JP3610748B2

JP3610748B2 - Magnet roll mold

Info

Publication number: JP3610748B2
Application number: JP31318397A
Authority: JP
Inventors: 喜久雄島津
Original assignee: Kaneka Corp; Tochigi Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp; Tochigi Kaneka Corp
Priority date: 1997-11-14
Filing date: 1997-11-14
Publication date: 2005-01-19
Anticipated expiration: 2017-11-14
Also published as: JPH11138562A

Description

【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金型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金型としては、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。
前記メイン成形型内に注入される溶融磁石材料を磁場配向手段により着磁及び配向させ、溶融磁石材料が固化した後、スライド型を前進させて成形されたマグネットロールを押し出すようにしている。
【０００３】
前記のように溶融磁石材料を着磁及び配向させる関係上、従来、メイン成形型及びスライド型のそれぞれを、非磁性のステンレス系の同一材料により作成していた。
【０００４】
上記のようにステンレス系の同一材料でメイン成形型及びスライド型を構成すると、メイン成形型及びスライド型の摺接面の硬度が同一であるため、スライド型が移動する度にメイン成形型及びスライド型の両方の摺接面が同じ程度に磨耗してしまい、バリ発生や摺動面に引っかき傷がつくカジリを発生していた。
このため、バリ発生やカジリを発生する前にメイン成形型及びスライド型交換することになるが、金型の中でも大きな重量を有する比較的材料費が高くつくメイン成形型を早期に交換することにより、コスト高を招いていた。
【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、メイン成形型の交換回数を減らすことによりコスト高になることを回避することができるマグネットロールの成形金型を提供する点にある。
【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、マグネットロールを成形するための成形空間を有するメイン成形型と、前記成形空間内にスライド自在に装着され、且つ、マグネットロールの一端部を形成するスライド型と、前記成形空間に注入される溶融磁石材料を着磁及び配向させる磁場配向手段とを備え、溶融磁石材料の注入に伴って前記スライド型を後退させることにより前記成形空間内を溶融磁石材料で充填することができるように構成したマグネットロールの成形金型において、前記メイン成形型の母材をオーステナイト系Ｍｎ・Ｎｉ・Ｃｒ含有合金とし、ビッカース硬度（ＨＶ）を４００〜４５０に調整し、また、前記スライド型の母材をオーステナイト系ステンレス材とし、ビッカース硬度を１８０〜２００に調整し、更に各母材の表面粗さ（十点平均粗さ、Ａｚ）を５μｍ以下としたことを特徴としている。
従って、メイン成形型及びスライド型の両者を時効処理、焼き入れ処理によりメイン成形型及びスライド型そのものの硬度調整を行うことによって、つまりメイン成形型の母材をオーステナイト系Ｍｎ・Ｎｉ・Ｃｒ含有合金とし、ビッカース硬度（ＨＶ）を４００〜４５０に調整し、また、スライド型の母材をオーステナイト系ステンレス材とし、ビッカース硬度を１８０〜２００に調整し、更に各母材の表面粗さ（十点平均粗さ、Ａｚ）を５μｍ以下とすることによって、スライド型の移動によるメイン成形型の摺接面の磨耗量をスライド型の摺接面の磨耗量よりも少なくすることが可能になり、メイン成形型の磨耗による交換時期を従来よりも遅らせることができる。
【０００７】
前記スライド型を、前記メイン成形型と摺接し、且つ、マグネットロールの一端部を形成する先端部と、この先端部が着脱可能に取付けられた本体部とから構成することによって、磨耗によりスライド型の交換時には、先端部のみを交換するだけで済む。
【０００８】
前記メイン成形型及びスライド型のうちの少なくともメイン成形型の表面硬度を、ビッカース硬度（ＨＶ）で９００〜１１００に調整してもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図２（イ）、（ロ）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を突出形成したもので、樹脂磁石を用いて一体成形されている。図示していないが、前記一方の軸部３又は４あるいは両軸部３，４に位置決め或いは駆動力伝達用の切欠部を形成して実施してもよい。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を構成する樹脂磁石としては、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。
【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の成形金型について説明すれば、図１（イ）、（ロ）及び図２（イ）、（ロ）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５と、このメイン成形型５の一端部に配置され、且つ、マグネットロール１の軸部４を形成するための端部成形型６と、前記メイン成形型５内に出退自在に配設され、且つ、該メイン成形型５にて形成される成形空間８内への溶融樹脂磁石の注入に伴い、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３を形成するためのスライド型７とからマグネットロールの成形金型を構成している。前記メイン成形型５内に備えられるとともに図１（ロ）に示すように成形空間８内に溶融樹脂磁石が完全に注入された後、その溶融樹脂磁石が固化するまでの期間において、磁性粒子の着磁及び配向を行うための磁場配向手段９とを備えている。前記磁場配向手段９の個数は何個でもよく、又、磁場配向手段９としては、電磁石、永久磁石等、既存の種々の構成のものを採用することができる。前記溶融樹脂磁石は、図外の射出シリンダ等から図に示した注入口１０を介して成形空間８内へ供給されるのである。
【００１４】
前記メイン成形型５及びスライド型７の母材材質として、オーステナイト系Ｍｎ・Ｎｉ・Ｃｒ含有合金を５００°Ｃで５時間の時効処理により母材硬度をビッカース硬度（ＨＶ）４００〜４５０に調整したもの（母材材質：Ａ）や、オーステナイト系ステンレス材の母材硬度がビッカース硬度（ＨＶ）１８０〜２００のもの（母材材質：Ｂ）を用い、さらに真空窒化処理で表面５Ｋ、７Ｋ（図３で示す）の硬度（以下、表面硬度という）をビッカース硬度（ＨＶ）で、７００〜９００、又は９００〜１１００に調整したものを用い、これらの組み合わせ４種類と両者とも表面処理を行っていないもの２種類とスライド型７のみ表面処理を行っていないもの１種類の合計７種類を表１に示し、これら７種類の摺動試験後の磨耗量（μｍ）を第１の試験結果として表２に示した。又、前記メイン成形型５及びスライド型７の表面粗さは、いずれも十点平均粗さ（Ａｚ）３〜５μｍに加工した。前記時効処理は、前記合金を焼入れで急冷した後、室温に放置するか、又は焼き戻すことを指し、この処理によって、結晶格子にひずみが発生し、材料の硬化が起こる（低温時効硬化）のである。前記窒化処理は、鋼の表面層を高窒素状態にして硬化させる方法である。
前記摺動試験の方法は、メイン成形型５用として板状の金型材料を用い、この板状の金型材料を固定し、その上面で加重を加えた状態でスライド型７用の材料試験片を直線往復させることで行った。
各試験の共通条件値
▲１▼ストローク…２００ｍｍ
▲２▼摺動速度…０．５ｍ／秒
▲３▼摺動回数…１００００回
▲４▼加重…１ｋｇ／ｃｍ^２
【００１５】
【表１】

【００１６】
【表２】

【００１７】
続いて、第２の試験として、前記メイン成形型５の母材材質として、オーステナイト系Ｍｎ・Ｎｉ・Ｃｒ含有合金を５００°Ｃで５時間の時効処理により母材硬度をビッカース硬度（ＨＶ）４００〜４５０に調整し、さらに真空窒化処理で表面硬度をビッカース硬度（ＨＶ）で、９００〜１１００にしたものを用い、前記スライド型７の母材材質として、オーステナイト系ステンレス材で母材硬度がビッカース硬度（ＨＶ）１８０〜２００のもので、真空窒化処理で表面硬度を前者と同じビッカース硬度（ＨＶ）９００〜１１００にしたものを用い、両者の摺動面の表面粗さを表３で示す値になるように加工し、前回同様に摺動試験後の磨耗量（μｍ）を第２の試験結果として表４に示した。
【００１８】
【表３】

【００１９】
【表４】

【００２０】
表２にて明らかなように、メイン成形型５及びスライド型７とも、オーステナイト系Ｍｎ・Ｎｉ・Ｃｒ含有合金を５００°Ｃで５時間の時効処理により母材硬度をビッカース硬度（ＨＶ）４００〜４５０に調整したもの（試験番号１１０）よりもメイン成形型５としてオーステナイト系Ｍｎ・Ｎｉ・Ｃｒ含有合金を５００°Ｃで５時間の時効処理により母材硬度をビッカース硬度（ＨＶ）４００〜４５０に調整したものを用い、スライド型７としてオーステナイト系ステンレス材で母材硬度がビッカース硬度（ＨＶ）１８０〜２００に調整したもの（試験番号１２０）の方が摺動試験後の磨耗量が少ないという効果がある。又、メイン成形型５のみ、さらに真空窒化処理で表面硬度をビッカース硬度（ＨＶ）で、メイン成形型５を９００〜１１００にしたもの（試験番号１３０）の方が摺動試験後の磨耗量が更に少ないという効果がある。更に、真空窒化処理で表面硬度をビッカース硬度（ＨＶ）で、メイン成形型５を７００〜９００、又は９００〜１１００にし、且つ、スライド型７を７００〜９００、又は９００〜１１００にしたもの（試験番号１４０，１５０，１６０，１７０）の方が摺動試験後の磨耗量が飛躍的に少ないという結果になっている。
また、表４にて明らかなように、メイン成形型５及びスライド型７とも、表面粗さを十点平均粗さ（Ａｚ）５μｍ以下にしたもの（試験番号２１０，２２０）が、一方の表面粗さを十点平均粗さ（Ａｚ）５μｍ以下にしたもの（試験番号２４０）、あるいは両者の表面粗さを十点平均粗さ（Ａｚ）１０〜１５μｍにしたもの（試験番号２３０）よりも摺動試験後の磨耗量が少ない結果になっている。特に、表面粗さを十点平均粗さ（Ａｚ）１μｍ以下にしたもの（試験番号２１０）の摺動試験後の磨耗量が飛躍的に少ない結果になっている。
【００２１】
前記試験結果を元に、メイン成形型５及びスライド型７とも、オーステナイト系Ｍｎ・Ｎｉ・Ｃｒ含有合金を５００°Ｃで５時間の時効処理により母材硬度をビッカース硬度（ＨＶ）４００〜４５０に調整し、さらに真空窒化処理で表面硬度をビッカース硬度（ＨＶ）で、メイン成形型５を９００〜１１００にし、スライド型７を７００〜９００にしたものを用いて連続成形を行った結果、前記メイン成形型５及びスライド型７を同一材質で表面処理していない従来のものよりもカジリ発生までの時間を３〜５倍延長出来、また、表面処理によりメイン成形型５及びスライド型７の硬度を同じレベルに仕上げたものに比べても、２倍程度延長出来た。
また、メイン成形型５に、オーステナイト系Ｍｎ・Ｎｉ・Ｃｒ含有合金を５００°Ｃで５時間の時効処理により母材硬度をビッカース硬度（ＨＶ）４００〜４５０に調整し、さらに真空窒化処理で表面硬度をビッカース硬度（ＨＶ）９００〜１１００にしたものを用い、スライド型７に、オーステナイト系ステンレス材で母材硬度がビッカース硬度（ＨＶ）１８０〜２００とメイン成形型５より低いものを用い、さらに真空窒化処理で表面硬度をビッカース硬度（ＨＶ）９００〜１１００とメイン成形型５と同レベルに設定し、メイン成形型５及びスライド型７とも、表面粗さを十点平均粗さ（Ａｚ）５μｍ以下にしたものを用いて連続成形を行った結果、カジリ発生までの時間が、前記メイン成形型５及びスライド型７を同一材質で表面処理していない従来のものよりも３〜５倍延長出来るという効果と同等以上になる結果を得た。
【００２２】
従って、上記のようにメイン成形型５及びスライド型７そのものの硬度調整（母材材質の硬度調整）を行うことによって、メイン成形型５の磨耗量を少なくすることができるが、メイン成形型５及びスライド型７そのものの硬度調整（母材材質の硬度調整）に加えて、摺接表面の硬度調整をも行うことによって、メイン成形型５とスライド型７の両者の磨耗量を飛躍的に少なくすることができるのである。前記メイン成形型５及びスライド型７そのものの硬度調整は、時効処理以外の処理でもよい。又、前記メイン成形型５及びスライド型７の摺接表面の硬度調整を窒化処理により行う他、異種材料をメイン成形型５及びスライド型７の摺接表面にそれぞれ蒸着、溶着して摺接表面の硬度調整を行うようにしてもよい。又、表面粗さを上記のように調整することによって、互いの摺接抵抗を低減することができるから、メイン成形型５及びスライド型７の磨耗量を、摺接表面の硬度調整を行ったものと同等若しくはそれよりも少なくすることができる効果を得ることができる。
【００２３】
次に、マグネットロール１の成形方法について説明する。
図１（イ）に示すように、スライド型７を移動操作するためのアクチュエータ１１を駆動してスライド型７を前進位置まで移動させた後、注入口１０を介して金型内への溶融樹脂磁石の射出注入を開始する。前記アクチュエータ１１としては、例えばエアコンプレッサー、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。次に、図１（ロ）に示すように、溶融樹脂磁石の注入圧とアクチュエータ１１による駆動力との合力でスライド型７を後退位置まで後退させながら、成形空間８内を溶融樹脂磁石で充填するのである。前記アクチュエータ１１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７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内に溶融樹脂磁石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７の後退移動時に制動力を付与してもよい。また、溶融樹脂磁石の射出注入速度に応じてアクチュエータ１１により制動力を付与しながらスライド型７を後退させてもよい。又、溶融樹脂磁石の充填時には、アクチュエータ１１による駆動を停止するようにしてもよい。そして、溶融樹脂磁石の注入が完了すると、溶融樹脂磁石が固化するまで前記磁場配向手段９により、磁性粒子の着磁及び配向を行うのである。尚、前記磁場配向手段９による着磁及び配向を溶融樹脂磁石の注入が開始されると同時に行うようにしてもよく、開始時期はいつでもよい。
【００２４】
前記射出注入した溶融樹脂磁石が固化した後は、図２（イ）に示すように、端部成形型６をメイン成形型５から離間移動させた後、スライド型７を前進させて図２（ロ）に示すように、マグネットロール１を離脱させるのである。尚、メイン成形型５を端部成形型６から離間移動してもよい。
【００２５】
前記構成のメイン成形型５を、図４（イ），（ロ）に示すように構成してもよい。つまり、可動側金型５Ａと固定側金型５Ｂとからなる分割金型により構成し、この分割金型５内に溶融樹脂磁石を注入し、注入した溶融樹脂磁石が固化した後、可動側金型５Ａを固定側金型５Ｂに対して離間移動させるとともに、突き出しピン１２を突出作動させることにより形成されたマグネットロール１を取り出すようにしている。
【００２６】
又、前記スライド型７を、図５に示すように構成してもよい。つまり、前記メイン成形型５と摺接し、且つ、マグネットロール１の一端部３を形成する先端部７Ａと、この先端部７Ａがボルト１３により着脱可能に取付けられた本体部７Ｂとからスライド型７を構成している。従って、前記スライド型７の摺接表面が磨耗した場合には、ボルト１３を弛緩操作して本体部７Ｂから先端部７Ａを取り外し、新たな先端部７Ａを本体部７Ｂにボルト１３固定するのである。前記本体部７Ｂとメイン成形型５との間に隙間が発生するように、本体部７Ｂの外径寸法を設定することによって、先端部７Ａのみがメイン成形型５と摺接することになるため、スライド型７の摺接抵抗を低減することができる効果がある。
【００２７】
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。
【００２８】
【発明の効果】
スライド型を、前記メイン成形型と摺接し、かつ、マグネットロールの一端部を形成する先端部と、この先端部がボルトにより着脱可能に取り付けられた本体部とから構成し、前記本体部と前記メイン成形型との間に隙間が発生するように、該本体部の外径寸法を設定することによって、スライド型の移動によるメイン成形型の摺接面の磨耗量をスライド型の摺接面の磨耗量よりも少なくすることが可能になり、バリ発生までの寿命が延び、カジリ発生も少なくなるだけでなく、メイン成形型の磨耗による交換時期を従来よりも遅らせることができるコスト面において有利にすることができる。
【００２９】
請求項２によれば、磨耗によりスライド型の交換時には、スライド型の先端部のみを新しいものと付け替えるだけで済み、スライド型全部を取り換えるものに比べて、コスト面において有利にすることができる。
【００３０】
メイン成形型及びスライド型のうちの少なくともメイン成形型の表面硬度を、ビッカース硬度（ＨＶ）で９００〜１１００に調整することによって、摺接試験後の摩耗量が更に少ないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（イ）は成形金型の断面図、（ロ）は溶融樹脂磁石の注入完了状態を示す成形金型の断面図。
【図２】（イ）は端部成形型をメイン成形型に対して離間させた状態を示す成形金型の断面図、（ロ）は形成されたマグネットロールを離脱させた状態を示す成形金型の断面図。
【図３】成形金型の要部を示す断面図。
【図４】別の形態の成形金型の断面図を示し、（イ）は注入された溶融樹脂磁石が固化した状態を示し、（ロ）はマグネットロールを離脱させた状態を示している。
【図５】別の形態のスライド型を示す断面図。
【符号の説明】
１マグネットロール２ロール本体部
３，４軸部５メイン成形型
５Ｋ表面層６端部成形型
７スライド型７Ａ先端部
７Ｂ本体７Ｋ表面層
８成形空間９磁場配向手段
１０注入口１１アクチュエータ
１２突き出しピン１３ボルト[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnet roll mold for molding a magnet roll used in an electrophotographic developing device such as a copying machine, a facsimile machine, or a printer, or a magnet roll used for other applications.
[0002]
[Prior art]
As the mold for forming the magnet roll, for example, as shown in Japanese Patent Application No. 8-335643 previously proposed by the present applicant, an injection port for injecting a molten magnet material is provided at one end. Uniform magnetic characteristics and dimensional accuracy in the longitudinal direction of the formed magnet roll by using a mold consisting of a cylindrical main mold and a slide mold movably arranged in the main mold It is possible to improve the warpage and the like.
The molten magnet material injected into the main mold is magnetized and oriented by magnetic field orientation means, and after the molten magnet material is solidified, the slide mold is advanced to extrude the molded magnet roll.
[0003]
Conventionally, each of the main mold and the slide mold has been made of the same non-magnetic stainless steel material in order to magnetize and orient the molten magnet material as described above.
[0004]
If the main mold and the slide mold are made of the same stainless steel material as described above, the hardness of the sliding contact surface of the main mold and the slide mold is the same, so the main mold and slide each time the slide mold moves. Both slidable contact surfaces of the mold were worn to the same extent, and burrs were generated and scratches were generated on the sliding surface.
For this reason, the main mold and the slide mold must be replaced before the occurrence of burrs and galling. By replacing the main mold having a large weight and a relatively high material cost among molds at an early stage, Incurred high costs.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above-mentioned situation, the present invention intends to provide a magnet roll molding die that can avoid an increase in cost by reducing the number of replacements of the main molding die.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a main mold having a molding space for molding a magnet roll, and a slide that is slidably mounted in the molding space and forms one end of the magnet roll. A mold and magnetic field orientation means for magnetizing and orienting the molten magnet material to be injected into the molding space, and the slide magnet is retracted along with the injection of the molten magnet material to move the molten magnet material in the molding space. In the magnet roll forming mold configured to be filled with, the base material of the main mold is an austenitic Mn / Ni / Cr containing alloy, and the Vickers hardness (HV) is adjusted to 400 to 450, Further, the slide-type base material is an austenitic stainless steel, the Vickers hardness is adjusted to 180 to 200, and a table of each base material is further provided. Roughness (ten-point average roughness, Az) is characterized in that the a 5μm or less.
Therefore, by adjusting the hardness of the main mold and the slide mold itself by aging treatment and quenching treatment for both the main mold and the slide mold, that is, the base metal of the main mold is made of an austenitic Mn / Ni / Cr containing alloy. Vickers hardness (HV) is adjusted to 400 to 450, slide type base material is made of austenitic stainless steel, Vickers hardness is adjusted to 180 to 200, and surface roughness of each base material (ten points) By setting the average roughness (Az) to 5 μm or less, it becomes possible to reduce the wear amount of the sliding contact surface of the main mold due to the movement of the slide mold, compared to the wear amount of the sliding contact surface of the slide mold. The replacement time due to wear of the mold can be delayed as compared with the conventional case.
[0007]
The slide mold is composed of a tip part that is in sliding contact with the main mold and that forms one end part of the magnet roll, and a main body part to which the tip part is detachably attached. When replacing, it is only necessary to replace the tip.
[0008]
The surface hardness of at least the main mold of the main mold and the slide mold may be adjusted to 900 to 1100 by Vickers hardness (HV).
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
2A and 2B show a magnet roll formed by using the manufacturing apparatus of the present invention. This magnet roll 1 has a shaft portion 3 having a reduced diameter at both ends of a roll body portion 2 having a circular cross section. 4 is formed integrally with a resin magnet. Although not shown in the drawings, the one

shaft portion

3 or 4 or both

shaft portions

3 and 4 may be formed with a notch portion for positioning or driving force transmission. The present invention also applies to the magnet roll 1 in which the roll portion 2 is a polygonal column instead of a cylinder, or the shaft center of the roll portion 2 and the

shaft centers

3 and 4 are intentionally decentered. Can be applied as well.
[0011]
As a resin magnet constituting the magnet roll 1, a magnetic powder and a binder for binding the magnetic powders as a main component, a silane or titanate coupling agent for strengthening the bond, fluidity are provided. It is a mixture containing a small amount of a lubricant for improving the quality, a stabilizer for preventing thermal decomposition of the binder, and if necessary, a flame retardant, a reinforcing agent, etc. can be added. (SmCo-based, NdFeB-based), MnAIC-based, alnico-based, SmFeN-based, and the like can be selected. As the binder, thermoplastic resins, thermosetting resins, low melting point alloys, and the like can be used.
[0012]
The magnet roll 1 is used as a developing roll or a cleaning roll in an electrophotographic developing device such as a copying machine, a facsimile machine, or a printer, but can be used for other purposes as well.
[0013]
Next, the molding die of the magnet roll 1 will be described. As shown in FIGS. 1A and 1B and FIGS. 2A and 2B, the roll body 2 of the magnet roll 1 is formed. A cylindrical fixed-side main molding die 5 for use, an end molding die 6 disposed at one end of the main molding die 5 and forming the shaft portion 4 of the magnet roll 1, and the main molding As the molten resin magnet is injected into the molding space 8 formed in the main molding die 5 so as to be retractable in the mold 5, the end of the magnet roll 1 moves toward the backward side. In other words, a magnet roll forming die is constituted by the slide die 7 for forming the shaft portion 3. In the period until the molten resin magnet is solidified after the molten resin magnet is completely injected into the molding space 8 as shown in FIG. Magnetic field orientation means 9 for performing magnetization and orientation. The number of the magnetic field orientation means 9 may be any number, and as the magnetic field orientation means 9, various existing configurations such as an electromagnet and a permanent magnet can be adopted. The molten resin magnet is supplied into the molding space 8 from an injection cylinder or the like (not shown) through the injection port 10 shown in the drawing.
[0014]
As the base material of the main mold 5 and the slide mold 7, the base material hardness was adjusted to Vickers hardness (HV) 400 to 450 by aging treatment of an austenitic Mn / Ni / Cr containing alloy at 500 ° C. for 5 hours. Material (base material: A) or austenitic stainless steel with a base material hardness of Vickers hardness (HV) 180-200 (base material: B), and further subjected to vacuum nitriding treatment for

surfaces

5K and 7K (Fig. 3) and the hardness (hereinafter referred to as surface hardness) of Vickers hardness (HV) adjusted to 700 to 900 or 900 to 1100, and these four combinations and both are not subjected to surface treatment. Table 1 shows a total of 7 types including only 2 types and 1 type that is not subjected to surface treatment, and the amount of wear (μm) after these 7 types of sliding tests is the first. The test results are shown in Table 2. Further, the surface roughness of the main mold 5 and the slide mold 7 were both processed to a 10-point average roughness (Az) of 3 to 5 μm. The aging treatment refers to quenching the alloy by quenching and then allowing it to stand at room temperature or tempering. By this treatment, distortion occurs in the crystal lattice and the material hardens (low temperature aging hardening). is there. The nitriding treatment is a method in which the surface layer of steel is hardened in a high nitrogen state.
In the sliding test method, a plate-shaped mold material is used for the main mold 5, the plate-shaped mold material is fixed, and a load is applied to the upper surface of the material to test the slide mold 7. This was done by reciprocating the piece in a straight line.
Common condition values for each test (1) Stroke: 200 mm
(2) Sliding speed: 0.5 m / sec (3) Number of sliding times: 10,000 times (4) Weight: 1 kg / cm ²
[0015]
[Table 1]

[0016]
[Table 2]

[0017]
Subsequently, as a base material of the main mold 5 as a second test, an austenitic Mn / Ni / Cr containing alloy was subjected to aging treatment at 500 ° C. for 5 hours to change the base material hardness to Vickers hardness (HV) 400. The surface hardness is adjusted to 900 to 1100 by vacuum nitriding treatment, and the base hardness of the slide mold 7 is an austenitic stainless steel with a Vickers hardness of Vickers. Values having a hardness (HV) of 180 to 200, the surface hardness of which is the same as the former Vickers hardness (HV) 900 to 1100 by vacuum nitriding, and the surface roughness of both sliding surfaces is shown in Table 3 The amount of wear (μm) after the sliding test is shown in Table 4 as the second test result as in the previous case.
[0018]
[Table 3]

[0019]
[Table 4]

[0020]
As is apparent from Table 2, both the main mold 5 and the slide mold 7 are obtained by aging the austenitic Mn / Ni / Cr containing alloy at 500 ° C. for 5 hours to change the base metal hardness from Vickers hardness (HV) 400 to Austenitic Mn / Ni / Cr containing alloy as the main mold 5 than the one adjusted to 450 (test number 110) is subjected to aging treatment at 500 ° C. for 5 hours to change the base material hardness to Vickers hardness (HV) 400 to 450 The effect that the wear amount after the sliding test is smaller when the adjusted mold is used as the slide mold 7 and the hardness of the austenitic stainless steel is adjusted to Vickers hardness (HV) 180 to 200 (test number 120). There is. Further, only the main mold 5, and the surface hardness of Vickers hardness (HV) by vacuum nitriding treatment and the main mold 5 set to 900 to 1100 (test number 130), the amount of wear after the sliding test is higher. There is also an effect that it is less. Further, the surface hardness is Vickers hardness (HV) by vacuum nitriding treatment, the main mold 5 is set to 700 to 900, or 900 to 1100, and the slide mold 7 is set to 700 to 900, or 900 to 1100 (test Nos. 140, 150, 160, and 170) result in significantly less wear after the sliding test.
Further, as apparent from Table 4, both the main mold 5 and the slide mold 7 have a surface roughness of 10 points average roughness (Az) of 5 μm or less (test numbers 210 and 220) on one surface. Rather than a 10-point average roughness (Az) of 5 μm or less (test number 240) or a surface roughness of both 10-point average roughness (Az) of 10 to 15 μm (test number 230) The amount of wear after the sliding test is small. In particular, the amount of wear after the sliding test of the surface roughness (test number 210) having a 10-point average roughness (Az) of 1 μm or less is drastically reduced.
[0021]
Based on the test results, both the main mold 5 and the slide mold 7 were subjected to aging treatment of an austenitic Mn / Ni / Cr containing alloy at 500 ° C. for 5 hours to change the base metal hardness to Vickers hardness (HV) 400 to 450. As a result of continuous molding using a vacuum nitriding treatment with a surface hardness of Vickers hardness (HV), a main mold 5 of 900-1100, and a slide mold 7 of 700-900, the main The time required for galling can be extended by 3 to 5 times compared to the conventional type in which the mold 5 and the slide mold 7 are not surface-treated with the same material, and the hardness of the main mold 5 and the slide mold 7 can be increased by surface treatment Compared to the finished product, it could be extended by about twice.
In addition, the base mold hardness is adjusted to Vickers hardness (HV) 400 to 450 by aging treatment of an austenitic Mn / Ni / Cr containing alloy at 500 ° C. for 5 hours on the main mold 5, and the surface is further subjected to vacuum nitriding treatment. Using a Vickers hardness (HV) of 900-1100, an austenitic stainless steel base material with a Vickers hardness (HV) of 180-200 and lower than the main mold 5, The surface hardness is set to the same level as the Vickers hardness (HV) 900 to 1100 and the main mold 5 by vacuum nitriding, and the main mold 5 and the slide mold 7 have a surface roughness of 10-point average roughness (Az) of 5 μm. As a result of continuous molding using the following, the main mold 5 and the slide mold 7 are surface-treated with the same material as the time until galling occurs. The result which becomes equal to or more than the effect that it can be extended by 3 to 5 times than the conventional one that has not been obtained.
[0022]
Therefore, the amount of wear of the main mold 5 can be reduced by adjusting the hardness of the main mold 5 and the slide mold 7 itself (adjusting the hardness of the base material) as described above. In addition to adjusting the hardness of the slide mold 7 itself (adjusting the hardness of the base material), the amount of wear on both the main mold 5 and the slide mold 7 is remarkably reduced by adjusting the hardness of the sliding contact surface. It can be done. The hardness adjustment of the main mold 5 and the slide mold 7 itself may be a process other than the aging process. In addition to adjusting the hardness of the slidable contact surfaces of the main mold 5 and the slide mold 7 by nitriding treatment, different materials are vapor deposited and welded to the slidable contact surfaces of the main mold 5 and the slide mold 7, respectively. The hardness may be adjusted. Moreover, since the mutual sliding resistance can be reduced by adjusting the surface roughness as described above, the wear amount of the main mold 5 and the slide mold 7 is adjusted for the hardness of the sliding surface. It is possible to obtain an effect that can be equal to or less than the above.
[0023]
Next, a method for forming the magnet roll 1 will be described.
As shown in FIG. 1 (a), after the actuator 11 for moving the slide mold 7 is driven to move the slide mold 7 to the advanced position, the molten resin is injected into the mold through the injection port 10. Begin injection injection of magnet. As the actuator 11, for example, an air compressor, a hydraulic cylinder, a pneumatic cylinder, a screw screw, a rack and pinion gear, a linear motor, or the like can be used. Next, as shown in FIG. 1 (b), the molding space 8 is filled with the molten resin magnet while the slide mold 7 is retracted to the retracted position by the resultant force of the injection pressure of the molten resin magnet and the driving force of the actuator 11. To do. When a hydraulic cylinder is used as the actuator 11, the molten resin magnet is filled in the molding space 9 without gaps by applying a braking force to the backward movement of the slide mold 7 by leaking while reducing the hydraulic oil. It becomes possible to continue. However, a braking force applying means for applying a braking force by friction or the like may be provided to apply the braking force when the slide mold 7 moves backward. Further, the slide mold 7 may be retracted while applying a braking force by the actuator 11 according to the injection injection speed of the molten resin magnet. Further, when the molten resin magnet is filled, the driving by the actuator 11 may be stopped. When the injection of the molten resin magnet is completed, the magnetic particles are magnetized and oriented by the magnetic field orientation means 9 until the molten resin magnet is solidified. It should be noted that the magnetization and orientation by the magnetic field orientation means 9 may be performed simultaneously with the start of the injection of the molten resin magnet, and the start time may be any time.
[0024]
After the injected molten resin magnet is solidified, the end mold 6 is moved away from the main mold 5 and the slide mold 7 is advanced as shown in FIG. As shown in (b), the magnet roll 1 is detached. The main mold 5 may be moved away from the end mold 6.
[0025]
The main mold 5 having the above-described configuration may be configured as shown in FIGS. In other words, the movable mold 5A and the fixed mold 5B are constituted by a split mold. The molten resin magnet is injected into the split mold 5, and after the injected molten resin magnet is solidified, the movable mold While the mold 5A is moved away from the fixed mold 5B, the magnet roll 1 formed by the projecting operation of the projecting pin 12 is taken out.
[0026]
The slide mold 7 may be configured as shown in FIG. That is, the slide mold 7 is formed from a tip portion 7A which is in sliding contact with the main mold 5 and forms one end portion 3 of the magnet roll 1 and a main body portion 7B to which the tip portion 7A is detachably attached by the bolt 13. Is configured. Therefore, when the sliding surface of the slide mold 7 is worn, the bolt 13 is loosened to remove the tip 7A from the main body 7B, and the new tip 7A is fixed to the main body 7B with the bolt 13. . By setting the outer diameter dimension of the main body 7B so that a gap is generated between the main body 7B and the main mold 5, only the tip 7A is in sliding contact with the main mold 5, There is an effect that the sliding resistance of the slide mold 7 can be reduced.
[0027]
Moreover, in the said Example, although the axial part and the roll part were integrally formed, this invention is applicable also to what formed the shaft insert type | mold magnet roll which inserted the shaft made from a metal or a synthetic resin. Can do.
[0028]
【The invention's effect】
The slide mold is composed of a tip portion that is in sliding contact with the main mold and forms one end portion of the magnet roll, and a main body portion that is detachably attached to the tip portion by a bolt. By setting the outer diameter of the main body so that a gap is generated between the main mold and the main mold, the amount of wear on the slide surface of the main mold due to the movement of the slide mold can be reduced. It is possible to reduce the amount of wear, which not only increases the life until burrs are generated, reduces galling, but also provides an advantage in terms of cost, which can delay the replacement period due to wear of the main mold. can do.
[0029]
According to the second aspect, when the slide mold is replaced due to wear, it is only necessary to replace only the tip of the slide mold with a new one, which is advantageous in terms of cost compared to replacing the entire slide mold.
[0030]
By adjusting the surface hardness of at least the main mold of the main mold and the slide mold to 900 to 1100 with Vickers hardness (HV), there is an effect that the amount of wear after the sliding contact test is further reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a cross-sectional view of a molding die, and FIG. 1B is a cross-sectional view of a molding die showing a completed state of injection of a molten resin magnet.
2A is a cross-sectional view of a molding die showing a state in which an end molding die is separated from a main molding die, and FIG. 2B is a molding die showing a state in which a formed magnet roll is detached. Sectional drawing of a type | mold.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a main part of a molding die.
4A and 4B are cross-sectional views of another embodiment of a molding die, in which FIG. 4A shows a state where the injected molten resin magnet is solidified, and FIG. 4B shows a state where the magnet roll is detached.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing another type of slide mold.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnet roll 2 Roll main-

body part

3, 4 Shaft part 5 Main shaping | molding die 5K Surface layer 6 End shaping | molding die 7 Slide mold

7A Tip part

7B Main body

7K Surface layer 8 Molding space 9 Magnetic field orientation means 10 Inlet 11 Actuator 12 Extrusion pin 13 volts

Claims

マグネットロールを成形するための成形空間を有するメイン成形型と、前記成形空間内にスライド自在に装着され、且つ、マグネットロールの一端部を形成するスライド型と、前記成形空間に注入される溶融磁石材料を着磁及び配向させる磁場配向手段とを備え、溶融磁石材料の注入に伴って前記スライド型を後退させることにより前記成形空間内を溶融磁石材料で充填することができるように構成したマグネットロールの成形金型において、前記メイン成形型の母材をオーステナイト系Ｍｎ・Ｎｉ・Ｃｒ含有合金とし、ビッカース硬度（ＨＶ）を４００〜４５０に調整し、また、前記スライド型の母材をオーステナイト系ステンレス材とし、ビッカース硬度を１８０〜２００に調整し、更に各母材の表面粗さ（十点平均粗さ、Ａｚ）を５μｍ以下としたことを特徴とするマグネットロールの成形金型。A main mold having a molding space for molding the magnet roll, a slide mold that is slidably mounted in the molding space and forms one end of the magnet roll, and a molten magnet that is injected into the molding space A magnetic roll having magnetic field orientation means for magnetizing and orienting the material, and configured so that the inside of the molding space can be filled with the molten magnet material by retreating the slide mold as the molten magnet material is injected. In the molding die, the base material of the main molding die is an austenitic Mn / Ni / Cr containing alloy, the Vickers hardness (HV) is adjusted to 400 to 450, and the sliding mold base material is austenitic stainless steel. The Vickers hardness is adjusted to 180 to 200, and the surface roughness (ten-point average roughness, Az) of each base material is 5 μm. Molding die magnet roll which is characterized in that not more than.

前記スライド型を、前記メイン成形型と摺接し、且つ、マグネットロールの一端部を形成する先端部と、この先端部が着脱可能に取付けられた本体部とから構成してなる請求項１記載のマグネットロールの成形金型。2. The slide mold according to claim 1, wherein the slide mold includes a front end portion that is in sliding contact with the main mold and forms one end portion of a magnet roll, and a main body portion to which the front end portion is detachably attached. Magnet roll mold.

前記メイン成形型及びスライド型のうちの少なくともメイン成形型の表面硬度を、ビッカース硬度（ＨＶ）で９００〜１１００に調整してなる請求項１又は２記載のマグネットロールの成形金型。 The molding die for a magnet roll according to claim 1 or 2 , wherein a surface hardness of at least the main molding die among the main molding die and the slide die is adjusted to 900 to 1100 in terms of Vickers hardness (HV) .