(57)【要約】【課題】現像プロセスによって得られる画像に後端白抜けが発生するのを防止するのに有利なマグネットブロックを提供すること。【解決手段】マグネットローラ４０の現像極Ｐ１に対応するマグネットローラ３２の周面部分に形成した収納溝３２ａを着磁するに当たり、収納溝３２ａの底面３２ｂの幅方向における中間部分を両端部分よりも高い磁気量で磁化させる構成とした。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性粉を樹脂と混合した材料により円筒状に形成され、磁極部分に対応する外周面部分に、中心軸方向に沿って、長尺のマグネットブロックを配置するための長尺の収納溝が形成されたマグネットローラにおいて、
前記収納溝の底面の長手方向と直交する幅方向における中間部分を構成する前記材料中の前記磁性粉が、前記底面の前記幅方向における両端部分を構成する前記材料中の前記磁性粉よりも高い磁気量で磁化されている、
ことを特徴とするマグネットローラ。
【請求項２】
請求項１に記載したマグネットローラを金型により成型して製造する方法であって、
前記金型が内部に有する前記マグネットローラに対応する形状の空間に前記の材料を注入して前記マグネットローラの成型を行う際に、前記底面の前記中間部分に対応する空間部分に磁極面を対向させて前記金型内に配置した高磁力マグネットにより、前記底面の前記中間部分を構成する前記材料中の前記磁性粉を、前記底面の前記両端部分を構成する前記材料中の前記磁性粉の磁気量よりも高い磁気量で磁化させるようにした、
ことを特徴とするマグネットローラの製造方法。
【請求項３】
前記空間の内側に突出して前記収納溝を成型する前記金型の凸部の内部に配置した磁性体により構成される磁路により、前記金型内の前記凸部の外部に配置された前記高磁力マグネットの前記磁極面からの磁力線を、前記底面の前記中間部分に対応する空間部分に導くようにした請求項２記載のマグネットローラの製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載したマグネットローラを製造するのに使用される、該マグネットローラに対応する形状の空間を有する金型であって、
前記底面の前記中間部分を構成する前記材料中の前記磁性粉を、前記底面の前記両端部分を構成する前記材料中の前記磁性粉の磁気量よりも高い磁気量で磁化させるための高磁力マグネットが、前記底面の前記中間部分に対応する空間部分に磁極面を対向させて配置されている、
ことを特徴とするマグネットローラ製造用金型。
【請求項５】
前記金型が、前記空間の内側に突出して前記収納溝を成型する凸部を有しており、前記高磁力マグネットが前記凸部の外部に配置されていて、該凸部の内部に、前記底面の前記中間部分に対応する空間部分と前記高磁力マグネットとの間で磁路を構成する磁性体が配置されている請求項４記載のマグネットローラ製造用金型。
【請求項６】
磁性粉と樹脂とを混合した材料により円筒状に形成され、磁極部分に対応する外周面部分に、中心軸方向に沿って、長尺の収納溝が形成されたマグネットローラと、
前記マグネットローラの磁力よりも高い磁力を有し前記収納溝に配置される長尺のマグネットブロックと、
を備えるマグネットローラユニットであって、
前記マグネットローラとして、請求項１に記載したマグネットローラを用いた、
ことを特徴とするマグネットローラユニット。
【請求項７】
請求項６に記載したマグネットローラユニットの外周に、回転可能な非磁性円筒体が配置されていることを特徴とする現像剤担持体。
【請求項８】
現像剤担持体、現像剤供給部材、及び、現像剤層規制部材を少なくとも有する現像装置において、前記現像剤担持体として、請求項７に記載した現像剤担持体を有することを特徴とする現像装置。
【請求項９】
現像剤担持体、現像剤供給部材、及び、現像剤層規制部材を少なくとも有する現像装置、並びに、帯電ローラ及び像担持体を有するプロセスカートリッジにおいて、前記現像装置として、請求項８に記載した現像装置を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１０】
プロセスカートリッジ、光書き込み手段、転写部材、及び、定着装置を少なくとも有する画像形成装置において、プロセスカートリッジとして、請求項９に記載したプロセスカートリッジを有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等、静電潜像を二成分現像剤により現像する電子写真方式の画像形成装置と、この画像形成装置の現像プロセスにおいて用いられる現像装置やプロセスカートリッジ、及び、現像装置やプロセスカートリッジにおいて磁気ブラシを形成するのに用いられる現像剤担持体、並びに、現像剤担持体に用いられるマグネットローラユニット、さらには、マグネットローラユニットが有しているマグネットローラとその製造方法、並びに、マグネットローラの製造に用いられる金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナーとキャリアからなる二成分現像剤により静電潜像を現像する電子写真方式の画像形成装置の分野において、従来から広く利用されている磁気ブラシ現像方式では、現像ローラ（現像剤担持体）の現像スリーブ上に現像剤を汲み上げて穂立ちさせることにより磁気ブラシを形成し、また、磁気ブラシから静電潜像を担持する感光体ドラム等の像担持体にトナーを供給した後のキャリアを回収するために、現像スリーブ内のマグネットローラに複数の磁極が設けられる。
【０００３】
ところで、本出願人は、一旦像担持体に供給されたトナーが再び現像スリーブ上のキャリアに逆移動して、画像の現像終端側へのトナー付着不足による白抜け、所謂「後端白抜け」が、特にハーフトーン画像の場合に顕著に現れることに注目し、このような「後端白抜け」の発生を防止するために有用な技術（以下、便宜上「ＳＬＩＣ現像装置」という。）を、特開２０００−３０５３６０号公報において既に提案している。
【０００４】
このＳＬＩＣ現像装置では、現像領域（像担持体に対するトナーの移動が行われる領域）に対応する磁極部分、つまり現像極に近接して補助的な磁極を配置し、現像スリーブ上における現像剤の穂立ち幅を小さくして、これにより、現像極に形成される磁気ブラシを均一に短くし、且つ、磁気ブラシを現像スリーブ上に密に形成する必要がある。
【０００５】
そのためには、現像領域に対応する磁極部分において、隣り合う磁極との極間角度を従来よりも狭くするために、現像極の半値幅を従来よりも狭くし、且つ、現像極における磁束密度を従来より高くする必要があるが、そうとなると、マグネットローラの材料として従来一般的に用いられているフェライト系マグネットでは、充分な磁気特性を得ることができない。
【０００６】
現像極の半値幅を従来よりも狭くし、且つ、現像極における磁束密度を従来より高くするには、マグネットローラの現像極に対応する外周面部分に、マグネットローラの中心軸方向に延在する収納溝を形成して、そこに、長尺に形成された別部材のマグネットブロックを埋設することが考えられ、そのような提案は、特開平８−３３４９８３号公報において既に行われている。
【０００７】
また、マグネットブロック用の収納溝ではないが、現像極に複数の同磁極性の磁束密度ピークを形成する目的のものとして、特開２００１−２７４０１５号においても、マグネットローラの現像極に対応する外周面部分に、マグネットローラの中心軸方向に延在する溝を形成する技術が提案されている。
【特許文献１】特開２０００−３０５３６０号公報
【特許文献２】特開平８−３３４９８３号公報
【特許文献３】特開２００１−２７４０１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、磁石には、凹凸の無い部分よりも凹凸のある部分の方が、磁束が集中するので磁束密度が高くなる性質（エッジ効果）があることが知られており、よって、マグネットローラにマグネットブロック埋設用の収納溝を形成すると、マグネットローラの周方向に沿って延在する収納溝の底面の幅方向において、中間部分よりも両端部分の方が磁束が集中して磁束密度が高くなる。
【０００９】
そうすると、収納溝に埋設したマグネットブロックの磁束密度分布が収納溝の底面の幅方向においてピークを迎える幅方向の中間部分において、マグネットローラの磁束密度が収納溝の底面の幅方向における両端部分よりも低くなるため、マグネットローラの収納溝部分の磁束密度とマグネットブロックの磁束密度を足し合わせたものとなる現像極の磁束密度分布は、収納溝の底面の幅方向における中間部分において迎えるピークの値が小さいものとなってしまう。
【００１０】
また、マグネットローラの収納溝部分において収納溝の底面の幅方向における中間部分よりも両端部分の方が磁束密度が高くなる分、収納溝の底面の幅方向における両端部分での現像極の磁束密度分布は、収納溝の底面の幅方向における中間部分における現像極の磁束密度分布とさほど変わらない値となるので、現像極の半値幅を十分に狭くすることができない。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、磁極部分に対応するマグネットローラの外周面部分に長尺のマグネットブロックを配置したマグネットローラユニットを有する現像装置を用いた、電子写真方式の画像形成における静電潜像の現像プロセスにおいて、その現像プロセスによって得られる画像に後端白抜けが発生するのを防止するために用いて有利なマグネットブロックと、このマグネットローラの製造方法、この製造方法に用いて好適なマグネットローラ製造用金型、このマグネットブロックを用いたマグネットローラユニット、現像剤担持体、現像装置、プロセスカートリッジ、及び、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】
前記目的を達成する請求項１記載の本発明はマグネットブロックに関するものであり、請求項２及び請求項３記載の本発明はマグネットローラの製造方法に関するものであり、請求項４及び請求項５記載の本発明はマグネットブロックに関するものであり、請求項６記載の本発明はマグネットローラユニットに関するものであり、請求項７は現像剤担持体に関するものであり、請求項８記載の本発明は現像装置に関するものであり、請求項９記載の本発明はプロセスカートリッジに関するものであり、請求項１０記載の本発明は画像形成装置に関するものである。
【００１３】
そして、請求項１に記載した本発明のマグネットブロックは、磁性粉を樹脂と混合した材料により円筒状に形成され、磁極部分に対応する外周面部分に、中心軸方向に沿って、長尺のマグネットブロックを配置するための長尺の収納溝が形成されたマグネットローラにおいて、前記収納溝の底面の長手方向と直交する幅方向における中間部分を構成する前記材料中の前記磁性粉が、前記底面の前記幅方向における両端部分を構成する前記材料中の前記磁性粉よりも高い磁気量で磁化されていることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項２に記載した本発明のマグネットローラの製造方法は、請求項１に記載したマグネットローラを金型により成型して製造する方法であって、前記金型が内部に有する前記マグネットローラに対応する形状の空間に前記材料を注入して前記マグネットローラの成型を行う際に、前記底面の前記中間部分に対応する空間部分に磁極面を対向させて前記金型内に配置した高磁力マグネットにより、前記底面の前記中間部分を構成する前記材料中の前記磁性粉を、前記底面の前記両端部分を構成する前記材料中の前記磁性粉の磁気量よりも高い磁気量で磁化させるようにしたことを特徴とする。
【００１５】
さらに、請求項３に記載した本発明のマグネットローラの製造方法は、請求項２に記載した本発明のマグネットローラの製造方法において、前記空間の内側に突出して前記収納溝を成型する前記金型の凸部の内部に配置した磁性体により構成される磁路により、前記金型内の前記凸部の外部に配置された前記高磁力マグネットの前記磁極面からの磁力線を、前記底面の前記中間部分に対応する空間部分に導くようにした。
【００１６】
また、請求項４に記載した本発明のマグネットローラ製造用金型は、請求項１に記載したマグネットローラを製造するのに使用される、該マグネットローラに対応する形状の空間を有する金型であって、前記底面の前記中間部分を構成する前記材料中の前記磁性粉を、前記底面の前記両端部分を構成する前記材料中の前記磁性粉の磁気量よりも高い磁気量で磁化させるための高磁力マグネットが、前記底面の前記中間部分に対応する空間部分に磁極面を対向させて配置されていることを特徴とする。
【００１７】
さらに、請求項５に記載した本発明のマグネットローラ製造用金型は、請求項４に記載した本発明のマグネットローラ製造用金型において、前記金型が、前記空間の内側に突出して前記収納溝を成型する凸部を有しており、前記高磁力マグネットが前記凸部の外部に配置されていて、該凸部の内部に、前記底面の前記中間部分に対応する空間部分と前記高磁力マグネットとの間で磁路を構成する磁性体が配置されているものとした。
【００１８】
また、請求項６に記載した本発明のマグネットユニットは、磁性粉と樹脂とを混合した材料により円筒状に形成され、磁極部分に対応する外周面部分に、中心軸方向に沿って、長尺の収納溝が形成されたマグネットローラと、前記マグネットローラの磁力よりも高い磁力を有し前記収納溝に配置される長尺のマグネットブロックとを備えるマグネットローラユニットであって、前記マグネットローラとして、請求項１に記載したマグネットローラを用いたことを特徴とする。
【００１９】
さらに、請求項７に記載した本発明の現像剤担持体は、請求項６に記載したマグネットローラユニットの外周に、回転可能な非磁性円筒体が配置されていることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項８に記載した本発明の現像装置は、現像剤担持体、現像剤供給部材、及び、現像剤層規制部材を少なくとも有する現像装置において、前記現像剤担持体として、請求項７に記載した現像剤担持体を有することを特徴とする。
【００２１】
さらに、請求項９に記載した本発明のプロセスカートリッジは、現像剤担持体、現像剤供給部材、及び、現像剤層規制部材を少なくとも有する現像装置、並びに、帯電ローラ及び像担持体を有するプロセスカートリッジにおいて、前記現像装置として、請求項８に記載した現像装置を有することを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１０に記載した本発明の画像形成装置は、プロセスカートリッジ、光書き込み手段、転写部材、及び、定着装置を少なくとも有する画像形成装置において、プロセスカートリッジとして、請求項９に記載したプロセスカートリッジを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１に記載した本発明のマグネットローラによれば、収納溝の底面の幅方向における中間部分は、両端部分よりも高い磁気量で磁性粉が磁化されていることから、エッジ効果の影響により幅方向における両端部分の方が中間部分よりも磁束密度が高くなる収納溝の形状に起因する磁束密度分布とは反対に、磁性粉の磁気量に起因するマグネットブロックの収納溝部分の磁束密度は、収納溝の幅方向における中間部分よりも両端部分の方が低くなる。
【００２４】
よって、磁極部分に対応する外周面部分に設けられた収納溝に長尺のマグネットブロックを配置して使用されるマグネットローラの、収納溝の形状に起因する収納溝部分の、収納溝の幅方向における磁束密度のばらつきを、磁性粉の磁気量に起因する収納溝部分の、収納溝の幅方向における磁束密度のばらつきにより緩和乃至相殺して、マグネットローラの収納溝部分の磁束密度分布を収納溝の幅方向において平坦化させることができ、電子写真方式の画像形成における静電潜像の現像プロセスでの後端白抜けの発生防止に有利なマグネットローラを得ることができる。
【００２５】
また、請求項２に記載した本発明のマグネットローラの製造方法及び請求項４に記載した本発明のマグネットローラ製造用金型によれば、金型の空間に対する高磁力マグネットの相対位置が金型によって位置決めされていることから、磁性粉を樹脂と混合した材料を空間に注入して請求項１に記載したマグネットローラの成型を行う際に、収納溝の底面の幅方向における中間部分に対応する空間部分に対して高磁力マグネットの磁極面を確実に対向させて、収納溝の底面の幅方向における中間部分の磁性粉を両端部分の磁性粉よりも確実に高い磁気量で磁化させ、電子写真方式の画像形成における静電潜像の現像プロセスでの後端白抜けの発生防止に有利なマグネットローラを安定的に得ることができる。
【００２６】
さらに、請求項３に記載した本発明のマグネットローラの製造方法及び請求項５に記載した本発明のマグネットローラ製造用金型によれば、請求項２に記載した本発明のマグネットローラの製造方法及び請求項４に記載した本発明のマグネットローラ製造用金型の作用効果に加えて、高磁力マグネットが、それに必要とされる磁力の関係で、マグネットローラの外周面に収納溝を成型する金型の凸部の内部に配置できない形状のものとせざるを得ないとすると、凸部の外部に配置された高磁力マグネットの磁極面から収納溝の底面の幅方向中間部分に導かれる磁力線は、凸部内を通過することになる。
【００２７】
この場合、凸部自体で磁路を構成するのに比べて、凸部の内部に磁性体を配置しこれを磁路とする方が、高磁力マグネットからの磁力を収納溝の底面の幅方向における中間部分に高効率で導くことができ、よって、幅方向の両端部分よりも高い磁気量による中間部分の磁性粉の磁化をより効率的に行えるようにすることができる。
【００２８】
ちなみに、請求項２乃至請求項５における「空間」とは、例えば射出成型用の金型であればキャビティを指し、押出成型用の金型であればダイの口金を指すことになる。
【００２９】
尚、請求項６に記載した本発明のマグネットローラユニットによれば、請求項１に記載した本発明のマグネットブロックについて上記した作用、効果を、同様に得ることができる。
【００３０】
また、請求項７に記載した本発明の現像剤担持体によれば、請求項６に記載した本発明のマグネットローラユニットについて上記した、それぞれの請求項におけるマグネットローラユニットが発揮する作用、効果を、同様に得ることができる。
【００３１】
さらに、請求項８に記載した本発明の現像装置によれば、請求項７に記載した本発明の現像剤担持体について上記した作用、効果を、同様に得ることができる。
【００３２】
また、請求項９に記載した本発明のプロセスカートリッジによれば、請求項８に記載した本発明の現像装置について上記した作用、効果を、同様に得ることができる。
【００３３】
さらに、請求項１０に記載した本発明の画像形成装置によれば、請求項９に記載した本発明のプロセスカートリッジについて上記した作用、効果を、同様に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００３５】
図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す説明図であり、図１中引用符号８０で示す本実施形態の画像形成装置は、複写機、ファクシミリ、プリンター等、静電潜像を二成分現像剤により現像する電子写真方式のもので、光書き込み手段１０３、転写部材１０５、定着装置１１７、及び、本発明の一実施形態に係るプロセスカートリッジ７０を少なくとも有している。
【００３６】
そして、前記プロセスカートリッジ７０は、図２に概略構成の説明図で示すように、帯電ローラ４４及び像担持体４５と現像装置６０とを有しており、現像装置６０は、図３に概略構成の説明図で示すように、現像剤担持体４３、現像剤供給部材４１、及び、現像剤層規制部材４２を少なくとも有している。
【００３７】
前記現像剤担持体４３は、図４に中心軸方向断面図で示すように、マグネットローラユニット４０と、その外周に同心上に配置された回転可能な非磁性円筒体３４とを有している。非磁性円筒体３４としては、例えば、アルミニウム、ＳＵＳ（ステンレス）などを用いることができる。加工性、軽さの面でアルミニウムを用いられることが多い。アルミニウムの場合、Ａ６０６３、Ａ５０５６、Ａ３００３等、ＳＵＳの場合、３０３、３０４、３１６などを用いることができる。
【００３８】
次に、前記現像剤担持体４３のマグネットローラユニット４０として使用される本発明の第１実施形態に係るマグネットローラユニットと、これに使用される本発明の第１実施形態に係るマグネットローラ、並びに、第１実施形態のマグネットローラの製造に使用される本発明の第１実施形態に係る金型とについて、図５乃至図１０を参照して説明する。
【００３９】
図５は、現像剤担持体４３に使用される本発明の第１実施形態に係るマグネットローラユニットの概略構成を示す斜視図であり、図５中引用符号４０で示す第１実施形態のマグネットローラユニットは、円筒形状のマグネットローラ３２と、マグネットローラ３２の周面に形成された溝形状の収納部分としての収納溝３２ａに埋設される、本発明の第１実施形態に係るマグネットブロック３３とを有している。
【００４０】
前記マグネットブロック３３は、マグネットローラ３２よりも小さい体積で高磁力を達成する必要があるために、Ｂｒ＞０．５Ｔの材料を用いることが望ましく、多くはＮｅ系（Ｎｅ−Ｆｅ−Ｂ等）またはＳｍ系（Ｓｍ−Ｃｏ、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ等）の希土類マグネットもしくはこれらのマグネット粉を高分子化合物と混合したプラスチックマグネットもしくはゴムマグネットを用いることができる。また、希土類系マグネット粉には等方性、異方性のマグネット粉があり、異方性マグネット粉の方が高磁力を得られるが、所望の磁気特性に応じてどちらのタイプを用いてもかまわない。
【００４１】
そして、上記の材料を、燒結、押出し成型・射出成型、あるいは、磁性粉とバインダーの型内圧縮成型等することで、長尺のマグネットブロック３３を形成している。
【００４２】
上記のように形成されたマグネットブロック３３の、収納溝３２ａに埋設した状態でマグネットローラ３２の周方向に沿って延在する幅方向における磁束密度は、マグネットローラ３２を非磁性体の材料で成型した場合について模式的に示す図６の説明図のように、幅方向における中間部分が最もピークとなり、マグネットローラ３２との境界となる幅方向の両端部分において、最も低くなる分布を示す。
【００４３】
前記マグネットローラ３２は、例えば、高分子化合物にマグネット粉末（請求項中の磁性粉に相当）を分散したプラスチックマグネットもしくはゴムマグネットからなる材料を、金型に配向磁場をかけながら押出成形・射出成型、あるいは、磁性粉とバインダーの型内圧縮成型等することによって、マグネットローラユニット４０の現像極Ｐ１となる周面箇所上に、図６に示すマグネットブロック３３の形状に応じた形状の、マグネットローラ３２の中心軸３１の方向に沿って延在する収納溝３２ａを有し、かつ、図７にマグネットローラ３２の法線方向（径方向）におけるマグネットローラユニット４０の磁束密度分布の説明図で示すように、マグネットローラユニット４０の現像極Ｐ１以外の７つの磁極Ｐ２〜Ｐ８を、マグネットローラ３２の所望の周面位置に有するように形成される。
【００４４】
尚、磁極Ｐ４は非磁性円筒体３４上に二成分現像剤を汲み上げるための磁極、磁極Ｐ５〜Ｐ８は非磁性円筒体３４上に汲み上げた二成分現像剤を現像領域（現像極Ｐ１）まで搬送させる磁極、磁極Ｐ２，Ｐ３は現像後の領域で二成分現像剤を回収、搬送させる磁極である。
【００４５】
マグネットローラ３２の材料であるマグネット粉末としてはＳｒフェライトないしＢａフェライトを用い、高分子化合物としては６ＰＡもしくは１２ＰＡ等のＰＡ（ポリアミド）系材料、ＥＥＡ（エチレン・エチル共重合体）又はＥＶＡ（エチレン・ビニル共重合体）等のエチレン系化合物、ＣＰＥ（塩素化ポリエチレン）等の塩素系材料、ＮＢＲ等のゴム材料を使用することができる。
【００４６】
ところで、上記の材料により形成されるマグネットローラ３２では、本来ならば、凹凸の無い部分よりも凹凸のある部分の方が磁束が集中するので磁束密度が高くなるという、磁石に特有のエッジ効果に起因して、図７中破線で示すように、マグネットローラ３２の周方向に沿う収納溝３２ａに対応する現像極Ｐ１の、マグネットローラ３２単独での磁束密度分布は、収納溝３２ａの底面３２ｂの幅方向における中間部分よりも両端部分の方が高くなる分布のばらつきを示す。
【００４７】
そこで、収納溝３２ａの底面３２ｂの幅方向における磁束密度分布がばらつかないようにするために、上記の材料によるマグネットローラ３２の製造に用いられる、本発明の第１実施形態に係る金型を、図８の模式的な断面図を参照して説明する。
【００４８】
図８中引用符号９０Ａで示す第１実施形態の金型は、押出成型によりマグネットローラ３２を製造するもので、非磁性体の材料によって形成されたダイ９１と、その背後のシリンダ部（図示せず）とを有しており、前記中心軸３１を嵌挿するための孔を中心部分に成型するため円環状に形成された口金９２を有している。
【００４９】
そして、前記マグネットローラ３２の現像極Ｐ１に対応する口金９２の外周面箇所には、マグネットローラ３２の現像極Ｐ１に対応する外周面部分に前記収納溝３２ａを成型するために、マグネットローラ３２の中心軸３１と直交する断面における収納溝３２ａの形状に応じた形状の凸部９３が、口金９２の内側に突出するように形成されている。
【００５０】
また、ダイ９１の内部には、図７に示すように殆ど磁束密度分布を持たない磁極Ｐ３を除いた各磁極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ４〜Ｐ８に対応するマグネットローラ３２の外周面部分に、図８に示すように、それぞれの磁極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ４〜Ｐ８で必要とする磁束密度を持たせるために、例えばＮｄ（ネオジム）系やＳｍ（サマリウム）系の希土類マグネットブロックからなる着磁用の高磁力マグネット９４1 ，９４2 ，９４4 〜９４8 が、各磁極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ４〜Ｐ８に持たせる磁極と反対の磁極面９５1 ，９５2 ，９５4 〜９５8 を口金９２の中心に向けて配置、埋設されている。
【００５１】
尚、各磁極Ｐ２，Ｐ４〜Ｐ８の着磁用の高磁力マグネット９４2 ，９４4 〜９４8 の磁極面９５2 ，９５4 〜９５8 はいずれも、口金９２の対応する外周面箇所に近接してそれぞれ配置されているが、現像極Ｐ１の着磁用の高磁力マグネット９４1 の磁極面９５1 は、凸部９３が存在する分だけ、他の高磁力マグネット９４2 ，９４4 〜９４8 の磁極面９５2 ，９５4 〜９５8 よりも、口金９２の対応する外周面箇所までの距離が離れている。
【００５２】
そこで、第１実施形態の金型９０Ａでは、現像極Ｐ１の着磁用の高磁力マグネット９４1 をダイ９１の凸部９３の外側部分に配置、埋設してその寸法上の制約を無くし、その代わりに、高磁力マグネット９４1 の磁極面９５1 と口金９２の現像極Ｐ１に対応する外周面箇所との間を結ぶ磁力線を通過させる磁路を構成するように、透磁率の高い磁性体からなるブロック９６（請求項中の磁性体に相当）を、ダイ９１の凸部９３の内部部分に配置、埋設している。
【００５３】
図９の要部拡大断面図で示すように、前記ブロック９６の一方の端面９６ａは、高磁力マグネット９４1 の磁極面９５1 に近接、対向して配置されており、端面９６ａと正対する前記ブロック９６の他方の端面９６ｂは、各磁極Ｐ２，Ｐ４〜Ｐ８の着磁用の高磁力マグネット９４2 ，９４4 〜９４8 の磁極面９５2 ，９５4 〜９５8 と同様に、口金９２の対応する外周面箇所、つまり、マグネットローラ３２の収納溝３２ａの底面３２ｂに対応する凸部９３の先端面９３ａに近接して配置されていて、前記収納溝３２ａの底面３２ｂの幅方向に対応する先端面９３ａの幅方向における中間部分に対向している。
【００５４】
ちなみに、図８に示すダイ９１は、例えば、マグネットローラ３２の中心軸３１を嵌挿するための孔を中心部分に成型するための部分を、別部材の中子として構成されることが通常であるが、それを具体的にどのように構成するかは、本発明の本質とは無関係であるため、図８中では説明を簡略にするためダイ９１に単一部材のハッチングを施している。
【００５５】
このように構成された第１実施形態の金型９０Ａでは、不図示のシリンダ部から供給した材料をダイ９１の口金９２から押し出させて固化させ、適宜の長さで截断すると、収納溝３２ａを外周面に有するマグネットローラ３２が成型されると同時に、口金９２の通過の際に高磁力マグネット９４1 ，９４2 ，９４4 〜９４8 によってかけられた配向磁場により、殆ど磁束密度分布を持たない磁極Ｐ３を除いた、各磁極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ４〜Ｐ８に対応するマグネットローラ３２の外周面部分が磁化されて、図７に示すような分布の磁束密度分布が各磁極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ４〜Ｐ８に対応するマグネットローラ３２の外周面部分に各々発生する。
【００５６】
そして、特に現像極Ｐ１に対応するマグネットローラ３２の収納溝３２ａ部分の材料中のマグネット粉末は、口金９２を通過する際に、金型９０Ａの対応する高磁力マグネット９４1 の磁極面９５1 から、磁路を構成するブロック９６を通過して、ブロック９６の他方の端面９６ｂが対向する凸部９３の先端面９３ａ、乃至、これに対向する口金９２を通過中のマグネットローラ３２の収納溝３２ａの底面３２ｂに導かれる磁力線の作用により、高磁力マグネット９４1 の持つ磁力に応じた磁気量で磁化される。
【００５７】
このとき、高磁力マグネット９４1 の磁極面９５1 に近接、対向してブロック９６の一方の端面９６ａが配置されており、この一方の端面９６ａと正対するブロック９６の他方の端面９６ｂが、凸部９３の先端面９３ａの幅方向における中間部分に対向していることから、ブロック９６を通過する高磁力マグネット９４1 の磁極面９５1 からの磁力線による磁力の強度は、金型９０Ａの凸部９３の先端面９３ａにおける幅方向の中間部分、乃至、口金９２を通過中のマグネットローラ３２の収納溝３２ａの底面３２ｂにおける幅方向の中間部分が、最も強くなる。
【００５８】
よって、現像極Ｐ１に対応するマグネットローラ３２の収納溝３２ａ部分の材料中のマグネット粉末は、収納溝３２ａの底面３２ｂの幅方向における中間部分において、幅方向における両端部分よりも強い磁気量で磁化される。
【００５９】
このため、先に述べたように、磁石に特有のエッジ効果に起因して、収納溝３２ａの底面３２ｂの幅方向における中間部分よりも両端部分の方が高くなる分布のばらつきを示すはずの、現像極Ｐ１に対応する収納溝３２ａ部分の磁束密度は、高磁力マグネット９４1 により磁化される際の、収納溝３２ａの底面３２ｂの幅方向における両端部分よりも中間部分の方が高くなるという磁気量の分布のばらつきにより相殺されて、底面３２ｂの幅方向におけるいずれの部分においても同じ強さの分布となる。
【００６０】
以上に説明した形状、磁束密度分布を有するマグネットブロック３３を、図５に示すように、マグネットブロック３３の長手方向をマグネットローラ３２の中心軸３１の方向に沿わせて、マグネットローラ３２の収納溝３２ａに埋設すると、マグネットローラユニット４０の現像極Ｐ１となる周面箇所上における磁束密度はマグネットローラ３２の磁束密度と、マグネットブロック３３の磁束密度とを足し合わせた分布となる。
【００６１】
そして、図７中実線で示す現像極Ｐ１の磁束密度分布からも明らかなように、マグネットローラ３２の収納溝３２ａ部分に対応する現像極Ｐ１の磁束密度が、エッジ効果の影響が相殺されて底面３２ｂの幅方向におけるいずれの部分においても同じ強さの分布となることから、図６に示すような分布を示すマグネットブロック３３の磁束密度とを足し合わせた、マグネットローラユニット４０の現像極Ｐ１となる周面箇所上における磁束密度は、図１０の分布を示す説明図中実線で示すような分布となる。
【００６２】
一方、仮に、マグネットローラ３２の収納溝３２ａ部分の材料中のマグネット粉末が収納溝３２ａの底面３２ｂの幅方向における全体に亘って均一な磁気量で磁化されて、磁石に特有のエッジ効果により、マグネットローラ３２の収納溝３２ａ部分に対応する現像極Ｐ１の磁束密度が、図７中破線で示すように、収納溝３２ａの底面３２ｂの幅方向における中間部分よりも両端部分の方が高くなる磁束密度分布となった場合、その収納溝３２ａにマグネットブロック３３を埋設した場合のマグネットローラユニット４０の現像極Ｐ１となる周面箇所上における磁束密度分布を、図１０中破線で示す。
【００６３】
この図１０中実線と破線で示す、マグネットローラユニット４０の現像極Ｐ１となる周面箇所上における２つの磁束密度分布を比較すれば明らかなように、マグネットローラ３２の収納溝３２ａ部分の材料中のマグネット粉末を、第１実施形態の金型９０Ａを用いて、収納溝３２ａの底面３２ｂの幅方向における中間部分を両端部分よりも高い磁気量で磁化し、収納溝３２ａの底面３２ｂの幅方向におけるいずれの部分においても磁束密度が同じ強さの分布とした、第１実施形態のマグネットローラ３２を用いてマグネットローラユニット４０を構成すると、マグネットローラユニット４０の現像極Ｐ１となる周面箇所上における磁束密度分布のピーク値が高くなり、かつ、現像極Ｐ１の半値幅が十分に狭くなることが分かる。
【００６４】
このように、第１実施形態の金型９０Ａを用いて製造した第１実施形態のマグネットローラ３２によれば、収納溝３２ａ部分に存在する、底面３２ｂの方向における磁束密度分布のばらつきを、底面３２ｂの幅方向における中間部分を両端部分よりも高い磁気量で磁化することによりほぼ相殺して、マグネットブロック３３と共に第１実施形態のマグネットローラユニット４０を構成した場合に、そのマグネットローラユニット４０における現像極部分の磁束密度分布をマグネットローラ３２の収納溝３２ａの底面３２ｂの幅方向において平坦化させて、電子写真方式の画像形成における静電潜像の現像プロセスでの後端白抜けの発生防止に有利なマグネットローラユニット４０が得られるようにすることができる。
【００６５】
そして、マグネットローラ３２とマグネットブロック３３とにより構成される第１実施形態のマグネットローラユニット４０によれば、現像極部分の磁束密度分布をマグネットローラ３２の収納溝３２ａの底面３２ｂの幅方向において平坦化させて、電子写真方式の画像形成における静電潜像の現像プロセスでの後端白抜けの発生防止に有利なマグネットローラユニット４０を得ることができる。
【００６６】
さらに、第１実施形態のマグネットローラユニット４０を図４に示すマグネットローラユニット４０として使用した現像剤担持体４３や、この現像剤担持体４３を用いて構成した図３の現像装置６０、この現像装置６０を用いて構成した図２のプロセスカートリッジ７０、このプロセスカートリッジ７０を用いて構成した図１の画像形成装置８０によれば、第１実施形態のマグネットローラユニット４０によって得られるのと同様の作用効果を得ることができる。
【００６７】
ところで、上記した第１実施形態の金型９０Ａでは、現像極Ｐ１の着磁に必要な磁力を確保するために、高磁力マグネット９４1 を凸部９３の内部に配置できない寸法としなければならない場合について説明したが、例えば、異方性の希土類マグネット等、小さくても高い磁力を得られる材料で高磁力マグネット９４1 を構成できる場合には、図１１に模式的な断面図で示す本発明の第２実施形態の金型９０Ｂのように、高磁力マグネット９４1 の一部を凸部９３の内部に配置し、その磁極面９５1 を、第１実施形態の金型９０Ａにおけるブロック９６の他方の端面９６ｂと同様に、口金９２の対応する外周面箇所、つまり、マグネットローラ３２の収納溝３２ａの底面３２ｂに対応する凸部９３の先端面９３ａに近接して配置して、収納溝３２ａの底面３２ｂの幅方向に対応する先端面９３ａの幅方向における中間部分に対向させるようにしてもよい。
【００６８】
このように構成した第２実施形態の金型９０Ｂを用いて押出成型しても、第１実施形態の金型９０Ａを用いて押出成型したのと同様に、第１実施形態のマグネットローラ３２を得ることができ、よって、第２実施形態の金型９０Ｂによっても、第１実施形態の金型９０Ａと同様の作用、効果を得ることができる。
【００６９】
これに加えて、第２実施形態の金型９０Ｂによれば、第１実施形態の金型９０Ａにおけるブロック９６を省略できるので、高磁力マグネット９４1 の磁力がマグネットローラ３２の収納溝３２ａ部分の材料中の磁性粉に直接及ぼされるようにして、ブロック９６の透磁率に依存せずに収納溝３２ａ部分を高効率で磁化することができる。
【００７０】
尚、上記した第１及び第２実施形態では、押出成型の金型９０Ａ，９０Ｂについて説明したが、マグネットローラ３２を例えば射出成型等の他の成型にて製造することができる場合は、第１及び第２実施形態の口金９２をキャビティに置き換えて、本発明をその成型用の金型に適用して実施することも、勿論可能である。
【実施例】
【００７１】
（実施例１）
Ｓｒフェライト磁石９２重量％とＥＥＡ樹脂からなるプラスチックマグネット材料を用い、図８に示す第１実施形態の金型９０Ａによって、中心軸方向の全長に亘るマグネットブロックの収納溝が形成される形状で磁場中押出成型を行い、幅方向寸法３．５ｍｍ、深さ３ｍｍ、長手方向寸法３１４ｍｍの収納溝を周面上に有するφ２３．０ｍｍの円筒体を成形し、中心孔にφ１０ｍｍの芯金を挿入して第１マグネットローラを得て、この第１マグネットローラについて磁気測定を行ったところ、表１の上から１段目の「成型後溝部磁束密度」にある結果が得られた。
【００７２】
また、異方性のＮｄ−Ｆｅ−Ｂと１２ＰＡを混合した材料を１００００（Ｏｅ）の磁場中にて射出成形して、幅方向寸法３ｍｍ×高さ３ｍｍ×長手方向寸法３１３ｍｍの長尺直方体を成型し、この長尺直方体を空芯コイルを用いて着磁して、第１マグネットローラの収納溝に配置するマグネットブロックを得た。
【００７３】
続いて、第１マグネットローラの収納溝にマグネットブロックを配置して磁気測定を行ったところ、表１の上から１段目の「マグネットブロック貼付け後」にある結果が得られた。
【００７４】
（比較例１）
実施例１と同様の材料を用い、図８に示す第１実施形態の金型９０Ａからブロック９６のみを省略した金型によって、中心軸方向の全長に亘るマグネットブロックの収納溝が形成される形状で磁場中押出成型を行い、幅方向寸法３．５ｍｍ、深さ３ｍｍ、長手方向寸法３１４ｍｍの収納溝を周面上に有するφ２３．０ｍｍの円筒体を成形し、中心孔にφ１０ｍｍの芯金を挿入して第２マグネットローラを得て、この第２マグネットローラについて磁気測定を行ったところ、表１の上から２段目の「成型後溝部磁束密度」にある結果が得られた。
【００７５】
また、実施例１と同様の条件によりマグネットブロックを得て、第２マグネットローラの収納溝にマグネットブロックを配置し磁気測定を行ったところ、表１の上から２段目の「マグネットブロック貼付け後」にある結果が得られた。
【００７６】
（比較例２）
図８に示す第１実施形態の金型９０Ａのダイ９１のうち、高磁力である必要のある一部の磁極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ７に対応する部分を、各磁極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ７に対応するマグネットローラの外周面部分の着磁用の高磁力マグネット９４1 ，９４2 ，９４7 を非磁性体内に配置、埋設したものから、図１２に模式的な断面図で示すように、透磁率の高い磁性体で構成したダイ部分９１Ａ，９１Ｂ，９１Ｃに替え、各ダイ部分９１Ａ，９１Ｂ，９１Ｃに一体に設けた磁芯９１Ｄ，９１Ｅ，９１Ｆの回りにコイル９７を巻回して電磁石９８1 ，９８2 ，９８7 を構成した金型９０Ｃを用い、各電磁石９８1 ，９８2 ，９８7 に通電することにより、高磁力マグネット９４1 ，９４2 ，９４7 に代わって、各磁極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ７に対応するマグネットローラの外周面部分の着磁用の磁場を発生させた。
【００７７】
この状態で、実施例１と同様の材料を用い、中心軸方向の全長に亘るマグネットブロックの収納溝が形成される形状で磁場中押出成型を行い、幅方向寸法３．５ｍｍ、深さ３ｍｍ、長手方向寸法３１４ｍｍの収納溝を周面上に有するφ２３．０ｍｍの円筒体を成形し、中心孔にφ１０ｍｍの芯金を挿入して第３マグネットローラを得て、この第３マグネットローラについて磁気測定を行ったところ、表１の下から１段目の「成型後溝部磁束密度」にある結果が得られた。
【００７８】
また、実施例１と同様の条件によりマグネットブロックを得て、第３マグネットローラの収納溝にマグネットブロックを配置し磁気測定を行ったところ、表１の下から１段目の「マグネットブロック貼付け後」にある結果が得られた。
【００７９】
【表１】
2006071729.tif 000003
【００８０】
表１にある結果からも明らかなように、実施例１で得られた第１マグネットローラでは、現像極Ｐ１に対応するマグネットローラの収納溝部分における磁束密度が、収納溝の幅方向における中間部分（表１中の落ち込み部磁束密度）が両端部分（表１中のピーク磁束密度）と殆ど変わりなく（１．１％の減）、その偏差（表１中の磁束密度偏差）も１．１と小さいことから、図７中実線で示す現像極Ｐ１の磁束密度分布のように、現像極Ｐ１に対応するマグネットローラ３２の収納溝３２ａ部分の磁束密度が、収納溝３２ａの底面３２ｂの幅方向におけるいずれの部分においてもほぼ同じ強さの分布となっていることがわかった。
【００８１】
また、収納溝にマグネットブロックを配置した後の、現像極Ｐ１の磁束密度のピーク値（１２３ｍＴ）及び半値幅の指標となるピーク８０％の磁極角度（１６Ｄｅｇ）も、それぞれ、実用上、現像プロセスにおける後端白抜けの発生を十分防止できるレベルのものが得られた。
【００８２】
これに対し、比較例１で得られた第２マグネットローラでは、収納溝にマグネットブロックを配置した後の、現像極Ｐ１の磁束密度のピーク値及び半値幅の指標となるピーク８０％の磁極角度は、それぞれ、実用上、現像プロセスにおける後端白抜けの発生を十分防止できるレベルのものが得られた。
【００８３】
しかし、図１３の説明図に各磁極の磁束密度分布を平面的に展開して示すように、現像極Ｐ１に対応するマグネットローラの収納溝部分における磁束密度が、収納溝の幅方向における中間部分（表１中の落ち込み部磁束密度）が両端部分（表１中のピーク磁束密度）よりも２１．８％も大きく落ち込んで、図７中破線で示す現像極Ｐ１の磁束密度分布のようになっていることから、収納溝にマグネットブロックを配置した後の、現像極Ｐ１の磁束密度のピーク値（１２０ｍＴ）及びピーク８０％の磁極角度（１９Ｄｅｇ）は、それぞれ、実用上、現像プロセスにおける後端白抜けの発生を十分防止できるレベルのものとは言い難かった。
【００８４】
さらに、比較例２で得られた第３マグネットローラでは、現像極Ｐ１に対応するマグネットローラの収納溝部分における磁束密度が全体的に高くなっているものの、収納溝の幅方向における中間部分（表１中の落ち込み部磁束密度）が両端部分（表１中のピーク磁束密度）よりも１１．９％落ち込んでいることから、収納溝にマグネットブロックを配置した後の、現像極Ｐ１の磁束密度のピーク８０％の磁極角度（２８Ｄｅｇ）は、実用上、現像プロセスにおける後端白抜けの発生を十分防止できるレベルのものとは言い難かった。
【００８５】
しかも、比較例２で得られた第３マグネットローラでは、現像極Ｐ１以外の他の磁極Ｐ２，Ｐ４〜Ｐ８に対応するマグネットローラの外周面部分における磁束密度が、第１マグネットローラや第２マグネットローラに比べて低くなってしまい、磁極Ｐ２，Ｐ４〜Ｐ８における各々の機能を十分に果たすことができず、二成分現像剤の搬送量やキャリアの回収量のばらつきに起因する画像ムラが、実用上支障がある程度まで発生したので、実用に適さないことが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るプロセスカートリッジの概略構成を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る現像装置の概略構成を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る現像剤担持体の中心軸方向断面図である。
【図５】図４の現像剤担持体のマグネットローラユニットとして使用される本発明の第１実施形態に係るマグネットローラユニットの概略構成を示す斜視図である。
【図６】図５のマグネットブロックを非磁性体の材料で成型したマグネットローラの収納溝に配設した場合の磁束密度分布の説明図である。
【図７】図５のマグネットローラの磁束密度分布の説明図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る金型を模式的に示す断面図である。
【図９】図８の金型の要部拡大断面図である。
【図１０】図４のマグネットローラユニットの磁束密度分布の説明図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る金型を模式的に示す断面図である。
【図１２】比較例２のマグネットローラの製造に用いた金型を模式的に示す断面図である。
【図１３】実施例１及び比較例１，２のマグネットローラの磁束密度分布を平面上に展開して示す説明図である。
【符号の説明】
【００８７】
３２  マグネットローラ
３２ａ  収納溝
３３  マグネットブロック
４０  マグネットローラユニット
４３  現像剤担持体
６０  現像装置
７０  プロセスカートリッジ
８０  画像形成装置
９０Ａ，９０Ｂ  金型
９２  口金（空間）
Ｐ１  現像極
Ｐ２  磁極
【図１】
2006071729.tif 000004
【図２】
2006071729.tif 000005
【図３】
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【図４】
2006071729.tif 000007
【図５】
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【図６】
2006071729.tif 000009
【図７】
2006071729.tif 000010
【図８】
2006071729.tif 000011
【図９】
2006071729.tif 000012
【図１０】
2006071729.tif 000013
【図１１】
2006071729.tif 000014
【図１２】
2006071729.tif 000015
【図１３】
2006071729.tif 000016