難于在軸向上移動。因此，軸向顯影劑偏移更難產(chǎn)生，能形成在軸向上均勻的圖像。
通過利用這種顯影輥3，即使不具備用于在軸向上攪拌顯影劑的攪拌構件，而通過磁輥3B的磁力和套筒3A的旋轉(zhuǎn)來攪拌顯影劑的顯影裝置2，也能防止發(fā)生軸向顯影劑偏移。因此，能獲得體積小，可形成在軸向上均勻的圖像的顯影裝置。
在此，對磁輥3B的制造方法加以說明。
磁輥3B利用擠壓磁場成形使鐵氧體11在樹脂10中定向，進行成形制造。圖7(a)是擠壓成形磁輥3B時的樹脂10的流程說明圖。圖7(b)是定向模具13中的樹脂10的流程和鐵氧體11的方向的說明圖。利用一般的擠壓成形法從擠料頭12向定向模具13擠壓鐵氧體11和樹脂10的混合物時，樹脂10從外側向中心部流動，利用這種流動，使得在定向模具13入口部，樹脂10變成具有速度梯度的平行流，即剪斷流15。并且，在定向模具13內(nèi)若具有樹脂10的溫度梯度或與定向模具13的磨擦力，則將使剪斷流15增大。由于該剪斷流15，樹脂中的鐵氧體11對軸向具有角度，進行定向，在一般的磁輥成形品16中產(chǎn)生軸向磁力(參見圖8)。
因此，在進行擠壓磁場成形時采用可以減小剪斷流15的樹脂來成形制造磁輥3B，這樣能減小軸向磁力成分。一般若在適當?shù)牡土鲃訁^(qū)域內(nèi)使用樹脂10，則在定向模具13入口部產(chǎn)生的速度梯度逐漸平緩，剪斷流15減小。也就是說，為了減小剪斷流15，必須在適當?shù)牡土鲃訁^(qū)域內(nèi)使用樹脂10。圖9表示樹脂10的流動性的溫度特性。這樣，因為樹脂10的流動性具有溫度特性(隨溫度而變化)。所以，對樹脂10的溫度進行控制，很重要，以便在上述適當?shù)牡土鲃訁^(qū)域內(nèi)使用樹脂10。但是，結晶性樹脂，其流動性受溫度的影響很大，很難把溫度控制到能獲得適當?shù)牡土鲃訁^(qū)域的程度。并且，在定向模具13內(nèi)，由離開熱源的距離所造成的溫度梯度，使流動性分布容易產(chǎn)生，剪斷流容易增大。另一方面，包含非結晶成分的樹脂乙烯丙烯酸乙酯共聚物(EEA)，其流動性受溫度的影響小，獲得適當?shù)牡土鲃訁^(qū)域的溫度范圍寬廣，所以，溫度容易控制。因此，容易在低流動區(qū)域內(nèi)使用。另外，即使有定向模具13內(nèi)的溫度梯度，也很難產(chǎn)生流動性分布，所以，剪斷流很難增大。因此，包含非結晶成分的樹脂乙烯丙烯酸乙酯共聚物(EEA)在低流動區(qū)域內(nèi)使用，能減小擠壓磁場成形時產(chǎn)生的剪斷流15。若減小樹脂10的剪斷流15，則鐵氧體11對軸向沒有角度，沿定向模具13進行定向。所以能抑制磁輥3B軸向磁力的產(chǎn)生。
這樣，樹脂10采用乙烯丙烯酸乙酯共聚物(EEA)，鐵氧體采用Sr鐵氧體或Ba鐵氧體按90～92％(重量)進行混合后的材料，利用與必要的極相對應的磁場定向模具13進行擠壓磁場成形。在此，若乙烯丙烯酸乙酯共聚物(EEA)中的非結晶成分丙烯酸乙酯(EA)的比例小，非結晶成分少，則樹脂10的流動性受溫度的影響大。因此，很難在穩(wěn)定的低流動區(qū)域內(nèi)進行擠壓磁場成形，不能減小剪斷流15。其結果，鐵氧體11對軸向有角度，軸向磁力大于規(guī)定范圍。并且，由于結晶成分多，所以也會出現(xiàn)成形時容易產(chǎn)生表面裂紋的不良現(xiàn)象，使成形性能變壞。因此，若提高乙烯丙烯酸乙酯共聚物(EEA)中的丙烯酸乙酯(EA)的比例，使非結晶成分增多，則樹脂10的流動性受溫度的影響減小。于是，能在穩(wěn)定的低流動區(qū)域內(nèi)進行擠壓磁場成形，能減小剪斷流15。這樣，為了減小剪斷流15，把軸向磁力的產(chǎn)生控制在規(guī)定范圍內(nèi)，實驗證明，必須把乙烯丙烯酸乙酯共聚物(EEA)中的丙烯酸乙酯(EA)的比例提高到25％以上。但是，若非結晶成分過多，則樹脂10的彈性增大，所以成形時的變動增大，導致形狀產(chǎn)生誤差。從實驗中得知，為了獲得這種成形時的形狀穩(wěn)定性，必須把乙烯丙烯酸乙酯共聚物(EEA)中的丙烯酸乙酯(EA)的比例控制在35％以下。根據(jù)以上情況，把乙烯丙烯酸乙酯共聚物(EEA)中的丙烯酸乙酯(EA)的比例控制在25％～35％的范圍內(nèi)，即可減少軸向磁力的產(chǎn)生，而且能獲得形狀穩(wěn)定的磁輥。
再者，若添加低分子量PP作為潤滑劑，則可提高與定向模具13的滑動性，并能減小剪斷流15。而且，為了提高耐熱性，可添加磷系或酚醛系的防氧化劑。
再者，若利用經(jīng)過TiN表面處理的定向模具13，則樹脂10和定向模具13的磨擦力減小，并使剪斷流15減小。
并且，利用定向模具13的形狀，容易減小剪斷流15。若利用乙烯丙烯酸乙酯共聚物(EEA)，則定向模具13入口部的剪斷流15的速度梯度，隨著在定向模具13中的流動而逐漸變成平緩狀，減小剪斷流15。因此，對定向模具13的長度L和直徑D之比加以規(guī)定，以便有足夠的時間使速度梯度在定向模具13中變成平緩狀。若定向模具13的長度L相對于定向模具13的直徑D來說太短，則沒有足夠的時間來使剪斷流15的速度梯度變平緩。另一方面，若定向模具13的長度L相對于定向模具13的直徑D來說太長，則由于定向模具13和樹脂10的磨擦力，反而使剪斷流增大。所以，最好把定向模具13的長度L與直徑D之比控制在適當范圍內(nèi)。實驗證明，利用長度L與直徑D之比L/D為3.3～4.3的定向模具13來制造磁輥3時，剪斷流15減小，鐵氧體11能沿軸向進行定向，能抑制磁輥3的軸向磁力的產(chǎn)生。
以上利用有2種成分顯影劑的顯影裝置和其中的磁輥，說明了本發(fā)明。但此外也可適用于其他有磁性顯影劑的顯影裝置和其中的磁輥，能獲得同樣的效果。
發(fā)明的效果若按照所述的發(fā)明，則可獲得能制成以下顯影裝置的良好效果，該顯影裝置能防止磁輥軸向磁力所造成的顯影劑偏移，能形成在軸向上均勻的圖像。
尤其若按照所述的發(fā)明，則可獲得良好效果，即能制成便于形成在軸向上均勻的圖像的小型化顯影裝置。
再者，若按照所述的發(fā)明，則可獲得良好效果，即能制成軸向磁力小的顯影裝置用的磁輥。
尤其，若按照所述的發(fā)明，則能獲得良好效果，即能制成軸向磁力小而且形狀穩(wěn)定的磁輥。
權利要求
1.一種顯影裝置，它具有旋轉(zhuǎn)自如的套筒，其表面上附著有顯影劑；磁輥，設置在該套筒內(nèi)、具有多個磁極，并是被固定的；以及顯影劑限制構件，用限制附著在該套筒上的顯影劑的量，其特征在于在該磁輥的多個磁極中，該顯影劑限制構件對面的磁極，其軸向磁通密度與徑向磁通密度之比在軸向中心區(qū)內(nèi)為2.5％以下。
2.如權利要求1所述的顯影裝置，其特征在于在該磁輥的磁極中，作為顯影極的磁極，其軸向磁通密度與徑向磁通密度之比在軸向中央?yún)^(qū)域內(nèi)為2.5％以下。
3.如權利要求1所述的顯影裝置，其特征在于該磁輥的各磁極的軸向磁通密度與徑向磁通密度之比在軸向中央?yún)^(qū)域內(nèi)為2.5％以下。
4.如權利要求1或2或3所述的顯影裝置，其特征在于沒有配備用于在軸向上攪拌顯影劑的顯影劑攪拌構件。
5.顯影裝置用磁輥，其是用于如權利要求1、2、3或4所述的顯影裝置的，其特征是，通過擠壓磁場成形，使鐵氧體在乙烯丙烯酸乙酯共聚物(EEA)中定向，而進行成形制造的。
6.如權利要求5所述的顯影裝置用磁輥，其特征在于丙烯酸乙酯(EA)在乙烯丙烯酸乙酯共聚物(EEA)中所占的比例為25％～35％。
7.如權利要求5或6所述的顯影裝置用磁輥，其特征在于添加了低分子量聚丙烯(PP)作為潤滑劑。
8.如權利要求5、6、或7所述的顯影裝置用磁輥，其特征在于，利用經(jīng)過TiN表面處理的定向模具進行成形制造。
9.如權利要求5、6或7所述的顯影裝置用磁輥，其特征在于，利用定向模具的長度L和直徑D之比L/D為3.3～4.3的定向模具進行成形制造。
全文摘要
本發(fā)明公開一種能防止磁輥的軸向磁力所引起的顯影劑偏移,能形成在軸向上均勻的圖像的顯影裝置,及該顯影裝置中所使用的軸向磁力小的顯影裝置用磁輥。該顯影裝置具有:表面上攜帶顯影劑的旋轉(zhuǎn)自如的套筒;設置在該套筒內(nèi),具有多個磁極的固定磁輥;及限制套筒上攜帶的顯影劑的量的刮片,其構成的方法是:在磁輥的多個磁極中,刮片對面的磁極的軸向磁通密度與徑向磁通密度之比在軸向中央?yún)^(qū)域內(nèi)為2.5%以下。
文檔編號H01F7/02GK1274873SQ0010793
公開日2000年11月29日 申請日期2000年5月24日 優(yōu)先權日1999年5月24日
發(fā)明者今村剛, 肥塚恭太, 石黑顯一 申請人:株式會社理光