(57)【要約】    【課題】  金型に供給した磁石コンパンド材料の密度を均一にして発生磁力が均一な長尺の希土類マグネットブロックの製造方法及び装置を提供する。    【解決手段】  現像ローラに用いる長尺の希土類マグネットブロック２０を製造する方法において、希土類磁石パウダーに樹脂微粒子を付着してなる磁石コンパウンド材料Ｍを圧縮成型するための金型４に供給し、供給後、マグネットブロック２０の長手方向に分割された押圧プレート６で上方から所定の圧力で押圧し、押圧後、成型物の上面をスクレーパ１０でならす。    【選択図】  図３
2005086103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像ローラに用いる長尺の希土類マグネットブロックを製造する希土類マグネットブロックの製造方法において、
希土類磁石パウダーに樹脂微粒子を付着してなる磁石コンパウンド材料を圧縮成型するための金型に供給し、供給後、前記マグネットブロックの長手方向に分割された加圧部材で上方から所定の圧力で押圧し、押圧後、成型物の上面をならし部材でならすことを特徴とする希土類マグネットブロックの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の希土類マグネットブロックの製造方法において、前記成型物の上面をならす工程が終了後、高さ検知手段によって成型物の高さが全長に渡って一定高さ以下になったかを検知することを特徴とする希土類マグネットブロックの製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の希土類マグネットブロックの製造方法において、前記成型物の高さが全長に渡って一定高さ以下になるまで、成型物の上面をならす工程と高さ検知の工程を繰り返すことを特徴とする希土類マグネットブロックの製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れかに記載の希土類マグネットブロックの製造方法を実施する製造装置において、
磁石コンパウンド材料が供給される金型の上方に該磁石コンパウンド材料を押圧する加圧部材が前記マグネットブロックの長手方向に対して複数個に分割され、かつ、各々独立した押圧源を具備することを特徴とする製造装置。
【請求項５】
請求項４に記載の製造装置において、前記加圧部材は前記希土類マグネットブロックの長手方向両上側縁を角取りするテーパが形成されていることを特徴とする製造装置。
【請求項６】
請求項１ないし３の何れかに記載の希土類マグネットブロックの製造方法を実施する製造装置において、
磁石コンパウンド材料が供給される金型の上方に該磁石コンパウンド材料に圧力をかける前記マグネットブロックの長手方向に対して複数個に分割された加圧部材と、成型物の上面に沿って移動可能なならし部材と、前記成型物の上面高さを検知する検知手段とを有することを特徴とする製造装置。
【請求項７】
請求項６記載の製造装置において、前記検知手段が所定高さの前記成型物の上面と平行な光の透過の有無により高さを検知することを特徴とする製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像ローラ等に用いる希土類マグネットブロックの製造方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真方式の画像形成装置においては、感光体ドラムや感光体ベルトからなる潜像担持体上に、画像情報に対応した静電潜像が形成され、現像装置によって現像動作が実行され、可視像が得られる。かかる電子写真方式における現像処理にあたり、磁気ブラシ現像方式が周知であり、広く利用されている。トナーと磁性粒子からなる二成分現像剤を用いる磁気ブラシ現像では、現像剤担持体外周面に当該現像剤を磁気吸着させて磁気ブラシを形成し、現像領域（現像剤担持体と潜像担持体の間で現像可能電界が確保されている領域）において、静電潜像が形成された潜像担持体と電気的バイアスが印加されたスリーブとの間の電界によって、上記磁気ブラシから対向する潜像担持体の潜像面へトナーを選択的に供給付着することにより、現像が行われる。
【特許文献１】特開２０００−３０５３６０号公報
【０００３】
本願出願人は、画像濃度を高くするための現像条件と低コントラスト画像を良好に得るための現像条件とを共に高い次元で満足させ、全濃度域にわたって良質な画像を得るための現像装置（ＳＬＩＣ現像装置と称する）等を既に多く提案している（特許文献１）。
【０００４】
ＳＬＩＣ現像装置は、後端白抜け等のそれまでの二成分現像装置における画像上の問題点を解決できるものであり、この現像装置に用いられる現像ローラは以下の特徴項目を有している：
１．現像極の半値幅が２２°以下、状況によっては２０°以下（従来の二成分現像では約５０°：半値幅とは、法線方向の磁力分布曲線の最高法線磁力（頂点）の半分の値を指す部分の角度幅）。
２．磁束密度が１００〜１３０ｍＴ（従来の二成分現像では８０〜１２０ｍＴ）。
即ち、ＳＬＩＣ現像装置は現像極の磁束密度を高くし、更に半値幅を従来の半分以下にする必要がある。従来のフェライト系マグネットローラでは半値幅を狭くすると、磁束密度も小さくなり、求められている性能を達成することが不可能であり、高エネルギー積の磁石材料を用いる必要がある。ＳＬＩＣ現像ローラの仕様は機種、ローラ径によって異なるものであるが、最近の機種では現像極およびその隣接極で１００〜１３０ｍＴの磁束密度が求められており、高磁力化の要求が強くなっている。現像ローラ上の磁束密度を磁石の磁力の強さを示す(ＢＨ)ｍａｘ値に置き換えると、１００ｍＴ〜１３０ｍＴは１３〜１６ｍＧＯｅに相当し、１３ｍＧＯｅ以上の高磁力磁石が求められている。
【０００５】
上記した高エネルギー積の磁石材料として、Ｓｍ−Ｃｏ系、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系、ＳｍＦｅＮ系の希土類磁石が良く知られているが、Ｓｍ−Ｃｏ系は材料費が高く、一般的でなく、現在はＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系材料、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系材料がよく使用されている。任意の形状を得るためにはプラスチック樹脂を混練した所謂プラスチックマグネット（樹脂磁石）をブロック状に形成して使用する必要がある。
【０００６】
一般的に知られた希土類マグネットブロックの製造方法としては、１射出成型法、２押し出し成型法、３圧縮成型工法の三種類がある。射出成型法は金型で寸法が決定されるため、精度の高い成型が可能であるが、金型内を流れる必要があるため（流動性を良好な状態に確保）に樹脂の配合比率を高める必要があり、磁石の配合比率を高められず、高磁力磁石が得られ難い。押し出し成型工法は連続で成型するため、生産性に優れた工法であるが、射出成型と比較して寸法精度を出し難い。また射出成型工法と同様に磁石の配合比率を上げ難く、高磁力磁石が得られ難い。圧縮成型工法は圧縮成型により密度を高めることが可能で高磁力磁石を得るには良い工法である。
【０００７】
圧縮成型工法により寸法が幅２ｍｍ、高さ３ｍｍ、長さ３０６ｍｍの長尺マグネットブロックを製造する場合、図９に示すように、金型５０に磁石コンパウンド材料Ｍを供給し、加圧部材であるパンチ５１で加圧して成型物を得ると、磁石コンパウンド材料Ｍの供給量を長手方向に均一することが難しく、成型後の密度に長手方向においてバラツキが生じてしまう。よって、これによって得られた希土類マグネットブロックは発生磁力にバラツキが生ずる。
【０００８】
そこで、図１０に示すように、金型５０に供給した磁石コンパウンド材料Ｍの上面をスクレーパ６０でならしその後パンチで加圧することが行われている。しかし、このような方法を採用してもスクレーパ６０で押されて磁石コンパウンド材料Ｍが集中して高さが均一にならないことがあった。また、供給した磁石コンパウンド材料Ｍ中に空隙が発生していると、パンチで押圧しても解消できず、密度が均一にならず、発生磁力に不均一になるということがあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、金型に供給した磁石コンパンド材料の密度を均一にして発生磁力が均一な長尺の希土類マグネットブロックの製造方法及び装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明は、現像ローラに用いる長尺の希土類マグネットブロックを製造する希土類マグネットブロックの製造方法において、希土類磁石パウダーに樹脂微粒子を付着してなる磁石コンパウンド材料を圧縮成型するための金型に供給し、供給後、前記マグネットブロックの長手方向に分割された加圧部材で上方から所定の圧力で押圧し、押圧後、成型物の上面をならし部材でならすことを特徴としている。
【００１１】
なお、本発明の希土類マグネットブロックの製造方法において、前記成型物の上面をならす工程が終了後、高さ検知手段によって成型物の高さが全長に渡って一定高さ以下になったかを検知すると、効果的である。
【００１２】
さらに、本発明の希土類マグネットブロックの製造方法において、前記成型物の高さが全長に渡って一定高さ以下になるまで、成型物の上面をならす工程と高さ検知の工程を繰り返すと、効果的である。
【００１３】
また、上記課題を解決するため、本発明は、請求項１ないし３の何れかに記載の希土類マグネットブロックの製造方法を実施する製造装置において、磁石コンパウンド材料が供給される金型の上方に該磁石コンパウンド材料を押圧する加圧部材が前記マグネットブロックの長手方向に対して複数個に分割され、かつ、各々独立した押圧源を具備することを特徴としている。
【００１４】
なお、本発明の製造装置において、前記加圧部材は前記希土類マグネットブロックの長手方向両上側縁を角取りするテーパが形成されていると、効果的である。
また、上記課題を解決するため、本発明は、請求項１ないし３の何れかに記載の希土類マグネットブロックの製造方法を実施する製造装置において、磁石コンパウンド材料が供給される金型の上方に該磁石コンパウンド材料に圧力をかける前記マグネットブロックの長手方向に対して複数個に分割された加圧部材と、成型物の上面に沿って移動可能なならし部材と、前記成型物の上面高さを検知する検知手段とを有することを特徴としている。
【００１５】
なお、本発明の製造装置において、前記検知手段が所定高さの前記成型物の上面と平行な光の透過の有無により高さを検知すると、効果的である。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１ないし３によれば、金型に供給された磁石コンパウンド材料の密度のバラツキが少なく、発生磁力も均一な希土類マグネットブロックを提供することができる。
【００１７】
請求項４、６及び７によれば、上記効果が得られる希土類マグネットブロックの製造装置を提供できる。
請求項５によれば、強度に優れ、欠け等の生じにくい希土類マグネットブロックが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面にしたがって説明する。
最初に、後述する金型に供給する磁石コンパウンド材料について説明する。
磁石コンパウンド材料は、Ｓｍ−Ｃｏ系、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系の希土類磁石パウダーに、熱可塑性樹脂粒子に流動性付与剤を外添し、内部に顔料、ＷＡＸ、帯電制御剤を含有しているバインダーを添加している。熱可塑性樹脂としては、ポリスチレン、ポリクロロエチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレンおよびその置換体の単重合体；スチレン-Ｐ-クロロスチレン共重合体、スチレン-プロピレン共重合体、スチレン-ビニルトルエン共重合体、スチレン-ビニルナフタレン共重合体、スチレン-アクリル酸メチル共重合体、スチレン-アクリル酸エチル共重合体、スチレン-アクリル酸ブチル共重合体、スチレン-アクリル酸オクチル共重合体、スチレン-メタクリル酸メチル共重合体、スチレン-メタクリル酸エチル共重合体、スチレン-メタクリル酸ブチル共重合体、スチレン-α-クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン-アクリロニトリル重合体、スチレン-ビニルメチルエーテル重合体、スチレン-ビニルメチルケトン重合体、スチレン-ブタジエン共重合体、スチレン-イソプレン共重合体、スチレン-アクリロニトリル-インデン共重合体、スチレン-マレイン酸共重合体、スチレン-マレイン酸エステル共重合体などのスチレン系共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリビニルブチルブチラール、ポリアクリル酸樹脂、ロジン、変性ロジン、テルペン樹脂、フェノール樹脂等を挙げることができる。なお、熱可塑性樹脂としては上記の材料の１種だけでなく、２種以上を混合して使用することもできる。
【００１９】
また、顔料としては、カーボンブラック（オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、アセチレンブラック等）、カドミウムイエロー、ミネラルファストイエロー、ニッケルチタンイエロー、モリブテンオレンジ、パーマネントオレンジ、ベンガラ、カドミウムレッド、メチルバイオレットレーキ、コバルトブルー、アルカリブルー、等の材料を挙げることができ、これらを一種又は二種以上混合して使用することができる。
【００２０】
さらに、帯電制御剤としては、ニグロシン、４級アンモニウム塩、含金属アゾ染料、サリチル酸の錯化合物等がある。
さらにまた、離型剤として、低分子量のポリエチレン、プロピレン等の合成ワックス、キャデリラワックス、カルナウバワックス、ライスワックス、木ろう、ホホバ油などの植物ワックス類、ミツローラノリン、鯨ろう等の動物系ワックス類、モンタンワックス、オゾケライトなどの鉱物系ワックス類、硬化ヒマシ油、ヒドロキシステアリン酸、脂肪酸アミド、フェノール脂肪酸エステルな
どの油脂系ワックス類等が使用できる。
【００２１】
最後に、流動性付与剤としては、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、テフロン（商品名）、ステアリン酸金属のごとき潤滑剤、酸化セリウム、タルク等を挙げることができる。
【００２２】
図１は、寸法が例えば幅２ｍｍ、高さ３ｍｍ、長さ３０６ｍｍの希土類マグネットブロックを製造するプレス機の概略を示す説明図である。
図１において、プレス機１の基台２上にダイセット３が設けられ、ダイセット３には金型４とマグネットブロックを着磁する空芯コイル５が設けられている。金型４の上方には、これと対向する加圧部材として分割された押圧プレート６及びホルダ７が設けられ、押圧プレート６はプレート押圧シリンダ８によって上下動され、さらにこれら押圧プレート６及びホルダ７は型押圧シリンダ９によって上下動される。また、金型４と押圧プレート６の間にはならし部材としてスクレーパ１０が設けられている。
【００２３】
このようなプレス機１を用いて圧縮成型する際、磁石パウダーと添加剤を混合機（図示せず）によって混合して磁石コンパウンド材料Ｍを形成する。形成された磁石コンパウンド材料Ｍは、図２に示すように、供給器１０によって圧縮成型の金型４に流し込むようにして供給する。このとき、供給器１０は金型４の一方の端部から他方の端部まで一定速度で単位時間当たり一定の量を流しながら移動させ、金型４内の磁石コンパウンド材料Ｍの均一化を図っている。
【００２４】
しかし、このように磁石コンパウンド材料Ｍを供給しても、図３に示すように、金型４に長手方向において磁石コンパウンド材料Ｍの供給量が均一にならず、多少のバラツキが生ずることは避けられない。したがって、このように供給されたコンパウンド材料Ｍに対し、従来のようにパンチで押圧しても密度が均一なマグネットブロック得られにない。
【００２５】
そこで、本発明では図３に示すように、パンチの代わりに複数に分割された押圧プレート６によってコンパウンド材料Ｍを一定の圧力で押圧している。この押圧プレート６は、金型４の長手方向において複数個に分割され、それぞれに設けられたプレート押圧シリンダ８によって上下動される。なお、各押圧プレート６にはそれぞれ独立して上下動できるように、隣り合うプレート間に必要最小限の幅の隙間が形成されている。
【００２６】
圧縮成型は、押圧プレート６により金型４内の磁石コンパウンド材料Ｍに対し上方より一定の圧力をかけることで行われ、このときすべての押圧プレート６の押圧力を監視して一定圧に達するまで押圧する。これによって、磁石コンパウンド材料Ｍは長手方向に密度を均一にすることができる。このとき、金型４に供給した磁石コンパウンド材料Ｍの量はその長手方向に均一でなく多少のバラツキがあるため、押圧プレート６で押圧後の磁石コンパウンド材料Ｍの上面に若干の高低差が生ずる。さらに、押圧プレート３は上記したように隣り合うプレートの間に隙間があり、この隙間部分の磁石コンパウンド材料Ｍは図４に示すように、その上面に形成される突起１２となる。
【００２７】
そこで、圧縮後の磁石コンパウンド材料の上面に対し、図５に示すように、スクレーパ１０により擦り切る。この摺り切り工程により、圧縮後の磁石コンパウンド材料Ｍの上面が均一高さにする。この摺り切り工程後、磁石コンパウンド材料の上面高さが均一か否かは図６に示す高さ検知手段としてのセンサ１３，１４で検知する。このセンサは、発光素子１３から所定高さレベルに照射した検知光を、所定高さレベルに配置した受光素子１４が受光するかによって高さを検知する。そして、受光素子１４が検知光を受光すれば圧縮後の磁石コンパウンド材料Ｍの上面が所定高さ以下になったと判断し、マグネットブロックが完成する。また、受光素子１４が検知光を受光しないときは磁石コンパウンド材料Ｍの上面が所定高さになっていないので、スクレーパ１０で再度摺り切り、これを均一高さになるまで繰り返し行う。
【００２８】
かくして、本実施形態では磁石コンパウンド材料Ｍの圧縮成型を、分割された押圧プレート６を用いるので、成型されるマグネットブロックがその長手方向において密度が均一になり発生磁力を均一にすることができる。
【００２９】
完成した希土類マグネットブロック２０を用いた現像ローラ３０を図７に示す。マグネットブロック２０は、プラスチックマグネットよりなるローラ２１の凹部２２に接着剤で貼り付け固定する。マグネットブロック２０を取り付けたプラスチックマグネットローラ２１は回転する非磁性体のスリーブ３１内に設けられる。このとき、マグネットブロック２０が断面矩形であるのに対し、スリーブ３１は直径が１６ｍｍ程度の円筒であるため、マグネットブロック２０の長手方向両上側縁がスリーブ３１に当たらないように配置しなければならない。さらに、マグネットブロック２０は、押圧して形成したものであるから、角部が欠け易いという問題もある。
【００３０】
そこで、本実施の形態では、図３（ｂ）に示すように、分割された押圧プレート６のマグネットブロック２０の長手方向両上側縁に対応する部分に逆テーパ部６ａを形成し、圧縮成型時にマグネットブロック２０の長手方向両上側縁の角取りを行い、これによって図８に示すような断面形状のマグネットブロック２０が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る圧縮成型をするプレス機の概略を示す説明図である。
【図２】磁石コンパウンド材料供給時の状態を示す説明図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は押圧プレートによる押圧時の形態を示す正面及び側面の説明図である。
【図４】押圧プレートの押圧後の磁石コンパウンド材料を示す説明図である。
【図５】押圧プレートによる押圧後の磁石コンパウンド材料の上面ならし時を示す説明図である。
【図６】磁石コンパウンド材料の上面高さの検知時を示す説明図である。
【図７】マグネットブロックを用いる現像ローラの説明図である。
【図８】完成したマグネットブロックの断面図である。
【図９】従来のマグネットブロック製造方法を示す説明図である。
【図１０】従来のマグネットブロックの他の製造方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    プレス機
４    金型
６    押圧プレート
１０    スクレーパ
１３，１４    検知手段
Ｍ    磁石コンパウンド材料
【図１】
2005086103.tif 000003
【図２】
2005086103.tif 000004
【図４】
2005086103.tif 000005
【図５】
2005086103.tif 000006
【図６】
2005086103.tif 000007
【図８】
2005086103.tif 000008
【図９】
2005086103.tif 000009
【図１０】
2005086103.tif 000010
【図３】
2005086103.tif 000011
【図７】
2005086103.tif 000012