JP3989180B2 - 現像ローラ及びその製造方法、現像装置並びに画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に装着される現像装置と、現像ローラ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真その他の、粉体トナーを用いた画像形成方法において、二成分現像剤を用いた磁気ブラシ現像は周知であり、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において広く利用されている。
【０００３】
磁気ブラシ現像では、現像剤担持体の表面に現像剤を搬送し、現像剤をブラシ状(磁気ブラシ)に保持させて像担持体に接触させ、静電潜像が形成された像担持体と電気的バイアスが印加されたスリーブとの間の電界によってトナーが潜像面に選択的に付着することにより、現像が行われる。
【０００４】
上記現像剤担持体は、通常、円筒状のスリーブ（現像スリーブ）として構成され、このスリーブ表面に現像剤の穂立ちを生じさせるように磁界を形成する磁石体（磁石ローラ）をスリーブ内部に備えている。穂立ちの際、キャリアが磁石ローラで生じる磁力線に沿うようにスリーブ上に穂立ちすると共に、この穂立ちに係るキャリアに対して帯電トナーが付着されている。上記磁石ローラは、複数の磁極を有し、それぞれの磁極を形成する磁石が棒状などに構成されていて、特にスリーブ表面の現像領域部分では現像剤を立ち上げる現像主磁極を備えている。上記スリーブと磁石ローラの少なくとも一方が動くことでスリーブ表面に穂立ちを起こした現像剤が移動するようになっており、現像領域に搬送された現像剤は上記現像主磁極から発せられる磁力線に沿って穂立ちを起こし、この現像剤のチェーン穂は撓むように潜像担持体表面に接触し、接触した現像剤のチェーン穂が潜像担持体との相対線速差に基づいて静電潜像と擦れ合いながら、トナー供給を行う。なお、現像領域とは、現像剤担持体上で磁気ブラシが立ち上がり潜像担持体と接触している範囲とする。
【０００５】
従来の磁気ブラシ現像装置においては、画像濃度を高くするための現像条件と低コントラスト画像を良好に得るための現像条件とが両立せず、高濃度部と低濃度部との双方を同時に改善することが困難である。即ち、画像濃度を高くするための現像条件としては、(i)潜像担持体と現像スリーブとの間隔である現像ギャップを狭くすること、あるいは(ii)現像領域幅を広くすることなどが挙げられる。一方、低コントラスト画像を良好に得るための現像条件としては、(i')現像ギャップを広くすること、あるいは(ii')現像領域幅を狭くすることなどがある。つまり、双方の現像条件は相対するものであって両立せず、全濃度域にわたって双方の条件を満たして良質な画像を得ることは一般に困難とされている。
【０００６】
例えば低コントラスト画像を重視する場合には、ベタラインのクロス部や黒ベタ、ハーフトーンベタ画像の後端部に白抜けを生じる所謂「後端白抜け」と称される異常画像が発生しやすい。また同じ幅で形成した格子画像の横線が縦線よりも細くなったり、１ドットなどの小さい点画像が現像されないなどの現象も発生している。
【０００７】
このような従来からの課題であった画像濃度を高くするための現像条件と低コントラスト画像を良好に得るための現像条件とを高い時点で満足させ、全濃度域にわたって良質な画像を得るための現像方法及び現像装置等を本願出願人は先に提案している（特願２０００−２９６３７）。
【０００８】
上記の本願出願人が先に提案した現像装置においては、現像ローラの主極部は極間角度が従来の現像ローラに比べて狭いため、マグネット材料に高い磁気特性が必要となる。また、主極部の精度が従来の現像ローラに比べて高い精度（従来の±２度に対して±１度）が要求される。
【０００９】
高い磁気特性を得るためには、現像ローラの主極部にＮｅ−Ｆｅ−Ｂ等のいわゆる希土類磁石を用いることが多い。希土類磁石を用いた現像ローラの製造工程としては、図１１に示すような、芯金一体型の非磁性体ホルダ２２に現像主極を構成する３つの希土類マグネットブロック２１と主極以外の磁極を構成する複数のフェライトブロック２３とを貼り付けた磁石ローラ８０を図示しないスリーブ内に配設して現像ローラとする方法がある。また、図１２に示すような、フェライト系のプラスチックマグネットを円筒状に成形したマグネットロール９２の主極部分にのみ高い磁気特性を持ったマグネットピース９１を貼り付けた磁石ローラ９０を図示しないスリーブ内に配設して現像ローラとする方法がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１１で説明したような、ホルダに複数のマグネットブロックを貼り付けて磁石ローラを構成する方法は、現像ローラの直径が小さい場合には対応できない。この点においては図１２で説明したような、円筒状に成形したマグネットロールの主極部分にのみ高い磁気特性を持ったマグネットブロックを貼り付けて磁石ローラを構成する方法が有利である。しかし、この方法においても、現像主極部分に貼り付けるマグネットピース（マグネットブロック）の数が多くなると製造工数が増え、現像ローラの加工コストが高くなってしまうこと、及び、一般的に希土類マグネットはフェライト系のマグネットよりも高価なため、現像ローラのコストが上昇するという問題がある。
【００１１】
本発明は、このような問題を解決し、高い磁気特性と主極部の高精度を備えた現像ローラとこれを低コスト且つ容易に製造できる製造方法を実現し、全濃度域にわたって良質な画像を得ることのできる現像装置を提供することを課題とする。
【００１２】
また、全濃度域にわたって良質な画像を得ることのできる画像形成装置を提供することも本発明の課題である。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記の課題は、本発明により、非磁性スリーブの内部に磁石ローラを配置した現像ローラの製造方法において、磁性粉と高分子化合物を混合して円筒状マグネットを成形し、現像主極を形成するためのマグネットブロック貼着位置に相当する場所の発生磁極が現像主極と同極性になり、かつ、マグネットブロック貼着位置に相当する場所に隣接する両側部分の発生磁極が現像主極と逆極性になるように円筒状マグネットを磁化した後、該磁化された円筒状マグネットに貼着側が前記マグネットブロック貼着位置と逆極性となる前記マグネットブロックを貼り付けて磁石ローラを構成して非磁性スリーブの内部に配置することにより解決される。
また、前記の課題を解決するため、本発明は、非磁性現像スリーブの内部に磁石ローラを配置した現像ローラにおいて、前記磁石ローラは、磁性粉と高分子化合物を混合して成形した円筒状マグネットと、該円筒状マグネットの現像主極に相当する部分に配置された１つの希土類マグネットブロックとからなり、前記円筒状マグネットは、現像主極を形成するためのマグネットブロック貼着位置に相当する場所の発生磁極が現像主極と同極性になり、かつ、マグネットブロック貼着位置に相当する場所に隣接する両側部分の発生磁極が現像主極と逆極性になるように磁化されているとともに、前記マグネットブロックは、前記円筒状マグネットへの貼着側が前記マグネットブロック貼着位置と逆極性となって当該円筒状マグネットに貼り付けてなることを提案する。
【００１４】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記マグネットブロックの外周側の両肩部が丸みを帯びた形状であることを提案する。
また、前記の課題を解決するため、本発明は、現像剤を現像スリーブに汲み上げて、現像スリーブ上に磁気ブラシを形成し、潜像担持体に現像剤を摺擦させて潜像を可視像化する現像装置において、前記現像スリーブの内部に配置される磁石ローラが、磁性粉と高分子化合物を混合して成形した円筒状マグネットと、該円筒状マグネットの現像主極に相当する部分に配置された１つの希土類マグネットブロックとからなり、前記円筒状マグネットは、現像主極を形成するためのマグネットブロック貼着位置に相当する場所の発生磁極が現像主極と同極性になり、かつ、マグネットブロック貼着位置に相当する場所に隣接する両側部分の発生磁極が現像主極と逆極性になるように磁化されているとともに、前記マグネットブロックは、前記円筒状マグネットへの貼着側が前記マグネットブロック貼着位置と逆極性となって当該円筒状マグネットに貼り付けてなることを提案する。
【００１５】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、現像剤を現像スリーブに汲み上げて、現像スリーブ上に磁気ブラシを形成し、潜像担持体に現像剤を摺擦させて潜像を可視像化する現像装置を備えた画像形成装置において、前記現像スリーブの内部に配置される磁石ローラが、磁性粉と高分子化合物を混合して成形した円筒状マグネットと、該円筒状マグネットの現像主極に相当する部分に配置された１つの希土類マグネットブロックとからなり、前記円筒状マグネットは、現像主極を形成するためのマグネットブロック貼着位置に相当する場所の発生磁極が現像主極と同極性になり、かつ、マグネットブロック貼着位置に相当する場所に隣接する両側部分の発生磁極が現像主極と逆極性になるように磁化されているとともに、前記マグネットブロックは、前記円筒状マグネットへの貼着側が前記マグネットブロック貼着位置と逆極性となって当該円筒状マグネットに貼り付けてなることを提案する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る現像ローラの一例の断面をその磁気波形とともに示す模式図である。この図に示す現像ローラ１０は、非磁性体を円筒形に形成した現像スリーブ１１内に、磁石ローラ体１２を配置したものである。磁石ローラ体１２は、円筒状マグネット１４の中心に芯金１３を嵌装したものである。円筒状マグネット１４の現像主極に相当する部分には軸方向に延びる溝が形成され、この溝に希土類マグネットブロック１５が埋め込まれている。本現像ローラ１０を備える現像装置において、磁石ローラ体１２は固定配置され、現像スリーブ１１は回転駆動される。
【００１９】
円筒状マグネット１４は、現像主極以外の磁気特性を形成する部分であり、材料としては磁性粉に高分子化合物を混合したいわゆる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フェライトないし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（ポリアミド）系材料、ＥＥＡ（エチレン・エチル共重合体）又は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等のゴム材料を使用することができる。
【００２０】
また、現像主極を形成するためのマグネットブロック１５は、現像ローラ軸方向に延びる棒状のブロックであり、幅が狭く且つ高い磁気特性を得るために、Ｂｒ＞０．５Ｔ（テスラ）の材料を用いることが望ましく、多くはＮｅ系（Ｎｅ・Ｆｅ・Ｂ等）又は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。
【００２１】
図１に示される本実施形態の現像ローラ１０において、現像主極以外の磁極（汲み上げ極、搬送極等）は円筒状マグネット１４により形成される。本実施形態においては、主極（マグネットブロック１５の位置に形成されたＳ極）と隣接する磁極（主極の両側の磁極）は主極とは逆極性（Ｎ極）となるように、かつ、現像主極との磁極角度がそれぞれ４５度以下となるように、円筒状マグネット１４が磁化されている。このように、現像主極と隣接する磁極を主極とは逆極性とすることによって、現像主極を１個の希土類マグネットブロックで形成する場合でも（現像主極が１極であっても）、現像主極部の高い磁気特性と高精度を得ることができる。そして、現像主極を１個の希土類マグネットブロックで形成することから現像ローラの小径化にも対応でき、また、加工コストを低減すること及び希土類マグネットブロックによるコスト上昇の抑制も可能となる。なお、主極と隣接する磁極との磁極角度が４５度より大きくなると、主極部の磁力が低下して必要な磁気特性が得られず、また、キャリア付着等の発生が増加する場合がある。
【００２２】
希土類マグネットブロック１５と円筒状マグネット１４の接合方法としては、接着剤を用いて接着する方法や、使用する材質によっては超音波振動を利用した接着工法を採用することもできる。
【００２３】
後述する現像装置のように現像主磁極の半値幅を２０度以下とするような場合、例えば１６〜２０ｍｍ径の現像ローラであるとスリーブ表面の磁束密度として８０〜９０ｍＴが必要となり、主極部のマグネット形状としては構成上、幅２ｍｍ、高さ３ｍｍ程度の大きさに収める必要がる。この場合、マグネットブロック１５の材料特性としてはＢｒ＞０．５Ｔであることが望ましい。また、現像主磁極の磁束密度を上げる（高める）ための手段として、マグネットブロック１５とスリーブ１１間の距離を縮めるため、図２に示すように、マグネットブロックの外周側の両肩部（スリーブ側の両角部）を丸めた形状（Ｒ形状）のマグネットブロック１５Ｂとすることができる。
【００２４】
希土類マグネットブロックの外周側の両肩部をＲ形状とすることにより、マグネットブロックとスリーブ間の距離を縮めた場合でもマグネットブロック１５Ｂの両肩部がスリーブ１１に接触しなくなり、マグネットブロックとスリーブ間の距離を縮めることが可能となる。マグネットブロックとスリーブとの距離を小さくすることによって、マグネットブロックの磁気特性が低い場合でも全濃度域にわたって良質な画像を得るために必要な特性を得ることができる。
【００２５】
次に、磁石ローラ体１２の製造方法について図３〜５を参照して説明する。
まず、希土類マグネットブロック１５（１５Ｂ）を埋め込むための溝１４ａを外周部に有する円筒状マグネット１４を、押出し成形又は射出成形等で形成し、これに芯金１３を挿入する。その際、芯金１３の図示しない基準面（多くの場合はフライス面）と円筒状マグネット１４の外周面の溝の位置を治具で固定して、芯金基準面と溝１４ａのなす角度が所望の角度となるように、芯金１３を挿入することで、貼り付け後のマグネットブロック１５（１５Ｂ）の位置を芯金基準面に対して精度良く設定することができる。これにより、磁石ローラ体完成後の磁極位置精度を高めることができる。
【００２６】
また、円筒状マグネット１４の成形時は、成形後のローラの磁気特性を向上させるために磁場を印加しながら成形し、磁性粉（多くの場合、Ｓｒフェライト又はＢａフェライト）を異方化する磁場中成形が望ましい。
【００２７】
その後、図３に示すような所望の磁気特性になるように円筒状マグネットの着磁を行うが、その際に主極相当部分は、希土類マグネットブロック１５，１５Ｂが配置される部分に隣接する部分がそれぞれ現像主極と逆極性となるように着磁を行っておく。つまり、本実施形態では現像主極がＳ極であるから、溝１４ａの両側部分をＮ極に着磁する。さらに、溝１４ａとその両側部分が互いに逆極性となるように、溝１４ａ部分を着磁する。つまり、上記のように溝１４ａの両側部分がＮ極であるから、溝１４ａ部分はＳ極に着磁される。したがって、溝１４ａ部分は現像主極と同極性に着磁することになる。
【００２８】
これにより、図４に示すように、希土類マグネットブロック１５（１５Ｂ）を円筒状マグネット１４に貼り付ける際に、マグネットブロック１５が円筒状マグネット１４の溝部１４ａに吸引されるため、マグネットブロック１５の位置を正確に決めることができることに加え、貼り付け後の主極磁束密度を高くすることができる。希土類マグネットブロック貼り付け後の主極磁束密度が高くなった様子を図５に示す。マグネットブロック貼り付け後の主極磁束密度が高くなることは、主極磁束密度は簡易的には貼り付け前のマグネットブロック相当位置の円筒状マグネット１４の磁束密度＋マグネットブロックの発生する磁束密度、と考えることができるためである。
【００２９】
なお、マグネットブロック１５は、本実施形態では主極磁極をＳ極として構成するため、Ｎ極側を円筒状マグネットの方に向けて溝１４ａに貼り付けられる。したがって、マグネットブロック１５のＮ極と溝１４ａ部分のＳ極が互いに引き合い、マグネットブロック１５が円筒状マグネット１４の溝部１４ａに吸引される。
【００３０】
図６〜８は、本発明による現像ローラと対比するために例示する現像ローラの作用を説明するもので、図６に示すように、円筒状マグネット２４の溝部２４ａ（希土類マグネットブロック相当位置）の磁極が隣接極と同極であると、図７に示すように、希土類マグネットブロック１５の貼り付け時にマグネットブロック１５と円筒状マグネット２４とが反撥してしまい、マグネットブロック１５の位置決めが難しくなる。また、貼り付け後の主極の磁束密度も図８に示すように低くなってしまう（比較のため、本発明による現像ローラ１０における主極の磁束密度を図８に破線で示す）。
【００３１】
次に、上述の現像ローラ１０を備える現像装置について説明する。
図９に示す現像装置５において、現像剤担持体である現像ローラ１０が画像形成装置の感光体ドラム１に近接するように配置されていて、双方の対向部分には、感光体ドラムと磁気ブラシが接触する現像領域が形成されている。現像ローラ１０は、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂などの非磁性体を円筒形に形成してなる現像スリーブ１１が不図示の回転駆動機構によって図中時計回りに回転されるようになっている。本実施形態においては、感光体ドラム１と現像スリーブ１１との間隔である現像ギャップは０．４ｍｍに設定されている。
【００３２】
現像剤の搬送方向（図９では時計回り方向）における現像領域の上流側部分には、現像剤チェーン穂の穂高さ、即ち、現像スリーブ１１上の現像剤量を規制するドクタブレード２３が設置されている。このドクタブレード２３と現像スリーブ１１との間隔であるドクタギャップは０．４ｍｍに設定されている。更に現像ローラの感光体ドラムとは反対側領域には、現像装置ケーシング内の現像剤を攪拌しながら現像ローラ１０へ汲み上げるためのスクリュー２２が設置されている。
【００３３】
現像ローラのスリーブ１１内には、当該現像スリーブ１１の周表面に現像剤の穂立ちを生じるように磁界を形成する磁石ローラ体（磁石ローラ）１２が固定状態で備えられる。この磁石ローラ体１２は、上述したようにフェライトマグローラ１４に希土類マグネットブロック１５を埋め込んだものである。マグネットブロックとしては、異方性のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系材料または異方性のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系材料のものを使用することで、半値幅２０°以下で８０ｍＴ以上の磁束密度が得られるものである。この磁石ローラ体から発せられる法線方向磁力線に沿うように、現像剤のキャリアが現像スリーブ１１上にチェーン状に穂立ちを起こし、このチェーン状に穂立ちを生じたキャリアに帯電トナーが付着されて、磁気ブラシが構成される。当該磁気ブラシは現像スリーブ１１の回転によって現像スリーブ１１と同方向（図で見て時計回り方向）に移送されることとなる。
【００３４】
本実施形態の現像装置５においては、現像主極の半値幅が２０°以下で８０ｍＴ以上の磁束密度が得られるように構成されている。このような高い磁気特性を備えることにより、全濃度域にわたって良質な画像を得ることができる。また、上記のような高い磁気特性と現像主極部の高精度は、上述したような構成の現像ローラ１０を備えることにより、低コストで実現することが可能となる。なお、半値幅とは、法線方向の磁力分布曲線の最高法線磁力（頂点）の半分の値を指す部分の角度幅のことである。
【００３５】
最後に、本発明の適用を複写装置に広げて説明する。
図１０に示す複写装置１００は、装置本体のほぼ中央部に感光体ドラム１を中心とする作像部を配し、下部には４段の給紙段２ａ〜ｄからなる給紙部２を配置している。装置上部には原稿画像を読み取る読取部３が配設され、装置上部に自動原稿給送装置（ＡＤＦ）２０を装着している。
【００３６】
複写装置１００の作像部において、静電潜像担持体である感光体ドラム１の周囲には、帯電装置４、上述の現像装置５、転写搬送装置６、クリーニング装置７等が配設されている。これらの上方には光書込み装置７が設けられている。光書込み装置７より発せられるレーザ光は、帯電装置４と現像装置５の間の書き込み位置にて感光体ドラム１に照射される。そして、クリーニング装置７の図において左方には定着装置９が設けられている。また、その下方には両面トレイ２１が設けられている。
【００３７】
このような構成において、帯電装置４によって表面を一様に帯電された感光体ドラム１には、光書込み装置７からのレーザ光によって静電潜像が形成され、現像装置４によってトナー像を形成される。当該トナー像は、転写ベルトなどで構成された転写搬送装置５によって、感光体ドラム１から、給紙部２より搬送された記録紙上へ転写される。そして、未定着トナー像を転写された記録紙は定着装置９へ搬送され、トナー像が記録紙に定着される。一方、転写されずに感光体ドラム上に残留したトナーは、クリーニング装置７によって除去され回収される。残留トナーを除去された感光体ドラム１は図示しない除電手段で初期化され、次回の画像形成プロセスに供される。トナー像が定着された記録紙は、図示しない排紙トレイに排出される。両面記録を行う場合、記録紙は両面トレイ２１へ搬送され、ここから再度作像部に給送されて記録紙裏面への記録が行われた後、図示しない排紙トレイに排出される。
【００３８】
以上、本発明を図示の実施形態により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、現像ローラ（磁石ローラ体）の各磁極は実施形態と逆の極性でも良い。また、現像装置の現像ローラ以外の部分の構成は適宜変更することができる。もちろん、現像装置が装着される画像形成装置の構成、例えば作像部の構成等は任意な構成とすることができるし、複写装置以外のプリンタやファクシミリでも良いことは言うまでもない。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の現像ローラの製造方法によれば、磁性粉と高分子化合物を混合して円筒状マグネットを成形し、現像主極を形成するためのマグネットブロック貼着位置に相当する場所の発生磁極が現像主極と同極性になり、かつ、マグネットブロック貼着位置に相当する場所に隣接する両側部分の発生磁極が現像主極と逆極性になるように円筒状マグネットを磁化した後、該磁化された円筒状マグネットに貼着側が前記マグネットブロック貼着位置と逆極性となる前記マグネットブロックを貼り付けて磁石ローラを構成して非磁性スリーブの内部に配置するので、マグネットブロックを貼り付ける際にマグネットブロックが円筒状マグネットに吸引されるため、マグネットブロックの位置を正確に決めることができる。また、マグネットブロック貼着位置に相当する場所の磁極とマグネットブロックの磁極により、マグネットブロック貼り付け後の主極磁束密度を高くすることができる。したがって、全濃度域にわたって良質な画像を得るために必要な特性を持った現像ローラを容易に低コストで製造することができる。
請求項２の現像ローラによれば、前記磁石ローラは、磁性粉と高分子化合物を混合して成形した円筒状マグネットと、該円筒状マグネットの現像主極に相当する部分に配置された１つの希土類マグネットブロックとからなり、前記円筒状マグネットは、現像主極を形成するためのマグネットブロック貼着位置に相当する場所の発生磁極が現像主極と同極性になり、かつ、マグネットブロック貼着位置に相当する場所に隣接する両側部分の発生磁極が現像主極と逆極性になるように磁化されているとともに、前記マグネットブロックは、前記円筒状マグネットへの貼着側が前記マグネットブロック貼着位置と逆極性となって当該円筒状マグネットに貼り付けているので、現像主極が１極であっても主極部の高い磁気特性と高精度を得ることができる。そのため、全濃度域にわたって良質な画像を得るために必要な特性を持った現像ローラを簡単な構成で低コストに実現することができる。
【００４０】
請求項３の構成により、マグネットブロックの外周側の両肩部が丸みを帯びた形状であるので、マグネットブロックとスリーブとの距離を小さくすることができ、マグネットブロックの磁気特性が低い場合でも、全濃度域にわたって良質な画像を得るために必要な特性を得ることができる。
【００４１】
請求項４の現像装置及び請求項５の画像形成装置によれば、現像主極が１極であっても主極部の高い磁気特性と高精度を得ることができる現像ローラの構成により、全濃度域にわたって良質な画像を簡単な構成で低コストに実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る現像ローラの一例の断面をその磁気波形とともに示す模式図である。
【図２】その現像ローラのマグネットブロックの別例を示す部分断面図である。
【図３】本発明による現像ローラ製造方法を説明する図で、円筒状マグネットの磁気特性を示す模式図ある。
【図４】円筒状マグネットに希土類マグネットブロックを貼り付ける様子を示す模式図である。
【図５】希土類マグネットブロック貼り付け後の現像ローラの磁気波形を示す模式図である。
【図６】本発明による現像ローラと対比するために例示する現像ローラの円筒状マグネットの磁気特性を示す模式図ある。
【図７】その円筒状マグネットに希土類マグネットブロックを貼り付ける様子を示す模式図である。
【図８】その現像ローラの磁気波形を示す模式図である。
【図９】本発明に係る現像ローラを備える現像装置の断面構成図である。
【図１０】その現像装置を備える画像形成装置の断面構成図である。
【図１１】従来の磁石ローラ体の一例を示す断面図である。
【図１２】従来の磁石ローラ体の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 感光体ドラム（潜像担持体）
５ 現像装置
１０ 現像ローラ
１１ 現像スリーブ(現像剤担持体)
１２ 磁石ローラ体
１４ 円筒状マグネット
１４ａ 溝
１５，１５Ｂ 希土類マグネットブロック
１００ 複写装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に装着される現像装置と、現像ローラ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真その他の、粉体トナーを用いた画像形成方法において、二成分現像剤を用いた磁気ブラシ現像は周知であり、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において広く利用されている。
【０００３】
磁気ブラシ現像では、現像剤担持体の表面に現像剤を搬送し、現像剤をブラシ状(磁気ブラシ)に保持させて像担持体に接触させ、静電潜像が形成された像担持体と電気的バイアスが印加されたスリーブとの間の電界によってトナーが潜像面に選択的に付着することにより、現像が行われる。
【０００４】
上記現像剤担持体は、通常、円筒状のスリーブ（現像スリーブ）として構成され、このスリーブ表面に現像剤の穂立ちを生じさせるように磁界を形成する磁石体（磁石ローラ）をスリーブ内部に備えている。穂立ちの際、キャリアが磁石ローラで生じる磁力線に沿うようにスリーブ上に穂立ちすると共に、この穂立ちに係るキャリアに対して帯電トナーが付着されている。上記磁石ローラは、複数の磁極を有し、それぞれの磁極を形成する磁石が棒状などに構成されていて、特にスリーブ表面の現像領域部分では現像剤を立ち上げる現像主磁極を備えている。上記スリーブと磁石ローラの少なくとも一方が動くことでスリーブ表面に穂立ちを起こした現像剤が移動するようになっており、現像領域に搬送された現像剤は上記現像主磁極から発せられる磁力線に沿って穂立ちを起こし、この現像剤のチェーン穂は撓むように潜像担持体表面に接触し、接触した現像剤のチェーン穂が潜像担持体との相対線速差に基づいて静電潜像と擦れ合いながら、トナー供給を行う。なお、現像領域とは、現像剤担持体上で磁気ブラシが立ち上がり潜像担持体と接触している範囲とする。
【０００５】
従来の磁気ブラシ現像装置においては、画像濃度を高くするための現像条件と低コントラスト画像を良好に得るための現像条件とが両立せず、高濃度部と低濃度部との双方を同時に改善することが困難である。即ち、画像濃度を高くするための現像条件としては、(i)潜像担持体と現像スリーブとの間隔である現像ギャップを狭くすること、あるいは(ii)現像領域幅を広くすることなどが挙げられる。一方、低コントラスト画像を良好に得るための現像条件としては、(i')現像ギャップを広くすること、あるいは(ii')現像領域幅を狭くすることなどがある。つまり、双方の現像条件は相対するものであって両立せず、全濃度域にわたって双方の条件を満たして良質な画像を得ることは一般に困難とされている。
【０００６】
例えば低コントラスト画像を重視する場合には、ベタラインのクロス部や黒ベタ、ハーフトーンベタ画像の後端部に白抜けを生じる所謂「後端白抜け」と称される異常画像が発生しやすい。また同じ幅で形成した格子画像の横線が縦線よりも細くなったり、１ドットなどの小さい点画像が現像されないなどの現象も発生している。
【０００７】
このような従来からの課題であった画像濃度を高くするための現像条件と低コントラスト画像を良好に得るための現像条件とを高い時点で満足させ、全濃度域にわたって良質な画像を得るための現像方法及び現像装置等を本願出願人は先に提案している（特願２０００−２９６３７）。
【０００８】
上記の本願出願人が先に提案した現像装置においては、現像ローラの主極部は極間角度が従来の現像ローラに比べて狭いため、マグネット材料に高い磁気特性が必要となる。また、主極部の精度が従来の現像ローラに比べて高い精度（従来の±２度に対して±１度）が要求される。
【０００９】
高い磁気特性を得るためには、現像ローラの主極部にＮｅ−Ｆｅ−Ｂ等のいわゆる希土類磁石を用いることが多い。希土類磁石を用いた現像ローラの製造工程としては、図１１に示すような、芯金一体型の非磁性体ホルダ２２に現像主極を構成する３つの希土類マグネットブロック２１と主極以外の磁極を構成する複数のフェライトブロック２３とを貼り付けた磁石ローラ８０を図示しないスリーブ内に配設して現像ローラとする方法がある。また、図１２に示すような、フェライト系のプラスチックマグネットを円筒状に成形したマグネットロール９２の主極部分にのみ高い磁気特性を持ったマグネットピース９１を貼り付けた磁石ローラ９０を図示しないスリーブ内に配設して現像ローラとする方法がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１１で説明したような、ホルダに複数のマグネットブロックを貼り付けて磁石ローラを構成する方法は、現像ローラの直径が小さい場合には対応できない。この点においては図１２で説明したような、円筒状に成形したマグネットロールの主極部分にのみ高い磁気特性を持ったマグネットブロックを貼り付けて磁石ローラを構成する方法が有利である。しかし、この方法においても、現像主極部分に貼り付けるマグネットピース（マグネットブロック）の数が多くなると製造工数が増え、現像ローラの加工コストが高くなってしまうこと、及び、一般的に希土類マグネットはフェライト系のマグネットよりも高価なため、現像ローラのコストが上昇するという問題がある。
【００１１】
本発明は、このような問題を解決し、高い磁気特性と主極部の高精度を備えた現像ローラとこれを低コスト且つ容易に製造できる製造方法を実現し、全濃度域にわたって良質な画像を得ることのできる現像装置を提供することを課題とする。
【００１２】
また、全濃度域にわたって良質な画像を得ることのできる画像形成装置を提供することも本発明の課題である。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記の課題は、本発明により、非磁性スリーブの内部に磁石ローラを配置した現像ローラの製造方法において、磁性粉と高分子化合物を混合して円筒状マグネットを成形し、現像主極を形成するためのマグネットブロック貼着位置に相当する場所の発生磁極が現像主極と同極性になり、かつ、マグネットブロック貼着位置に相当する場所に隣接する両側部分の発生磁極が現像主極と逆極性になるように円筒状マグネットを磁化した後、該磁化された円筒状マグネットに貼着側が前記マグネットブロック貼着位置と逆極性となる前記マグネットブロックを貼り付けて磁石ローラを構成して非磁性スリーブの内部に配置することにより解決される。
また、前記の課題を解決するため、本発明は、非磁性現像スリーブの内部に磁石ローラを配置した現像ローラにおいて、前記磁石ローラは、磁性粉と高分子化合物を混合して成形した円筒状マグネットと、該円筒状マグネットの現像主極に相当する部分に配置された１つの希土類マグネットブロックとからなり、前記円筒状マグネットは、現像主極を形成するためのマグネットブロック貼着位置に相当する場所の発生磁極が現像主極と同極性になり、かつ、マグネットブロック貼着位置に相当する場所に隣接する両側部分の発生磁極が現像主極と逆極性になるように磁化されているとともに、前記マグネットブロックは、前記円筒状マグネットへの貼着側が前記マグネットブロック貼着位置と逆極性となって当該円筒状マグネットに貼り付けてなることを提案する。
【００１４】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、前記マグネットブロックの外周側の両肩部が丸みを帯びた形状であることを提案する。
また、前記の課題を解決するため、本発明は、現像剤を現像スリーブに汲み上げて、現像スリーブ上に磁気ブラシを形成し、潜像担持体に現像剤を摺擦させて潜像を可視像化する現像装置において、前記現像スリーブの内部に配置される磁石ローラが、磁性粉と高分子化合物を混合して成形した円筒状マグネットと、該円筒状マグネットの現像主極に相当する部分に配置された１つの希土類マグネットブロックとからなり、前記円筒状マグネットは、現像主極を形成するためのマグネットブロック貼着位置に相当する場所の発生磁極が現像主極と同極性になり、かつ、マグネットブロック貼着位置に相当する場所に隣接する両側部分の発生磁極が現像主極と逆極性になるように磁化されているとともに、前記マグネットブロックは、前記円筒状マグネットへの貼着側が前記マグネットブロック貼着位置と逆極性となって当該円筒状マグネットに貼り付けてなることを提案する。
【００１５】
また、前記の課題を解決するため、本発明は、現像剤を現像スリーブに汲み上げて、現像スリーブ上に磁気ブラシを形成し、潜像担持体に現像剤を摺擦させて潜像を可視像化する現像装置を備えた画像形成装置において、前記現像スリーブの内部に配置される磁石ローラが、磁性粉と高分子化合物を混合して成形した円筒状マグネットと、該円筒状マグネットの現像主極に相当する部分に配置された１つの希土類マグネットブロックとからなり、前記円筒状マグネットは、現像主極を形成するためのマグネットブロック貼着位置に相当する場所の発生磁極が現像主極と同極性になり、かつ、マグネットブロック貼着位置に相当する場所に隣接する両側部分の発生磁極が現像主極と逆極性になるように磁化されているとともに、前記マグネットブロックは、前記円筒状マグネットへの貼着側が前記マグネットブロック貼着位置と逆極性となって当該円筒状マグネットに貼り付けてなることを提案する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る現像ローラの一例の断面をその磁気波形とともに示す模式図である。この図に示す現像ローラ１０は、非磁性体を円筒形に形成した現像スリーブ１１内に、磁石ローラ体１２を配置したものである。磁石ローラ体１２は、円筒状マグネット１４の中心に芯金１３を嵌装したものである。円筒状マグネット１４の現像主極に相当する部分には軸方向に延びる溝が形成され、この溝に希土類マグネットブロック１５が埋め込まれている。本現像ローラ１０を備える現像装置において、磁石ローラ体１２は固定配置され、現像スリーブ１１は回転駆動される。
【００１９】
円筒状マグネット１４は、現像主極以外の磁気特性を形成する部分であり、材料としては磁性粉に高分子化合物を混合したいわゆる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フェライトないし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（ポリアミド）系材料、ＥＥＡ（エチレン・エチル共重合体）又は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等のゴム材料を使用することができる。
【００２０】
また、現像主極を形成するためのマグネットブロック１５は、現像ローラ軸方向に延びる棒状のブロックであり、幅が狭く且つ高い磁気特性を得るために、Ｂｒ＞０．５Ｔ（テスラ）の材料を用いることが望ましく、多くはＮｅ系（Ｎｅ・Ｆｅ・Ｂ等）又は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。
【００２１】
図１に示される本実施形態の現像ローラ１０において、現像主極以外の磁極（汲み上げ極、搬送極等）は円筒状マグネット１４により形成される。本実施形態においては、主極（マグネットブロック１５の位置に形成されたＳ極）と隣接する磁極（主極の両側の磁極）は主極とは逆極性（Ｎ極）となるように、かつ、現像主極との磁極角度がそれぞれ４５度以下となるように、円筒状マグネット１４が磁化されている。このように、現像主極と隣接する磁極を主極とは逆極性とすることによって、現像主極を１個の希土類マグネットブロックで形成する場合でも（現像主極が１極であっても）、現像主極部の高い磁気特性と高精度を得ることができる。そして、現像主極を１個の希土類マグネットブロックで形成することから現像ローラの小径化にも対応でき、また、加工コストを低減すること及び希土類マグネットブロックによるコスト上昇の抑制も可能となる。なお、主極と隣接する磁極との磁極角度が４５度より大きくなると、主極部の磁力が低下して必要な磁気特性が得られず、また、キャリア付着等の発生が増加する場合がある。
【００２２】
希土類マグネットブロック１５と円筒状マグネット１４の接合方法としては、接着剤を用いて接着する方法や、使用する材質によっては超音波振動を利用した接着工法を採用することもできる。
【００２３】
後述する現像装置のように現像主磁極の半値幅を２０度以下とするような場合、例えば１６〜２０ｍｍ径の現像ローラであるとスリーブ表面の磁束密度として８０〜９０ｍＴが必要となり、主極部のマグネット形状としては構成上、幅２ｍｍ、高さ３ｍｍ程度の大きさに収める必要がる。この場合、マグネットブロック１５の材料特性としてはＢｒ＞０．５Ｔであることが望ましい。また、現像主磁極の磁束密度を上げる（高める）ための手段として、マグネットブロック１５とスリーブ１１間の距離を縮めるため、図２に示すように、マグネットブロックの外周側の両肩部（スリーブ側の両角部）を丸めた形状（Ｒ形状）のマグネットブロック１５Ｂとすることができる。
【００２４】
希土類マグネットブロックの外周側の両肩部をＲ形状とすることにより、マグネットブロックとスリーブ間の距離を縮めた場合でもマグネットブロック１５Ｂの両肩部がスリーブ１１に接触しなくなり、マグネットブロックとスリーブ間の距離を縮めることが可能となる。マグネットブロックとスリーブとの距離を小さくすることによって、マグネットブロックの磁気特性が低い場合でも全濃度域にわたって良質な画像を得るために必要な特性を得ることができる。
【００２５】
次に、磁石ローラ体１２の製造方法について図３〜５を参照して説明する。
まず、希土類マグネットブロック１５（１５Ｂ）を埋め込むための溝１４ａを外周部に有する円筒状マグネット１４を、押出し成形又は射出成形等で形成し、これに芯金１３を挿入する。その際、芯金１３の図示しない基準面（多くの場合はフライス面）と円筒状マグネット１４の外周面の溝の位置を治具で固定して、芯金基準面と溝１４ａのなす角度が所望の角度となるように、芯金１３を挿入することで、貼り付け後のマグネットブロック１５（１５Ｂ）の位置を芯金基準面に対して精度良く設定することができる。これにより、磁石ローラ体完成後の磁極位置精度を高めることができる。
【００２６】
また、円筒状マグネット１４の成形時は、成形後のローラの磁気特性を向上させるために磁場を印加しながら成形し、磁性粉（多くの場合、Ｓｒフェライト又はＢａフェライト）を異方化する磁場中成形が望ましい。
【００２７】
その後、図３に示すような所望の磁気特性になるように円筒状マグネットの着磁を行うが、その際に主極相当部分は、希土類マグネットブロック１５，１５Ｂが配置される部分に隣接する部分がそれぞれ現像主極と逆極性となるように着磁を行っておく。つまり、本実施形態では現像主極がＳ極であるから、溝１４ａの両側部分をＮ極に着磁する。さらに、溝１４ａとその両側部分が互いに逆極性となるように、溝１４ａ部分を着磁する。つまり、上記のように溝１４ａの両側部分がＮ極であるから、溝１４ａ部分はＳ極に着磁される。したがって、溝１４ａ部分は現像主極と同極性に着磁することになる。
【００２８】
これにより、図４に示すように、希土類マグネットブロック１５（１５Ｂ）を円筒状マグネット１４に貼り付ける際に、マグネットブロック１５が円筒状マグネット１４の溝部１４ａに吸引されるため、マグネットブロック１５の位置を正確に決めることができることに加え、貼り付け後の主極磁束密度を高くすることができる。希土類マグネットブロック貼り付け後の主極磁束密度が高くなった様子を図５に示す。マグネットブロック貼り付け後の主極磁束密度が高くなることは、主極磁束密度は簡易的には貼り付け前のマグネットブロック相当位置の円筒状マグネット１４の磁束密度＋マグネットブロックの発生する磁束密度、と考えることができるためである。
【００２９】
なお、マグネットブロック１５は、本実施形態では主極磁極をＳ極として構成するため、Ｎ極側を円筒状マグネットの方に向けて溝１４ａに貼り付けられる。したがって、マグネットブロック１５のＮ極と溝１４ａ部分のＳ極が互いに引き合い、マグネットブロック１５が円筒状マグネット１４の溝部１４ａに吸引される。
【００３０】
図６〜８は、本発明による現像ローラと対比するために例示する現像ローラの作用を説明するもので、図６に示すように、円筒状マグネット２４の溝部２４ａ（希土類マグネットブロック相当位置）の磁極が隣接極と同極であると、図７に示すように、希土類マグネットブロック１５の貼り付け時にマグネットブロック１５と円筒状マグネット２４とが反撥してしまい、マグネットブロック１５の位置決めが難しくなる。また、貼り付け後の主極の磁束密度も図８に示すように低くなってしまう（比較のため、本発明による現像ローラ１０における主極の磁束密度を図８に破線で示す）。
【００３１】
次に、上述の現像ローラ１０を備える現像装置について説明する。
図９に示す現像装置５において、現像剤担持体である現像ローラ１０が画像形成装置の感光体ドラム１に近接するように配置されていて、双方の対向部分には、感光体ドラムと磁気ブラシが接触する現像領域が形成されている。現像ローラ１０は、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂などの非磁性体を円筒形に形成してなる現像スリーブ１１が不図示の回転駆動機構によって図中時計回りに回転されるようになっている。本実施形態においては、感光体ドラム１と現像スリーブ１１との間隔である現像ギャップは０．４ｍｍに設定されている。
【００３２】
現像剤の搬送方向（図９では時計回り方向）における現像領域の上流側部分には、現像剤チェーン穂の穂高さ、即ち、現像スリーブ１１上の現像剤量を規制するドクタブレード２３が設置されている。このドクタブレード２３と現像スリーブ１１との間隔であるドクタギャップは０．４ｍｍに設定されている。更に現像ローラの感光体ドラムとは反対側領域には、現像装置ケーシング内の現像剤を攪拌しながら現像ローラ１０へ汲み上げるためのスクリュー２２が設置されている。
【００３３】
現像ローラのスリーブ１１内には、当該現像スリーブ１１の周表面に現像剤の穂立ちを生じるように磁界を形成する磁石ローラ体（磁石ローラ）１２が固定状態で備えられる。この磁石ローラ体１２は、上述したようにフェライトマグローラ１４に希土類マグネットブロック１５を埋め込んだものである。マグネットブロックとしては、異方性のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系材料または異方性のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系材料のものを使用することで、半値幅２０°以下で８０ｍＴ以上の磁束密度が得られるものである。この磁石ローラ体から発せられる法線方向磁力線に沿うように、現像剤のキャリアが現像スリーブ１１上にチェーン状に穂立ちを起こし、このチェーン状に穂立ちを生じたキャリアに帯電トナーが付着されて、磁気ブラシが構成される。当該磁気ブラシは現像スリーブ１１の回転によって現像スリーブ１１と同方向（図で見て時計回り方向）に移送されることとなる。
【００３４】
本実施形態の現像装置５においては、現像主極の半値幅が２０°以下で８０ｍＴ以上の磁束密度が得られるように構成されている。このような高い磁気特性を備えることにより、全濃度域にわたって良質な画像を得ることができる。また、上記のような高い磁気特性と現像主極部の高精度は、上述したような構成の現像ローラ１０を備えることにより、低コストで実現することが可能となる。なお、半値幅とは、法線方向の磁力分布曲線の最高法線磁力（頂点）の半分の値を指す部分の角度幅のことである。
【００３５】
最後に、本発明の適用を複写装置に広げて説明する。
図１０に示す複写装置１００は、装置本体のほぼ中央部に感光体ドラム１を中心とする作像部を配し、下部には４段の給紙段２ａ〜ｄからなる給紙部２を配置している。装置上部には原稿画像を読み取る読取部３が配設され、装置上部に自動原稿給送装置（ＡＤＦ）２０を装着している。
【００３６】
複写装置１００の作像部において、静電潜像担持体である感光体ドラム１の周囲には、帯電装置４、上述の現像装置５、転写搬送装置６、クリーニング装置７等が配設されている。これらの上方には光書込み装置７が設けられている。光書込み装置７より発せられるレーザ光は、帯電装置４と現像装置５の間の書き込み位置にて感光体ドラム１に照射される。そして、クリーニング装置７の図において左方には定着装置９が設けられている。また、その下方には両面トレイ２１が設けられている。
【００３７】
このような構成において、帯電装置４によって表面を一様に帯電された感光体ドラム１には、光書込み装置７からのレーザ光によって静電潜像が形成され、現像装置４によってトナー像を形成される。当該トナー像は、転写ベルトなどで構成された転写搬送装置５によって、感光体ドラム１から、給紙部２より搬送された記録紙上へ転写される。そして、未定着トナー像を転写された記録紙は定着装置９へ搬送され、トナー像が記録紙に定着される。一方、転写されずに感光体ドラム上に残留したトナーは、クリーニング装置７によって除去され回収される。残留トナーを除去された感光体ドラム１は図示しない除電手段で初期化され、次回の画像形成プロセスに供される。トナー像が定着された記録紙は、図示しない排紙トレイに排出される。両面記録を行う場合、記録紙は両面トレイ２１へ搬送され、ここから再度作像部に給送されて記録紙裏面への記録が行われた後、図示しない排紙トレイに排出される。
【００３８】
以上、本発明を図示の実施形態により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、現像ローラ（磁石ローラ体）の各磁極は実施形態と逆の極性でも良い。また、現像装置の現像ローラ以外の部分の構成は適宜変更することができる。もちろん、現像装置が装着される画像形成装置の構成、例えば作像部の構成等は任意な構成とすることができるし、複写装置以外のプリンタやファクシミリでも良いことは言うまでもない。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の現像ローラの製造方法によれば、磁性粉と高分子化合物を混合して円筒状マグネットを成形し、現像主極を形成するためのマグネットブロック貼着位置に相当する場所の発生磁極が現像主極と同極性になり、かつ、マグネットブロック貼着位置に相当する場所に隣接する両側部分の発生磁極が現像主極と逆極性になるように円筒状マグネットを磁化した後、該磁化された円筒状マグネットに貼着側が前記マグネットブロック貼着位置と逆極性となる前記マグネットブロックを貼り付けて磁石ローラを構成して非磁性スリーブの内部に配置するので、マグネットブロックを貼り付ける際にマグネットブロックが円筒状マグネットに吸引されるため、マグネットブロックの位置を正確に決めることができる。また、マグネットブロック貼着位置に相当する場所の磁極とマグネットブロックの磁極により、マグネットブロック貼り付け後の主極磁束密度を高くすることができる。したがって、全濃度域にわたって良質な画像を得るために必要な特性を持った現像ローラを容易に低コストで製造することができる。
請求項２の現像ローラによれば、前記磁石ローラは、磁性粉と高分子化合物を混合して成形した円筒状マグネットと、該円筒状マグネットの現像主極に相当する部分に配置された１つの希土類マグネットブロックとからなり、前記円筒状マグネットは、現像主極を形成するためのマグネットブロック貼着位置に相当する場所の発生磁極が現像主極と同極性になり、かつ、マグネットブロック貼着位置に相当する場所に隣接する両側部分の発生磁極が現像主極と逆極性になるように磁化されているとともに、前記マグネットブロックは、前記円筒状マグネットへの貼着側が前記マグネットブロック貼着位置と逆極性となって当該円筒状マグネットに貼り付けているので、現像主極が１極であっても主極部の高い磁気特性と高精度を得ることができる。そのため、全濃度域にわたって良質な画像を得るために必要な特性を持った現像ローラを簡単な構成で低コストに実現することができる。
【００４０】
請求項３の構成により、マグネットブロックの外周側の両肩部が丸みを帯びた形状であるので、マグネットブロックとスリーブとの距離を小さくすることができ、マグネットブロックの磁気特性が低い場合でも、全濃度域にわたって良質な画像を得るために必要な特性を得ることができる。
【００４１】
請求項４の現像装置及び請求項５の画像形成装置によれば、現像主極が１極であっても主極部の高い磁気特性と高精度を得ることができる現像ローラの構成により、全濃度域にわたって良質な画像を簡単な構成で低コストに実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る現像ローラの一例の断面をその磁気波形とともに示す模式図である。
【図２】その現像ローラのマグネットブロックの別例を示す部分断面図である。
【図３】本発明による現像ローラ製造方法を説明する図で、円筒状マグネットの磁気特性を示す模式図ある。
【図４】円筒状マグネットに希土類マグネットブロックを貼り付ける様子を示す模式図である。
【図５】希土類マグネットブロック貼り付け後の現像ローラの磁気波形を示す模式図である。
【図６】本発明による現像ローラと対比するために例示する現像ローラの円筒状マグネットの磁気特性を示す模式図ある。
【図７】その円筒状マグネットに希土類マグネットブロックを貼り付ける様子を示す模式図である。
【図８】その現像ローラの磁気波形を示す模式図である。
【図９】本発明に係る現像ローラを備える現像装置の断面構成図である。
【図１０】その現像装置を備える画像形成装置の断面構成図である。
【図１１】従来の磁石ローラ体の一例を示す断面図である。
【図１２】従来の磁石ローラ体の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 感光体ドラム（潜像担持体）
５ 現像装置
１０ 現像ローラ
１１ 現像スリーブ(現像剤担持体)
１２ 磁石ローラ体
１４ 円筒状マグネット
１４ａ 溝
１５，１５Ｂ 希土類マグネットブロック
１００ 複写装置
Claims (5)
- 非磁性スリーブの内部に磁石ローラを配置した現像ローラの製造方法において、
磁性粉と高分子化合物を混合して円筒状マグネットを成形し、現像主極を形成するためのマグネットブロック貼着位置に相当する場所の発生磁極が現像主極と同極性になり、かつ、マグネットブロック貼着位置に相当する場所に隣接する両側部分の発生磁極が現像主極と逆極性になるように円筒状マグネットを磁化した後、該磁化された円筒状マグネットに貼着側が前記マグネットブロック貼着位置と逆極性となる前記マグネットブロックを貼り付けて磁石ローラを構成して非磁性スリーブの内部に配置することを特徴とする現像ローラ製造方法。 - 非磁性現像スリーブの内部に磁石ローラを配置した現像ローラにおいて、
前記磁石ローラは、磁性粉と高分子化合物を混合して成形した円筒状マグネットと、該円筒状マグネットの現像主極に相当する部分に配置された１つの希土類マグネットブロックとからなり、前記円筒状マグネットは、現像主極を形成するためのマグネットブロック貼着位置に相当する場所の発生磁極が現像主極と同極性になり、かつ、マグネットブロック貼着位置に相当する場所に隣接する両側部分の発生磁極が現像主極と逆極性になるように磁化されているとともに、前記マグネットブロックは、前記円筒状マグネットへの貼着側が前記マグネットブロック貼着位置と逆極性となって当該円筒状マグネットに貼り付けてなることを特徴とする現像ローラ。 - 前記マグネットブロックの外周側の両肩部が丸みを帯びた形状であることを特徴とする、請求項２に記載の現像ローラ。
- 現像剤を現像スリーブに汲み上げて、現像スリーブ上に磁気ブラシを形成し、潜像担持体に現像剤を摺擦させて潜像を可視像化する現像装置において、
前記現像スリーブの内部に配置される磁石ローラが、磁性粉と高分子化合物を混合して成形した円筒状マグネットと、該円筒状マグネットの現像主極に相当する部分に配置された１つの希土類マグネットブロックとからなり、前記円筒状マグネットは、現像主極を形成するためのマグネットブロック貼着位置に相当する場所の発生磁極が現像主極と同極性になり、かつ、マグネットブロック貼着位置に相当する場所に隣接する両側部分の発生磁極が現像主極と逆極性になるように磁化されているとともに、前記マグネットブロックは、前記円筒状マグネットへの貼着側が前記マグネットブロック貼着位置と逆極性となって当該円筒状マグネットに貼り付けてなることを特徴とする現像装置。 - 現像剤を現像スリーブに汲み上げて、現像スリーブ上に磁気ブラシを形成し、潜像担持体に現像剤を摺擦させて潜像を可視像化する現像装置を備えた画像形成装置において、
前記現像スリーブの内部に配置される磁石ローラが、磁性粉と高分子化合物を混合して成形した円筒状マグネットと、該円筒状マグネットの現像主極に相当する部分に配置された１つの希土類マグネットブロックとからなり、前記円筒状マグネットは、現像主極を形成するためのマグネットブロック貼着位置に相当する場所の発生磁極が現像主極と同極性になり、かつ、マグネットブロック貼着位置に相当する場所に隣接する両側部分の発生磁極が現像主極と逆極性になるように磁化されているとともに、前記マグネットブロックは、前記円筒状マグネットへの貼着側が前記マグネットブロック貼着位置と逆極性となって当該円筒状マグネットに貼り付けてなることを特徴とする画像形成装置。
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