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発明の名称 磁気シリンダー及びその製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−332318
公開日 平成6年(1994)12月2日
出願番号 特願平5−121099
出願日 平成5年(1993)5月24日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】柳野 隆生
発明者 岩井 雅治 / 掛橋 泰
要約 目的
電子写真装置に用いられる磁気シリンダーとその製造方法に関し、フランジの製造フストを引き下げ、もって磁気シリンダー全体の製造コストを低減せんとするものである。

構成
略円筒形状のスリーブ内にマグネットロールを回転可能に内装するとともに、前記スリーブ両端をフランジで閉止してなる磁気シリンダーにおいて、前記フランジに射出成形法による金属製フランジを用いること、及び同フランジの製造方法を含んだ磁気シリンダー製造方法を要旨としている。
特許請求の範囲
【請求項1】 電子写真装置に用いられる装置であって、略円筒状のスリーブ内にマグネットロールを回転可能に内装するとともに、前記スリーブ両端をフランジで閉止してなる磁気シリンダーにおいて、前記フランジに射出成形法による金属製フランジを用いたことを特徴とする磁気シリンダー。
【請求項2】 スリーブと少なくとも一方のフランジとが一体成形品であることを特徴とする請求項1記載の磁気シリンダー。
【請求項3】 前記フランジが、鉄、鉄系合金、ステンレス鋼、チタン、モリブデン、コバルト系合金、ニッケルのいずれかよりなる請求項1記載の磁気シリンダー。
【請求項4】 電子写真装置に用いられる磁気シリンダーの製造方法であって、合成樹脂成形または金属加工による略円筒形状スリーブを得る工程と、ボンド磁石または焼結磁石によるマグネットロールを得る工程と、射出成形法による金属製フランジ得る工程と、スリーブ内にマグネットロールを内装し、スリーブ開口端をフランジで閉止する工程と、よりなる磁気シリンダーの製造方法。
【請求項5】 スリーブと少なくとも一方のフランジを一体成形することを特徴とする請求項4記載の磁気シリンダー製造方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真装置の現像画像やクリーニング装置に用いられる磁気シリンダーに関し、低コスト化が可能な磁気シリンダーとその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】例えば複写機やファクシミリの現像画像には、図4に示されるような磁気シリンダーが用いられている。このような磁気シリンダーは両端にシャフト12、13を設けたマグネットロールMの外側に、通常非磁性体材料からなる円筒形状のスリーブSLが外装されており、両端をフランジ10、11で封止するとともに、マグネットロールMのシャフトの一端側部12が回転可能に支持され、シャフトの他の一端側部13を前記フランジ11を貫通させてスリーブSLの外部へ突出させ、マグネットロールMをスリーブSLに非接触状態で内装したものである。また図5に示されるように、一方のフランジとスリーブとを一体成形品14とし、部品点数の低減を図ったものもある。このような磁気シリンダーにおいて、マグネットロールMに対してスリーブSLを回転させることにより、磁性体からなるトナーをスリーブSL表面に磁気吸着させ、感光ドラム上に形成された静電潜像上に転写させている。
【0003】感光ドラム上の静電潜像へのトナー転写を例えばジャンピング現像により行う場合には、スリーブに電圧を印加する必要上、前記フランジ10、11には金属製のものが用いられる事が一般的である。例えばこの図4における金属製フランジ10、11は、図6に示すように鋳造によってフランジの原型となる鋳造品15、16を作製した後、切削加工や研磨処理によるスリーブSLとの嵌合部や駆動部への連結部における滑り止め用の凹凸加工を施して、フランジ10、11として成形されるものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述のような従来の磁気シリンダーは、鋳造品によるフランジを用いているため、コストが高くなるという問題があった。即ち磁気シリンダーはその内部にマグネットロールが内装されているため、通常スリーブやフランジには非磁性体材料が適しており、金属製フランジの材料としては耐久性をも併せもったものとしてステンレス鋼が一般的に用いられているが、ステンレス鋼は硬度が高いためにその切削加工には手間がかかってしまい、その結果フランジの製造コストが上昇してしまうということにつながっていた。またスリーブを嵌合した後に容易に抜けないよう設けられるスリーブとの嵌合部の滑り止め用凹凸は、複雑な形状でもって設けることが不可欠であり、加工性の悪いステンレス鋼を用いることと相まって、さらなる加工コストの増大を招いていた。このように、従来技術においてはフランジの加工コストが高くなる結果、磁気シリンダー全体の製造コストが高くなってしまうという問題があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の問題点を解決すべく案出されたものであり、フランジの製造フストを引き下げ、もって磁気シリンダー全体の製造コストを低減せんとするものである。前記目的を解決した本発明は磁気シリンダーとその製造方法よりなり、電子写真装置に用いられる装置であって、略円筒形状のスリーブ内にマグネットロールを回転可能に内装するとともに、前記スリーブ両端をフランジで閉止してなる磁気シリンダーにおいて、前記フランジに射出成形法による金属製フランジを用いること及び、電子写真装置に用いられる磁気シリンダーの製造方法であって、合成樹脂成形または金属加工による略円筒形状スリーブを得る工程と、ボンド磁石または焼結磁石によるマグネットロールを得る工程と、射出成形法による金属製フランジを得る工程と、スリーブ内にマグネットロールを内装し、スリーブ開口端をフランジで閉止する工程と、よりなる磁気シリンダーの製造方法を要旨とするものである。
【0006】また、必要に応じてスリーブと少なくとも一方のフランジとを一体成形し、スリーブとフランジの一体成形品を用いることもあわせて考慮される。
【0007】さらには、フランジの材料としては鉄、鉄系合金、ステンレス鋼、チタン、モリブデン、コバルト系合金、ニッケルのうちから適宜選択されうるものである。
【0008】
【作用】本発明における磁気シリンダー及びその製造方法は、フランジを射出成形法で作製し、従来の切削加工やそれに併なう研磨工程を無くするものである。
【0009】
【実施例】続いて本発明の詳細を、図示した実施例に基づいて説明する。まず図1には、本発明の磁気シリンダーに用いられるフランジの一例を、その断面構造として示している。図中1のものはマグネットロールのシャフトが貫通しない側のもの、図中2が、マグネットロールのシャフトが貫通する側のものとそれぞれ示している。図中に示されるスリーブとの嵌合部3や、駆動軸先端部4の凹凸形状は、射出成形法における金型形状をそのまま反映したものであり、特別な切削加工や研磨処理を施すことなく、複雑な形状が得られているものである。また、フランジ1、2の材料としては、非磁性体であって耐久性に優れ且つ射出成形法による成形が可能なステンレス鋼を用いており、従来の鋳造品に比べて相対密度で95〜97%となっている。これにより従来品よりも軽量化が可能になるという副次的効果も得られた。
【0010】次にこのようなステンレス製フランジを用いた磁気シリンダーの構造を図2として示している。図例のものはシャフトSを設けたボンド磁石よりなるマグネットロールMの外側に、アルミニウムからなる円筒形状のスリーブSLが外装されたものであり、両端を図1に示すフランジ1、2で封止するとともに、マグネットロールMのシャフトSの一端側部5が軸受け7を介してフランジ1で回転可能に支持され、シャフトSの他の一端側部6を前記フランジ2を貫通させてスリーブSLの外部へ突出させ、マグネットロールMをスリーブSLに非接触状態で内装したものである。
【0011】ここではスリーブSLにアルミニウムを用いたが、ポリアセタールなどのエンジニアリングプラスチックと称される合成樹脂に、カーボンブラックなどの導電性分散材を分散し導電性を付加したものを用いることもできる。
【0012】一方マグネットロールMのシャフトSに含油樹脂等を用いることもでき、この場合は軸受け7を用いずに、フランジ1、2との摺動軸受けとすることも可能である。
【0013】さらに本発明の別の実施例として、図3に示されるものがある。本図に示す例は片方のフランジとスリーブとを、カーボンブラックを添加した導電性ポリアセタール樹脂により一体成形した成形品8を用い、1箇所の開口端を図1に示した例と同様の射出成形法によるフランジ2で封止したものである。これにより部品点数を減らすこともでき、射出成形法によるフランジのコスト低減に加えてさらに磁気シリンダーのコストを低減することが可能となる。また図1の例と同様に、マグネットロールMのシャフトSに含油樹脂を用いることもできる。
【0014】上述のフランジ1、2にはステンレス鋼を用いたが、ステンレス鋼の他には鉄、鉄系合金、チタン、モリブデン、コバルト系合金、ニッケルなどを用いる事もできる。
【0015】続いて、本発明における磁気シリンダーの製造方法について図1〜図3も参照しながら以下に詳説する。本発明の製造方法は、合成樹脂成形または金属加工による略円筒形状スリーブを得る工程と、ボンド磁石または焼結磁石によるマグネットロールを得る工程と、射出成形法による金属製フランジ得る工程と、スリーブ内にマグネットロールを内装し、スリーブ開口端をフランジで閉止する工程とよりなり、金属製フランジ1、2を得る工程以外の他の工程については、従来から磁気シリンダーの製造に用いられている公知の方法が採用されるものである。これら工程のうちスリーブSLを得る工程については、例えば以下のような公知の方法が採用され、スリーブSLに金属を用いる場合にはステンレス鋼やアルミニウムなどの金属管にブラスト処理などの適宜な表面加工を施して金属製スリーブSLとしたり、エンジニアリングプラスチックと称される合成樹脂等に、カーボンブラックなどの導電性分散材を添加したものを押し出し成形などにより成形して合成樹脂性スリーブSLを得るものである。次にマグネットロールMを得る工程についても同様に以下のような公知の方法が採用されるものであり、マグネットがボンド磁石の場合は、例えばシャフトSが配設できるように設計されたクロスヘッド付き磁場配向ダイスを用いてインサート押し出し成形法により連続成形したり、押し出し成形法によりボンド磁石のみを加工して所定の後着磁を行なったのち、シャフトSの外周面に貼り合わせたりするものである。またマグネットに焼結磁石を用いる場合には、例えばフェライト系磁性体粉を焼結させた後、所望形状に研削、研磨してシャフトSに貼り合わせれば良い。
【0016】続いて金属製フランジ1、2を得る工程については、以下に説明される如く射出成形法を用いるものである。この射出成形法の概要は、金属粉末とバインダーを混練して金型等を用いて成型し、加熱により脱バインダーを行なった後、金属粉を焼成して焼結体を得るというものである。
【0017】まず粒径が1μm〜20μm程度のステンレス鋼球状粉と、可塑状に調整した合成樹脂よりなるバインダーとを混練する。この混練によって金属粉末がバインダーによってコーティングされ、金属粉末に流動性が与えられる。混練工程の後、通常の合成樹脂等の射出成形と同様に金型によって成形される。成形後、脱バインダー工程において、バインダーを加熱分解解除する。その後に成形体を焼結処理することにより強固な成形物が得られる。この際体積は30%程度収縮し、理論密度の95%程度の密度となる。そして最終工程として必要に応じてメッキなどを施すこともできる。
【0018】このようにして作製された金属製フランジ1、2は、実用上充分な寸法精度を有し、従来と同様の方法で磁気シリンダーとして組み立て、使用し得るものであり、スリーブSL内にマグネットロールMを内装し、スリーブSLの開口端をフランジ1、2で閉止することにより図2に示す磁気シリンダーを得ることができる。また、スリーブSLを作製する工程において、一方のフランジとスリーブとを一体成形した成形品8を得、他方を射出成形法による金属製フランジ2で閉止することにより図3に示す磁気シリンダーとすることもできる。
【0019】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、磁気シリンダーのフランジに射出成形法による金属製フランジを用いるので、従来の切削や研磨などの加工コストが不要となり、ステンレス鋼などの難加工性の材料を用いながらも安価な磁気シリンダーを提供することが可能となる。また、複雑な形状でも成形可能であるためフランジ設計の自由度が向上し、ひいては磁気シリンダーの設計自由度の向上にもつながり、結果として磁気シリンダーの低コスト化に貢献できる。またさらには射出成形法によれば、その密度は理論密度の95%程度となるため、理論密度を有する従来の鋳造品に比べて軽量化が実現するという副次的な効果をも得ることができる。




 

 


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