(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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合わせて配置し、前記シャフトの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たマグネットロールであって、
複数の略扇形マグネットのうちの１個は、異方性の向きが両側面から外周面に向かう異方性ラバーマグネットで、外周面に主磁極を持つものであり、
複数の略扇形マグネットのうちの残りのものは、前記主磁極の両側に位置する副磁極を外周面に持つ略扇形等方性ラバーマグネットで構成されており、
前記主磁極は前記副磁極よりも強力な磁界を発生するものであり、
前記断面スリット状又はくさび状溝は、前記略扇形等方性ラバーマグネット側に形成され、
各々の断面スリット状又はくさび状溝の外周面に臨む開口幅が当該外周面に一致する円周の長さの５％以下であることを特徴とするマグネットロール。
【請求項２】
前記断面スリット状又はくさび状溝は、前記略扇形マグネットの底部に達しない深さである請求項１記載のマグネットロール。
【請求項３】
前記断面スリット状又はくさび状溝は、前記略扇形等方性ラバーマグネットの半径方向の厚みの略１／２程度の深さである請求項１記載のマグネットロール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置又は静電記録装置における磁気ブラシ現像装置に用いるマグネットロールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のマグネットロールとしては、本出願人提案の発明協会公開技報、公技番号９１−６７１６号、発行日１９９１年５月１日「マグネットローラー」がある。
【０００３】
図５は従来のマグネットロールで、主磁極Ｎ１を外周面に有する異方性プラスチックマグネット１、及び副磁極Ｓ１，Ｓ２をそれぞれ外周面に有する等方性ラバーマグネット２，３をシャフト４の角柱部５に固着したものである。但し、シャフト中心からマグネット１の外周面に至る半径は８.９mmである。
【０００４】
図６は図５に示した従来のマグネットロールの中心軸から一定半径離れた位置で測定したときの目標垂直磁界分布であり、以下の表１の目標値を満足する。つまり、Ｎ極（主磁極Ｎ１）の磁界の強さのピークが１０００ガウス、ピークの８０％となる８０％角度幅３５.６°、Ｎ極とＳ極（副磁極Ｓ１，Ｓ２）との間の０ガウスポイントの幅７５°である。但し、ここでは図５のシャフト基準面６に垂直な半径方向が角度基準となる０°とした。
【０００５】
【表１】
0004222454.tif 000002
【０００６】
図５の従来のマグネットロールでは、この目標値を満足するために、主磁極Ｎ１は異方性プラスチックマグネット、副磁極Ｓ１，Ｓ２は等方性ラバーマグネットとし、材質及び製法の異なるマグネットで構成していた（通常プラスチックマグネットは射出成形、ラバーマグネットは押し出し成形）。また、各マグネット形状も目標垂直磁界分布に対応させるため、特殊形状の組み合わせであった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図５の従来のマグネットロールは、プラスチックマグネットとラバーマグネットの２種の材質を混用しており、形状も一般的でない。とくにプラスチックマグネットが高価であり、原価低減の支障となっていた。プラスチックマグネットは材料費が高く、射出成形によるため、製造コストも高い。
【０００８】
そこで、安価な同一材質の扇形マグネットの組み合わせで図６及び表１の目標値を満足するマグネットロールの開発検討を行った。
【０００９】
しかし、マグネットロールの垂直方向の磁束密度に於いて、「最大磁束密度の、幾々％時の角度幅」と「磁束密度が０（Ｇ）の位置の角度幅」の需用者側要求値に対し、扇形マグネットの角度幅を制御するだけでは、同時に満たせない問題がある。
【００１０】
図７はマグネットロールを扇形マグネットの組み合わせとした比較例であり、主磁極Ｎ１を外周面に有する異方性ラバーマグネット１１及び副磁極Ｓ１，Ｓ２をそれぞれ外周面に有する等方性ラバーマグネット１２，１３をシャフト１４の周囲に設けたものである。但し、図７のラバーマグネット１２，１３の斜線部Ａは切断除去した。
【００１１】
図８は、図７の比較例において磁石（主磁極）角度幅θ＝７２°としたときの垂直磁界分布、図９は磁石（主磁極）角度幅θ＝８０°としたときの垂直磁界分布である。但し、図７のシャフト基準面１６に垂直な半径方向が角度基準となる０°とした。
【００１２】
前述した表１のように、磁石角度幅７２°では０ガウスポイントの幅は目標値となるが、８０％角度幅が不足する。磁石角度幅８０°では８０％角度幅が目標に近いが０ガウスポイントの幅は過大となる不都合がある。
【００１３】
本発明は、上記の点に鑑み、同一材質の略扇形マグネットの組合わせで、「最大磁束密度の、幾々％時の角度幅」と「磁束密度が０（Ｇ）の位置の角度幅」の需用者側要求値に適合させることができ、製造容易で原価低減を図ることのできるマグネットロールを提供することを目的とする。
【００１４】
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
磁気ブラシ現像装置においてマグネットロールはスリーブ内に配されるが、スリーブ表面での各角度位置での磁極及び磁束密度は、設計された磁気ブラシ現像装置に対応し、良好な画像を得る為、各々最適な値を要求される。
【００１６】
これら要求の項目のなかに、「ある磁極のスリーブ上において、最大磁束密度に対し、幾々％の時の角度幅は、幾々°以上」（項目１）と「磁束密度が０（Ｇ）の位置（以下０ガウスポイント）の幅は幾々°範囲内」（項目２）がある。通常、これらに対応する場合、マグネットの磁極角度幅を変化させる。
【００１７】
しかし、項目１と項目２には正の相関がある為、要求に対し、一方の要求値を満たしたとしても、もう一方の要求値は満たすことができない。
【００１８】
そこで、略扇形マグネット間のどちらか一方のマグネットに断面スリット状（細長い方形状）乃至くさび状の空隙を挿入したところ、項目１における角度幅を変化させることなく、項目２における０ガウスポイント幅を制御可能なことが、この度見いだされた。しかも、主、副磁極を同一材質で構成でき、安価なラバーマグネットを使用できる。
【００１９】
そこで、上記目的を達成するために、本発明のマグネットロールは、
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合わせて配置し、前記シャフトの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たマグネットロールであって、
複数の略扇形マグネットのうちの１個は、異方性の向きが両側面から外周面に向かう異方性ラバーマグネットで、外周面に主磁極を持つものであり、
複数の略扇形マグネットのうちの残りのものは、前記主磁極の両側に位置する副磁極を外周面に持つ略扇形等方性ラバーマグネットで構成されており、
前記主磁極は前記副磁極よりも強力な磁界を発生するものであり、
前記断面スリット状又はくさび状溝は、前記略扇形等方性ラバーマグネット側に形成され、
各々の断面スリット状又はくさび状溝の外周面に臨む開口幅が当該外周面に一致する円周の長さの５％以下である構成としている。
【００２２】
さらに、前記断面スリット状又はくさび状溝は、前記略扇形マグネットの底部に達しない深さであるとよい。あるいは、前記断面スリット状又はくさび状溝は、前記略扇形等方性ラバーマグネットの半径方向の厚みの略１／２程度の深さであるとよい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るマグネットロールの実施の形態を図面に従って説明する。
【００２４】
図１は本発明の第１の実施の形態であり、外周面に主磁極Ｎ１を持つ略扇形異方性ラバーマグネット（異方性の向きは扇形の両側面から外周面方向）２１の両側に、外周面に副磁極Ｓ１，Ｓ２を持つ略扇形等方性ラバーマグネット２２，２３を配置するとともに、シャフト２４の周囲に配設、一体化したものであって、Ｎ１，Ｓ１間、Ｎ１，Ｓ２間にそれぞれ断面スリット状溝３０を設けている。この断面スリット状溝３０はシャフト２４の軸方向に連続して形成されており、略扇形等方性ラバーマグネット２２，２３側に設けることが望ましい。スリット状溝３０の外周面に臨む開口幅Ｗはマグネットロールの半径Ｒ＝９.１mm（つまり円周長５７.１mm）のとき１.５mmとした。なお、前記断面スリット状溝３０の深さは、略扇形マグネット２２，２３の底部に達しない程度の深さ、好ましくは略扇形マグネット２２，２３の半径方向の厚みの略１／２程度に設定されている。
【００２５】
図２は断面スリット状溝の開口幅Ｗを変化させたときの主磁極Ｎ１のピークの磁束密度、８０％角度幅、０ガウスポイント幅の変化の様子を示す。前記開口幅の変化に伴いＮ１ピークの磁束密度、８０％角度幅は殆ど変化しないのに対し、０ガウスポイント幅は比較的大きく変化する。
【００２６】
図３は図１の第１の実施の形態の場合に、磁石（主磁極）角度幅８０°で、断面スリット状溝の開口幅を１.５mmとしたときの垂直磁界分布である。但し、ここでは図１のシャフト基準面２６に垂直な半径方向が角度基準となる０°とした。このときのＮ１ピークの磁束密度、８０％角度幅、０ガウスポイント幅を以下の表２に示す。目標値に近接又は一致していることが判る。
【００２７】
【表２】
0004222454.tif 000003
【００２８】
この第１の実施の形態によれば、次の通りの効果を得ることができる。
【００２９】
(1)  外周面に磁極を持つ略扇形マグネット２１，２２，２３をシャフト２４の周囲に複数個組合わせて配置し、シャフト２４の軸方向に連続する断面スリット状溝３０を隣接磁極間に設けたことにより、同一材質の略扇形マグネット２１，２２，２３の組合わせで、「最大磁束密度の、幾々％時の角度幅」と「磁束密度が０（Ｇ）の位置の角度幅」の需用者側要求値に適合させることができる。
【００３０】
(2)  複数の略扇形マグネットのうちの１個を、異方性の向きが両側面から外周面に向かう異方性ラバーマグネット２１とすることで、十分強力な主磁極Ｎ１を外周面に形成でき、複数の略扇形マグネットのうちの残りのものは、前記主磁極Ｎ１の両側に位置する副磁極Ｓ１，Ｓ２を外周面に持つ略扇形等方性ラバーマグネット２２，２３とすることで安価に構成できる。これらのラバーマグネットは、ＮＢＲ等のゴム成分、磁性粉、磁性粉の分散剤、架橋剤等を配合、混練後、押し出し成型することにより効率的に製造でき、安価なマグネットロールが得られる。なお、異方性ラバーマグネットは磁場中成型することで得られ、マグネットロールとしての各磁極の着磁は、通常シャフト２４に各マグネットを組み付けてから行う。
【００３１】
(3)  各々の断面スリット状溝３０のマグネット外周面に臨む開口幅Ｗは当該外周面に一致する円周の長さの５％以下に設定することで、０ガウスポイント幅を効果的に調整でき、しかもマグネットロールの主磁極Ｎ１、副磁極Ｓ１、Ｓ２の磁束密度のピークの低下を引き起こさないようにできる。前記開口幅が前記円周の長さの５％を越えると、０ガウスポイント幅を殆ど変化させられなくなり、溝３０を設けた意義が薄れる。例えば、図１でマグネットロールの半径Ｒ＝９.１mm、つまり円周長５７.１mmのとき、円周長の５％は２.８６mmとなるが、図２から判るように、開口幅が２.８６mmを越えたあたりでは、断面スリット状溝３０の開口幅を変化させても０ガウスポイント幅が殆ど変化しなくなっている。逆に５％以下の領域、とくに２mm以下（円周長の３.５％以下）では開口幅の変化に伴い０ガウスポイント幅がかなりよく変化しているので好ましい範囲と言える。
【００３２】
(4)  断面スリット状溝３０は、略扇形マグネット２２，２３の底部に達しない深さであり、各マグネット間の底部側での磁束の流れを妨げないようになっている。このことは、各磁極の磁束密度のピークを断面スリット状溝３０を設けたことにより低下させないために有効である。
【００３３】
図４は本発明の第２の実施の形態であり、シャフト２４の軸方向に連続した断面くさび状溝４０を、外周面に副磁極Ｓ１，Ｓ２を持つ略扇形等方性ラバーマグネット２２，２３に設けた構成を示す。その他の構成は前述の第１の実施の形態と同様であり、同一又は相当部分に同一符号を付した。
【００３４】
略扇形マグネットに溝を設けた場合、磁界分布への影響は溝開口に近いところであるから、断面スリット状溝の代わりに断面くさび状溝４０を設けた場合、溝の深い部分の幅がくさび状に次第に狭くなるが、断面スリット状溝に近い作用を果たすことが可能である。
【００３５】
なお、前記表１、表２の目標値は、特定の電子写真装置又は静電記録装置における磁気ブラシ現像装置に適した特性例であり、電子写真装置又は静電記録装置の品種が異なれば、その目標値は異なるものとなるが、前記断面スリット状乃至断面くさび状溝の開口幅を変化させることで対応できる。
【００３６】
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、同一材質の略扇形マグネットの組合わせで、マグネットロールにおける「最大磁束密度の、幾々％時の角度幅」と「磁束密度が０（Ｇ）の位置の角度幅」の需用者側要求値に適合させることができる。また、ラバーマグネットを使用すれば、押し出し成型により安価なマグネットロールが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るマグネットロールの第１の実施の形態を示す正面図である。
【図２】第１の実施の形態において、断面スリット状溝の開口幅Ｗの磁気特性に対する影響を示すグラフである。
【図３】第１の実施の形態において、磁石（主磁極）角度幅８０°でＮＳ極間に１.５mmの断面スリット状溝を形成したときの垂直磁界分布を示すパターン図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態を示す正面図である。
【図５】従来のマグネットロールを示す正面図である。
【図６】目標垂直磁界分布を示すパターン図である。
【図７】扇形マグネットの組み合わせによるマグネットロールの比較例を示す正面図である。
【図８】図７の比較例において、磁石（主磁極）角度幅７２°としたときの垂直磁界分布を示すパターン図である。
【図９】図７の比較例において、磁石（主磁極）角度幅８０°としたときの垂直磁界分布を示すパターン図である。
【符号の説明】
１  異方性プラスチックマグネット
２，３，１２，１３，２２，２３  等方性ラバーマグネット
４，１４，２４  シャフト
１１，２１  異方性ラバーマグネット
３０  断面スリット状溝
４０  断面くさび状溝
Ｎ１  主磁極
Ｓ１，Ｓ２  副磁極
【図１】
0004222454.tif 000004
【図３】
0004222454.tif 000005
【図２】
0004222454.tif 000006
【図４】
0004222454.tif 000007
【図５】
0004222454.tif 000008
【図６】
0004222454.tif 000009
【図７】
0004222454.tif 000010
【図８】
0004222454.tif 000011
【図９】
0004222454.tif 000012