JP3230444B2 - マグネットローラ - Google Patents

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、プリンター等の電子写真プロセスで、感光ドラム
等の潜像保持体に現像剤を供給して該潜像保持体上の静
電潜像を現像する現像機構に使用されるマグネットロー
ラに関し、更に詳述すると、２極以上の磁極を有し、第
１極と第２極とのクロスポイントを制御して、第２極か
ら第１極のピークへの立ち上がり角度を鋭く設定したこ
とにより、現像装置の現像性能を向上させることができ
るマグネットローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、複写機、プリンタ等の電子写
真装置や静電記録装置などにおいて、感光ドラム等の潜
像保持体上の静電潜像を可視化する現像ローラとして、
回転するスリーブ内にボンド磁石により成形されたマグ
ネットローラを配設し、スリーブ表面に担持した磁性現
像剤（トナー）を該マグネットローラの磁力特性により
潜像保持体上に飛翔させる所謂ジャンピング現象によっ
て、潜像保持体表面にトナーを供給し、静電潜像を可視
化する現像方法が知られている。

【０００３】従来、上記マグネットローラは、主にナイ
ロンやポリプロピレン等の熱可塑性樹脂のバインダーに
フェライト等の磁性粉体を混合したペレット形状のボン
ド磁石組成物を、周囲に磁場を形成した金型を用いて射
出成形又は押出成形することによって、ローラ状に成形
すると共に、所望の磁気特性に着磁させることにより、
製造されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、マグネットロ
ーラは、通常２〜５極の磁極を有し、一の磁極部分で外
周に沿って配設されたスリーブ表面に磁性現像剤（トナ
ー）を担持させてスリーブの回転によってこれを潜像保
持体近傍へと運び、次の磁極によってトナーを潜像保持
体へと飛翔させるものであるが、この場合にスリーブ表
面に担持したトナーが所定の位置まで運ばれる前に潜像
保持体へと飛翔してしまう現象が生じる場合があり、こ
れが現像精度を低下させる原因となることがある。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、スリーブ表面に担持したトナーが所定の現像位置ま
で運ばれる前に潜像保持体へと飛翔してしまうようなこ
とがなく、品質の高い現像を行うことができ、現像装置
の現像性能を向上させることができるマグネットローラ
を提供することを目的とする。

【０００６】本発明者は、上記目的を達成するため鋭意
検討を行った結果、２極以上の磁極を有するマグネット
ローラにおいて、スリーブ表面に担持したトナーを潜像
保持体へと飛翔させる現像磁極である第１極とトナーを
スリーブ表面に担持するための第２極とのクロスポイン
トを制御して、第２極から第１極のピークへの立ち上が
り角度を鋭く設定することにより、スリーブ表面に担持
したトナーが現像位置に達する前に飛翔もしくはスリー
ブ表面から剥がれ落ちてしまうようなことがなく、確実
に現像位置まで搬送して潜像保持体へと飛翔させること
ができ、高品質な現像を確実に行うことができ、しかも
単に上記第１極のピーク立ち上がり角度を鋭くするだけ
ではなく、上記第２極と上記第１極とのクロスポイント
を第１極側にずらすことにより、第１極の第２極側の半
値幅のみを狭く設定して第２極から第１極のピークへの
立ち上がり角度のみを鋭くすることにより、他の性能を
劣化させることなく、上記効果が得られることを見出し
た。

【０００７】

【０００８】また、本発明者は、更に検討を重ねた結
果、上記第１極の磁極を有する基地磁石に上記第１極と
逆極性のピース磁石を張り合わせて該ピース磁石により
上記第２極を形成すると共に、上記第１極の磁力ピーク
と上記ピース磁石の端部との間隔をローラの角度にして
２５〜３５°とすることにより、上記第１極の磁力ピー
クを低くすることなく、上記第１極の第２極側の半値幅
のみを狭く設定して第２極から第１極のピークへの立ち
上がり角度のみを鋭く設定することができ、上記優れた
磁気特性を有するマグネットローラが確実に得られるこ
とを見出し、本発明を完成したものである。

【０００９】従って、本発明は、スリーブ表面に担持し
た磁性現像剤を潜像保持体へと飛翔させる第１極と磁性
現像剤をスリーブ表面に担持するための第２極とを含む
２極以上の磁極を有するマグネットローラにおいて、上
記第１極の磁極を有する基地磁石に上記第１極と逆極性
のピース磁石を張り合わせて該ピース磁石により上記第
２極を形成すると共に、上記第１極の磁力ピークと上記
ピース磁石の端部との間隔をローラの角度にして２５〜
３５°に設定して、上記第２極から上記第１極のピーク
への立ち上がり角度を鋭く設定すると共に、該第１極の
上記第２極側の半値幅を反対側の反値幅よりも小さく設
定したことを特徴とするマグネットローラを提供する。

【００１０】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明のマグネットローラは、上述のように、２極以上
の磁極を有するマグネットローラにおいて、第１極の磁
力ピークにおける第２極側の立ち上がり角度を鋭く設定
すると共に、該第１極の上記第２極側の半値幅を反対側
の半値幅よりも小さく設定したものであり、例えば図１
に示したように、２つのＮ極と３つのＳ極とを有するマ
グネットローラにおいて、図２に示したように、第１極
（図１のＮ１極）を示す磁力ピークの第２極（図１のＳ
１極）側の半値幅ａ１を反対側の半値幅ａ２よりも狭く
設定して、第１極（Ｎ１極）を示す磁力ピークの第２極
（Ｓ１極）側の立ち上がり角度を鋭く設定したものであ
る。

【００１１】ここで、本発明のマグネットローラは、上
述のように、複写機、ファクシミリ、プリンター等の電
子写真プロセスの現像機構において、回転するスリーブ
内に配設され、その磁気特性によって上記スリーブ表面
にトナーを担持させると共に、所定の現像位置でこのト
ナーを感光ドラム等の潜像保持体へと飛翔させ、潜像保
持体上の静電潜像を現像するものであり、上記第１極は
上記スリーブ表面に担持したトナーを所定の現像位置で
潜像保持体へと飛翔させる極、上記第２極はトナーを上
記スリーブ表面に担持させて上記現像位置まで搬送させ
る極である。

【００１２】また、上記半値幅とは、図２に示されてい
るように、各磁極の磁力ピークと隣接する磁極の磁力ピ
ークとのクロスポイントとの幅（ａ１，ａ２）であり、
図２に破線で示したように、通常のマグネットローラで
はいずれの磁極でも両半値幅はほぼ等しくなっているの
に対して、本発明では上記第１極Ｎ１における第２極Ｓ
１側の半値幅（ａ１）を反対側の半値幅（ａ２）よりも
小さくしたものである。

【００１３】本発明のマグネットローラは、通常の材料
を用いて形成することができ、例えばＳｒフェライト等
のフェライト粉末やＳｍ−Ｃｏ合金，Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ合
金，Ｃｅ−Ｃｏ合金等の希土類系合金粉末などの磁性粉
をプラスチックバインダーに分散させたプラスチックマ
グネット、上記磁性粉をゴムバインダーに分散させたゴ
ムマグネットなどを用いることができる。

【００１４】上記プラスチックバインダーとしては、ナ
イロン６，ナイロン１２等のポリアミド樹脂、ポリスチ
レン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥ
Ｔ）、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）、ポ
リフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、エチレン−酢酸
ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）、エチレン−エチルアク
リレート樹脂（ＥＥＡ）、エポキシ樹脂、エチレン−ビ
ニルアルコール共重合体樹脂（ＥＶＯＨ）、ポリプロピ
レン樹脂、ポリエチレン，ポリエチレン共重合体等のポ
リオレフィンや、これらポリオレフィンの構造中に無水
マレイン酸基，カルボキシル基，ヒドロキシル基，グリ
シジル基等の反応性をもつ官能基を導入した変性ポリオ
レフィン等が挙げられ、これらの１種又は２種以上を混
合して用いることができる。なお、特に制限されるもの
ではないが、これらの中ではナイロン６、ナイロン１
２、エポキシ樹脂が好ましく用いられる。また、上記ゴ
ムバインダーとしては、ニトリルゴム、クロロプレンゴ
ム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレン
ゴム、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、塩
化ビニル等のゴムが挙げられる。

【００１５】本発明のマグネットローラは、上記第１極
と第２極とを含む２極以上の磁極を有するものであり、
その磁極数はマグネットローラが用いられる現像機構の
構成や要求される磁気特性に応じて適宜設定され、通常
は３〜５極とされるが、本発明のマグネットローラは４
〜５極、特に図１，２のように５極構成であることが好
ましい。また、図１，２ではＮ極を２極、Ｓ極を３極と
したが、Ｎ極とＳ極との組み合わせは、用いられるトナ
ーの極性や現像装置の構成等に応じて適宜設定され、例
えば上記図１，２のＳ極とＮ極とを逆にすることもでき
るが、上記第１極と第２極とは必ず逆極性を有する磁極
とされる。また、本発明マグネットローラの磁力は、現
像装置等によって要求される磁気特性に応じて適宜設定
されるが、通常は残留磁束密度８００〜１７００ガウス
程度とされる。なお、ここでいう残留磁束密度とは、マ
グネットローラ表面における値であり、金属等からなる
スリーブを組み合わせて得られたスリーブ表面における
値とは異なる。

【００１６】本発明のマグネットローラは、上述したよ
うに、第１極の磁力ピークにおける第２極側の立ち上が
り角度が鋭く、該第１極の上記第２極側の半値幅が反対
側の半値幅よりも小さくなった磁力パターンを有してい
るものである。この場合、通常の方法でローラに着磁を
行うと、通常は図２に破線で示したような磁力パターン
となり本発明のマグネットローラを得ることはできな
い。そこで、本発明では、上記磁力パターンを得るため
図１に示したように、上記第１極（Ｎ１）を有する基地
磁石１に上記第２極（Ｓ１）の磁極を形成するピース磁
石２を張り合わせて上記第１極と第２極とを有するマグ
ネットローラを形成する。このとき、本発明では、上記
基地磁石１の第１極のピークと上記ピース磁石２の端部
との間隔θを２５〜３５°とするものであり、これによ
り、図２に実線で示したように、第１極（Ｎ１）と第２
極（Ｓ１）とのクロスポイントを第１極（Ｎ１）側にず
らして、第１極の磁力ピークにおける第２極側の立ち上
がり角度が鋭く、該第１極の上記第２極側の半値幅が反
対側の半値幅よりも小さくなった磁力パターンを得るこ
とができ、しかも上記第１極（Ｎ１）の磁力を低下させ
ることなく、図２のように、通常の磁力パターンと同様
の磁力を得ることができるものである。

【００１７】この場合、上記基地磁石１及びピース磁石
２はいずれも、上述したプラスチックマグネットやゴム
マグネットで形成することができ、これら材料で上記基
地磁石１及びピース磁石２を成形し、これを張り合わせ
ることにより、本発明のマグネット磁石を形成すること
ができる。この場合、上記基地磁石１は、最初から上記
ピース磁石２を張り合わせる部分を凹状に形成しておい
てもよく、また通常の円柱状ローラを形成した後、上記
ピース磁石２が張り付けられる部分を切削除去して形成
することもできる。なお、上記基地磁石１とピース磁石
２とは、互いに異なる材料により形成された磁石であっ
ても互いに同様の材料で形成された磁石であってもよ
い。

【００１８】これら基地磁石１及びピース磁石２は、そ
れぞれ押出し成形法や射出成形法などの通常の方法によ
り成形することができる。また、これら基地磁石１及び
ピース磁石２の着磁は、金型周囲に磁場を配置して成形
を行うことにより成形と同時に行ってもよく、また成形
後これらを張り合わせてローラとした後、通常の着磁機
を用いて行ってもよいが、特に本発明にあっては周囲に
磁場を配置した金型を用いて成形を行うことにより、基
地磁石１及びピース磁石２を成形時に着磁し、一旦これ
らを脱磁して張り合わせることによりローラを形成し、
このローラを着磁機を用いて再び着磁する方法が好まし
く採用され、これにより良好な磁気特性を得ることがで
きるものである。ここで、ローラを着磁する着磁機とし
ては、図５に示したように、ローラ３の周囲にコンデン
サー式の着磁器４を配置して着磁を施す着磁ヨーク（こ
こでは５極着磁の場合を示した）などを例示することが
できる。

【００１９】上記基地磁石１とピース磁石２との張り合
わせは、接着剤や粘着剤等を用いて行うことができ、ま
た熱収縮チューブ等でローラ全体を被覆することにより
固定することも可能である。また、上記ピース磁石２は
上述の第２極を形成するものであり、単極のものに限ら
れず複数の磁極をもつものであってもよく、張り合わせ
時に隣接する上記基地磁石１の第１極と逆極性の極性と
され、この場合、上記第１極のピーク立ち上がり角度を
鋭くするため、ピース磁石２の端部の磁力と基地磁石１
の張り合わせ部端部（第１極側）の磁力との差が、１０
００〜２０００ガウスであることが好ましい。更に、こ
のピース磁石２の大きさは、用いられる現像装置の機構
等に応じて適宜選定されるが、通常はローラ表面の８〜
３０％程度、特に１０〜２５％程度がこのピース磁石２
によって形成されるようにすることが好ましい。

【００２０】なお、本発明のマグネットローラは、その
構造は上記張り合わせ構造に限定されるものではなく、
上述したように、第１極の磁力ピークにおける第２極側
の立ち上がり角度が鋭く、該第１極の上記第２極側の半
値幅が反対側の半値幅よりも小さくなった磁力パターン
を有するものであれば、いずれの構造であってもよく、
例えば目的の磁極数に応じて各磁極ごとに分割したピー
ス磁石を張り合わせた構造としてもよい。。

【００２１】本発明のマグネットローラは、上述したよ
うに、複写機、ファクシミリ、プリンター等の電子写真
プロセスで用いられる現像装置において、回転するスリ
ーブ内に配設固定され、上記第２極の極性によって磁性
現像剤を上記スリーブ表面に担持させ、上記第１極の磁
性によってその磁性現像剤を感光ドラム等の潜像保持体
へと飛翔させるものであり、上記第１極，第２極及びそ
の他の極の極性や磁極の数などは現像剤の種類や現像装
置の機構等に応じて適宜変更されることは、上述した通
りであり、また用いられる現像装置等の構造に応じて設
置固定のためのシャフトやその他の部位を設けることは
差し支えない。

【００２２】

【発明の効果】本発明のマグネットローラによれば、現
像剤をスリーブ表面に担持させるための第２極から現像
剤を潜像保持体へと飛翔させるための第１極のピークへ
の立ち上がり角度が鋭く設定されているため、スリーブ
表面に担持したトナーが所定の現像位置まで運ばれる前
に潜像保持体へと飛翔してしまうようなことがなく、品
質の高い現像を行うことができ、現像装置の現像性能を
向上させることができる。

【００２３】

【実施例】以下、実施例，比較例を示し、本発明をより
具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限される
ものではない。 ［実施例］下記構造のローラを形成し、これを下記磁力
パターンに着磁してマグネットローラを得た。

【００２４】サイズ （１）基地磁石 直径：１６ｍｍ 長さ：３１０ｍｍ 断面形状：図３（Ａ） （２）ピース磁石 長さ３１０ｍｍ 断面形状：図３（Ｂ）成形材料（ボンド磁石組成物） （１）基地磁石 バインダー：６−ナイロン １２重量％ 磁性粉：Ｓｒフェライト ８８重量％ （２）ピース磁石 バインダー：エチレン−エチルアクリレート（ＥＥＡ） １０重量％ 磁性粉：Ｓｒフェライト ９０重量％射出成形条件 （１）基地磁石 シリンダー温度：２９０℃ 金型温度：１２０℃ 射出圧力：７００ｋｇ／ｃｍ² （２）ピース磁石 シリンダー温度：２４５℃ 金型温度：６０℃ 射出圧力：７００ｋｇ／ｃｍ² 着磁パターン Ｓ極２，Ｎ極３の５極を図３（Ａ）に示したパターンに
配置した。この場合、図中Ｓ１極はスリーブ表面の磁性
現像剤を飛翔させるための第１極、Ｎ１極はスリーブ表
面に磁性現像剤を担持させるための第２極である。着磁
方法及び条件 着磁装置として着磁ヨークを用い、図５に示したように
して、下記条件で着磁を行った。 着磁電源：オイルコンデンサー式着磁器 着磁電圧：５００Ｖ−１５００Ｖ 着磁電流（最大）：５０００Ａ製造方法 前記ボンド磁石組成物を周囲に磁場を形成した金型に上
記射出条件により射出して上記基地磁石及びピース磁石
を成形した後、いずれも一旦脱磁し、これらを張り合わ
せて図３（Ａ）に示されたローラ（破線部分は張り合わ
せたピース磁石部分）を得た。このとき、基地磁石のＳ
１極のピークとピース磁石の端部との間隔θ（図３
（Ａ）参照）は３０゜であった。このローラを上記着磁
方法により上記条件で上記着磁パターンに着磁してマグ
ネットローラを得た。

【００２５】図６に示したように、得られたマグネット
ローラの表面近傍にプローブを配置して、ガウスメータ
によりマグネットローラを回転させながら表面磁力を測
定し、磁力特性を調べた。結果を図４のグラフに示す
（実線）。

【００２６】［比較例］ピース磁石を用いずに基地磁石
のみでローラを成形したこと以外は、実施例と同様にし
てマグネットローラを得た。得られたマグネットローラ
について実施例と同様に磁力特性を調べた。結果を図４
のグラフに示す（破線）。

【００２７】図４のグラフから明らかなように、本発明
のマグネットローラは、現像剤をスリーブ表面に担持さ
せるための第２極（Ｎ１）から現像剤を潜像保持体へと
飛翔させるための第１極（Ｓ１）のピークへの立ち上が
り角度が鋭く設定されており、従ってスリーブ表面に担
持したトナーが所定の現像位置まで運ばれる前に潜像保
持体へと飛翔してしまうようなことがなく、品質の高い
現像を行うことができ、現像装置の現像性能を向上させ
ることができる。しかも、この第１極（Ｓ１）のピーク
は、第２極（Ｎ１）側の半値幅ａ１が反対側の半値幅ａ
２よりも狭くなっており、第１極（Ｓ１）のピークの反
対側の立ち上がり角度は通常の磁力パターン（比較例の
パターン）と同様になっており、かつ第１極（Ｓ１）の
ピーク高さ（磁力の強さ）も通常のものと同様であり、
その他の性能を低下させることなく、上記効果が得られ
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明マグネットローラの一例を示す概略図で
ある。

【図２】本発明マグネットローラの磁力パターンの一例
を示すグラフである。

【図３】実施例で作成したマグネットローラを示すもの
で、（Ａ）は基地磁石の断面形状及びローラの着磁パタ
ーンを示す概略図、（Ｂ）はピース磁石の断面形状及び
着磁パターンを示す概略図である。

【図４】実施例及び比較例の各マグネットローラの磁力
パターンを示すグラフである。

【図５】着磁方法の一例を説明する概略図である。

【図６】実施例，比較例において行った磁気特性の測定
方法を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 基地磁石 ２ ピース磁石 ３ マグネットローラ ａ１，ａ２ 半値幅 ４ 着磁器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/09 H01L 7/00 - 7/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スリーブ表面に担持した磁性現像剤を潜
   像保持体へと飛翔させる第１極と磁性現像剤をスリーブ
   表面に担持するための第２極とを含む２極以上の磁極を
   有するマグネットローラにおいて、上記第１極の磁極を
   有する基地磁石に上記第１極と逆極性のピース磁石を張
   り合わせて該ピース磁石により上記第２極を形成すると
   共に、上記第１極の磁力ピークと上記ピース磁石の端部
   との間隔をローラの角度にして２５〜３５°に設定し
   て、上記第２極から上記第１極のピークへの立ち上がり
   角度を鋭く設定すると共に、該第１極の上記第２極側の
   半値幅を反対側の反値幅よりも小さく設定したことを特
   徴とするマグネットローラ。
2. 【請求項２】 ３〜５極の磁極を有し、上記第２極を除
   く全ての磁極を有する基地磁石にピース磁石を張り合わ
   せることにより、このピース磁石によって第２極を形成
   した請求項１記載のマグネットローラ。