JP3799994B2 - マグネットローラ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、レーザービームプリンターまたはファクシミリの受信装置などの画像形成装置において、電子写真プロセスを採用した電子写真装置に組み込まれるマグネットローラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マグネットローラには複数磁極が形成されており、これら磁極が単又は複数磁極組み合わさって、マグネットローラ外周面に現像剤に対して吸引、剥離、攪拌等の異なる磁気作用力を及ぼす領域を形成している。これら各領域において現像剤を剥離させたい領域は現像剤剥離領域と呼ばれており、通常、この現像剤剥離領域は同極性間に存在している。そして現像剤剥離領域に設けられる磁極は、現像剤を効率良く剥離させて現像剤の入れ替えを促進するために、部分的に磁界の強さをほぼゼロにすることが行われている。例えば、特開昭５９−１６６９７７号では、全体をロール状に一体成形したマグネットを対象として、ローラ現像剤剥離領域において、２つの隣接した磁極形成部位を一体の同極性磁路（電磁石）にて着磁して同極性となった磁極の中間部の磁界の強さをほぼ零にすることが行われている。
【０００３】
また、特開平１−１０８５８３号では、全体をロール状に一体成形したマグネットを対象として、現像剤剥離領域の外周面に凹溝を形成したり、外周面に着磁ヨークを用いて着磁し、現像剤剥離領域に隣接する両極と同極性である補助極を設けるなどしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、マグネット外周面を着磁ヨークにより着磁し、現像剤剥離領域の磁界の強さをほぼ零にしたり、マグネット外周面に凹溝を設けて現像剤剥離領域に補助極（両隣接極と同極性）を形成したり、マグネット外周面を着磁ヨークにより後着磁して現像剤剥離領域に補助極（両隣接極と同極性）を形成していたが、これらの方法では、現像剤剥離領域は図１に示すように、磁束密度パターンは漸減していき、磁束密度の谷底から漸増していくパターン（実線）となり、谷底から４ｍＴ以内の磁束密度パターン幅Ｗ（図１に示す）を大きくすることは困難であった。また点線で示すような逆極性（両隣接極性に対して）が発生するようなパターンになる場合もあり、この場合は、逆磁極のピークから４ｍＴ以内の磁束密度パターン幅が大きくても、現像剤に働く磁気吸引力がスリーブへ吸着する方向に働く為、現像剤の剥離は不十分となる。このように磁束密度変化が小さく且つ広い低磁束密度領域幅を達成することは困難であり、その結果、低磁気吸引力幅が小さくなり、現像剤剥離が十分でなかった。
【０００５】
また、広い低磁束密度領域幅を達成する為に、電磁石を用いた着磁ヨーク等で後着磁あるいは減磁等を行うことにより、前記幅を広げる方法もあるが、この場合は、工程が増えるうえに着磁や減磁等によるバラツキも発生するという問題がある。
【０００６】
また、現像剤剥離領域に別途着磁した低磁束密度のマグネットピースを設けることも考えられるが、この場合でも磁束密度パターンは図１の実線で示すようなパターンと同様となってしまう。従って、この場合も現像剤剥離領域の低磁束密度幅（低磁気吸引力幅）が狭くなるため、現像剤剥離が不十分となっていた。またこの場合も前記と同様、広い低磁束密度領域幅を達成する為に、電磁石を用いて着磁ヨーク等で前記磁束密度パターンを、後着磁あるいは減磁等の手段により、前記幅を広げる方法もあるが、工程が増え且つ着磁や減磁等によるバラツキも発生するという問題がある。
【０００７】
本発明はかかる現況に鑑みてなされたものであり、後着磁や減磁等の手段による現像剤剥離領域の低磁束密度パターン形成を行わなくても、現像剤剥離領域の磁束密度幅を広くすることができ、当該領域での現像剤の剥離を効率良く行えるマグネットローラを提供せんとするものであり、特に現像剥離領域での磁束密度極小値が１０ｍT以下（逆極性は除く）で磁束密度変化が小さく（バラツキレンジ４ｍＴ以内）、且つ低磁束密度パターン幅を３０°以上とすることができるマグネットローラを提供することで、現像剤剥離が十分に行われ、現像剤の入れ替え性が良好となり、ゴースト画像等が防止でき、高画質が得られ、カラー化にも好適なマグネットローラを提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、複数のマグネットピースを貼り合わせて構成され、同極性のマグネットピース間に現像剤剥離領域を形成したマグネットローラにおいて、前記同極性のマグネットピース間の現像剤剥離領域に、着磁強さを当該現像剤剥離領域の磁束密度極小値が１０ｍＴ以下となるようにし、且つ前記同極性の各マグネットピースと同じ極性となるように着磁配向されるとともに、外周面の少なくとも片側に、隣接するマグネットピースの端面に向かって開放した切り欠きを有してなるマグネットピースを、１つ以上介装したことを特徴とするマグネットローラを提供する。
【０００９】
ここで、外周面の両側に、隣接するマグネットピースの端面に向かって開放した切り欠きを有してなるマグネットピースを、１つ以上介装したものが好ましい。
【００１０】
マグネットピースとしては、磁性粉が一定方向に配向着時したものを用いることが好ましい。マグネットピースの外周面の一部に他の３辺から収束させるように配向着磁させる方式では、切り欠きを作らずに低磁束密度幅を広くすることが可能ではあるが、この場合、収束させる外周面の幅や着磁強さにより、低磁束密度幅が大きく左右され、制御が大変困難となる。
【００１１】
切り欠きの断面積の大きさは、切り欠きが形成されたマグネットピース全体の断面積の５％〜３０％の範囲に設定することが望まれる。
【００１２】
また、現像剤剥離領域の磁束密度極小値から４ｍＴ以内の磁束密度幅を４０°以上に設定してなるものが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図面に基づき説明する。図２は本発明のマグネットローラの代表的実施例を示している。このマグネットローラは、複数のマグネットピースＭ，ｍ，ｍ……をシャフト２の周囲に貼り合わせ、その周囲に前記マグネットピースの集合体に対して相対回転可能なスリーブ１を外装した構成である。ここにおいて、マグネットピースは、ボンド磁石、焼結磁石、鋳造磁石のいずれであってもよく、またシャフト２は金属であることが好ましいが、非金属であることを排除するものではない。またスリーブ３はアルミニウムなどの非磁性体を用いることが好ましいが、磁性体を用いることを禁止するものではない。
【００１４】
本発明はこのようなマグネットローラにおいて、マグネットピースのうち、現像剤剥離領域に設けるマグネットピースＭの外周面の少なくとも片側に、隣接するマグネットピースの端面に向かって開放した切り欠きを設けるというものである。現像剤剥離領域に設けるマグネットピースＭの数は1つ以上であれば特に制限はなく、また切り欠きは少なくともマグネットピースＭの外周面の片側にあればよい。また切り欠きは、隣接するマグネットピースｍの端面ｆに向かって開放している必要がある。図2では、現像剤剥離領域に設けたマグネットピースＭ（０Ｇ磁極とする）の外周面両側に、隣接するマグネットピースｍ,ｍの端面ｆ，ｆ’に向かって開放させた切り欠きｃ１，ｃ１’を設けている。そしてこのような切り欠きｃ１，ｃ１’が存在することによってマグネットピースＭと隣接するマグネットピースｍとは、外周面において接合しない構造となっている。マグネットピースＭの外周面両側を切り欠いていないならば、エッジ効果により磁束密度が部分的に大きくなる現象が隣接するマグネットピースｍとの接合部で発生するが、本発明ではこの部分が存在しないため、エッジ効果の発現はなく、これが現像剤領域における低磁束密度パターン幅を広くするのに寄与する。
【００１５】
切り欠きｃ１，ｃ１’の大きさや、切り込み形状、切り込み角度等は要求される磁束密度パターンに応じて適宜設計すればよいが、片側の切り欠きの断面積は、そのマグネットピースの全体の断面積の５％〜３０％程度が望ましく、更には１０％〜２０％程度が望ましい。切り欠きの断面積が５％未満では、切り欠きの効果は顕著に発揮できず、３０％を超えると、切り欠き部分に対応する磁束密度が小さくなり過ぎ、変化の少ない低磁束密度パターン幅が狭くなってしまう。
【００１６】
また、現像剤剥離領域に設けるマグネットピースＭの着磁配向の向きは、その外周面に現れる磁極性がマグネットピースＭに隣接するマグネットピースｍの磁極性と同じ極性となるように適宜設定し、隣接する磁極性と現像剥離領域の極性が同じとなるようにする。配向着磁強さは、該マグネットピースを設けない場合に現像剤剥離領域に発生する磁束密度の強さにより適宜設定すればよいが、磁束密度極小値が１０ｍＴ以下にすることが望ましい。１０ｍＴ以上になると低磁束密度幅が広くても、スリーブ側へ吸着する磁気吸引力が働き、現像剤の剥離が不十分となってしまう。
【００１７】
マグネットピースＭ，ｍは例えば次のような手順によって作製される。異方性フェライト磁性粉の５０重量％〜９５重量％と、樹脂バインダーの５重量％〜５０重量％とからなる混合物を主体とし、必要に応じて、表面処理剤としてシラン系やチタネート系やアルミニウム系のカップリング剤、溶融樹脂磁石の流動性を良好にする滑剤としてポリスチレン系・フッ素系滑剤、樹脂バインダーの熱分解を防止する安定剤、可塑剤、もしくは難燃剤などを添加した磁石材料を、混合分散し、溶融混練し、ペレット状に成形した後に、射出成形法あるいは押出成形法などにより、マグネットピース（現像剤剥離領域に設けるマグネットピースも含む）が成形される。
【００１８】
いずれの成形方法でも成形時に印加する配向着磁磁場は、各マグネットピースに要求される磁束密度仕様により適宜選択すればよい。また、要求磁気特性、使用磁気特性によっては成形時に配向着磁磁場を印加せず、成形後に着磁してもよい。
【００１９】
配向着磁の方向は、扇形状のマグネットピースの外周面の一部分に収束するようにしたり、扇形状のマグネットピースの内周面の一部に収束するようにしたり、あるいはある一定方向に配向するなど、必要に応じて選択される。
【００２０】
高磁束密度を要求される磁極に対しては、磁性粉として異方性フェライト系磁性粉と等方性あるいは異方性希土類系磁性粉との混合磁性粉と樹脂バインダーを混合分散したもの、または等方性あるいは異方性希土類系磁性粉と樹脂バインダーを混合分散したものを、溶融混練してペレット状に成形し、磁場中で射出成形し所望形状のマグネットピースを得る。脱型を容易にするために、金型内で一旦脱磁しても構わない。また、配向着磁方向は、前記と同様に、扇形状の外周面の一部に収束するようにするか、扇形状のマグネットピースの内周面の一部に収束するようにしたり、あるいは一定方向にすればよい。
【００２１】
上記で、混合磁性粉（フェライト系磁性粉＋希土類系磁性粉）を用いる場合は、1000ナイロン等の樹脂バインダー（５重量％〜５０重量％）と、磁性粉（５０重量％〜９５重量％）として異方性フェライト系磁性粉と等方性あるいは異方性希土類系磁性粉を用い、これらの混合比（重量比）は、異方性フェライト系磁性粉（Ｃ）：等方性あるいは異方性希土類系磁性粉（Ｄ）＝１：９〜９：１に調整するのが望ましく、更に希土類系磁性粉の混合比を減らし低コスト化を図る観点からは、Ｃ：Ｄ＝２：８〜８：２の範囲に調整するのが好ましい。前記混合比がＣ：Ｄ＝１：９未満では、等方性あるいは異方性希土類系磁性粉の含有量が少ない為、従来のフェライト樹脂磁石並の磁力しか得られず、他方で前記混合比がＣ：Ｄ＝９：１を超えると、磁性粉として等方性あるいは異方性希土類系磁性粉を用いたマグネットローラのように高磁力を得られるが、所望範囲を超えた磁力を有する磁極が着磁されたり、マグネットローラの仕様に無駄が生じると同時に製造コストが高くなる。要求磁束密度が更に高い場合は、磁性粉として等方性あるいは異方性希土類系磁性粉を単独で用いる。
【００２２】
上記の希土類磁性粉として例を挙げると、Ｒ（希土類）−Ｆｅ−Ｎ系合金、Ｒ―Ｆｅ―Ｂ系合金、Ｒ−Ｃｏ系合金、Ｒ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金などがある。
これらの中でも、軟磁性相と硬磁性相とを含み両相の磁化が交換相互作用する構造をもつ交換スプリング磁性粉を用いてもよい。交換スプリング磁性粉は、軟磁性相からくる低保磁力を有し、かつ交換相互作用からくる高い残留磁束密度を有するので、高い磁力を得ることができ、また従来の希土類磁性粉に比べ耐酸化性が良好で、メッキ等の表面被覆をすることなく錆が防止でき、さらに多量の軟磁性相が含まれるので、キュリー点が高くなり（４００°Ｃ以上）使用限界温度が高く（約２００°Ｃ以上）残留磁化の温度依存性が小さくなる。
【００２３】
前記Ｒ（希土類元素）としては、好ましくはＳｍ、Ｎｄ、この他にＰｒ、Ｄｙ、Ｔｂなどの１種または２種類以上を組合せたものを用いることができ、また、前記Ｆｅの一部を置換して磁気特性を高めるために、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｇ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉなどの元素の１種または２種以上を添加することができる。交換スプリング磁性粉としては、硬磁性相としてＲ−Ｆｅ−Ｂ化合物、且つ軟磁性相としてＦｅ相またはＦｅ−Ｂ化合物相を用いたもの、もしくは、硬磁性相としてＲ−Ｆｅ−Ｎ系化合物相、且つ軟磁性相としてＦｅ相を用いたものが好ましい。より具体的には、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金（軟磁性相：Ｆｅ−Ｂ合金、αＦｅ）、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金（軟磁性相：αＦｅ）、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｕ−Ｎｂ−Ｂ系合金（軟磁性相：Ｆｅ−Ｂ系合金、αＦｅなど）Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金（軟磁性相：αＦｅなど）などの交換スプリング磁性粉が好適であり、特に、保磁力（ｉＨｃ）を低く且つ残留磁束密度（Ｂｒ）を大きくする観点からは、Ｎｄ４Ｆｅ８０Ｂ２０合金（軟磁性相：Ｆｅ３Ｂ、αＦｅ）やＳｍ２Ｆｅ１７Ｎ３合金（軟磁性相：αＦｅ）の交換スプリング磁性粉が好ましい。
【００２４】
また、上記フェライト磁性粉としては、ＭＯ・Ｆｅ2Ｏ3（ｎは自然数）に代表される化学式をもつ異方性のフェライト磁性粉を用い、式中のＭとして、Ｓｒ、Ｂａまたは鉛などの１種類あるいは２種類以上を適宜選択して用いる。
【００２５】
樹脂バインダーとしては、エチレンーエチルアクリレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスフィド）、ＥＶＡ（エチレンー酢酸ビニル共重合体）、ＥＶＯＨ（エチレンービニルアルコール共重合体）およびＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）などの１種類あるいは２種類以上、もしくは、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂およびポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂の１種類あるいは２種類以上を混合して用いることができる。特に、本体部がナイロン等からなる樹脂バインダーの場合は、ＰＶＣ等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂である可撓性を付与した樹脂バインダー系とすると更に好適である。
【００２６】
また、前記混合磁性粉の含有率が５０重量％未満では、磁性粉不足によりマグネットローラの磁気特性が低下して所望の磁力が得られず、またその含有率が９５重量％を超えると、バインダー不足となり本体部の成形性が損なわれる。
【００２７】
ここで、技術用語である「交換スプリング磁性」の説明を行う。
「交換スプリング磁性」：磁石内に多量の軟磁性相が存在し、軟磁性特性を有する結晶粒と硬磁性特性を有する結晶粒の磁化が交換相互作用で互いに結びつき、軟磁性結晶粒の磁化が反転するのを硬磁性結晶粒の磁化が妨げ、あたかも軟磁性相が存在しないかのような特性を示すものである。このように、交換スプリング磁石には硬磁性相（通常希土類磁石はこの相のみ）より残留磁束密度が大きくかつ保磁力が小さい軟磁性相が多量に含まれるので、保磁力が小さくかつ高残留磁束密度の磁石が得られる。
【００２８】
その他の磁極については、異方性フェライト磁性粉の５０重量％〜９５重量％と、樹脂バインダーの５重量％〜５０重量％とからなる混合物を主体とし、必要に応じて、表面処理剤としてシラン系やチタネート系やアルミニウム系のカップリング剤、溶融磁石材料の流動性を良好にする滑剤としてアミド系滑剤、樹脂バインダーの熱分解を防止する安定剤、もしくは難燃剤などを添加した磁石材料を、混合分散し、溶融混練し、ペレット状に成形した後に、射出成形法あるいは押出成形法などにより、マグネットピースを成形する。
いずれの成形方法でも成形時に印加する磁場は、各マグネットピースに要求される磁束密度により適宜選択すればよい。また、成形時には磁場を印加せず、成形後に着磁しても良い。
【００２９】
樹脂バインダーとしては、エチレンーエチルアクリレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスフィド）、ＥＶＡ（エチレンー酢酸ビニル共重合体）、ＥＶＯＨ（エチレンービニルアルコール共重合体）およびＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）などの１種類あるいは２種類以上、もしくは、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂およびポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂の１種類あるいは２種類以上を混合して用いることができる。
【００３０】
また、前記混磁性粉の含有率が５０重量％未満では、磁性粉不足によりマグネットローラの磁気特性が低下して所望の磁力が得られず、またその含有率が９５重量％を超えると、バインダー不足となり本体部の成形性が損なわれる。
【００３１】
以上開示したのは、本発明に用いるマグネットピースの製法の一例であり、当該製法に基づいて作製されたマグネットピースを、例えば図2で示すよう配置関係でシャフト貼り合わせてマグネットローラが構成される。ここでは５極構成（Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｓ１，Ｓ２）の場合を示しているが、本発明ではこれに限らず、所望の磁力と磁界分布に従って、上記製法で作られたマグネットピースの数量を選択し、磁極数や磁極位置も適宜設定すればよい。上記の射出成形・押出成形と同時に磁場を印加する場合、成形物の脱型性の向上や、成形物のマグカス等のゴミ付着の防止やマグネットの取り扱い性を容易にする為に、成形後金型内あるいは金型外で一旦脱磁し、その後磁性粒子配向方向にほぼ沿った方向に着磁してもよい。
【００３２】
【実施例】
以下本発明の効果を確かめるために行った、本発明の実施例１〜６と従来技術である比較例１〜３との比較検証について説明する。
（実施例１）
マグネットピース材料として、樹脂バインダーにナイロン６を１０重量％（滑剤、可塑剤、安定剤も含む）、磁性粉として異方性ストロンチウムフェライト（ＳｒＯ・６Ｆｅ２Ｏ３）磁性粉を９０重量％とし、これらを混合し、溶融混練し、ペレット状に成形し、このペレットを溶融状態にし、注入口から溶融樹脂磁石材料を射出注入し、２３９Ｋ・Ａ／ｍ〜１１９４Ｋ・Ａ／ｍの磁場を印加しながら配向着磁し、図２に示すマグネットピースを成形した。
【００３３】
図２に示すように、現像剤剥離領域に、マグネットピースＭの外周面の両側に切り欠きｃ１，ｃ１’を設けたマグネットピースＭを配置した。両側の切り欠き断面積の合計は、マグネットピースＭ全体の断面積の３０％とした（片側１５％）。該マグネットピースＭの配向着磁方向は内周面から外周面へ一定方向にしたもので、成形時に２３９Ｋ・Ａ／ｍで配向着磁したものである。
その他の磁極用マグネットピースは、図２に示すように一定方向に配向着磁した。これらのマグネットピースをシャフトの外周面に貼り合わせてマグネットローラを形成した。
マグネット外径はφ１３．６、マグネット軸方向長さは３００ｍｍとし、シャフトはφ６のＳＵＭ２２（磁性体）を用いた。
【００３４】
磁束密度の測定方法は、得られたマグネットローラの両端の軸部を支持し、マグネットローラを回転させながら、マグネットローラ中心から８ｍｍ離れた位置（スリーブ上）にプローブ（センサー）をセットし、ガウスメータにてマグネットローラの周方向の磁束密度を測定した。
【００３５】
図３に示すように現像剤剥離領域Ｗにおいて、磁束密度極小値から４ｍＴ以内の磁束密度幅（°）＝Ａ°の換算方法を図３に示し、測定結果を表１に示した。(Ａ°＝４ｍＴ以内の磁束密度幅) 尚、（°）は、中心角による表現である。
【００３６】
【表１】
【００３７】
また、現像剤剥離状況は、現像剤剥離領域に残存する現像剤の量（１ｍｍ2当たりに存在する現像剤の量を計量する）を測定し、判断した。表1における◎、○、△、×は次の意味を有する。
◎：現像剤剥離領域に全く現像剤が存在しない状況、
○：現像剤剥離領域に全く現像剤がわずかに存在するが実用上全く問題ない（画質にゴースト等の悪影響を及ぼさない）状況、
△：現像剤剥離領域に全く現像剤が少し存在し、画質にゴースト等の悪影響を及ぼす状況、
×：現像剤剥離領域に現像剤が存在し、ほとんどの現像剤がスリーブ上から剥離することなく画質にゴースト等の悪影響を及ぼす状況、とした。
【００３８】
（実施例２）
図４に示すように、現像剤剥離領域に外周面の片側に切り欠きｃ２を設けたマグネットピースＭを設ける以外は、実施例１と同様に行った。片側の切り欠き断面積の割合を１５％とした。
【００３９】
（実施例３）
図５に示すように、現像剤剥離領域に外周面の両側に切り欠きｃ３，ｃ３’を設けたマグネットピースを設け、かつ隣接するマグネットピースとに隙間ｓを設ける以外は、実施例１と同様に行った。両側の切り欠き断面積の合計の割合を３０％とした。
【００４０】
（実施例４）
図６に示すように、現像剤剥離領域に外周面の両側に切り欠きｃ４，ｃ４’を設けたマグネットピースＭを設け、かつ切り欠きｃ４，ｃ４’の深さを大きくする以外は、実施例１と同様に行った。両側の切り欠き断面積の合計の割合を５０％とした。
【００４１】
（実施例５）
図７に示すように、現像剤剥離領域に外周面の両側に切り欠きｃ５，ｃ５’を設けたマグネットピースＭを設け、かつ切り欠きｃ５，ｃ５’の形状を図７に示すように変える以外は、実施例１と同様に行った。両側の切り欠き断面積の合計の割合を３０％とした。
【００４２】
（実施例６）
図８に示すように、現像剤剥離領域に外周面の両側に切り欠きｃ６，ｃ６’を設けたマグネットピースＭを設け、該マグネットピースＭの磁性粒子を外周面から内周面の一部に収束するように配向着磁した以外は、実施例１と同様に行った。両側の切り欠き断面積の合計の割合を３０％とした。
【００４３】
（比較例１）
図９に示すように、現像剤剥離領域にマグネットピースを設けない以外は、実施例１と同様に行った。
【００４４】
（比較例２）
図１０に示すように、現像剤剥離領域に外周面の両側に切り欠きを設けたマグネットピースを使用しない以外は、実施例１と同様に行った。
【００４５】
（比較例３）
図１１に示すように、現像剤剥離領域にマグネットピースを設けず、現像剥離領域に隣接するマグネットピースＮ１極、Ｎ２極の配向着磁方向を、図９に比べ、Ｎ１極は時計方向に２０°程度向きを変え、Ｎ２極は反時計方向に２０°程度向きを変える以外は、実施例１と同様に行った。
【００４６】
（評価）
表１で示した結果から明らかなように、実施例１と比較例１の現像剤剥離領域の磁束密度極小値から４ｍＴ以内の磁束密度幅（°）を比べると、実施例１は、現像剤剥離領域の磁極性が現像剤剥離領域に隣接する磁極性と同極性になり、現像剤剥離領域の磁束密度極小値から４ｍＴ以内の磁束密度幅（°）は４０°と広く現像剤剥離状況は良好であつた。これに対し、比較例１も４２°と広いが、現像剤剥離領域の磁極性が隣接する磁極性と逆極性となっているため、現像剤剥離状況が不十分となっている。
【００４７】
実施例１と比較例２の現像剤剥離領域の磁束密度極小値から４ｍＴ以内の磁束密度幅（°）を比べると、実施例１は４０°と広く現像剤剥離状況は良好で、これに対し、比較例２は２８°と狭く現像剤剥離状況も不十分である。
【００４８】
実施例１と比較例３の現像剤剥離領域の磁束密度極小値から４ｍＴ以内の磁束密度幅（°）を比べると、実施例１は４０°と広く現像剤剥離状況は良好で、これに対し、比較例３は、現像剥離領域に逆極性は発生していないが、２５°と狭く現像剤剥離状況も不十分である。
【００４９】
また、実施例２〜６は本発明の他の例で、実施例２は、現像剤剥離領域の磁束密度極小値から４ｍＴ以内の磁束密度幅（°）が実施例１に比べやや小さくなるものの、３０°以上は確保でき、現像剤剥離状況は実用上十分であった。
【００５０】
実施例３は、現像剤剥離領域の磁束密度極小値から４ｍＴ以内の磁束密度幅（°）が実施例１と同レベルとなり、現像剤剥離状況は良好であった。
【００５１】
実施例４は、現像剤剥離領域の磁束密度極小値から４ｍＴ以内の磁束密度幅（°）が実施例１と同レベルとなり、現像剤剥離状況は良好であった。
【００５２】
実施例５は、現像剤剥離領域の磁束密度極小値から４ｍＴ以内の磁束密度幅（°）が実施例１と同レベルとなり、現像剤剥離状況は良好であった。
【００５３】
実施例６は、現像剤剥離領域の磁束密度極小値から４ｍＴ以内の磁束密度幅（°）が実施例１に比べやや小さくなるものの、３０°以上は確保でき、現像剤剥離状況は実用上十分であった。
【００５４】
実施例１〜６は、いずれも現像剤剥離領域の磁束密度極小値から４ｍＴ以内の磁束密度幅（°）は３０°以上あり、現像剥離領域に隣接する磁極性に対して逆極性の発生もなく、現像剤剥離状況は良好であった。
【００５５】
以上の結果より、現像剤剥離領域にマグネットピースを設け、そのマグネットピースの外周面の両端あるいは片端に切り欠きを設けることにより、現像剤剥離領域の磁束密度極小値から４ｍＴ以内の磁束密度幅（°）は３０°以上となり、現像剤剥離状況は良好となることがわかった。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、同極性のマグネットピース間の現像剤剥離領域に、着磁強さを当該現像剤剥離領域の磁束密度極小値が１０ｍＴ以下となるようにし且つ前記同極性の各マグネットピースと同じ極性となるように着磁配向されるとともに、外周面の少なくとも片側に隣接するマグネットピースの端面に向かって開放した切り欠きを有してなるマグネットピースを１つ以上介装したので、後着磁や減磁等の手段による現像剤剥離領域の低磁束密度パターン形成を行わなくても、現像剤剥離領域の磁束密度幅を広くすることができ、当該領域での現像剤の剥離を効率良く行えるマグネットローラを提供できるようになり、特に現像剥離領域での磁束密度極小値が１０ｍT以下（逆極性は除く）で磁束密度変化が小さく（バラツキレンジ４ｍＴ以内）、かつ低磁束密度パターン幅を３０°以上とすることができるマグネットローラを得ることができる。そしてこのマグネットローラは前記特性を有するため、現像剥離領域での磁気吸引力が小さくなり、現像領域を通過したスリーブ上の現像剤を保持する力を弱くできるので、現像領域を通過した現像剤の剥離が十分に行われ、現像剤の入れ替え性が良好となり、ゴースト画像等も防止でき、また高画質が得られ、カラー化にも適している。
【００５７】
また、磁性粉が一定方向に配向着磁されたマグネットピースを用い、該マグネットピースの外周面の片側あるいは両側に切り欠きを設けたことにより、磁性粉が外周面の一部に他の３辺から収束するように配向着磁されたものに比べ、容易且つ安定的に、現像剤剥離領域の磁束密度幅を広くすることができ、当該領域での現像剤の剥離を効率よく行えるマグネットローラを提供できるようになり、特に現像剤剥離領域での磁束密度極小値が１０ｍＴ（逆極性は除く）で磁束密度変化が小さく（バラツキレンジ４ｍＴ以内）、且つ低磁束密度パターン幅を３０°以上とすることができるマグネットローラを得る事ができる。
【００５８】
また、切り欠きの断面積を、切り欠きが形成されたマグネットピース全体の断面積の５％〜３０％の範囲となるよう設定することにより、切り欠き部分に対応する磁束密度小さくし過ぎることなく変化の少ない低磁束密度パターン幅を広く確保することができる。
【００５９】
また、現像剤剥離領域の磁束密度極小値から４ｍＴ以内の磁束密度幅を４０°以上に設定することにより、変化の少ない低磁束密度パターン幅が広く確保され、当該領域での現像剤の剥離がより効率良く行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を説明するための磁束密度パターン図
【図２】本発明の実施例1のマグネットローラの断面図
【図３】本発明を説明するための磁束密度パターン図
【図４】本発明の実施例２のマグネットローラの断面図
【図５】本発明の実施例３のマグネットローラの断面図
【図６】本発明の実施例4のマグネットローラの断面図
【図７】本発明の実施例５のマグネットローラの断面図
【図８】本発明の実施例6のマグネットローラの断面図
【図９】従来のマグネットローラの断面図
【図１０】従来の他のマグネットローラの断面図
【図１１】従来の他のマグネットローラの断面図
【符号の説明】
１ スリーブ
２ シャフト
ｃ１，ｃ１’ 切り欠き
ｃ２，ｃ３ 切り欠き
ｃ４，ｃ４’ 切り欠き
ｃ５，ｃ５’ 切り欠き
ｃ６，ｃ６’ 切り欠き
ｆ，ｆ‘ 端面
Ｍ マグネットピース
ｍ マグネットピース
ｓ 隙間
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、レーザービームプリンターまたはファクシミリの受信装置などの画像形成装置において、電子写真プロセスを採用した電子写真装置に組み込まれるマグネットローラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
マグネットローラには複数磁極が形成されており、これら磁極が単又は複数磁極組み合わさって、マグネットローラ外周面に現像剤に対して吸引、剥離、攪拌等の異なる磁気作用力を及ぼす領域を形成している。これら各領域において現像剤を剥離させたい領域は現像剤剥離領域と呼ばれており、通常、この現像剤剥離領域は同極性間に存在している。そして現像剤剥離領域に設けられる磁極は、現像剤を効率良く剥離させて現像剤の入れ替えを促進するために、部分的に磁界の強さをほぼゼロにすることが行われている。例えば、特開昭５９−１６６９７７号では、全体をロール状に一体成形したマグネットを対象として、ローラ現像剤剥離領域において、２つの隣接した磁極形成部位を一体の同極性磁路（電磁石）にて着磁して同極性となった磁極の中間部の磁界の強さをほぼ零にすることが行われている。
【０００３】
また、特開平１−１０８５８３号では、全体をロール状に一体成形したマグネットを対象として、現像剤剥離領域の外周面に凹溝を形成したり、外周面に着磁ヨークを用いて着磁し、現像剤剥離領域に隣接する両極と同極性である補助極を設けるなどしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、マグネット外周面を着磁ヨークにより着磁し、現像剤剥離領域の磁界の強さをほぼ零にしたり、マグネット外周面に凹溝を設けて現像剤剥離領域に補助極（両隣接極と同極性）を形成したり、マグネット外周面を着磁ヨークにより後着磁して現像剤剥離領域に補助極（両隣接極と同極性）を形成していたが、これらの方法では、現像剤剥離領域は図１に示すように、磁束密度パターンは漸減していき、磁束密度の谷底から漸増していくパターン（実線）となり、谷底から４ｍＴ以内の磁束密度パターン幅Ｗ（図１に示す）を大きくすることは困難であった。また点線で示すような逆極性（両隣接極性に対して）が発生するようなパターンになる場合もあり、この場合は、逆磁極のピークから４ｍＴ以内の磁束密度パターン幅が大きくても、現像剤に働く磁気吸引力がスリーブへ吸着する方向に働く為、現像剤の剥離は不十分となる。このように磁束密度変化が小さく且つ広い低磁束密度領域幅を達成することは困難であり、その結果、低磁気吸引力幅が小さくなり、現像剤剥離が十分でなかった。
【０００５】
また、広い低磁束密度領域幅を達成する為に、電磁石を用いた着磁ヨーク等で後着磁あるいは減磁等を行うことにより、前記幅を広げる方法もあるが、この場合は、工程が増えるうえに着磁や減磁等によるバラツキも発生するという問題がある。
【０００６】
また、現像剤剥離領域に別途着磁した低磁束密度のマグネットピースを設けることも考えられるが、この場合でも磁束密度パターンは図１の実線で示すようなパターンと同様となってしまう。従って、この場合も現像剤剥離領域の低磁束密度幅（低磁気吸引力幅）が狭くなるため、現像剤剥離が不十分となっていた。またこの場合も前記と同様、広い低磁束密度領域幅を達成する為に、電磁石を用いて着磁ヨーク等で前記磁束密度パターンを、後着磁あるいは減磁等の手段により、前記幅を広げる方法もあるが、工程が増え且つ着磁や減磁等によるバラツキも発生するという問題がある。
【０００７】
本発明はかかる現況に鑑みてなされたものであり、後着磁や減磁等の手段による現像剤剥離領域の低磁束密度パターン形成を行わなくても、現像剤剥離領域の磁束密度幅を広くすることができ、当該領域での現像剤の剥離を効率良く行えるマグネットローラを提供せんとするものであり、特に現像剥離領域での磁束密度極小値が１０ｍT以下（逆極性は除く）で磁束密度変化が小さく（バラツキレンジ４ｍＴ以内）、且つ低磁束密度パターン幅を３０°以上とすることができるマグネットローラを提供することで、現像剤剥離が十分に行われ、現像剤の入れ替え性が良好となり、ゴースト画像等が防止でき、高画質が得られ、カラー化にも好適なマグネットローラを提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、複数のマグネットピースを貼り合わせて構成され、同極性のマグネットピース間に現像剤剥離領域を形成したマグネットローラにおいて、前記同極性のマグネットピース間の現像剤剥離領域に、着磁強さを当該現像剤剥離領域の磁束密度極小値が１０ｍＴ以下となるようにし、且つ前記同極性の各マグネットピースと同じ極性となるように着磁配向されるとともに、外周面の少なくとも片側に、隣接するマグネットピースの端面に向かって開放した切り欠きを有してなるマグネットピースを、１つ以上介装したことを特徴とするマグネットローラを提供する。
【０００９】
ここで、外周面の両側に、隣接するマグネットピースの端面に向かって開放した切り欠きを有してなるマグネットピースを、１つ以上介装したものが好ましい。
【００１０】
マグネットピースとしては、磁性粉が一定方向に配向着時したものを用いることが好ましい。マグネットピースの外周面の一部に他の３辺から収束させるように配向着磁させる方式では、切り欠きを作らずに低磁束密度幅を広くすることが可能ではあるが、この場合、収束させる外周面の幅や着磁強さにより、低磁束密度幅が大きく左右され、制御が大変困難となる。
【００１１】
切り欠きの断面積の大きさは、切り欠きが形成されたマグネットピース全体の断面積の５％〜３０％の範囲に設定することが望まれる。
【００１２】
また、現像剤剥離領域の磁束密度極小値から４ｍＴ以内の磁束密度幅を４０°以上に設定してなるものが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図面に基づき説明する。図２は本発明のマグネットローラの代表的実施例を示している。このマグネットローラは、複数のマグネットピースＭ，ｍ，ｍ……をシャフト２の周囲に貼り合わせ、その周囲に前記マグネットピースの集合体に対して相対回転可能なスリーブ１を外装した構成である。ここにおいて、マグネットピースは、ボンド磁石、焼結磁石、鋳造磁石のいずれであってもよく、またシャフト２は金属であることが好ましいが、非金属であることを排除するものではない。またスリーブ３はアルミニウムなどの非磁性体を用いることが好ましいが、磁性体を用いることを禁止するものではない。
【００１４】
本発明はこのようなマグネットローラにおいて、マグネットピースのうち、現像剤剥離領域に設けるマグネットピースＭの外周面の少なくとも片側に、隣接するマグネットピースの端面に向かって開放した切り欠きを設けるというものである。現像剤剥離領域に設けるマグネットピースＭの数は1つ以上であれば特に制限はなく、また切り欠きは少なくともマグネットピースＭの外周面の片側にあればよい。また切り欠きは、隣接するマグネットピースｍの端面ｆに向かって開放している必要がある。図2では、現像剤剥離領域に設けたマグネットピースＭ（０Ｇ磁極とする）の外周面両側に、隣接するマグネットピースｍ,ｍの端面ｆ，ｆ’に向かって開放させた切り欠きｃ１，ｃ１’を設けている。そしてこのような切り欠きｃ１，ｃ１’が存在することによってマグネットピースＭと隣接するマグネットピースｍとは、外周面において接合しない構造となっている。マグネットピースＭの外周面両側を切り欠いていないならば、エッジ効果により磁束密度が部分的に大きくなる現象が隣接するマグネットピースｍとの接合部で発生するが、本発明ではこの部分が存在しないため、エッジ効果の発現はなく、これが現像剤領域における低磁束密度パターン幅を広くするのに寄与する。
【００１５】
切り欠きｃ１，ｃ１’の大きさや、切り込み形状、切り込み角度等は要求される磁束密度パターンに応じて適宜設計すればよいが、片側の切り欠きの断面積は、そのマグネットピースの全体の断面積の５％〜３０％程度が望ましく、更には１０％〜２０％程度が望ましい。切り欠きの断面積が５％未満では、切り欠きの効果は顕著に発揮できず、３０％を超えると、切り欠き部分に対応する磁束密度が小さくなり過ぎ、変化の少ない低磁束密度パターン幅が狭くなってしまう。
【００１６】
また、現像剤剥離領域に設けるマグネットピースＭの着磁配向の向きは、その外周面に現れる磁極性がマグネットピースＭに隣接するマグネットピースｍの磁極性と同じ極性となるように適宜設定し、隣接する磁極性と現像剥離領域の極性が同じとなるようにする。配向着磁強さは、該マグネットピースを設けない場合に現像剤剥離領域に発生する磁束密度の強さにより適宜設定すればよいが、磁束密度極小値が１０ｍＴ以下にすることが望ましい。１０ｍＴ以上になると低磁束密度幅が広くても、スリーブ側へ吸着する磁気吸引力が働き、現像剤の剥離が不十分となってしまう。
【００１７】
マグネットピースＭ，ｍは例えば次のような手順によって作製される。異方性フェライト磁性粉の５０重量％〜９５重量％と、樹脂バインダーの５重量％〜５０重量％とからなる混合物を主体とし、必要に応じて、表面処理剤としてシラン系やチタネート系やアルミニウム系のカップリング剤、溶融樹脂磁石の流動性を良好にする滑剤としてポリスチレン系・フッ素系滑剤、樹脂バインダーの熱分解を防止する安定剤、可塑剤、もしくは難燃剤などを添加した磁石材料を、混合分散し、溶融混練し、ペレット状に成形した後に、射出成形法あるいは押出成形法などにより、マグネットピース（現像剤剥離領域に設けるマグネットピースも含む）が成形される。
【００１８】
いずれの成形方法でも成形時に印加する配向着磁磁場は、各マグネットピースに要求される磁束密度仕様により適宜選択すればよい。また、要求磁気特性、使用磁気特性によっては成形時に配向着磁磁場を印加せず、成形後に着磁してもよい。
【００１９】
配向着磁の方向は、扇形状のマグネットピースの外周面の一部分に収束するようにしたり、扇形状のマグネットピースの内周面の一部に収束するようにしたり、あるいはある一定方向に配向するなど、必要に応じて選択される。
【００２０】
高磁束密度を要求される磁極に対しては、磁性粉として異方性フェライト系磁性粉と等方性あるいは異方性希土類系磁性粉との混合磁性粉と樹脂バインダーを混合分散したもの、または等方性あるいは異方性希土類系磁性粉と樹脂バインダーを混合分散したものを、溶融混練してペレット状に成形し、磁場中で射出成形し所望形状のマグネットピースを得る。脱型を容易にするために、金型内で一旦脱磁しても構わない。また、配向着磁方向は、前記と同様に、扇形状の外周面の一部に収束するようにするか、扇形状のマグネットピースの内周面の一部に収束するようにしたり、あるいは一定方向にすればよい。
【００２１】
上記で、混合磁性粉（フェライト系磁性粉＋希土類系磁性粉）を用いる場合は、1000ナイロン等の樹脂バインダー（５重量％〜５０重量％）と、磁性粉（５０重量％〜９５重量％）として異方性フェライト系磁性粉と等方性あるいは異方性希土類系磁性粉を用い、これらの混合比（重量比）は、異方性フェライト系磁性粉（Ｃ）：等方性あるいは異方性希土類系磁性粉（Ｄ）＝１：９〜９：１に調整するのが望ましく、更に希土類系磁性粉の混合比を減らし低コスト化を図る観点からは、Ｃ：Ｄ＝２：８〜８：２の範囲に調整するのが好ましい。前記混合比がＣ：Ｄ＝１：９未満では、等方性あるいは異方性希土類系磁性粉の含有量が少ない為、従来のフェライト樹脂磁石並の磁力しか得られず、他方で前記混合比がＣ：Ｄ＝９：１を超えると、磁性粉として等方性あるいは異方性希土類系磁性粉を用いたマグネットローラのように高磁力を得られるが、所望範囲を超えた磁力を有する磁極が着磁されたり、マグネットローラの仕様に無駄が生じると同時に製造コストが高くなる。要求磁束密度が更に高い場合は、磁性粉として等方性あるいは異方性希土類系磁性粉を単独で用いる。
【００２２】
上記の希土類磁性粉として例を挙げると、Ｒ（希土類）−Ｆｅ−Ｎ系合金、Ｒ―Ｆｅ―Ｂ系合金、Ｒ−Ｃｏ系合金、Ｒ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金などがある。
これらの中でも、軟磁性相と硬磁性相とを含み両相の磁化が交換相互作用する構造をもつ交換スプリング磁性粉を用いてもよい。交換スプリング磁性粉は、軟磁性相からくる低保磁力を有し、かつ交換相互作用からくる高い残留磁束密度を有するので、高い磁力を得ることができ、また従来の希土類磁性粉に比べ耐酸化性が良好で、メッキ等の表面被覆をすることなく錆が防止でき、さらに多量の軟磁性相が含まれるので、キュリー点が高くなり（４００°Ｃ以上）使用限界温度が高く（約２００°Ｃ以上）残留磁化の温度依存性が小さくなる。
【００２３】
前記Ｒ（希土類元素）としては、好ましくはＳｍ、Ｎｄ、この他にＰｒ、Ｄｙ、Ｔｂなどの１種または２種類以上を組合せたものを用いることができ、また、前記Ｆｅの一部を置換して磁気特性を高めるために、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｇ、Ｔｌ、Ｐｂ、Ｂｉなどの元素の１種または２種以上を添加することができる。交換スプリング磁性粉としては、硬磁性相としてＲ−Ｆｅ−Ｂ化合物、且つ軟磁性相としてＦｅ相またはＦｅ−Ｂ化合物相を用いたもの、もしくは、硬磁性相としてＲ−Ｆｅ−Ｎ系化合物相、且つ軟磁性相としてＦｅ相を用いたものが好ましい。より具体的には、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金（軟磁性相：Ｆｅ−Ｂ合金、αＦｅ）、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金（軟磁性相：αＦｅ）、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｕ−Ｎｂ−Ｂ系合金（軟磁性相：Ｆｅ−Ｂ系合金、αＦｅなど）Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金（軟磁性相：αＦｅなど）などの交換スプリング磁性粉が好適であり、特に、保磁力（ｉＨｃ）を低く且つ残留磁束密度（Ｂｒ）を大きくする観点からは、Ｎｄ４Ｆｅ８０Ｂ２０合金（軟磁性相：Ｆｅ３Ｂ、αＦｅ）やＳｍ２Ｆｅ１７Ｎ３合金（軟磁性相：αＦｅ）の交換スプリング磁性粉が好ましい。
【００２４】
また、上記フェライト磁性粉としては、ＭＯ・Ｆｅ2Ｏ3（ｎは自然数）に代表される化学式をもつ異方性のフェライト磁性粉を用い、式中のＭとして、Ｓｒ、Ｂａまたは鉛などの１種類あるいは２種類以上を適宜選択して用いる。
【００２５】
樹脂バインダーとしては、エチレンーエチルアクリレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスフィド）、ＥＶＡ（エチレンー酢酸ビニル共重合体）、ＥＶＯＨ（エチレンービニルアルコール共重合体）およびＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）などの１種類あるいは２種類以上、もしくは、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂およびポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂の１種類あるいは２種類以上を混合して用いることができる。特に、本体部がナイロン等からなる樹脂バインダーの場合は、ＰＶＣ等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂である可撓性を付与した樹脂バインダー系とすると更に好適である。
【００２６】
また、前記混合磁性粉の含有率が５０重量％未満では、磁性粉不足によりマグネットローラの磁気特性が低下して所望の磁力が得られず、またその含有率が９５重量％を超えると、バインダー不足となり本体部の成形性が損なわれる。
【００２７】
ここで、技術用語である「交換スプリング磁性」の説明を行う。
「交換スプリング磁性」：磁石内に多量の軟磁性相が存在し、軟磁性特性を有する結晶粒と硬磁性特性を有する結晶粒の磁化が交換相互作用で互いに結びつき、軟磁性結晶粒の磁化が反転するのを硬磁性結晶粒の磁化が妨げ、あたかも軟磁性相が存在しないかのような特性を示すものである。このように、交換スプリング磁石には硬磁性相（通常希土類磁石はこの相のみ）より残留磁束密度が大きくかつ保磁力が小さい軟磁性相が多量に含まれるので、保磁力が小さくかつ高残留磁束密度の磁石が得られる。
【００２８】
その他の磁極については、異方性フェライト磁性粉の５０重量％〜９５重量％と、樹脂バインダーの５重量％〜５０重量％とからなる混合物を主体とし、必要に応じて、表面処理剤としてシラン系やチタネート系やアルミニウム系のカップリング剤、溶融磁石材料の流動性を良好にする滑剤としてアミド系滑剤、樹脂バインダーの熱分解を防止する安定剤、もしくは難燃剤などを添加した磁石材料を、混合分散し、溶融混練し、ペレット状に成形した後に、射出成形法あるいは押出成形法などにより、マグネットピースを成形する。
いずれの成形方法でも成形時に印加する磁場は、各マグネットピースに要求される磁束密度により適宜選択すればよい。また、成形時には磁場を印加せず、成形後に着磁しても良い。
【００２９】
樹脂バインダーとしては、エチレンーエチルアクリレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスフィド）、ＥＶＡ（エチレンー酢酸ビニル共重合体）、ＥＶＯＨ（エチレンービニルアルコール共重合体）およびＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）などの１種類あるいは２種類以上、もしくは、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フラン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂およびポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂の１種類あるいは２種類以上を混合して用いることができる。
【００３０】
また、前記混磁性粉の含有率が５０重量％未満では、磁性粉不足によりマグネットローラの磁気特性が低下して所望の磁力が得られず、またその含有率が９５重量％を超えると、バインダー不足となり本体部の成形性が損なわれる。
【００３１】
以上開示したのは、本発明に用いるマグネットピースの製法の一例であり、当該製法に基づいて作製されたマグネットピースを、例えば図2で示すよう配置関係でシャフト貼り合わせてマグネットローラが構成される。ここでは５極構成（Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｓ１，Ｓ２）の場合を示しているが、本発明ではこれに限らず、所望の磁力と磁界分布に従って、上記製法で作られたマグネットピースの数量を選択し、磁極数や磁極位置も適宜設定すればよい。上記の射出成形・押出成形と同時に磁場を印加する場合、成形物の脱型性の向上や、成形物のマグカス等のゴミ付着の防止やマグネットの取り扱い性を容易にする為に、成形後金型内あるいは金型外で一旦脱磁し、その後磁性粒子配向方向にほぼ沿った方向に着磁してもよい。
【００３２】
【実施例】
以下本発明の効果を確かめるために行った、本発明の実施例１〜６と従来技術である比較例１〜３との比較検証について説明する。
（実施例１）
マグネットピース材料として、樹脂バインダーにナイロン６を１０重量％（滑剤、可塑剤、安定剤も含む）、磁性粉として異方性ストロンチウムフェライト（ＳｒＯ・６Ｆｅ２Ｏ３）磁性粉を９０重量％とし、これらを混合し、溶融混練し、ペレット状に成形し、このペレットを溶融状態にし、注入口から溶融樹脂磁石材料を射出注入し、２３９Ｋ・Ａ／ｍ〜１１９４Ｋ・Ａ／ｍの磁場を印加しながら配向着磁し、図２に示すマグネットピースを成形した。
【００３３】
図２に示すように、現像剤剥離領域に、マグネットピースＭの外周面の両側に切り欠きｃ１，ｃ１’を設けたマグネットピースＭを配置した。両側の切り欠き断面積の合計は、マグネットピースＭ全体の断面積の３０％とした（片側１５％）。該マグネットピースＭの配向着磁方向は内周面から外周面へ一定方向にしたもので、成形時に２３９Ｋ・Ａ／ｍで配向着磁したものである。
その他の磁極用マグネットピースは、図２に示すように一定方向に配向着磁した。これらのマグネットピースをシャフトの外周面に貼り合わせてマグネットローラを形成した。
マグネット外径はφ１３．６、マグネット軸方向長さは３００ｍｍとし、シャフトはφ６のＳＵＭ２２（磁性体）を用いた。
【００３４】
磁束密度の測定方法は、得られたマグネットローラの両端の軸部を支持し、マグネットローラを回転させながら、マグネットローラ中心から８ｍｍ離れた位置（スリーブ上）にプローブ（センサー）をセットし、ガウスメータにてマグネットローラの周方向の磁束密度を測定した。
【００３５】
図３に示すように現像剤剥離領域Ｗにおいて、磁束密度極小値から４ｍＴ以内の磁束密度幅（°）＝Ａ°の換算方法を図３に示し、測定結果を表１に示した。(Ａ°＝４ｍＴ以内の磁束密度幅) 尚、（°）は、中心角による表現である。
【００３６】
【表１】
また、現像剤剥離状況は、現像剤剥離領域に残存する現像剤の量（１ｍｍ2当たりに存在する現像剤の量を計量する）を測定し、判断した。表1における◎、○、△、×は次の意味を有する。
◎：現像剤剥離領域に全く現像剤が存在しない状況、
○：現像剤剥離領域に全く現像剤がわずかに存在するが実用上全く問題ない（画質にゴースト等の悪影響を及ぼさない）状況、
△：現像剤剥離領域に全く現像剤が少し存在し、画質にゴースト等の悪影響を及ぼす状況、
×：現像剤剥離領域に現像剤が存在し、ほとんどの現像剤がスリーブ上から剥離することなく画質にゴースト等の悪影響を及ぼす状況、とした。
【００３８】
（実施例２）
図４に示すように、現像剤剥離領域に外周面の片側に切り欠きｃ２を設けたマグネットピースＭを設ける以外は、実施例１と同様に行った。片側の切り欠き断面積の割合を１５％とした。
【００３９】
（実施例３）
図５に示すように、現像剤剥離領域に外周面の両側に切り欠きｃ３，ｃ３’を設けたマグネットピースを設け、かつ隣接するマグネットピースとに隙間ｓを設ける以外は、実施例１と同様に行った。両側の切り欠き断面積の合計の割合を３０％とした。
【００４０】
（実施例４）
図６に示すように、現像剤剥離領域に外周面の両側に切り欠きｃ４，ｃ４’を設けたマグネットピースＭを設け、かつ切り欠きｃ４，ｃ４’の深さを大きくする以外は、実施例１と同様に行った。両側の切り欠き断面積の合計の割合を５０％とした。
【００４１】
（実施例５）
図７に示すように、現像剤剥離領域に外周面の両側に切り欠きｃ５，ｃ５’を設けたマグネットピースＭを設け、かつ切り欠きｃ５，ｃ５’の形状を図７に示すように変える以外は、実施例１と同様に行った。両側の切り欠き断面積の合計の割合を３０％とした。
【００４２】
（実施例６）
図８に示すように、現像剤剥離領域に外周面の両側に切り欠きｃ６，ｃ６’を設けたマグネットピースＭを設け、該マグネットピースＭの磁性粒子を外周面から内周面の一部に収束するように配向着磁した以外は、実施例１と同様に行った。両側の切り欠き断面積の合計の割合を３０％とした。
【００４３】
（比較例１）
図９に示すように、現像剤剥離領域にマグネットピースを設けない以外は、実施例１と同様に行った。
【００４４】
（比較例２）
図１０に示すように、現像剤剥離領域に外周面の両側に切り欠きを設けたマグネットピースを使用しない以外は、実施例１と同様に行った。
【００４５】
（比較例３）
図１１に示すように、現像剤剥離領域にマグネットピースを設けず、現像剥離領域に隣接するマグネットピースＮ１極、Ｎ２極の配向着磁方向を、図９に比べ、Ｎ１極は時計方向に２０°程度向きを変え、Ｎ２極は反時計方向に２０°程度向きを変える以外は、実施例１と同様に行った。
【００４６】
（評価）
表１で示した結果から明らかなように、実施例１と比較例１の現像剤剥離領域の磁束密度極小値から４ｍＴ以内の磁束密度幅（°）を比べると、実施例１は、現像剤剥離領域の磁極性が現像剤剥離領域に隣接する磁極性と同極性になり、現像剤剥離領域の磁束密度極小値から４ｍＴ以内の磁束密度幅（°）は４０°と広く現像剤剥離状況は良好であつた。これに対し、比較例１も４２°と広いが、現像剤剥離領域の磁極性が隣接する磁極性と逆極性となっているため、現像剤剥離状況が不十分となっている。
【００４７】
実施例１と比較例２の現像剤剥離領域の磁束密度極小値から４ｍＴ以内の磁束密度幅（°）を比べると、実施例１は４０°と広く現像剤剥離状況は良好で、これに対し、比較例２は２８°と狭く現像剤剥離状況も不十分である。
【００４８】
実施例１と比較例３の現像剤剥離領域の磁束密度極小値から４ｍＴ以内の磁束密度幅（°）を比べると、実施例１は４０°と広く現像剤剥離状況は良好で、これに対し、比較例３は、現像剥離領域に逆極性は発生していないが、２５°と狭く現像剤剥離状況も不十分である。
【００４９】
また、実施例２〜６は本発明の他の例で、実施例２は、現像剤剥離領域の磁束密度極小値から４ｍＴ以内の磁束密度幅（°）が実施例１に比べやや小さくなるものの、３０°以上は確保でき、現像剤剥離状況は実用上十分であった。
【００５０】
実施例３は、現像剤剥離領域の磁束密度極小値から４ｍＴ以内の磁束密度幅（°）が実施例１と同レベルとなり、現像剤剥離状況は良好であった。
【００５１】
実施例４は、現像剤剥離領域の磁束密度極小値から４ｍＴ以内の磁束密度幅（°）が実施例１と同レベルとなり、現像剤剥離状況は良好であった。
【００５２】
実施例５は、現像剤剥離領域の磁束密度極小値から４ｍＴ以内の磁束密度幅（°）が実施例１と同レベルとなり、現像剤剥離状況は良好であった。
【００５３】
実施例６は、現像剤剥離領域の磁束密度極小値から４ｍＴ以内の磁束密度幅（°）が実施例１に比べやや小さくなるものの、３０°以上は確保でき、現像剤剥離状況は実用上十分であった。
【００５４】
実施例１〜６は、いずれも現像剤剥離領域の磁束密度極小値から４ｍＴ以内の磁束密度幅（°）は３０°以上あり、現像剥離領域に隣接する磁極性に対して逆極性の発生もなく、現像剤剥離状況は良好であった。
【００５５】
以上の結果より、現像剤剥離領域にマグネットピースを設け、そのマグネットピースの外周面の両端あるいは片端に切り欠きを設けることにより、現像剤剥離領域の磁束密度極小値から４ｍＴ以内の磁束密度幅（°）は３０°以上となり、現像剤剥離状況は良好となることがわかった。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、同極性のマグネットピース間の現像剤剥離領域に、着磁強さを当該現像剤剥離領域の磁束密度極小値が１０ｍＴ以下となるようにし且つ前記同極性の各マグネットピースと同じ極性となるように着磁配向されるとともに、外周面の少なくとも片側に隣接するマグネットピースの端面に向かって開放した切り欠きを有してなるマグネットピースを１つ以上介装したので、後着磁や減磁等の手段による現像剤剥離領域の低磁束密度パターン形成を行わなくても、現像剤剥離領域の磁束密度幅を広くすることができ、当該領域での現像剤の剥離を効率良く行えるマグネットローラを提供できるようになり、特に現像剥離領域での磁束密度極小値が１０ｍT以下（逆極性は除く）で磁束密度変化が小さく（バラツキレンジ４ｍＴ以内）、かつ低磁束密度パターン幅を３０°以上とすることができるマグネットローラを得ることができる。そしてこのマグネットローラは前記特性を有するため、現像剥離領域での磁気吸引力が小さくなり、現像領域を通過したスリーブ上の現像剤を保持する力を弱くできるので、現像領域を通過した現像剤の剥離が十分に行われ、現像剤の入れ替え性が良好となり、ゴースト画像等も防止でき、また高画質が得られ、カラー化にも適している。
【００５７】
また、磁性粉が一定方向に配向着磁されたマグネットピースを用い、該マグネットピースの外周面の片側あるいは両側に切り欠きを設けたことにより、磁性粉が外周面の一部に他の３辺から収束するように配向着磁されたものに比べ、容易且つ安定的に、現像剤剥離領域の磁束密度幅を広くすることができ、当該領域での現像剤の剥離を効率よく行えるマグネットローラを提供できるようになり、特に現像剤剥離領域での磁束密度極小値が１０ｍＴ（逆極性は除く）で磁束密度変化が小さく（バラツキレンジ４ｍＴ以内）、且つ低磁束密度パターン幅を３０°以上とすることができるマグネットローラを得る事ができる。
【００５８】
また、切り欠きの断面積を、切り欠きが形成されたマグネットピース全体の断面積の５％〜３０％の範囲となるよう設定することにより、切り欠き部分に対応する磁束密度小さくし過ぎることなく変化の少ない低磁束密度パターン幅を広く確保することができる。
【００５９】
また、現像剤剥離領域の磁束密度極小値から４ｍＴ以内の磁束密度幅を４０°以上に設定することにより、変化の少ない低磁束密度パターン幅が広く確保され、当該領域での現像剤の剥離がより効率良く行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を説明するための磁束密度パターン図
【図２】本発明の実施例1のマグネットローラの断面図
【図３】本発明を説明するための磁束密度パターン図
【図４】本発明の実施例２のマグネットローラの断面図
【図５】本発明の実施例３のマグネットローラの断面図
【図６】本発明の実施例4のマグネットローラの断面図
【図７】本発明の実施例５のマグネットローラの断面図
【図８】本発明の実施例6のマグネットローラの断面図
【図９】従来のマグネットローラの断面図
【図１０】従来の他のマグネットローラの断面図
【図１１】従来の他のマグネットローラの断面図
【符号の説明】
１ スリーブ
２ シャフト
ｃ１，ｃ１’ 切り欠き
ｃ２，ｃ３ 切り欠き
ｃ４，ｃ４’ 切り欠き
ｃ５，ｃ５’ 切り欠き
ｃ６，ｃ６’ 切り欠き
ｆ，ｆ‘ 端面
Ｍ マグネットピース
ｍ マグネットピース
ｓ 隙間
Claims (5)
- 複数のマグネットピースを貼り合わせて構成され、同極性のマグネットピース間に現像剤剥離領域を形成したマグネットローラにおいて、前記同極性のマグネットピース間の現像剤剥離領域に、着磁強さを当該現像剤剥離領域の磁束密度極小値が１０ｍＴ以下となるようにし、且つ前記同極性の各マグネットピースと同じ極性となるように着磁配向されるとともに、外周面の少なくとも片側に、隣接するマグネットピースの端面に向かって開放した切り欠きを有してなるマグネットピースを、１つ以上介装したことを特徴とするマグネットローラ。
- 外周面の両側に、隣接するマグネットピースの端面に向かって開放した切り欠きを有してなるマグネットピースを、１つ以上介装した請求項１記載のマグネットローラ。
- 磁性粉が一定方向に配向着磁されたマグネットピースを用いる請求項１又は２記載のマグネットローラ。
- 切り欠きの断面積が、切り欠きが形成されたマグネットピース全体の断面積の５％〜３０％の範囲である請求項１〜３の何れか１項に記載のマグネットローラ。
- 現像剤剥離領域の磁束密度極小値から４ｍＴ以内の磁束密度幅を４０°以上に設定してなる請求項１〜４の何れか１項に記載のマグネットローラ。
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