(57)【要約】      （修正有）【課題】金型に投入する粉体の量を精度良く均一にし、特に長尺で幅の狭い溝内に供給された粉体を、長手方向に均一に分散・充填する粉体均一充填方法および充填装置を提供する。【解決手段】粉体を充填する金型のテーブル１と、このテーブル１に周期的な振動を与えるための二つ以上の振動源４と、このテーブル１の振動を制御するための防振装置５とを備えることを特徴とする。また、粉体を充填する金型の保持台と、この保持台を揺動させるための回転軸と制御装置とを備えることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型内に充填された粉体を圧縮成形することにより成形体を形成する粉体均一充填方法において、
金型内に充填された粉体に外力を加えるとともに、この外力を時間とともに漸減させることを特徴とする粉体均一充填方法。
【請求項２】
請求項１に記載の粉体均一充填方法において、
前記外力として周期的に変化する振動を用いることを特徴とする粉体均一充填方法。
【請求項３】
請求項１に記載の粉体均一充填方法において、
前記外力として型の揺動を用いることを特徴とした粉体均一充填方法。
【請求項４】
金型内に充填された粉体を圧縮成形することにより成形体を形成する粉体均一充填装置において、
前記粉体を充填する金型の保持台と、この保持台に周期的な振動を与えるための二つ以上の振動源とを備えることを特徴とする粉体均一充填装置。
【請求項５】
金型内に充填された粉体を圧縮成形することにより成形体を形成する粉体均一充填装置において、
前記粉体を充填する金型の保持台と、前記保持台に振動を与えるための振動源と、前記保持台の振動を制御するための防振装置とを備えることを特徴とする粉体均一充填装置。
【請求項６】
金型内に充填された粉体を圧縮成形することにより成形体を形成する粉体均一充填装置において、
前記粉体を充填する金型の保持台と、前記保持台を揺動させるための回転軸と制御装置とを備えることを特徴とする粉体均一充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に用いる現像ローラに配置される磁石の成形方法及び成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トナー及び磁性粒子からなる二成分現像剤を用いる電子写真方式の画像形成装置では、現像ローラの一部の極（特に現像極）の磁力を高めるために、高磁力磁石を埋設する方法が提案されているが、埋設磁石の寸法は、長さ：３００〜３１０ｍｍ、幅：１〜６ｍｍ、高さ：１〜５ｍｍとなり、磁場中圧縮成形によりこれを製作する場合特に長軸方向に均一に粉体を充填する必要がある。これは充填が不均一だと長軸方向に磁力が不均一なものとなり、また位置によって強度がばらつくため折れやすいものとなるためである。
さらに同じ磁気特性の高磁力磁石を量産する場合、毎回金型に投入する粉体の量は精度良く均一にする必要がある。その際には定量供給機などによって一定量の粉体を切り出すことが考えられるが、切り出した後の粉体を均一に分散させる必要がある。一定量に計量された粉体を金型に充填する前に長手方向に均一に分散させて金型に供給する方法も考えられるが、結局、粉体は型内に落下などの方法により移動させることになるので、高精度な分布状態を維持することは困難である。
また、一般的に粉体をならす方法として振動が用いられるが、型を振動させるだけでは充分に粉面がならされない場合があり、また多くの時間を要する。
特許文献１に記載の粉粒体の充填装置は、振動により充填されにくい穴などに効率よく充填することを目的としている。また、振動源を４つ用いているため、装置が大がかりとなり、コストアップになる。
【０００３】
【特許文献１】特開平０７−０３１９３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記問題点に鑑み、本発明は、金型に投入する粉体の量を精度良く均一にし、特に長尺で幅の狭い溝内に供給された粉体を、長手方向に均一に分散・充填する粉体均一充填方法を提供する。
また、本発明は、金型に投入する粉体の量を精度良く均一にし、特に長尺で幅の狭い溝内に供給された粉体を、長手方向に均一に分散・充填する粉体均一充填装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の本発明は、金型内に充填された粉体を圧縮成形することにより成形体を形成する粉体の充填方法において、金型内に充填された粉体に外力を加えるとともに、この外力を時間とともに漸減させることを特徴とする充填方法である。
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の充填方法において、前記外力として周期的に変化する振動を用いることを特徴とする充填方法である。
請求項３に記載の本発明は、請求項１に記載の充填方法において、前記外力として型の揺動を用いることを特徴とした充填方法である。
【０００６】
請求項４に記載の本発明は、金型内に充填された粉体を圧縮成形することにより成形体を形成する粉体の充填装置において、前記粉体を充填する金型の保持台と、この保持台に周期的な振動を与えるための二つ以上の振動源とを備えることを特徴とする充填装置である。
請求項５に記載の本発明は、金型内に充填された粉体を圧縮成形することにより成形体を形成する粉体の充填装置において、前記粉体を充填する金型の保持台と、前記保持台に振動を与えるための振動源と、前記保持台の振動を制御するための防振装置とを備えることを特徴とする充填装置である。
請求項６に記載の本発明は、金型内に充填された粉体を圧縮成形することにより成形体を形成する粉体の充填装置において、前記粉体を充填する金型の保持台と、前記保持台を揺動させるための回転軸と制御装置とを備えることを特徴とする充填装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、金型に投入する粉体の量を精度良く均一にし、特に長尺で幅の狭い溝内に供給された粉体を、長手方向に精度良く均一に分散・充填する粉体均一充填方法を提供することが可能になる。
また、本発明は、金型に投入する粉体の量を精度良く均一にし、特に長尺で幅の狭い溝内に供給された粉体を、長手方向に精度良く均一に分散・充填する粉体均一充填装置を提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係わる粉体均一充填装置の一例である。この粉体均一充填装置は、金型を配置するテーブル１、テーブル１を支持するスプリング２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、テーブル３及び複数の振動源４ａ、４ｂから構成される。本発明は、特に長尺の角柱を成形する金型に対して、粉体を短手方向に交互に移動させることで、粉体を長手方向に均一に充填することを課題とするものである。そこで、振動源は短手方向の両端にそれぞれ配置するのが望ましい。動作手順を以下に示す。まずテーブル１に金型を固定し、粉体を供給した後、振動源４ａを振動させる。その後、振動源４ａの振動を停止または弱くして、振動源４ｂを振動させる。このように振動源４ａ、４ｂの振動の強弱、もしくはＯＮ、ＯＦＦを交互に切替えることで粉体を短手方向に往復移動させる。その後振動切替えの周期を短く、あるいは振幅を小さくしていき両方の振動源をストップする。こうすることで短手方向の粉体の偏りを小さくすることができる。なお振動源のスタート及びストップは４ａ、４ｂどちらからでも良い。
【０００９】
図２は、図１とは振動源が異なる本発明に係わる粉体均一充填装置の一例である。振動源以外の個所については図１の粉体均一充填装置と同じである。図２に示す粉体均一充填装置は、テーブル１下面中央に配置された振動源４、及びテーブル１短手方向両端にそれぞれ配置された防振装置５ａ、５ｂから構成されている。動作手順を以下に示す。テーブル１に金型を固定し、粉体を供給した後振動源４を振動させる。次に防振装置５ａをテーブル１に押し当てる。その後防振装置５ａをテーブル１から離し、防振装置５ｂを押し当てる。このように交互に防振装置を押し当てることで振幅に勾配を持たせ、粉体を短手方向に交互に移動させる。その後防振装置５ａ、５ｂを押し当てる時間を短くしていき、振動源４をストップする。こうすることで短手方向の粉体の偏りを小さくすることができる。なお防振装置の押し当て開始及び終了は５ａ、５ｂどちらでも良い。
図１、図２に示す粉体均一充填装置により、短手方向に勾配を持った振動が交互にテーブル１に発生し、金型に供給された粉体は短手方向に往復移動する。
【００１０】
図３は、振動の振幅と粉体の移動との関係を示す図である。積極的に粉体を移動させることで、すばやく高精度に長手方向に対して均一に充填することができる。
図４は、図１、図２とは異なる粉体均一充填装置の例である。図４に示す本発明の粉体均一充填装置は、金型を配置するテーブル１、テーブル１を保持する軸２ａ、２ｂと軸２ａ、２ｂを駆動するモーター３、及びモーター３を保持する支柱４とテーブル５、さらにテーブル１に取りつけられた振動源６から構成される。動作手順を以下に示す。まずテーブル１に金型を固定し、粉体を供給した後振動源６を振動させる。その後モーター３によりテーブル１を揺動させ、次第に揺動の振幅を小さくし、最後は水平位置でストップする。このようにして短手方向の粉体の偏りを小さくすること可能となる。
図４に示す粉体均一充填装置により、テーブルが揺動し、金型に供給された粉体が短手方向に往復移動する。
図５は、図４に示す粉体均一充填装置による揺動と粉体の移動とを示す図である。積極的に粉体を移動させることで、すばやく高精度に長手方向に対して均一に充填することができる。
【実施例１】
【００１１】
長尺角柱磁石成型体を、図１の粉体均一充填装置を用い以下の方法で成型した。
愛知製鋼社製異方性Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石パウダー（ＭＦＰ−１２）を９３重量部に対し、下記の成分・配合比の微粒子７重量部を配合、攪拌分散し、コンパウンド材料とした。
使用したＭＦＰ−１２の平均粒径値は約１０２μｍ、熱可塑性樹脂の軟化点は６７℃、平均粒径値は約７．３μｍである。
・熱可塑性樹脂として
（１）ポリエステル樹脂          ７９重量部
（２）スチレンアクリル樹脂        ７重量部
・顔料として
カーボンブラック              ７．６重量部
・帯電制御剤として
サリチル酸ジルコニウム        ０．９重量部
・離型剤として
カルナバワックスとライスワックスの配合物      ４．３重量部
・流動性付与剤として
疎水性シリカ                  １．２重量部
得られたコンパウンド２．５ｇを収納部の大きさが幅２．３ｍｍ、高さ８．０ｍｍ、長さ３０６ｍｍの金型に適当に溢れないように分散させて供給した。このとき粉面高さは約４．０ｍｍであった。
金型を本発明の図１の粉体均一充填装置に固定し、短手(幅)方向に勾配を持った振動を交互に与えた。振動はテーブル下部短手方向両端に設置したエアバイブレータＩ、IIに対
して２．５ＭＰａの圧力のエアを三方弁で片側づつ供給し、稼動させた。
表１は、エアバイブレーターＩ、IIの稼動条件を示す。
【００１２】
【表１】
2005081352.tif 000003
【００１３】
その後金型を取り外しプレス機にセットした。
室温で１３，０００（Ｏｅ）の磁界が発生するように直流電界を加え、磁場印加状態で５．５ｔｏｎ／ｃｍ２のプレス圧を加え、磁場成型を行なった。この時、磁場方向はマグの幅方向であった。
得られた長尺角柱磁石成型体の寸法は幅２ｍｍ、高さ３ｍｍ、長さ３０６ｍｍであり、密度は５．４ｇ／ｃｍ３であった。
９０℃３０分の熱処理を行なった後、パルス波着磁を２５Ｔの発生磁場で行ない、マグネットブロックの成型を完了した。
その結果、長手方向に磁力ばらつきの小さい長尺角柱磁石成型体が得られた。磁束密度は９６．３±２．４ｍＴであった。
【実施例２】
【００１４】
長尺角柱磁石成型体を、図２の粉体均一充填装置を用い以下の方法で成型した。
用いた材料は実施例１に記載のものと同じである。
得られたコンパウンド２．５ｇを収納部の大きさが幅２．３ｍｍ、高さ８．０ｍｍ、長さ３０６ｍｍの金型に適当に溢れないように分散させて供給した。このとき粉面高さは約４．０ｍｍであった。
金型を図２に示す粉体均一充填装置に固定し、短手(幅)方向に勾配を持った振動を交互に与えた。振動はテーブル下部中央に設置したエアバイブレータに２．５ＭＰａの圧力のエアを供給して与えた。その後テーブル短手方向両端に配置したエアシリンダーと防振ゴムで構成された防振装置Ｉ、IIをテーブルに押し当てた。
表２は、防振装置Ｉ、IIをテーブルに押し当てる条件を示す。
【００１５】
【表２】
2005081352.tif 000004
【００１６】
その後金型を取り外しプレス機にセットした。
１３，０００（Ｏｅ）の磁界が発生するように直流電界を加え、磁場印加状態で５．５ｔｏｎ／ｃｍ２のプレス圧を加え、磁場成型を行なった。この時、磁場方向はマグの幅方向であった。
得られた長尺角柱磁石成型体の寸法は幅２ｍｍ、高さ３ｍｍ、長さ３０６ｍｍであり、密度は５．３ｇ／ｃｍ３であった。
９０℃３０分の熱処理を行なった後、パルス波着磁を２５Ｔの発生磁場で行ない、マグネットブロックの成型を完了した。
その結果、長手方向に磁力ばらつきの小さい長尺角柱磁石成型体が得られた。磁束密度は９７．４±４．２ｍＴであった。
【実施例３】
【００１７】
長尺角柱磁石成型体を、図４の粉体均一充填装置を用い以下の方法で成型した。
用いた材料は実施例１に記載のものと同じである。
得られたコンパウンド２．５ｇを収納部の大きさが幅２．３ｍｍ、高さ８．０ｍｍ、長さ３０６ｍｍの金型に適当に溢れないように分散させて供給した。このとき粉面高さは約４．０ｍｍであった。
金型を本発明請求項6記載の充填装置に固定し、短手(幅)方向にテーブルを揺動させた。揺動はステッピングモーターにより回転速度を３０ｒｐｍ、停止時間と角度（垂直を０゜とする）を以下の条件で与えた。なお振動はテーブル下部中央に設置したエアバイブレータに２．５ＭＰａの圧力のエアを供給して与えた。
【００１８】
【表３】
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【００１９】
その後金型を取り外しプレス機にセットした。
１３，０００（Ｏｅ）の磁界が発生するように直流電界を加え、磁場印加状態で５．５ｔｏｎ／ｃｍ２のプレス圧を加え、磁場成型を行なった。この時、磁場方向はマグの幅方向であった。
得られた長尺角柱磁石成型体の寸法は幅２ｍｍ、高さ３ｍｍ、長さ３０６ｍｍであり、密度は５．３ｇ／ｃｍ３であった。
９０℃３０分の熱処理を行なった後、パルス波着磁を２５Ｔの発生磁場で行ない、マグネットブロックの成型を完了した。
その結果、長手方向に磁力ばらつきの小さい長尺角柱磁石成型体が得られた。磁束密度は９６．２±３．８ｍＴであった。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係わる粉体均一充填装置の一例を示す図である。
【図２】図１とは振動源が異なる本発明に係わる粉体均一充填装置の一例を示す図である。
【図３】振動の振幅と粉体の移動との関係を示す図である。
【図４】図１、図２とは異なる粉体均一充填装置の一例を示す図である。
【図５】図４に示す粉体均一充填装置による揺動と粉体の移動とを示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  テーブル
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ  スプリング
３  テーブル
４ａ、４ｂ  振動源
５ａ、５ｂ  防振装置
１２ａ、１２ｂ  軸
１３  モーター
１４a、１４ｂ
１５  テーブル
１６  振動源
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005081352.tif 000008
【図４】
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【図５】
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