JPH11249433A - 現像ローラ及び現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子写真装置や静電記録装置などにおける現
像機構部などに好適に使用され、複雑な加工を要するこ
となく高い磁力（特に現像極）を発現することが可能な
現像ローラ及び現像装置を提供すること。 【解決手段】 回転自在に配設されたスリーブ内に、５
以上の奇数の磁極を有し、かつその表面に有するＮ極と
Ｓ極のうち、総数の少ない磁極側に現像極が設けられた
マグネットローラが配設されてなる現像ローラ、及びこ
の現像ローラを有する現像装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、現像ローラ及び現
像装置に関し、さらに詳しくは、電子写真装置や静電記
録装置などにおける現像機構部などに好適に使用され、
複雑な加工を要することなく高い磁力（特に現像極）を
発現することが可能な現像ローラ及び現像装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機，プリンタ，ファクシミリ
などの電子写真装置や静電記録装置などにおいて、感光
ドラムなどの潜像保持体上の静電潜像を可視化するため
の現像ローラとして、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
表面に保持した磁性現像剤（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い
わゆる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方法が知られてい
る。上記マグネットローラは、主にナイロンやポリプロ
ピレンなどの熱可塑性樹脂のバインダーにフェライトな
ど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、キャビティーの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、所望の磁力特性に着磁させることによ
り、製造されている。

【０００３】しかしながら、最近電子写真装置などの進
歩に伴い、現像ローラに対してもより高い磁力（特に現
像極）が要求される傾向がある。このような問題を解決
するために、現像ローラにおいて、スリーブ内に配設さ
れるマグネットローラについて、例えば（１）マグネッ
トローラ本体部の現像極付近に、希土類磁性粉を配合し
てなるマグネット片を埋設することにより、その他の極
よりも磁力を向上させる方法、あるいは（２）マグネッ
トローラ本体部の現像極付近のみに、ローラ径から突出
した凸条部を軸方向に沿って設ける方法、などの構造的
な改良が試みられている。しかしながら、上記（１）の
方法においては、希土類磁性粉は、極めて高価である
上、マグネット片を埋設するために様々な加工が必要で
あって、作業工程が煩雑となり、製造コストが高くつく
のを免れないなどの問題がある。また、（２）の方法に
おいては、凸条部を設けるために金型を改良しなければ
ならず、しかも成形後にその表面を研磨する必要があっ
て、やはり工程数が多くなり、コスト高になるという問
題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
状況下で、電子写真装置や静電記録装置などにおける現
像機構部などに好適に使用され、複雑な加工を要しなく
とも、高い磁力、特に現像極において高い磁力を発現す
ることが可能な現像ローラ及び現像装置を提供すること
を目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記目的を
達成するために鋭意研究を重ねた結果、スリーブ内に配
設されるマグネットローラとして、５以上の奇数の磁極
を有し、かつその表面に有するＮ極とＳ極のうち、総数
の少ない磁極側に現像極が設けられたものを用いること
により、その目的を達成しうることを見出した。本発明
は、かかる知見に基づいて完成したものである。すなわ
ち、本発明は、（１）回転自在に配設されたスリーブ内
にマグネットローラが配設され、このマグネットローラ
の磁気特性によって、現像剤からなる薄層が形成された
スリーブを画像形成体表面に接触又は近接させ、該スリ
ーブ上の現像剤を画像形成体表面に飛翔させて供給する
ことにより、該画像形成体表面に可視画像を形成させる
現像ローラにおいて、前記マグネットローラが５以上の
奇数の磁極を有し、かつその表面に有するＮ極とＳ極の
うち、総数の少ない磁極側に現像極が設けられているこ
とを特徴とする現像ローラ、及び（２）回転自在に配設
された円筒状スリーブと、その片端部又は両端部に固定
されてなるフランジ部材と、上記スリーブの内側に配設
され、かつ片端部又は両端部が上記フランジ部材で回転
可能に支持されたマグネットローラとを備えてなる現像
ローラを有し、前記マグネットローラの磁気特性によっ
て、現像剤からなる薄層が形成されたスリーブを画像形
成体表面に接触又は近接させ、該スリーブ上の現像剤を
画像形成体表面に飛翔させて供給することにより、該画
像形成体表面に可視画像を形成させる現像装置におい
て、前記マグネットローラが５以上の奇数の磁極を有
し、かつその表面に有するＮ極とＳ極のうち、総数の少
ない磁極側に現像極が設けられていることを特徴とする
現像装置、を提供するものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の現像ローラは、回転自在
に配設されたスリーブ内にマグネットローラが配設され
た構造を有しており、そして、上記マグネットローラの
磁気特性によって、現像剤からなる薄層が形成されたス
リーブを画像形成体表面に近接させ、マグネットローラ
の磁気特性によって、該スリーブ上の現像剤を画像形成
体表面に飛翔させて供給することにより、該画像形成体
表面に可視画像を形成させる機能を有するものである。
本発明の現像ローラにおいては、該スリーブ内に配設さ
れるマグネットローラは、５以上に奇数の磁極を有し、
かつその表面に有するＮ極とＳ極のうち、総数の少ない
磁極側に現像極が設けられていることが必要である。す
なわち、磁極数が奇数であるので、Ｎ極及びＳ極のいず
れか一方が、その総数が少なく、この総数の少ない磁極
側に現像極を設けることとなる。これにより、複雑な加
工を要することなく、特に現像極において、高い磁力が
発現される。この詳しい機構については必ずしも明確で
はないが、マグネットローラにおいては、全てのＮ極磁
力の和と、全てのＳ極磁力の和が等しい関係にあること
から、総極数が奇数の場合、総数の少ない磁極側に現像
極を設けることにより、おのずと現像極の磁力を向上さ
せることができるものと考えられる。

【０００７】次に、総極数が５の場合を例に挙げて説明
する。図１は、本発明で用いるマグネットローラにおい
て、総極数が５の場合の磁力パターンの一例のグラフで
あって、この場合、Ｎ極が３極、Ｓ極が２極であるの
で、Ｓ極側に現像極が設けられる。そして、各磁極の機
能としては、例えばＳ１極が現像極、Ｎ２極が取込み
極、Ｎ３極が汲上げ極、Ｓ２極が層規制極、Ｎ１極が搬
送極として機能するように設定することができる。な
お、各磁極の機能については、後述の現像装置において
説明する。本発明に係る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る。例えば、Ｓｒフェラ
イトなどのフェライト粉末やＳｍ−Ｃｏ合金，Ｎｄ−Ｆ
−Ｂ合金，Ｃｅ−Ｃｏ合金など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のボンド磁石組成物で形成す
ることができる。

【０００８】上記プラスチックバインダーとしては、例
えばナイロン６，ナイロン１２などのポリアミド樹脂、
ポリスチレン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂
（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢ
Ｔ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（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共重合体樹脂（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（Ｅ
ＶＯＨ）、さらにはポリプロピレン樹脂やポリエチレ
ン，ポリエチレン共重合体などのポリオレフィン、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，グリシジル基などの反応性
をもつ官能基を導入した変性ポリオレフィンなどが挙げ
られる。これらの中で、特にポリアミド樹脂やＥＥＡ，
エポキシ樹脂が好適である。これらの樹脂バインダーは
単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いても
よい。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，塩化ビニルなどのゴムが挙げられる。

【０００９】ボンド磁石組成物における樹脂バインダー
と磁性粉の配合割合は、特に制限はなく、マグネットロ
ーラの要求される磁力の強さに応じて適宜選定される
が、通常は、ボンド磁石組成物全量に対し、８０〜９５
重量％（密度が2.５〜4.５ｇ／ｃｍ³ 程度）の範囲で選
定することが好ましい。このボンド磁石組成物には、必
要に応じ、マイカやタルク、あるいは炭素繊維，ガラス
繊維などの繊維やウイスカーなどの補強効果の大きな充
填材を添加することができる。すなわち、成形品に要求
される磁力が比較的低くて磁性粉の充填量が少ない場合
には、成形品の剛性が低くなりやすく、このような場合
には剛性を補うために、マイカやウイスカーなどの充填
材を添加して成形品の補強を行うことができる。この場
合、好適に用いられる充填材としては、マイカやウイス
カーなどが挙げられる。このウイスカーとしては、例え
ば炭化ケイ素，窒化ケイ素などからなる非酸化物系ウイ
スカー、ＺｎＯ，ＭｇＯ，ＴｉＯ₂ ，ＳｎＯ₂ ，Ａｌ₂
Ｏ₃ などからなる金属酸化物系ウイスカー、チタン酸カ
リウム，ホウ酸アルミニウム，塩基性硫酸マグネシウム
などからなる複酸化物系ウイスカーなどが挙げられる
が、これらの中で、プラスチックとの複合化が容易な点
から複酸化物系ウイスカーが好適である。

【００１０】これらの充填材を用いる際の配合割合につ
いては特に制限はないが、通常はボンド磁石組成物全量
に対して、２〜３２重量％、好ましくは５〜２０重量％
の範囲である。このボンド磁石組成物には、本発明の目
的が損なわれない範囲で、上記充填材以外の添加剤を配
合してもよい。前記ボンド磁石組成物の調製方法として
は特に制限はないが、例えば樹脂バインダー，磁性粉及
び必要に応じて用いられる充填材を、通常の方法に従っ
て混合し、溶融混練したのち、ペレット状に成形するこ
とにより、ボンド磁石組成物を調製することができる。
この際、溶融混練には、二軸混練押出機，ＫＣＫ混練押
出機などを用いる通常の方法及び条件を採用することが
できる。本発明に係るマグネットローラは、所定のシャ
フト外周に上記バインダー に前記の磁性粉を分散した
ボンド磁石組成物でマグネット層を成形してシャフトの
周囲にマグネット本体部を形成し、該マグネット本体部
を軸方向に沿って貫通又は埋設したシャフトの両端部又
は片端部が該マグネット本体部の両端又は片端から突出
したマグネットローラを得る方法、前記ボンド磁石組成
物でシャフト部とマグネット本体部とを一体的に成形す
る方法、あるいは上記ボンド磁石組成物で複数のマグネ
ット片を成形し、これをシャフトの外周に配置固定する
方法などの公知の方法に従って製造することができる。

【００１１】本発明に係るマグネットローラは、５以上
の奇数の磁極を有するものであり、このような磁極を有
するものが得られるのであれば、その着磁方法などにつ
いては特に制限はない。例えば、マグネット本体部又は
マグネット片を金型により成形する際、該金型のキャビ
ティーの周囲に磁場を形成して、成形と同時に、所望の
磁極及び磁力パターンが得られるように着磁する方法
や、同様に金型のキャビティーの周囲に磁場を形成し
て、磁性粉を所望の方向に配向させ、マグネットローラ
形成後、一旦脱磁したのち、着磁機を用いて所望の磁極
及び磁力パターンが得られるように着磁する方法などが
用いられる。これらの中で、特に所望の磁極や磁力パタ
ーンが容易に得られる点から、マグネットローラを形成
後、一旦脱磁してから着磁を施す方法が好ましい。本発
明の現像ローラは、回転自在に配設されたスリーブ内
に、前記マグネットローラが配設された構造を有する
が、特に、回転自在に配設された円筒状スリーブと、そ
の片端部又は両端部に固定されてなるフランジ部材と、
上記スリーブの内側に配設され、かつ片端部又は両端部
が上記フランジ部材で回転可能に支持された構造を有す
るものが好ましい。ここで、円筒状スリーブとしては特
に制限はなく、従来現像ローラにおいて慣用されている
ものの中から、状況に応じて適宜選択することができ
る。このスリーブとしては、例えばアルミニウム合金，
ステンレス鋼，合成樹脂製などの非磁性円筒体を挙げる
ことができる。

【００１２】一方、フランジ部材としては特に制限され
ず、金属製、樹脂製のいずれであっもよく、また、その
形状についても特に制限はない。このフランジ部材を上
記円筒状スリーブの片端部又は両端部に固定する方法と
しては、引き抜けや空回りが起こらないようにしっかり
と固定できる方法であればよく、特に制限されず、例え
ば接着剤を介して固定する方法など、従来公知の方法を
用いることができる。図２（ａ）及び（ｂ）は、それぞ
れ本発明の現像ローラの一例の正面図及びＸ−Ｘ矢視断
面図であって、現像ローラ１は、フランジ部材２がスリ
ーブ３に、引き抜けや空回りが起こらないように接着剤
４を介して固定されている。スリーブ３の内部には、マ
グネットローラ５が配設され、かつそのシャフト部６が
回転可能にフランジ部材２によって支持された構造を有
している。このような本発明の現像ローラに適用される
現像剤としては、特に２成分磁性現像剤が好適である。

【００１３】次に、本発明の現像装置について説明す
る。本発明の現像装置は、前記したように、回転自在に
配設された円筒状スリーブと、その片端部又は両端部に
固定されてなるフランジ部材と、上記スリーブの内側に
配設され、かつ片端部又は両端部が上記フランジ部材で
回転可能に支持されたマグネットローラとを備えてなる
現像ローラを有するものであって、該マグネットローラ
として、５以上の奇数の磁極を有し、かつその表面に有
するＮ極とＳ極のうち総数の少ない磁極側に現像極が設
けられているものが用いられる。この現像装置は、前記
マグネットローラの磁気特性によって現像剤からなる薄
層が形成されたスリーブを画像形成体表面に近接させ、
マグネットローラの磁気特性によって、該スリーブ上の
現像剤を画像形成体表面に飛翔させて供給することによ
り、該画像形成体表面に可視画像を形成させるものであ
る。次に、該マグネットローラが、磁極として、２つの
Ｓ極と３つのＮ極の合計５極を有するものを例に挙げ、
現像装置の機能について説明する。なお、この場合、現
像極はＳ極側に設けられる。この現像装置は、例えばＮ
３極である現像剤汲上げ極によって、現像剤容器内の現
像剤をスリーブ表面に汲上げ、担持させ、Ｓ２極である
層規制極部分で成層ブレードとの作用によって現像剤を
所定厚さの薄層とし、次いで、この現像剤を、Ｎ１極で
ある搬送極（Ｓ２極とＳ１極が同一極性であるので、そ
の間に設けられる逆極性の磁極）を介して設けられたＳ
１極である現像極で感光体へ飛翔させて供給したのち、
感光体へ供給されずにスリーブ表面に残留した現像剤
を、Ｎ２極である現像剤取込み極によって除去するとい
う機能を有している。

【００１４】

【実施例】次に、本発明を実施例により、さらに詳しく
説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定
されるものではない。 実施例 キャビティーの周囲に磁場を形成した金型内のキャビテ
ィーに、バインダーとしてのナイロン６を１０重量％と
磁性粉としてのストロンチウムフェライト粉末を９０重
量％とを配合してなるボンド磁石組成物を、シリンダー
温度２４５℃，金型温度６５℃及び射出圧力７００ｋｇ
／ｃｍ² の条件にて射出注入し、マグネット本体部（径
１６ｍｍ，長さ３１０ｍｍ）と、この両端から突出した
シャフト部（径６ｍｍ，長さ３０ｍｍ）とが一体化して
なる軸一体型マグネットローラを作製した。次に、この
マグネットローラを公知の方法で脱磁処理したのち、着
磁処理することにより、図３に示す磁力、パターン（Ｓ
極２つ，Ｎ極３つ，合計５極）を有するマグネットロー
ラが得られた。このようにして得られたマグネットロー
ラのＳ極側に現像極を設け、各磁極の機能は、Ｓ１極を
現像極，Ｎ２極を取込み極，Ｎ３極を汲上げ極，Ｓ２極
を層規制極，Ｎ１極を搬送極とした。各磁極の磁力は、
Ｓ１極（現像極）１０１０ガウス，Ｎ２極５９０ガウ
ス，Ｎ３極５５７ガウス，Ｓ２極６３６ガウス，Ｎ１極
８２１ガウスであった。

【００１５】比較例 実施例において、マグネットローラの脱磁後の着磁処理
における着磁条件を変更した以外は、実施例と同様にし
て、図４に示す磁力パターン（Ｎ極３つ，Ｓ極２つ，合
計５極）有するマグネットローラを得た。このようにし
て得られたマグネットローラのＮ極側に現像極を設け、
各磁極の機能は、Ｎ１極を現像極，Ｓ１極を搬送極，Ｎ
２極を層規制極／汲上げ極，Ｎ３極を取込み極，Ｓ２極
を搬送極とした。各磁極の磁力は、Ｎ１極（現像極）９
５０ガウス，Ｓ１極８６０ガウス，Ｎ２極３２０ガウ
ス，Ｎ３極４０５ガウス，Ｓ２極７８０ガウスであっ
た。すなわち、現像極の磁力は９５０ガウスであり、実
施例の現像極の磁力（１０１０ガウス）よりも低下し
た。

【００１６】

【発明の効果】本発明の現像ローラは、複雑な加工を行
わずとも高い磁力、特に現像極において高い磁力を発現
することが可能であって、複写機，プリンタ，ファクシ
ミリなどの電子写真装置や静電記録装置などにおける現
像機構部などに好適に使用される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の現像ローラに用いられるマグネット
ローラの磁力パターンの一例を示すグラフである。

【図２】 本発明の現像ローラの一例を示す正面図
（ａ）及びＸ−Ｘ矢視断面図（ｂ）である。

【図３】 実施例で得られたマグネットローラの磁力パ
ターンである。

【図４】 比較例で得られたマグネットローラの磁力パ
ターンである。

【符号の説明】

１：現像ローラ ２：フランジ部材 ３：スリーブ ４：接着剤 ５：マグネットローラ ６：マグネットローラのシャフト部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転自在に配設されたスリーブ内にマグ
   ネットローラが配設され、このマグネットローラの磁気
   特性によって、現像剤からなる薄層が形成されたスリー
   ブを画像形成体表面に接触又は近接させ、該スリーブ上
   の現像剤を画像形成体表面に飛翔させて供給することに
   より、該画像形成体表面に可視画像を形成させる現像ロ
   ーラにおいて、前記マグネットローラが５以上の奇数の
   磁極を有し、かつその表面に有するＮ極とＳ極のうち、
   総数の少ない磁極側に現像極が設けられていることを特
   徴とする現像ローラ。
2. 【請求項２】 現像剤が、２成分磁性現像剤である請求
   項１記載の現像ローラ。
3. 【請求項３】 回転自在に配設された円筒状スリーブ
   と、その片端部又は両端部に固定されてなるフランジ部
   材と、上記スリーブの内側に配設され、かつ片端部又は
   両端部が上記フランジ部材で回転可能に支持されたマグ
   ネットローラとを備えてなる請求項１記載の現像ロー
   ラ。
4. 【請求項４】 回転自在に配設された円筒状スリーブ
   と、その片端部又は両端部に固定されてなるフランジ部
   材と、上記スリーブの内側に配設され、かつ片端部又は
   両端部が上記フランジ部材で回転可能に支持されたマグ
   ネットローラとを備えてなる現像ローラを有し、前記マ
   グネットローラの磁気特性によって、現像剤からなる薄
   層が形成されたスリーブを画像形成体表面に接触又は近
   接させ、該スリーブ上の現像剤を画像形成体表面に飛翔
   させて供給することにより、該画像形成体表面に可視画
   像を形成させる現像装置において、前記マグネットロー
   ラが５以上の奇数の磁極を有し、かつその表面に有する
   Ｎ極とＳ極のうち、総数の少ない磁極側に現像極が設け
   られていることを特徴とする現像装置。
5. 【請求項５】 現像剤が、２成分磁性現像剤である請求
   項４記載の現像装置。