JP2002372867A - 現像ローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 円筒状マグネットを用いるＳＬＩＣ現像方式
の現像ローラにおいて、マグネットローラ溝部のバリと
マグネットブロックとの接触を防ぎ、現像局部の高さを
均一にし、磁束密度偏差を安定させ、不良画像を防止し
た現像ローラを提供する。 【解決手段】 マグネットローラ４に設けられた溝部４
ｂの軸方向長さよりもマグネットブロック５長さを短く
する。又は、マグネットブロック５両端部の厚さを、バ
リ４ｂに接触しない程度に薄くする。溝部４ｂのバリ４
ａとマグネットブロックのバリとの向きが対向しないよ
うに配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンター等の画像形成装置に用いる現像ローラ
に係り、詳しくは、トナー及び磁性粒子からなる二成分
現像剤を用いて現像する現像ローラに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】二成分現像剤を用いる画像形成装置の現
像方式のうち、磁気ブラシ現像方式は、転写性や温度・
湿度に対する現像特性の安定性が良好な優れた現像方式
として知られている。磁気ブラシ現像方式とは、磁気に
よって二成分現像剤をブラシチェーン状に穂立ちさせた
所謂磁気ブラシを現像ローラ上に保持し、感光体に対向
する現像領域において磁気ブラシを感光体に摺擦するこ
とで、現像剤中のトナーを感光体上の静電潜像部分に供
給する方式である。しかし、現像ローラの軸方向に対し
て磁気ブラシの高さにばらつきがあり、後端白抜け画像
等の異常画像を発生させやすいという問題点があった。

【０００３】上記問題点を解決するものとして、ＳＬＩ
Ｃ現像による現像方式が知られている。ＳＬＩＣ現像方
式によれば、磁気ブラシを密に形成することができ、高
さのばらつきを防止することができる。ＳＬＩＣ現像方
式は、現像ローラに内装されるマグネットとして、複数
の磁極を備えるものか又は円筒状のマグネット等を用い
る。マグネットは、現像領域部分に現像剤を穂立ちさせ
る現像主磁極と、現像主極磁力と極性の異なる補助磁極
とを有する。

【０００４】従来一般的には材料としてフェライト系マ
グネットを用いるが、充分な磁気特性を得るために高い
磁気特性のマグネットを用いる必要がある。フェライト
系マグネットより磁気特性の高い材料としては希土類マ
グネットがあるが、希土類マグネットはコストが高いた
め、すべてのマグネットに用いることは困難である。そ
こで、現実的な構成としては、高い磁気特性が必要とな
る現像主磁極のみ希土類マグネットを用い、その他の極
はフェライト系マグネットを使用する構成が望ましい。

【０００５】ＳＬＩＣ現像方式では、ピース状の複数の
マグネットか、円筒状のマグネットを用いるが、以上の
ことから通常、円筒状のマグネットとしては、フェライ
ト系マグネットによって形成されたマグネットローラの
現像主磁極部分に溝部を設け、希土類マグネットによっ
て形成されたマグネットブロックを配設し、接着剤で固
定したものを用いる。

【０００６】マグネットの成形方法は押出し成形方法が
一般的である。押し出し成形方法は、押し出し後に切断
加工を施して成形するものであるが、成形されたもの
は、切断時の圧力により、切断面に０．０１ｍｍ〜０．
５ｍｍ程度の多少のバリが生じることがある。図７はバ
リの形状を示す概略図である。

【０００７】マグネットローラに溝部を設けたものを押
し出し成形方法によって成形すると、バリは特に溝部に
生じやすい。図８は切断面の溝底部にバリがあるマグネ
ットローラの形状を示す斜視図である。この状態でマグ
ネットブロックを配設すると、溝部両端部のバリによっ
てマグネットブロックの両端部が持ち上げられてしま
い、マグネットブロックの両端部の配設面が中央部の配
設面に比べて高くなってしまう。

【０００８】現像局部の高さが軸方向で不均一になる
と、軸方向の磁束密度分布も不均一になる。これにより
局所的に端部の現像剤量が増え、画像ムラや地汚れとい
った画像特性上の問題発生原因になる。また、マグネッ
トローラを内装する円筒状スリーブにマグネットブロッ
クの両端部だけが接触する可能性があり、現像ローラの
回転に負荷がかかったり、磁石粉が発生して磁気特性に
影響を及ぼし、局所的に現像剤の挙動を変化させて画像
特性上の問題発生原因になる。

【０００９】さらに、ＳＬＩＣ現像方式は従来の現像方
式に比べて現像主磁極の角度位置精度高さが要求される
が、バリの形状によってはマグネットブロック固定時に
両端部だけねじれて固定され、現像主磁極の角度位置精
度が悪くなり、画像特性上の問題発生原因になってしま
うことがある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記問題点に鑑み、本
発明は、円筒状マグネットを用いるＳＬＩＣ現像方式の
現像ローラにおいて、マグネットローラのバリによる不
良画像を防止した現像ローラを提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の本発明は、マグネットローラの軸
方向に少なくとも１本以上溝部を設け、前記溝部に高磁
力のマグネットブロックを配設したものを円筒状スリー
ブに内装する現像ローラにおいて、マグネットブロック
の軸方向長さがマグネットローラの長さよりも短く、マ
グネットローラ両端部にマグネットブロックが配置され
ない領域を設ける ことを特徴とする現像ローラとす
る。請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の現像
ローラにおいて、マグネットブロックの両端部は、マグ
ネットローラの溝部の両端部にあるバリに接触しない程
度に薄く形成される ことを特徴とする現像ローラとす
る。このとき、マグネットブロックの両端部は溝部のバ
リに接触しない形状であれば良く、段差を設けても良い
し、勾配を設けても良い。請求項３に記載の本発明は、
請求項１又は２に記載の現像ローラにおいて、マグネッ
トブロック両端部のバリと溝部両端部のバリとが、対向
しないように配置される ことを特徴とする現像ローラ
とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下より、本発明の実施の形態に
ついて図に基づいて説明する。図１は本発明の現像ロー
ラを用いた現像装置を示す構成図である。現像装置２
は、２成分現像剤を攪拌し帯電させ、現像ローラ３上に
磁気ブラシを形成し、前記磁気ブラシを感光体１に摺擦
して現像する。本発明にかかる現像ローラ３はＳＬＩＣ
現像方式であり、マグネットローラ４の現像主磁極部分
の溝部にマグネットブロック５を配設した円筒状マグネ
ットを、非磁性体の円筒状スリーブ６に内装したもので
ある。マグネットブロック５は、幅１．５〜３ｍｍ、高
さ２〜３ｍｍ、長さ３００〜３１０ｍｍの直方体形状の
ものが一般的である。

【００１３】マグネットローラ４の材料としては磁性粉
に高分子化合物を混合したプラスチックマグネットもし
くはゴムマグネットを用いることが多い。磁性粉として
はＳｒフェライトもしくはＢａフェライトを用い、高分
子化合物としては６ＰＡもしくは１２ＰＡ等のＰＡ（過
安息香酸）系材料、ＥＥＡ（エチレン・エチル共重合
体）またはＥＶＡ（エチレン・ビニル共重合体）等のエ
チレン系化合物、ＣＰＥ（塩素化ポリエチレン）等の塩
素系材料、ＮＢＲ（ニトリルゴム）等のゴム材料が使用
できる。現像主磁極のマグネットブロック５は、幅が狭
く高い磁気特性を得るためにＢｒ＞０．５Ｔの材料を用
いることが望ましく、多くはＮｅ系（Ｎｅ−Ｆｅ−Ｂ
等）またはＳｍ系（Ｓｍ−Ｃｏ、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ等）の
希土類マグネットもしくはこれらのマグネット粉を上記
と同様の高分子化合物と混合したプラスチックマグネッ
トもしくはゴムマグネットを用いることができる。

【００１４】図２は本発明の現像ローラを示す構成図で
あり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。マグネ
ットローラ４切断面（＝両端部）のバリ４ａがある溝部
４ｂにマグネットブロック５を配設すると、バリ４ａに
よりマグネットブロック５配設後の現像局部の高さは中
央部に比べ両端部の方が高くなってしまうため、本発明
では、配設するマグネットブロック５の軸方向長さを溝
部４ｂよりも短くした構成とする。これにより、バリ４
ａとマグネットブロック５との接触を防ぎ、軸方向で現
像局部の高さが均一な現像ローラ３を得ることができ
る。また、バリ４ａとマグネットブロック５が接触しな
いことにより、両端部だけねじれて貼りつけられること
がないため、貼り付け性が向上し、比較的容易に現像極
角度位置精度を確保でき、生産性の向上を図れる。さら
に、円筒状スリーブ６と現像局部の接触を防ぐことがで
き、スリーブ回転トルクの上昇やローラ表面の削れによ
る磁気特性の変化を防ぎ、耐久性を確保することもでき
る。

【００１５】さらに、マグネットには一般にその形状や
長さによらず端部の磁束密度が高くなる性質（エッジ効
果）があるが、これによる現像主磁極の軸方向の磁束密
度分布偏差を改善することもできる。これは現像局部の
磁気特性がマグネットローラ４溝部４ｂの磁気特性とマ
グネットブロック５の磁気特性との影響を受けることに
起因する。図３はマグネットローラ溝部とマグネットブ
ロックの軸方向磁束密度分布を示すグラフである。図３
によれば、溝部４ｂもマグネットブロック５もエッジ効
果によって中央部に比べ両端部の磁束密度が高い。ここ
で、マグネットブロック５長さを溝部４ｂよりも短くす
ることにより、溝部４ｂとマグネットブロック５の端部
位置がずれてエッジ効果が緩和され、現像主磁極の軸方
向の磁束密度偏差は溝部４ｂとマグネットブロック５の
長さが同じであるときよりも改善される。

【００１６】また、バリ４ａと接触するマグネットブロ
ック５の両端部の厚さを変えることによって、現像局部
の高さを均一にすることができる。図４は両端部に段差
のあるマグネットブロックを示す図であり、図５は両端
部に勾配のあるマグネットブロックを示す図である。そ
れぞれ、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は磁
束密度分布を示す。図４、図５に示すような形状にする
ことで、マグネットブロック５の貼り付け性の向上や現
像主磁極角度位置精度の確保といった生産性の向上、さ
らに現像ローラ３の耐久性の確保を図ることができる。
さらに、マグネットローラ４の長さをマグネットブロッ
ク５の長さよりも長くする必要がないため、現像ローラ
３の小型化が図れる。

【００１７】また、一般にマグネットの磁気特性は体積
に比例する。マグネットブロック５端部の厚さを薄くす
ると中央部に比べて体積が小さくなるためエッジ効果を
緩和できる。このため、マグネットローラ４端部とマグ
ネットブロック５端部の位置が揃った構成にしても、マ
グネットブロック５のエッジ効果が小さく、結果的に現
像局部の軸方向の磁束密度分布偏差は改善される。この
とき、マグネットブロック５に段差をもたせることによ
って厚さを変えると軸方向のピーク磁束密度分布にも段
差が現われる可能性があるが、滑らかな勾配をもって変
えるとピーク磁束密度分布の変位も滑らかになり、軸方
向のピーク磁束密度分布はより均一になる。

【００１８】また、マグネットブロック５も押出し成形
によって得る場合、マグネットブロック５切断面にもバ
リが発生する。このとき、それぞれのバリの向きが対向
しないように配設することによって、現像局部の高さを
軸方向で均一にすることができる。

【００１９】また、バリの大きさは材料のバインダの硬
さや磁性粉の充填率によっても異なる。例えばバインダ
にＥＥＡ（エチレン・エチル共重合体）を用いるよりも
１２ナイロンを用いた方がバインダが硬いためバリの発
生を低減させることができる。また磁性分の充填率を高
くすることによってもバリの発生を低減させることがで
きる。

【００２０】なお、本発明は、構成例として円筒状マグ
ネットを用いているが、ピース状の複数のマグネットを
貼り合わせた構造でも構わない。但し、生産工程を考え
た場合、ピース成形を行い後に貼り合わせる方式より、
円筒状マグネットの一部に溝を形成し、マグネットブロ
ックを埋め込み固定する方が、工程的に簡素であるため
より望ましい。

【００２１】＜実施例＞マグネットローラ４長さとマグ
ネットブロック５長さとによる軸方向磁束密度偏差への
影響を測定した。マグネットローラ４は、ＥＥＡとＳｒ
フェライト９１％とを混合させたプラスチックマグネッ
トを材料として用い、１０ＫＯｅの磁場中で円周上に幅
２ｍｍ×深さ２．４ｍｍの溝部を持つφ１４ｍｍのロー
ラ状に押し出し、長さ３００ｍｍに切断した。現像主磁
極に相当するマグネットブロック５は、異方性のＮｄ−
Ｆｅ−Ｂと１２ＰＡを混合した材料を用い、１０ＫＯｅ
の磁場中で幅２ｍｍ×高さ２．４ｍｍ×長さ３００ｍｍ
の形状に射出成形を行った。このマグネットブロック５
をマグネットローラ４の溝部４ｂに貼り付けて固定し、
現像極法線方向の磁束密度の軸方向磁束密度偏差を測定
した。また、このマグネットブロック５長さを２８５ｍ
ｍに切断して固定し、図２の構成で、現像極法線方向の
磁束密度の軸方向磁束密度偏差を測定した。図６は測定
結果を示すグラフである。測定結果に見られるように、
長さ３００ｍｍのマグネットブロック５よりも、長さ２
８５ｍｍのマグネットブロック５を用いた方が、軸方向
の磁束密度偏差が約３ｍＴ少なく、より均一になること
がわかった。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
本発明によれば、マグネットローラに設けられた溝部の
軸方向長さよりもマグネットブロック長さを短くするこ
とで、溝部のバリとマグネットブロックの接触を防いで
現像局部の高さを均一にすることができ、生産性の向上
や耐久性の確保、エッジ効果の緩和による軸方向磁束密
度分布の安定化を図り、画像特性の安定した現像ローラ
を提供することができる。また、請求項２に記載の本発
明によれば、マグネットブロック両端部の厚さを薄くす
ることで、溝部のバリとマグネットブロックの接触によ
る現像局部の高さを均一にすることができ、生産性の向
上や耐久性の確保、軸方向磁束密度分布の安定化を図
り、画像特性の安定した現像ローラを提供することがで
きる。さらに、請求項３に記載の本発明によれば、マグ
ネットローラ溝部のバリとマグネットブロックのバリと
の向きが対向しないように配置することで、現像局部の
高さを均一にすることができ、画像特性の安定した現像
ローラを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の現像ローラを用いた現像装置の概略構
成図である。

【図２】本発明の現像ローラを示す図である。

【図３】マグネットローラ溝部とマグネットブロックの
軸方向磁束密度分布を示すグラフである。

【図４】両端部に段差のあるマグネットブロックを示す
図である。

【図５】両端部に勾配のあるマグネットブロックを示す
図である。

【図６】マグネットローラ長さとマグネットブロック長
さとによる軸方向磁束密度偏差への影響を示すグラフで
ある。

【図７】切断によるバリの発生を示す概略図である。

【図８】従来の現像ローラを示す概略構成図である。

【符号の説明】

１ 感光体 ２ 現像装置 ３ 現像ローラ ４ マグネットローラ ４ａ バリ ４ｂ 溝部 ５ マグネットブロック ６ 円筒状スリーブ ７ 現像ローラ軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今村 剛 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 神谷 紀行 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 2H031 AC08 AC18 AC20 AD16

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マグネットローラの軸方向に少なくとも
   １本以上溝部を設け、前記溝部に高磁力のマグネットブ
   ロックを配設したものを円筒状スリーブに内装する現像
   ローラにおいて、 マグネットブロックの軸方向長さがマグネットローラの
   長さよりも短く、マグネットローラ両端部にマグネット
   ブロックが配置されない領域を設ける ことを特徴とす
   る現像ローラ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の現像ローラにおいて、 マグネットブロックの両端部は、マグネットローラの溝
   部の両端部にあるバリに接触しない程度に薄く形成され
   る ことを特徴とする現像ローラ。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の現像ローラにお
   いて、 マグネットブロック両端部のバリと溝部両端部のバリと
   が、対向しないように配置される ことを特徴とする現
   像ローラ。