(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの特定磁極を複数のマグネットピースで構成したマグネットローラであって、
前記特定磁極を構成するマグネットピースのうちの少なくとも１組のマグネットピースを互いに磁気的に反発するよう配置するとともに、この１組マグネットピースの合わせ面に対する配向着磁角度をそれぞれ０°以上９０°以下で、且つ両配向着磁角度の和を０°よりも大きく１８０°未満に設定したマグネットローラ。
【請求項２】
前記１組のマグネットピースの配向着磁角度とマグネットピースの断面形状と着磁量の少なくとも１つの条件に差異を持たせて、特定磁極における磁界パターンを、磁極ピーク位置とマグネットローラの中心点とを結ぶ線に対して非対称に構成した請求項１記載のマグネットローラ。
【請求項３】
前記１組のマグネットピースの配向着磁角度に差異を持たせて、特定磁極における磁界パターンを磁極ピーク位置とマグネットローラの中心点とを結ぶ線に対して非対称に構成した請求項１又は２記載のマグネットローラ。
【請求項４】
前記１組のマグネットピースの配向着磁角度とマグネットピースの断面形状と着磁量の夫々の条件を同じに設定して、特定磁極における磁界パターンを磁極ピーク位置とマグネットローラの中心点とを結ぶ線に対して鏡面対称に構成した請求項１記載のマグネットローラ。
【請求項５】
前記特定磁極を構成するマグネットピースとして、前記１組のマグネットピース以外に磁界パターン調整用のマグネットピースを設けた請求項１記載のマグネットローラ。
【請求項６】
前記特定磁極を複数のマグネットピースで構成し、特定磁極以外の複数の磁極を一体のマグネットピースで構成した請求項１〜５のいずれか１項記載のマグネットローラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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るマグネットローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の複写機、ファクシミリやレーザプリンタなどで用いられるマグネットローラとして、着磁した複数のマグネットピースを所定の磁界パターンになるように接着剤等で貼り合わせて製作した貼り合わせタイプのマグネットローラと、樹脂磁石材料からなる円柱状の一体成形品に対して、所定の磁界パターンになるように着磁処理を施して製作した一体タイプのマグネットローラとが広く実用化されている。
貼り合わせタイプのマグネットローラは、一体タイプのマグネットローラよりも製作コストは高くなるが、シャープな磁界パターンを形成できるとともに、高い磁束密度を得ることが可能なので、高品位に対する要求が大きい現像装置に使用されている。
【０００３】
また、この種のマグネットローラでは、通常は１つの磁極に１つのマグネットピースを対応させて使用し、各マグネットピースは、磁性粒子の方向が磁界パターンに応じた所定の一方向に揃うように磁場中配向させながら着磁されている。現像装置に用いる場合には、マグネットローラをスリーブ内に相対回転自在に内装するとともに、これを感光ドラムと平行配置し、スリーブを回転させながら、スリーブから感光ドラムへ現像剤を受け渡すように構成されているが、現像剤を受け渡すときには、マグネットローラの現像極の磁界パターンに応じて、スリーブから感光ドラムへ向けて現像剤の粒子が数珠繋ぎとなった穂が形成され、この穂先が感光ドラムの表面を撫でたり、穂先から現像剤粒子がジャンピングすることで、現像剤が電気的吸引力によって受け渡される。穂の形状は、現像品質に直接影響を及ぼすものであるが、最良の形状はスリーブと感光ドラム間の隙間やスリーブの回転速度等に基づいて各機種毎に設定されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のフェライト系磁性粉を用いたマグネットローラでは、マグネットピースの磁性粒子の配向着磁方向を揃えることで磁束密度を高めているが、近年における現像品質の向上に対する要望に応えるため、さらなる高磁束密度化が求められつつある。
本発明者らは、マグネットピースの磁性粒子の配向着磁方向を集束させることで、磁束密度が高くなることに着目し、１つの磁極を複数のマグネットピースで構成して、これら複数のマグネットピースの配向着磁方向を集束させることで、高磁束密度が得られることを見出した。また、配向着磁方向が集束するように配置したマグネットピースの配向着磁角度、マグネットピースの断面形状、着磁量の少なくとも１つの条件を変更することで、磁界パターンの形状を所望の形状に設定し、例えば現像極に適用した場合には、現像剤の穂立ち形状を調整できることを見出した。
【０００５】
本発明の目的は、簡単な構成で所望の磁極における磁束密度を高めることが可能で、しかも該磁極の磁界パターンを要求形状に容易に設定可能なマグネットローラを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用】
請求項１に係るマグネットローラは、少なくとも１つの特定磁極を複数のマグネットピースで構成したマグネットローラであって、前記特定磁極を構成するマグネットピースのうちの少なくとも１組のマグネットピースを互いに磁気的に反発するよう配置するとともに、この１組マグネットピースの合わせ面に対する配向着磁角度をそれぞれ０°以上９０°以下で、且つ両配向着磁角度の和を０°よりも大きく１８０°未満に設定したものである。
【０００７】
このマグネットローラにおいては、特定磁極における少なくとも１組のマグネットピースが、互いに磁気的に反発するよう配置されるとともに、この１組マグネットピースの合わせ面に対する配向着磁角度がそれぞれ０°以上９０°以下で、且つ両配向着磁角度の和が０°よりも大きく１８０°未満に設定され、該１組のマグネットピースの配向着磁方向が集束するので、該特定磁極における磁束密度が格段に高くなるとともに、磁界パターンがシャープになって極位置が安定する。
【０００８】
請求項２記載のように、前記１組のマグネットピースの配向着磁角度とマグネットピースの断面形状と着磁量の少なくとも１つの条件に差異を持たせて、特定磁極における磁界パターンを、磁極ピーク位置とマグネットローラの中心点とを結ぶ線に対して非対称に構成してもよい。このように構成すると、１組のマグネットピースとして同じ条件のものを使用する場合よりも、特定磁極における磁束密度は多少低下するが、特定磁極における磁界パターンを所望の形状に容易に設定することが可能となり、例えば現像極をこの特定磁極で構成することで、現像剤の穂立ち形状を最適な形状に設定することが可能となる。
【０００９】
請求項３記載のように、前記１組のマグネットピースの配向着磁角度に差異を持たせて、特定磁極における磁界パターンを磁極ピーク位置とマグネットローラの中心点とを結ぶ線に対して非対称に構成することが好ましい。磁界パターンの形状を調整する方法としては、前述のように、１組のマグネットピースの配向着磁角度とマグネットピースの断面形状と着磁量の少なくとも１つの条件に差異を持たせる方法があるが、配向着磁角度に差異を持たせて磁界パターンの形状を調整する場合には、１組のマグネットピースとして対称形状のものを採用することが可能となり、しかも微妙な角度調整が可能なので好ましい。
【００１０】
請求項４記載のように、前記１組のマグネットピースの配向着磁角度とマグネットピースの断面形状と着磁量の夫々の条件を同じに設定して、特定磁極における磁界パターンを磁極ピーク位置とマグネットローラの中心点とを結ぶ線に対して鏡面対称に構成してもよい。この場合には、特定磁極のおける磁束密度を最も高めることが可能となり、しかも磁界パターンがシャープな形状になるので好ましい。
【００１１】
請求項５記載のように、前記特定磁極を構成するマグネットピースとして、前記１組のマグネットピース以外に磁界パターン調整用のマグネットピースを設けてもよい。この場合には、請求項２及び３と同様に、特定磁極における磁界パターンを所望の形状に容易に設定することが可能となり、例えば現像極をこの特定磁極で構成することで、現像剤の穂立ち形状を最適な形状に設定することが可能となる。
【００１２】
請求項６記載のように、前記特定磁極を複数のマグネットピースで構成し、特定磁極以外の複数の磁極を一体のマグネットピースで構成してもよい。磁極毎にマグネットピースを設けることも可能ではあるが、製造作業が煩雑になるので、磁束密度に対する要求の低い磁極に関しては、一体のマグネットピースで構成することで、マグネットローラの磁気的特性を良好に維持しつつ製造コストを低減できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
図１、図２に示すように、マグネットローラ１の中心にはシャフト２が設けられ、外周部には４つの磁極Ｎ１  、Ｓ１  、Ｎ２  、Ｓ２  を形成すべく、磁極Ｎ１  に対応する位置には２つのマグネットピース３、４が設けられ、磁極Ｓ１  、Ｎ２  、Ｓ２  に対応する位置にはマグネットピース５〜７が夫々設けられ、マグネットピース３〜７はシャフト２を中心として接着剤等により貼り合わされている。このマグネットローラ１は、現像装置用のマグネットローラで、マグネットローラ１には相対回転自在にスリーブ８が外装され、磁極Ｎ１  が現像極に設定されている。
【００１４】
シャフト２としては、マグネットローラ１を略撓みなく支持し得る強度、剛性を有するものであれば種々の素材からなるものを採用することが可能で、例えば硬質合成樹脂材料や、鉄やステンレスなどの金属材料などからなるシャフトで構成されている。また、シャフト２は、中空或いは中実の角シャフトや丸シャフトで構成することが可能であるが、マグネットピース３〜７の位置決めを容易にするため角シャフトで構成することが好ましい。更に、シャフト２に対してマグネットピース３〜７を位置決めするため、シャフト２とマグネットピース３〜７間に凹凸嵌合部などを設けてもよい。
【００１５】
マグネットピース３〜７は、樹脂磁石や焼結磁石等の周知の磁石で構成され、マグネットローラ１の磁界パターンが図２に示すような形状になるように、マグネットピース３〜７の配向着磁方向は図２に矢印で示すように設定されている。これら５つのマグネットピース３〜７は、同一素材で構成してもよいし、異種素材で構成してもよい。
【００１６】
マグネットピース３、４は、合わせ面９を中心として鏡面対称な形状に形成されるとともに、相互に磁気的に反発するように着磁されており、マグネットピース３、４の合わせ面９に対する配向着磁角度θａ、θｂは、現像剤の穂立ち形状が最適なものとなるように夫々設定されている。即ち、現像剤の穂立ち形状は、磁界パターンの形状に応じたものとなり、また磁界パターンは、配向着磁角度θａ、θｂをθａ＞θｂに設定すると、磁束密度の最大値の半値に対応する磁界パターンの中心角αａ、αｂがαａ＜αｂとなり、配向着磁角度をθａ＜θｂに設定すると磁界パターンの中心角がαａ＞αｂとなって磁界パターンの形状が変化するので、配向着磁角度θａ、θｂを調整することで、磁界パターンの形状を変更して、現像剤の穂立ち形状を最適な形状に設定することが可能となる。
【００１７】
マグネットピース３、４の配向着磁角度θａ、θｂは、マグネットピース３、４の磁性粒子の配向着磁方向を集束させて、磁極Ｎ１  における磁束密度を高めるため、配向着磁角度θａ、θｂをそれぞれ０°以上９０°以下、好ましくは２０°以上５０°以下で、且つ配向着磁角度θａ、θｂの和を０°よりも大きく１８０°未満、好ましくは１°以上１２０°以下、より好ましくは２°以上１００°以下に設定することになる。特に配向着磁角度θａ、θｂの和を８０°に設定すると、磁束密度が最も高くなるので、この条件を満足するように構成することが好ましい。
また、配向着磁角度θａ、θｂの角度差は、０°のとき磁束密度が最も高くなるが、角度差を持たせて磁界パターンを調整する場合には、磁束密度が大幅に低下しないように８０°以下に設定することが好ましい。
【００１８】
例えば、図３に示すマグネットローラ２１のように、磁束密度の最大値が８００Ｇのマグネットピース２３、２４を用いて磁極Ｎ１  を構成する場合において、配向着磁角度をθａ＝θｂ＝４０°に設定すると、磁束密度の最大値が１０００Ｇになり、単一のマグネットピースを用いて磁極Ｎ１  を形成する場合よりも、磁束密度の最大値が２００Ｇも高くなる。但し、このマグネットローラ２１では、磁束密度の最大値の半値（５００Ｇ）に対応する磁界パターンの中心角がαａ＝αｂになって、穂立ちがマグネットローラ１の半径方向に設定される。
穂立ち形状を調整する場合には、配向着磁角度θａ、θｂに角度差を持たせることになる。例えば、図２に示すように、配向着磁角度をθａ＝４０°、θｂ＝１０°に夫々設定すると、磁束密度の最大値は９７０Ｇとなり、マグネットローラ２１よりは多少低くなるが、磁束密度の最大値の半値（４８５Ｇ）に対応する磁界パターンの中心角αａ、αｂが、αａ＝１７°、αｂ＝２２°となり、現像剤の穂立ち形状が調整され、現像装置の画質が改善されることになる。
【００１９】
穂立ち形状を変更する方法としては、前述したように配向着磁角度θａ、θｂを調整する以外に、着磁量の異なるマグネットピースを用いたり、マグネットピース３、４のいずれか一方或いは両方の外周面に凹溝等の切り欠きを設けたり、図４に示すマグネットローラ１Ａのように、断面形状の異なるマグネットピース３Ａ、４Ａを用いて、両マグネットピース３Ａ、４Ａの着磁量に差異を持たせたり、図５、図６に示すマグネットローラ１Ｂ、１Ｃのように、磁界パターンを変更するためのマグネットピース１０、１１を別途設けたり、或いはこれらの手法を組み合わせることで、磁極Ｎ１  における磁界パターンを調整して、穂立ち形状を変更してもよい。
【００２０】
尚、本実施例では、磁極Ｓ１  、Ｎ２  、Ｓ２  をマグネットピース５〜７で夫々構成したが、マグネットローラを構成する部品点数を減らして、その製造コストを低減するため、２つの磁極を１つのマグネットピースで構成したり、図７に示すマグネットローラ１Ｄのように、３つの磁極を１つのマグネットピース１２で構成することも可能である。また、磁極Ｓ１  、Ｎ２  、Ｓ２  においても磁極Ｎ１  と同様に複数のマグネットピースでそれを構成してもよい。
更に、本実施例では、４つの磁極を有するマグネットローラ１に本発明を適用したが、４つ以外の複数の磁極を有するマグネットローラに対しても本発明を同様に適用できる。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１に係るマグネットローラによれば、特定磁極における少なくとも１組のマグネットピースが、互いに磁気的に反発するよう配置されるとともに、この１組マグネットピースの合わせ面に対する配向着磁角度がそれぞれ０°以上９０°以下で、且つ両配向着磁角度の和が０°よりも大きく１８０°未満に設定され、該１組のマグネットピースの配向着磁方向が集束するので、該特定磁極における磁束密度が格段に高くなるとともに極位置が安定し、画質を格段に向上することが可能となる。
請求項２及び請求項３記載のマグネットローラによれば、特定磁極における磁界パターンを所望の形状に容易に設定することが可能となり、例えばマグネットローラの現像極をこの特定磁極で構成すると、現像剤の穂立ち形状を最適な形状に設定して、画質を一層向上することが可能となる。
【００２２】
請求項４記載のマグネットローラによれば、特定磁極における磁界パターンが磁極ピーク位置とマグネットローラの中心点とを結ぶ線に対して鏡面対称に構成されるので、現像極への適用には制約を受ける場合があるが、高磁束密度が得られ、しかも磁界パターンがシャープな形状になる。
請求項５記載のマグネットローラによれば、請求項２及び３と同様に、特定磁極における磁界パターンを所望の形状に容易に設定することが可能となり、例えば現像極をこの特定磁極で構成することで、現像剤の穂立ち形状を最適な形状に設定することが可能となる。
【００２３】
請求項６記載のマグネットローラによれば、特定磁極を複数のマグネットピースで構成し、特定磁極以外の複数の磁極を一体のマグネットピースで構成しているので、現像品質を向上させつつ、マグネットローラを構成する部品点数を減らしてその製造コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】マグネットローラの斜視図
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図
【図３】配向着磁方向を鏡面対称に構成したマグネットローラの断面図
【図４】他の実施例のマグネットローラの断面図
【図５】他の実施例のマグネットローラの断面図
【図６】他の実施例のマグネットローラの断面図
【図７】他の実施例のマグネットローラの断面図
【符号の説明】
１      マグネットローラ          ２      シャフト
３      マグネットピース          ４      マグネットピース
５      マグネットピース          ６      マグネットピース
７      マグネットピース          ８      スリーブ
９      合わせ面
１Ａ    マグネットローラ          ３Ａ    マグネットピース
４Ａ    マグネットピース
１Ｂ    マグネットローラ          １０    マグネットピース
１Ｃ    マグネットローラ          １１    マグネットピース
１Ｄ    マグネットローラ          １２    マグネットピース
２１    マグネットローラ          ２３    マグネットピース
２４    マグネットピース
【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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