(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロール本体部とこれの両端部に位置する軸部とからなるマグネットロールの製造方法であって、前記少なくとも一方の軸部を形成するための軸部金型及び前記ロール本体部を形成するためのメイン金型のうちの少なくとも一方を回転させることにより、軸部とロール本体部との相対位置を変更することができるマグネットロールの製造方法。
【請求項２】
ロール本体部とこれの両端部に位置する軸部とからなるマグネットロールを形成するためのマグネットロールの製造装置であって、前記少なくとも一方の軸部を形成するための軸部金型を設け、この軸部金型を前記ロール本体部形成用のメイン金型に対して回転自在に設ける、又は該メイン金型を軸部金型に対して回転自在に設け、前記メイン金型と軸部金型との相対位置を検出するための検出手段を設けるとともに、この検出手段からの相対位置情報により軸部金型及びメイン金型のうちの少なくとも一方を駆動回転するための駆動手段を設けてなるマグネットロールの製造装置。
【請求項３】
前記２つの軸部金型のうちの一方の軸部金型をメイン金型内に出退自在に配設したスライド型から構成し、このスライド型の後退位置を変更する手段を設けることにより、マグネットロールの軸方向長さを自在にできる請求項２記載のマグネットロールの製造装置。
【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製造するためのマグネットロールの製造方法及び製造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を製造する方法及び装置としては、例えば本願出願人が先に提案している特願平８−３３５６４３号で示しているように、一端に溶融磁石材料を注入するための注入口を備えた筒状のメイン成形型と、このメイン成形型内に移動自在に配設されたスライド型とからなる金型を用いることにより、形成されるマグネットロールの長手方向の磁気特性の均一化、寸法精度、反り等の改善を図ることができるようにしている。
【０００３】
ところで、前記マグネットロールの両端に形成される軸部のうちの少なくとも一方の軸部には、位置決め或いは駆動力伝達用の切欠部を備え、この軸部はマグネットロールの端部から見ると、Ｄ型にカットされた形状、所謂Ｄカット形状をしている。そして、この切欠部の位置とロール本体部の各磁極位置（磁気パターン）との位置関係によって、マグネットロールの規格が決定されることになる。前記マグネットロールの規格は、一種類に限定されるものではなく、多種類になる場合があり、このような場合には、切欠部の位置とロール本体部の各磁極位置（磁気パターン）との位置関係の異なる多種類の金型を揃え、その都度、要求された金型に取り換えるようにしている。又、マグネットロールのロール本体部を形成するメイン成形型に対する軸部を形成するスライド型の相対位置を変更することによって、ロール本体部と軸部とを設定位置関係にするようにしている。
ここでは軸部端部形状としてＤカット形状を例にして説明したが、勿論Ｄカット以外の形状、例えば多角形状やミゾ等でもよく、位置決め、駆動力伝達が可能な形状であればよい。
【０００４】
前者の多種類の金型を揃える場合には、コスト面において不利になるだけでなく、金型の取り換え作業が手間のかかる煩わしいものであった。又、後者のメイン金型に対するスライド型の相対位置を変更する場合には、メイン成形型に対して位置保持されているスライド型の位置保持手段による保持を解除した後、メイン成形型に対してスライド型の位置を変更調節し、再度スライド型を位置保持手段により位置保持させる構成であるため、そのスライド型の位置を変更する作業が多大な労力とコストを要するものになっていた。
【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、メイン成形型に対する軸部の位置関係を変更することを、容易迅速に行えるとともに、コスト面において不利になることがなく実現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、ロール本体部とこれの両端部に位置する軸部とからなるマグネットロールの製造方法であって、前記少なくとも一方の軸部を形成するための軸部金型（端部成形型、スライド型）及び前記ロール本体部を形成するためのメイン金型のうちの少なくとも一方を回転させることにより、軸部とロール本体部との相対位置を変更することができ、軸部に形成される切欠部の位置とロール本体部の各磁極位置（磁気パターン）との位置関係を変更することができる。
【０００７】
ロール本体部とこれの両端部に位置する軸部とからなるマグネットロールを形成するためのマグネットロールの製造装置であって、前記少なくとも一方の軸部を形成するための軸部金型を設け、この軸部金型を前記ロール本体部形成用のメイン金型に対して回転自在に設ける、又は該メイン金型を軸部金型に対して回転自在に設け、前記メイン金型と軸部金型との相対位置を検出するための検出手段を設けるとともに、この検出手段からの相対位置情報により軸部金型及びメイン金型のうちの少なくとも一方を駆動回転するための駆動手段を設けて、マグネットロールの製造装置を確立した。
つまり、軸部金型又はメイン金型又は両金型を駆動回転することにより、メイン金型と軸部金型との相対位置を変更することができ、しかもメイン金型と軸部金型との相対位置を検出するための検出手段からの相対位置情報により駆動手段を駆動することにより、迅速且つ確実にメイン金型と軸部金型との相対位置を変更することができる。
【０００８】
前記２つの軸部金型のうちの一方の軸部金型をメイン金型内に出退自在に配設したスライド型から構成し、このスライド型の後退位置を変更する手段を設けることにより、マグネットロールの軸方向長さを自在にできるように構成することができ、ロール本体部の長さを容易に変更することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
磁石材料一体型マグネットロールの構成及びそれを形成するための製造装置について説明する。
図１に、本発明の製造装置を用いて成形されたマグネットロールを示し、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、軸部３に位置決め或いは駆動力伝達用の切欠部５を形成した、所謂正面から見てＤカット形状に軸部３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、他方の軸部４、又は両方の軸部３、４に前記切欠部５を形成したもの、或いはロール部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。
【００１０】
マグネットロール１を構成する磁石材料としては、磁性粉と当該磁性粉同士を結合させるためのバインダーを主体とし、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。
【００１１】
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。
【００１２】
次に、マグネットロール１の製造装置について説明する。
図２に示すように、マグネットロール１のロール本体部２を形成するための円筒状の固定側のメイン成形型６と、このメイン成形型６の一端部に配置され、且つ、マグネットロール１の軸部３を形成するための一方の軸部金型としての端部成形型７と、前記メイン成形型６内に出退自在に配設され、且つ、該メイン成形型６にて形成される成形空間９内への溶融磁石材料の充填に伴い、後退側に移動してマグネットロール１の端部、つまり前記軸部４を形成するためのもう一方の軸部金型としてのスライド型８とからマグネットロール成形用の金型を構成している。前記メイン成形型６内に備えられるとともに成形空間９内に充填された溶融磁石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１０とを備えている。前記磁場配向手段１０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。前記溶融磁石材料は、図示外の射出シリンダから図に示した注入口１１を介して成形空間９内へ供給されるのである。
【００１３】
前記スライド型８の後退位置を検出する後退位置検出手段１２を設けるとともに、スライド型８の後退位置を設定するための後退位置設定手段１３からの設定情報と前記後退位置検出手段１２からの検出情報とが一致するようにアクチュエータ１４を制御するための制御装置１５を設けて、メイン成形型６を変更することなく、長さの異なるマグネットロール１を成形することができるように構成している。前記アクチュエータ１４としては、例えばエアコンプレッサ、油圧シリンダ、空気圧シリンダ、スクリューネジ、ラックピニオンギア、リニアモータ等を用いることができる。前記スライド型８の後退位置を制御しないで、長さの異なるメイン成形型６を取り換えて、長さの異なるマグネットロール１を成形してもよい。
【００１４】
前記後退位置検出手段１２は、スライド型８の位置を接触式又は非接触式のセンサにより直接検出するように構成する他、スライド型８を移動させるためのアクチュエータ１４の駆動位置を接触式又は非接触式のセンサにより検出して、スライド型８の位置を間接的に判断できるようにしてもよい。
【００１５】
前記端部成形型７の端面に回転軸１６を突出し、この回転軸１６に大径のギア１７を固定し、この大径のギア１７と噛み合う小径のギア１８に電動モータ１９の駆動軸１９Ａを連結して、端部成形型７をマグネットロール１の長手方向の軸芯Ｘ周りで駆動回転可能に構成している。そして、前記大径のギア１７の回転角を検出する光透過型のフォトインタラプタ２０を設けて、メイン成形型６に対する端部成形型７の相対位置を検出する検出手段を構成している。又、前記制御装置１５に、相対位置設定手段２１からの設定情報が入力されるようになっており、この相対位置設定手段２１からの設定情報が制御装置１５に入力されることにより、設定された位置に端部成形型７が回転位置するように電動モータ１９を駆動するようにしている。前記検出手段をフォトインタラプタから構成する他、他の非接触式のセンサから構成してもよいし、又、接触式のセンサから構成してもよい。又、前記電動モータ１９をステップモータにより構成することにより、検出手段をステップモータにて兼用構成することができる。
【００１６】
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、前記相対位置設定手段２１からの設定情報と相対位置検出手段２０からの検出情報とが一致しているか否かを制御装置１５により判断し、一致している場合には、次の工程に移行し、一致していない場合には、電動モータ１９を駆動して、前記両情報を一致させた後、次の工程に移行する。次に、図３に示すように、アクチュエータ１４を駆動してスライド型８を前進位置まで移動させる。この後、図４に示すように、射出シリンダを駆動して注入口１１を介して成形空間９内に溶融磁石材料を射出注入し、溶融磁石材料の注入圧とアクチュエータ１４による駆動力との合力でスライド型８を後退位置まで後退させながら、成形空間９内に溶融磁石材料を充填するのである。このとき、後退位置設定手段１３により支持された後退位置にスライド型８が位置しているか否かを後退位置検出手段１２からの検出情報により判断し、位置したと判断した場合には、アクチュエータ１４の駆動を停止して、スライド型８をその位置で停止させる。前記アクチュエータ１４として油圧シリンダを用いる場合には、作動油を絞りながらリークさせることで、スライド型８の後退移動に制動力を付与することによって、成形空間９内に溶融磁石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、スライド型８の後退移動時に制動力を付与してもよい。また、溶融磁石材料の射出注入速度に応じてアクチュエータにより制動力を付与しながらスライド型８を後退させてもよい。又、溶融磁石材料の充填時には、アクチュエータによる駆動を停止するようにしてもよい。前記成形空間９内に充填された溶融磁石材料は固化するまでの期間において、前記磁場配向手段１０により、磁性粒子の方向が揃えられることになる。
【００１７】
次に、図５に示すように、射出注入した溶融磁石材料が固化した後は、端部成形型７からメイン成形型６を離間移動させた後、スライド型８を前進させてマグネットロール１を離脱させるのである。尚、前記端部成形型７をメイン成形型６から離間移動させるようにしてもよい。
【００１８】
前記実施例では、軸部の切欠部５を形成する端部成形型７を回転操作するようにしたが、図６に示すように、軸部の切欠部５をスライド型８に形成する場合には、スライド型８を回転操作することになる。具体的には、スライド型８を回転させるための電動モータ等から回転駆動手段２２を設けるとともに、メイン成形型に対するスライド型８の相対位置を検出する相対位置検出手段２３を設けて、相対位置検出手段２３からの検出情報と相対位置設定手段２１からの設定情報とが一致するように回転駆動手段２２に制御装置１５から駆動信号を出力するようにしている。前記相対位置検出手段２３は、スライド型８の回転位置を検出する非接触式又は接触式のセンサから構成してもよい。又、図示していないが、軸部の切欠部５を端部成形型７及びスライド型８に形成する場合には、メイン成形型６を回転操作するようにしてもよいし、端部成形型７及びスライド型８を回転操作するようにしてもよい。又、前記回転位置合わせを迅速に行わせるために、それら３つの金型６，７，８のうちの複数の金型を同時に回転操作するようにしてもよい。又、メイン成形型６と端部成形型７とを一体化して実施してもよい。又、メイン成形型６を２つの分割金型から構成することもできる。
【００１９】
又、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、前記実施例では、相対位置検出手段２３からの検出情報と相対位置設定手段２１からの設定情報に基づいて、スライド型８や端部成形型７を回転制御するように構成したが、例えばメイン成形型６の外周面に基準位置を印しておくとともに、スライド型８や端部成形型７の外周面に前記基準位置に対する目盛りを印しておき、これら印と目盛りとが所望の位置関係になるように電動モータ等を駆動することによって、相対位置検出手段２３や相対位置設定手段２１を省略して実施するようにしてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１によれば、軸部金型又はメイン金型又は両金型を回転させることによって、軸部に形成される切欠部の位置とロール本体部の各磁極位置（磁気パターン）との位置関係を変更することができる。そして、その変更を、従来のように金型を交換することによるコスト面での不利や、メイン成形型に対して位置保持されているスライド型の位置保持を解除する手間及びメイン成形型に対するスライド型の位置変更作業の困難性等を一挙に解消しながら、実現することができる。
【００２１】
請求項２によれば、メイン金型と軸部金型との相対位置を検出するための検出手段からの相対位置情報により駆動手段を駆動することにより、迅速且つ確実にメイン金型と軸部金型との相対位置を変更することができ、軸部に形成される切欠部の位置とロール本体部の各磁極位置（磁気パターン）との位置関係が異なる多種類のマグネットロールを成形する場合に特に有利である。
【００２２】
請求項３によれば、スライド型の後退位置を変更することにより、ロール本体部の長さを変更することができ、長さの異なるロール本体部用の金型を取り換えることが不要になり、成形作業を迅速に行うことができる。又、軸部金型を後退させながら、溶融磁石材料を充填することによって、溶融磁石材料を成形空間内に隙間なく充填することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁石材料一体型マグネットロールの斜視図。
【図２】本発明の製造装置の概略を示す断面図。
【図３】成形空間内へ溶融磁石材料を注入する直前の状態を示す成形装置の概略の断面図。
【図４】溶融磁石材料の注入完了状態を示す成形装置の概略の断面図。
【図５】金型から成形されたマグネットロールを離脱させた状態を示す成形装置の概略の断面図。
【図６】製造装置の別の形態を示す概略断面図。
【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      切欠部                  ６      メイン成形型
７      端部成形型              ８      スライド型
９      成形空間                １０    磁場配向手段
１１    注入口                  １２    後退位置検出手段
１３    後退位置設定手段        １４    アクチュエータ
１５    制御装置                １６    回転軸
１７，１８  ギア                １９    電動モータ
１９Ａ  駆動軸                  ２０    フォトインタラプタ（検出手段）
２１    相対位置設定手段        ２２    回転駆動手段
２３    相対位置検出手段        Ｘ      軸芯
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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