JPH11258910A - 現像ローラ及び現像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像剤の薄層を形成するのに機械的の層規制
が必要なく、その結果、現像剤の劣化が抑制され、良好
な画像を安定して与えることのできる現像ローラ及び現
像装置を提供する。 【解決手段】 二成分磁性現像剤を担持して、画像形成
体に供給し、可視画像を形成させる機能を有するもので
あって、マンガン−アルミニウム合金からなり、かつそ
の表面に周方向に沿ってＳ極とＮ極とが交互に近接して
配置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、
かつ現像剤の機械的な層規制が必要なく、その結果とし
て現像剤の劣化が抑制され、良好な画像を安定して与え
ることのできる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像によって、潜像保持体表面に該
現像剤を供給し、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】このようなマグネットローラには、通常磁
性現像剤をスリーブ表面に担持させ、該現像剤を所定の
厚さの薄層に整える層規制極と、このスリーブ表面に担
持された現像剤を画像形成体（潜像保持体）に飛翔させ
る現像極を含む２極以上の磁極が形成されており、上記
層規制極部分で外周に沿って配設されたスリーブ表面に
磁性現像剤を担持させ、薄層に整え、スリーブの回転に
よって、これを画像形成体近傍へと運び、上記現像極に
よって現像剤を画像形成体へ飛翔させるものである。こ
のようなマグネットローラを有する現像装置としては、
例えば以下に示すものを挙げることができる。

【０００４】図１は、従来の現像装置の一例の概略構成
図であって、磁性現像剤５を供給するための現像剤塗布
用ローラ３と静電潜像を保持した画像形成体４との間
に、スリーブ１とマグネットローラ２とからなる現像ロ
ーラが、そのスリーブ１の外周面を画像形成体４の表面
に近接させた状態で配設されている。スリーブ１、画像
形成体４及び現像剤塗布用ローラ３を、それぞれ図中矢
印方向に回転させることにより、磁性現像剤５が現像剤
塗布用ローラ３により、スリーブ１の表面に供給され、
この現像剤がマグネットローラ２の磁気特性によってス
リーブ１表面に担持されて搬送され、成層ブレード６に
より、均一な薄層に整えられる。この状態でスリーブ１
が回転して現像剤が画像形成体４と近接する部分に搬送
されると、薄層に形成された現像剤が、マグネットロー
ラ２の磁気特性によってスリーブ１の表面から、画像形
成体４上の潜像に飛翔して付着し、該画像形成体４の静
電潜像が可視化される。しかしながら、このような現像
装置においては、スリーブ上に担持された現像剤を均一
に薄層化するために、成層ブレードが用いられるが、現
像剤搬送方向の上流側で現像剤が過度に充填された状態
となり、その結果、現像剤に強い圧縮力が作用する。ま
た、現像剤が成層ブレードとスリーブとの間隙を通過す
る際には、現像剤に強い摩擦力が作用する。したがっ
て、このような力によって、現像剤が劣化するのを免れ
ないという欠点がある。上記現像剤の劣化は、二成分磁
性現像剤においては、トナーの劣化と磁性キャリアの劣
化とに大別され、いずれも上記圧縮力や摩擦力によって
劣化が生じる。磁性現像剤が劣化すると画像濃度が低下
したり、背景部へのカブリが発生するなど、好ましくな
い事態を招来する。

【０００５】また、成層ブレードを用いて層規制する場
合には、現像剤の搬送量は、成層ブレードとスリーブ表
面との間隙やスリーブの磁極の位置関係に依存するた
め、成層ブレードの寸法精度及び設定精度が画質に大き
く影響を及ぼす。したがって、良好な画像を得るために
は、上記間隙を高精度に設定する必要があり、その結果
製造コストの増大をもたらすという問題もある。特に、
近年の画像形成装置では、解像性や細線再現性などの優
れた現像を行うこと、電位が低い潜像の現像を行うこ
と、さらに高速プロセスにおいて高い現像効率を得るこ
とが要求されており、このような場合には上記問題点は
より顕著となる。つまり、上記のような場合には、現像
間隙すなわちスリーブと画像形成体との間隙を狭く設定
することが望ましく、この場合の現像剤層は、より搬送
量が少ない薄い層としなければならない。このため、成
層ブレードとスリーブ表面との間隙をより狭く設定する
必要があるが、この間隙が狭くなるほど、成層ブレード
の寸法精度及び設定精度の画質への影響が大きくなる。
また、間隙を狭くするほど現像剤に作用する圧縮力や摩
擦力が大きくなるため、現像剤の劣化が促進されること
になる。

【０００６】

【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、機械的に現像剤層の層厚を規制することな
く、均一な現像剤の薄層を形成しうるとともに、現像剤
の劣化を低減し、良好な画像を安定して与えることがで
きる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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、二成分磁性現
像剤を担持して搬送する現像ローラにおいて、その表面
に周方向に沿ってＳ極とＮ極とを交互に近接して配置さ
せることにより、ほぼ一層のキャリアを該ローラの周面
上に、ほぼ均一に担持させうることを見出した。また、
このような現像ローラは、表面が導電性を有することが
必要である上、適度の機械特性と良好な加工性を有する
ことが望ましく、その材質について研究を重ね、マンガ
ン−アルミニウム合金が、磁性材料であるとともに、機
械特性が一般的鋼材に近く、かつ加工性、溶接性に優
れ、しかも導電性を有するので、表面に導電性皮膜を新
たに設ける必要がなく、該現像ローラの材質として好適
であることを見出した。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、その磁気特性によって表面に二成分
磁性現像剤からなる薄層が形成されたローラを画像形成
体表面に接触又は近接させ、該ローラ上の現像剤を画像
形成体表面に転移させることにより、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、上記現像
ローラがマンガン−アルミニウム合金からなり、かつそ
の表面に周方向に沿ってＳ極とＮ極とが交互に近接して
配置さ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、その磁気特性によって表面
に二成分磁性現像剤からなる薄層が形成されたローラを
画像形成体表面に接触又は近接させ、該ローラ上の現像
剤を画像形成体表面に転移させることにより、該画像形
成体表面に可視画像を形成させる現像ローラを有する現
像装置において、上記現像ローラがマンガン−アルミニ
ウム合金からなり、かつその表面に周方向に沿ってＳ極
とＮ極とが交互に近接して配置さ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。

【０００８】

【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、その磁気特性によって表面に二成分磁性現
像剤からなる薄層が形成されたローラを画像形成体表面
に接触又は近接させ、該ローラ上の現像剤を画像形成体
表面に転移させることにより、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
像ローラは、マンガン−アルミニウム合金から形成され
ており、このマンガン−アルミニウム合金としては、特
に制限はなく、従来公知のものを用いることができる
が、一般的には、マンガン６０〜８０重量％、アルミニ
ウム２０〜４０重量％を含有するものが好適である。こ
のようなマンガン−アルミニウム合金は、加工性及び溶
接性に優れており、精度よく、所望形状のローラを作成
することができる。このローラの形状としては、例えば
以下の図２（ａ）〜（ｃ）で示すものを挙げることがで
きる。図２は、本発明の現像ローラの異なる構造の例を
示す側面図であって、（ａ）は本体部７ａとシャフト８
ａとが、マンガン−アルミニウム合金により一体的に作
製されてなる軸一体型の構造を示す。（ｂ）は本体部７
ａと一方の側のシャフト８ａとが、マンガン−アルミニ
ウム合金により一体的に作製され、かつ他の側に同一又
は異なる金属などのシャフト８ｂが挿入されてなる片側
シャフト挿入型の構造を示す。さらに（ｃ）は、本体部
７ａがマンガン−アルミニウム合金により作製され、か
つその両側に同一又は異なる金属などのシャフト８ｂが
挿入されてなる両側シャフト挿入型の構造を示す。

【０００９】本発明の現像ローラの本体部又は本体部と
シャフトを構成しているマンガン−アルミニウム合金
は、一般的鋼材に機械特性が近く、かつ切削性（加工
性）が良好で、シャフトを本体部より直接削り出すこと
ができるので、真円度が出やすく、したがって、特に上
記（ａ）の軸一体型の構造のものが好適である。また、
該マンガン−アルミニウム合金は導電性を有するので、
新たに、その表面にニッケルメッキなどの導電性皮膜を
設ける必要がない。本発明の現像ローラにおいては、そ
の表面に周方向に沿ってＳ極とＮ極とが交互に近接して
配置されている。このように狭い間隔で配置された磁極
による磁力線は、隣接する極性の異なる磁極へと向かう
ために、現像ローラ表面に垂直な方向の磁界成分は、該
ローラ表面の近傍において急激に減衰する。また、磁性
キャリアの層が周面に形成されると磁力線が現像ローラ
の周面と接触する磁性キャリアの層内を通り、その外側
にほとんど分布しない状態となる。したがって、キャリ
アは磁極上の部分に集中して付着することなく、磁界に
沿った状態でほぼ一層だけが整然と並んだ状態で吸着さ
れる。このため、現像ローラ上には現像剤の未付着部が
なく、かつ山谷構造をもたない薄い現像剤層が形成さ
れ、磁力により保持されて現像領域へ搬送される。

【００１０】本発明の現像ローラにおいては、周方向に
おいて、隣り合うＳ極とＮ極間の中心距離は、２５〜２
５０μｍの範囲が好ましい。このような磁極間距離で
は、一般に用いられる粒径が２５〜２００μｍ程度のキ
ャリアを、ほぼ均一にかつ実質上一層だけ吸着すること
ができる。このように、現像ローラに設けられた磁極の
作用によって、成層ブレードを用いずに、均一な現像剤
の薄層を形成しうるので、現像剤に大きな負荷をかける
必要がなく、現像剤の劣化を防止することができる。ま
た、現像ローラの磁力のみにより現像剤層を形成するの
で、現像剤搬送量が部品精度に依存せず、かつ経時変化
も発生しない。さらに、磁極の間隔が充分に狭く設定さ
れているため、磁極パターンによる影響は発生せず、均
一性の高い画像が得られる。

【００１１】また、この現像ローラにおいては、前記磁
極は、通常周方向の全域にわたってほぼ均等に設けられ
るが、現像剤層を形成する部位以外では、任意の磁気パ
ターンにすることでき、画質や画像形成速度などの要求
性能に対して、適宜最適な磁気パターンによる対応が可
能である。本発明の現像ローラにおいては、その表面に
周方向に沿ってＳ極とＮ極とが交互に近接して配置され
るように着磁するには、例えば以下に示す方法を用いる
ことができる。図３は、本発明の現像ローラにおける着
磁方法の一例を示す説明図であって、着磁は現像ローラ
７の周面に近接して配置された磁気形成用ヘッド１０に
よって行われる。この磁気形成用ヘッド１０は、軟磁性
材料からなり、両端部が間隔をおいて並列する形状のコ
ア１１とこのコア１１に巻回されたコイル１２とを有
し、該コア１１の両端部が現像ローラ７の周面に近接す
るように配置される。コイル１２には磁化信号発生装置
を介して電源から磁化電流が供給されるようになってお
り、コイル１２に電流が流れると、コア１１内に磁束１
３が発生し、この磁束はコア１１の先端からローラ７の
表面層７ｂを通る。これにより、表面層７ｂが磁化され
る。コイル１２へ供給される磁化電流は磁化信号発生装
置を介して断続的又は適宜電流の方向を変えて供給さ
れ、図３に示すように回転駆動される現像ローラ７の周
面が所定の着磁パターンに磁化される。

【００１２】本発明の現像装置は、回転自在に配設さ
れ、その磁気特性によって表面に二成分磁性現像剤から
なる薄層が形成されたローラを画像形成体表面に接触又
は近接させ、該ローラ上の現像剤を画像形成体表面に転
移させることにより、該画像形成体表面に可視画像を形
成させる現像ローラを有するものであって、該現像ロー
ラとしては、前述の本発明の現像ローラが用いられる。
この現像装置において用いられる二成分磁性現像剤は、
非磁性トナーと磁性キャリアとを均質に混合したものが
用いられる。該トナーとしては、従来二成分磁性現像剤
において慣用されているものの中から任意のものを選択
して用いることができるが、一般的には重量平均粒径が
３〜１５μｍ程度の負帯電性のポリエステル系トナーが
好適である。一方、キャリアとしては、従来二成分磁性
現像剤において慣用されているもの、例えば結着樹脂中
に磁性粉を分散させた、いわゆる磁性粉分散型樹脂キャ
リア又は球形フェライト粒子に樹脂被覆を施した、いわ
ゆるフェライトキャリアなどを用いることができる。

【００１３】

【実施例】次に、本発明の現像装置について、添付図面
に従って説明する。図４は、本発明の現像装置の一例の
概略構成図であって、現像装置２１は、現像剤が収容さ
れる現像ハウジング２２の画像形成体４との対向部位に
現像用の開口部を設け、この開口部に現像ローラ７を配
設するとともに、その後方に二つのスクリューオーガー
２３，２４を設けたものである。また、現像ローラ７上
に付着した現像剤を剥離するスクレーパ２５が現像ロー
ラ７と接触するように設けられている。上記スルリュー
オーガー２３，２４は、現像ハウジング２２内の仕切り
壁２６で仕切られた二つの現像剤攪拌搬送室内に設けら
れ、それぞれ逆方向に現像剤を搬送するように回転駆動
されるものである。この二つの現像剤攪拌搬送室は両端
部で連通しており、該スクリューオーガー２３，２４に
よって搬送される現像剤は、攪拌されながら、二つの現
像剤攪拌搬送室内を循環移動するようになっている。現
像ローラ７は、例えば本体部とシャフト８ａとが、マン
ガン−アルミニウム合金により一体的に形成された軸一
体型構造を有し、回転可能にシャフト８ａが支持されて
いる。この現像ローラ７の表面には、周方向に沿って、
Ｓ極とＮ極とが、好ましくは中心距離２５〜２５０μｍ
の間隔で交互に配置されている。現像装置２１において
は、現像剤５が現像ローラ７に供給されると、該ローラ
表面層の磁界に基づいて現像ローラ７の周面にトナーを
電気的に吸着したキャリアが実質上一層だけ付着した状
態となり、成層ブレードを用いずに現像剤の薄層が形成
される。そして、この現像剤層は、現像ローラ７の回転
に伴って画像形成体４と対向する領域へ搬送され、画像
形成体４の静電潜像の現像に供される。

【００１４】

【発明の効果】本発明の現像ローラは、その表面に設け
られた磁極の作用によって、成層ブレードを用いずに、
均一な現像剤の薄層を形成しうるので、現像剤に大きな
負荷をかける必要がなく、現像剤の劣化を防止すること
ができる。また、現像ローラの磁力のみにより現像剤層
を形成するので、現像剤搬送量が部品精度に依存せず、
かつ経時変化も発生しない。さらに、磁極の間隔が充分
に狭く設定されているため、磁極パターンによる影響は
発生せず、均一性の高い画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の現像装置の一例を示す概略構成図であ
る。

【図２】 本発明の現像ローラの異なる構造の例を示す
断面図である。

【図３】 本発明の現像ローラにおける着磁方法の一例
を示す説明図である。

【図４】 本発明の現像装置の一例を示す概略構成図で
ある。

【符号の説明】

１： スリーブ ２： マグネットローラ ３： 現像剤塗布用ローラ ４： 画像形成体 ５： 磁性現像剤 ６： 成層ブレード ７： 現像ローラ ７ａ：現像ローラ本体部 ７ｂ：現像ローラ表面層 ８ａ：シャフト ８ｂ：シャフト １０：磁気形成用ヘッド １１：コア １２：コイル １３：磁束 ２１：現像装置 ２２：現像ハウジング ２３：スクリューオーガー ２４：スクリューオーガー ２５：スクレーパ ２６：仕切り壁

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転自在に配設され、その磁気特性によ
   って表面に二成分磁性現像剤からなる薄層が形成された
   ローラを画像形成体表面に接触又は近接させ、該ローラ
   上の現像剤を画像形成体表面に転移させることにより、
   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、上記現像ローラがマンガン−アルミニウム合金
   からなり、かつその表面に周方向に沿ってＳ極とＮ極と
   が交互に近接して配置されていることを特徴とする現像
   ローラ。
2. 【請求項２】 周方向において隣り合うＳ極とＮ極間の
   中心距離が２５〜２５０μｍ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、その磁気特性によ
   って表面に二成分磁性現像剤からなる薄層が形成された
   ローラを画像形成体表面に接触又は近接させ、該ローラ
   上の現像剤を画像形成体表面に転移させることにより、
   該画像形成体表面に可視画像を形成させる現像ローラを
   有する現像装置において、上記現像ローラがマンガン−
   アルミニウム合金からなり、かつその表面に周方向に沿
   ってＳ極とＮ極とが交互に近接して配置されていること
   を特徴とする現像装置。
4. 【請求項４】 周方向において隣り合うＳ極とＮ極間の
   中心距離が２５〜２５０μｍである請求項３記載の現像
   装置。