JPH11161029A - 現像ローラ及び画像形成装置 - Google Patents

現像ローラ及び画像形成装置

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JPH11161029A
JPH11161029A JP10260943A JP26094398A JPH11161029A JP H11161029 A JPH11161029 A JP H11161029A JP 10260943 A JP10260943 A JP 10260943A JP 26094398 A JP26094398 A JP 26094398A JP H11161029 A JPH11161029 A JP H11161029A
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JP
Japan
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pole
sleeve
developer
flux density
outer peripheral
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Application number
JP10260943A
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English (en)
Inventor
Makoto Nakamura
誠 中村
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/06Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing
    • G03G15/08Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer
    • G03G15/09Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for developing using a solid developer, e.g. powder developer using magnetic brush
    • G03G15/0921Details concerning the magnetic brush roller structure, e.g. magnet configuration

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像装置の小型化のために小径のスリーブを
用いた場合でも、スリーブからの現像剤の脱離を確実に
行うことができるとともに、初期から経時にわたって現
像γ特性の変化がなく安定した画像を得ることができる
現像ローラ及び現像装置を提供する。 【解決手段】 現像主極P1、搬送極P3及び付着極P
5が、スリーブ12の外周面上にスリーブ回転方向に沿
って現像主極、搬送極、付着極の順番で形成されるよう
に、マグネット部材13の固定磁極N1,N2,N4が
配置され、スリーブ12の外周面上の搬送極から付着極
までの磁極が同極性であり、スリーブ12の外周面上に
おける搬送極の付着極側100Gの位置からスリーブ回
転方向とは逆方向に10°回転した位置での磁束密度A
の値が(A−100)/10≦16を満し、且つ、スリ
ーブ12の外周面上における該付着極の該搬送極側10
0Gの位置からスリーブ回転方向に10°回転した位置
での磁束密度Bの値が(B−100)/10≦15を満
たす。

Description

【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、ファクシ
ミリ、レーザープリンタ等の電子写真方式の画像形成装
置に用いられる現像ローラ及び該現像ローラを備えた現
像装置に係り、詳しくは、磁性キャリアとトナーとを含
む現像剤を用いる2成分現像方式の現像ローラ及び該現
像ローラを備えた現像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、複写機等の電子写真方式の画像形
成装置においては、画像が潜像担持体としての感光体上
に静電潜像として形成され、この静電潜像が現像装置に
よって可視像化されるようになっている。図9は、この
ような画像形成装置に用いられる現像装置の概略構成図
である。この現像装置には、複数の固定磁極(N1、S
1、N2、N3、N4、S2)を有するマグネット部材
13と、このマグネット部材13を内蔵して回転可能に
配設される非磁性のスリーブ12よりなる現像ローラ1
1が設けられている。このような現像ローラ11は、ケ
ーシング部材10に収容され、トナーと磁性体であるキ
ャリアから構成される現像剤をマグネット部材13の磁
気によりスリーブ12上に吸着すると共に、この現像剤
を感光体17と対向する現像ローラ11の現像主極P1
(N極)に搬送し、この現像主極P1からトナーを感光
体17に付着させるようになっている。また、スリーブ
12上に吸着されたキャリア及び余剰となったトナー
は、ケーシング10内の現像剤撹拌部材14、15が設
けられた現像剤貯留部Cに戻され、該現像剤貯留部C内
の現像剤と再度混合、撹拌させるようになっている。
【0003】このように現像ローラ11が現像剤を吸着
搬送し、トナーを感光体17に付着させた後、キャリア
及び余剰となったトナーを上記現像剤貯留部Cに戻すた
めに、現像ローラ11のスリーブ12の外周面上におい
て図10に示すような磁束密度パターンを形成すること
が知られている。この磁束密度パターンは、上記現像主
極P1(N極)のほか、搬送極P1(S極)、搬送極P
3(N極)、剤切れ極P4(N極)、付着極P5(N
極)、搬送極P6(S極)によって構成されている。こ
れらの複数の極のうち、搬送極P2、P3及びP6は、
スリーブ12の回転方向に沿ってスリーブ12上の現像
剤を搬送するためのものである。また、付着極P5は現
像剤貯留部Cの現像剤を汲み上げてスリーブ12に付着
させるためのものである。また、上記剤切れ極P4は、
搬送極P3と付着極P5との間でスリーブ12の外周面
から現像剤を脱離させる剤切れ部に形成される磁極であ
る。
【0004】上記磁束密度パターンを有する現像ローラ
を備えた現像装置では、付着極P5の磁力で現像剤貯留
部Cから送られてくる現像剤がスリーブ上に吸着された
後、現像剤規制部材としてのドクターブレード16によ
り現像剤が一定量に規制され、スリーブ12の回転と共
に搬送極P6の磁力により搬送され、現像主極P1にて
感光体17上の静電潜像が現像剤中のトナーにより現像
される。その後、キャリア及び余剰トナーが搬送極P
2、P3により搬送され、磁力の弱い剤切れ極P4でス
リーブ12上から脱離して、現像剤撹拌部材14が設け
られた現像剤貯留部Cの方へ回収される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】近年、複写機をはじめ
とする種々の電子写真方式の画像形成装置においては、
少ないスペースで大量の情報を迅速に扱うことができる
ようにするため、できるだけ小型化及び高速化が求めら
れている。それに伴い、上記2成分現像剤を用いる現像
装置もできるだけ小さくすることが要求され、現像ロー
ラも小型(小径)化することが求められている。
【0006】しかしながら、前述のような磁束密度パタ
ーンを有する現像ローラ11では、上記小型化のために
直径を小さくしていくと、剤切れ極P4の0Gポイント
間の角度(幅)は同じでも、実際のスリーブ12上の距
離は短くなり、スリーブ12上の現像剤が完全に脱離し
ないうちにその一部が付着極P5に移動するという「連
れ回り」現象が生じるようになり、画像濃度が低下する
という画像品質の劣化が発生するおそれがある。特に、
この現象は、現像ローラ(スリーブ)の外径がφ20m
m以下になると顕著になってくる。また従来と同じプロ
セススピードの場合、スリーブ12の回転速度が速くな
り、連れ回りが起こりやすくなる。
【0007】そこで、本出願人は、搬送極から付着極ま
での磁極を同極にして、スリーブ上の現像剤を離脱させ
るような磁力を発生させる反発磁界を形成することによ
り、小径の現像ローラにおいても剤切れ性が非常に良い
現像ローラを提案した(特開平9−281794号公報
参照)。しかしながら、本発明者がこの現像ローラを用
いて実験を重ねたところ、搬送極から汲み上げ極までの
磁極を同極とした場合、初期の画像特性は問題ないもの
の、スリーブ上の磁束密度パターンによっては、経時の
画像出力において現像剤特性の変化により現像γ特性が
変化し、感光体上へのトナーの付着量が多くなり、画像
部周辺の「ちり」や定着ローラへの「オフセット」とい
った画像不良が発生する場合があることがわかった。
【0008】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、現像装置の小型化のために小径のスリーブを用
いた場合でも、スリーブからの現像剤の脱離を確実に行
うことができるとともに、初期から経時にわたって現像
γ特性の変化がなく安定した画像を得ることができる現
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。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、複数の固定磁極を有するマグネ
ット部材と該マグネット部材を内蔵した回転可能な非磁
性のスリーブとを有し、磁性キャリアとトナーとを含む
現像剤を該スリーブ上に担持して搬送し、潜像担持体上
の潜像を現像する現像ローラにおいて、該スリーブの外
周面上の現像剤を該潜像担持体に対して移行させるため
の現像主極、該スリーブの外周面上の現像剤を搬送する
ための搬送極、及び該スリーブの外周面に現像剤を付着
させるための付着極が、該スリーブの外周面上に該スリ
ーブ回転方向に沿って該現像主極、該搬送極、該付着極
の順番で形成されるように、該マグネット部材の固定磁
極が配置され、該スリーブの外周面上の該搬送極から該
付着極までの磁極が同極性であり、該スリーブの外周面
上における該搬送極の該付着極側100Gの位置から該
スリーブ回転方向とは逆方向に10°回転した位置での
磁束密度Aの値が(A−100)/10≦16(G/
°)を満し、且つ、該スリーブの外周面上における該付
着極の該搬送極側100Gの位置から該スリーブ回転方
向に10°回転した位置での磁束密度Bの値が(B−1
00)/10≦15(G/°)を満たしていることを特
徴とするものである。
【0010】請求項2の発明は、請求項1の現像ローラ
において、上記スリーブの外周面上の上記搬送極と上記
付着極との間に、磁束密度の値が、該スリーブに現像剤
が連れ回りしないような下限値以上且つ該付着極による
現像剤の汲み上げ量が所定量以上となるような上限値以
下の範囲内の値になる領域を有することを特徴とするも
のである。
【0011】請求項3の発明は、請求項2の現像ローラ
において、上記下限値が5%であり、上記上限値が15
%であることを特徴とするものである。
【0012】請求項4の発明は、請求項1の現像ローラ
において、上記スリーブの外周面上の上記搬送極と上記
付着極との間で該スリーブ回転方向の磁束密度変動幅が
10(G/°)以下となる該スリーブ回転方向おける角
度範囲が、40°以上であることを特徴とするものであ
る。
【0013】請求項5の発明は、請求項1の現像ローラ
において、上記搬送極のピーク磁束密度と上記付着極の
ピーク磁束密度との差が、100G以内であることを特
徴とするものである。
【0014】請求項6の発明は、請求項1の現像ローラ
において、上記スリーブの外周面上における上記搬送極
から上記付着極までの磁極を形成するための上記マグネ
ット部材の固定磁極が、一体のマグネットに形成されて
いることを特徴とするものである。
【0015】請求項7の発明は、複数の固定磁極を有す
るマグネット部材と該マグネット部材を内蔵した回転可
能な非磁性のスリーブとを有する現像ローラと、該現像
剤ローラが収容され内部に磁性キャリアとトナーとを含
む現像剤が貯蔵される現像剤貯蔵部を有するように構成
されたケーシング部材とを備え、該スリーブ上に該現像
剤を担持して搬送し、潜像担持体上の潜像を現像する現
像装置において、該スリーブの外周面上の現像剤を該潜
像担持体に対して移行させるための現像主極、該スリー
ブの外周面上の現像剤を搬送するための搬送極、及び該
スリーブの外周面に現像剤を汲み上げて付着させるため
の付着極が、該スリーブの外周面上に該スリーブ回転方
向に沿って該現像主極、該搬送極、該付着極の順番で形
成されるように、該マグネット部材の固定磁極が配置さ
れ、該スリーブの外周面上の該搬送極から該付着極まで
の磁極が同極性であり、該スリーブの外周面上における
該搬送極の該付着極側100Gの位置から該スリーブ回
転方向とは逆方向に10°回転した位置での磁束密度A
の値が(A−100)/10≦16(G/°)を満し、
且つ、該スリーブの外周面上における該付着極の該搬送
極側100Gの位置から該スリーブ回転方向に10°回
転した位置での磁束密度Bの値が(B−100)/10
≦15(G/°)を満たしていることを特徴とするもの
である。
【0016】請求項8の発明は、上記スリーブ上に担持
された現像剤の量を規制する現像剤規制部材を備えた請
求項7の現像装置であって、上記現像剤規制部材を、上
記付着極と上記現像主極との間の該スリーブの外周面に
所定の間隙で対向するように設けたことを特徴とするも
のである。
【0017】請求項9の発明は、請求項7の現像装置に
おいて、上記現像ローラの中心を原点とした該現像ロー
ラの回転軸に垂直な断面図における上記現像主極が第2
象限に位置するとき、上記付着極が第1象限に位置し、
上記搬送極が第4象限に位置するように、上記マグネッ
ト部材を固定配置したことを特徴とするものである。
【0018】請求項10の発明は、請求項7の現像装置
において、上記スリーブの外周面上の上記搬送極と上記
付着極との間に、磁束密度の値が、該スリーブに現像剤
が連れ回りしないような下限値以上且つ該付着極による
現像剤の汲み上げ量が所定量以上となるような上限値以
下の範囲内の値になる領域を有することを特徴とするも
のである。
【0019】請求項11の発明は、請求項10の現像装
置において、上記下限値が5%であり、上記上限値が1
5%であることを特徴とするものである。
【0020】請求項12の発明は、請求項7の現像装置
において、上記スリーブの外周面上の上記搬送極と上記
付着極との間で該スリーブ回転方向の磁束密度変動幅が
10(G/°)以下となる該スリーブ回転方向おける角
度範囲が、40°以上であることを特徴とするものであ
る。
【0021】請求項13の発明は、請求項7の現像装置
において、上記搬送極のピーク磁束密度と上記付着極の
ピーク磁束密度との差が、100G以内であることを特
徴とするものである。
【0022】請求項14の発明は、請求項7の現像装置
において、上記スリーブの外周面上における上記搬送極
から上記付着極までの磁極を形成するための上記マグネ
ット部材の固定磁極が、一体のマグネットに形成されて
いることを特徴とするものである。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施形態について説明する。図1は、本実施形態に
係る現像ローラを備えた現像装置の概略構成図であり、
図2は、現像ローラのスリーブ上における磁束密度パタ
ーンの説明図である。なお、図中の曲線Dは、スリーブ
上における磁束密度の分布を示している。
【0024】まず、図1を用いて現像装置の概略構成に
ついて説明する。この現像装置は、ケーシング10内に
直径16mmの現像ローラ11が矢印方向に回転自在に
設けられている。さらに、現像ローラ11と所定間隔を
保って回転直径19mmの現像剤撹拌部材としての第1
撹拌搬送部材14及び隔壁10aを挟んで現像剤撹拌部
材としての第2撹拌搬送部材15が、現像剤貯留部C内
に矢印方向に回転自在に設けられている。現像ローラ1
1は、現像スリーブ12と、この現像スリーブ12の内
部に固定された多数極配置のマグネット部材13によっ
て構成されている。また、現像スリーブ12上の現像剤
量を規制するために現像剤規制部材としてのドクターブ
レード16が設けられている。
【0025】この現像装置におおける現像剤の搬送方式
としては、図1の第2撹拌搬送部材15の紙面手前から
奥側へ搬送された後、第1撹拌搬送部材14に受け渡さ
れ、紙面手前側へ搬送されるような循環方式を採用して
いる。また、ケーシング10内には、現像剤(トナーと
キャリアが所定の割合で混合されたもの)が定められた
量充填されている(図示せず)。本実施形態の現像装置
で用いた現像剤のトナーは体積平均粒径が約9μmの粉
砕品であり、キャリアは体積平均粒径が約50μmの磁
性キャリアで表面が樹脂コーティングされているもので
ある。
【0026】上記構成の現像装置において、現像時には
第1撹拌搬送部材14によって現像剤が現像スリーブ1
2に供給された後、表面に吸引され、現像スリーブ12
の回転により搬送される。この現像剤は、ドクターブレ
ード16によって適正量に規制された後に、潜像担持体
としての感光体ドラム17に近接する現像領域に移動
し、感光体ドラム17上の静電潜像の現像が行われる。
現像後、現像スリーブ12上に残留した現像剤は、搬送
極P2、P3によって搬送された後、剤切れ部の磁極P
4で脱離し、第1撹拌搬送部材14によって現像剤貯留
部Cに回収された後、再度、混合・撹拌が行われる。な
お、本実施形態においては、搬送極P3と上記付着極と
しての汲み上げ極P5との間を便宜上、剤切れ部と呼ぶ
ことにする。この剤切れ部には磁極P4が形成される。
【0027】次に、現像ローラ11の磁気特性について
説明する。この現像ローラ11のスリーブ12の外周面
上には、マグネット部材13の固定磁極により、図2に
示すような磁束密度パターンが形成されている。そし
て、上記搬送極P3と汲み上げ極P5との間の剤切れ部
における剤切れ性を向上させるために、搬送極P3から
汲み上げ極P5までのスリーブ12上における磁束密度
パターンを以下のように設定した。
【0028】(1)上記剤切れ部のスリーブ回転方向上
流側の搬送極P3から汲み上げ極P5までの磁極の極性
を同極(本実施形態ではN極)とする。また、搬送極P
3の汲み上げ極側における磁束密度が100Gの位置か
らスリーブ回転方向とは逆方向(図中時計回り方向)に
10°回転した位置における磁束密度をAとしたとき、
この磁束密度Aの値を(A−100)/10≦16(G
/°)を満たすようにする。そして、汲み上げ極P5の
搬送極P3側における磁束密度が100Gの位置からス
リーブ回転方向(反時計回り方向)に10°回転した位
置における磁束密度をBとしたとき、この磁束密度Bの
値を(B−100)/10≦15(G/°)を満たすよ
うにする。以上のように搬送極P3から汲み上げ極P5
にかけて磁極の極性を同極にすることにより、反発磁界
が形成されるため、現後ローラ11のスリーブ12とし
て小径のものを用い、剤切れ部のスリーブ回転方向の幅
が狭くなっても、スリーブ12上の現像剤を確実に脱離
することができる。また、上記磁束密度A及び磁束密度
Bの値が上記各不等式を満足するように設定することに
より、上記剤切れ部における磁束密度が急激に変化しな
いようになり、初期から経時において安定した現像γを
得ることができる。
【0029】(2)搬送極P3と汲み上げ極P5とに挟
まれた剤切れ部において、磁束密度が搬送極P3のピー
ク磁束密度の5%以上15%以下の範囲内の値になる部
分を有するように構成する。即ち、上記剤切れ部の磁束
密度が上記搬送極P3のピーク磁束密度の5%よりも小
さいと、反発磁界が弱くなり、現像剤がスリーブ12に
連れ回りしてしまう。また、上記剤切れ部の磁束密度が
上記搬送極P3のピーク磁束密度の15%よりも大きく
なると、剤切れ範囲が広くなって剤切れ性は良くなるも
のの、汲み上げ極P5の汲み上げ力が現像剤貯留部Cの
現像剤に及びにくくなり、汲み上げ不良が発生してしま
う。この剤切れ部の磁束密度が更に大きい場合は現像剤
がスリーブ12に連れ回りしてしまう。
【0030】(3)搬送極P3と汲み上げ極P5とに挟
まれた部分において、搬送極P3のピーク磁束密度の5
%以上15%以下の部分における磁束密度のスリーブ回
転方向における変動幅が10(G/°)以下である範囲
を、スリーブ回転方向に40°以上とする。即ち、磁束
密度をある程度一定(上記変動幅が10G/°以下)に
することにより、現像剤に働く磁力が0になり、現像剤
はスリーブ12に付着しなくなる。現像剤に作用する磁
力は磁束密度の変化率であらわされるため、磁束密度が
一定であれば磁力は働かないからである。なお、上記磁
束密度の変動幅がスリーブ回転方向に40°以上がない
と、現像後のトナー濃度の低下した現像剤が剤切れ部の
磁極P4でスリーブ12表面から脱離しても、現像剤搬
送部材14の方に回収されずに、再度スリーブ12の汲
み上げ極P5上に付着してしまい、現像剤が連れ回って
しまう。
【0031】(4)搬送極P3のピーク磁束密度と汲み
上げ極P5のピーク磁束密度の差を100G以内とす
る。このようにすると、現像剤の剤切れ性と汲み上げ性
のバランスが良く、かつ、現像剤の撹拌性が向上する。
【0032】次に、図3乃至図5を用いて、現像ローラ
11の詳細な構成について説明する。この現像ローラ1
1は、芯金103上に固定支持されたマグネット部材1
01の外周を覆うようにして、回転可能なアルミの円筒
状スリーブ102を配設したものである。このマグネッ
ト部材101の磁力により、スリーブ102上に現像剤
の磁気ブラシが形成されるとともに、スリーブ102の
回転に伴って磁気ブラシを感光体ドラムに面した画像領
域へ搬送するようになっている。マグネット部材101
には、スリーブ102上で現像剤を汲み上げる上記汲み
上げ極P5を形成するための固定磁極N4、上記搬送極
P6を形成するための固定磁極S2、現像剤を感光体ド
ラムに供給する上記現像主極P1を形成するための固定
磁極N1、上記搬送極P2及びP3を形成するための固
定磁極S1及びN2、並びに上記剤切れ部の剤切れ極P
4を形成するための固定磁極N3という複数の固定磁極
が設けられている。
【0033】このような現像ローラ11を構成するマグ
ネット部材は、(1)図3あるいは図4に示すように、
芯金103上にプラスチックあるいはゴムのマグネット
ピース104を貼り付けた後に着磁するか、(2)図5
に示すように、芯金103上に一体成形されたロール成
形品105を着磁するかして作製する。
【0034】上記(1)の場合、搬送極P3用の固定磁
極N2から剤切れ極P5用の固定磁極N3までを形成す
る部分は一体のピースであることが望ましい。また、搬
送極P3用の固定磁極N2、剤切れ極P4用の固定磁極
N3、汲み上げ極P5用の固定磁極N4が各々独立した
マグネットピースの場合、スリーブ102上の搬送極P
3から剤切れ極P4までの磁束密度の変化、及び剤切れ
極P4から汲み上げ極P5までの磁束密度の変化が急に
なるため、剤切れ性が良くなりすぎ、経時における現像
γが変化してしまうといった現象が発生するためであ
る。
【0035】このような固定磁極の配置を有するマグネ
ット部材101においては、異なる磁極が交互に連続す
る汲み上げ極P5用の磁極N4→搬送極P6用の磁極S
2→現像主極P1用の磁極N1→搬送極P2用の磁極S
1→搬送極P3用の磁極N2の間で、現像剤がスリーブ
102上に担持される。一方、同極性の磁極が連続して
配置された搬送極P3用の磁極N2→汲み上げ極P5用
の磁極N4との間では現像剤がスリーブ102から脱離
するようになっている。
【0036】なお、本実施形態における現像ローラ11
は、磁場中における押出し成形によって得られたパイプ
状の成形品(マグネット部材)を脱磁し、定尺に切断
し、芯金103を挿入し、着磁した後、スリーブ102
及び図示しないフランジをセットすることにより作製し
たものである。もちろん、芯金一体成形で作製すること
も可能であり、また、各々のマグネットピースを押出し
成形または、射出成形により作製し、芯金上に貼り付け
ても構わない。その場合は少なくとも、搬送極P3用の
磁極N2、剤切れ極P4用の磁極N3及び汲み上げ極P
5用の磁極N4は、図4に示すように一体であることが
望ましい。
【0037】次に、本実施形態の現像ローラを備えた現
像装置を用いて画像出力の実験を行った実施例の結果に
ついて説明する。図6は初期(画像出力1枚目)におけ
る現像γの変化を示すグラフであり、図7は経時(画像
出力1500枚目)における現像γの変化を示すグラフ
である。図中の記号「□」は実施例(表1の実施例1)
1の現像ローラを用いた場合のデータを示している。ま
た、記号「◆」は図11に示すような磁束密度パターン
を有する比較例(表1の比較例1)の現像ローラを用い
た場合のデータを示している。図6及び図7の実験結果
によると、初期の現像γはほぼ同じである。一方、経時
(1500枚の画像出力)における現像γは、比較例の
ほうがより立っている傾向がある。そして、経時では、
比較例の場合のみ、感光体上へのトナー付着量が多くな
り、画像部周辺の「ちり」や定着ローラへの「オフセッ
ト」といった画像不良が発生してしまった。
【0038】図8は、現像ローラのスリーブ上における
搬送極P3から汲み上げ極P5までの詳細な磁束密度の
分布を示す説明図である。図中の記号「▲」は実施例
(表1の実施例1)1の現像ローラを用いた場合のデー
タを示している。また、記号「□」は比較例(表1の比
較例2)の現像ローラを用いた場合のデータを示してい
る。また、横軸の角度位置は、図2の座標に基づいて測
定したものである。
【0039】この図8の実験結果によると、比較例2の
場合、搬送極P3の汲み上げ極側における磁束密度が1
00Gの位置からスリーブ回転方向とは逆方向(図中時
計回り方向)に10°回転した位置における磁束密度を
Aとしたとき、(A−100)/10=20(G/°)
となっている。更に、汲み上げ極P5の搬送極P3側に
おける磁束密度が100Gの位置からスリーブ回転方向
(反時計回り方向)に10°回転した位置における磁束
密度をBとしたとき、(B−100)/10=22(G
/°)となっている。一方、実施例1においては、上記
磁束密度Aについては、(A−100)/10=16
(G/°)となり、上記磁束密度Bについては、(B−
100)/10=15(G/°)となっている。この結
果と上記図6及び図7の結果により、磁束密度の変化の
緩やかな方が、現像γの変化がないことがわかる。 (以下、余白)
【0040】
【表1】
【0041】なお、表1には、上記実施例1、比較例1
及び比較例2を含め、3種類を実施例及び6種類の比較
例について、磁気特性の各パラメータの測定結果と黒べ
タ追従性及び現像γの変化に関する評価結果とを示して
いる。この表1の結果からも、上記磁束密度Aの値が
(A−100)/10≦16(G/°)を満たし、且つ
上記磁束密度Bの値が(B−100)/10≦15(G
/°)を満たす場合に、良好な黒べタ追従性が得られる
とともに、現像γの変化がないことがわかる。
【0042】また、本実施例における効果は、現像装置
の小型化のためにスリーブ12の外径を20mm以下に
した場合でも確実に得ることができた。
【0043】
【発明の効果】請求項1乃至14の発明によれば、スリ
ーブの外周面上の搬送極から付着極までの磁極が同極性
であることにより、該スリーブから現像剤を脱離させる
反発磁界が形成されるため、現像ローラが小径になって
剤切れ部の幅が狭くなっても、確実に現像剤を脱離する
ことができる。しかも、上記磁束密度Aの値及び上記磁
束密度Bの値が上記所定の不等式を満たすことにより、
経時において現像剤の特性が変化していっても、現像γ
特性の変化がなく安定した画像を得ることができるとい
う効果がある。
【0044】特に、請求項2、3、10及び11の発明
によれば、上記スリーブの外周面上の搬送極と上記付着
極との間に、磁束密度の値が所定範囲内の値になる領域
を有することにより、、現像剤の連れ回りと上記付着極
による現像剤の汲み上げ不良を防止することができると
いう効果がある。
【0045】また特に、請求項4及び12の発明によれ
ば、上記スリーブの外周面上の上記搬送極と上記付着極
との間で該スリーブ回転方向の磁束密度変動幅が10
(G/°)以下にすることにより、該スリーブに現像剤
を吸着させるような磁力をほぼ0にすることができる。
しかも、この磁束密度変動幅が10(G/°)以下とな
る該スリーブ回転方向おける角度範囲が40°以上であ
ることにより、該スリーブから脱離した現像剤がそのま
ま上記付着極でスリーブに付着して連れ回るのを防止す
ることができるという効果がある。
【0046】また特に、請求項5及び13の発明によれ
ば、上記搬送極のピーク磁束密度と上記付着極のピーク
磁束密度との差が100G以内であることにより、現像
剤の剤切れ性と汲み上げ性とのバランスが良く且つ現像
剤の撹拌性が向上するという効果がある。
【0047】また特に、請求項6及び14の発明によれ
ば、上記スリーブの外周面上における上記搬送極から上
記付着極までの磁極を形成するための上記マグネット部
材の固定磁極が、一体のマグネットに形成されているこ
とにより、該搬送極から該付着極までにおいて磁束密度
の変化率が大きくならないような磁束密度パターンを容
易に形成することができるという効果がある。
【0048】また特に、請求項8の発明によれば、上記
スリーブ上に担持された現像剤の量を規制する現像剤規
制部材が、上記付着極のスリーブ回転方向下流側に位置
するので、該現像剤規制部材に対してスリーブ回転方向
上流側から隣接する領域に現像剤溜まりが形成され、且
つ、該現像剤規制部材と該スリーブ表面との間の狭いギ
ャップを現像剤が通過する際に該現像剤に強いストレス
が加わる。したがって、該スリーブ上の現像剤を十分に
帯電し、上記現像主極が位置する現像領域に供給するこ
とができるという効果がある。
【0049】また特に、請求項9の発明によれば、上記
現像ローラの中心を原点とした該現像ローラの回転軸に
垂直な断面図における上記現像主極が第2象限に位置す
るとき、上記付着部が第1象限にあるので、該現像剤に
作用する重力をスリーブへの付着に有効に用いることが
でき、該スリーブへの現像剤の付着を良好に行うことが
できる。しかも、第1象限の上記付着極と第4象限の上
記搬送極との間に、上記剤切れ部が位置するので、該剤
切れ部で該現像剤に作用する重力を該スリーブからの脱
離に有効に用いることができ、該剤切れ部で剤切れしや
すくなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る現像ローラを用いた
現像装置の概略構成図。
【図2】同現像ローラ上の磁束密度パターンの説明図。
【図3】同現像ローラの構造と固定磁極の配置を示す断
面図。
【図4】変形例に係る現像ローラの構造と固定磁極の配
置を示す断面図。
【図5】他の変形例に係る現像ローラの構造と固定磁極
の配置を示す断面図。
【図6】本発明の実施例及び比較例の現像ローラを用い
た場合の初期における現像γの変化を示すグラフ。
【図7】本発明の実施例及び比較例の現像ローラを用い
た場合の経時における現像γの変化を示すグラフ。
【図8】本発明の実施例及び比較例の現像ローラにおけ
る搬送極から汲み上げ極までの詳細な磁束密度分布を示
す説明図。
【図9】従来例に係る現像ローラを用いた現像装置の概
略構成図。
【図10】同現像ローラ上の磁束密度パターンの説明
図。
【図11】比較例に係る現像ローラ上の磁束密度パター
ンの説明図。
【符号の説明】
10 ケーシング 11 現像ローラ 12 スリーブ 13 マグネット部材 14 第1撹拌搬送部材 15 第2撹拌搬送部材 16 ドクターブレード 17 感光体ドラム 101 マグネット部材 102 スリーブ 103 芯金 104 マグネットピース 105 ロール成形品 P1 現像主極 P2、P3、P6 搬送極 P4 剤切れ極 P5 汲み上げ極 N1 現像主極用の固定磁極 S1、S2、N2 搬送極用の固定磁極 N3 剤切れ極用の固定磁極 N4 汲み上げ極用の固定磁極

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の固定磁極を有するマグネット部材と
    該マグネット部材を内蔵した回転可能な非磁性のスリー
    ブとを有し、磁性キャリアとトナーとを含む現像剤を該
    スリーブ上に担持して搬送し、潜像担持体上の潜像を現
    像する現像ローラにおいて、 該スリーブの外周面上の現像剤を該潜像担持体に対して
    移行させるための現像主極、該スリーブの外周面上の現
    像剤を搬送するための搬送極、及び該スリーブの外周面
    に現像剤を付着させるための付着極が、該スリーブの外
    周面上に該スリーブ回転方向に沿って該現像主極、該搬
    送極、該付着極の順番で形成されるように、該マグネッ
    ト部材の固定磁極が配置され、 該スリーブの外周面上の該搬送極から該付着極までの磁
    極が同極性であり、 該スリーブの外周面上における該搬送極の該付着極側1
    00Gの位置から該スリーブ回転方向とは逆方向に10
    °回転した位置での磁束密度Aの値が(A−100)/
    10≦16(G/°)を満し、且つ、該スリーブの外周
    面上における該付着極の該搬送極側100Gの位置から
    該スリーブ回転方向に10°回転した位置での磁束密度
    Bの値が(B−100)/10≦15(G/°)を満た
    していることを特徴とする現像ローラ。
  2. 【請求項2】請求項1の現像ローラにおいて、 上記スリーブの外周面上の上記搬送極と上記付着極との
    間に、磁束密度の値が、該スリーブに現像剤が連れ回り
    しないような下限値以上且つ該付着極による現像剤の汲
    み上げ量が所定量以上となるような上限値以下の範囲内
    の値になる領域を有することを特徴とする現像ローラ。
  3. 【請求項3】請求項2の現像ローラにおいて、 上記下限値が5%であり、上記上限値が15%であるこ
    とを特徴とする現像ローラ。
  4. 【請求項4】請求項1の現像ローラにおいて、 上記スリーブの外周面上の上記搬送極と上記付着極との
    間で該スリーブ回転方向の磁束密度変動幅が10(G/
    °)以下となる該スリーブ回転方向おける角度範囲が、
    40°以上であることを特徴とする現像ローラ。
  5. 【請求項5】請求項1の現像ローラにおいて、 上記搬送極のピーク磁束密度と上記付着極のピーク磁束
    密度との差が、100G以内であることを特徴とする現
    像ローラ。
  6. 【請求項6】請求項1の現像ローラにおいて、 上記スリーブの外周面上における上記搬送極から上記付
    着極までの磁極を形成するための上記マグネット部材の
    固定磁極が、一体のマグネットに形成されていることを
    特徴とする現像ローラ。
  7. 【請求項7】複数の固定磁極を有するマグネット部材と
    該マグネット部材を内蔵した回転可能な非磁性のスリー
    ブとを有する現像ローラと、該現像剤ローラが収容され
    内部に磁性キャリアとトナーとを含む現像剤が貯蔵され
    る現像剤貯蔵部を有するように構成されたケーシング部
    材とを備え、該スリーブ上に該現像剤を担持して搬送
    し、潜像担持体上の潜像を現像する現像装置において、 該スリーブの外周面上の現像剤を該潜像担持体に対して
    移行させるための現像主極、該スリーブの外周面上の現
    像剤を搬送するための搬送極、及び該スリーブの外周面
    に現像剤を汲み上げて付着させるための付着極が、該ス
    リーブの外周面上に該スリーブ回転方向に沿って該現像
    主極、該搬送極、該付着極の順番で形成されるように、
    該マグネット部材の固定磁極が配置され、 該スリーブの外周面上の該搬送極から該付着極までの磁
    極が同極性であり、 該スリーブの外周面上における該搬送極の該付着極側1
    00Gの位置から該スリーブ回転方向とは逆方向に10
    °回転した位置での磁束密度Aの値が(A−100)/
    10≦16(G/°)を満し、且つ、該スリーブの外周
    面上における該付着極の該搬送極側100Gの位置から
    該スリーブ回転方向に10°回転した位置での磁束密度
    Bの値が(B−100)/10≦15(G/°)を満た
    していることを特徴とする現像装置。
  8. 【請求項8】上記スリーブ上に担持された現像剤の量を
    規制する現像剤規制部材を備えた請求項7の現像装置で
    あって、 上記現像剤規制部材を、上記付着極と上記現像主極との
    間の該スリーブの外周面に所定の間隙で対向するように
    設けたことを特徴とする現像装置。
  9. 【請求項9】請求項7の現像装置において、 上記現像ローラの中心を原点とした該現像ローラの回転
    軸に垂直な断面図における上記現像主極が第2象限に位
    置するとき、上記付着極が第1象限に位置し、上記搬送
    極が第4象限に位置するように、上記マグネット部材を
    固定配置したことを特徴とする現像装置。
  10. 【請求項10】請求項7の現像装置において、 上記スリーブの外周面上の上記搬送極と上記付着極との
    間に、磁束密度の値が、該スリーブに現像剤が連れ回り
    しないような下限値以上且つ該付着極による現像剤の汲
    み上げ量が所定量以上となるような上限値以下の範囲内
    の値になる領域を有することを特徴とする現像装置。
  11. 【請求項11】請求項10の現像装置において、 上記下限値が5%であり、上記上限値が15%であるこ
    とを特徴とする現像装置。
  12. 【請求項12】請求項7の現像装置において、 上記スリーブの外周面上の上記搬送極と上記付着極との
    間で該スリーブ回転方向の磁束密度変動幅が10(G/
    °)以下となる該スリーブ回転方向おける角度範囲が、
    40°以上であることを特徴とする現像装置。
  13. 【請求項13】請求項7の現像装置において、 上記搬送極のピーク磁束密度と上記付着極のピーク磁束
    密度との差が、100G以内であることを特徴とする現
    像装置。
  14. 【請求項14】請求項7の現像装置において、 上記スリーブの外周面上における上記搬送極から上記付
    着極までの磁極を形成するための上記マグネット部材の
    固定磁極が、一体のマグネットに形成されていることを
    特徴とする現像装置。
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