特許 7115066 マグネットローラー、現像ローラー、現像装置および画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-01

(45)【発行日】2022-08-09

(54)【発明の名称】マグネットローラー、現像ローラー、現像装置および画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/09 20060101AFI20220802BHJP

   G03G 15/08 20060101ALI20220802BHJP

   F16C 13/00 20060101ALI20220802BHJP

【ＦＩ】

G03G15/09 A

G03G15/08 235

F16C13/00 Z

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2018122987

(22)【出願日】2018-06-28

(65)【公開番号】P2020003640

(43)【公開日】2020-01-09

【審査請求日】2021-06-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000001270

【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】徳竹 伸也

(72)【発明者】

【氏名】岡崎 太

(72)【発明者】

【氏名】島 俊明

(72)【発明者】

【氏名】吉本 真一

【審査官】金田 理香

(56)【参考文献】

【文献】実開昭６１－１５７９６６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１６－１５３８１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－０３８９６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－００７６０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５２－０６５４５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／１２１５７１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０６－２３０６７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０３１１２６７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｇ １３／０８－１３／０９５

１５／０８－１５／０９５

Ｆ１６Ｃ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中心軸を有し、前記中心軸まわりに並ぶ複数の磁極を含むマグネット部を備え、
前記マグネット部は、前記中心軸を囲む外周面を有し、かつ、磁性体粒子およびバインダーを含有する磁性体組成物で一体的に成形されており、
互いに隣り合う前記磁極が有する磁力は、互いに異なっており、
前記中心軸まわりに前記複数の磁極が並ぶことにより複数組の隣り合う２つの前記磁極が存在し、
前記マグネット部の前記外周面には、前記複数組の隣り合う２つの前記磁極のうち少なくともいずれか２組の隣り合う２つの前記磁極の間に、前記中心軸の軸方向に平行な方向に沿って延在する溝部がそれぞれ設けられており、
前記溝部の各々は、互いに対向し、前記中心軸側に向うにつれて互いに近づくように傾斜する第１傾斜面および第２傾斜面を有し、
前記第１傾斜面は、隣り合う２つの前記磁極のうち小さい前記磁力を有する前記磁極側に位置し、
前記第２傾斜面は、隣り合う２つの前記磁極のうち大きい前記磁力を有する前記磁極側に位置し、
前記溝部がそれぞれ設けられた部分における前記中心軸に直交する前記マグネット部の断面において、前記第１傾斜面の下端および前記中心軸を通過する第１仮想線と前記第１傾斜面とが成す角度のうち小さい方の角度を第１溝角度とし、前記第２傾斜面の下端および前記中心軸を通過する第２仮想線と前記第２傾斜面とがなす角度のうち小さい方の角度を第２溝角度とした場合に、前記第１溝角度は、前記第２溝角度よりも小さい、マグネットローラー。

【請求項2】

前記磁力の差が大きい隣り合う２つの前記磁極の間に設けられた前記溝部における前記第１溝角度と前記第２溝角度との差は、前記磁力の差が小さい隣り合う２つの前記磁極間に設けられた前記溝部における前記第１溝角度と前記第２溝角度との差よりも大きい、請求項１に記載のマグネットローラー。

【請求項3】

前記磁力の差が大きい隣り合う２つの前記磁極間に設けられた前記溝部の深さは、前記磁力の差が小さい隣り合う２つの前記磁極間に設けられた前記溝部の深さよりも深い、請求項１または２に記載のマグネットローラー。

【請求項4】

前記中心軸の前記軸方向における前記マグネット部の両端から前記軸方向に沿って突出するように設けられたシャフト部をさらに備え、
前記マグネット部と前記シャフト部とは、前記磁性体組成物で一体的に成形されている、請求項１から３のいずれか１項に記載のマグネットローラー。

【請求項5】

前記溝部は、前記軸方向に平行な方向に沿って、前記マグネット部の一端から前記マグネット部の他端にかけて設けられている、請求項１から４のいずれか１項に記載のマグネットローラー。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか１項に記載のマグネットローラーと、
前記マグネット部の前記外周面を覆う円筒状の現像スリーブと、を備えた、現像ローラー。

【請求項7】

請求項６に記載の現像ローラーと、
前記現像ローラーに担持された現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、を備えた現像装置。

【請求項8】

請求項７に記載の現像装置と、前記現像装置によって現像されたトナー像を記録媒体に転写させるための転写部材と、を備えた画像形成装置。

【請求項9】

中心軸を有し、前記中心軸まわりに並ぶ複数の磁極を含むマグネット部を備え、
前記マグネット部は、前記中心軸を囲む外周面を有し、かつ、磁性体粒子およびバインダーを含有する磁性体組成物で一体的に成形されており、
互いに隣り合う前記磁極が有する磁力は、互いに異なっており、
前記中心軸まわりに前記複数の磁極が並ぶことにより複数組の隣り合う２つの前記磁極が存在し、
前記マグネット部の前記外周面には、前記複数組の隣り合う２つの前記磁極のうち少なくともいずれか２組の隣り合う２つの前記磁極の間に、前記中心軸の軸方向に平行な方向に沿って延在する溝部がそれぞれ設けられており、
前記溝部の各々は、互いに対向し、前記中心軸側に向うにつれて互いに近づくように傾斜する第１傾斜面および第２傾斜面を有し、
前記第１傾斜面は、隣り合う２つの前記磁極のうち小さい前記磁力を有する前記磁極側に位置し、
前記第２傾斜面は、隣り合う２つの前記磁極のうち大きい前記磁力を有する前記磁極側に位置し、
前記溝部がそれぞれ設けられた部分における前記中心軸に直交する前記マグネット部の断面において、前記第１傾斜面の下端および前記中心軸を通過する第１仮想線と前記第１傾斜面とが成す角度のうち小さい方の角度を第１溝角度とし、前記第２傾斜面の下端および前記中心軸を通過する第２仮想線と前記第２傾斜面とがなす角度のうち小さい方の角度を第２溝角度とした場合に、前記第１溝角度は、前記第２溝角度よりも小さく、
前記磁力の差が大きい隣り合う２つの前記磁極の間に設けられた前記溝部における前記第１溝角度と前記第２溝角度との差は、前記磁力の差が小さい隣り合う２つの前記磁極間に設けられた前記溝部における前記第１溝角度と前記第２溝角度との差よりも大きい、マグネットローラー。

【請求項10】

中心軸を有し、前記中心軸まわりに並ぶ複数の磁極を含むマグネット部を備え、
前記マグネット部は、前記中心軸を囲む外周面を有し、かつ、磁性体粒子およびバインダーを含有する磁性体組成物で一体的に成形されており、
互いに隣り合う前記磁極が有する磁力は、互いに異なっており、
前記中心軸まわりに前記複数の磁極が並ぶことにより複数組の隣り合う２つの前記磁極が存在し、
前記マグネット部の前記外周面には、前記複数組の隣り合う２つの前記磁極のうち少なくともいずれか２組の隣り合う２つの前記磁極の間に、前記中心軸の軸方向に平行な方向に沿って延在する溝部が設けられており、
前記溝部の各々は、互いに対向し、前記中心軸側に向うにつれて互いに近づくように傾斜する第１傾斜面および第２傾斜面を有し、
前記第１傾斜面は、隣り合う２つの前記磁極のうち小さい前記磁力を有する前記磁極側に位置し、
前記第２傾斜面は、隣り合う２つの前記磁極のうち大きい前記磁力を有する前記磁極側に位置し、
前記溝部がそれぞれ設けられた部分における前記中心軸に直交する前記マグネット部の断面において、前記第１傾斜面の下端および前記中心軸を通過する第１仮想線と前記第１傾斜面とが成す角度のうち小さい方の角度を第１溝角度とし、前記第２傾斜面の下端および前記中心軸を通過する第２仮想線と前記第２傾斜面とがなす角度のうち小さい方の角度を第２溝角度とした場合に、前記第１溝角度は、前記第２溝角度よりも小さく、
前記磁力の差が大きい隣り合う２つの前記磁極間に設けられた前記溝部の深さは、前記磁力の差が小さい隣り合う２つの前記磁極間に設けられた前記溝部の深さよりも深い、マグネットローラー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、トナーの搬送に用いられるマグネットローラー、現像ローラー、現像装置および画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

画像形成装置においては、現像ローラーを用いて現像剤を感光体に供給する。現像ローラーは、複数の磁極を有するマグネットローラーと、マグネットローラーの外周を回転可能に覆う円筒状の現像スリーブとを含む。

【0003】

マグネットローラーに含まれる各磁極には、役割があり、現像スリーブ表面の磁力パターンを所望の磁力波形にすることが要求されている。マグネットローラーには、各磁極を異なる部品で形成し、これら複数の別部品をシャフトの周囲に貼り付けたものがある。

【0004】

複数の別部品でマグネットローラーを製造する場合には、各部品をシャフトに貼り付ける製造工程が必要となり、製造コストが増加したり、各部品の貼付け位置がずれたりする場合がある。

【0005】

そこで、製造工程の簡略化するとともに、マグネット部とシャフト部との相対位置ずれの抑制するために、マグネット部とシャフト部とを磁性体材料にて一体に成形したマグネットローラーが開発されている。

【0006】

このように、マグネット部とシャフト部とが一体に成形されたマグネットローラーが開示された文献として、たとえば特開２０１６－１５３８１３号公報（特許文献１）が挙げられる。

【0007】

特許文献１に開示のマグネットローラーにあっては、磁力が最も大きい磁極の幅を決定するように、マグネットローラーの軸方向に延在する２つの溝部が、周方向に並んで設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２０１６－１５３８１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

マグネット部とシャフト部とが一体に成形されたマグネットローラーを着磁する場合に、着磁させた磁極の磁力が所望の値からばらつくことがある。このような場合には、磁極の幅が変動し、隣り合う２つの磁極が切り替わる位置がずれる。

【0010】

特許文献１に開示のマグネットローラーにあっては、２つの溝部によって主磁極の幅が決定されるものの、着磁の際に主磁極の磁力がばらついた場合には、溝部の形状の如何によっては隣接する磁極との切り替わり位置が変動することが起こり得る。

【0011】

本開示は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本開示の目的は、隣り合う２つの磁極の切り替わり位置のずれを抑制することができるマグネットローラー、現像ローラー、現像装置、および画像形成装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本開示に基づくマグネットローラーは、中心軸を有し、上記中心軸まわりに並ぶ複数の磁極を含むマグネット部を備える。上記マグネット部は、上記中心軸を囲む外周面を有し、かつ、磁性体粒子および樹脂を含有する磁性体組成物で一体的に成形されている。互いに隣り合う上記磁極が有する磁力は、互いに異なっている。上記中心軸まわりに上記複数の磁極が並ぶことにより複数組の隣り合う２つの上記磁極が存在し、上記マグネット部の上記外周面には、上記複数組の隣り合う２つの上記磁極のうち少なくともいずれか１組の隣り合う２つの上記磁極の間に、上記中心軸の軸方向に平行な方向に沿って延在する溝部が設けられている。上記溝部は、互いに対向し、上記中心軸側に向うにつれて互いに近づくように傾斜する第１傾斜面および第２傾斜面を有する。上記第１傾斜面は、隣り合う２つの上記磁極のうち小さい上記磁力を有する上記磁極側に位置し、上記第２傾斜面は、隣り合う２つの上記磁極のうち大きい上記磁力を有する上記磁極側に位置する。上記溝部が設けられた部分における上記中心軸に直交する上記マグネット部の断面において、上記第１傾斜面の下端および上記中心軸を通過する第１仮想線と上記第１傾斜面とが成す角度のうち小さい方の角度を第１溝角度とし、上記第２傾斜面の下端および上記中心軸を通過する第２仮想線と上記第２傾斜面とがなす角度のうち小さい方の角度を第２溝角度とした場合に、上記第１溝角度は、上記第２溝角度よりも小さい。

【0013】

上記本開示に基づくマグネットローラーにあっては、上記複数組の隣り合う２つの上記磁極のうち２組以上の隣り合う２つの上記磁極の間に、上記溝部がそれぞれ形成されていてもよい。

【0014】

上記本開示に基づくマグネットローラーにあっては、上記磁力の差が大きい隣り合う２つの上記磁極の間に設けられた上記溝部における上記第１溝角度と上記第２溝角度との差は、上記磁力の差が小さい隣り合う２つの上記磁極間に設けられた上記溝部における上記第１溝角度と上記第２溝角度との差よりも大きくてもよい。

【0015】

上記本開示に基づくマグネットローラーにあっては、上記磁力の差が大きい隣り合う２つの上記磁極間に設けられた上記溝部の深さは、上記磁力の差が小さい隣り合う２つの上記磁極間に設けられた上記溝部の深さよりも深くてもよい。

【0016】

上記本開示に基づくマグネットローラーは、上記中心軸の上記軸方向における上記マグネット部の両端から上記軸方向に沿って突出するように設けられたシャフト部をさらに備えることが好ましい。この場合には、上記マグネット部と上記シャフト部とは、上記磁性体組成物で一体的に成形されていてもよい。

【0017】

上記本開示に基づくマグネットローラーにあっては、上記溝部は、上記軸方向に平行な方向に沿って、上記マグネット部の一端から上記マグネット部の他端にかけて設けられていることが好ましい。

【0018】

本開示に基づく現像ローラーは、上記マグネットローラーと、上記マグネット部の上記外周面を覆う円筒状の現像スリーブと、を備える。

【0019】

本開示に基づく現像装置は、上記現像ローラーと、上記現像ローラーに担持された現像剤の量を規制する現像剤規制部材と、を備える。

【0020】

本開示に基づく画像形成装置は、上記現像装置と、上記現像装置によって現像されたトナー像を記録媒体に転写させるための転写部材と、を備える。

【発明の効果】

【0021】

本開示によれば、隣り合う２つの磁極の切り替わり位置のずれを抑制することができるマグネットローラー、現像ローラー、現像装置、および画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】実施の形態１に係る画像形成装置の概略図である。

【図2】実施の形態１に係る現像装置の概略図である。

【図3】実施の形態１に係る現像ローラーの磁力分布を示す図である。

【図4】実施の形態１に係るマグネットローラーの概略斜視図である。

【図5】実施の形態１に係るマグネットローラーの概略断面図である。

【図6】実施の形態１に係るマグネットローラーにおいて着磁させた磁極の磁力がばらついた場合の隣り合う２つの磁極の磁力分布を示す図である。

【図7】実施の形態２に係るマグネットローラーの概略断面図である。

【図8】実施の形態の効果を検証するために行なった検証実験の条件および結果を示す図である。

【図9】比較例１Ａ，１Ｂにおけるマグネットローラーの概略断面図である。

【図10】比較例２Ａ，２Ｂにおけるマグネットローラーの概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本開示の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

【0024】

（実施の形態１）
［画像形成装置］
図１は、画像形成装置の概略図である。図１を参照して、実施形態に係る画像形成装置１００について説明する。

【0025】

図１には、カラープリンタとしての画像形成装置１００が示されている。以下では、カラープリンタとしての画像形成装置１００について説明するが、画像形成装置１００は、カラープリンタに限定されない。たとえば、画像形成装置１００は、モノクロプリンタであってもよいし、ＦＡＸであってもよいし、モノクロプリンタ、カラープリンタおよびＦＡＸの複合機（ＭＦＰ：Multi-Functional Peripheral）であってもよい。

【0026】

画像形成装置１００は、画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと、中間転写ベルト３０と、一次転写ローラー３１と、転写部材としての二次転写ローラー３３と、クリーニング装置３６と、カセット３７と、定着装置４０と、制御装置１０１とを備える。

【0027】

画像形成ユニット１Ｙは、トナーボトル１５Ｙからトナーの供給を受けてイエロー（Ｙ）のトナー像を形成する。画像形成ユニット１Ｍは、トナーボトル１５Ｍからトナーの供給を受けてマゼンタ（Ｍ）のトナー像を形成する。画像形成ユニット１Ｃは、トナーボトル１５Ｃからトナーの供給を受けてシアン（Ｃ）のトナー像を形成する。画像形成ユニット１Ｋは、トナーボトル１５Ｋからトナーの供給を受けてブラック（ＢＫ）のトナー像を形成する。

【0028】

画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト３０の回転方向に沿って順に配置されている。画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、それぞれ、感光体１０と、帯電装置１１と、露光装置１２と、クリーニング装置１７と、現像装置５０とを備える。

【0029】

感光体１０は、トナー像を担持する像担持体である。一例として、感光体１０は、ドラム形状を有する。感光体１０の表面には、感光層が形成されている。帯電装置１１は、感光体１０の表面を一様に帯電する。露光装置１２は、制御装置１０１からの制御信号に応じて感光体１０にレーザーを照射し、指定された画像パターンに従って感光体１０の表面を露光する。これにより、入力画像に応じた静電潜像が感光体１０上に形成される。感光体１０上に形成された静電潜像は、現像装置５０によってトナー像として現像される。現像装置５０の詳細については後述する。

【0030】

感光体１０と中間転写ベルト３０とは、一次転写ローラー３１を設けている部分で互いに接触している。この接触部分に印加された転写バイアスによって、感光体１０上に現像されたトナー像が中間転写ベルト３０に転写される。このとき、イエロー（Ｙ）のトナー像、マゼンタ（Ｍ）のトナー像、シアン（Ｃ）のトナー像、およびブラック（ＢＫ）のトナー像が順に重ねられて中間転写ベルト３０に転写される。これにより、カラーのトナー像が中間転写ベルト３０上に形成される。

【0031】

クリーニング装置１７は、クリーニングブレードを備える。クリーニングブレードは、感光体１０に圧接され、トナー像の転写後に感光体１０の表面に残留するトナーを回収する。

【0032】

カセット３７には、用紙Ｓがセットされる。用紙Ｓは、カセット３７から１枚ずつ二次転写ローラー３３に送られる。二次転写ローラー３３は、中間転写ベルト３０に転写されたトナー像を用紙Ｓに転写する。用紙Ｓの送り出しおよび搬送のタイミングと、中間転写ベルト３０上のトナー像の位置とを同期させることで、用紙Ｓの適切な位置にトナー像が転写される。その後、用紙Ｓは、定着装置４０に送られる。

【0033】

定着装置４０は、用紙Ｓを加圧および加熱する。これにより、トナー像は、用紙Ｓ上で融解し、用紙Ｓ上に定着する。その後、用紙Ｓは、トレー４８に排紙される。

【0034】

クリーニング装置３６は、クリーニングブレードを備える。クリーニングブレードは、中間転写ベルト３０に圧接され、トナー像の転写後に中間転写ベルト３０に残留するトナーを回収する。回収されたトナーは、搬送スクリュー（図示しない）で搬送され、廃トナー容器（不図示）に貯められる。

【0035】

制御装置１０１は、たとえば、現像装置５０における現像ローラー６０（図２参照）を回転駆動するためのモーター（図示しない）などを制御し、現像装置５０から感光体１０に供給される現像剤の量を調整する。

【0036】

なお、画像形成装置１００の構造は、図１に示される例に限定されない。たとえば、画像形成装置１００は、１つの感光体１０と、回転可能に構成されている複数の現像装置５０で構成されてもよい。この場合、画像形成装置１００は、各現像装置５０を回転することで、各現像装置５０を感光体１０に順に導く。これにより、各色のトナー像が感光体１０上に現像され、カラー像が形成される。

【0037】

［現像装置］
図２は、実施の形態に係る現像装置の概略図である。図２を参照して、実施の形態に係る現像装置５０について説明する。

【0038】

図２に示すように、現像装置５０は、ハウジング５１を備える。ハウジング５１の内部には、隔壁５１Ａと、第１撹拌部材５４Ａと、第２撹拌部材５５Ａと、現像ローラー６０とが設けられている。

【0039】

隔壁５１Ａは、現像ローラー６０の軸方向に沿って設けられている。ハウジング５１の内部は、隔壁５１Ａにより、第１搬送室５４と第２搬送室５５とに分離される。第１搬送室５４および第２搬送室５５の内部には、現像剤Ｄが収容されている。現像剤Ｄは、トナーと磁性キャリアとで構成されている。

【0040】

第１搬送室５４の内部には、第１撹拌部材５４Ａが設けられている。第１撹拌部材５４Ａは、現像剤Ｄを撹拌しながら、現像剤Ｄを第１搬送室５４から第２搬送室５５に搬送する。第２搬送室５５の内部には、第２撹拌部材５５Ａが設けられている。第２撹拌部材５５Ａは、現像剤Ｄを撹拌しながら、現像剤Ｄを現像ローラー６０に搬送する。第１撹拌部材５４Ａおよび第２撹拌部材５５Ａが互いに反対方向に回転することで、現像剤Ｄは、隔壁５１Ａの両端に設けられている循環口（図示しない）を通じて第１搬送室５４と第２搬送室５５との間で循環する。

【0041】

現像ローラー６０は、感光体１０と所要間隔を空けて、感光体１０に対向するように設けられている。現像ローラー６０は、マグネットローラー５２と、現像スリーブ５３とを含む。マグネットローラー５２は、第１搬送室５４から現像剤Ｄを引き付ける。マグネットローラー５２の詳細な形状については、図４および図５を用いて後述する。

【0042】

現像スリーブ５３は、円筒形状を有し、後述するマグネット部５２１（図３参照）の外周面５２１ａ（図４参照）を覆う。現像スリーブ５３は、マグネットローラー５２の周囲に回転可能に設けられている。スリーブ径は、たとえば１６ｍｍである。

【0043】

現像スリーブ５３の外周面には、複数の溝（不図示）が設けられている。たとえば４０本の溝が設けられている。複数の溝は、周方向に並んで設けられている。溝の深さは、たとえば７５μｍである。なお、溝の本数や深さは、適宜変更することができる。なお、現像スリーブ５３の外周面に溝を設けずに、ブラスト加工を施してもよい。

【0044】

現像装置５０のハウジング５１には、現像剤Ｄの搬送量を調整（規制）するための規制部材５６が設けられている。規制部材５６の一端は、ハウジング５１に固定されている。規制部材５６は、たとえば板状であり、板面が現像スリーブ５３の回転面に直交するように配置されている。なお、規制部材５６は、板状に限定されず、丸棒の形状であってもよい。規制部材５６は、現像ローラー６０の軸方向に沿って設けられる。

【0045】

規制部材５６は、現像ローラー６０の現像スリーブ５３の表面に対向するように設けられている。より具体的には、規制部材５６は、後述するマグネットローラー５２の規制極Ｓ１に対向する部分において、現像スリーブ５３から間隔Ｄｂを空けて設けられている。

【0046】

規制部材５６は、磁性体で構成されることが好ましい。これにより、規制部材５６と現像ローラー６０との間で磁界が形成され、規制部材５６表面に磁気吸引力が働く。これにより、現像剤Ｄをより擦り切りやすくなり、現像剤Ｄの層厚を調整しやすくなる。

【0047】

図３は、実施の形態に係る現像ローラーの磁力分布を示す図である。図３を参照して、現像ローラー６０の機能について説明する。

【0048】

図３に示すように、現像ローラー６０の磁力分布は、周方向に並ぶ複数のピークを有する。現像ローラー６０の磁力分布は、後述するマグネットローラー５２のマグネット部５２１から発生される磁力によって形成される。複数のピークは、マグネット部５２１が有する複数の磁極によって形成される。

【0049】

複数の磁極は、汲上極Ｓ２、搬送極Ｎ２、規制極Ｓ１、現像極Ｎ１、および剥離極Ｓ３を含む。汲上極Ｓ２、搬送極Ｎ２、規制極Ｓ１、現像極Ｎ１、および剥離極Ｓ３は、図３中に示す矢印ＤＲ１方向（マグネットローラー５２の周方向）に沿って順に並んで設けられている。

【0050】

現像剤Ｄは、撹拌されることで静電気を発生し、帯電される。帯電された現像剤Ｄは、汲上極Ｓ２に引き付けられて、現像スリーブ５３に付着する。現像スリーブ５３に付着した現像剤Ｄは、搬送極Ｎ２によって規制極Ｓ１に向けて搬送される。

【0051】

搬送された現像剤Ｄは、規制極Ｓ１から磁力を受けて、現像スリーブ５３の表面上で感光体１０に向かって垂直方向に連なる。これにより、現像剤Ｄは、規制部材５６に擦り切られ、現像剤Ｄの搬送量が均一になる。

【0052】

現像剤Ｄは、規制極Ｓ１を通過後に、現像極Ｎ１に搬送される。現像剤Ｄは、現像極Ｎ１から磁力を受けて、磁力の方向に連なった状態になる。すなわち、現像極Ｎ１は、現像スリーブ５３に担持された現像剤を穂立ちさせて磁気ブラシを形成する。

【0053】

現像剤Ｄを構成するトナーは、負極性に帯電され、現像剤Ｄを構成するキャリアは正極性に帯電される。感光体１０に形成されている静電潜像は負極性に帯電されているが、現像ローラー６０に印加されている現像電位と比較すると電位が高くなっている。このため、トナーが、感光体１０に付着する。これにより、感光体１０に形成されている静電潜像は、トナー像として現像される。その後、現像スリーブ５３上に残留する現像剤Ｄは、剥離極Ｓ３に搬送される。剥離極Ｓ３に搬送された現像剤Ｄは、剥離極Ｓ３の後半から磁界が弱くなりゼロに近い状態が続くことによって現像スリーブ５３から剥離される。

【0054】

［マグネットローラー］
図４は、実施の形態１に係るマグネットローラーの概略斜視図である。図５は、実施の形態１に係るマグネットローラーの概略断面図である。図５は、図４に示すＶ－Ｖ線におけるマグネット部の断面図である。図４および図５を参照して、実施の形態１に係るマグネットローラー５２の具体的な構造について説明する。

【0055】

図４に示すように、マグネットローラー５２は、マグネット部５２１とシャフト部５２２とを備える。

【0056】

シャフト部５２２は、たとえば芯金によって構成されている。シャフト部５２２は、円柱状形状を有する。シャフト部５２２は、マグネット部５２１が有する中心軸Ｃの軸方向に沿って延在する。シャフト部５２２は、中心軸Ｃの軸方向におけるマグネット部５２１の両端から当該軸方向に沿って突出する。

【0057】

マグネット部５２１は、磁性体粒子およびバインダーを含有する磁性体組成物で一体的に成形されている。磁性体粒子としては、フェライト系、希土類系（ＳｍＣｏ系、ＮｄＦｅＢ系）、ＭｎＡｌＣ系、アルニコ系、ＳｍＦｅＮ系のものから選択することができる。バインダーとしては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、低融点合金などを用いることができる。

【0058】

マグネット部５２１は、中心軸Ｃまわりに並ぶ複数の磁極（汲上極Ｓ２、搬送極Ｎ２、規制極Ｓ１、現像極Ｎ１、および剥離極Ｓ３）を含む。複数の磁極は、マグネットローラー５２の周方向における磁力分布において複数のピークが形成されるように磁力を発生する。互いに隣り合う磁極の磁力は、異なっている。

【0059】

たとえば、汲上極Ｓ２は、現像スリーブ５３表面上における磁力が略４０ｍＴとなるように着磁されている。搬送極Ｎ２は、現像スリーブ５３表面上における磁力が略３５ｍＴとなるように着磁されている。規制極Ｓ１は、現像スリーブ５３の表面上における磁力が略４０ｍＴとなるように着磁されている。現像極Ｎ１は、現像スリーブ５３の表面上における磁力が略１００ｍＴとなるように着磁されている。剥離極Ｓ３は、現像スリーブ５３の表面上における磁力が略６０ｍＴとなるように着磁されている。

【0060】

マグネット部５２１は、円筒形状を有する。マグネット部５２１は、シャフト部５２２が挿通された状態で当該シャフト部５２２に貼り付けられている。マグネット部５２１は、中心軸Ｃを囲む外周面５２１ａを有する。マグネット部５２１の外周面５２１ａには、溝部５２３が設けられている。

【0061】

溝部５２３は、マグネット部５２１の外周面５２１ａに設けられている。溝部５２３は、マグネット部５２１の中心軸Ｃの軸方向に平行な方向に沿って延在する。溝部５２３は、上記軸方向に沿って、マグネット部５２１の一端からマグネット部５２１の他端にかけて設けられている。

【0062】

図５に示すように、溝部５２３は、複数組の隣り合う２つの磁極のうち少なくともいずれか１組の隣り合う２つの磁極の間に設けられている。具体的には、規制極Ｓ１と現像極Ｎ１との間に設けられている。現像極Ｎ１の磁力の大きさは、規制極Ｓ１の磁力の大きさよりも大きくなっている。なお、磁力の大きさとは、磁力の絶対値を意味する。

【0063】

溝部５２３は、略Ｖ字形状を有する。溝部５２３は、互いに対向し、中心側に向うにつれて互いに近づくように傾斜する第１傾斜面５２３ａおよび第２傾斜面５２３ｂを有する。

【0064】

第１傾斜面５２３ａは、隣り合う２つの磁極のうち小さい磁力を有する磁極側に位置する。具体的には、第１傾斜面５２３ａは、規制極Ｓ１と現像極Ｎ１のうち規制極Ｓ１側に位置する。

【0065】

第２傾斜面５２３ｂは、隣り合う２つの磁極のうち大きい磁力を有する磁極側に位置する。具体的には、第２傾斜面５２３ｂは、規制極Ｓ１と現像極Ｎ１のうち現像極Ｎ１側に位置する。

【0066】

溝部５２３が設けられた部分における中心軸Ｃに直交するマグネット部５２１の断面において、第１傾斜面５２３ａの下端および中心軸Ｃを通過する第１仮想線ＶＬ１と第１傾斜面５２３ａとが成す角度のうち小さい方の角度を第１溝角度θ１とし、第２傾斜面５２３ｂの下端および中心軸Ｃを通過する第２仮想線ＶＬ２と第２傾斜面５２３ｂとがなす角度のうち小さい方の角度を第２溝角度θ２とした場合に、第１溝角度θ１は、第２溝角度θ２よりも小さい。

【0067】

図６は、実施の形態１に係るマグネットローラーにおいて着磁させた磁極の磁力がばらついた場合の隣り合う２つの磁極の磁力分布を示す図である。具体的には、図６は、規制極Ｓ１から現像極Ｎ１にかけての磁力分布を示している。

【0068】

図６における縦軸は、磁力を示しており、Ｓ極側の磁力を正とし、Ｎ極側の磁力を負としている。図６における横軸は、マグネット部５２１の中心角度を示している。マグネット部５２１の外周面５２１ａ上の所定の位置をマグネット部５２１の中心角度で０度とした場合に、マグネット部５２１の外周面５２１ａ上の位置を中心角度で表している。

【0069】

図６に示すように、複数のマグネット部５２１を上述の磁性体組成物で一体に成形した後に各マグネット部５２１において複数の磁極を着磁する際に、マグネット部５２１ごとに、着磁させた磁極の磁力がばらつく場合がある。図６において、実線は、第１の着磁状態における磁力分布を示し、破線は、第２の着磁状態における磁力分布を示している。

【0070】

着磁の際のばらつきによって、第１の着磁状態における現像極Ｎ１の磁力の大きさ（絶対値）は、第２の着磁状態における現像極Ｎ１の磁力の大きさ（絶対値）よりも大きくなっている。

【0071】

一般的に磁力の大きさが大きくなる場合には、磁極の幅も大きくなり、隣り合う２つの磁極の切り替わりの位置（図６における磁力が０となる位置の中心角度）が変位する。

【0072】

ここで、実施の形態においては、上述のように、第１溝角度θ１が第２溝角度θ２より小さくなるように、隣り合う２つの磁極の間におけるマグネット部５２１の外周面５２１ａ上に溝部５２３が設けられている。

【0073】

このため、溝部５２３の底部の位置を基準としてマグネット部５２１の所定の中心角度だけ規制極Ｓ１側に移動した第１傾斜面５２３ａ上におけるマグネット部５２１の径ｒ１は、溝部５２３の底の位置を基準として上記所定の中心角度と同じ角度だけ現像極Ｎ１側に移動した第２傾斜面５２３ｂ上におけるマグネット部５２１の径ｒ２よりも大きくなる。

【0074】

マグネット部５２１では、径が大きいほど磁力が強くなる。このため、現像極Ｎ１の磁力が大きくなった場合であっても、上述の径ｒ１が径ｒ２よりも大きいことで、現像極Ｎ１の磁力の幅が増加することを抑制することができる。この結果、規制極Ｓ１と現像極Ｎ１の切り替わり位置が規制極Ｓ１側に押し込まれて移動することを抑制することができる。

【0075】

以上のように、実施の形態１に係るマグネットローラー５２、およびこれを利用した現像ローラー６０、現像装置５０、および画像形成装置１００にあっては、隣り合う２つの磁極の切り替わり位置のずれを抑制することができる。

【0076】

（実施の形態２）
図７は、実施の形態２に係るマグネットローラーの概略断面図である。図７を参照して、実施の形態２に係るマグネットローラー５２Ａについて説明する。

【0077】

実施の形態２に係るマグネットローラー５２Ａは、実施の形態１に係るマグネットローラー５２と比較した場合に、マグネット部５２１Ａの形状が相違する。その他の形状については、ほぼ同様である。

【0078】

マグネット部５２１Ａにおいては、外周面５２１ａに２つの溝部５２３，５２４が設けられている。溝部５２３は、規制極Ｓ１と現像極Ｎ１との間に設けられており、溝部５２４は、現像極Ｎ１と剥離極Ｓ３との間に設けられている。すなわち、複数組の隣り合う２つの磁極のうち２組の隣り合う２つの磁極の間に溝部が設けられている。

【0079】

溝部５２３は、実施の形態１とほぼ同様に構成されている。溝部５２４は、略Ｖ字形状を有する。溝部５２４は、互いに対向し、中心側に向うにつれて互いに近づくように傾斜する第１傾斜面５２４ａおよび第２傾斜面５２４ｂを有する。

【0080】

第１傾斜面５２４ａは、隣り合う２つの磁極のうち小さい磁力を有する磁極側に位置する。具体的には、第１傾斜面５２４ａは、現像極Ｎ１と剥離極Ｓ３のうち剥離極Ｓ３側に位置する。

【0081】

第２傾斜面５２４ｂは、隣り合う２つの磁極のうち大きい磁力を有する磁極側に位置する。具体的には、第２傾斜面５２４ｂは、現像極Ｎ１と剥離極Ｓ３のうち現像極Ｎ１側に位置する。

【0082】

溝部５２４が設けられた部分における中心軸Ｃに直交するマグネット部５２１Ａの断面において、第１傾斜面５２４ａの下端および中心軸Ｃを通過する第３仮想線ＶＬ３と第１傾斜面５２４ａとが成す角度のうち小さい方の角度を第１溝角度θ１ａとし、第２傾斜面５２４ｂの下端および中心軸Ｃを通過する第４仮想線ＶＬ４と第２傾斜面５２３ｂとがなす角度のうち小さい方の角度を第２溝角度θ２ａとした場合に、第１溝角度θ１ａは、第２溝角度θ２ａよりも小さい。

【0083】

また、磁力の差が大きい隣り合う２つの磁極の間に設けられた溝部における第１溝角度と第２溝角度との差は、磁力の差が小さい隣り合う２つの磁極間に設けられた溝部における第１溝角度と第２溝角度との差よりも大きくなっている。

【0084】

具体的には、規制極Ｓ１と現像極Ｎ１との磁力の差は、現像極Ｎ１と剥離極Ｓ３との磁力の差よりも大きくなっている。この場合において、規制極Ｓ１と現像極Ｎ１との間に設けられた溝部５２３における第１溝角度θ１と第２溝角度θ２との差は、現像極Ｎ１と剥離極Ｓ３との間に設けられた溝部５２４における第１溝角度θ１ａと第２溝角度θ２ａとの差よりも大きくなっている。

【0085】

さらに、磁力の差が大きい隣り合う２つの磁極間に設けられた溝部の深さは、磁力の差が小さい隣り合う２つの磁極間に設けられた溝部の深さよりも深くなっている。

【0086】

具体的には、規制極Ｓ１と現像極Ｎ１との間に設けられた溝部５２３の深さは、現像極Ｎ１と剥離極Ｓ３との間に設けられた溝部５２４の深さよりも深くなっている。

【0087】

以上のように構成されることにより、実施の形態２に係るマグネットローラー５２Ａは、実施の形態１に係るマグネットローラー５２と同等以上の効果が得られる。

【0088】

具体的には、複数組の隣り合う２つの磁極のうち２組以上の隣り合う２つの磁極の間に溝部が設けられていることにより、実施の形態１と比較して、複数個の隣り合う２つの磁極の切り替わり位置がずれることを抑制することができる。

【0089】

一般的に、隣り合う２つの磁極の磁力差が大きいほど、磁力が小さい方に切り替わり位置が移動しやすくなる。

【0090】

実施の形態２のように、磁力の差が大きい隣り合う２つの磁極の間に設けられた溝部における第１溝角度θ１と第２溝角度θ２との差は、磁力の差が小さい隣り合う２つの磁極間に設けられた溝部における第１溝角度θ１ａと第２溝角度θ２ａとの差よりも大きくすることにより、磁力が低い方に切り替わり位置が移動することを抑制することができる。

【0091】

さらに、磁力の差が大きい隣り合う２つの磁極間に設けられた溝部の深さは、磁力の差が小さい隣り合う２つの磁極間に設けられた溝部の深さよりも深くすることにより、磁力が小さい方に切り替わり位置が移動することを抑制することができる。

【0092】

（検証実験）
図８は、実施の形態の効果を検証するために行なった検証実験の条件および結果を示す図である。図８を参照して、実施の形態の効果を検証するために行なった検証実験の条件および結果について説明する。

【0093】

図８に示すように、検証実験においては、比較例１Ａ、比較例１Ｂ、比較例２Ａ、比較例２Ｂ、実施例１Ａおよび実施例１Ｂに係るマグネットローラーを準備した。比較例１Ａ，１Ｂの組み合わせ、比較例２Ａ，２Ｂの組み合わせ、および実施例１Ａ，１Ｂの組み合わせの各組み合わせにおいて、主磁極である現像極Ｎ１の磁力をばらつかせて、規制極Ｓ１と現像極Ｎ１との磁力が切り替わる位置を確認した。なお、磁力が切り替わる位置は、マグネット部５２１の中心軸Ｃまわりの磁力をガウスメーターにて測定することで確認した。

【0094】

実施例１Ａ，１Ｂにおけるマグネットローラーとしては、実施の形態１に係るマグネットローラー５２を準備した。実施例１Ａ，１Ｂにおいては、第１溝角度θ１を３０°とし、第２溝角度θ２を４５°とした。

【0095】

図９は、比較例１Ａ，１Ｂにおけるマグネットローラーの概略断面図である。図９に示すように、比較例１Ａ，１Ｂにおけるマグネットローラー５２Ｘとしては、マグネット部５２１に溝部が設けられていないものを準備した。

【0096】

図１０は、比較例２Ａ，２Ｂにおけるマグネットローラーの概略断面図である。図１０に示すように、比較例２Ａ，２Ｂにおけるマグネットローラー５２Ｙとしては、マグネット部５２１の外周面５２１ａ上において、規制極Ｓ１と現像極Ｎ１との間に溝部５２３が設けられているものを準備した。比較例２Ａ，２Ｂにおいては、溝部５２３の第１溝角度θ１と第２溝角度θ２とを同じとし、第１溝角度θ１および第２溝角度θ２を４５度とした（図８参照）。

【0097】

再び図８に示すように、比較例１Ａ，１Ｂにおいては、溝部が設けられていないことにより、現像極Ｎ１の磁力がばらつくことで、規制極Ｓ１と現像極Ｎ１との磁力が切り替わる位置が、マグネット部５２１の中心角度で５．８°移動した。

【0098】

比較例２Ａ，２Ｂにおいては、溝部が設けられているものの、第１溝角度θ１と第２溝角度θ２とが同じであるため、現像極Ｎ１の磁力がばらつくことで、規制極Ｓ１と現像極Ｎ１との磁力が切り替わる位置が、マグネット部５２１の中心角度で５．３°移動した。

【0099】

実施例１Ａ，１Ｂにおいては、第１溝角度θ１が第２溝角度θ２よりも小さいことにより、現像極Ｎ１の磁力がばらついた場合であっても、規制極Ｓ１と現像極Ｎ１との磁力の切り替わり位置が、マグネット部５２１の中心角度でわずか０．８°移動しただけであった。

【0100】

以上の結果から、隣り合う２つの磁極の間に、中心軸の軸方向に平行な方向に沿って延在する溝部を設け、上記第１溝角度を上記第２溝角度よりも小さくすることにより、隣り合う２つの磁極の切り替わり位置のずれを抑制することができることが実験的にも確認されたと言える。

【0101】

上述した実施の形態１および２においては、マグネット部５２１が、円筒形状を有し、シャフト部５２２が挿通された状態で当該シャフト部５２２に貼り付けられた場合を例示して説明したが、これに限定されない。マグネット部５２１とシャフト部５２２とが磁性体組成物で一体的に成形されていてもよい。この場合には、シャフト部５２２へのマグネット部５２１の貼付けが不要となるため、マグネット部５２１の製造コストを低減させることができる。

【0102】

上述した実施の形態１においては、規制極Ｓ１と現像極Ｎ１との間に溝部が設けられている場合を例示して説明したが、これに限定されない。溝部は、現像極Ｎ１と剥離極Ｓ３との間に設けられていてもよいし、剥離極Ｓ３と汲上極Ｓ２との間に設けられていてもよいし、汲上極Ｓ２と搬送極Ｎ２との間に設けられていてもよいし、搬送極Ｎ２と規制極Ｓ１との間に設けられていてもよい。すなわち、上述の第１溝角度θ１が第２溝角素θ２よりも小さくなる限り、複数組の隣り合う２つの磁極のうち少なくともいずれか１組の隣り合う２つの磁極の間に、中心軸の軸方向に平行な方向に沿って延在する溝部が設けられていればよい。

【0103】

３組以上の隣り合う２つの磁極間にそれぞれ溝部が設けられる場合には、磁力差が大きくなるにつれて隣り合う２つの磁極間に設けられた溝部における第１溝角度と第２溝角度との差を大きくしてもよい。また、磁力差が大きくなるにつれて隣り合う２つの磁極間に設けられた溝部の深さを深くしてもよい。

【0104】

以上、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

【符号の説明】

【0105】

１Ｃ，１Ｋ，１Ｍ，１Ｙ 画像形成ユニット、１０ 感光体、１１ 帯電装置、１２ 露光装置、１５Ｃ，１５Ｋ，１５Ｍ，１５Ｙ トナーボトル、１７ クリーニング装置、３０ 中間転写ベルト、３１ 一次転写ローラー、３３ 二次転写ローラー、３６ クリーニング装置、３７ カセット、４０ 定着装置、４８ トレー、５０ 現像装置、５１ ハウジング、５１Ａ 隔壁、５２，５２Ａ，５２Ｘ，５２Ｙ マグネットローラー、５３ 現像スリーブ、５４ 第１搬送室、５４Ａ 第１撹拌部材、５５ 第２搬送室、５５Ａ 第２撹拌部材、５６ 規制部材、６０ 現像ローラー、１００ 画像形成装置、１０１ 制御装置、５２１，５２１Ａ マグネット部、５２１ａ 外周面、５２２ シャフト部、５２３ 溝部、５２３ａ 第１傾斜面、５２３ｂ 第２傾斜面、５２４ 溝部、５２４ａ 第１傾斜面、５２４ｂ 第２傾斜面。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】