(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロール本体部の両端に軸部を備えたマグネットロールの成形装置であって、前記一方の軸部を形成するための固定側金型と、この固定側金型に対して離間及び型締め可能な可動側金型とからマグネットロール成形用の金型を構成し、前記可動側金型を、前記ロール本体部を形成するためのメイン金型と、前記メイン金型にて形成される成形空間と略同径に形成され、前記メイン金型内に進退自在で、且つ、マグネットロールの一端の軸部を形成するためのロール本体部突出用の第１突出ピンとから構成し、前記第１突出ピンを進退操作する第１流体圧シリンダと、前記第１突出ピンに進退自在に嵌合され、且つ、軸部より細径な軸部突出用の第２突出ピンと、これを進退操作する第２流体圧シリンダとを備え、前記第１流体圧シリンダを前記第２流体圧シリンダよりも伸縮方向後方に位置させ、且つ、両流体圧シリンダのピストンロッドが伸縮方向において略重なった状態で配置し、前記第１流体圧シリンダのピストンロッドと前記第１突出ピンとを連結する連結部材に第２流体圧シリンダのシリンダチューブを固定したことを特徴とするマグネットロールの成形装置。
【請求項２】
前記第１流体圧シリンダは、ロール本体部の離型に十分な長いストロークに設定され、前記第２流体圧シリンダは、軸部の離型に必要な短いストロークに設定された請求項１記載のマグネットロールの成形装置。
【請求項３】
前記可動側金型を離間及び型締め操作する型締シリンダを設け、この型締シリンダの型締め力は、マグネットロールの直径方向断面積を射出圧力を受圧する面積の基準とした出力に設定し、前記第１流体圧シリンダの両横側に、前記出力の半分の出力を有するシリンダをそれぞれ取り付けて前記型締シリンダを構成したことを特徴とする請求項１記載のマグネットロールの成形装置。
【請求項４】
前記メイン金型が複数設けられ、このメイン金型に対して同数の第１突出ピン及び第２突出ピンが設けられて前記可動側金型を構成するものにおいて、前記複数の第１突出ピンを支持する第１支持部材及び複数の第２突出ピンを支持する第２支持部材を設け、前記第１支持部材を操作する前記第１流体圧シリンダ及び前記第２支持部材を操作する前記第２流体圧シリンダを単一のもので構成したことを特徴とする請求項１記載のマグネットロールの成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やファクシミリ、プリンタ等の電子写真方式の現像装置に用いられるマグネットロールや、その他の用途に用いられるマグネットロールを成形するためのマグネットロールの成形装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記マグネットロールの成形装置としては、例えば図６に示すものが提案されている。つまり、マグネットロールのロール本体部の両端に備える軸部のうちの一方の軸部を形成するための固定側金型５０と、この固定側金型５０に対して離間及び型締め可能な可動側金型５１とからマグネットロール成形用の金型を構成している。そして、マグネットロールを成形する場合には、固定側金型５０に対して可動側金型５１をシリンダ（図示せず）等を用いて接近させることにより型締めした後、樹脂磁性材料を固定側金型５０に備える注入口５２から可動側金型５１内に射出注入する。この射出注入後、樹脂磁性材料が固化すると、前記可動側金型５１をシリンダ（図示せず）等を用いて離間させた後、成形されたマグネットロール１を突き出すための突出ピン５３をシリンダ（図示せず）等を用いて突き出し作動させることにより、マグネットロール１を可動側金型５１から離脱することができるようにしている。尚、図６の可動側金型５１と固定側金型５０との距離をマグネットロール１を可動側金型５１から離脱するために必要となる距離に設定することが紙面の寸法では困難であるため、図面の距離は前記必要となる距離よりも短くしている。
【０００３】
上記構成によると、マグネットロール１を突き出すための突出ピン５３の直径がマグネットロール１の軸部３の直径よりも細いものに構成されているため、成形されたマグネットロール１が可動側金型５１の内面に拘束された状態であるため、細径の突出ピン５３で突き出すために必要な力を発生させることが難しく、良好にマグネットロール１を取り出すことができない場合があるだけでなく、細径の突出ピン５３に大きな力が作用することから、突出ピン５３が変形する等のトラブル発生もあり、長期間に渡って良好に使用することができないことがあった。
【０００４】
又、マグネットロールを長手方向に取り出すように構成した場合には、マグネットロール自体が長いため、前記突出ピン５３より突き出すためのストロークが長くなり、マグネットロールの直径方向断面積を投影面積の割りには、大きなスペックの成形装置を要するものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、マグネットロールを長手方向から容易、且つ、確実に取り出すことができるとともに、小さなスペックの成形装置を提供することができるようにする点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の課題解決のために、ロール本体部の両端に軸部を備えたマグネットロールの成形装置であって、前記一方の軸部を形成するための固定側金型と、この固定側金型に対して離間及び型締め可能な可動側金型とからマグネットロール成形用の金型を構成し、前記可動側金型を、前記ロール本体部を形成するためのメイン金型と、前記メイン金型にて形成される成形空間と略同径に形成され、前記メイン金型内に進退自在で、且つ、マグネットロールの一端の軸部を形成するためのロール本体部突出用の第１突出ピンとから構成し、前記第１突出ピンを進退操作する第１流体圧シリンダと、前記第１突出ピンに進退自在に嵌合され、且つ、軸部より細径な軸部突出用の第２突出ピンと、これを進退操作する第２流体圧シリンダとを備え、前記第１流体圧シリンダを前記第２流体圧シリンダよりも伸縮方向後方に位置させ、且つ、両流体圧シリンダのピストンロッドが伸縮方向において略重なった状態で配置し、前記第１流体圧シリンダのピストンロッドと前記第１突出ピンとを連結する連結部材に第２流体圧シリンダのシリンダチューブを固定したことを特徴としている。
従って、形成されたマグネットロールを取り出す場合には、メイン金型にて形成される成形空間と略同径の第１突出ピンを第１流体圧シリンダの伸長作動で前進させることにより、金型外部にマグネットロールを移動させた後、前記第１突出ピンよりも細径な第２突出ピンを第２流体圧シリンダの伸長作動で前進させることにより、第１突出ピンの端部からマグネットロールを離脱させるのである。前記第１流体圧シリンダのピストンロッドの伸縮作動時には、第２流体圧シリンダが一体的に移動することから、第１突出ピンの端部からマグネットロールを離脱させるためのストロークを小さなものにすることが可能になる。しかも、第１流体圧シリンダと第２流体圧シリンダとをそれらのピストンロッドが伸縮方向で重なるように配置することによって、それら両流体圧シリンダの左右方向の設置スペースを少なくすることができる。
【０００７】
前記第１流体圧シリンダは、ロール本体部の離型に十分な長いストロークに設定され、前記第２流体圧シリンダは、軸部の離型に必要な短いストロークに設定されていることが望ましい。
【０００８】
前記可動側金型を離間及び型締め操作する型締シリンダを設け、この型締シリンダの型締め力は、マグネットロールの直径方向断面積を射出圧力を受圧する面積の基準とした出力に設定することによって、マグネットロールの直径方向断面積に応じた小さな型締圧力を発生する型締シリンダで可動側金型を離間及び型締め操作することができるようになり、マグネットロールの長手方向に沿って分割する金型の場合のように、マグネットロールの長手方向断面積に応じた大きな型締圧力を発生させる大型の型締シリンダを必要とせず、前記第１流体圧シリンダの両横側に配設できる程度、即ち、前記出力の半分の出力を有する全長の小さなシリンダをそれぞれ取り付けて前記型締シリンダを構成することが可能となり、２つのシリンダの並列配置構造が採用でき、その分成形装置の全長を小型にすることができる。
【０００９】
前記メイン金型が複数設けられ、このメイン金型に対して同数の第１突出ピン及び第２突出ピンが設けられて前記可動側金型を構成するものにおいて、前記複数の第１突出ピンを支持する第１支持部材及び複数の第２突出ピンを支持する第２支持部材を設け、前記第１支持部材を操作する前記第１流体圧シリンダ及び前記第２支持部材を操作する前記第２流体圧シリンダを単一のもので構成することによって、メイン金型の個数が何個であっても、これと同数の第１突出ピンに対する第１流体圧シリンダが一つで済むとともに、第１突出ピンと同数の第２突出ピンに対する第２流体圧シリンダが一つで済む。
【００１０】
【発明の実施の形態】
樹脂磁性材料一体型マグネットロールを形成するための成形装置について説明する。
本発明の成形装置を用いて成形されたマグネットロール１を、図４に示し、このマグネットロール１は、断面形状円形のロール本体部２の両端に縮径した軸部３、４を突出形成し、これら軸部３、４のうちの一方又は両方に位置決め或いは駆動力伝達用の切欠部（図示せず）を形成したもので、磁石材料を用いて一体成形されている。尚、マグネットロール１として、ロール部２が円柱でなく多角柱であるものや、ロール部２の軸中心と軸部３、４の軸中心を故意に偏心させたものなどに対しても本発明を同様に適用できる。
【００１１】
マグネットロール１を構成する樹脂磁性材料としては、磁性粉末と当該磁性粉末同士を結合させるためのバインダーとを主成分とし、それらの結合を強固にするためのシラン系またはチタネート系のカップリング剤、流動性を良くするための滑剤、バインダーの熱分解を防止する安定剤等を微量配合した混合物であり、必要により難燃剤、補強剤等を配合することも可能で、磁性粉としては、フェライト系、希土類系（ＳｍＣｏ系、ＮｄＦｅＢ系）、ＭｎＡＩＣ系、アルニコ系、ＳｍＦｅＮ系等のものから選択でき、またバインダーとしては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、低融点合金等を用いることができる。
【００１２】
このマグネットロール１は、複写機やファクシミリ、プリンタ等の電子写真方式の現像装置における現像ロールやクリーニングロールとして用いられているものであるが、他の用途にも勿論利用できる。
【００１３】
次に、マグネットロール１の成形装置について説明する。
図１、図５に示すように、前記一方の軸部４を形成するための固定側金型５と、この固定側金型５に対して離間及び型締め可能な可動側金型６とからマグネットロール成形用の金型７を構成し、前記可動側金型６は、前記ロール本体部２を形成するための２つのメイン金型８，８と、前記メイン金型にて形成される成形空間と略同径に形成され、前記メイン金型８，８内に進退自在で、且つ、マグネットロール１の一端の軸部３を形成するためのロール本体部突出用の第１突出ピン９，９とを主要構成部材としている。又、前記第１突出ピン９，９を進退操作する油圧式の第１流体圧シリンダ１０と、前記第１突出ピン９，９に進退自在に嵌合され、且つ、軸部３又は４より細径な軸部突出用の第２突出ピン１１と、これを進退操作する油圧式の第２流体圧シリンダ１２とを備えさせて、２つの第１突出ピン９，９を第１流体圧シリンダ１０の伸縮作動により、進退操作することができ、２つの第２突出ピン１１を第２流体圧シリンダ１２の伸縮作動により、進退操作することができるように構成している。
【００１４】
前記２つの第１突出ピン９，９の後端に、後板部の中央部が開放された略Ｃ字型の第１支持部材１３の前板部を固定するとともに、この第１支持部材１３の後板部の左右２箇所からそれぞれ後方に延びる棒状部１４を枢支連結している。これら棒状部１４，１４の後端に、前板部の中央部が開放された略Ｃ字型の支持部１５を一体形成するとともに、この支持部１５の後端から前記第１流体圧シリンダ１０のピストンロッド１０Ａが一体形成されている。つまり、棒状部１４，１４、支持部１５、ピストンロッド１０Ａが一体形成された１つの部材からなっているが、別々の部材から構成し、それら３つの部材を連結するようにしてもよい。又、前記第１支持部材１３を例えばＬ字状やＵ字状に構成してもよく、これら３つの部材の形状は、図に示すものに限定されるものではない。又、前記第１支持部材１３、棒状部１４，１４、支持部１５をもって、前記第１流体圧シリンダ１０のピストンロッド１０Ａと第１突出ピン９，９とを連結する連結部材Ｒを構成するものとするが、連結部材を一つの部材から構成することも可能である。そして、前記支持部１５内に前記第２流体圧シリンダ１２のシリンダチューブ１２Ｂが固定されている。このように配置することによって、第１流体圧シリンダ１０を第２流体圧シリンダ１２よりも伸縮方向後方に位置させ、且つ、両流体圧シリンダ１０，１２のピストンロッド１０Ａ，１２Ａが伸縮方向において重なった状態で配置することができる。
【００１５】
図５に示すように、前記メイン金型８内に備えられるとともに成形空間内に充填された溶融状態の樹脂磁性材料が固化するまでの期間において、磁性粒子の方向を揃えるための磁場配向手段１６を備えている。前記磁場配向手段１６としては、永久磁石や電磁石、或いはそれらを組み合わせたもの等、既存の種々の構成のものを採用することができる。前記樹脂磁性材料は、図示外の射出シリンダから図に示した注入口１７を介して成形空間内へ供給されるのである。図５に示す１８は、温水を金型内に供給するための温水出入口である。
【００１６】
前記メイン金型８，８の２個を支持する後方開放型の略コ字状の支持フレーム１９の端部２箇所に前記可動側金型６を離間及び型締め操作する油圧式の型締シリンダ２０のピストンロッド２０Ａの先端をそれぞれ枢支連結してあり、ピストンロッド２０Ａ，２０Ａの短縮作動により固定側金型５に対して可動側金型６を離間させることができ、又、ピストンロッド２０Ａ，２０Ａの伸長作動により離間させた可動側金型６の２個を固定側金型５に接近させて型締めが行えるようにしている。前記各型締シリンダ２０の型締め力は、マグネットロールの直径方向の断面積を射出圧力を受圧する面積の基準とした出力の半分の出力に設定してあり、このような２つの型締シリンダ２０，２０を第１流体圧シリンダ１０の両横側に配置している。
【００１７】
前記第２突出ピン１１，１１の後端をＴ字状の第２支持部材２１に固定するとともに、この第２支持部材２１の後端に前記第２流体圧シリンダ１２のピストンロッド１２Ａを枢支連結してあり、単一の第２流体圧シリンダ１２の伸縮作動で２つの第２突出ピン１１，１１を出退操作することができるようにしている。
【００１８】
次に、マグネットロール１の製造方法について説明する。
先ず、図２（イ）に示すように、第２突出ピン１１，１１の先端が第１突出ピン９，９に対して後退位置にあり、且つ、第１突出ピン９，９が前進位置まで移動した状態において、射出シリンダ（図示せず）を駆動して注入口１７を介して固定側金型５の軸部形成用空間と第１突出ピン９の軸部形成用空間とで成る成形空間内に樹脂磁性材料を射出注入する。この射出注入に伴い、前記第１流体圧シリンダ１０を短縮作動させることにより、第１突出ピン９，９を後退させる。前記第１流体圧シリンダ１０の作動油を絞りながらリークさせることで、第１突出ピン９，９の後退移動に制動力を付与することによって、成形空間内に樹脂磁性材料を隙間なく充填していくことが可能になる。但し、摩擦等により制動力を付与する制動力付与手段を設けて、第１突出ピン９，９の後退時に制動力を付与してもよい。前記樹脂磁性材料の射出注入速度に応じて第１突出ピン９，９の後退に与える制動力を変更するようにしてもよい。前記成形空間内に充填された樹脂磁性材料は固化するまでの期間において、図５で示した前記磁場配向手段１６により、磁性粒子の方向が揃えられることになる。尚、前記磁場配向手段１６の個数は、図５で示した１個だけでなく、２個以上設けて実施してもよく、磁場配向手段１６の個数は何個でもよい。
【００１９】
次に、図２（ロ）に示すように、樹脂磁性材料の射出注入が完了し、注入された樹脂磁性材料が固化した後は、図３（イ）に示すように、型締シリンダ２０を短縮作動させることによって、固定側金型５から可動側金型６を離間移動させる。この後、図３（ロ）に示すように、前記第１流体圧シリンダ１０を伸長作動させることにより、第１突出ピン９，９を前進させて、マグネットロール１，１を金型外部へ押し出した後、図４に示すように、第２流体圧シリンダ１２を伸長作動させることにより、第２突出ピン１１，１１を前進させて、可動側金型６からマグネットロール１，１を離脱させて取り出すのである。尚、前記マグネットロール１，１を離脱させた後は、前記第２流体圧シリンダ１２を短縮作動させることにより、第２突出ピン１１，１１を後退させて所定位置に戻した後、型締シリンダ２０，２０を伸長作動させることにより、可動側金型６を型締め操作して次の成形を行うことになる。尚、図３（ロ）の可動側金型６と固定側金型５との距離をマグネットロール１を可動側金型６から離脱するために必要となる距離に設定することが紙面の寸法では困難であるため、図面の距離は前記必要となる距離よりも短くしている。
【００２０】
前記実施例では、軸部とロール部とを一体形成するようにしたが、金属製または合成樹脂製のシャフトをインサートしたシャフトインサート型マグネットロールを形成したものにおいても本発明は適応することができる。又、一台の成形装置で２個のマグネットロールを形成できるように構成したが、一台の成形装置で１個又は３個以上のマグネットロールを形成できるように構成してもよい。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１によれば、メイン金型にて形成される成形空間と略同径の第１突出ピンによりマグネットロールを金型外部に移動させることによって、従来のように細径の突出ピンにより移動させるものに比べて、マグネットロールに対して大きな移動力を発生させることができ、しかも第１突出ピンによりマグネットロールを金型外部に移動させた後は、第２突出ピンにより確実にマグネットロールを離脱させることができるから、第１突出ピンは勿論のこと第２突出ピンが変形する等のトラブル発生がなく、長期間に渡ってマグネットロールを長手方向から容易、且つ、確実に取り出すことができるとともに、小さなスペックの成形装置を提供することができる。しかも、２つの流体圧シリンダを前後に重なる状態で配置することによって、成形装置を左右方向で小型化することができる。
【００２２】
請求項２によれば、第１突出ピンと第２突出ピンとの２段階でマグネットロールを取り出す構成であるから、第１流体圧のストロークを長くしておけば、第２流体圧シリンダのストロークを短くすることが可能になり、構成を簡単にすることができる。
【００２３】
請求項３によれば、マグネットロールの直径方向断面積に応じた小さな型締力で可動側金型を操作することができるから、ランニングコストの低減を図ることができ、しかも、型締シリンダを並列配置する２つのシリンダから構成することによって、成形装置の全長を小型にすることができる。
【００２４】
請求項４によれば、メイン金型の個数が何個であっても、これと同数の第１突出ピンに対する第１流体圧シリンダが一つで済むとともに、第１突出ピンと同数の第２突出ピンに対する第２流体圧シリンダが一つで済むことから、装置全体の小型化を図ることができるだけでなく、成形品の取り数の異なる金型においても対応が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】マグネットロールの成形装置を示す横断平面図。
【図２】（イ）は成形空間内へ樹脂磁性材料を注入する直前の状態を示す成形装置の一部省略の横断平面図、（ロ）は樹脂磁性材料の注入完了状態を示す成形装置の一部省略の横断平面図。
【図３】（イ）は可動側金型を固定側金型に対して離間した状態を示す成形装置の一部省略の横断平面図、（ロ）は成形されたマグネットロールを第１突出ピンにより押し出している状態を示す成形装置の一部省略の横断平面図。
【図４】第２突出ピンによりマグネットロールを離脱した状態を示す成形装置の一部省略の横断平面図。
【図５】メイン金型の詳細を示す断面図。
【図６】従来のマグネットロールの成形装置を示す横断平面図。
【符号の説明】
１      マグネットロール        ２      ロール本体部
３      軸部                    ４      軸部
５      固定側金型              ６      可動側金型
７      金型                    ８      メイン金型
９      第１突出ピン            １０    第１流体圧シリンダ
１０Ａ  ピストンロッド          １１    第２突出ピン
１２    第２流体圧シリンダ      １２Ａ  ピストンロッド
１３    第１支持部材            １４    棒状部
１５    支持部                  １６    磁場配向手段
１７    注入口                  １８    温水出入口
１９    支持フレーム            ２０    型締シリンダ
２０Ａ  ピストンロッド          ２１    第２支持部材
５０    固定側金型              ５１    可動側金型
５２    注入口                  ５３    突出ピン
Ｒ      連結部材
【図１】
0003642934.tif 000002
【図２】
0003642934.tif 000003
【図３】
0003642934.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003642934.tif 000006
【図６】
0003642934.tif 000007