JP6895827B2 - マグネットローラ成形用金型及びマグネットローラの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、マグネットローラ成形用金型及びマグネットローラの製造方法に関するものである。

従来、複写機やプリンタ等の電子写真装置や静電記録装置等においては、感光ドラム等の潜像保持体上の静電潜像を可視化する工程にて、所望の磁力特性を有するマグネットローラ（現像ローラ）を用いることが知られている。

このマグネットローラは、一般に、熱可塑性樹脂からなるバインダに磁性粉体を混合分散してなる磁粉混合材料を、射出成形することによって製造される。より具体的には、磁粉混合材料をマグネットローラ成形用金型のキャビティ内に射出して製品形状に成形するとともに、該金型内に配置された複数の磁石や電磁ヨーク等の磁力発生手段からの磁場によって、射出された磁粉混合材料内の磁粉を所望の磁力特性となるように配向し、もって成形と同時又は成形後に所望の磁力パターンが着磁されるように製造される。

マグネットローラの製造には、例えば、図４に示すような、マグネットローラを成形するためのキャビティ（特には、マグネットローラの本体部を成形するための成形領域４３）が形成された金型本体４１と、該キャビティを閉塞する入子４２と、を備える金型４０を用いることができる。金型４０により成形されたマグネットローラ（不図示）は、一般に、成形領域４３の長手方向の一方端４３ａ側から挿入されるエジェクターピン４８によって当該挿入方向（図中のＸ方向）に押し出されると同時に、該成形領域４３の長手方向の他方端４３ｂから引き抜かれることにより、金型本体４１から取り出される。

このマグネットローラの取り出しに際しては、該マグネットローラが、キャビティの開口端（図示例では、成形領域４３の他方端４３ｂ）付近、すなわち、金型本体４１のマグネットローラを引き抜く側の内周縁部４３ｃに接触し易いため、該内周縁部４３ｃが金型４０の他の部分に先行して摩耗する傾向がある。この摩耗は、局所的な摩耗であるにも関わらず、摩耗量が一定量を超えると金型本体４１全体を交換しなければならないため、当該摩耗に起因して金型４０の交換頻度が高くなる。

そこで、特許文献１には、摩耗が著しい、金型本体４１のマグネットローラを引き抜く側の内周縁部４３ｃに、金型本体４１から着脱可能な非磁性の補強部材Ｒを設ける技術が開示されている（同じく、図４参照）。当該技術によれば、成形済みのマグネットローラを引き抜く際に、当該内周縁部４３ｃに作用する摩擦力を、金型本体４１ではなく、補強部材Ｒに負担させることができるため、金型本体４１が摩耗するのを抑制できる。また、補強部材Ｒは金型本体４１から着脱可能であるため、該補強部材Ｒの摩耗が著しくなった際には、該補強部材Ｒだけを交換すれば、同一の金型本体４１を継続して使用できる。

特開２０１２−０５６２５６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、金型の補強部材Ｒの配設端（図４に示す破線ＰＬ）に対応する、成形後のマグネットローラの外周面にパーティングラインが形成され、マグネットローラの磁力が不安定になる場合があった。また、上記金型では、金型の内周面全体における摩耗抑制にはさらなる改善の余地があり、金型の多数使用に伴う摩耗に起因する、製品における磁力パターンの不安定性をさらに改善することが希求されている。

そこで、本発明は、マグネットローラ成形用金型の金型本体における耐久性を向上させつつ、製品における磁力の安定性を向上させることを目的とする。
さらに、本発明は、そのようなマグネットローラ成形用金型を用いた、マグネットローラの製造方法を提供することを目的とする。

（１）本発明のマグネットローラ成形用金型は、柱状のローラ本体部を備えたマグネットローラを成形するためのキャビティを内部に有する、マグネットローラ成形用金型であって、磁力発生手段を有する、筒状の金型本体と、前記金型本体の内周面の内側に装着されており、前記キャビティの前記ローラ本体部の成形領域の全長に亘って延在する、着脱可能な非磁性のインナーパイプと、を備えることを特徴とする。本発明のマグネットローラ成形用金型によれば、マグネットローラ成形用金型の金型本体における耐久性を向上させつつ、製品における磁力の安定性を向上させることができる。

（２）本発明のマグネットローラ成形用金型では、前記金型本体の内周面から前記磁力発生手段までの距離が、０．４ｍｍ以上０．７ｍｍ以下であることが好ましい。この構成によれば、金型の強度をより十分に維持しつつ、磁力をより安定させることができる。

（３）本発明のマグネットローラ成形用金型では、前記インナーパイプの外周面がメッキ処理されていることが好ましい。この構成によれば、金型とインナーパイプとの摺動性が高まり、インナーパイプの着脱が容易になる。

（４）本発明のマグネットローラ成形用金型では、前記インナーパイプの外周面に、該インナーパイプの延在方向に直交して延びる溝が設けられていることが好ましい。この構成によれば、例えば、該溝に、金型本体を介して挿入された、例えば、押しボルト等の先端を接触させることにより、インナーパイプを金型の内周面に固定することができる。

（５）本発明のマグネットローラ成形用金型では、前記金型本体の外周面から内周面に亘って延びる少なくとも１本のスリットと、該スリットの開口幅を調節可能な手段と、を備えることが好ましい。この構成によれば、インナーパイプの着脱が容易になる。

（６）本発明のマグネットローラの製造方法は、上記（１）〜（５）のいずれか１つに記載のマグネットローラ成形用金型の前記キャビティ内に、磁性材料を注入してマグネットローラを製造することを特徴とする。本発明のマグネットローラの製造方法では、耐久性が向上したマグネットローラ成形用金型の金型本体を用いて、製品における磁力の安定性を向上させることができる。

本発明によれば、マグネットローラ成形用金型の金型本体における耐久性を向上させつつ、製品における磁力の安定性を向上させることができる。さらに、そのようなマグネットローラ成形用金型を用いた、マグネットローラの製造方法を提供することができる。

（ａ）は、本発明の一実施形態に係るマグネットローラ成形用金型を模式的に示す、該金型の長手方向に沿う面の模式断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すインナーパイプの模式側面図である。 図１のＩ−Ｉ線に沿う断面の一部を示す、模式的な拡大断面図である。 （ａ）は、本発明の他の実施形態に係る金型を示す、模式的な透視側面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う面の模式断面図である。 従来の金型を説明するための、模式断面図である。

以下に、図面を参照しつつ、この発明に係るマグネットローラ成形用金型（以下、単に「金型」ともいう。）の実施形態を例示説明する。
図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係るマグネットローラ成形用金型１０を模式的に示す、該金型１０の長手方向に沿う面の模式断面図である。金型１０は、柱状（本例では、ほぼ円柱状）の外輪郭を有する筒状（本例では、ほぼ円筒状）であり、金型本体１と、該金型本体１のいずれの端部と嵌合する入子２と、を備えている。
金型１０は、その内部に、該金型１０の長手方向に延びて当該金型１０内にて終端する、断面円形のキャビティＣを有している。このキャビティＣは、該キャビティＣ内に磁粉混合材料を射出し、マグネットローラを所望の形状に成形するための空間である。

本実施形態に係るキャビティＣは、該キャビティＣの長手方向中央に位置し、マグネットローラのローラ本体部を形成するための成形領域３と、該成形領域３の一方端（本実施形態では、入子２とは反対側の端）３ａに隣接して位置し、本実施形態では当該成形領域３よりも径が小さい第１端部領域４と、該成形領域３の他方端（本実施形態では、入子２側の端）３ｂに隣接して位置し、本実施形態では当該成形領域３よりも径が小さい第２端部領域５と、からなる。

なお、本実施形態に係る金型１０においては、キャビティＣの成形領域３及び第１端部領域４が、金型本体１の内部に形成されており、キャビティＣの第２端部領域５が、入子２の内部に形成されているが、本発明に係る金型はこれに限定されず、例えば、第２端部領域５が、金型本体１の内部に形成されていてもよい。

また、本実施形態に係る金型１０においては、金型本体１のいずれの端部と嵌合する１つの入子２を備えているが、例えば、金型本体１の両方の端部と嵌合する２つの入子（第１入子及び第２入子）を備え、第１端部領域４が第１入子に形成され、第２端部領域５が第２入子に形成されていてもよい。

本実施形態に係る金型本体１は、該金型本体１の内部に磁場を形成する、磁力発生手段９（図１には、不図示）を有している。例えば、１本、２本又はそれ以上の複数本（本実施形態では、４本）の磁力発生手段が、金型本体１に形成された成形領域３のほぼ全長に亘って、該成形領域３周りに円環状に配置されている。

また、金型本体１には、成形領域３の全長に亘って、すなわち、成形領域３の一方端３ａから他方端３ｂに亘って、該成形領域３を区画する金型本体１の内周面１ａに隣接して延在する、インナーパイプ６が設けられている。このインナーパイプ６は、例えば、アルミ等の非磁性材料からなる、厚さ０．６ｍｍ程度のパイプ状の部材である。インナーパイプ６は、成形領域３内を、該成形領域３の長手方向に摺動可能であり、入子２を金型本体１から取り外すことによって、金型１０への着脱が可能である。

本実施形態に係るインナーパイプ６は、図１（ｂ）に、該インナーパイプ６の模式側面図を示すように、当該インナーパイプ６の外周面に、溝（例えば、図示するような筋溝）７が設けられている。本実施形態において、溝７は、例えば、インナーパイプ６の一方の端部付近にて、該インナーパイプ６の延在方向に直交する向きに、該インナーパイプ６の周上を一周するように設けられている。溝７は、例えば、幅が０．５ｍｍ程かつ深さが０．２ｍｍ程の溝である。

インナーパイプ６における上記溝７は、金型本体１に形成された細穴８の位置に対応するように設けられている。細穴８は、金型本体１の外周面と内周面１ａとを接続し、もって金型本体１の外部とキャビティ３とを連通する細穴である。

従って、例えば、押しボルト等の部材を細穴８に挿入し、該部材の先端を、インナーパイプ６の外表面に設けられた上記溝７に押し当てることにより、金型１０の使用時において、インナーパイプ６を、金型本体１のキャビティＣ内の所望の位置に固定できる。
なお、本実施形態では、１本の溝７が設けられているが、２本、３本又はそれ以上の溝７を設けることもできる。

また、溝７の配設位置は、該溝７が、金型本体１に形成された細穴８の位置に対応するように設けられている限り、上記位置に限定されない。ただし、上述のとおり、マグネットローラの引き抜き時の摩耗は、金型本体１の入子２側の端部において生じ易いので、溝７を、インナーパイプ６の入子２側の端部以外の領域に設けることにより、該インナーパイプ６の耐用回数を増やすことができる。例えば、溝７は、インナーパイプ６の入子２側の端部とは反対側の端部に設けることが好ましい。

つぎに、図２は、図１のＩ−Ｉ線に沿う断面の一部を示す、模式的な拡大断面図である。金型１０の、インナーパイプ６と磁力発生手段９との境界付近が示されている。上述のとおり、本実施形態においては、４本の磁力発生手段９が、金型本体１に形成されたキャビティＣの成形領域３周り（すなわち、金型本体１の内周面１ａの外周側）に、円環状に配置されている。

磁力発生手段９は、金型本体１の内周面１ａに近接して配置されており、本実施形態では、金型本体１の内周面１ａから磁力発生手段９までの距離、すなわち、金型本体１の内周面１ａから磁力発生手段９の内周端９ａまでの距離Ｄは、例えば、０．４ｍｍである。また、このときのインナーパイプの厚さＴは、例えば、０．７ｍｍである。

なお、本実施形態に係る金型１０においては、従来の金型１０に倣い、エジェクターピン１８を備える金型として以上に説明したが、本発明に係る金型はそのような形態に限定されない。

また、図３（ａ）は、本発明の他の実施形態に係る金型２０の模式的な透視側面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。本実施形態において、上述の実施形態と同様の構成は、図面に同様の符号を付して、その説明を省略する。なお、金型２０の長手方向の一部及び入子２２は省略して示している。
本実施形態では、金型本体２１に、少なくとも１本（本実施形態では、１本）のスリット２７が形成されている。スリット２７は、金型本体２１の外周面から該金型本体２１の中心に向かって、当該金型本体２１の外周面から内周面２１ａに亘って延びる、狭幅の切れ込みである。スリット２７は、金型本体２１のスリット壁２７ａ，２７ｂにより区画されている。

なお、本実施形態におけるスリット２７は、金型本体２１の外周面の法線方向に沿って延び、開口幅は、０．５ｍｍ程である。スリット２７は、金型本体２１の一方端から他方端に亘って延在している。

さらに、本実施形態では、金型本体２１の長手方向の任意の位置に、スリット２７（本実施形態では、スリット２７を区画するスリット壁２７ａ）に隣接して、少なくとも１つ（本実施形態では３つ）の切欠部２８が形成されている。

切欠部２８は、スリット２７を区画するスリット壁２７ａ，２７ｂに沿って延びる底部２８Ｂと、該底部２８に対して垂直に、金型本体２１の延在方向に沿って延びる第１壁部２８Ａと、該底部２８Ｂに対して垂直に、金型本体２１の延長方向に直交して延びる第２溝壁２８Ｃと、によって区画されている。

切欠部２８の底部２８Ｂには、第１開孔部３０及び第２開孔部３１が設けられており、該第１開孔部３０及び第２開孔部３１はそれぞれ、切欠き部の底部２８Ｂと、一方のスリット壁２７ａと、を接続している。

第２開孔部３１の開孔壁は、ネジ山を有する。従って、第２開孔部３１に、例えば、ボルト等の留め部材を挿入し、該留め部材の先端を他方のスリット壁２７ｂに押し当てることによって、スリット２７の開口幅を調節することができる。
すなわち、第２開孔部３１は、スリット２７の開口幅を調節可能な手段である。

また、他方のスリット壁２７ｂには、第１開孔部３０に対応する位置に、第３開孔部３２が設けられおり、該第３開孔部３２は、金型本体２１内にて終端している。第３開孔部３２は、ネジ山を有する。従って、第１開口部３０を介して第３開口部３２に、例えば、ボルト等の留め部材を挿入し、該留め部材を上記ネジ山に係合させることにより、インナーパイプ２６を金型本体２１の成形領域２３に固定することができる。
すなわち、第１開孔部３０及び第３開孔部３２は、併せて、インナーパイプ２６を固定可能な手段である。

従って、スリット２７が設けられた金型本体２１においては、金型１０について上述したように、インナーパイプ２６の外表面に溝７（図１（ｂ）参照）を設けなくとも、該インナーパイプ２６をキャビティＣの所望の位置（すなわち、成形領域２３に対応する位置）に確実に固定することができる。
なお、本実施形態では、切欠部２８が、金型２０の長手方向に離間して３つ設けられているが、１つ、２つ、４つ又はそれ以上の切欠部２８を設けることができる。

つぎに、本発明に係る金型１０，２０の作用及び効果を説明する。
なお、金型１０と金型２０の共通の効果については、金型１０を用いて説明する。

上述のように、本発明に係る金型１０は、柱状のローラ本体部を備えたマグネットローラ（不図示）を成形するためのキャビティＣを内部に有する、マグネットローラ成形用金型であって、磁力発生手段９を有する、筒状の金型本体１と、金型本体１の内周面１ａの内側に装着されており、キャビティＣのローラ本体部の成形領域３の全長に亘って延在する、着脱可能な非磁性のインナーパイプ６と、を備えている。

この構成によれば、成形後のマグネットローラの引き抜き時における、該マグネットローラと金型本体１との接触による摩擦力を、金型本体１ではなく、該インナーパイプ６に負担させることができるため、金型本体１が摩耗するのを防ぐことができる。また、このインナーパイプ６は、金型本体１から着脱可能であるため、該インナーパイプ６の摩耗量に応じて当該インナーパイプ６のみを交換すれば、金型本体１はそのまま使用でき、該金型本体１の耐用回数を増やすことができる。

さらに、本発明に係る金型１０では、インナーパイプ６が、マグネットローラのローラ本体部の形成領域３の一方端３ａから他方端３ｂに亘って設けられており、成形後のローラ本体部に、パーティングラインが生じないため、従来の金型に比し、磁力が安定したマグネットローラを成形することができる。すなわち、本発明に係るマグネットローラ成形用金型１０によれば、金型本体１における耐久性を向上させつつ、製品における磁力の安定性を向上させることができる。

さらに、インナーパイプ６が、ローラ本体の成形領域３の一方端３ａから他方端３ｂに亘って設けられていることにより、摩耗が著しい、金型本体１のマグネットローラを引き抜く側の内周縁部（図４の４３ｃ参照）のみならず、該金型本体１の内周面１ａ全体に付加される摩擦力を該インナーパイプ６に負担させることができる観点からも、金型１０の耐久性を向上させることができる。

さらに、金型本体１の内周面１ａから磁力発生手段９までの距離Ｄは、０．４ｍｍ以上０．７ｍｍ以下であることが好ましい。０．４ｍｍ以上の場合、金型本体１の強度をより十分に確保することができ、例えば、金型製造時又は使用時における、該金型本体１の割れ故障等をより確実に抑制することができる。また、０．７ｍｍ以下の場合、磁力発生手段９による磁粉混合材料への磁化を、より確実に所望のものとすることができる。

なお、このとき、インナーパイプ６の厚さＴ（図２参照）は、該インナーパイプ６の耐久性を確保するとともに、当該インナーパイプ６の均質な断面形状を確保する観点から、０．４ｍｍ以上０．８ｍｍ以下とすることが好ましい。

さらには、磁力発生手段９の夫々から金型本体１の内周面１ａまでの距離Ｄと、インナーパイプ６の厚さＴと、の和が０．８ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であることがさらに好ましい。

また、上記の実施形態においては、インナーパイプ６の外周面が、例えば、無電解ニッケルメッキ等によりメッキ処理されていることが好ましい。この場合、インナーパイプ６の着脱時の摺動性が高まるとともに、該インナーパイプ６が破損し難くなる。なお、メッキ層は、０．００５ｍｍ以上０．０５ｍｍ以下であることが、上記効果を得る観点から好ましい。

また、上記の実施形態においては、インナーパイプ６の外周面に、インナーパイプ６の延在方向に直交して延びる溝７が設けられていることが好ましい。上述のように、例えば、押しボルトのような部材を、金型本体１に設けられた細穴８を介して該金型本体１に挿入し、該部材の先端を、インナーパイプ６の外周面に有する溝８に係合させることにより、インナーパイプ６を金型本体１内に固定することができる。特に、上記構成によれば、インナーパイプ６が、金型本体１の延在方向に移動するのを防ぐことができる。

さらに、上記の実施形態において、金型本体２１の外周面と内周面２１ａとを接続する少なくとも１本のスリット２７と、該スリット２７の開口幅を調節可能な手段を備えることが好ましい。この構成によれば、スリット２７の開閉により、金型２０の内周面２１ａの最大径を調節できるため、キャビティＣ内に挿入したインナーパイプ２６の着脱を容易にすることができる。

また、本発明においては、上述した金型１０，２０のキャビティ３内に、ナイロン及び／又はポリプロピレン等の熱可塑性樹脂材料に磁性粉を混合してなる磁性材料を注入してマグネットローラを製造することが好ましい。かかる製造方法によれば、耐久性が向上したマグネットローラ成形用金型の金型本体を用いて、製品における磁力の安定性を向上させることができる。

１，２１，４１：金型本体、 １ａ，２１ａ：金型本体の内周面、 ２，４２：入子、 ３，２３，４３：成形領域、 ４：第１端部領域、 ５：第２端部領域、 ６：インナーパイプ、 ７：溝、 ８： 細穴、 ９，２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，２９Ｄ：磁力発生手段、 ９ａ：磁力発生手段の内周端、 １０，２０，４０：マグネットローラ成形用金型、 ２７：スリット、 ２８：切欠部

Claims (6)

1. 柱状のローラ本体部を備えたマグネットローラを成形するためのキャビティを内部に有する、マグネットローラ成形用金型であって、
   磁力発生手段を有する、筒状の金型本体と、
   前記金型本体の内周面の内側に装着されており、前記キャビティの前記ローラ本体部の成形領域の全長に亘って延在する、着脱可能な非磁性のインナーパイプと、
   を備え、
   前記インナーパイプの外周面に、該インナーパイプの長手方向に直交して延びる溝が設けられていることを特徴とする、マグネットローラ成形用金型。
2. 柱状のローラ本体部を備えたマグネットローラを成形するためのキャビティを内部に有する、マグネットローラ成形用金型であって、
   磁力発生手段を有する、筒状の金型本体と、
   前記金型本体の内周面の内側に装着されており、前記キャビティの前記ローラ本体部の成形領域の全長に亘って延在する、着脱可能な非磁性のインナーパイプと、
   を備え、
   前記金型本体の外周面から内周面に亘って延びる少なくとも１本のスリットと、該スリットの開口幅を調節可能な手段と、を備えることを特徴とする、マグネットローラ成形用金型。
3. 前記金型本体の内周面から前記磁力発生手段までの距離が、０．４ｍｍ以上０．７ｍｍ以下である、請求項１又は２に記載のマグネットローラ成形用金型。
4. 前記インナーパイプの外周面がメッキ処理されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のマグネットローラ成形用金型。
5. 前記金型本体の外周面から内周面に亘って延びる少なくとも１本のスリットと、該スリットの開口幅を調節可能な手段と、を備える、請求項１、請求項１を引用する請求項３、又は、請求項１若しくは請求項１を引用する請求項３を引用する請求項４に記載のマグネットローラ成形用金型。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のマグネットローラ成形用金型の前記キャビティ内に、磁性材料を注入してマグネットローラを製造することを特徴とする、マグネットローラの製造方法。

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