(57)【要約】【課題】現像ローラの製造工程において、マグネットブロック固定時の接着剤の溢れを防止できるような現像ローラ構成を提供する。【解決手段】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にして、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略円筒状の所謂プラスチックマグネットと、該略円筒状マグネットの現像極に相当する部分に隣接して配置されたブロック同士の極性が相反する少なくとも２つのマグネットブロックと有する現像ローラにおいて、上記マグネットブロック（１１）を備え付けられたプラスチックマグネット（１０）の長手方向溝の側壁面の少なくとも一面に窪み（１２）を形成する。【選択図】    図３
2004258362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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にして、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略円筒状の所謂プラスチックマグネットと、該略円筒状マグネットの現像極に相当する部分に隣接して配置されたブロック同士の極性が相反する少なくとも２つのマグネットブロックと有する現像ローラにおいて、
上記マグネットブロックを備え付けられたプラスチックマグネットの長手方向溝の側壁面の少なくとも一面に窪みを形成したことを特徴とする現像ローラ。
【請求項２】
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にして、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略円筒状の所謂プラスチックマグネットと、該略円筒状マグネットの現像極に相当する部分に隣接して配置されたブロック同士の極性が相反する少なくとも２つのマグネットブロックと有する現像ローラにおいて、
上記マグネットブロックを備え付けられたプラスチックマグネットの長手方向溝の側壁面の少なくとも一面に、ブロック側面と接触する凸部を形成したことを特徴とする現像ローラ。
【請求項３】
プラスチックマグネットの溝長さ（Ｌ）と、溝幅（Ｄ）と、溝高さ（Ｈ）と、接着剤層厚（Ｇ）から、上記窪み容積若しくはブロック側面と凸部の接触の結果形成される接着剤溜まり空間が、
Ｌ×Ｈ×Ｇ＋Ｌ×Ｄ×Ｇ×２
で規定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像ローラ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の現像ローラを備える現像装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の現像ローラを備える画像形成装置。
【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、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置、該画像形成装置に装着される現像装置及び現像ローラに関する。
【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、画像形成装置において広く利用されている。
【０００３】
この磁気ブラシ現像では、現像剤担持体外周面に現像剤を磁気吸着させて磁気ブラシを形成し、現像領域（現像剤担持体と像担持体の間で現像可能電界が確保されている領域）において、静電潜像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、上記磁気ブラシから対向する像担持体の潜像面へトナーを選択的に供給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している。上記磁石ローラは、複数の磁極を有し、夫々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像担持体表面に接触し、接触した現像剤のチェーン穂が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。
【０００５】
従来の磁気ブラシ現像装置においては、例えば低コントラスト画像を重視する場合、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く、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おり、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はは相対するものであって両立しないと考えられていた。
【０００６】
しかしながら、本願出願人は、これら相反する作像条件と理解されていた画像濃度を高くするための作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特許文献１として先に提案した。
【特許文献１】
特開２０００−３０５３６０
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の本願出願人が先に提案した現像装置（Ｓｌｉｃ現像装置と称する）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（現像主磁極の半値幅として２２度以下となるように主磁極と補助極が配置される。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。）ため、マグネット材料に高い磁気特性が要求される。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。
【０００８】
ここで、Ｓｌｉｃ現像装置に適用される現像ローラの製造方法について説明する。図８に示す現像ローラの製造は、金属又は樹脂からなる芯金一体型のホルダ２３に、現像極（本来の主磁極とその両側に位置し主磁極の磁力形成を補助する補助極）を構成する３つの希土類マグネットブロック４８（希土類マグネット粉を高分子化合物と混合したプラスチックマグネット若しくはゴムマグネットであってもよい。以下同じである）とこれ以外の磁極を構成する複数のフェライトブロック２４とを貼り付け（これらブロックは焼結体）た磁石ローラをスリーブ２２の内部に配して現像ローラ２１とするものである。この場合のメリットは磁極の位置精度が高いことであり、デメリットはマグネットブロックを貼り付ける部品のコストが高く、また工数が多く製造コストが高いことである。なお希土類マグネット粉を高分子化合物と混合したプラスチックマグネットを以下、Ｓｌｉｃプラマグと称する。
【０００９】
図９に示す現像ローラの製造は、芯金３５に現像極を構成する３つの希土類マグネットブロック４８を貼り付けたフェライトブロック３３ａとこれ以外の磁極を構成する複数のフェライトブロック３３とを貼り付けた磁石ローラをスリーブ３２の内部に配設して現像ローラ３１とするものである。この場合のメリットは、図８で説明した製造方法と比べて芯金のコストが安いということである。しかしながら、全体的に磁極位置精度の確保が難しく、主極も複雑な形状のため成形品形状に高精度が要求されることであり、更に工数がほぼ図８の場合と同様で多いということである。
【００１０】
図１０に示す現像ローラの製造は、芯金８５を嵌め込んだフェライトマグネット成形品であるマグネットロール８３の現像極に相当する部分に３つの希土類マグネットブロック４８を接合した磁石ローラをスリーブ８２内に配設して現像ローラ８１とするものであり、特徴としては円周方向で一体形状をしており、射出成形と押出成形による方法がある。射出成形のメリットとして高磁力が得やすく磁極位置等比較的安定した特性が得られるが設備が煩雑となり加工タクトもかかる。また押出成形のメリットとして加工タクトが短い反面デメリットとして成形品特性の制御が困難であることが挙げられる。主極部分のマグネット収容部分は射出成形又は押出成形後、機械加工によって設けてもよい。
【００１１】
更に図１１に示す現像ローラの製造は、非磁性体からなる高精度に加工された嵌め込みホルダに、現像極を構成する３つの希土類マグネットブロック４８を接合し、この希土類マグネットブロック担持ホルダ９４が、射出乃至押出成形されたフェライト系プラスチックマグネット９３に接合されて、この接合体をスリーブ９２内に配設することで現像ローラ９１とするものである。
【００１２】
以上のような製法で準備されるＳｌｉｃ現像ローラでは、既述のように、主極部の極間角度が狭くマグネット材料に高い磁気特性が必要であり、通常、主磁極や補助極に希土類マグネット（ＢＨｍａｘ８〜１０Ｍｏｅ程度）を使用することになる。ここで、希土類マグネットは焼結タイプであっても、プラスチック等に希土類粉末を分散したプラスチックマグネット（Ｓｌｉｃプラマグ）であっても構わないが、希土類金属自体の流通価格が未だ高く、現像ローラとして普及品よりも非常に高価なものとなっている。またＳｌｉｃ現像ローラの従来製造方法にあっては、希土類マグネットブロックを軸方向にチャックして接着剤により貼り付けを行っているが、希土類マグネットブロックの貼り付けがプラスチックマグネットの溝壁面を用いてなされる際（図１２）、接着剤が溢れてチャックに廻り込み、希土類マグネットブロックと張り付いてしまうという問題を発生していた。
【００１３】
そこで本発明は、上記した従来の製造方法におけるデメリット・問題を解決し、Ｓｌｉｃ現像ローラの製造工程において、マグネットブロック固定時の接着剤の溢れを防止できるような現像ローラ構成を提供することを課題とする。
【００１４】
【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にして、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略円筒状の所謂プラスチックマグネットと、該略円筒状マグネットの現像極に相当する部分に隣接して配置されたブロック同士の極性が相反する少なくとも２つのマグネットブロックと有する現像ローラにおいて、上記マグネットブロックを備え付けられたプラスチックマグネットの長手方向溝の側壁面の少なくとも一面に窪みを形成したことにより解決される。
【００１５】
現像極以外の磁気特性を形成する部分であるフェライトマグネット（フェライト粉と高分子化合物を混合した在来型プラスチックマグネット）を、現像極に所望の磁力を得るのに必要な量の希土類マグネットブロックを固定するための溝を軸方向に有する形状として、射出成形及び押出成形にて製造する。上記プラスチックマグネットの溝部の希土類マグネットブロックと接触する壁面の一部分に、窪みを形成することにより、該プラスチックマグネットの溝部に接着剤（例えばシアノアクリレート系接着剤）を塗布し、該プラスチックマグネットと該希土類マグネットブロックを嵌め合わせて固定する際、固定時に接着剤が、毛細管現象により該プラスチックマグネットと該希土類マグネットブロックの間をさかのぼっても、接着剤の一部が窪みに入り込むことにより、溢れを防止し、該希土類マグネットブロックとチャックが貼り付くことなく、所望の現像ローラを得ることができる。
【００１６】
変形例としては、窪みの代わりに凸形状を構成し、該プラスチックマグネットと該希土類マグネットブロックの間の接着面に隙間を確保して、該希土類マグネットブロックを該プラスチックマグネットに押し付ける際の接着剤の溢れを防止する。
【００１７】
プラスチックマグネットの溝長さＬと、溝幅Ｄと、溝高さＨと、接着剤層厚Ｇから、上記窪み容積若しくはブロック側面と凸部の接触の結果形成される接着剤溜まり空間が、
Ｌ×Ｈ×Ｇ＋Ｌ×Ｄ×Ｇ×２
で画定されるようになっていれば、好適である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を以下に説明する。先ず本発明に係る現像装置が装着された画像形成装置の作像部について説明する。図１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、該ドラム表面を帯電するための帯電装置２、一様帯電処理面に潜像を形成するためのレーザー光線でなる露光３、ドラム表面の潜像に帯電トナーを付着することでトナー像を形成する現像装置４、形成されたドラム上のトナー像を記録紙へ転写するための転写装置５、ドラム上の残留トナーを除去するためのクリーニング装置７、ドラム上の残留電位を除去するための除電ランプ８が順に配設されている。
【００１９】
このような構成において、帯電装置２の帯電ローラによって表面を一様に帯電された感光体１は、露光３によって静電潜像を形成され、現像装置４によってトナー像を形成される。該トナー像は、転写ベルトなどでなる転写装置５によって、感光体ドラム１表面から、不図示の給紙トレイから搬送された記録紙へ転写される。この転写の際に感光体ドラムに静電的に付着した記録紙は、分離爪によって感光体ドラム１から分離される。そして未定着の記録紙上のトナー像は定着器９によって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は除電ランプ８で初期化され、次回の画像形成プロセスに供される。なお、符号６は、図示しない給紙トレイからの記録紙を、感光体１上のトナー像にタイミングを合わせて送出するためのレジストローラである。
【００２０】
現像装置４内には、現像剤担持体である現像ローラ４１が感光体ドラム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る。現像ローラ４１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。
【００２１】
現像剤の搬送方向（図で見て時計回り方向）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、現像スリーブ上の現像剤量を規制するドクタブレード４２が設置されている。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４１へ汲み上げるためのスクリュー４４が設置されている。符号４３は入口シール部材である。
【００２２】
図１では描写を省略するが本発明に係る現像ローラのスリーブ４５内には、図２に示すような、現像スリーブ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が固定状態で備えられている。この磁石ローラの主磁極として、現像ローラ軸方向に延びる棒状ブロックの希土類マグネットが配置され、現像ローラに対して法線方向に磁化され、概ね感光体ドラムの中心に向いている。希土類マグネットは幅が狭く且つ高い磁気特性を得るために例えば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）の磁性紛を高分子化合物に分散させたものである。高分子化合物としては６ＰＡ若しくは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。
【００２３】
主磁極の希土類マグネットに隣接する両側補助極として、フェライト粉と高分子化合物を混合した在来型プラスチックマグネットに比べて透磁率の高い磁性体が配置されている。そのような磁性体を得るため、高透磁率フェライト（あるいは該フェライトと磁性体として等価のもの）を採用することができ、例えば日立金属株式会社製のＭＰ１５ＴやＭＴ１０Ｔがこれに該当する。これら材料をそのままマグネットブロックとして用いてもよいが、従来型のプラスチックマグネットの製法と同じく磁性粉に高分子化合物を混合させるようにして得てもよい。現像極の３極ともに希土類マグネットを用いることも可能である。
【００２４】
これら主磁極と補助極でなる現像極は、芯金４６を挿入した略円筒形状のフェライトマグネットロール（フェライト系プラスチックマグネット）４７に接合されている。フェライトマグネットロール４７は、現像極以外の磁気特性を形成する部分であり、射出成形あるいは押出し成形により製造したものである。材料としてはフェライト系磁性粉に高分子化合物を混合したものである。フェライト系磁性粉としてはＳｒフェライト若しくはＢａフェライトを用い、高分子化合物としては希土類マグネットで説明したプラスチックやゴムを使用することができる。フェライトマグネットロール４７は、現像スリーブ４５上に現像剤を汲み上げるための汲み上げ極（図２においてスリーブ４５の左斜め下方向に広がるＮ極）と、汲み上げられた現像剤を現像領域まで搬送するための搬送極（現像極の上流側：図の左側に広がるＳ極）と、現像後の領域で現像剤を搬送する磁極（現像極の下流側：図の右側のＳ極）を有している。図２は、現像ローラ半径方向（法線方向）の磁力分布とその大きさを破線により示している。
【００２５】
Ｓｌｉｃ現像の場合、例えばφ１６〜φ２０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、現像極部の希土類マグネットの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ある。その際、マグネットブロックの材料特性としてはＢｒ＞０．５Ｔであることが望ましい。
【００２６】
以上のような磁石ローラのプラスチックマグネット１０の溝部にマグネットブロック１１を貼り付けることに関して、概念図を基に以下に説明する。図３に示す構成では、マグネットブロック１１が接するプラスチックマグネット１０の溝壁側面が窪んだ形状を有している。その窪んだ部分１２に接着剤が溜まるようになる。そのため、この窪み１２の容積は、プラスチックマグネット１０の溝長さ（Ｌ）と、溝幅（Ｄ）と、溝高さ（Ｈ）と、接着剤層厚（Ｇ）から、次のように求めることとする（図４）：
溝底面の接着剤の体積（Ｘ１）＝Ｌ×Ｈ×Ｇ
溝壁面の接着剤の体積（Ｘ２）＝Ｌ×Ｄ×Ｇ×２
窪みの容積（Ｘ）＝Ｘ１＋Ｘ２
【００２７】
また窪みの代わりに溝壁側面に凸部を形成しても、図５から理解できるように、その凸部１３とマグネットブロック１１の接触の結果としてできる凸部／ブロック間空間に接着剤が溜まって、接着剤溢れを抑えることができる。凸部が存在することによる接着剤溜まり用空間の容積（Ｙ）は、
溝底面の接着剤の体積（Ｘ１）＝Ｌ×Ｈ×Ｇ
溝壁面の接着剤の体積（Ｘ２）＝Ｌ×Ｄ×Ｇ×２
Ｙ＝Ｘ１＋Ｘ２
【００２８】
そして、このようなプラスチックマグネットへのマグネットブロック貼り付けのための装置は、プラスチックマグネットを固定するためのチャック（図示せず）、プラスチックマグネットの溝部に接着剤を塗布する塗布装置（図示せず）、マグネットブロックを固定するためのチャック（固定基準側と稼動側）、チャックしたマグネットブロックをプラスチックマグネットの溝部の上に移動する搬送装置（図示せず）、マグネットブロックをプラスチックマグネットに押圧するための押圧プレートから構成される。（図６）
【００２９】
このような装置において、先ずプラスチックマグネットをチャックでセットする。該プラスチックマグネットの希土類マグネットを取り付ける溝底面に接着剤（例えばシアノアクリレート系接着剤）を塗布する（図７）。マグネットブロックをチャックして、搬送装置によりプラスチックマグネットの溝部の上に移動させ位置決めする。押圧プレートにより、マグネットブロックを押し付ける（図６、図７）。プラスチックマグネットの溝底面に塗布された接着剤が、マグネットブロックにより押圧され、溝底面から溝壁面に添って移動して、溝壁面の窪み、あるいは凸部により形成される空間に溜まる。接着剤が硬化するまで、その状態を維持し、プラスチックマグネットにマグネットブロックを固定する。以上のようにして、プラスチックマグネットの溝部から接着剤のはみ出しを防止して、マグネットブロックをプラスチックマグネットに接合することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、プラスチックマグネットの溝部分にマグネットブロックを据え付ける際に、接着剤の溢れを防止でき、したがって据え付け作業時にマグネットブロックとチャック工具が貼り付いて動作不良が生じることもなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による現像装置を備えた画像形成装置の一例を示す断面構成図である。
【図２】本発明による現像装置の現像ローラとその磁力分布を示す図である。
【図３】プラマグ溝の側壁面に窪みを有した本発明に係る現像ローラの断面部分拡大図である。
【図４】プラマグの溝を説明するための図であり、（ａ）は横断面、（ｂ）は縦断面である。
【図５】プラマグ溝の側壁面に凸部を有した本発明に係る別の現像ローラの断面部分拡大図である。
【図６】プラマグへのマグネットブロック据え付けを説明する図である。
【図７】同じくプラマグへのマグネットブロック据え付けを説明する概念図である。
【図８】従来の現像ローラ製造方法の一例を示す説明図である。
【図９】従来の現像ローラ製造方法の別の例を示す説明図である。
【図１０】従来の現像ローラ製造方法の更に別の例を示す説明図である。
【図１１】Ｓｌｉｃ現像ローラの従来の製造方法を示す説明図である。
【図１２】従来の現像ローラにおけるマグネットブロック据え付け時の接着剤の溢れを説明する図である。
【符号の説明】
１        感光体ドラム（像担持体）
４        現像装置
１０      プラスチックマグネット
１１      マグネットブロック
１２      窪み
４１      現像ローラ
【図１】
2004258362.tif 000003
【図２】
2004258362.tif 000004
【図３】
2004258362.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004258362.tif 000009
【図８】
2004258362.tif 000010
【図９】
2004258362.tif 000011
【図１０】
2004258362.tif 000012
【図１１】
2004258362.tif 000013
【図１２】
2004258362.tif 000014