JP5126040B2 - マグネットピース成形用金型およびマグネットピースの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、レーザープリンタやデジタル複写機等の画像形成装置に用いられるマグネットロールを構成するマグネットピースの成形用金型およびマグネットピースの製造方法に関する。

図１１〜図１３に示すように、従来より、シャフト２の周りに短手方向の断面形状が略扇形状の複数のマグネットピース３〜８を接着剤を用いて放射状に貼り合わせたマグネットロール１が提供されている（例えば、特許文献１〜７参照）。

マグネットロール１は、シャフト２の周りに、汲み上げ極Ｓ３のマグネットピース５と、トリミング極Ｎ２のマグネットピース４と、現像極Ｓ１のマグネットピース３と、回収（搬送）極Ｎ１のマグネットピース８と、剥離極Ｓ２のマグネットピース７と、介在極ピース６がこの順に貼り付けられた（貼り合わされた）ものである。

マグネットピース３〜８は、磁石材料粉、樹脂バインダー、添加剤等の混合物からなる磁性樹脂材料を用いて磁場中で成形することによって製造したものである。磁石材料粉としては、例えば、フェライト粉や、Ｎｄ等の希土類金属粉とＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等の鉄族金属粉との混合物を使用することができる。また、樹脂バインダーは、例えば、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、エポキシ樹脂、エチレンエチルアクリレート（ＥＥＡ）等を使用することができる。

この所謂貼り合わせマグネットロール１に用いられるマグネットピース３〜８は、図１４に示すように、配向ヨーク１７を有する固定型１４と、イジェクタピン９を有する可動型１３とが組み合わされて形成されたキャビティ１９に溶融した磁性樹脂材料を射出することにより製造することができる（例えば、特許文献８参照）。

特開２００３−２２９３０９号公報 特開２００３−２２９３２１号公報 特開２００１−０３４０６８号公報 特開２０００−０７５６６５号公報 特開平１０−３０８３０８号公報 特開平０１−１１４０１１号公報 特開昭６２−２８２４２２号公報 特開２００３−２２９３２１号公報

しかし、可動型１３を移動させて型開きした後（図１５）、可動型１３のイジェクタピン９を突出させると（図１６）、配向ヨーク１７は磁性鋼であるため、磁気吸引力によりマグネットピース３が固定型１４に貼り付く場合がある（図１７）。また、高い磁束密度が要求されるマグネットピースを成形する場合は、可動型１３が一般に磁性鋼を用いて製造されるが、この場合は、マグネットピース３がイジェクタピン９の先端から動いて磁気吸引力により可動型１３に貼り付く場合がある（図１８）。

このように、可動型１３を移動させて型開きをしたときに、マグネットピース３の位置が不安定だと、作業者の作業性が悪くなるという問題がある。つまり、作業者は、金型２１からマグネットピース３を取り出す際に、可動型１３と固定型１４の両方を見てマグネットピース３が貼り付いているのが可動型１３か固定型１４かを判断し、その後、マグネットピース３を取り外さなければならないという不都合がある。
また、マグネットピース３の位置が不安定だと、ロボットハンド等を用いた自動機によりマグネットピース３を金型２１から取り出すことが非常に困難になるという問題がある。

本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであって、溶融した磁性樹脂材料をキャビティに射出する際に、マグネットピースの両端部に位置するイジェクタの先端部をキャビティに突出させるという簡単な構成により、常にマグネットピースを可動型側かつイジェクタの先端部に位置させたマグネットピース成形用金型を提供することを目的とする。

（第１発明）
第１発明に係るマグネットピース成形用金型は、配向ヨークを有する固定型と、シャフトの周面に接着されることでマグネットロールを構成するとともに断面が扇形状であるマグネットピースが成形されるキャビティを、前記固定型と組み合わされて形成する可動型と、前記キャビティの両端部に突出し、先端部には前記シャフトの周面に対応した円弧面及び該円弧面の両側から前記キャビティに突出した突出部が形成されたイジェクタと、を備えたものである。

かかる構成により、可動型と固定型が組み合わされて形成されたキャビティ中で成形されたマグネットピースは、可動型を移動させて型開きをした後、イジェクタを突出させても常にイジェクタの先端部に位置する。なぜなら、マグネットピースの両端部にはイジェクタの先端部が侵入し、イジェクタにマグネットピース３が食い付いているため、マグネットピースが磁気吸引力により固定型や可動型に貼り付くことがないからである。
このため、金型からのマグネットピースの取り外しを作業者が行う場合は、作業者の作業性を向上させることができる。つまり、作業者は、マグネットピースが可動型と固定型のどちらの型に存在しているか判断する必要がなくマグネットピースの取り出し作業ができる。また、金型からのマグネットピースの取り外しを自動機で行う場合は、自動機の構成および動作を簡素化することができ、自動機のコストを安価にできる。
また、マグネットピースの両端部にはイジェクタの突出部が侵入しており、イジェクタにマグネットピースが食い付くので、マグネットピース３を常にイジェクタの先端部に位置させることができる。

（第２発明）
第２発明に係るマグネットピース成形用金型は、第１発明において、突出部にアンダーカット部が形成されたものである。つまり、突出部には、金型の開閉方向に対してアンダーカット形状が形成されているものである。なお、アンダーカット部とは、突出部に形成された凹凸部分であって、マグネットピース（成形品）を可動型から取り出す際に、外力を加えることによるマグネットピースの弾性変形によって取り出す必要のある部分をいう。

かかる構成により、イジェクタにマグネットピースが食い付くことになるので、外力を加えないとマグネットピースをイジェクタから取り外すことができない。このため、前記した第１発明の効果を、より確実にすることができる。

（第３発明）
第３発明に係るマグネットピース成形用金型は、第１発明または第２発明において、可動型は入れ子を備え、前記イジェクタの先端部は、入れ子からキャビティに突出したものである。
かかる構成により、前記した効果を奏するのみならず、イジェクタの突出、引込みにより、イジェクタの外周面が金型を構成する面に対して摺動する摺動部の隙間が摩耗により拡大しても、入れ子のみを交換し、安価かつ容易に金型のメンテナンスができるという効果を奏する。
（第４発明）
第４発明に係るマグネットピース成形用金型は、第３発明において、前記可動型側において、前記入れ子における前記キャビティを構成する部分の寸法は、前記入れ子を用いていない前記キャビティを構成する部分の寸法よりも全体的に小さく構成されているものである。
（第５発明）
第５発明に係るマグネットピースの製造方法は、第１発明、第２発明、第３発明または第４発明のマグネットピース成形用金型の前記キャビティに溶融した磁性樹脂材料を射出する工程と、前記マグネットピース成形用金型を冷却し、前記キャビティ中の前記磁性樹脂材料を固化する工程と、前記可動型を移動させて型開きした後、前記イジェクタを突出させて前記マグネットピースを離型させる工程と、を備えることを特徴とする。

本発明により、可動型と固定型が組み合わされて形成されたキャビティにおいて成形されたマグネットピースを、可動型を移動させた後、イジェクタにより可動型から突出させても、常にイジェクタの先端部に位置させることができるマグネットピース成形用金型を提供できる。

以下に実施例を用いて、本発明を詳細に説明する。
尚、以下の説明は、図１１乃至図１３に示したマグネットピース３の製造に用いられるマグネットピース成形用金型２１について説明するが、他のマグネットピース４〜８の製造に用いる金型についても同様に構成することができる。

（マグネットピース成形用金型の構成）
図１および図２はマグネットピースの両端部における金型の断面図、図３はマグネットピースとイジェクタの位置関係を示す斜視図である。ここで、マグネットピースの両端部とは、図１２に示すマグネットピースの一端１５の近傍、および他端１６の近傍をいう。また、マグネットピースの一端１５の近傍における金型の断面図と、他端１６の近傍における金型の断面図は同一である。

図１に示すように、本発明に係るマグネットピース成形用金型２１は、配向ヨーク１７が固定された固定型１４と、この固定型１４に対して型開閉可能であって、イジェクタ９を有する可動型１３とを備えている。そして、マグネットピースの両端部に位置するイジェクタ９の先端部２５は、固定型１４および可動型１３とが組み合わされて形成されたキャビティ１９に突出している。ここで、イジェクタとは、可動型に対して突出動作および引込み動作を行い、突出動作時にマグネットピースを可動型１３から突き出す（離型させる）ものをいう。

本発明においては、イジェクタは複数あっても良いが、少なくともマグネットピースの両端部に位置するイジェクタの先端部がキャビティに突出していれば良い。つまり、図３に示すように、マグネットピース３の両端部（一端１５の近傍と、他端１６の近傍）に位置するイジェクタ９のみがキャビティ１９に突出し、他のイジェクタ１０はキャビティ１９に突出させても突出させなくても良い。ただし、マグネットピース３の磁束密度を乱さないようにするためには、マグネットピース３の略中央部に位置するイジェクタ１０の先端部２５をキャビティ１９に突出させない方が望ましい。

（マグネットピース成形用金型の作用）
次に、前記した金型２１の作用を説明する。
まず、金型２１に形成されたキャビティ１９に対して、図示しないゲートから溶融した磁性樹脂材料を射出する。そして、金型２１を冷却し、磁性樹脂材料を固化させた後、図２に示すように、可動型１３を移動させて型開きを行なう。その後、イジェクタ９（および１０）を突出させると、マグネットピース３の両端部にはイジェクタ９の先端部２５が侵入し、イジェクタ９にマグネットピース３が食い付いているので、マグネットピース３を常にイジェクタ９の先端部に位置させることができる。つまり、マグネットピースが磁気吸引力により固定型１４に貼り付いたり、可動型１３に貼り付いたりすることがない。

本発明に係る第２実施例を、図４乃至図９を用いて説明する。
図４および図５はマグネットピースの両端部における金型の断面図、図６はマグネットピースの一端近傍とイジェクタの位置関係を示す斜視図、図７はマグネットピースの一端近傍の斜視図、図８はマグネットピースの他端近傍とイジェクタの位置関係を示す斜視図、図９はマグネットピースの他端近傍の斜視図である。尚、実施例１との相違点のみを詳細に説明し、実施例１と同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施例２の実施例１との相違点は、図４に示すように、マグネットピースの両端部に位置するイジェクタ１１の先端部を、シャフトの周面に対応する円弧面２２と、この円弧面２２の両側からキャビティ１９に突出した２つの突出部２３とから構成した点である。

かかる構成の金型２１に形成されたキャビティ１９に対して、図示しないゲートから溶融した磁性樹脂材料を射出し、金型２１を冷却して磁性樹脂材料を冷却固化する。そして、図５に示すように、可動型１３を移動させて型開きを行い、イジェクタ１１を突出させると、図６および図８に示すように、マグネットピース３の両端部にはイジェクタ１１の突出部２３が侵入しているので、イジェクタ１１にマグネットピースが食い付き、マグネットピース３を常にイジェクタ１１の先端部に位置させることができる。

尚、マグネットピース３を金型２１（イジェクタ１１）から取り外すと、図７および図９に示すように、マグネットピース３の両端部には合計４個の凹部１８が形成される。しかし、かかる凹部１８は、マグネットピース３の両端部におけるシャフト側に位置しているので、マグネットロールの磁気特性にはほとんど影響がない。

本発明に係る第３実施例を、図１０を用いて説明する。
図１０は、マグネットピースの一端とイジェクタの位置関係を示す図である。尚、実施例２との相違点のみ詳細に説明し、実施例２と同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施例３の実施例２との相違点は、図１０に示すように、イジェクタ１１の先端部に位置する突出部２３に、アンダーカット部２４を形成した点である。

かかる構成により、マグネットピース３の両端部において、アンダーカット部２４がマグネットピース３の内部に侵入し、イジェクタ１１にマグネットピース３が食い付いているので、外力を加えないとマグネットピース３をイジェクタ１１から取り外すことができない。このため、実施例２に記載した効果を、より確実にすることができる。

本実施例においては、アンダーカット部としてマグネットピース３の内部に向かう突起（凸部）を設けた。この突起の突出部２３端面からの突出量は、例えば、０．１ｍｍ、０．３ｍｍ等の微量であり、外力を加えれば容易に取り外すことができる量でなければならないことは言うまでもない。
尚、アンダーカット部２４は、突出部２３に形成された凹凸部分であって、マグネットピース３を可動型１３から取り出す際に、外力を加えることによるマグネットピース３の弾性変形によって取り出す必要のある部分であれば良いから、図１０に示した突起（凸部）に限られるものではなく、図２１に示したように凹部であっても良い。

本発明に係る第４実施例を、図１９および図２０を用いて説明する。
図１９は可動型の平面図、図２０は図１９におけるキャビティ端部の部分拡大図である。尚、実施例２との相違点のみ詳細に説明し、実施例２と同一の部分については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施例４の実施例２との相違点は、図１９および図２０に示すように、可動型１３におけるイジェクタ１１が位置する部分に入れ子３１を設けた点である。すなわち、マグネットピース３の両端部に位置するイジェクタ１１の先端部は、入れ子３１からキャビティ１９に突出しているものである。

かかる構成により、実施例２に記載した効果を奏するのみならず、イジェクタ１１の突出、引込みによりイジェクタ１１の外周面が金型を構成する面に対して摺動する摺動部３０が摩耗により拡大しても、入れ子３１のみを交換することができる。このため、可動型１３のメンテナンスが容易となり、メンテナンスのコストが安価となる。

また、図２０に示すように、入れ子３１における可動型側のキャビティ３４を構成する部分は、入れ子３１を用いていない可動型１３におけるキャビティ３４を構成する部分よりも全体的に若干小さく構成している。すなわち、マグネットピースの両端部における可動型１３に面した部分は、それ以外の部分と比較して全体的に若干小さくなる。

これは、摺動部３０の隙間がイジェクタ１１の摺動による摩耗により拡大し、溶融した磁性樹脂材料が摺動部３０の隙間に入り込むことによりマグネットピース３の一端部または両端部にバリが発生したとしても、バリの影響を無くすためである。

すなわち、マグネットピース３の両端部のシャフトに面する側（可動型側）における寸法を全体的に若干小さくしておくと、シャフトにマグネットピースを貼り付けた際にマグネットピースの両端部においてシャフトとの間に空間ができる。この空間にバリが位置することになるので、マグネットピースを、その両端部に付着したバリを取り除くことなくシャフトに貼り付けても問題なくマグネットロールを製造することができる。

本実施例においては、マグネットピースの両端部における可動型１３に面した部分（入れ子３１の部分のみ）がその他の部分と比較して全体的に０．０３ｍｍ〜０．０５ｍｍ小さくなるように設定している。より具体的に説明するために、可動型１３における可動型側の稜線部分を例示すると、図２０に示したように、可動型側の稜線３２と、入れ子３１における可動型側の稜線３３との差Ｂ＝０．０３ｍｍ以上０．０５ｍｍ以下の範囲に設定している。

前記した実施例は、説明のために例示したものであって、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲、明細書及び図面の記載から当事者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更、削除および付加が可能である。

例えば、前記した実施例においては、マグネットピース３を成形する１個の金型２１について説明したが、特許文献８に記載されたように、１個の金型で複数のマグネットピースを製造するタイプの金型に対して本発明を適用しても良い。

本発明は、画像形成装置等に使用されるマグネットロールを製造するためのマグネットピースに適用される。

マグネットピースの両端部における金型の断面図 マグネットピースの両端部における金型の断面図 マグネットピースとイジェクタの位置関係を示す斜視図 マグネットピースの両端部における金型の断面図 マグネットピースの両端部における金型の断面図 マグネットピースの一端とイジェクタの位置関係を示す斜視図 マグネットピースの一端の斜視図 マグネットピースの他端とイジェクタの位置関係を示す斜視図 マグネットピースの他端の斜視図 マグネットピースの一端とイジェクタの位置関係を示す図 マグネットロールの斜視図 マグネットピースの斜視図 マグネットロールの側面図（図１１における矢視Ａ） マグネットピース成形用金型の断面図 マグネットピース成形用金型の断面図 マグネットピース成形用金型の断面図 マグネットピース成形用金型の断面図 マグネットピース成形用金型の断面図 可動型の平面図 図１９におけるキャビティ端部の部分拡大図 マグネットピースの一端とイジェクタの位置関係を示す図

符号の説明

１ マグネットロール
２ シャフト
３〜８ 磁極ピース
９ イジェクタ
１１ イジェクタ
１３ 可動型
１４ 固定型
１９ キャビティ
２１ マグネットピース成形用金型
２２ 円弧面
２３ 突出部
２４ アンダーカット部
２５ 先端部
３１ 入れ子

Claims (5)

1. 配向ヨークを有する固定型と、
   シャフトの周面に接着されることでマグネットロールを構成するとともに断面が扇形状であるマグネットピースが成形されるキャビティを、前記固定型と組み合わされて形成する可動型と、
   前記キャビティの両端部に突出し、先端部には前記シャフトの周面に対応した円弧面及び該円弧面の両側から前記キャビティに突出した突出部が形成されたイジェクタと、
   を備えたマグネットピース成型用金型。
2. 前記突出部にアンダーカット部が形成された請求項１に記載のマグネットピース成形用金型。
3. 前記可動型は、入れ子を備え、
   前記イジェクタの先端部は、前記入れ子から前記キャビティに突出した請求項１又は請求項２に記載のマグネットピース成形用金型。
4. 前記可動型側において、前記入れ子における前記キャビティを構成する部分の寸法は、前記入れ子を用いていない前記キャビティを構成する部分の寸法よりも全体的に小さく構成されている請求項３に記載のマグネットピース成形用金型。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のマグネットピース成形用金型の前記キャビティに溶融した磁性樹脂材料を射出する工程と、
   前記マグネットピース成形用金型を冷却し、前記キャビティ中の前記磁性樹脂材料を固化する工程と、
   前記可動型を移動させて型開きした後、前記イジェクタを突出させて前記マグネットピースを離型させる工程と、
   を備えるマグネットピースの製造方法。

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