(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
強磁性体粉末と樹脂バインダーを主体とする混合物で成形したマグネットピースを複数個貼り合わせて形成したマグネットローラにおいて、現像剤規制板に対向する磁極を同極性の複数個のマグネットピースで構成し、かつ該同極性の複数個のマグネットピースの配向着磁方向が該マグネットローラ外周面側において、互いに反発する方向とは逆方向に向いており、かつ磁束密度ピーク値の８０％幅が２５°以上６０°以下であることを特徴とするマグネットローラ。
【請求項２】
上記同極性の複数個のマグネットピースの配向着磁方向をそれぞれ該マグネットローラ中心部の方向に延長した線の交差する角度が５°以上４０°以下としたことを特徴とする請求項１記載のマグネットローラ。
【請求項３】
上記同極性の複数個のマグネットピースが異なった形状であることを特徴とする請求項１または２に記載のマグネットローラ。
【請求項４】
上記同極性の複数個のマグネットピースが異なった磁気特性を有することを特徴とする請求項１または２に記載のマグネットローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子写真方式の複写機、ファクシミリ、レーザープリンタなどに使用されるマグネットローラの製造方法およびマグネットローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のマグネットピースを貼り合わせて形成するマグネットローラにおいて、現像剤規制用磁極の隣接する一方の磁極あるいは両方の磁極に、現像剤規制用磁極と隣接磁極との接合面の外周面に切り欠きを入れることにより、現像剤規制板に対向する磁極の磁束密度パターンの磁束密度ピーク付近をブロードにすることが知られている（特許文献１）。また、外周面に磁極を持つ略扇形マグネットをシャフトの周囲に複数個組み合わせて配置し、軸方向に連続する断面スリット状又はくさび状溝を隣接磁極間に設けることにより、同一材質の略扇形マグネットの組合せで、マグネットロールの磁束密度パターン形状を制御できることが知られている（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００２−９１１６６
【特許文献２】特開２０００−７５６６５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１では、磁極の磁束密度パターンの磁束密度ピーク付近をある程度ブロードにすることができるが、マグネットローラの使用目的によっては、この程度のブロード幅の拡大では実用上困難な場合がある。
【０００４】
すなわち、昨今、フルカラー化、高画質化、高速化が進み、従来のブロード幅では現像剤の安定的な搬送が不十分となる場合がある。
【０００５】
また、特許文献２では、ある磁極の磁束密度パターン幅全体を制御することはできるが、磁極の磁束密度パターンの磁束密度ピーク付近をブロードにすることは困難な場合がる。
【０００６】
このため、十分に拡大されたブロード幅を有し、上記目的にも対応可能なマグローラーが求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、強磁性体粉末と樹脂バインダーを主体とする混合物で成形したマグネットピースを複数個貼り合わせて形成したマグネットローラにおいて、現像剤規制板に対向する磁極を同極性の複数個のマグネットピースで構成し、かつ該同極性の複数個のマグネットピースの配向着磁方向が該マグネットローラ外周面側において、互いに反発する方向とは逆方向に向いており、かつ磁束密度ピーク値の８０％幅が２５°以上６０°以下であるマグネットローラ、である。
【０００８】
また、本発明は、上記同極性のマグネットピースの配向着磁方向をそれぞれ該マグネットローラ中心部方向に延長した線の交差する角度が５°以上４０°以下としたマグネットローラ、である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、磁極の磁束密度パターンの磁束密度ピーク付近のブロード幅の自由度が大きくなり、ブロード幅を広げることができ、このため現像剤の安定的な搬送が可能となり、高画質が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明はまず、強磁性体粉末と樹脂バインダーを主体とする混合物を溶融混練し、ペレット状にした後、該ペレットを溶融状態にして、図１の（ａ）、（ｂ）に示すような成形装置（押出金型）を用いて押出成形すると同時に、２４０Ｋ・Ａ／ｍ〜２４００Ｋ・Ａ／ｍの磁場を印加し配向着磁して図２の（ａ）、（ｂ）に示すような同極性の配向着磁方向が異なるマグネットピース（１）および（５）を得る。
【００１１】
そして、これ以外の他のマグネットピースについては、上記溶融樹脂磁石材料を、図３に示すような成形装置（押出用金型）を用いて押出成形すると同時に、２４０Ｋ・Ａ／ｍ〜２４００Ｋ・Ａ／ｍの磁場を印加し配向着磁して図３に示すようなマグネットピース（６）を得る。
【００１２】
次いで、図２の（ａ）、（ｂ）に示す同極性のマグネットピース（１）および（５）を現像剤規制板に対向する位置に、かつ、配向着磁方向が該マグネットローラ外周面側において、互いに反発する方向とは逆方向に向うように、そして他のマグネットピース（６）を所望の位置になるようにシャフトの外周部に貼り合わせ、図４に示すような本発明のマグネットローラを得る。
【００１３】
従来は、１つのマグネットピースに切り欠きや後着磁等によりブロードな磁束密度パターンを得ていたが、この方法では得られるブロードな磁束密度パターンのバラツキが大きく、現像剤の安定的な搬送が難しい場合があった。
【００１４】
しかし、上記のように、現像剤規制板に対向する磁極を同極性の複数個のマグネットピースで構成し、かつ該同極性の複数個のマグネットピースの配向着磁方向が該マグネットローラ外周面側において、互いに反発する方向とは逆方向にすることにより、現像剤規制板に対向する磁束密度パターンを容易にブロード化することができ、また、ブロード幅やブロード部の磁束密度傾き、等が容易に制御できるようになり、現像剤の搬送が安定し高画質を得ることができる。
【００１５】
ブロード幅の規定は種々存在するが、例えば、磁束密度ピーク値の８０％幅を角度で規定する方法がある。この場合、前記８０％幅は２５°以上６０°以下が好ましいブロード幅である。前記８０％幅が２５°未満の場合は、現像用スリーブ上の現像剤の穂立ちが一定の高さとならず山形形状となりやすい。そうすると、マグネットローラの固定位置がズレることにより、現像剤規制板とスリーブとの隙間を通過する現像剤の量が不安定になり、画質濃度にムラが生じる場合がある。また、前記８０％幅が６０°を超える場合は、現像用スリーブ上の現像剤の穂立ちは一定の高さとなるが、現像剤をスリーブ上に吸着する力が弱くなり、現像剤がスリーブ上から脱落する場合があり、結果的に現像装置を汚したり、画像ムラが生じる場合がある。
【００１６】
また、本発明は、上記同極性の複数個のマグネットピースの配向着磁方向をそれぞれ該マグネットローラ中心部方向に延長した線の交差する角度が、好ましくは５°以上４０°以下としたマグネットローラ、である。
【００１７】
図４に示すように、現像剤規制板に対向する磁極を構成する複数個のマグネットピースの配向着磁方向をそれぞれ該マグネットローラ中心部方向に延長した線の交差する角度Ａ°を５°以上４０°以下とすることにより、効率的かつ安定したブロードな磁束密度パターンを得ることができる。前記角度Ａ°が５°未満の場合、磁束密度を十分にブロードなパターンすることができない場合があり、また、前記角度Ａ°が４０°を超えるとブロードな磁束密度パターンの中央付近に向かって磁束密度値が漸減する場合があり、現像剤搬送に悪影響（滞留等）を及ぼす場合がる。ただし、現像剤が現像剤規制板下を通過する時の負荷を小さくする目的で、あえてブロードな磁束密度パターンの中央付近に向かって磁束密度値を漸減させる場合もある。このようなマグネットローラの使用目的によって、画質を損なわない限り、前記角度Ａ°は上記範囲外でもよい。
【００１８】
本発明において、前記角度Ａ°を所望の角度とするには、上記同極性の複数個のマグネットピースの配向着磁方向をそれぞれ所望の角度となるように予め設定しておき、それから、上記方法にて、この同極性の複数個のマグネットピースを成形した後、現像剤規制板に対向する磁極として貼り合わせればよい。
【００１９】
なお、この時の角度Ａ°は以下の方法で測定することができる。
【００２０】
マグネットピースの表面に対しＸ線回折測定を行い、回折ピークの面指数と強度からマグネットピースの結晶学的な配向度（配向方向）を求める。
【００２１】
上記では、現像剤規制板に対向する磁極を２つのマグネットピースで構成する方法で説明したが、これに制限されることはなく、３つ以上のマグネットピースで構成してもよい。なお、現像剤規制板に対向する磁極が３つ以上のマグネットピースで構成した場合も、その両端のマグネットピースを基準にして、前記角度Ａ°は、５°以上４０°以下とすることが好ましい。
【００２２】
また、現像剤規制板に対向する磁極を構成するマグネットピースの形状は同一形状でなくてもよく、例えば扇開き角度が異なるマグネットピースを組み合わせてもよい。更に、現像剤規制板に対向する磁極を構成するマグネットピースの磁気特性を異なるもので組み合わせてもよい。
【００２３】
また、上記ではブロードな磁束密度パターンを一定の範囲で磁束密度の変化を小さくして得る方法を説明したが、これ以外にも、現像剤規制板に対向する磁極を構成する複数のマグネットピースの各々の磁気特性、配向着磁方向、形状、等を変えることにより、磁束密度値を現像剤搬送方向上流側から下流側に向かって漸減させたり、逆に、磁束密度値を現像剤搬送方向上流側から下流側に向かって漸増させたりすることもできる。
【００２４】
また、上記ではひとつの磁極にブロードな磁束密度パターンを形成する方法を説明したが、該ブロードな磁束密度パターンを形成する極を複数設けてもよい。
【００２５】
本発明ではマグネットピース材料として、以下のような強磁性体粉末と樹脂バインダーを用いることができる。
【００２６】
強磁性粉末としては、ＭＯ・ｎＦｅ２Ｏ３（ｎは自然数）で代表される化学式を持つ異方性フェライト磁性粉などがあげられる。式中のＭとして、Ｓｒ、Ｂａまたは鉛などの１種類または２種類以上を適宜選択して用いることができる。
【００２７】
更に、強磁性体粉末として、異方性フェライト磁性粉、等方性フェライト磁性粉、異方性希土類磁性粉（例えばＳｍＦｅＮ系）、等方性希土類磁性粉（例えばＮｅＦｅＢ系）を単独または２種類以上を混合して使用でき、要求される磁束密度に応じて適宜選択すればよい。
【００２８】
樹脂バインダーとしては、エチレン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−酢酸ビニル共重合体）、ＥＶＯＨ（エチレン−ビニルアルコール共重合体）及びＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）などの１種類または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及びポリイミド樹脂などの熱硬化樹脂の１種類または２種類以上を混合して用いることができる。
【００２９】
上記に示した単独磁性粉あるいは混合磁性粉の含有率は５０〜９５重量％の範囲が好ましい。単独磁性粉あるいは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、マグネットピースの磁気特性が低下して所望の磁力が得られにくくなり、一方、それらの含有率が９５重量％を超えると、樹脂バインダー不足となり成形性が損なわれるおそれがある。
【００３０】
添加剤としては、磁性粉表面処理剤としてシラン系やチタネート系等のカップリング剤、流動性を良好にするポリスチレン系・フッ素系潤滑剤等、安定剤、可塑剤、もしくは難燃剤などを添加することができる。
【００３１】
また、本明細書においては、５つの磁極で構成されたマグネットローラを主に説明しているが、本発明は５極マグネットローラのみに限定されない。すなわち、所望の磁束密度と磁界分布に応じて、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ることができる。
【００３２】
更に、本発明においては、マグネットピースは押出成形にて形成することを主に説明しているが、マグネットピースの成形は射出成形、圧縮成形、あるいはマグネットピースごとに成形方法を変えることもできる。
【実施例】
【００３３】
（実施例１）
マグネットピースの材料として、樹脂バインダーにエチレンエチルアクリレート樹脂（日本ユニカー製ＰＥＳ２１０）を１０重量％（滑剤、安定剤を含む）、強磁性体粉末として異方性ストロンチウムフェライト（ＳｒＯ・６Ｆｅ２Ｏ３）粉末（日本弁柄工業株式会社製ＮＦ−３５０）を９０重量％とし、これらを混合して溶融混練し、ペレット状にした。このペレットを溶融状態にして、図１の（ａ）、（ｂ）に示す成形装置（押出金型）を用いて、押出成形と同時に１５００Ｋ・Ａ／ｍの磁場を印加しながら配向着磁し、図２の（ａ）、（ｂ）に示すような２つのマグネットピース（Ｓ２Ａ極、Ｓ２Ｂ極）を成形した。
【００３４】
また、上記と同じペレットを図３に示す成形装置（金型）を用いて、押出成形と同時に２４０Ｋ・Ａ／ｍ〜２４００Ｋ・Ａ／ｍの磁場を印加しながら配向着磁し、４つのマグネットピース（Ｎ１極、Ｎ２極、Ｎ３極、Ｓ１極）を成形した。
【００３５】
上記で得られた６つのマグネットピース（Ｎ１極、Ｎ２極、Ｎ３極、Ｓ１極、Ｓ２Ａ極、Ｓ２Ｂ極）をシャフト外周部の所定の位置に、すなわち、Ｓ２Ａ極、Ｓ２Ｂ極を現像剤規制板に対向する位置に、かつ、配向着磁方向が該マグネットローラ外周面側において、互いに反発する方向とは逆方向に向うように貼り合わせて図４に示すようなマグネットローラを形成した。
【００３６】
上記において、Ｓ２Ａ極とＳ２Ｂ極は２つのピースで１つの磁極を形成し、かつ該磁極が現像剤規制板に対向するように配設した。この場合、Ｓ２Ａ極とＳ２Ｂ極との配向着磁方向の延長線の交差する角度Ａ°を２０°となるようにした。
【００３７】
マグネットピースの軸方向長さを３２０ｍｍ、シャフト材質をＳＵＭ２２、シャフト外径をφ６ｍｍ、シャフト全長を３７０ｍｍとした。また、シャフト外周面にマグネットピースは貼り合わせて形成したマグネットローラ本体部（マグネットピースを貼り合わせた部分）の外径をφ１３．６ｍｍとした。
【００３８】
得られたマグネットローラの磁束密度は次の方法により求めた。マグネットローラの両端軸部を支持し、マグネットローラを回転させながら、マグネットローラの中心から８ｍｍ離れた位置（スリーブ上）にプローブ（Ｂｅｌｌ社製磁束密度センサー）をセットし、ガウスメータにて周方向磁束密度値を測定し、Ｓ２磁束密度パターンにおいて、Ｓ２極磁束密度ピーク値の８０％の幅（角度）を測定した。図６に測定した周方向磁束密度パターンを示し、測定結果を表１に示した。
【００３９】
また、得られたマグネットローラをフルカラーＭＦＰＣ３５３（コニカミノルタ製）に搭載し、現像剤規制板通過後の現像剤層厚の安定性を○：良好、△：やや不安定、×：不安定、で評価し、かつ画質を同様に○：良好、△：やや画像ムラ有り、×：画像ムラ有り、で評価した。評価結果を表１に示す。
【００４０】
（実施例２）
Ｓ２Ａ極とＳ２Ｂ極との配向着磁方向の延長線の交差する角度が４０°となるようにする以外はすべて実施例１と同様に行なった。評価結果を表１に示す。
【００４１】
（実施例３）
Ｓ２Ａ極とＳ２Ｂ極との配向着磁方向の延長線の交差する角度が５°となるようにする以外はすべて実施例１と同様に行なった。評価結果を表１に示す。
【００４２】
（実施例４）
Ｓ２Ａ極とＳ２Ｂ極極との配向着磁方向の延長線の交差する角度が５０°となるようにする以外はすべて実施例１と同様に行なった。評価結果を表１に示す。
【００４３】
（比較例１）
Ｓ２Ａ極とＳ２Ｂ極との配向着磁方向の延長線の交差する角度が０°（延長線が平行）となるようにする以外はすべて実施例１と同様に行なった。評価結果を表１に示す。
【００４４】
（比較例２）
Ｓ２Ａ極とＳ２Ｂ極との配向着磁方向をそれぞれ該マグネットローラ外周面側に延長した線の交差する角度が５°（Ｓ２Ａ極とＳ２Ｂ極との配向着磁方向が互いに反発する方向）となるようにする以外はすべて実施例１と同様に行なった。評価結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】
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実施例１〜３はＳ２極磁束密度８０％幅が２５°以上（ブロードな磁束密度パターン）となっており、結果的に現像剤規制板通過後の現像剤層厚が安定し、高画質を得ているが、比較例１〜２はＳ２極磁束密度８０％幅が２５°未満となり、結果的に現像剤規制板通過後の現像剤層厚が不安定となり、画質が低下している。
【００４６】
また、実施例４は図７に示すように、ブロードな磁束密度パターンは周方向中央付近に向かって磁束密度がやや低下しているが、現像剤規制板下を通過する負荷が小さくなり、現像剤搬送性がやや低下するが、画質は実用上問題ないレベルである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】マグネットピース成形装置（金型）
【図２】マグネットピース
【図３】マグネットピース成形装置（金型）
【図４】本発明のマグネットローラ断面図
【図５】本発明のマグネットローラ斜視図
【図６】従来と本発明の磁束密度パターン
【図７】本発明の別の磁束密度パターン
【符号の説明】
【００４８】
１    マグネットピース
２    磁性粒子の配向着磁方向
３    励磁源
４    ヨーク
５    マグネットピース
６    マグネットピース
７    シャフト
８    スリーブ
９    磁束密度８０％幅
１０  磁束密度ピーク位置
１１  マグネットローラ中心点
１２  磁束密度パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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