薄肉ローラ、定着装置及び薄肉ローラの製造方法
【課題】肉厚の薄い素管であってもジャーナル部の根本部分の強度を十分に確保することができる薄肉ローラ、定着装置及び薄肉ローラの製造方法を提供する。
【解決手段】中空円筒状の胴部２と、該胴部２の両端部を縮径加工して形成したジャーナル部３と、前記胴部２と前記ジャーナル部３とを連結する連結部４とを備えた薄肉ローラ５において、前記胴部２の両端部近傍内側に、胴部２の内周に設けられたリブ１０に固定されたリング状部材９を有し、そして、前記連結部４として、前記リング状部材９に圧接するように前記胴部２の両端部を縮径加工して軸方向と直交する方向に形成した連結部４を有することを特徴とする。
【解決手段】中空円筒状の胴部２と、該胴部２の両端部を縮径加工して形成したジャーナル部３と、前記胴部２と前記ジャーナル部３とを連結する連結部４とを備えた薄肉ローラ５において、前記胴部２の両端部近傍内側に、胴部２の内周に設けられたリブ１０に固定されたリング状部材９を有し、そして、前記連結部４として、前記リング状部材９に圧接するように前記胴部２の両端部を縮径加工して軸方向と直交する方向に形成した連結部４を有することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄肉ローラ、定着装置及び薄肉ローラの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、記録紙上に形成されたトナー像を定着させる方法として、熱と圧力による熱定着方式が用いられており、この熱定着方式の一つとして、ベルト定着方式による定着装置がある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この定着装置は、定着ローラと、加熱手段を内蔵した加熱ローラと、定着ローラと加熱ローラとの間に掛け回される無端状の定着ベルトと、この定着ベルトが掛け回された定着ローラに圧接される加圧ローラとを備えており、定着ベルトが掛け回された定着ローラと加圧ローラとの間を表面にトナー像が形成された記録紙が挿通することにより、加熱及び加圧によりトナー像が記録紙上に定着するものである。
【０００４】
この定着装置では、定着ベルトが定着可能な温度に達するまでの立ち上がり時間を短縮して複写機などの省電力化を進めるために、前記加熱ローラの肉厚を薄く形成したり、加熱ローラを小径化して加熱ローラ内部の加熱手段の熱が加熱ローラの外周面に伝達しやすくすることが望まれている。
【０００５】
また、この定着装置では、定着ベルトが周回しているときに左右の張力バランスが崩れて定着ベルトが左右のいずれかの方向にずれてしまう斜行現象を防止するために、定着ベルトには寄り止め部材が設けられている（例えば、特許文献２）。
【０００６】
図７に示すように、前記加熱ローラ２１は、中空円筒状の胴部２２と、該胴部２２の両端部を縮径加工して形成したジャーナル部２３と、前記胴部２２と前記ジャーナル部２３とを連結する連結部２４とを備えた薄肉ローラ２５を有しており、前記胴部２２の外周には定着ベルト２６が巻回されるとともに胴部２２の内部には図示しないハロゲンヒータ等の加熱手段が設けられ、前記ジャーナル部２３に嵌合した軸受け２７により回転可能に軸支されている。
【０００７】
前記胴部２２の両側端面である連結部２４の外表面２４ａは、胴部２２の外周面２２ａと垂直になるように形成されており、前記定着ベルト２６の両側に加熱ローラ２１側に突出して形成された前記寄り止め部２８と前記連結部２４の外表面２４ａとが係合するようになっている。
【０００８】
また、前記寄り止め部２８の先端面２８ａとジャーナル部の根本部分２３ａの外周面２３ｂとの間には所定の間隙が形成されており、これにより寄り止め部２８がジャーナル部２３の根本部分２３ａと接触して定着ベルト２６が加熱ローラ２１から外れることを防ぐようになっている。
【０００９】
このような加熱ローラ２１の薄肉ローラ２５を形成するには、図８に示すように、中空円筒状の素管２９をコレットチャック３０で把持し、素管２９に回転を与えた状態で絞りローラ３１を素管２９の両端部外周面に押し付けて移動させ、前記胴部２２となる素管２９の両端部を縮径したジャーナル部２３を絞り加工により形成する。このジャーナル部２３の絞り加工はいわゆるスピニング加工といわれるもので、一回の加工ではジャーナル部２３の形状精度を確保することが難しいので、絞りローラ３１の押し込み量や位置を調整して数回に分けて加工を行い、所定の形状を作りこむようになっている。
【００１０】
その後、ジャーナル部２３の外周面を切削加工して軸受け２７に合わせた所定の芯金寸法に形成するとともに、胴部２２となる素管２９の外周面を切削加工して所定の肉厚の胴部２２を形成するようになっている。また、前記定着ベルト２６の寄り止め部２８の先端面２８ａとジャーナル部２３の根本部分２３ａの外周面２３ｂとの間に所定の間隙を形成するように、ジャーナル部２３の根本部分２３ａの外周面２３ｂと前記連結部２４の外表面２４ａとの間が垂直になるように切削加工するようになっている。
【００１１】
その後、胴部２２の表面にポリ四フッ化塩化エチレン塗装やアルマイト処理を施すとともに、胴部２２の内部に図示しない加熱手段を設けることにより、最終形状としての加熱ローラ２１を形成するようになっている。
【００１２】
このように、加熱ローラ２１の薄肉ローラ２５をスピニング加工により形成する場合には、素管２９を把持するコレットチャック３０の把持力と素管２９自体の剛性によってスピニング加工の加工力に対抗しているため、ジャーナル部２３から胴部２２にかけて角度の急な曲げ加工を行うと、素管２９の剛性が負けてしまい、図９に示すように、胴部２２とジャーナル部２３とを連結する連結部２４において、曲げ部分が緩やかなＲ形状となるいわゆるダレ部Ａ、Ｂが２箇所発生する。
【００１３】
前記ダレ部Ａ、Ｂのうち前記胴部２２と連結部２４との間に発生するダレ部Ａは、前記したように胴部２２の外周面２２ａを切削加工する際に取り除かれ、胴部２２の外周面２２ａと連結部２４の外表面２４ａとの垂直度は確保される。
【００１４】
しかし、前記連結部２４とジャーナル部２３の根本部分２３ａとの間に発生するダレ部Ｂは、前記したように定着ベルト２６の寄り止め部２８の先端面２８ａとジャーナル部２３の根本部分２３ａの外周面２３ｂとの間に所定の間隙を形成するように切削加工してジャーナル部２３の根本部分２３ａの外周面２３ｂと連結部２４の外表面２４ａとの垂直度を確保するように形成すると、切削加工後の肉厚ｘ１が薄くなり（図９の二点鎖線が切削加工前の状態を示す）、加熱ローラ２１を回転可能に軸支するジャーナル部２３の根本部分２３ａの強度を確保することができないという問題がある。
【００１５】
したがって、前記切削加工後のジャーナル部２３の根本部分２３ａの肉厚を確保するには、肉厚の厚い素管２９を用いてスピニング加工を行い、切削加工後のダレ部Ｂの肉厚ｘ１が厚くなるようにする必要がある。
【００１６】
例えば、前記したように定着ベルト２６が定着可能な温度に達するまでの立ち上がり時間を短縮するために加熱ローラ２１を薄肉に形成する場合には、加熱ローラ２１の性能として胴部２２の肉厚ｘ２が０．４ｍｍ必要な場合でも、ジャーナル部２３の根本部分２３ａの強度を確保するために例えば２ｍｍの肉厚の素管２９から曲げ加工をしなければならず、曲げ加工後に胴部２２では１．６ｍｍもその外周部を切削加工する必要がある。このため、切削加工時の切削パス回数が増え、加工時間が長くなり生産性が低下するという問題があり、また素管２９のコストが高くなるという問題がある。
【００１７】
また、加熱ローラ２１の内部の加熱手段の熱が加熱ローラ２１の外周面に伝達しやすくするために加熱ローラ２１を小径化する場合には、ジャーナル部２３の外径ｒ１は軸受け２７との関係で定まっているので、結果として胴部２２とジャーナル部２３との外径の寸法差が小さくなり、この場合には曲げ量が少ないためにジャーナル部２３から胴部２２にかけて角度の急な曲げ加工を行うことがより難しくなり、前記した場合と同様に曲げ部分が緩やかなＲ形状となるいわゆるダレ部が発生する。そして、前記定着ベルト２６の寄り止め部２８の先端面２８ａとジャーナル部２３の根本部分２３ａの外周面２３ｂとの間に所定の間隙が形成されるようにこの曲げ部分を切削加工することにより、前記した場合と同様の問題（切削加工後のジャーナル部２３の根本部分２３ａの肉厚が薄くなり、十分な強度を確保できない点）が生じる。
【００１８】
また、加熱ローラ２１の薄肉ローラ２５のジャーナル部２３を工具間で圧縮成形するいわゆるスエージ加工により形成する場合もあるが、この場合も図１０に示すように、ジャーナル部２３の根本部分２３ａが緩やかなＲ形状の曲げ部分Ｃとして形成され、その後この曲げ部分Ｃを切削加工することにより前記した場合と同様の問題が生ずる。
【特許文献１】特開２０００−８９５９３号公報（図１）
【特許文献２】特開２００４−１０９４５４号公報（図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明はかかる問題を解決し、肉厚の薄い素管であってもジャーナル部の根本部分の強度を十分に確保することができる薄肉ローラ、定着装置及び薄肉ローラの製造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】
【００２０】
上記目的達成のために、請求項１に記載された発明は、中空円筒状の胴部と、該胴部の両端部を縮径加工して形成したジャーナル部と、前記胴部と前記ジャーナル部とを連結する連結部とを備えた薄肉ローラにおいて、前記胴部の両端部近傍内側に、胴部の内周に設けられたリブに固定されたリング状部材を有し、そして、前記連結部として、前記リング状部材に圧接するように前記胴部の両端部を縮径加工して軸方向と直交する方向に形成した連結部を有することを特徴とする。
【００２１】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載の発明において、前記リング状部材が、前記連結部との接触側端面の内周縁に環状突部を有することを特徴とする。
【００２２】
請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記リング状部材と前記胴部とが同一材料で構成されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項４に記載された発明は、中空円筒状の胴部と、該胴部の両端部を縮径加工して形成したジャーナル部と、前記胴部と前記ジャーナル部とを連結する連結部とを備えた薄肉ローラにおいて、前記連結部として、前記胴部の両端部近傍内側に取り外し可能に固定したリング状部材に圧接するように前記胴部の両端部を縮径加工して軸方向と直交する方向に形成した連結部を有することを特徴とする。
【００２４】
請求項５に記載された発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の薄肉ローラの胴部の内部に加熱手段を設けて加熱ローラとしたことを特徴とする。
【００２５】
請求項６に記載された発明は、定着ローラと、加熱ローラと、該加熱ローラと前記定着ローラとの間に掛け回される定着ベルトと、該定着ベルトが掛け回された定着ローラに圧接される加圧ローラとを備えた定着装置において、前記加熱ローラとして請求項５記載の薄肉ローラを有することを特徴とする。
【００２６】
請求項７に記載された発明は、中空円筒状の胴部と、該胴部の両端部を縮径加工して形成したジャーナル部と、前記胴部と前記ジャーナル部とを連結する連結部とを備えた薄肉ローラの製造方法において、中空円筒状の素管の両端部内側にリング状部材を仮置きする第１の工程、前記素管の両端部内周に前記リング状部材を固定するリブを前記素管の外周に溝を形成することにより形成する第２の工程、前記素管の両端部を前記リング状部材に圧接するように縮径加工して前記連結部を軸方向と直交する方向に形成するとともに、前記中空円筒状の胴部及び前記ジャーナル部を形成する第３の工程、及び、前記縮径加工して形成したジャーナル部及び前記胴部の外周面に切削加工を施して所定寸法に形成する第４の工程を順次有することを特徴とする。
【００２７】
請求項８に記載された発明は、中空円筒状の胴部と、該胴部の両端部を縮径加工して形成したジャーナル部と、前記胴部と前記ジャーナル部とを連結する連結部とを備えた薄肉ローラの製造方法において、中空円筒状の素管の一端部内側にリング状部材を固定する第１の工程、前記素管の一端部を前記リング状部材に圧接するように縮径加工して前記一方の連結部を軸方向と直交する方向に形成するとともに、前記中空円筒状の胴部の一端部及び前記一方のジャーナル部を形成する第２の工程、前記リング状部材を前記素管の他端部内側に移動させて固定する第３の工程、前記素管の他端部を前記リング状部材に圧接するように縮径加工して前記他方の連結部を軸方向と直交する方向に形成するとともに、前記胴部の他端部及び前記他方のジャーナル部を形成する第４の工程、前記縮径加工後に前記リング状部材を前記胴部内部から取り除く第５の工程、及び、前記縮径加工して形成したジャーナル部及び前記胴部の外周面に切削加工を施して所定寸法に形成する第６の工程を順次有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
請求項１に記載された発明によれば、中空円筒状の胴部と、該胴部の両端部を縮径加工して形成したジャーナル部と、前記胴部と前記ジャーナル部とを連結する連結部とを備えた薄肉ローラにおいて、前記胴部の両端部近傍内側に、胴部の内周に設けられたリブに固定されたリング状部材を有し、そして、前記連結部として、前記リング状部材に圧接するように前記胴部の両端部を縮径加工して軸方向と直交する方向に形成したので、リブによりリング状部材が軸方向に移動しないように固定した状態で連結部をリング状部材に沿って形成することができ、連結部の外表面をジャーナル部の根本部分の外周面及び胴部の外周面とほぼ垂直になるように形成でき、また、ジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分を曲率の小さなＲ形状とすることができる。
【００２９】
このため、連結部の外表面とジャーナル部の根本部分の外周面との垂直度を確保するために、連結部の外表面及びジャーナル部の根本部分の外周面を切削加工した場合でも、その切削量は僅かですみ、切削後のジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分の肉厚を十分に確保することができ、ジャーナル部の根本部分の強度を確保することができる。
【００３０】
したがって、肉厚の薄い素管を用いて胴部の両端部を縮径加工した場合でも、ジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分の肉厚を十分に確保することができ、ジャーナル部の根本部分の強度を確保することができ、肉厚の薄い素管を用いることにより、胴部及びジャーナル部の外周面の切削加工に要する時間を短縮して生産性を向上させることができ、素管のコストを抑えることができる。また、リング状部材により、ジャーナル部の根本部分の強度をより高めることができる。
【００３１】
請求項２に記載された発明によれば、前記リング状部材が、前記連結部との接触側端面の内周縁に環状突部を有するので、リング状部材の環状突部がリング状部材に沿って形成される連結部と接触することによりリング状部材と連結部との接触面積がより大きくなり、ジャーナル部の根本部分の強度をより高めることができる。
【００３２】
請求項３に記載された発明によれば、前記リング状部材と前記胴部とが同一材料で構成されているので、胴部とリング状部材との熱膨張差によるリング状部材の緩みを防ぐことができ、ジャーナル部の根本部分の経時変化を抑えて、その強度を保持することができる。
【００３３】
請求項４に記載された発明によれば、中空円筒状の胴部と、該胴部の両端部を縮径加工して形成したジャーナル部と、前記胴部と前記ジャーナル部とを連結する連結部とを備えた薄肉ローラにおいて、前記連結部として、前記胴部の両端部近傍内側に取り外し可能に固定したリング状部材に圧接するように前記胴部の両端部を縮径加工して軸方向と直交する方向に形成した連結部を有するので、連結部をリング状部材に沿って形成することができ、連結部の外表面をジャーナル部の根本部分の外周面及び胴部の外周面とほぼ垂直になるように形成でき、また、ジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分を曲率の小さなＲ形状とすることができる。
【００３４】
このため、連結部の外表面とジャーナル部の根本部分の外周面との垂直度を確保するために、連結部の外表面及びジャーナル部の根本部分の外周面を切削加工した場合でも、その切削量は僅かですみ、切削後のジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分の肉厚を十分に確保することができ、ジャーナル部の根本部分の強度を確保することができる。
【００３５】
したがって、肉厚の薄い素管を用いて胴部の両端部を縮径加工した場合でも、ジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分の肉厚を十分に確保することができ、ジャーナル部の根本部分の強度を確保することができ、肉厚の薄い素管を用いることにより、胴部及びジャーナル部の外周面の切削加工に要する時間を短縮して生産性を向上させることができ、素管のコストを抑えることができる。
【００３６】
請求項５に記載された発明によれば、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の薄肉ローラの胴部の内部に加熱手段を設けて加熱ローラとしたので、加熱ローラの薄肉ローラのジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分の肉厚を十分に確保することができ、ジャーナル部の根本部分の強度を確保することができる。
【００３７】
このため、ジャーナル部の根本部分の強度を十分に確保しながら加熱ローラを薄肉に、かつ、小径に形成することができ、胴部内部の加熱手段の熱を加熱ローラの外周面に伝達しやすくすることができ、加熱ローラに巻回された定着ベルトが定着可能な温度に達するまでの立ち上がり時間を短縮することができる。
【００３８】
請求項６に記載された発明によれば、定着ローラと、加熱ローラと、該加熱ローラと前記定着ローラとの間に掛け回される定着ベルトと、該定着ベルトが掛け回された定着ローラに圧接される加圧ローラとを備えた定着装置において、前記加熱ローラとして請求項５記載の薄肉ローラを有するので、定着装置の加熱ローラのジャーナル部の根本部分の強度を十分に確保しながら加熱ローラを薄肉に、かつ、小径に形成することができ、定着装置が定着可能な温度に達するまでの立ち上がり時間を短縮することができる。
【００３９】
請求項７に記載された発明によれば、中空円筒状の胴部と、該胴部の両端部を縮径加工して形成したジャーナル部と、前記胴部と前記ジャーナル部とを連結する連結部とを備えた薄肉ローラの製造方法において、中空円筒状の素管の両端部内側にリング状部材を仮置きする第１の工程、前記素管の両端部内周に前記リング状部材を固定するリブを前記素管の外周に溝を形成することにより形成する第２の工程、前記素管の両端部を前記リング状部材に圧接するように縮径加工して前記連結部を軸方向と直交する方向に形成するとともに、前記中空円筒状の胴部及び前記ジャーナル部を形成する第３の工程、及び、前記縮径加工して形成したジャーナル部及び前記胴部の外周面に切削加工を施して所定寸法に形成する第４の工程を順次有するので、リブによりリング状部材が軸方向に移動しないように固定した状態で連結部をリング状部材に沿って形成することができ、連結部の外表面をジャーナル部の根本部分の外周面及び胴部の外周面とほぼ垂直になるように形成でき、また、ジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分を曲率の小さなＲ形状とすることができる。
【００４０】
このため、連結部の外表面とジャーナル部の根本部分の外周面との垂直度を確保するために、連結部の外表面及びジャーナル部の根本部分の外周面を切削加工した場合でも、その切削量は僅かですみ、切削後のジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分の肉厚を十分に確保することができ、ジャーナル部の根本部分の強度を確保することができる。
【００４１】
したがって、肉厚の薄い素管を用いて胴部の両端部を縮径加工した場合でも、ジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分の肉厚を十分に確保することができ、ジャーナル部の根本部分の強度を確保することができ、肉厚の薄い素管を用いることにより、胴部及びジャーナル部の外周面の切削加工に要する時間を短縮して生産性を向上させることができ、素管のコストを抑えることができる。また、リング状部材により、ジャーナル部の根本部分の強度をより高めることができる。
【００４２】
また、前記リング状部材を固定するリブを前記胴部の外周に溝を形成することにより形成したので、ジャーナル部をスピニング加工により縮径加工する際の絞りローラを利用して、絞りローラを胴部の外周面に押し込むことにより溝を形成して胴部の内周に溝に対応したリブを形成することができ、既存のスピニング加工の絞りローラを使用して簡易にリブを形成することができる。
【００４３】
請求項８に記載された発明によれば、中空円筒状の胴部と、該胴部の両端部を縮径加工して形成したジャーナル部と、前記胴部と前記ジャーナル部とを連結する連結部とを備えた薄肉ローラの製造方法において、中空円筒状の素管の一端部内側にリング状部材を固定する第１の工程、前記素管の一端部を前記リング状部材に圧接するように縮径加工して前記一方の連結部を軸方向と直交する方向に形成するとともに、前記中空円筒状の胴部の一端部及び前記一方のジャーナル部を形成する第２の工程、前記リング状部材を前記素管の他端部内側に移動させて固定する第３の工程、前記素管の他端部を前記リング状部材に圧接するように縮径加工して前記他方の連結部を軸方向と直交する方向に形成するとともに、前記胴部の他端部及び前記他方のジャーナル部を形成する第４の工程、前記縮径加工後に前記リング状部材を前記胴部内部から取り除く第５の工程、及び、前記縮径加工して形成したジャーナル部及び前記胴部の外周面に切削加工を施して所定寸法に形成する第６の工程を順次有するので、連結部をリング状部材に沿って軸方向と直交する方向に形成することができ、連結部の外表面をジャーナル部の根本部分の外周面及び胴部の外周面とほぼ垂直になるように形成でき、また、ジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分を曲率の小さなＲ形状とすることができる。
【００４４】
このため、連結部の外表面とジャーナル部の根本部分の外周面との垂直度を確保するために、連結部の外表面及びジャーナル部の根本部分の外周面を切削加工した場合でも、その切削量は僅かですみ、切削後のジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分の肉厚を十分に確保することができ、ジャーナル部の根本部分の強度を確保することができる。
【００４５】
したがって、肉厚の薄い素管を用いて胴部の両端部を縮径加工した場合でも、ジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分の肉厚を十分に確保することができ、ジャーナル部の根本部分の強度を確保することができ、肉厚の薄い素管を用いることにより、胴部及びジャーナル部の外周面の切削加工に要する時間を短縮して生産性を向上させることができ、素管のコストを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
図１は、本発明の一実施形態の薄肉ローラ５を有する加熱ローラ１の断面図である。
加熱ローラ１は、中空円筒状の胴部２と、胴部２の両端部を縮径加工して形成したジャーナル部３と、胴部２とジャーナル部３とを連結する連結部４とを備えた薄肉ローラ５を有している。加熱ローラ１の内部には、図示しないハロゲンヒータ等からなる加熱手段が設けられており、加熱ローラ１は前記ジャーナル部３に嵌合した軸受け７によって回転可能に軸支されている。
【００４７】
この加熱ローラ１は、図２に示すように、定着ローラ１１と、定着ローラ１１と加熱ローラ１との間に掛け回される無端状の定着ベルト６と、この定着ベルト６が掛け回された定着ローラ１１に圧接される加圧ローラ１２とを備える定着装置１３に用いられており、定着ベルト６が掛け回された定着ローラ１１と加圧ローラ１２との間を表面にトナー像１４が形成された記録紙１５が挿通することにより、加熱及び加圧によりトナー像１４が記録紙１５上に定着するようになっている。
【００４８】
前記加熱ローラ１の薄肉ローラ５の胴部２の両端部近傍内側には、胴部２と嵌合するリング状部材９が設けられており、このリング状部材９は、図４に示すような薄い円筒形状を有しており、リング状部材９の端面のうち胴部２の軸方向外側の端面９ａが胴部２の軸方向と直交する方向に形成されている。
【００４９】
また、図３に示すように、前記リング状部材９の胴部２の軸方向内側端面の外周縁９ｂが胴部２の内周に形成されたリブ１０と係合しており、胴部２の両端部近傍内側に設けられたリング状部材９が胴部２の軸方向内側に移動しないように固定されている。
【００５０】
前記胴部２とジャーナル部３とを連結する連結部４は、胴部２の両端部を前記リング状部材９に圧接するように縮径加工して胴部２の軸方向と直交する方向に形成されており、前記連結部４は、前記リング状部材９の端面９ａに沿って胴部２の軸方向と直交する方向に形成されて、連結部４の外表面４ａが前記ジャーナル部３の根本部分３ａの外周面３ｂ及び胴部２の外周面２ａとほぼ垂直になるように形成されている。
【００５１】
これにより、加熱ローラ１の薄肉ローラ５の胴部２に巻回される定着ベルト６の両側に加熱ローラ１側に突出して形成された寄り止め部８が前記連結部４の外表面４ａと係合し、定着ベルト６が周回しているときの斜行現象を防ぐようになっている。また、前記寄り止め部８の先端面８ａと前記ジャーナル部３の根本部分３ａの外周面３ｂとの間には、所定の間隙が形成されており、これにより寄り止め部８がジャーナル部３の根本部分３ａと接触して定着ベルト６が加熱ローラ１から外れることを防ぐようになっている。
【００５２】
本実施形態では、前記加熱ローラ１の薄肉ローラ５は、中空円筒状のアルミニウム合金の素管から形成されており、前記胴部２の外径ｒ２が２５ｍｍと小径に、かつ、胴部２の肉厚ｘ２が０．４ｍｍと薄肉に形成されており、また胴部２の内周面は黒色に塗装されている。これにより、加熱ローラ１に内蔵された加熱手段の熱が胴部２の外周面２ａに伝達しやすくなり、加熱ローラ１に巻回された定着ベルト６が定着可能な温度に達するまでの立ち上がり時間を短縮することができるようになっている。
【００５３】
前記胴部２の両端部のジャーナル部３は、嵌合される軸受け７の規格から外径ｒ１が２０ｍｍとされており、ジャーナル部３の強度を確保するために少なくとも１ｍｍ以上の肉厚を有するように形成されている。また、前記胴部２の内側に嵌合されたリング状部材９は、好ましくは胴部２と同一材料のアルミニウム合金で形成されており、加熱ローラ１使用時の薄肉ローラ５の胴部２とリング状部材９との熱膨張差によるリング状部材９の緩みを防ぐことができるようになっている。
【００５４】
なお、前記胴部２の外周面２ａには、巻回される定着ベルト６との接触による摩耗を防ぐために図示しない離型層が形成されており、この離型層はアルマイト処理やポリ四フッ化塩化エチレン塗装により形成されている。
【００５５】
本実施形態によれば、図３に示すように、加熱ローラ１の薄肉ローラ５の胴部２とジャーナル部３との間の連結部４は、胴部２の両端部を前記リング状部材９に圧接するように縮径加工して胴部２の軸方向と直交する方向に形成されており、前記連結部４は、前記リング状部材９の端面９ａに沿って胴部２の軸方向と直交する方向に形成されている。これにより、前記連結部４の外表面４ａを前記ジャーナル部３の根本部分３ａの外周面３ｂ及び胴部２の外周面２ａとほぼ垂直になるように形成でき、また、ジャーナル部３と胴部２との間の連結部４の曲げ加工部分を曲率の小さなＲ形状とすることができる。
【００５６】
このため、前記連結部４の外表面４ａと前記ジャーナル部３の根本部分３ａの外周面３ｂとの垂直度を確保するために、連結部４の外表面４ａ及びジャーナル部３の根本部分３ａの外周面３ｂを切削加工した場合でも、その切削量は僅かですみ（図３の二点鎖線が切削加工前の状態を示す）、切削後のジャーナル部３と胴部２との間の連結部の曲げ加工部分の肉厚ｘ１を十分に確保することができ、ジャーナル部３の根本部分３ａの強度を確保することができる。
【００５７】
したがって、肉厚の薄い素管を用いて、加熱ローラ１の薄肉ローラ５の胴部２の両端部を縮径加工した場合でも、ジャーナル部３と胴部２との間の連結部４の曲げ加工部分の肉厚ｘ１を十分に確保することができ、ジャーナル部３の根本部分３ａの強度を確保することができ、肉厚の薄い素管を用いることにより、胴部２及びジャーナル部３の外周面の切削加工に要する時間を短縮して生産性を向上させることができ、素管のコストを抑えることができる。また、前記リング状部材９により、ジャーナル部３の根本部分３ａの強度をより高めることができる。
【００５８】
また、前記リング状部材９の胴部２の軸方向内側端面の外周縁９ｂが胴部２の内周に形成されたリブ１０と係合しているので、薄肉ローラ５の胴部２の両端部近傍内側に設けたリング状部材９を胴部２の軸方向内側に移動しないように固定することができ、胴部２とジャーナル部３との間の連結部４を、胴部２の両端部をリング状部材９に圧接するように縮径加工して胴部２の軸方向と直交する方向に確実に形成することができる。また、前記リング状部材９が前記連結部４と前記リブ１０との間に固定されているので、前記ジャーナル部３の根本部分３ａの強度をより高めることができる。
【００５９】
また、本実施形態による薄肉ローラ５を有する加熱ローラ１によれば、ジャーナル部３の根本部分３ａの強度を十分に確保しながら加熱ローラ１を薄肉に、かつ、小径に形成することができ、胴部２内部の加熱手段の熱を加熱ローラ１の外周面に伝達しやすくすることができ、加熱ローラ１に巻回された定着ベルト６が定着可能な温度に達するまでの立ち上がり時間を短縮することができる。
【００６０】
また、本実施形態による薄肉ローラ５を有する加熱ローラ１を備える定着装置１３によれば、加熱ローラ１のジャーナル部３の根本部分３ａの強度を十分に確保しながら加熱ローラ１を薄肉に、かつ、小径に形成することができ、定着装置１３が定着可能な温度に達するまでの立ち上がり時間を短縮することができる。
【００６１】
次に、本発明の一実施形態の薄肉ローラ５を有する加熱ローラ１の製造方法について説明する。
図５は、中空円筒状の胴部２と、胴部２の両端部を縮径加工して形成したジャーナル部３と、胴部２とジャーナル部３とを連結する連結部４とを備えた薄肉ローラ５を備えた加熱ローラ１を製造する場合に、薄肉ローラ５の胴部２の両端部をスピニング加工により同時に縮径加工する場合を示すものである。
【００６２】
まず、中空円筒状の素管２９を用意し（図５（Ａ））、この素管２９の両端部内側の所定位置に、素管２９と嵌合するリング状部材９を仮置きする（図５（Ｂ））。このリング状部材９の仮置きは、例えば、支持部材１６の両端部にリング状部材９を保持した状態で、この支持部材１６を素管２９の内部に挿入することにより行われる。これにより、リング状部材９の端面のうち素管２９の軸方向外側の端面９ａが素管２９の軸方向と直交する方向に形成されたリング状部材９を素管２９の両端部内側の所定位置に配置することができる。
【００６３】
次に、前記素管２９の内周に、前記仮置きされたリング状部材９と係合するリブ１０を形成する（図５（Ｃ））。このリブ１０は、スピニング加工をする際の絞りローラ３１を利用して、絞りローラ３１を素管２９の外周面に押し込むことにより溝１７を形成し、素管２９の内周に溝１７に対応したリブ１０を形成するものである。これにより、前記リング状部材９の胴部２の軸方向内側端面の外周縁９ｂが前記リブ１０と係合するようになり、リング状部材９が素管２９の軸方向内側に移動しないように固定することができるようになる。
【００６４】
次に、前記素管２９の両端部に絞りローラ３１を押しつけ、素管２９の軸方向外側から内側に向けて前記リング状部材９が固定された位置まで絞りローラ３１を移動させ、素管２９の両端部をリング状部材９に圧接するように縮径加工することにより、中空円筒状の胴部２及びジャーナル部３を形成するとともに、胴部２とジャーナル部３とを連結する連結部４を胴部２の軸方向と直交する方向に形成する。（図５（Ｄ））。
【００６５】
これにより、素管２９の両端部のジャーナル部３と、素管２９の中央部の胴部２とを連結する連結部４は、胴部２の両端部をリング状部材９に圧接するように縮径加工して胴部２の軸方向と直交する方向に形成されるようになり、連結部４は、リング状部材９の端面９ａに沿って胴部２の軸方向と直交する方向に形成されて、連結部４の外表面４ａがジャーナル部３の根本部分３ａの外周面３ｂ及び胴部２の外周面２ａとほぼ垂直になるように形成されるようになる。また、ジャーナル部３と胴部２との間の連結部の曲げ加工部分が曲率の小さなＲ形状に形成されるようになる。
【００６６】
次に、前記リング状部材９を保持していた支持部材１６を素管２９から取り出し、ＮＣ旋盤１８により前記ジャーナル部３のセンタ加工を行う（図５（Ｅ））とともに、ジャーナル部３の外周面を切削して（図５（Ｆ））、軸受けに合わせた所定の芯金寸法に形成する。また、胴部２となる素管２９の外周面を切削して胴部２の肉厚を所定寸法に形成する（図５（Ｇ））。
【００６７】
そして最後に、塗装ノズル１９から胴部２の外周面２ａをポリ四フッ化塩化エチレン塗装して定着ベルトとの接触による摩耗を防ぐための図示しない離型層を形成する（図５（Ｈ））とともに、胴部２の内部に図示しないハロゲンヒータ等からなる加熱手段を設けることにより、薄肉ローラ５を有する加熱ローラ１が完成する。
【００６８】
本実施形態によれば、中空円筒状の素管２９から一体に形成される加熱ローラ１の薄肉ローラ５の胴部２の両端部をスピニング加工により同時に縮径加工してジャーナル部３を形成する場合に、リブ１０との係合によりリング状部材９が軸方向に移動しないように固定した状態で連結部４が素管２９の軸方向と直交する方向に形成されるようになるので、連結部４の外表面４ａがジャーナル部３の根本部分３ａの外周面３ｂ及び胴部２の外周面２ａとほぼ垂直になるように形成され、また、ジャーナル部３と胴部２との間の連結部４の曲げ加工部分が曲率の小さなＲ形状に形成されるようになる。このため、連結部４の外表面４ａとジャーナル部３の根本部分３ａの外周面３ｂとの垂直度を確保するために、連結部４の外表面４ａ及びジャーナル部３の根本部分３ａの外周面３ｂを切削加工した場合でも、その切削量は僅かですみ、切削後のジャーナル部３と胴部２との間の連結部４の曲げ加工部分の肉厚を十分に確保することができる。
【００６９】
したがって、肉厚の薄い素管を用いて加熱ローラ１の薄肉ローラ５の胴部２の両端部を縮径加工した場合でも、ジャーナル部３と胴部２との間の連結部４の曲げ加工部分の肉厚を十分に確保することができ、ジャーナル部３の根本部分３ａの強度を確保することができ、肉厚の薄い素管を用いることにより、切削加工に要する時間を短縮して生産性を向上させることができ、また、素管のコストを抑えることができる。また、前記リング状部材９により、ジャーナル部３の根本部分３ａの強度をより高めることができる。
【００７０】
また、ジャーナル部３をスピニング加工により縮径加工する際の絞りローラ３１を利用して、絞りローラ３１を素管２９の外周面に押し込むことにより溝１７を形成して素管２９の内周に溝１７に対応したリブ１０を形成することができ、既存のスピニング加工の絞りローラ３１を使用して簡易にリブ１０を形成することができる。
【００７１】
図６は、本発明の他の実施形態の薄肉ローラ５を示したもので、図３に示したリング状部材９が前記連結部４との接触側端面の内周縁に環状突部９ｃを有するものである。
【００７２】
本実施形態によれば、リング状部材９の環状突部９ｃが連結部４と接触することによりリング状部材９と連結部４との接触面積がより大きくなり、ジャーナル部３の根本部分３ａの強度をより高めることができる。
【００７３】
なお、前記した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。すなわち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形することができる。
【００７４】
例えば、前記薄肉ローラにおいて、前記連結部として、前記胴部の両端部近傍内側に取り外し可能に固定したリング状部材に圧接するように前記胴部の両端部を縮径加工して軸方向と直交する方向に形成した連結部を有するように形成することができ、この場合は胴部の内部のリング状部材は連結部を形成した後に取り除かれるようになり、前記実施形態のように縮径加工後の胴部の内部にリング状部材が配設された状態とならない。
【００７５】
この場合でも、連結部をリング状部材に沿って形成することができ、連結部の外表面をジャーナル部の根本部分の外周面及び胴部の外周面とほぼ垂直になるように形成でき、また、ジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分を曲率の小さなＲ形状とすることができる。
【００７６】
このため、連結部の外表面とジャーナル部の根本部分の外周面との垂直度を確保するために、連結部の外表面及びジャーナル部の根本部分の外周面を切削加工した場合でも、その切削量は僅かですみ、切削後のジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分の肉厚を十分に確保することができ、ジャーナル部の根本部分の強度を確保することができる。
【００７７】
したがって、肉厚の薄い素管を用いて胴部の両端部を縮径加工した場合でも、ジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分の肉厚を十分に確保することができ、ジャーナル部の根本部分の強度を確保することができ、肉厚の薄い素管を用いることにより、胴部及びジャーナル部の外周面の切削加工に要する時間を短縮して生産性を向上させることができ、素管のコストを抑えることができる。
【００７８】
また、前記薄肉ローラの製造方法において、中空円筒状の素管の一端部内側にリング状部材を固定する第１の工程、前記素管の一端部を前記リング状部材に圧接するように縮径加工して前記一方の連結部を軸方向と直交する方向に形成するとともに、前記中空円筒状の胴部の一端部及び前記一方のジャーナル部を形成する第２の工程、前記リング状部材を前記素管の他端部内側に移動させて固定する第３の工程、前記素管の他端部を前記リング状部材に圧接するように縮径加工して前記他方の連結部を軸方向と直交する方向に形成するとともに、前記胴部の他端部及び前記他方のジャーナル部を形成する第４の工程、前記縮径加工後に前記リング状部材を前記胴部内部から取り除く第５の工程、及び、前記縮径加工して形成したジャーナル部及び前記胴部の外周面に切削加工を施して所定寸法に形成する第６の工程を順次有するようにすることができ、この場合でも、連結部をリング状部材に沿って軸方向と直交する方向に形成することができ、連結部の外表面をジャーナル部の根本部分の外周面及び胴部の外周面とほぼ垂直になるように形成でき、また、ジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分を曲率の小さなＲ形状とすることができる。
【００７９】
なお、前記縮径加工後にリング状部材を胴部から取り除く方法としては、リング状部材を縮径加工の加工力に耐えられるように構成しつつ、折りたたみ可能に構成することが考えられる。
【００８０】
したがって、連結部をリング状部材に沿って軸方向と直交する方向に形成することができ、連結部の外表面をジャーナル部の根本部分の外周面及び胴部の外周面とほぼ垂直になるように形成できるので、連結部の外表面とジャーナル部の根本部分の外周面との垂直度を確保するために、連結部の外表面及びジャーナル部の根本部分の外周面を切削加工した場合でも、その切削量は僅かですみ、切削後のジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分の肉厚を十分に確保することができ、ジャーナル部の根本部分の強度を確保することができる。このため、肉厚の薄い素管を用いて胴部の両端部を縮径加工した場合でも、ジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分の肉厚を十分に確保することができ、ジャーナル部の根本部分の強度を確保することができ、肉厚の薄い素管を用いることにより、胴部及びジャーナル部の外周面の切削加工に要する時間を短縮して生産性を向上させることができ、素管のコストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の一実施形態の薄肉ローラを有する加熱ローラを示す側断面図である。
【図２】本発明の一実施形態の加熱ローラを用いる定着装置を示す概略図である。
【図３】本発明の一実施形態の薄肉ローラの胴部とジャーナル部との間の連結部を示す要部側断面図である。
【図４】（Ａ）は本発明の一実施形態の薄肉ローラに用いられるリング状部材の正面図、（Ｂ）は前記リング状部材の側断面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｈ）は本発明の一実施形態の薄肉ローラを有する加熱ローラの製造方法を説明する概略図である。
【図６】本発明の他の実施形態の薄肉ローラの胴部とジャーナル部との間の連結部を示す要部側断面図である。
【図７】従来の薄肉ローラを有する加熱ローラを示す側断面図である。
【図８】従来の薄肉ローラを有する加熱ローラの製造方法を説明する概略図である。
【図９】従来のスピニング加工により形成した薄肉ローラの胴部とジャーナル部との間の連結部を示す要部側断面図である。
【図１０】従来のスエージ加工により形成した薄肉ローラの胴部とジャーナル部との間の連結部を示す要部側断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１、２１ 加熱ローラ
２、２２ 胴部
２ａ、２２ａ 胴部の外周面
３、２３ ジャーナル部
３ａ、２３ａ ジャーナル部の根本部分
３ｂ、２３ｂ ジャーナル部の根本部分の外周面
４、２４ 連結部
４ａ、２４ａ 連結部の外表面
５、２５ 薄肉ローラ
６、２６ 定着ベルト
７、２７ 軸受け
８、２８ 寄り止め部
８ａ、２８ａ 寄り止め部の先端面
９ リング状部材
９ａ リング状部材の端面
９ｂ リング状部材の外周縁
９ｃ リング状部材の内周縁の環状突部
１０ リブ
１１ 定着ローラ
１２ 加圧ローラ
１３ 定着装置
１４ トナー像
１５ 記録紙
１６ 支持部材
１７ 溝
１８ ＮＣ旋盤
１９ 塗装ノズル
２９ 素管
３０ コレットチャック
３１ 絞りローラ
Ａ、Ｂ ダレ部
ｘ１ 連結部の曲げ加工部分の肉厚
ｘ２ 胴部の肉厚
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄肉ローラ、定着装置及び薄肉ローラの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、記録紙上に形成されたトナー像を定着させる方法として、熱と圧力による熱定着方式が用いられており、この熱定着方式の一つとして、ベルト定着方式による定着装置がある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この定着装置は、定着ローラと、加熱手段を内蔵した加熱ローラと、定着ローラと加熱ローラとの間に掛け回される無端状の定着ベルトと、この定着ベルトが掛け回された定着ローラに圧接される加圧ローラとを備えており、定着ベルトが掛け回された定着ローラと加圧ローラとの間を表面にトナー像が形成された記録紙が挿通することにより、加熱及び加圧によりトナー像が記録紙上に定着するものである。
【０００４】
この定着装置では、定着ベルトが定着可能な温度に達するまでの立ち上がり時間を短縮して複写機などの省電力化を進めるために、前記加熱ローラの肉厚を薄く形成したり、加熱ローラを小径化して加熱ローラ内部の加熱手段の熱が加熱ローラの外周面に伝達しやすくすることが望まれている。
【０００５】
また、この定着装置では、定着ベルトが周回しているときに左右の張力バランスが崩れて定着ベルトが左右のいずれかの方向にずれてしまう斜行現象を防止するために、定着ベルトには寄り止め部材が設けられている（例えば、特許文献２）。
【０００６】
図７に示すように、前記加熱ローラ２１は、中空円筒状の胴部２２と、該胴部２２の両端部を縮径加工して形成したジャーナル部２３と、前記胴部２２と前記ジャーナル部２３とを連結する連結部２４とを備えた薄肉ローラ２５を有しており、前記胴部２２の外周には定着ベルト２６が巻回されるとともに胴部２２の内部には図示しないハロゲンヒータ等の加熱手段が設けられ、前記ジャーナル部２３に嵌合した軸受け２７により回転可能に軸支されている。
【０００７】
前記胴部２２の両側端面である連結部２４の外表面２４ａは、胴部２２の外周面２２ａと垂直になるように形成されており、前記定着ベルト２６の両側に加熱ローラ２１側に突出して形成された前記寄り止め部２８と前記連結部２４の外表面２４ａとが係合するようになっている。
【０００８】
また、前記寄り止め部２８の先端面２８ａとジャーナル部の根本部分２３ａの外周面２３ｂとの間には所定の間隙が形成されており、これにより寄り止め部２８がジャーナル部２３の根本部分２３ａと接触して定着ベルト２６が加熱ローラ２１から外れることを防ぐようになっている。
【０００９】
このような加熱ローラ２１の薄肉ローラ２５を形成するには、図８に示すように、中空円筒状の素管２９をコレットチャック３０で把持し、素管２９に回転を与えた状態で絞りローラ３１を素管２９の両端部外周面に押し付けて移動させ、前記胴部２２となる素管２９の両端部を縮径したジャーナル部２３を絞り加工により形成する。このジャーナル部２３の絞り加工はいわゆるスピニング加工といわれるもので、一回の加工ではジャーナル部２３の形状精度を確保することが難しいので、絞りローラ３１の押し込み量や位置を調整して数回に分けて加工を行い、所定の形状を作りこむようになっている。
【００１０】
その後、ジャーナル部２３の外周面を切削加工して軸受け２７に合わせた所定の芯金寸法に形成するとともに、胴部２２となる素管２９の外周面を切削加工して所定の肉厚の胴部２２を形成するようになっている。また、前記定着ベルト２６の寄り止め部２８の先端面２８ａとジャーナル部２３の根本部分２３ａの外周面２３ｂとの間に所定の間隙を形成するように、ジャーナル部２３の根本部分２３ａの外周面２３ｂと前記連結部２４の外表面２４ａとの間が垂直になるように切削加工するようになっている。
【００１１】
その後、胴部２２の表面にポリ四フッ化塩化エチレン塗装やアルマイト処理を施すとともに、胴部２２の内部に図示しない加熱手段を設けることにより、最終形状としての加熱ローラ２１を形成するようになっている。
【００１２】
このように、加熱ローラ２１の薄肉ローラ２５をスピニング加工により形成する場合には、素管２９を把持するコレットチャック３０の把持力と素管２９自体の剛性によってスピニング加工の加工力に対抗しているため、ジャーナル部２３から胴部２２にかけて角度の急な曲げ加工を行うと、素管２９の剛性が負けてしまい、図９に示すように、胴部２２とジャーナル部２３とを連結する連結部２４において、曲げ部分が緩やかなＲ形状となるいわゆるダレ部Ａ、Ｂが２箇所発生する。
【００１３】
前記ダレ部Ａ、Ｂのうち前記胴部２２と連結部２４との間に発生するダレ部Ａは、前記したように胴部２２の外周面２２ａを切削加工する際に取り除かれ、胴部２２の外周面２２ａと連結部２４の外表面２４ａとの垂直度は確保される。
【００１４】
しかし、前記連結部２４とジャーナル部２３の根本部分２３ａとの間に発生するダレ部Ｂは、前記したように定着ベルト２６の寄り止め部２８の先端面２８ａとジャーナル部２３の根本部分２３ａの外周面２３ｂとの間に所定の間隙を形成するように切削加工してジャーナル部２３の根本部分２３ａの外周面２３ｂと連結部２４の外表面２４ａとの垂直度を確保するように形成すると、切削加工後の肉厚ｘ１が薄くなり（図９の二点鎖線が切削加工前の状態を示す）、加熱ローラ２１を回転可能に軸支するジャーナル部２３の根本部分２３ａの強度を確保することができないという問題がある。
【００１５】
したがって、前記切削加工後のジャーナル部２３の根本部分２３ａの肉厚を確保するには、肉厚の厚い素管２９を用いてスピニング加工を行い、切削加工後のダレ部Ｂの肉厚ｘ１が厚くなるようにする必要がある。
【００１６】
例えば、前記したように定着ベルト２６が定着可能な温度に達するまでの立ち上がり時間を短縮するために加熱ローラ２１を薄肉に形成する場合には、加熱ローラ２１の性能として胴部２２の肉厚ｘ２が０．４ｍｍ必要な場合でも、ジャーナル部２３の根本部分２３ａの強度を確保するために例えば２ｍｍの肉厚の素管２９から曲げ加工をしなければならず、曲げ加工後に胴部２２では１．６ｍｍもその外周部を切削加工する必要がある。このため、切削加工時の切削パス回数が増え、加工時間が長くなり生産性が低下するという問題があり、また素管２９のコストが高くなるという問題がある。
【００１７】
また、加熱ローラ２１の内部の加熱手段の熱が加熱ローラ２１の外周面に伝達しやすくするために加熱ローラ２１を小径化する場合には、ジャーナル部２３の外径ｒ１は軸受け２７との関係で定まっているので、結果として胴部２２とジャーナル部２３との外径の寸法差が小さくなり、この場合には曲げ量が少ないためにジャーナル部２３から胴部２２にかけて角度の急な曲げ加工を行うことがより難しくなり、前記した場合と同様に曲げ部分が緩やかなＲ形状となるいわゆるダレ部が発生する。そして、前記定着ベルト２６の寄り止め部２８の先端面２８ａとジャーナル部２３の根本部分２３ａの外周面２３ｂとの間に所定の間隙が形成されるようにこの曲げ部分を切削加工することにより、前記した場合と同様の問題（切削加工後のジャーナル部２３の根本部分２３ａの肉厚が薄くなり、十分な強度を確保できない点）が生じる。
【００１８】
また、加熱ローラ２１の薄肉ローラ２５のジャーナル部２３を工具間で圧縮成形するいわゆるスエージ加工により形成する場合もあるが、この場合も図１０に示すように、ジャーナル部２３の根本部分２３ａが緩やかなＲ形状の曲げ部分Ｃとして形成され、その後この曲げ部分Ｃを切削加工することにより前記した場合と同様の問題が生ずる。
【特許文献１】特開２０００−８９５９３号公報（図１）
【特許文献２】特開２００４−１０９４５４号公報（図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明はかかる問題を解決し、肉厚の薄い素管であってもジャーナル部の根本部分の強度を十分に確保することができる薄肉ローラ、定着装置及び薄肉ローラの製造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】
【００２０】
上記目的達成のために、請求項１に記載された発明は、中空円筒状の胴部と、該胴部の両端部を縮径加工して形成したジャーナル部と、前記胴部と前記ジャーナル部とを連結する連結部とを備えた薄肉ローラにおいて、前記胴部の両端部近傍内側に、胴部の内周に設けられたリブに固定されたリング状部材を有し、そして、前記連結部として、前記リング状部材に圧接するように前記胴部の両端部を縮径加工して軸方向と直交する方向に形成した連結部を有することを特徴とする。
【００２１】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載の発明において、前記リング状部材が、前記連結部との接触側端面の内周縁に環状突部を有することを特徴とする。
【００２２】
請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記リング状部材と前記胴部とが同一材料で構成されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項４に記載された発明は、中空円筒状の胴部と、該胴部の両端部を縮径加工して形成したジャーナル部と、前記胴部と前記ジャーナル部とを連結する連結部とを備えた薄肉ローラにおいて、前記連結部として、前記胴部の両端部近傍内側に取り外し可能に固定したリング状部材に圧接するように前記胴部の両端部を縮径加工して軸方向と直交する方向に形成した連結部を有することを特徴とする。
【００２４】
請求項５に記載された発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の薄肉ローラの胴部の内部に加熱手段を設けて加熱ローラとしたことを特徴とする。
【００２５】
請求項６に記載された発明は、定着ローラと、加熱ローラと、該加熱ローラと前記定着ローラとの間に掛け回される定着ベルトと、該定着ベルトが掛け回された定着ローラに圧接される加圧ローラとを備えた定着装置において、前記加熱ローラとして請求項５記載の薄肉ローラを有することを特徴とする。
【００２６】
請求項７に記載された発明は、中空円筒状の胴部と、該胴部の両端部を縮径加工して形成したジャーナル部と、前記胴部と前記ジャーナル部とを連結する連結部とを備えた薄肉ローラの製造方法において、中空円筒状の素管の両端部内側にリング状部材を仮置きする第１の工程、前記素管の両端部内周に前記リング状部材を固定するリブを前記素管の外周に溝を形成することにより形成する第２の工程、前記素管の両端部を前記リング状部材に圧接するように縮径加工して前記連結部を軸方向と直交する方向に形成するとともに、前記中空円筒状の胴部及び前記ジャーナル部を形成する第３の工程、及び、前記縮径加工して形成したジャーナル部及び前記胴部の外周面に切削加工を施して所定寸法に形成する第４の工程を順次有することを特徴とする。
【００２７】
請求項８に記載された発明は、中空円筒状の胴部と、該胴部の両端部を縮径加工して形成したジャーナル部と、前記胴部と前記ジャーナル部とを連結する連結部とを備えた薄肉ローラの製造方法において、中空円筒状の素管の一端部内側にリング状部材を固定する第１の工程、前記素管の一端部を前記リング状部材に圧接するように縮径加工して前記一方の連結部を軸方向と直交する方向に形成するとともに、前記中空円筒状の胴部の一端部及び前記一方のジャーナル部を形成する第２の工程、前記リング状部材を前記素管の他端部内側に移動させて固定する第３の工程、前記素管の他端部を前記リング状部材に圧接するように縮径加工して前記他方の連結部を軸方向と直交する方向に形成するとともに、前記胴部の他端部及び前記他方のジャーナル部を形成する第４の工程、前記縮径加工後に前記リング状部材を前記胴部内部から取り除く第５の工程、及び、前記縮径加工して形成したジャーナル部及び前記胴部の外周面に切削加工を施して所定寸法に形成する第６の工程を順次有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
請求項１に記載された発明によれば、中空円筒状の胴部と、該胴部の両端部を縮径加工して形成したジャーナル部と、前記胴部と前記ジャーナル部とを連結する連結部とを備えた薄肉ローラにおいて、前記胴部の両端部近傍内側に、胴部の内周に設けられたリブに固定されたリング状部材を有し、そして、前記連結部として、前記リング状部材に圧接するように前記胴部の両端部を縮径加工して軸方向と直交する方向に形成したので、リブによりリング状部材が軸方向に移動しないように固定した状態で連結部をリング状部材に沿って形成することができ、連結部の外表面をジャーナル部の根本部分の外周面及び胴部の外周面とほぼ垂直になるように形成でき、また、ジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分を曲率の小さなＲ形状とすることができる。
【００２９】
このため、連結部の外表面とジャーナル部の根本部分の外周面との垂直度を確保するために、連結部の外表面及びジャーナル部の根本部分の外周面を切削加工した場合でも、その切削量は僅かですみ、切削後のジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分の肉厚を十分に確保することができ、ジャーナル部の根本部分の強度を確保することができる。
【００３０】
したがって、肉厚の薄い素管を用いて胴部の両端部を縮径加工した場合でも、ジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分の肉厚を十分に確保することができ、ジャーナル部の根本部分の強度を確保することができ、肉厚の薄い素管を用いることにより、胴部及びジャーナル部の外周面の切削加工に要する時間を短縮して生産性を向上させることができ、素管のコストを抑えることができる。また、リング状部材により、ジャーナル部の根本部分の強度をより高めることができる。
【００３１】
請求項２に記載された発明によれば、前記リング状部材が、前記連結部との接触側端面の内周縁に環状突部を有するので、リング状部材の環状突部がリング状部材に沿って形成される連結部と接触することによりリング状部材と連結部との接触面積がより大きくなり、ジャーナル部の根本部分の強度をより高めることができる。
【００３２】
請求項３に記載された発明によれば、前記リング状部材と前記胴部とが同一材料で構成されているので、胴部とリング状部材との熱膨張差によるリング状部材の緩みを防ぐことができ、ジャーナル部の根本部分の経時変化を抑えて、その強度を保持することができる。
【００３３】
請求項４に記載された発明によれば、中空円筒状の胴部と、該胴部の両端部を縮径加工して形成したジャーナル部と、前記胴部と前記ジャーナル部とを連結する連結部とを備えた薄肉ローラにおいて、前記連結部として、前記胴部の両端部近傍内側に取り外し可能に固定したリング状部材に圧接するように前記胴部の両端部を縮径加工して軸方向と直交する方向に形成した連結部を有するので、連結部をリング状部材に沿って形成することができ、連結部の外表面をジャーナル部の根本部分の外周面及び胴部の外周面とほぼ垂直になるように形成でき、また、ジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分を曲率の小さなＲ形状とすることができる。
【００３４】
このため、連結部の外表面とジャーナル部の根本部分の外周面との垂直度を確保するために、連結部の外表面及びジャーナル部の根本部分の外周面を切削加工した場合でも、その切削量は僅かですみ、切削後のジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分の肉厚を十分に確保することができ、ジャーナル部の根本部分の強度を確保することができる。
【００３５】
したがって、肉厚の薄い素管を用いて胴部の両端部を縮径加工した場合でも、ジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分の肉厚を十分に確保することができ、ジャーナル部の根本部分の強度を確保することができ、肉厚の薄い素管を用いることにより、胴部及びジャーナル部の外周面の切削加工に要する時間を短縮して生産性を向上させることができ、素管のコストを抑えることができる。
【００３６】
請求項５に記載された発明によれば、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の薄肉ローラの胴部の内部に加熱手段を設けて加熱ローラとしたので、加熱ローラの薄肉ローラのジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分の肉厚を十分に確保することができ、ジャーナル部の根本部分の強度を確保することができる。
【００３７】
このため、ジャーナル部の根本部分の強度を十分に確保しながら加熱ローラを薄肉に、かつ、小径に形成することができ、胴部内部の加熱手段の熱を加熱ローラの外周面に伝達しやすくすることができ、加熱ローラに巻回された定着ベルトが定着可能な温度に達するまでの立ち上がり時間を短縮することができる。
【００３８】
請求項６に記載された発明によれば、定着ローラと、加熱ローラと、該加熱ローラと前記定着ローラとの間に掛け回される定着ベルトと、該定着ベルトが掛け回された定着ローラに圧接される加圧ローラとを備えた定着装置において、前記加熱ローラとして請求項５記載の薄肉ローラを有するので、定着装置の加熱ローラのジャーナル部の根本部分の強度を十分に確保しながら加熱ローラを薄肉に、かつ、小径に形成することができ、定着装置が定着可能な温度に達するまでの立ち上がり時間を短縮することができる。
【００３９】
請求項７に記載された発明によれば、中空円筒状の胴部と、該胴部の両端部を縮径加工して形成したジャーナル部と、前記胴部と前記ジャーナル部とを連結する連結部とを備えた薄肉ローラの製造方法において、中空円筒状の素管の両端部内側にリング状部材を仮置きする第１の工程、前記素管の両端部内周に前記リング状部材を固定するリブを前記素管の外周に溝を形成することにより形成する第２の工程、前記素管の両端部を前記リング状部材に圧接するように縮径加工して前記連結部を軸方向と直交する方向に形成するとともに、前記中空円筒状の胴部及び前記ジャーナル部を形成する第３の工程、及び、前記縮径加工して形成したジャーナル部及び前記胴部の外周面に切削加工を施して所定寸法に形成する第４の工程を順次有するので、リブによりリング状部材が軸方向に移動しないように固定した状態で連結部をリング状部材に沿って形成することができ、連結部の外表面をジャーナル部の根本部分の外周面及び胴部の外周面とほぼ垂直になるように形成でき、また、ジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分を曲率の小さなＲ形状とすることができる。
【００４０】
このため、連結部の外表面とジャーナル部の根本部分の外周面との垂直度を確保するために、連結部の外表面及びジャーナル部の根本部分の外周面を切削加工した場合でも、その切削量は僅かですみ、切削後のジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分の肉厚を十分に確保することができ、ジャーナル部の根本部分の強度を確保することができる。
【００４１】
したがって、肉厚の薄い素管を用いて胴部の両端部を縮径加工した場合でも、ジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分の肉厚を十分に確保することができ、ジャーナル部の根本部分の強度を確保することができ、肉厚の薄い素管を用いることにより、胴部及びジャーナル部の外周面の切削加工に要する時間を短縮して生産性を向上させることができ、素管のコストを抑えることができる。また、リング状部材により、ジャーナル部の根本部分の強度をより高めることができる。
【００４２】
また、前記リング状部材を固定するリブを前記胴部の外周に溝を形成することにより形成したので、ジャーナル部をスピニング加工により縮径加工する際の絞りローラを利用して、絞りローラを胴部の外周面に押し込むことにより溝を形成して胴部の内周に溝に対応したリブを形成することができ、既存のスピニング加工の絞りローラを使用して簡易にリブを形成することができる。
【００４３】
請求項８に記載された発明によれば、中空円筒状の胴部と、該胴部の両端部を縮径加工して形成したジャーナル部と、前記胴部と前記ジャーナル部とを連結する連結部とを備えた薄肉ローラの製造方法において、中空円筒状の素管の一端部内側にリング状部材を固定する第１の工程、前記素管の一端部を前記リング状部材に圧接するように縮径加工して前記一方の連結部を軸方向と直交する方向に形成するとともに、前記中空円筒状の胴部の一端部及び前記一方のジャーナル部を形成する第２の工程、前記リング状部材を前記素管の他端部内側に移動させて固定する第３の工程、前記素管の他端部を前記リング状部材に圧接するように縮径加工して前記他方の連結部を軸方向と直交する方向に形成するとともに、前記胴部の他端部及び前記他方のジャーナル部を形成する第４の工程、前記縮径加工後に前記リング状部材を前記胴部内部から取り除く第５の工程、及び、前記縮径加工して形成したジャーナル部及び前記胴部の外周面に切削加工を施して所定寸法に形成する第６の工程を順次有するので、連結部をリング状部材に沿って軸方向と直交する方向に形成することができ、連結部の外表面をジャーナル部の根本部分の外周面及び胴部の外周面とほぼ垂直になるように形成でき、また、ジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分を曲率の小さなＲ形状とすることができる。
【００４４】
このため、連結部の外表面とジャーナル部の根本部分の外周面との垂直度を確保するために、連結部の外表面及びジャーナル部の根本部分の外周面を切削加工した場合でも、その切削量は僅かですみ、切削後のジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分の肉厚を十分に確保することができ、ジャーナル部の根本部分の強度を確保することができる。
【００４５】
したがって、肉厚の薄い素管を用いて胴部の両端部を縮径加工した場合でも、ジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分の肉厚を十分に確保することができ、ジャーナル部の根本部分の強度を確保することができ、肉厚の薄い素管を用いることにより、胴部及びジャーナル部の外周面の切削加工に要する時間を短縮して生産性を向上させることができ、素管のコストを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
図１は、本発明の一実施形態の薄肉ローラ５を有する加熱ローラ１の断面図である。
加熱ローラ１は、中空円筒状の胴部２と、胴部２の両端部を縮径加工して形成したジャーナル部３と、胴部２とジャーナル部３とを連結する連結部４とを備えた薄肉ローラ５を有している。加熱ローラ１の内部には、図示しないハロゲンヒータ等からなる加熱手段が設けられており、加熱ローラ１は前記ジャーナル部３に嵌合した軸受け７によって回転可能に軸支されている。
【００４７】
この加熱ローラ１は、図２に示すように、定着ローラ１１と、定着ローラ１１と加熱ローラ１との間に掛け回される無端状の定着ベルト６と、この定着ベルト６が掛け回された定着ローラ１１に圧接される加圧ローラ１２とを備える定着装置１３に用いられており、定着ベルト６が掛け回された定着ローラ１１と加圧ローラ１２との間を表面にトナー像１４が形成された記録紙１５が挿通することにより、加熱及び加圧によりトナー像１４が記録紙１５上に定着するようになっている。
【００４８】
前記加熱ローラ１の薄肉ローラ５の胴部２の両端部近傍内側には、胴部２と嵌合するリング状部材９が設けられており、このリング状部材９は、図４に示すような薄い円筒形状を有しており、リング状部材９の端面のうち胴部２の軸方向外側の端面９ａが胴部２の軸方向と直交する方向に形成されている。
【００４９】
また、図３に示すように、前記リング状部材９の胴部２の軸方向内側端面の外周縁９ｂが胴部２の内周に形成されたリブ１０と係合しており、胴部２の両端部近傍内側に設けられたリング状部材９が胴部２の軸方向内側に移動しないように固定されている。
【００５０】
前記胴部２とジャーナル部３とを連結する連結部４は、胴部２の両端部を前記リング状部材９に圧接するように縮径加工して胴部２の軸方向と直交する方向に形成されており、前記連結部４は、前記リング状部材９の端面９ａに沿って胴部２の軸方向と直交する方向に形成されて、連結部４の外表面４ａが前記ジャーナル部３の根本部分３ａの外周面３ｂ及び胴部２の外周面２ａとほぼ垂直になるように形成されている。
【００５１】
これにより、加熱ローラ１の薄肉ローラ５の胴部２に巻回される定着ベルト６の両側に加熱ローラ１側に突出して形成された寄り止め部８が前記連結部４の外表面４ａと係合し、定着ベルト６が周回しているときの斜行現象を防ぐようになっている。また、前記寄り止め部８の先端面８ａと前記ジャーナル部３の根本部分３ａの外周面３ｂとの間には、所定の間隙が形成されており、これにより寄り止め部８がジャーナル部３の根本部分３ａと接触して定着ベルト６が加熱ローラ１から外れることを防ぐようになっている。
【００５２】
本実施形態では、前記加熱ローラ１の薄肉ローラ５は、中空円筒状のアルミニウム合金の素管から形成されており、前記胴部２の外径ｒ２が２５ｍｍと小径に、かつ、胴部２の肉厚ｘ２が０．４ｍｍと薄肉に形成されており、また胴部２の内周面は黒色に塗装されている。これにより、加熱ローラ１に内蔵された加熱手段の熱が胴部２の外周面２ａに伝達しやすくなり、加熱ローラ１に巻回された定着ベルト６が定着可能な温度に達するまでの立ち上がり時間を短縮することができるようになっている。
【００５３】
前記胴部２の両端部のジャーナル部３は、嵌合される軸受け７の規格から外径ｒ１が２０ｍｍとされており、ジャーナル部３の強度を確保するために少なくとも１ｍｍ以上の肉厚を有するように形成されている。また、前記胴部２の内側に嵌合されたリング状部材９は、好ましくは胴部２と同一材料のアルミニウム合金で形成されており、加熱ローラ１使用時の薄肉ローラ５の胴部２とリング状部材９との熱膨張差によるリング状部材９の緩みを防ぐことができるようになっている。
【００５４】
なお、前記胴部２の外周面２ａには、巻回される定着ベルト６との接触による摩耗を防ぐために図示しない離型層が形成されており、この離型層はアルマイト処理やポリ四フッ化塩化エチレン塗装により形成されている。
【００５５】
本実施形態によれば、図３に示すように、加熱ローラ１の薄肉ローラ５の胴部２とジャーナル部３との間の連結部４は、胴部２の両端部を前記リング状部材９に圧接するように縮径加工して胴部２の軸方向と直交する方向に形成されており、前記連結部４は、前記リング状部材９の端面９ａに沿って胴部２の軸方向と直交する方向に形成されている。これにより、前記連結部４の外表面４ａを前記ジャーナル部３の根本部分３ａの外周面３ｂ及び胴部２の外周面２ａとほぼ垂直になるように形成でき、また、ジャーナル部３と胴部２との間の連結部４の曲げ加工部分を曲率の小さなＲ形状とすることができる。
【００５６】
このため、前記連結部４の外表面４ａと前記ジャーナル部３の根本部分３ａの外周面３ｂとの垂直度を確保するために、連結部４の外表面４ａ及びジャーナル部３の根本部分３ａの外周面３ｂを切削加工した場合でも、その切削量は僅かですみ（図３の二点鎖線が切削加工前の状態を示す）、切削後のジャーナル部３と胴部２との間の連結部の曲げ加工部分の肉厚ｘ１を十分に確保することができ、ジャーナル部３の根本部分３ａの強度を確保することができる。
【００５７】
したがって、肉厚の薄い素管を用いて、加熱ローラ１の薄肉ローラ５の胴部２の両端部を縮径加工した場合でも、ジャーナル部３と胴部２との間の連結部４の曲げ加工部分の肉厚ｘ１を十分に確保することができ、ジャーナル部３の根本部分３ａの強度を確保することができ、肉厚の薄い素管を用いることにより、胴部２及びジャーナル部３の外周面の切削加工に要する時間を短縮して生産性を向上させることができ、素管のコストを抑えることができる。また、前記リング状部材９により、ジャーナル部３の根本部分３ａの強度をより高めることができる。
【００５８】
また、前記リング状部材９の胴部２の軸方向内側端面の外周縁９ｂが胴部２の内周に形成されたリブ１０と係合しているので、薄肉ローラ５の胴部２の両端部近傍内側に設けたリング状部材９を胴部２の軸方向内側に移動しないように固定することができ、胴部２とジャーナル部３との間の連結部４を、胴部２の両端部をリング状部材９に圧接するように縮径加工して胴部２の軸方向と直交する方向に確実に形成することができる。また、前記リング状部材９が前記連結部４と前記リブ１０との間に固定されているので、前記ジャーナル部３の根本部分３ａの強度をより高めることができる。
【００５９】
また、本実施形態による薄肉ローラ５を有する加熱ローラ１によれば、ジャーナル部３の根本部分３ａの強度を十分に確保しながら加熱ローラ１を薄肉に、かつ、小径に形成することができ、胴部２内部の加熱手段の熱を加熱ローラ１の外周面に伝達しやすくすることができ、加熱ローラ１に巻回された定着ベルト６が定着可能な温度に達するまでの立ち上がり時間を短縮することができる。
【００６０】
また、本実施形態による薄肉ローラ５を有する加熱ローラ１を備える定着装置１３によれば、加熱ローラ１のジャーナル部３の根本部分３ａの強度を十分に確保しながら加熱ローラ１を薄肉に、かつ、小径に形成することができ、定着装置１３が定着可能な温度に達するまでの立ち上がり時間を短縮することができる。
【００６１】
次に、本発明の一実施形態の薄肉ローラ５を有する加熱ローラ１の製造方法について説明する。
図５は、中空円筒状の胴部２と、胴部２の両端部を縮径加工して形成したジャーナル部３と、胴部２とジャーナル部３とを連結する連結部４とを備えた薄肉ローラ５を備えた加熱ローラ１を製造する場合に、薄肉ローラ５の胴部２の両端部をスピニング加工により同時に縮径加工する場合を示すものである。
【００６２】
まず、中空円筒状の素管２９を用意し（図５（Ａ））、この素管２９の両端部内側の所定位置に、素管２９と嵌合するリング状部材９を仮置きする（図５（Ｂ））。このリング状部材９の仮置きは、例えば、支持部材１６の両端部にリング状部材９を保持した状態で、この支持部材１６を素管２９の内部に挿入することにより行われる。これにより、リング状部材９の端面のうち素管２９の軸方向外側の端面９ａが素管２９の軸方向と直交する方向に形成されたリング状部材９を素管２９の両端部内側の所定位置に配置することができる。
【００６３】
次に、前記素管２９の内周に、前記仮置きされたリング状部材９と係合するリブ１０を形成する（図５（Ｃ））。このリブ１０は、スピニング加工をする際の絞りローラ３１を利用して、絞りローラ３１を素管２９の外周面に押し込むことにより溝１７を形成し、素管２９の内周に溝１７に対応したリブ１０を形成するものである。これにより、前記リング状部材９の胴部２の軸方向内側端面の外周縁９ｂが前記リブ１０と係合するようになり、リング状部材９が素管２９の軸方向内側に移動しないように固定することができるようになる。
【００６４】
次に、前記素管２９の両端部に絞りローラ３１を押しつけ、素管２９の軸方向外側から内側に向けて前記リング状部材９が固定された位置まで絞りローラ３１を移動させ、素管２９の両端部をリング状部材９に圧接するように縮径加工することにより、中空円筒状の胴部２及びジャーナル部３を形成するとともに、胴部２とジャーナル部３とを連結する連結部４を胴部２の軸方向と直交する方向に形成する。（図５（Ｄ））。
【００６５】
これにより、素管２９の両端部のジャーナル部３と、素管２９の中央部の胴部２とを連結する連結部４は、胴部２の両端部をリング状部材９に圧接するように縮径加工して胴部２の軸方向と直交する方向に形成されるようになり、連結部４は、リング状部材９の端面９ａに沿って胴部２の軸方向と直交する方向に形成されて、連結部４の外表面４ａがジャーナル部３の根本部分３ａの外周面３ｂ及び胴部２の外周面２ａとほぼ垂直になるように形成されるようになる。また、ジャーナル部３と胴部２との間の連結部の曲げ加工部分が曲率の小さなＲ形状に形成されるようになる。
【００６６】
次に、前記リング状部材９を保持していた支持部材１６を素管２９から取り出し、ＮＣ旋盤１８により前記ジャーナル部３のセンタ加工を行う（図５（Ｅ））とともに、ジャーナル部３の外周面を切削して（図５（Ｆ））、軸受けに合わせた所定の芯金寸法に形成する。また、胴部２となる素管２９の外周面を切削して胴部２の肉厚を所定寸法に形成する（図５（Ｇ））。
【００６７】
そして最後に、塗装ノズル１９から胴部２の外周面２ａをポリ四フッ化塩化エチレン塗装して定着ベルトとの接触による摩耗を防ぐための図示しない離型層を形成する（図５（Ｈ））とともに、胴部２の内部に図示しないハロゲンヒータ等からなる加熱手段を設けることにより、薄肉ローラ５を有する加熱ローラ１が完成する。
【００６８】
本実施形態によれば、中空円筒状の素管２９から一体に形成される加熱ローラ１の薄肉ローラ５の胴部２の両端部をスピニング加工により同時に縮径加工してジャーナル部３を形成する場合に、リブ１０との係合によりリング状部材９が軸方向に移動しないように固定した状態で連結部４が素管２９の軸方向と直交する方向に形成されるようになるので、連結部４の外表面４ａがジャーナル部３の根本部分３ａの外周面３ｂ及び胴部２の外周面２ａとほぼ垂直になるように形成され、また、ジャーナル部３と胴部２との間の連結部４の曲げ加工部分が曲率の小さなＲ形状に形成されるようになる。このため、連結部４の外表面４ａとジャーナル部３の根本部分３ａの外周面３ｂとの垂直度を確保するために、連結部４の外表面４ａ及びジャーナル部３の根本部分３ａの外周面３ｂを切削加工した場合でも、その切削量は僅かですみ、切削後のジャーナル部３と胴部２との間の連結部４の曲げ加工部分の肉厚を十分に確保することができる。
【００６９】
したがって、肉厚の薄い素管を用いて加熱ローラ１の薄肉ローラ５の胴部２の両端部を縮径加工した場合でも、ジャーナル部３と胴部２との間の連結部４の曲げ加工部分の肉厚を十分に確保することができ、ジャーナル部３の根本部分３ａの強度を確保することができ、肉厚の薄い素管を用いることにより、切削加工に要する時間を短縮して生産性を向上させることができ、また、素管のコストを抑えることができる。また、前記リング状部材９により、ジャーナル部３の根本部分３ａの強度をより高めることができる。
【００７０】
また、ジャーナル部３をスピニング加工により縮径加工する際の絞りローラ３１を利用して、絞りローラ３１を素管２９の外周面に押し込むことにより溝１７を形成して素管２９の内周に溝１７に対応したリブ１０を形成することができ、既存のスピニング加工の絞りローラ３１を使用して簡易にリブ１０を形成することができる。
【００７１】
図６は、本発明の他の実施形態の薄肉ローラ５を示したもので、図３に示したリング状部材９が前記連結部４との接触側端面の内周縁に環状突部９ｃを有するものである。
【００７２】
本実施形態によれば、リング状部材９の環状突部９ｃが連結部４と接触することによりリング状部材９と連結部４との接触面積がより大きくなり、ジャーナル部３の根本部分３ａの強度をより高めることができる。
【００７３】
なお、前記した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。すなわち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形することができる。
【００７４】
例えば、前記薄肉ローラにおいて、前記連結部として、前記胴部の両端部近傍内側に取り外し可能に固定したリング状部材に圧接するように前記胴部の両端部を縮径加工して軸方向と直交する方向に形成した連結部を有するように形成することができ、この場合は胴部の内部のリング状部材は連結部を形成した後に取り除かれるようになり、前記実施形態のように縮径加工後の胴部の内部にリング状部材が配設された状態とならない。
【００７５】
この場合でも、連結部をリング状部材に沿って形成することができ、連結部の外表面をジャーナル部の根本部分の外周面及び胴部の外周面とほぼ垂直になるように形成でき、また、ジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分を曲率の小さなＲ形状とすることができる。
【００７６】
このため、連結部の外表面とジャーナル部の根本部分の外周面との垂直度を確保するために、連結部の外表面及びジャーナル部の根本部分の外周面を切削加工した場合でも、その切削量は僅かですみ、切削後のジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分の肉厚を十分に確保することができ、ジャーナル部の根本部分の強度を確保することができる。
【００７７】
したがって、肉厚の薄い素管を用いて胴部の両端部を縮径加工した場合でも、ジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分の肉厚を十分に確保することができ、ジャーナル部の根本部分の強度を確保することができ、肉厚の薄い素管を用いることにより、胴部及びジャーナル部の外周面の切削加工に要する時間を短縮して生産性を向上させることができ、素管のコストを抑えることができる。
【００７８】
また、前記薄肉ローラの製造方法において、中空円筒状の素管の一端部内側にリング状部材を固定する第１の工程、前記素管の一端部を前記リング状部材に圧接するように縮径加工して前記一方の連結部を軸方向と直交する方向に形成するとともに、前記中空円筒状の胴部の一端部及び前記一方のジャーナル部を形成する第２の工程、前記リング状部材を前記素管の他端部内側に移動させて固定する第３の工程、前記素管の他端部を前記リング状部材に圧接するように縮径加工して前記他方の連結部を軸方向と直交する方向に形成するとともに、前記胴部の他端部及び前記他方のジャーナル部を形成する第４の工程、前記縮径加工後に前記リング状部材を前記胴部内部から取り除く第５の工程、及び、前記縮径加工して形成したジャーナル部及び前記胴部の外周面に切削加工を施して所定寸法に形成する第６の工程を順次有するようにすることができ、この場合でも、連結部をリング状部材に沿って軸方向と直交する方向に形成することができ、連結部の外表面をジャーナル部の根本部分の外周面及び胴部の外周面とほぼ垂直になるように形成でき、また、ジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分を曲率の小さなＲ形状とすることができる。
【００７９】
なお、前記縮径加工後にリング状部材を胴部から取り除く方法としては、リング状部材を縮径加工の加工力に耐えられるように構成しつつ、折りたたみ可能に構成することが考えられる。
【００８０】
したがって、連結部をリング状部材に沿って軸方向と直交する方向に形成することができ、連結部の外表面をジャーナル部の根本部分の外周面及び胴部の外周面とほぼ垂直になるように形成できるので、連結部の外表面とジャーナル部の根本部分の外周面との垂直度を確保するために、連結部の外表面及びジャーナル部の根本部分の外周面を切削加工した場合でも、その切削量は僅かですみ、切削後のジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分の肉厚を十分に確保することができ、ジャーナル部の根本部分の強度を確保することができる。このため、肉厚の薄い素管を用いて胴部の両端部を縮径加工した場合でも、ジャーナル部と胴部との間の連結部の曲げ加工部分の肉厚を十分に確保することができ、ジャーナル部の根本部分の強度を確保することができ、肉厚の薄い素管を用いることにより、胴部及びジャーナル部の外周面の切削加工に要する時間を短縮して生産性を向上させることができ、素管のコストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の一実施形態の薄肉ローラを有する加熱ローラを示す側断面図である。
【図２】本発明の一実施形態の加熱ローラを用いる定着装置を示す概略図である。
【図３】本発明の一実施形態の薄肉ローラの胴部とジャーナル部との間の連結部を示す要部側断面図である。
【図４】（Ａ）は本発明の一実施形態の薄肉ローラに用いられるリング状部材の正面図、（Ｂ）は前記リング状部材の側断面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｈ）は本発明の一実施形態の薄肉ローラを有する加熱ローラの製造方法を説明する概略図である。
【図６】本発明の他の実施形態の薄肉ローラの胴部とジャーナル部との間の連結部を示す要部側断面図である。
【図７】従来の薄肉ローラを有する加熱ローラを示す側断面図である。
【図８】従来の薄肉ローラを有する加熱ローラの製造方法を説明する概略図である。
【図９】従来のスピニング加工により形成した薄肉ローラの胴部とジャーナル部との間の連結部を示す要部側断面図である。
【図１０】従来のスエージ加工により形成した薄肉ローラの胴部とジャーナル部との間の連結部を示す要部側断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１、２１ 加熱ローラ
２、２２ 胴部
２ａ、２２ａ 胴部の外周面
３、２３ ジャーナル部
３ａ、２３ａ ジャーナル部の根本部分
３ｂ、２３ｂ ジャーナル部の根本部分の外周面
４、２４ 連結部
４ａ、２４ａ 連結部の外表面
５、２５ 薄肉ローラ
６、２６ 定着ベルト
７、２７ 軸受け
８、２８ 寄り止め部
８ａ、２８ａ 寄り止め部の先端面
９ リング状部材
９ａ リング状部材の端面
９ｂ リング状部材の外周縁
９ｃ リング状部材の内周縁の環状突部
１０ リブ
１１ 定着ローラ
１２ 加圧ローラ
１３ 定着装置
１４ トナー像
１５ 記録紙
１６ 支持部材
１７ 溝
１８ ＮＣ旋盤
１９ 塗装ノズル
２９ 素管
３０ コレットチャック
３１ 絞りローラ
Ａ、Ｂ ダレ部
ｘ１ 連結部の曲げ加工部分の肉厚
ｘ２ 胴部の肉厚
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空円筒状の胴部と、該胴部の両端部を縮径加工して形成したジャーナル部と、前記胴部と前記ジャーナル部とを連結する連結部とを備えた薄肉ローラにおいて、
前記胴部の両端部近傍内側に、胴部の内周に設けられたリブに固定されたリング状部材を有し、そして、前記連結部として、前記リング状部材に圧接するように前記胴部の両端部を縮径加工して軸方向と直交する方向に形成した連結部を有することを特徴とする薄肉ローラ。
【請求項２】
前記リング状部材が、前記連結部との接触側端面の内周縁に環状突部を有することを特徴とする請求項１記載の薄肉ローラ。
【請求項３】
前記リング状部材と前記胴部とが同一材料で構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の薄肉ローラ。
【請求項４】
中空円筒状の胴部と、該胴部の両端部を縮径加工して形成したジャーナル部と、前記胴部と前記ジャーナル部とを連結する連結部とを備えた薄肉ローラにおいて、
前記連結部として、前記胴部の両端部近傍内側に取り外し可能に固定したリング状部材に圧接するように前記胴部の両端部を縮径加工して軸方向と直交する方向に形成した連結部を有することを特徴とする薄肉ローラ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の薄肉ローラの胴部の内部に加熱手段を設けて加熱ローラとしたことを特徴とする薄肉ローラ。
【請求項６】
定着ローラと、加熱ローラと、該加熱ローラと前記定着ローラとの間に掛け回される定着ベルトと、該定着ベルトが掛け回された定着ローラに圧接される加圧ローラとを備えた定着装置において、
前記加熱ローラとして請求項５記載の薄肉ローラを有することを特徴とする定着装置。
【請求項７】
中空円筒状の胴部と、該胴部の両端部を縮径加工して形成したジャーナル部と、前記胴部と前記ジャーナル部とを連結する連結部とを備えた薄肉ローラの製造方法において、
中空円筒状の素管の両端部内側にリング状部材を仮置きする第１の工程、前記素管の両端部内周に前記リング状部材を固定するリブを前記素管の外周に溝を形成することにより形成する第２の工程、前記素管の両端部を前記リング状部材に圧接するように縮径加工して前記連結部を軸方向と直交する方向に形成するとともに、前記中空円筒状の胴部及び前記ジャーナル部を形成する第３の工程、及び、前記縮径加工して形成したジャーナル部及び前記胴部の外周面に切削加工を施して所定寸法に形成する第４の工程を順次有することを特徴とする薄肉ローラの製造方法。
【請求項８】
中空円筒状の胴部と、該胴部の両端部を縮径加工して形成したジャーナル部と、前記胴部と前記ジャーナル部とを連結する連結部とを備えた薄肉ローラの製造方法において、
中空円筒状の素管の一端部内側にリング状部材を固定する第１の工程、前記素管の一端部を前記リング状部材に圧接するように縮径加工して前記一方の連結部を軸方向と直交する方向に形成するとともに、前記中空円筒状の胴部の一端部及び前記一方のジャーナル部を形成する第２の工程、前記リング状部材を前記素管の他端部内側に移動させて固定する第３の工程、前記素管の他端部を前記リング状部材に圧接するように縮径加工して前記他方の連結部を軸方向と直交する方向に形成するとともに、前記胴部の他端部及び前記他方のジャーナル部を形成する第４の工程、前記縮径加工後に前記リング状部材を前記胴部内部から取り除く第５の工程、及び、前記縮径加工して形成したジャーナル部及び前記胴部の外周面に切削加工を施して所定寸法に形成する第６の工程を順次有することを特徴とする薄肉ローラの製造方法。
【請求項１】
中空円筒状の胴部と、該胴部の両端部を縮径加工して形成したジャーナル部と、前記胴部と前記ジャーナル部とを連結する連結部とを備えた薄肉ローラにおいて、
前記胴部の両端部近傍内側に、胴部の内周に設けられたリブに固定されたリング状部材を有し、そして、前記連結部として、前記リング状部材に圧接するように前記胴部の両端部を縮径加工して軸方向と直交する方向に形成した連結部を有することを特徴とする薄肉ローラ。
【請求項２】
前記リング状部材が、前記連結部との接触側端面の内周縁に環状突部を有することを特徴とする請求項１記載の薄肉ローラ。
【請求項３】
前記リング状部材と前記胴部とが同一材料で構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の薄肉ローラ。
【請求項４】
中空円筒状の胴部と、該胴部の両端部を縮径加工して形成したジャーナル部と、前記胴部と前記ジャーナル部とを連結する連結部とを備えた薄肉ローラにおいて、
前記連結部として、前記胴部の両端部近傍内側に取り外し可能に固定したリング状部材に圧接するように前記胴部の両端部を縮径加工して軸方向と直交する方向に形成した連結部を有することを特徴とする薄肉ローラ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の薄肉ローラの胴部の内部に加熱手段を設けて加熱ローラとしたことを特徴とする薄肉ローラ。
【請求項６】
定着ローラと、加熱ローラと、該加熱ローラと前記定着ローラとの間に掛け回される定着ベルトと、該定着ベルトが掛け回された定着ローラに圧接される加圧ローラとを備えた定着装置において、
前記加熱ローラとして請求項５記載の薄肉ローラを有することを特徴とする定着装置。
【請求項７】
中空円筒状の胴部と、該胴部の両端部を縮径加工して形成したジャーナル部と、前記胴部と前記ジャーナル部とを連結する連結部とを備えた薄肉ローラの製造方法において、
中空円筒状の素管の両端部内側にリング状部材を仮置きする第１の工程、前記素管の両端部内周に前記リング状部材を固定するリブを前記素管の外周に溝を形成することにより形成する第２の工程、前記素管の両端部を前記リング状部材に圧接するように縮径加工して前記連結部を軸方向と直交する方向に形成するとともに、前記中空円筒状の胴部及び前記ジャーナル部を形成する第３の工程、及び、前記縮径加工して形成したジャーナル部及び前記胴部の外周面に切削加工を施して所定寸法に形成する第４の工程を順次有することを特徴とする薄肉ローラの製造方法。
【請求項８】
中空円筒状の胴部と、該胴部の両端部を縮径加工して形成したジャーナル部と、前記胴部と前記ジャーナル部とを連結する連結部とを備えた薄肉ローラの製造方法において、
中空円筒状の素管の一端部内側にリング状部材を固定する第１の工程、前記素管の一端部を前記リング状部材に圧接するように縮径加工して前記一方の連結部を軸方向と直交する方向に形成するとともに、前記中空円筒状の胴部の一端部及び前記一方のジャーナル部を形成する第２の工程、前記リング状部材を前記素管の他端部内側に移動させて固定する第３の工程、前記素管の他端部を前記リング状部材に圧接するように縮径加工して前記他方の連結部を軸方向と直交する方向に形成するとともに、前記胴部の他端部及び前記他方のジャーナル部を形成する第４の工程、前記縮径加工後に前記リング状部材を前記胴部内部から取り除く第５の工程、及び、前記縮径加工して形成したジャーナル部及び前記胴部の外周面に切削加工を施して所定寸法に形成する第６の工程を順次有することを特徴とする薄肉ローラの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−２２０７８３（Ｐ２００６−２２０７８３Ａ）
【公開日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３２５２５（Ｐ２００５−３２５２５）
【出願日】平成１７年２月９日（２００５．２．９）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月９日（２００５．２．９）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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