定着ローラ及びその定着ローラの成形方法

【課題】薄肉円筒化した胴部に歪が生じる恐れを大幅に低減して、定着にばらつきがなくムラのない高品質が画像を得ることができる定着ローラを提供すること。
【解決手段】アルミ材からなる薄肉円筒部材１１の端部に、周方向と軸方向に延出させた格子状の溝１２ａが外周面に設けられた円筒状で、ＳＵＳ材または鉄材等の熱伝導率の低い材質で構成した円筒状のカラー部材１２を遊挿し、スピニング成形により薄肉円筒部材１１を塑性変形してカラー部材１２を嵌着する。そして、一方の支軸部１ａに、その先端から軸長手方向中途部に亘って、カラー部材１２の肉厚中途部まで平行に二平面切欠したダブルＤカットの歯車取り付け用の廻り止め部１ｂを形成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に組み込まれる定着装置の一部品である定着ローラ及びその定着ローラの成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、ハロゲンヒータが内装された定着ローラとその定着ローラに平行に配設された加圧ローラとの間に、トナー像を付着させた記録紙を通紙させて、熱と圧力でトナー像を定着させる定着装置を備えている。
この定着装置の一構成部材である上述の定着ローラとしては、例えば、大径部と小径部（支軸部）とで略Ｔ字の中空段付軸状に形成された一対のカラー部材を、薄肉円筒状に形成された胴部の両端に夫々の大径部を挿嵌させたものがある（例えば特許文献１参照）。
この定着ローラは、ボールベアリングを介してカラー部材の小径部（支軸部）が定着装置の筐体に支持されていると共に、カラー部材の一方の小径部に、定着ローラを回転させる歯車が取り付けられている。この小径部は、その歯車を取り付けるために、歯車の穴形状に応じた加工がされており、例えば、小径部の外周面の一部を平坦状に切欠させた所謂Ｄカット、平行に二平面切欠させて俵状の所謂ダブルＤカット、軸方向の延出させたキー溝等がなされている。
このような定着ローラにあっては、昨今、上述した熱の立ち上がり時間を短縮するために（熱応答性を向上させるために）、胴部やカラー部材の薄肉化が進んできている。
【特許文献１】特開２００６−３０１３３３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来技術は、薄肉円筒化した胴部にカラー部材を挿嵌することから、その加工時に胴部に歪が生じる恐れがあり、しかも、歯車の取り付け用の廻り止め加工を小径部（支軸部）に行なうことで、かかる部分の肉厚が薄くなって強度が低下し、その結果、その加工面の歪みが発生したり、その加工面の中央部付近に凹凸が発生したりする恐れがあった。また、その加工面の変形により胴部も歪みが発生しやすくなり、仮に、歪が発生すると、画像の左側と右側部分で定着性のばらつきが発生し、ムラのある画像になってしまう。
また、定着装置の駆動時に、歯車による回転（ねじり応力）で、カラー部材と胴部とにゆるみが生じてしまう恐れもあった。
そこで本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決できる定着ローラ及びその定着ローラの成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記技術課題を達成するために、本発明にかかる定着ローラ、及び、定着ローラの成形方法は、下記の技術的手段を講じた。
すなわち、請求項１にかかる定着ローラは、スピニング成形により両端部を縮径した薄肉円筒部材から成る定着ローラであって、該両端部内に、円筒状のカラー部材を嵌着させて支軸部としたことを特徴とする。
請求項２にかかる定着ローラは、請求項１において、前記カラー部材は、ＳＵＳ材または鉄材等の熱伝導率の低い材質で構成されていることを特徴とする。
請求項３にかかる定着ローラは、請求項１または２において、前記カラー部材の外周面に、周方向に延出させた溝が設けられていることを特徴とする。
請求項４にかかる定着ローラは、請求項１乃至３の何れか１項において、前記カラー部材の外周面に、軸方向に延出させた溝が設けられていることを特徴とする。
請求項５にかかる定着ローラは、請求項１乃至４の何れか１項において、一方の前記支軸部に歯車が挿嵌されると共に、その一方の前記支軸部に前記カラー部材の肉厚中途部まで切欠されてなる前記歯車の廻り止め部が設けられていることを特徴とする。
請求項６にかかる定着ローラの成形方法は、薄肉円筒部材を回転可能に保持し、該薄肉円筒部材と異なる材質で円筒状に形成したカラー部材を回転可能に保持し、そのカラー部材を前記薄肉円筒部材の端部に遊挿し、その端部に前記カラー部材をスピニング加工で嵌着して、ローラ両端に支軸部を形成したことを特徴とする。
請求項７にかかる定着ローラの成形方法は、請求項６において、前記カラー部材は、ＳＵＳ材または鉄材等の熱伝導率の低い材質のものを用いたことを特徴とする。
請求項８にかかる定着ローラの成形方法は、請求項６または７において、前記カラー部材の外周面に、周方向に延出する溝を加工し、その溝を形成した前記カラー部材を用いることを特徴とする。
請求項９にかかる定着ローラの成形方法は、請求項６乃至８の何れか１項において、前記カラー部材の外周面に、軸方向に延出する溝を加工し、その溝を形成した前記カラー部材を用いることを特徴とする。
請求項１０にかかる定着ローラの成形方法は、請求項６乃至９の何れか１項において、前記支軸部の形成後に、一方の前記支軸部に前記カラー部材の肉厚中途部まで切欠して前記歯車の廻り止め部を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、スピニング成形により両端部を縮径した薄肉円筒部材から成る定着ローラであって、該両端部内に、円筒状のカラー部材を嵌着させて支軸部としたことで、薄肉円筒化した胴部にカラー部材を押し込んで嵌着するとした従来技術の場合と比べ、胴部に歪が生じる恐れを大幅に低減できる。したがって、定着にばらつきがなくムラのない高品質が画像を得ることができる。
しかも、その一方の支軸部にカラー部材の肉厚中途部まで切欠されてなる歯車の廻り止め部を設けて、薄肉円筒部材とカラー部材との双方が歯車と係合するようにしたから、歯車による回転（ねじり応力）によりカラー部材と胴部とにゆるみが生じる恐れを払拭できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に、本発明にかかる定着ローラとその成形方法の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は本実施の形態にかかる定着ローラを取り付けた状態の縦断面図である。
まず、本実施の形態にかかる定着ローラ１を説明する。
本実施の形態にかかる定着ローラ１は、図１に示すように、アルミ材からなる薄肉円筒部材１１の両端がスピニング成形で縮径される共に、その縮径された両端に、図３乃至図５に示すように、周方向と軸方向に夫々延出させた格子状の溝１２ａが外周面に設けられた円筒状でＳＵＳ材または鉄材等の熱伝導率の低い材質で構成されたカラー部材１２が内嵌されて支軸部１ａが形成されている。そして、一方の支軸部１ａ（図１において右方の支軸部１ａ）には、図２に示すように、その先端から軸長手方向中途部に亘って、カラー部材１２の肉厚中途部まで平行に二平面切欠させた所謂ダブルＤカットの廻り止め部１ｂが形成されている。
この廻り止め部１ｂは、当然のことながら、歯車３の取り付け穴（軸穴）の形状に対応しており、本実施の形態では、歯車３の取り付け穴が、ダブルＤカット穴になっている。この廻り止め部１ｂの他の態様としては、Ｄカット、キー溝があげられる。
このように構成された本実施の形態にかかる定着ローラ１は、図１に示すように、ボールベアリング２を介して支軸部１ａが定着装置の筐体ｍに突出するように支持されると共に、一方の支軸部１ａに形成させた廻り止め部１ｂに歯車３（従動歯車）が取り付けられて、図示しない駆動歯車と噛合されて定着ローラ１を回転させるようになっている。
なお、この定着ローラ１を備えた定着装置は、加熱源であるハロゲンヒータを定着ローラ１に遊挿させ、この定着ローラ１に平行に加圧ローラが配設されて、定着ローラ１と加圧ローラとの間にトナー像を付着させた記録紙を通紙させることで、熱と圧力でトナー像を定着させる。
【０００７】
次に、上述した定着ローラ１の成形方法を、図６乃至図１１を参照しながら説明する。
まず、周知の両端加工機のチャック兼スピンドル４に、両端が突出するようにアルミ材からなる薄肉円筒部材１１をセットする。これと前後して、カラー部材１２の軸穴１２ｂに挿入させて回転可能に支持させるすべり軸受け部５ａが形成された段付軸状のカラー部材セット治具５を、チャック兼スピンドル４の軸心と同軸となるように、かつ、すべり軸受け部５ａがチャック兼スピンドル４に向くように配置し、そのすべり軸受け部５ａに、上述したカラー部材１２をセットする（図６参照）。
次いで、カラー部材１２が薄肉円筒部材１１内に納まるまで、カラー部材セット治具５をチャック兼スピンドル４に向けて移動する。カラー部材１２が薄肉円筒部材１１内に納まったら、チャック兼スピンドル４の回転を開始する（図７参照）。
次いで、従動回転可能に設けた円板状の押し付け工具６（の外周面）を、回転中の薄肉円筒部材１１の端部に押し当て、薄肉円筒部材１１が塑性変形してカラー部材１２に圧接するまで押し付け工具６を押圧しながら、カラー部材１２の長手方向全長と同じ距離だけ、その押し付け工具６をチャック兼スピンドル４方向へ移動する（スピニング加工）。このとき、薄肉円筒部材１１に押し付けた押し付け工具６は、薄肉円筒部材１１の回転に従動回転し、また、薄肉円筒部材１１と圧接したカラー部材１２は、カラー部材セット治具５のすべり軸受け部５ａにより、薄肉円筒部材１１の回転に従動回転する（図８参照）。
カラー部材１２の長手方向全長に亘って、かつ、全周に亘って、そのカラー部材１２の外周面が薄肉円筒部材１１の内周面に圧接することで、カラー部材１２が薄肉円筒部材１１に嵌着する。このようにしてカラー部材１２が薄肉円筒部材１１に嵌着したら、カラー部材セット治具５を後退して、カラー部材１２からカラー部材セット治具５を抜く（図９参照）。
この図６〜図９までの工程は、薄肉円筒部材１１の両端同時に行なう。
【０００８】
支軸部１ａを加工したら、エンドミルなどのフライス加工用工具７を用いて、一方の支軸部１ａの先端から軸長手方向中途部に亘って、カラー部材１２の肉厚中途部まで平行に二平面、切削加工を行なって、ダブルＤカットの廻り止め部１ｂを形成する（図１０参照）。
このようにして上述した定着ローラ１が完成したら、チャック兼スピンドル４から取り外して一連の成形工程が終了する（図１１参照）。
このように本実施の形態にかかる定着ローラ１及びその成形方法は、アルミ材からなる薄肉円筒部材１１の端部に、ＳＵＳ材または鉄材等の熱伝導率の低い材質で構成した円筒状のカラー部材１２を遊挿し、スピニング成形により薄肉円筒部材１１にカラー部材１２を嵌着するようにしたから、薄肉円筒化した胴部にカラー部材１２を押し込んで嵌着するとした従来技術の場合と比べ、胴部に歪が生じる恐れを大幅に低減できる。したがって、定着にばらつきがなくムラのない高品質が画像を得ることができる。
しかも、その一方の支軸部１ａにカラー部材１２の肉厚中途部まで切欠されてなる廻り止め部１ｂを設けて、薄肉円筒部材１１とカラー部材１２との双方が歯車３と係合するようにしたから、歯車３による回転（ねじり応力）によりカラー部材１２と胴部とにゆるみが生じる恐れを払拭できる。
【０００９】
また、本実施の形態にかかる定着ローラ１は、カラー部材１２の外周面に、予め周方向と軸方向に延出した格子状の溝１２ａを設けておくことで、スピニング加工時に、薄肉円筒部材１１の端部内面がその溝１２ａに食い込んで、カラー部材１２が空回りしたり抜けたりすることを防ぐことができる。本実施の形態では、格子状の溝１２ａを例示したが、この溝１２ａは、周方向のみ、軸方向のみ、またはアヤメ状、或いは粗面加工、凹凸加工でも良いものである。なお、溝加工自体は、ローレット加工（転造加工）や切削加工など、特に限定されない。
また、カラー部材１２の材質として、鉄やＳＵＳ材等のアルミよりも剛性が強く、且つ熱伝導率の低いものを用いることにより、アルミ材だけで構成される薄肉定着ローラ１（図示せず）よりも支軸部１ａの温度上昇を抑えてボールベアリング２及びギヤ等の各構成部材の熱による悪影響を低減できる。
以上、本実施の形態にかかる定着ローラ１及びその成形方法を説明したが、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態にかかる定着ローラを取り付けた状態の縦断面図である。
【図２】本実施の形態にかかる定着ローラを取り付けた状態の右側面図である。
【図３】カラー部材の斜視図である。
【図４】カラー部材の縦断面図である。
【図５】カラー部材の右側面図である。
【図６】本実施の形態にかかる定着ローラの成形工程図である。
【図７】図６に続く本実施の形態にかかる定着ローラの成形工程図である。
【図８】図７に続く本実施の形態にかかる定着ローラの成形工程図である。
【図９】図８に続く本実施の形態にかかる定着ローラの成形工程図である。
【図１０】図９に続く本実施の形態にかかる定着ローラの成形工程図である。
【図１１】図１０に続く本実施の形態にかかる定着ローラの成形工程図である。
【符号の説明】
【００１１】
１定着ローラ、１ａ支軸部、１ｂ廻り止め部、１１薄肉円筒部材、１２カラー部材、１２ａ溝、１２ｂ軸穴、２ボールベアリング、３歯車、４チャック兼スピンドル、５カラー部材セット治具、５ａすべり軸受け部、６押し付け工具、７フライス加工用工具、ｍ筐体

【特許請求の範囲】
【請求項１】
スピニング成形により両端部を縮径した薄肉円筒部材から成る定着ローラであって、該両端部内に、円筒状のカラー部材を嵌着させて支軸部としたことを特徴とする定着ローラ。
【請求項２】
前記カラー部材は、ＳＵＳ材または鉄材等の熱伝導率の低い材質で構成されていることを特徴とする請求項１記載の定着ローラ。
【請求項３】
前記カラー部材の外周面に、周方向に延出させた溝が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の定着ローラ。
【請求項４】
前記カラー部材の外周面に、軸方向に延出させた溝が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の定着ローラ。
【請求項５】
一方の前記支軸部に歯車が挿嵌されると共に、その一方の前記支軸部に前記カラー部材の肉厚中途部まで切欠されてなる前記歯車の廻り止め部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の定着ローラ。
【請求項６】
薄肉円筒部材を回転可能に保持し、該薄肉円筒部材と異なる材質で円筒状に形成したカラー部材を回転可能に保持し、そのカラー部材を前記薄肉円筒部材の端部に遊挿し、その端部に前記カラー部材をスピニング加工で嵌着して、ローラ両端に支軸部を形成したことを特徴とする定着ローラの成形方法。
【請求項７】
前記カラー部材は、ＳＵＳ材または鉄材等の熱伝導率の低い材質のものを用いたことを特徴とする請求項６記載の定着ローラの成形方法。
【請求項８】
前記カラー部材の外周面に、周方向に延出する溝を加工し、その溝を形成した前記カラー部材を用いることを特徴とする請求項６または７記載の定着ローラの成形方法。
【請求項９】
前記カラー部材の外周面に、軸方向に延出する溝を加工し、その溝を形成した前記カラー部材を用いることを特徴とする請求項６乃至８の何れか１項記載の定着ローラの成形方法。
【請求項１０】
前記支軸部の形成後に、一方の前記支軸部に前記カラー部材の肉厚中途部まで切欠して前記歯車の廻り止め部を形成したことを特徴とする請求項６乃至９の何れか１項記載の定着ローラの成形方法。

【図１】