JP4155810B2 - 希土類マグネットブロックの製造装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置用の現像装置、詳細には、トナー及び磁性粒子からなる2成分現像剤を用いて像担持体に形成された潜像を現像する現像装置に用いる希土類マグネットブロックの製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の2成分現像装置における画像上の問題点を解決する手段としてはSLIC現像装置などと称されるタイプの現像装置がある。この現像装置には、SrもしくはBaからなる磁性粉に高分子化合物を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、射出成形及び押出成形にて製造したフェライトマグネットを用いる。このフェライトマグネットは、現像極以外の磁気特性を形成する部分構成し、現像極部に所望の磁力を得るのに必要な量の希土類マグネットブロックを取り付け可能な溝を軸方向に備えた形状とする。材料としての高分子化合物としては、6PAもしくは12PA等のPA系材料、EEA(エチレン・エチル共重合体)、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し、また現像極部のマグネットブロックは、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とした現像ローラを用いる。
【0003】
このような現像ローラにおける、希土類マグネットブロックの製造方法として従来は、粉体及び成形後の形状維持のための添加剤を混合し、この混合粉体を金型に流し込んで圧縮成形し、その後に焼成・冷却工程を行っている。図1はこのような圧縮成形に用いる金型構造を示す断面図である。図中1はダイセット上、2はダイセット下、3はパンチホルダ、4はダイ、5はパンチ上、6は希土類マグネット粉充填溝部、7は空芯コイル、8はガイドポストである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような製造方法では、希土類マグネットブロックが長尺なため、焼成・冷却時に圧縮成形時に生じる希土類マグネットブロック内部の残留ひずみの影響により、希土類マグネットブロックに反りや曲がりが発生することが考えられる。希土類マグネットに反りや曲がりがあると、設備の搬送トラブル(希土類マグネットの引掛り等)、治具セット時の作業性の悪さによるタクトオーバー、これによる生産性の低下等の発生原因となるだけでなく、現像ローラ溝部に希土類マグネットを接着剤によって接合する前の固定具による位置決め保持の精度に悪影響を及ぼし、その結果、位置決めが難しく、接合時の位置決めや接合後の真直度、円周方向の位置精度等に影響が生じて不良を発生させ、設備停止等のトラブルを招き、結果として生産効率を悪化させるという問題があった。
【0005】
そこで本発明は、従来の製造方法における問題を解決する手段として、該希土類マグネットブロックの反り・曲がりを矯正できる希土類マグネットブロックの製造装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に係る希土類マグネットブロックの製造装置は、上記目的を達成するために、磁性粉に高分子化合物を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射出成形及び押出成形にて製造したフェライトマグネットを用い、該フェライトマグネットが現像極以外の磁気特性を形成する部分を構成し、現像極部に所望の磁力を得るのに必要な量の希土類マグネットブロックを取り付け可能に備える現像装置に用いる現像ローラ用の希土類マグネットブロックの製造装置であって、磁性粉体と添加剤を混合する混合機、該混合機によって混合させた粉体を流し込んで圧縮成形するための金型、該金型に上記混合粉体を供給する供給器、圧縮成形をする際に上記金型に圧縮力を発生させるプレス機、圧縮成形した成形物を保持するための保持具、該保持具で保持した成形物を加熱及び冷却するための加熱・冷却装置とからなり、上記保持具が、上記成形物を少なくとも長軸方向の隣接3面で保持する部位をTi−Ni合金製としてなるものであることを特徴とする。
【0007】
同請求項2に係るものは、上記目的を達成するために、磁性粉に高分子化合物を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射出成形及び押出成形にて製造したフェライトマグネットを用い、該フェライトマグネットが現像極以外の磁気特性を形成する部分を構成し、現像極部に所望の磁力を得るのに必要な量の希土類マグネットブロックを取り付け可能に備える現像装置に用いる現像ローラ用の希土類マグネットブロックの製造装置であって、磁性粉体と添加剤を混合する混合機、該混合機によって混合させた粉体を流し込んで圧縮成形するための金型、該金型に上記混合粉体を供給する供給器、圧縮成形をする際に上記金型に圧縮力を発生させるプレス機、圧縮成形した成形物を保持するための保持具、該保持具で保持した成形物を加熱及び冷却するための加熱・冷却装置とからなり、上記保持具が、上記成形物を少なくとも長軸方向の隣接3面で保持する部位をTi−Ni合金製としてなるものであることを特徴とする。
【0008】
同請求項3に係るものは、上記目的を達成するために、請求項1または2の希土類マグネットブロックの製造装置において、上記保持具が、上記成形物を固定・把持するTi−Ni合金製の固定具と、該固定具に係止したコイルバネ及びTi‐Ni合金コイルからなり、該コイルバネとTi‐Ni合金コイルとを上記固定具の長手方向に沿って交互に配置してなることを特徴とする。
【0009】
同請求項4に係るものは、上記目的を達成するために、請求項1ないし3のいずれかの希土類マグネットブロックの製造装置において、上記固定具と上記Ti‐Ni合金コイルが、上記成形物の焼成温度及び冷却温度に達すると記憶させた形に戻る形状記憶性を有するものであることを特徴とする。
【0010】
同請求項5に係るものは、上記目的を達成するために、請求項4の希土類マグネットブロックの製造装置において、上記固定具と上記Ti‐Ni合金コイルの形状回復力よりも上記コイルバネの張力を強く設定してなることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
本発明において圧縮成形する対象とする粉体と添加剤の混合物(混合粉体)は、幅が狭く、且つ高い磁気特性を得るために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既述のような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とする。また、これらマグネットを用いる上述したタイプの現像装置による現像の場合、例えば径が16mm〜20mmの現像ローラではスリーブ表面の磁束密度として80〜90mTが必要となり、現像極部の希土類マグネット形状としては構成上から幅2mm、高さ3mm程度の大きさとする必要がある。この場合、マグネットブロックの材料特性としてはBr>0.5Tであることが望ましい。
【0012】
図2は、本発明に係る希土類マグネットブロックの製造装置の一実施形態の概略構成を示す概念図である。本実施形態装置は、図示しない粉体と添加剤を混合する混合機、混合機で混合させた粉体を流し込み、充填して圧縮成形するための金型10、金型10を加圧するプレス11、金型10をプレス11へ供給する供給器12、金型10から成形された希土類マグネットブロックを取り出す脱型部13、金型10から取り出した希土類マグネットブロック14を焼成、冷却する焼成・冷却装置15及び焼成、冷却した希土類マグネットブロック14を外部へ搬出するための搬出ステージ16とからなり(図2A)、焼成・冷却装置15において希土類マグネットブロック14を焼成、冷却する際には、希土類マグネットブロック14を固定・保持する保持具17(図2B)を用いる。プレス11は図1に示すものと同様のものでも、あるいは別タイプのものでもいずれでもよい。
【0013】
図2(B)に示すように、保持具17は、Ti−Ni合金製の固定具18と、固定具18に係止するコイルバネ19及びTi‐Ni合金コイル20からなる。固定具18は、希土類マグネットブロック14を長軸方向の隣接する3面で保持あるいは固定・把持可能な溝型状の形状、構造を有するTi−Ni合金製のものである。またコイルバネ19とTi‐Ni合金コイル20は、図示のように固定具18の長手方向に沿って交互に配置してある。
【0014】
固定具18とTi‐Ni合金コイル20は、希土類マグネットブロック14の焼成温度及び冷却温度に達すると記憶させた形に戻る形状記憶性を有する。すなわちTi‐Ni合金素材をその合金組成によるマルテンサイト相において、狙いの寸法、形状に変形させ、オーステナト相まで過熱し、一定の時間にわたって加熱保持することで、例えば焼成温度70〜110℃に達すると狙いの寸法・形状に戻るように形状を記憶させてある。またコイルバネ19の張力は、固定具18とTi‐Ni合金コイル20の形状回復力よりも強く設定してある。
【0015】
すなわち、焼成・冷却装置15において希土類マグネットブロック14を焼成・冷却するときに、希土類マグネットブロック14を固定・把持する固定具18とTi‐Ni合金コイル20とが予め記憶させた形状に戻ることにより、希土類マグネットブロック14の反りや曲がりを矯正できるようにしてある。なおTi-Ni形状記憶合金に形状を記憶させる技術としては、例えば特開平11−270239号公報に開示されているものを用いればよい。
【0016】
本実施形態の動作を図3、図4をも参照して説明する。図3は焼成・冷却装置15における焼成・冷却行程を概念的に示す断面図、図4は焼成・冷却行程における保持具17の形状変化を概念的に示す断面図である。
まず、図示しない混合機により粉体と添加剤を混合し、混合した混合粉体を供給器12により金型10へ流し込む。この時、供給器12は金型10の混合した粉体を入れる部分の一方の端部から他方の端部へ一定の速度で、単位時間当たり一定の量の混合粉体を、金型10内へ流し込みながら移動する。ついで金型10を、プレス機11に入れて加圧し、混合粉体を圧縮成形する。以上により希土類マグネットブロック14の圧縮成形が完了する。
【0017】
圧縮成形後、脱型部13において希土類マグネットブロック14を取り出し、焼成・冷却装置15において固形、固着させるために焼成・冷却を行う。なお図3(A)は加熱、焼成部の平面図、同(B)は加熱、焼成部の横断面図、図(C)は冷却部の平面図、同(D)は冷却部の横断面図であり、15aは加熱器、15bは冷却器、15cはホルダを示す。
【0018】
そして焼成、冷却の際、希土類マグネットブロック14を上述の保持具17にセットする。セットした状態では、図4(a)で示すように、固定具18は変形して開いた状態、コイルバネ19は伸びた状態、Ti‐Ni合金コイル20も変形して伸びた状態となっている。
【0019】
焼成・冷却装置15において希土類マグネットブロック14を焼成、冷却するときには、図4(b)に示すように、固定具18とTi‐Ni合金コイル20とが予め記憶させた形状に戻ることにより、希土類マグネットブロック14を固定具18の3面で挟んで保持し、反りや曲がりを矯正する。
【0020】
冷却完了時には、図4(c)に示すように、固定具18とTi‐Ni合金コイル20の形状回復力よりもコイルバネ19の張力が大きいため、コイルバネ19の伸びによって固定具18は変形して開き、Ti‐Ni合金コイル20も変形して伸び、固定具18の形状が焼成、冷却前の状態と同じ状態に戻る。その後、保持具17から成形、焼成、冷却済みの希土類マグネットブロック14を取り出し、搬出ステージ16で外部へ搬出する。希土類マグネットブロックの取り出しは、固定具18が開いているので容易に行える。なお希土類マグネットブロック14を取り出し後の保持具17は、焼成、冷却によって特定の記憶させた形に戻る再現性と、繰返し性があるため、メンテナンスを容易に行える。
【0021】
【発明の効果】
本発明に係る希土類マグネットブロックの製造装置は、以上説明してきたように、希土類マグネットブロックの反りや曲がりを、工程数を増やさずかつコストをかけずに矯正することができる。したがって、次工程において現像ローラの溝部に希土類マグネットを接着剤にて接合する時の位置決め精度や接合後の真直度、円周方向の位置精度を向上させ得るものとなり、品質、生産効率を向上させ得る。
【0022】
また請求項4、5に記載の希土類マグネットブロックの製造装置を用いれば、希土類マグネットブロックを固定・把持する保持具から希土類マグネットブロックを短時間で容易に取出すことができ、作業時間の短縮が可能となり、作業効率が向上する。また保持具の形状記憶性、再現性、繰返し性を利用して保持具を繰り返し使用でき、メンテナンスも容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】希土類マグネットブロックの圧縮成形に用いる金型構造を示す断面図である。
【図2】本発明に係る希土類マグネットブロックの製造装置の一実施形態の概略構成を示す概念図である。
【図3】焼成・冷却装置における焼成・冷却行程を概念的に示す断面図である。
【図4】焼成・冷却行程における保持具の形状変化を概念的に示す断面図である。
【符号の説明】
10 金型
11 プレス
12 供給器
13 脱型部
14 希土類マグネットブロック
15 焼成・冷却装置
16 搬出ステージ
17 保持具
18 固定具
19 コイルバネ
20 Ti‐Ni合金コイル
Claims (5)
- 磁性粉に高分子化合物を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射出成形及び押出成形にて製造したフェライトマグネットを用い、該フェライトマグネットが現像極以外の磁気特性を形成する部分を構成し、現像極部に所望の磁力を得るのに必要な量の希土類マグネットブロックを取り付け可能に備える現像装置に用いる現像ローラ用の希土類マグネットブロックの製造装置であって、磁性粉体と添加剤を混合させた粉体を圧縮プレス成形する希土類マグネットブロックの製造装置において、圧縮成形した成形物を保持するための保持具と、該保持具で保持した成形物を加熱及び冷却するための加熱・冷却装置とを備え、上記保持具が、上記成形物を少なくとも長軸方向の隣接3面で保持する部位をTi−Ni合金製としてなることを特徴とする希土類マグネットブロックの製造装置。
- 磁性粉に高分子化合物を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射出成形及び押出成形にて製造したフェライトマグネットを用い、該フェライトマグネットが現像極以外の磁気特性を形成する部分を構成し、現像極部に所望の磁力を得るのに必要な量の希土類マグネットブロックを取り付け可能に備える現像装置に用いる現像ローラ用の希土類マグネットブロックの製造装置であって、磁性粉体と添加剤を混合する混合機、該混合機によって混合させた粉体を流し込んで圧縮成形するための金型、該金型に上記混合粉体を供給する供給器、圧縮成形をする際に上記金型に圧縮力を発生させるプレス機、圧縮成形した成形物を保持するための保持具、該保持具で保持した成形物を加熱及び冷却するための加熱・冷却装置とからなり、上記保持具が、上記成形物を少なくとも長軸方向の隣接3面で保持する部位をTi−Ni合金製としてなるものであることを特徴とする希土類マグネットブロックの製造装置。
- 請求項1または2の希土類マグネットブロックの製造装置において、上記保持具が、上記成形物を固定・把持するTi−Ni合金製の固定具と、該固定具に係止したコイルバネ及びTi‐Ni合金コイルからなり、該コイルバネとTi‐Ni合金コイルとを上記固定具の長手方向に沿って交互に配置してなることを特徴とする希土類マグネットブロックの製造装置。
- 請求項1ないし3のいずれかの希土類マグネットブロックの製造装置において、上記固定具と上記Ti‐Ni合金コイルが、上記成形物の焼成温度及び冷却温度に達すると記憶させた形に戻る形状記憶性を有するものであることを特徴とする希土類マグネットブロックの製造装置。
- 請求項4の希土類マグネットブロックの製造装置において、上記固定具と上記Ti‐Ni合金コイルの形状回復力よりも上記コイルバネの張力を強く設定してなることを特徴とする希土類マグネットブロックの製造装置。
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