JP2002252113A

JP2002252113A - 磁石ローラ

Info

Publication number: JP2002252113A
Application number: JP2001049310A
Authority: JP
Inventors: Fumito Masubuchi; 文人増渕
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-02-23
Filing date: 2001-02-23
Publication date: 2002-09-06

Abstract

(57)【要約】【課題】希土類などを用いない安価な磁石を用いて周
方向に幅の狭い磁極を有し、かつキャリア飛散などが生
じない強力な磁界を持つ磁石ローラを提供し、さらに、
この磁石ローラを用いる画像形成装置を提供する。【解決手段】非磁性円筒内に配置される磁石ローラ１
であって、磁極が略放射方向を向いた小磁石４と磁極が
略周方向を向いた小磁石５とがローラ全周に渡って同心
状に、かつ交互に並んでいる磁石ローラとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、二成分現像剤又は
磁性一成分現像剤を用いる電子写真技術に適用する磁石
ローラに関する、さらに詳細には、電子写真技術におけ
る現像装置又はクリーニング装置に適用する磁石ローラ
及びこれを用いる複写機、ファクシミリ、プリンタ等の
画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画
像形成装置では、原稿画像に光を照射して、原稿から反
射してくる反射光に基づいて感光体表面に静電潜像を形
成する。感光体には現像装置が対向して設けられてお
り、この現像装置により感光体の表面の静電潜像に二成
分現像剤又は一成分現像剤を供給し、現像させて顕像化
する。現像装置は、感光体ドラムに接触または近接して
配置される非磁性の円筒状の現像スリーブと、トナーな
どの現像剤を収納する現像ハウジング等とを有してい
る。現像スリーブの内部には磁石が配置され、現像スリ
ーブ表面に現像剤の磁気ブラシを形成し、この磁気ブラ
シで感光体を摺擦することで、顕像化されている。現像
スリーブは非磁性の円筒で内部には、周面に逆極性の磁
極が交互に配置された磁石ローラを有している。

【０００３】通常の磁石ローラでは、周面に沿って逆極
性の磁極が等間隔で交互に配置されており、その磁束密
度は放射方向、周方向ともに極大値をもっている。現像
スリーブ上に付着した現像剤は、内部に配置された磁石
ローラの放射方向の磁束密度が大きい位置では、二成分
現像剤のキャリア又は一成分現像剤のトナーにより形成
される磁気ブラシの穂が立った状態となり、この磁気ブ
ラシの状態を利用して現像が行われる。

【０００４】しかし、この摺擦状態により顕像化の状態
が大きく変わるため、高画質化を図って、例えば、特開
平３−９５５７７号公報等では、主極における磁気ブラ
シの下流側部分をカットする現像装置が提案されてい
る。また、特開平３−２００１７９号公報等では、主極
における磁気ブラシの幅を有効現像領域よりも狭くする
現像装置が提案されている。さらに、特開平２−２２０
０８３号公報等では、磁性材料として希土類を用いるマ
グネットロールが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平３−９５５７７号公報等に提案されている通常の焼
結磁石やボンド磁石で磁石ローラの周方向寸法の小さい
磁界を作った場合、磁界の強度が不足してキャリア飛散
が発生するなどの問題が有った。また、上記提案の特開
平２−２２００８３号公報等では、磁石を希土類系など
の強力なものに置き換えることにより対処してきたが、
希土類磁石が高価であることが問題として残る。

【０００６】そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなさ
れたものであり、希土類などを用いない安価な磁石を用
いて周方向に幅の狭い磁極を有し、かつキャリア飛散な
どが生じない強力な磁界を持つ磁石ローラを提供するこ
とを目的とする。さらに、この磁石ローラを用いる画像
形成装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するために、請求項１に記載の発明は、非磁性円筒
内に配置される磁石ローラであって、磁極が略放射方
向を向いた小磁石と磁極が略周方向を向いた小磁石とが
ローラ全周に渡って同心状に、かつ交互に並んでいる
磁石ローラとする。請求項２に記載の発明は、請求項
１に記載の磁石ローラにおいて、非磁性円筒は、回転
する磁石ローラとする。請求項３に記載の発明は、
請求項１又は２に記載の磁石ローラにおいて、磁石ロー
ラは、回転する磁石ローラとする。請求項４に記載の
発明は、請求項１又は２に記載の磁石ローラにおい
て、磁石ローラは、回転自在の円筒内で回転不能に固定
されて、感光体と向かい合う方向に主磁極を有し、か
つ、主磁極は、磁極が略放射方向を向いた小磁石磁極と
略周方向を向いた小磁石が同心状に交互に並んでいる
磁石ローラとする。

【０００８】請求項５に記載の発明は、請求項１ない
し４に記載の磁石ローラを磁気ブラシ現像装置に用いる
画像形成装置とする。請求項６に記載の発明は、請
求項１ないし４に記載の磁石ローラを磁気ブラシクリー
ニング装置に用いる画像形成装置とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。なお、本発明は画像形成装置に
用いる現像装置を実施形態として説明するが、当業者で
あれば、特許請求の範囲に記載された技術範囲の中で、
磁性を利用する他の部分に容易に適用できる。このよう
に適用できる技術範囲は、本出願の技術範囲に入ること
は明白である。

【００１０】図１は、磁石ローラの磁石の配置を概略的
に示す構成図であり、図１（ａ）は、従来の磁石ローラ
の磁石の配置を概略的に示す構成図であり、図１（ｂ）
は、本発明の磁石ローラの磁石の配置を概略的に示す構
成図である。磁石ローラが回転不能に固定され、磁気ブ
ラシが常に感光体に面した方向に形成される磁気ブラシ
現像方法の場合の例を示す。図１では、感光体に面する
磁極、すなわち主磁極３を構成する磁石４の寸法を小さ
くして、磁気ブラシのニップを小さくする場合の従来例
との比較を示している。図１（ａ）に示すような従来の
配列では、主磁極２において磁石４がその磁極の向きを
ローラの放射方向に沿った向きでかつ向きを交互に変え
て並べてある。この磁石４の周方向の寸法を小さくすれ
ばするほど、十分な磁界がスリーブの外にまで伸びず、
キャリア飛散が生じやすくなる。それに対して、図２
（ｂ）に示すように、主磁極２において放射方向に並ん
だ磁石４の間に、磁極が周方向を向いた磁石５が挟んで
ある。このときの磁石５の磁極の向きは、磁界の強まる
向きが磁石ローラ１の外側を向くようにする。

【００１１】図２は、磁石配列による磁力線を示す図で
あり、図２（ａ）は、従来の磁石配列による磁力線を示
す図であり、図２（ｂ）は、本発明の磁石配列による磁
力線を示す図である。図２（ｂ）のように永久磁石を９
０度ずつ向きを変えて一列に配列する（以下、この配列
を「ハルバッハ配列」という。）と、図中の磁石より上
の磁界強度が強まり、磁石より下の磁界強度がほぼ０に
まで弱まる。図２（ｂ）では、磁極が横を向いている磁
石と縦を向いている磁石があるが、この横を向いている
磁石は、自由に動けるようにすると、図２（ａ）におけ
る磁石の下の磁力線に沿った位置に落ち着く。これを無
理矢理上に持ち上げることにより、周囲の磁力線も全体
的に上に移動する。強くなる磁界は、図２（ｂ）では磁
石の上方だが、これは横向き磁石が向いている先の縦向
き磁石が向いている方向である。したがって、横向き磁
石の向きを反対にすると、磁石の下方の磁界が強まり上
方の磁界が弱まる。その結果、ハルバッハ配列によって
実際にキャリアを吸引する力を強くすることが可能であ
り、特に、磁気ブラシの周方向の幅を狭くする目的で小
さい磁石片を並べてローラ表面に細かい磁界分布を得る
ような場合に有効である。

【００１２】図１（ａ）では、磁極が放射方向（とその
反対方向）を向いた磁石４が等間隔で並んでいるが、図
１（ｂ）のハルバッハ配列では、磁石４と磁極が周方向
を向いた磁石５とが交互に並んでいる。図１（ａ）の磁
石４のほうが図１（ｂ）の磁石４よりも周方向の寸法が
大きく、通常なら磁力が強いはずだが、図１（ａ）では
磁力の最も強い部分がローラ表面よりも内側に有るのに
対し、図１（ｂ）では磁石５によって磁界がローラ表面
の外に押し出されるため、図１（ｂ）の構成の方が磁力
を強く出来る。これにより、通常の焼結磁石でもキャリ
ア飛散の防止が可能になる。もちろん、図１（ｂ）の構
成で希土類磁石を用いた場合にはさらに強い磁力が得ら
れる為、磁気ブラシのニップ幅のさらなる狭小化も可能
になる。

【００１３】磁石ローラでハルバッハ配列を使用する場
合、磁石を、例えば、図１（ｂ）のように同心円状に並
べなくてはいけないので、磁石ローラ内の充填効率を考
えると、磁極が周方向を向いた磁石５（図２（ｂ）の横
向きの磁石に相当）を、図３（ａ）で示すように扇形に
することなども考えられる。また、磁極の間隔をなるべ
く狭くするため、磁極が放射方向を向いた磁石４と周方
向を向いた磁石５のそれぞれの周方向の寸法を比較した
とき、（例えば、図３（ｂ）のように）ローラ１の最外
周においても磁石４の方が磁石５よりも大きくすること
も考えられる。もちろんこれらの組み合わせも考えられ
る。

【００１４】次に、磁石ローラが回転自在で、磁気ブラ
シが磁石ローラと共に回転する磁気ブラシ現像方法の場
合の例を示す。図４では、全周に小磁石を等間隔で並べ
ている磁石ローラの構成を示す概略図であり、図４
（ａ）は、従来の全周に小磁石を等間隔で並べている磁
石ローラの構成を示す概略図であり、図４（ｂ）は、全
周に小磁石を等間隔で並べている磁石ローラの構成を示
す概略図である。図４（ａ）では、磁極が放射方向（と
その反対方向）を向いた磁石４が等間隔で並んでいる
が、これにたいして、図４（ｂ）のハルバッハ配列で
は、磁石４と磁極が周方向を向いた磁石５とが交互に並
んでいる。図４（ａ）の磁石４のほうが図４（ｂ）の磁
石４よりも周方向の寸法が大きく、通常なら磁力が強い
はずだが、図４（ａ）では磁力の最も強い部分がローラ
表面近傍に集中しているのに対し、図４（ｂ）では磁石
５によって磁界がローラ表面の外に押し出されるため、
図４（ｂ）の構成の方が磁力を強くできる。これによ
り、高価な希土類磁石を用いなくとも、通常の焼結磁石
でもキャリア飛散の防止が可能な現像装置にすることが
できる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の磁石ロー
ラでは、希土類磁石などを用いない安価な焼結磁石、ボ
ンド磁石を用いて周方向に幅の狭い磁極を持つ磁石ロー
ラを構成し、かつキャリア飛散などが生じない強力な磁
界を得る磁石ローラをえることができる。また、本発明
の画像形成装置では、この磁石ローラを現像装置に用い
ることで、キャリア飛散、キャリア付着の生じない高品
位画像を得ることができる。さらに、本発明の画像形成
装置では、この磁石ローラをクリーニング装置に用いる
ことで、磁性を有するトナーを容易にクリーニングし
て、汚れのない高品位画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、磁石ローラの磁石の配置を概略的に示
す構成図であり、図１（ａ）は、従来の磁石ローラの磁
石の配置を概略的に示す構成図であり、図１（ｂ）は、
本発明の磁石ローラの磁石の配置を概略的に示す構成図
である。

【図２】図２は、磁石配列による磁力線を示す図であ
り、図２（ａ）は、従来の磁石配列による磁力線を示す
図であり、図２（ｂ）は、本発明の磁石配列による磁力
線を示す図である。

【図３】図３は、磁石ローラのハルバッハ配列の変形例
であり、図３（ａ）は周方向の磁石を扇形にした変形例
で、図３（ｂ）は最外周においても放射方向の磁石４を
周方向の磁石５よりも大きくした例である。

【図４】図４では、全周に小磁石を等間隔で並べている
磁石ローラの構成を示す概略図であり、図４（ａ）は、
従来の全周に小磁石を等間隔で並べている磁石ローラの
構成を示す概略図であり、図４（ｂ）は、全周に小磁石
を等間隔で並べている磁石ローラの構成を示す概略図で
ある。

【符号の説明】

１磁石ローラ２主磁極３磁石４磁石ロールの放射方向に磁極が向いている磁石５磁石ロール内の周方向に磁極が向いている磁石

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性円筒内に配置される磁石ローラで
あって、磁極が略放射方向を向いた小磁石と磁極が略周方向を向
いた小磁石とがローラ全周に渡って同心状に、かつ交互
に並んでいることを特徴とする磁石ローラ。
【請求項２】請求項１に記載の磁石ローラにおいて、非磁性円筒は、回転することを特徴とする磁石ローラ。
【請求項３】請求項１又は２に記載の磁石ローラにお
いて、磁石ローラは、回転することを特徴とする磁石ローラ。
【請求項４】請求項１又は２に記載の磁石ローラにお
いて、磁石ローラは、回転自在の円筒内で回転不能に固定され
て、感光体と向かい合う方向に主磁極を有し、かつ、主磁極は、磁極が略放射方向を向いた小磁石磁極
と略周方向を向いた小磁石が同心状に交互に並んでいる
ことを特徴とする磁石ローラ。
【請求項５】請求項１ないし４に記載の磁石ローラを
磁気ブラシ現像装置に用いることを特徴とする画像形成
装置。
【請求項６】請求項１ないし４に記載の磁石ローラを
磁気ブラシクリーニング装置に用いることを特徴とする
画像形成装置。