(57)【要約】【課題】    現像磁極の磁束密度ピーク値を単純に高くするだけでは、磁気吸引力ピーク値が現像下流側に位置しないため、現像剤カブリが発生する場合がある。磁束密度ピーク位置からずれた位置に選択的に磁気吸引力を強くすることにより上記現像剤カブリを抑制したものである。【解決手段】  強磁性体粉末と樹脂バインダーと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、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、かつ、該特定磁極を構成するマグネットピースの磁気特性を互いに異なるものにしたことを特徴とするマグネットローラ。  【選択図】    図５
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【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と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、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、かつ、該特定磁極を構成するマグネットピースの磁気特性を互いに異なるものにしたことを特徴とするマグネットローラ。
【請求項２】
上記特定磁極を構成するマグネットピースの残留磁束密度値（Ｂｒ値）の差異が２０ｍＴ以上であることを特徴とした請求項１記載のマグネットローラ。
【請求項３】
上記特定磁極を構成するマグネットピースの残留磁束密度値（Ｂｒ値）の差異が５０ｍＴ以上であることを特徴とした請求項１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】
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、該マグネットピースを互いに磁気的に反発するように配置することにより、高磁束密度を得ることができる（特許文献１）。
【０００３】
樹脂注入ゲート口を短辺または短辺近くの長辺端面に設けてマグネットピース射出成形し、複数の該マグネットピースをシャフト上に貼り合わせてマグネットローラを形成することにより、周方向の磁束密度を向上させることができる（特許文献２）。
【特許文献１】特開平１１−６５２８３
【特許文献２】特開平０２−１６５１７６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、マグネットピースを磁気的に反発するように配置することにより高磁束密度を得ることができ、全体的に磁気吸引力を強くすることができるが、磁束密度ピーク位置からずれた位置に選択的に磁気吸引力を強くすることができず、結果的に現像剤カブリが発生する場合がある。
【０００５】
また、特許文献２では、１つの特定磁極を複数のマグネットピースで構成しておらず、該マグネットピースを互いに磁気的に反発するようにも配置していないため、高磁束密度を得ることができない場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、強磁性体粉末と樹脂バインダーと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、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、かつ、該特定磁極を構成するマグネットピースの磁気特性を互いに異なるものにすることにより、磁束密度ピーク位置からずれた位置に選択的に磁気吸引力を強くしたマグネットローラ、である。
上記特定磁極を構成するマグネットピースの残留磁束密度値（Ｂｒ値）の差異は、好ましくは２０ｍＴ以上、より好ましくは５０ｍＴ以上である。
磁束密度ピーク位置と磁気吸引力ピーク位置との角度は、好ましくは３°以上、より好ましくは５°以上１５°以下である。このことにより、現像磁極の磁束密度ピーク値を単純に高くするだけで、磁気吸引力ピーク値を現像下流側に位置させることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、該特定磁極付近の磁束密度ピーク位置と異なる位置に磁気吸引力のピークを設けることが可能となり、この構成のマグネットローラを用いることにより現像剤カブリ現象が防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、強磁性体粉末と樹脂バインダーと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、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、かつ、該特定磁極を構成するマグネットピースの磁気特性を互いに異なるものにしたマグネットローラ、である。
磁気特性の異なるマグネットピースの製造法としては、強磁性体粉末と樹脂バインダーとを主体とする混合物に、それぞれ異なった強さの磁場で印加する方法、もしくは、それぞれ異なった強磁性体粉末と樹脂バインダーとを主体とする混合物に、同じ強さの磁場で印加する方法などがある。
【０００９】
本発明は、強磁性体粉末と樹脂バインダーと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、前記マグネットピースの材料は、一態様としては、樹脂バインダーを５重量％〜５０重量％（滑剤、安定剤等を含む）、強磁性体粉末を９５重量％〜５０重量％とし、これらを混合して溶融混練し、ペレット状にする。前記ペレットを溶融状態にして、図１に示す成形装置（金型）を用いて、注入口から溶融樹脂磁石材料を射出注入し、磁場を印加しながら配向着磁して各マグネットピースを得る。磁場を印加する方法としては、励磁源として永久磁石や電磁石を用いて金型内に磁場を発生させることが一般的である。また、印加磁場は、２００Ｋ・Ａ／ｍから２４００Ｋ・Ａ／ｍとすることが一般的である。
【００１０】
同一の樹脂磁石材料においても、異なった磁場を印加することにより、磁気特性の異なるマグネットピースを得ることができる。
【００１１】
上記で成形されたマグネットピースをシャフト上に貼り合わせて図２（斜視図）、図３（断面図）に示すようなマグネットローラを形成する。
【００１２】
マグネットピースの軸方向長さ、マグネットローラ本体部の外径、シャフトの軸方向長さ、シャフトの外径、は所望の寸法に適宜設計すればよい。また、シャフト材質は、磁性体、非磁性体、どちらでもよく、磁性体ではＳＵＭ材等、非磁性体ではＳＵＳ材等、が用いられる。
【００１３】
得られたマグネットローラの周方向磁束密度は、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（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た。また、得られたマグネットローラの周方向磁気吸引力は、図４のような装置により、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離れた位置にＳＵＭ２２製角棒（１ｍｍ×１ｍｍ×３０ｍｍ）をセットし、電子天秤にて周方向磁気吸引力を測定した。
【００１４】
また、同一の印加磁場においても、樹脂磁石材料を変えることにより、磁気特性の異なるマグネットピースを得ることができる。
【００１５】
上記特定磁極を構成するマグネットピースの残留磁束密度値（Ｂｒ値）の差異は、好ましくは２０ｍＴ以上、より好ましくは５０ｍＴ以上である。２０ｍＴ未満の場合は、該マグネットピースの磁気特性を異なるものとした効果が現れない場合がある。
【００１６】
また、磁束密度ピーク位置と磁気吸引力ピーク位置との角度は、好ましくは３°以上、より好ましくは５°以上である。３°未満の場合は、角度差を設けた効果が現れず、
また、１５°を超えた場合は、現像ローラと感光体とのギャップが広くなり、感光体に付着した余分な現像剤を現像ローラ側に吸着し難くなる場合がある。
【００１７】
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（ポリフェニレンスルフィド）、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）などがあげられ、これらの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。または、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。
【００１８】
ここで、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使用できる。式中のＭとして、Ｓｒ、Ｂａまたは鉛などの１種類または２種類以上が適宜選択して用いられる。
【００１９】
また、強磁性体粉末として、異方性フェライト磁性粉の他に、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ＮｄＦｅＢ系）を単独または２種類以上を混合して用いてもよい。要求される磁束密度により適宜選択すればよい。
【００２０】
上記に示した強磁性粉末（単独磁性粉あるいは混合磁性粉）の含有率は、通常５０〜９５％である。その含率が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、
また、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。
【００２１】
添加剤としては、磁性粉の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・フッ素系等の滑剤、安定剤、可塑剤、もしくは難燃剤など目的に応じて適宜選択することができる。
【実施例】
【００２２】
本発明では、代表的なマグネットピース材料として、樹脂バインダーにエチレンエチルアクリレート樹脂、強磁性粉末に異方性ストロンチウムフェライトや希土類磁性粉（ＳｍＦｅＮ系）を用いたもので説明したが、これらに制限されるものではない。
【００２３】
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より、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。
【００２４】
更に、本発明においては、マグネットピースは射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押出成形、圧縮成形等でもよく、また、マグネットピースごとに成形方法を変えてもよい。
【００２５】
（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に示す成形装置（金型）を用いて、注入口から溶融樹脂磁石材料を射出注入して成形した。Ｎ１Ａピースの成形時には２４００Ｋ・Ａ／ｍの磁場を印加し、Ｎ１Ｂピースの成形時には１２００Ｋ・Ａ／ｍの磁場を印加し、配向着磁を行った。また、Ｎ１ＡおよびＮ１Ｂ以外のピースの成形時には、２４０Ｋ・Ａ／ｍ〜２４００Ｋ・Ａ／ｍの磁場を印加し配向着磁を行った。
【００２６】
前記２つのマグネットピースの磁気特性を理研電子社製振動磁力計で測定したところ、Ｎ１Ａピースの残留磁束密度（Ｂｒ値）は２８０ｍＴであり、Ｎ１Ｂピースの残留磁束密度（Ｂｒ値）は２６０ｍＴであった。
【００２７】
他の磁極は、各磁極に１つのマグネットピースとし、該マグネットピースは２４０Ｋ・Ａ／ｍ〜２４００Ｋ・Ａ／ｍの磁場を印加しながら成形した。
【００２８】
上記で形成されたマグネットピースをシャフト上に貼り合わせて図２（斜視図）、図３（断面図）に示すようなマグネットローラを形成する。特定磁極であるＮ１極は、Ｎ１ＡピースとＮ１Ｂピースの２つのマグネットピースで形成した。
【００２９】
マグネットピースの軸方向長さは３２０ｍｍとし、シャフト材質はＳＵＭ２２とし、シャフト外径はφ６ｍｍとし、シャフト全長は３７０ｍｍとした。また、シャフト上にマグネットピースを貼り合わせて形成したマグネットローラの本体部（マグネットピースを貼り合わせた部分）の外径はφ１３．６ｍｍとした。
【００３０】
ここで、マグネットローラ中心と感光体中心とを結ぶ線（角度基準０°）に対し、Ｎ１Ａピース側は、現像下流側となるようにした。
【００３１】
得られたマグネットローラの周方向磁束密度は、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（磁束密度センサー）をセットし、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、ガウスメータにて周方向磁束密度値を測定し、特定磁極であるＮ１極の周方向磁束密度ピーク値とその位置を表１に示した。
【００３２】
また、得られたマグネットローラの周方向磁気吸引力は、図４の装置を使用し、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離れた位置にＳＵＭ２２製角棒（吸引力センサー：１ｍｍ×１ｍｍ×３０ｍｍ）をセットし、該ＳＵＭ２２製角棒がマグネットローラに吸引される力を電子天秤にて測定し、周方向磁気吸引力とした。特定磁極であるＮ１極の周方向磁気吸引力ピーク値とその位置を表１に示した。
図５に上記で測定した周方向磁束密度パターンと周方向磁気吸引力パターンを示す。
【００３３】
更に、得られたマグネットローラをキヤノン製ＬＢＰ５９００のカートリッジの組み込み、現像剤カブリ（キャリアカブリ）状況を目視にて観察した。カブリ状況は、◎：カブリ問題なし、○：実用上カブリ問題なし、△：ややカブリあり、×：カブリあり、として評価し、表１に記載した。
【００３４】
（実施例２）
特定磁極であるＮ１極を構成する２つマグネットピース（Ｎ１ＡピースとＮ１Ｂピース）において、Ｎ１Ａピース用材料としてエチレンエチルアクリレート樹脂と希土類（ＳｍＦｅＮ系）磁性粉末を混合したものを用い、Ｎ１Ｂピース用材料としては、エチレンエチルアクリレート樹脂と異方性ストロンチウム（ＳｒＯ・６Ｆｅ２Ｏ３）磁性粉末を混合したものを用いる。また、Ｎ１ＡピースおよびＮ１Ｂピースを成形するときは、いずれも印加する磁場を２４００Ｋ・Ａ／ｍとし、前記２つのマグネットピースの磁気特性を異なるものにする。前記２つのマグネットピースの磁気特性を理研電子社製振動磁力計で測定したところ、Ｎ１Ａピースの残留磁束密度（Ｂｒ値）は６５０ｍＴであり、Ｎ１Ｂピースの残留磁束密度（Ｂｒ値）は２８０ｍＴであった。
【００３５】
上記以外はすべて実施例１と同様に行った。
【００３６】
得られたマグネットローラは、上記と同様の方法で周方向磁束密度と周方向磁気吸引力を測定し、図６に測定した周方向磁束密度パターンと周方向磁気吸引力パターンを示す。
【００３７】
（実施例３）
Ｎ１Ａピースの残留磁束密度（Ｂｒ値）を３３０ｍＴとし、Ｎ１Ｂピースの残留磁束密度（Ｂｒ値）を２８０ｍＴとする以外はすべて実施例２と同様に行った。
【００３８】
（実施例４）
Ｎ１Ａピースの残留磁束密度（Ｂｒ値）を４５０ｍＴとし、Ｎ１Ｂピースの残留磁束密度（Ｂｒ値）を２８０ｍＴとする以外はすべて実施例２と同様に行った。
【００３９】
（比較例１）
Ｎ１Ａピースの残留磁束密度（Ｂｒ値）を２８０ｍＴとし、Ｎ１Ｂピースの残留磁束密度（Ｂｒ値）を２８０ｍＴとする以外はすべて実施例１と同様に行った。
【００４０】
（比較例２）
特定磁極であるＮ１極を構成する２つマグネットピース（Ｎ１ＡピースとＮ１Ｂピース）において、Ｎ１Ａピース用およびＮ１Ｂピース用材料としてエチレンエチルアクリレート樹脂と希土類（ＳｍＦｅＮ系）磁性粉末を混合したものを用いる。また、Ｎ１ＡピースおよびＮ１Ｂピースを成形するときに印加する磁場を２４０Ｋ・Ａ／ｍとし、前記２つのマグネットピースの磁気特性を同一のものとした。前記２つのマグネットピースの磁気特性を理研電子社製振動磁力計で測定したところ、Ｎ１ＡピースおよびＮ１Ｂピースの残留磁束密度（Ｂｒ値）は４５０ｍＴであった。
【００４１】
上記以外はすべて実施例１と同様に行った。
【００４２】
【表１】
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実施例１と比較例１を比べると、実施例１のＮ１極の磁束密度や磁気吸引力は、比較例１よりもやや小さくなっているが、Ｎ１極の磁気吸引力ピークが現像下流側に位置するため、該磁気吸引力により現像剤カブリを防止していることがわかる。
【００４３】
実施例４と比較例２との比較においても、上記と同様のことがわかる。
【００４４】
実施例１〜４をみると、磁気吸引力ピーク値が大きくなるほど現像剤カブリはなくなることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】マグネットピース成形装置（金型）
【図２】本発明のマグネットローラ（斜視図）
【図３】本発明のマグネットローラ（断面図）
【図４】磁気吸引力測定装置
【図５】周方向の磁束密度パターンおよび磁気吸引力パターン
【図６】別の周方向の磁束密度パターンおよび磁気吸引力パターン
【符号の説明】
【００４６】
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    シャフト
６    マグネットローラ本体部
７    吸引力センサー
８    センサー支持治具
９    電子天秤
１０  マグネットローラ支持治具
１１  磁気吸引力測定装置ベース台
１２  スリーブ
１３  周方向磁束密度パターン
１４  周方向磁気吸引力パターン
１５  マグネットローラ中心と感光体中心を結ぶ線（角度基準０°）
【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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