JP2003336625A - ローラ用金属芯体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本体部分の肉厚を薄くすることができ、しか
も、製造が容易で、製造コストを低減することができる
ローラ用金属芯体を提供する。 【解決手段】 円筒状の芯体本体２０と、この芯体本体
２０の両端部に固着された一対の軸部３０とを備えたロ
ーラ用金属芯体１０１であって、軸部３０は、一端にカ
ラー部３２を有し、このカラー部３２を芯体本体２０の
端部内にカラー部３２端面と芯体本体２０端面がほぼ面
一となるように嵌入させ、この嵌入部を外側から溶接す
ることにより芯体本体２０の端部に固着されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機の
熱定着部のヒートローラなどに使用されるローラ用金属
芯体に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写機、ファクシミリ、レーザ
ビームプリンタなどの複写・印刷機器においては、電子
写真、静電記録、磁気記録などの画像形成プロセスによ
り、加熱溶融性の樹脂などからなるトナーの画像を記録
紙上に形成し、これを熱により定着させる熱定着方式が
一般に採用されている。

【０００３】そして、熱定着方式としては、加熱ヒータ
を内蔵したヒートローラと加圧ローラの２つのローラ間
にトナー像が形成された記録紙を送り込んで定着させる
ヒートローラ方式が、他の方式に比べ、熱効率が良く高
速化にも適していることから、広く用いられている。

【０００４】ところで、上記ヒートローラは、基本的
に、鉄やアルミなどの金属で形成された円筒状の芯体の
外表面に、ゴム層や樹脂層を設けた構造を有している。
そして、通常、図７に示すように、芯体１は、外周面に
ゴム層や樹脂層が被覆され、かつ、内部にヒータが内蔵
される円筒状の本体部分２と、その両側に形成された本
体部分より小径の円筒部分３からなり、この小径円筒部
分３に芯体１を複写機などの機器本体に回転自在に支持
するための回転軸受部材（図示なし）が装着されるよう
になっている。

【０００５】従来、このような芯体は、（イ）金属製の
円筒管の両端部にそれぞれ絞り加工を施し、本体部分と
小径円筒部分を一体に形成する、（ロ）本体部分用の金
属管の端面に、一端側に本体部分用の金属管と同径の円
筒状大径部を有する小径円筒部分用金属管の大径部側端
面を摩擦圧接して接合する、などの方法により製造され
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】近時、ヒートローラに
おいては、熱応答性を高めるとともに、軽量化を図るた
め、芯体、特にその本体部分の肉厚を薄くする要求があ
る。

【０００７】しかしながら、従来の製造方法では、絞り
加工や摩擦圧接加工の技術的制約によって芯体の薄肉化
には限度があった。すなわち、肉厚があまり薄くなる
と、管材に変形や座屈が生じ易くなる。したがって、薄
肉化するためには、肉厚の大きい管材を用いて絞り加工
や摩擦圧接加工を行った後、所望の肉厚にまで切削加工
を施す必要があった。また、たとえそのような管材の変
形や座屈が避けられたとしても、絞り加工を用いる方法
では、曲がり部分が薄肉となるため、十分な強度が得ら
れず、一方、摩擦圧接による方法でも、摩擦圧接加工後
に各端部に面倒な切削加工を施す必要があるという問題
があった。

【０００８】そのうえ、絞り加工を用いる方法では、い
わゆる多段絞りが行われるため、製造に手間と時間がか
かり、コスト高となる難点があり、また、摩擦圧接によ
る方法では、本体部分用の金属管と小径円筒部分用金属
管という別個の部材を接合するものであるため、これら
の軸線を完全に一致させることが難しいという問題があ
った。

【０００９】なお、芯体には、図示したものの他、外径
が長さ方向に均一で、両端部に小径円筒部分を有さない
金属管の両端部に、そのまま回転軸受部材を装着するよ
うにしたものも知られている。このような芯体では、鉄
製では0.5mm程度、アルミニウム製では、0.4〜0.5mm程
度までの薄肉化が可能である。

【００１０】しかしながら、両端部の強度が不十分なう
え、両端部に回転軸受装着用の加工を施すことが困難
で、また、両端部の開口面積が大きいため、内蔵するヒ
ータの熱が逃げやすく熱効率が、図示したものに比べ悪
いという問題がある。さらに、占積率の増大によって、
機器が大型化するという問題もある。

【００１１】本発明はこのような従来の事情に対処して
なされたもので、本体部分の肉厚を薄くすることがで
き、しかも、製造が容易で、製造コストを低減すること
ができるローラ用金属芯体を提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載された発明は、円筒状の芯体本体
と、この芯体本体の両端部に固着された一対の軸部とを
備えたローラ用金属芯体であって、前記軸部は、一端に
カラー部を有するとともに、このカラー部を前記芯体本
体の端部内に少なくとも芯体本体端部がカラー部より突
出しないように嵌入させ、この嵌入部を外側からろう接
または溶接することにより前記芯体本体の端部に固着さ
れていることを特徴とするローラ用金属芯体である。

【００１３】また、請求項２に記載された発明は、円筒
状の芯体本体と、この芯体本体の両端部に固着された一
対の軸部とを備えたローラ用金属芯体であって、前記軸
部は、円筒状または円柱状に形成され、その端部を前記
芯体本体の端部内に嵌入させ、この嵌入部を外側からろ
う接または溶接することにより前記芯体本体の端部に固
着されていることを特徴とするローラ用金属芯体であ
る。

【００１４】請求項１記載のローラ用金属芯体において
は、軸部の一端に設けたカラー部を芯体本体の端部内に
少なくとも芯体本体端部がカラー部より突出しないよう
に嵌入させ、この嵌入部を外側からろう接または溶接す
ることにより、軸部を芯体本体の端部に固着させている
ので、芯体本体用の管材として十分に薄肉のもの（例え
ば鉄製では0.5mm〜1.0mm程度、アルミ製では1mm〜1.2mm
程度）を使用することが可能となり、これにより、従来
のような面倒な切削加工を行うことなく薄肉化を図るこ
とができる。しかも、強度が不十分になることはなく、
また、軸部のカラー部を芯体本体の端部内に嵌入させる
ので、端部における切削加工は不要であり、かつ軸部と
芯体本体の軸線の一致も容易である。さらに、製造工程
数が従来の方法に比べ少なくてすむため、製造コストも
低減することができる。

【００１５】また、請求項２記載のローラ用金属芯体に
おいては、軸部を、円筒状または円柱状に形成するとと
もに、その端部を芯体本体の端部内に嵌入させ、この嵌
入部を外側からろう接または溶接することにより、軸部
を芯体本体の端部に固着させているので、芯体本体用の
管材として十分に薄肉のもの（例えば鉄製では0.5mm〜
1.0mm程度、アルミ製では1mm〜1.2mm程度）を使用する
ことが可能となり、これにより、従来のような面倒な切
削加工を行うことなく薄肉化を図ることができる。しか
も、強度が不十分になることはなく、また、軸部の端部
を芯体本体の端部内に嵌入させるので、端部における切
削加工は不要であり、かつ軸部と芯体本体の軸線の一致
も容易である。さらに、このローラ用金属芯体において
は、製造工程数が従来の方法に比べ少なくてすむうえ、
軸部材に金属管のような製造が容易で価格の安い材料を
そのまま使用することができるため、製造コストをより
いっそう低減することができる。

【００１６】なお、上記の円筒状の芯体本体は、肉厚が
0.1mm以上、0.5mm未満であることが好ましい。肉厚が0.
1mm未満では、製造が困難となり、逆に肉厚が0.5mm以上
では、十分な薄肉化の効果が得られない。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図1は、本発明の第１の実施形態の
ローラ用金属芯体１０１の構成を示す断面図、図２は、
その製造方法を説明する図である。図１に示すように、
本実施形態のローラ用金属芯体１０１は、円筒状の芯体
本体２０と、この芯体本体２０の両端部に固着された一
対の軸部３０とを備えている。各軸部３０は、円筒状の
芯体本体２０より小径で、ローラ用金属芯体１０１を複
写機などの機器に回転自在に支持するための回転軸受部
材（図示なし）の装着部となる円筒状の軸部本体３１
と、その一端部上に嵌合され溶接により固着されたカラ
ー部３２とからなり、各カラー部３２を芯体本体２０の
端部内にカラー部３２端面と芯体本体２０端面がほぼ面
一となるように嵌入させ、この嵌入部を外側から溶接す
ることにより芯体本体２０の端部に固着されている。な
お、図１において、Ｗは、溶接部を示している。

【００１８】円筒状の芯体本体２０および各軸部３０を
構成する金属材料は、特に限定されるものではないが、
一般には、アルミ、鉄、それらの各合金が使用される。
芯体本体２０と軸部３０は、同種の材料で構成されてい
てもよく、あるいは異種の材料で構成されていてもよ
い。

【００１９】また、これらの各肉厚（カラー部３２は、
軸方向の厚さ）は、薄肉化および軽量化を図る観点から
はできるだけ薄くすることが好ましいが、あまり薄い
と、製造が困難になったり、ローラ用金属芯体としての
強度が確保できなくなるおそれがある。したがって、構
成材料や、外径、長さなどにもよるが、一般には、芯体
本体２０は、0.1mm以上、0.5mm未満の範囲が適当であ
り、また、軸部３０は、軸部本体３１が1mm〜3mm、カラ
ー部は3mm〜15mmの範囲とすることが好ましい。

【００２０】このようなローラ用金属芯体１０１におい
ては、軸部３０の一端に設けたカラー部３２を芯体本体
２０の端部内にカラー部３２端面と芯体本体２０端面が
ほぼ面一となるように嵌入させ、この嵌入部を外側から
溶接することにより、軸部３０を芯体本体２０の端部に
固着させているので、次述するように、従来のような面
倒な切削加工を行うことなく極めて容易に製造すること
ができるとともに、軸部と芯体本体の軸線も容易に一致
させることができる。また、従来のように部分的な薄肉
部が形成されることがないため、機械的強度も十分に確
保することができる。さらに、製造が容易であるため、
製造コストも低減することができる。

【００２１】以下、上記ローラ用金属芯体１０１の製造
方法を説明する。まず、芯体本体２０用管材として、引
抜きあるいは押出しなどにより製造された、目的とする
ローラ用金属芯体１０１の本体と内径が同じで、肉厚が
同じかもしくはわずかに大きい、好ましくは1.2mm以下
の金属管２０ａを用意する。次いで、その両端部に、予
め製造しておいた軸部３０のカラー部３２を、カラー部
３２端面と芯体本体２０端面がほぼ面一となるように嵌
入させる。さらに、この嵌入部を外側から溶接し、カラ
ー部３２と金属管２０ａとを一体に固着する。ここで、
嵌入部において、金属管２０ａの端部がカラー部３２よ
り突出していると、金属管２０ａが薄肉であるために溶
接時に穴があいたり歪みが生ずるおそれがあるが、カラ
ー部３２端面と金属管の端面がほぼ面一とされているた
め、薄肉の金属管２０ａに穴があいたり歪みが生ずるお
それはない。なお、嵌入部の溶接手段としては、電子ビ
ーム溶接もしくはレーザ溶接を用いることが好ましい。
芯体本体２０用管材として、肉厚が目的とするローラ用
金属芯体１０１の芯体本体２０のものより大きい金属管
２０ａを用いた場合には、この後、その外周面を研磨す
る。

【００２２】このように、本実施形態のローラ用金属芯
体１０１は、切削加工を施すことなく容易に製造するこ
とができ、また、本体２０と軸部３０の軸線も容易に一
致させることができる。

【００２３】なお、以上説明した例では、軸部３０が、
円筒状の軸部本体３１と、その一端部上に嵌合され溶接
により固着されたカラー部３２から構成されており、し
たがって、芯体本体２０の中空内に加熱ヒータなどの熱
源を設けるような、例えば複写機などの熱定着部におけ
るヒートローラ用の金属芯体などとして好適なものであ
るが、本発明においては、軸部３０を中空を有さない構
造としてもよい。このようなローラ用金属芯体は、複写
機などの熱定着部における加圧ローラをはじめ、駆動ロ
ーラや搬送ローラなどの用途に使用することができる。
また、カラー部３２と軸部本体３１は他の手段によって
固着されていてもよく、あるいは両者を別個の部材とせ
ず、一つの部材から形成するようにしてもよい。さら
に、カラー部３２は芯体本体２０の端部内に少なくとも
芯体本体２０端部がカラー部３２より突出しないように
嵌入されていればよく、カラー部３２端面と芯体本体２
０端面がほぼ面一となるように嵌入されている上記の例
に特に限定されるものではない。またさらに、カラー部
３２と芯体本体２０は、溶接に代えてろう接により固着
させるようにしてもよい。

【００２４】図３は、本発明の第２の実施形態のローラ
用金属芯体１０２の構成を示す断面図、図４は、その製
造方法を説明する図である。図３に示すように、本実施
形態のローラ用金属芯体１０２は、円筒状の芯体本体２
０と、この芯体本体２０の両端部に固着された一対の軸
部３０とを備えている。各軸部３０は、円筒状に形成さ
れており、その一端部を芯体本体２０の端部内に嵌入さ
せ、この嵌入部を外側から溶接することにより芯体本体
２０の端部に固着した構造となっている。そして軸部３
０の芯体本体２０へ嵌入されなかった部分が、ローラ用
金属芯体１０２を複写機などの機器に回転自在に支持す
るための回転軸受部材（図示なし）の装着部となってい
る。なお、図３において、Ｗは溶接部を示している。

【００２５】第１の実施形態の場合と同様、円筒状の芯
体本体２０および各軸部３０を構成する金属材料には、
アルミ、鉄、それらの各合金が使用されるが、特にこれ
らに限定されるものではなく、また、芯体本体２０と軸
部３０は、同種の材料で構成されていてもよく、あるい
は異種の材料で構成されていてもよい。

【００２６】また、芯体本体２０および各軸部３０の各
肉厚についても、第１の実施形態の場合と同様、薄肉化
および軽量化を図る観点からはできるだけ薄くすること
が好ましいが、あまり薄いと、製造が困難になったり、
ローラ用金属芯体としての強度が確保できなくなるおそ
れがある。したがって、構成材料や、外径、長さなどに
もよるが、一般には、芯体本体２０は、0.1mm以上、0.5
mm未満の範囲が適当であり、また、軸部３０は、1mm〜2
mmの範囲とすることが好ましい。さらに、軸部３０の芯
体本体２０端部への挿入長としては、3mm〜20mmの範囲
が好ましい。

【００２７】このようなローラ用金属芯体１０２におい
ては、軸部３０を、円筒状に形成するとともに、その端
部を芯体本体２０の端部内に嵌入させ、この嵌入部を外
側から溶接することにより、軸部３０を芯体本体２０の
端部に固着させているので、次述するように、従来のよ
うな面倒な切削加工を行うことなく極めて容易に製造す
ることができるとともに、軸部と芯体本体の軸線も容易
に一致させることができる。また、従来のように部分的
な薄肉部が形成されることがないため、機械的強度も十
分に確保することができる。さらに、製造が容易であ
り、かつ軸部材として製造が容易で価格の安い円筒状金
属管をそのまま使用することができるため、製造コスト
を大幅に低減することができる。

【００２８】以下、本実施形態のローラ用金属芯体１０
２の製造方法を説明する。まず、芯体本体２０用管材と
して、引抜きあるいは押出しなどにより製造された、目
的とするローラ用金属芯体１０２の本体と内径が同じ
で、肉厚が同じかもしくはわずかに大きい、好ましくは
1.2mm以下の金属管２０ａを用意する一方、軸部３０用
管材として、同様に製造された、2本の、外径が金属管
２０ａとほぼ同径で、肉厚が1mm〜2mm程度の金属管３０
ａを用意する。次いで、芯体本体２０用の金属管２０ａ
の両端部に、軸部３０用の各金属管３０ａの端部をそれ
ぞれ嵌入させ、これらの各嵌入部を外側から溶接する。
溶接手段としては、電子ビーム溶接もしくはレーザ溶接
を用いることが好ましい。溶接後、必要に応じて金属管
２０ａの外周面を研磨するとともに、軸部３０用の各金
属管３０ａに回転軸受部材を装着するための溝加工など
を施し、ローラ用金属芯体１０２を完成させる。なお、
金属管３０ａに対する溝加工などは、芯体本体２０用の
金属管２０ａに嵌入する前に予め施しておいてもよい。

【００２９】このように、本実施形態のローラ用金属芯
体１０２は、面倒な切削加工を施すことなく容易に製造
することができ、また、本体２０と軸部３０の軸線も容
易に一致させることができる。

【００３０】なお、以上説明した例では、軸部３０が、
円筒状に形成されており、したがって、芯体本体２０の
中空内に加熱ヒータなどの熱源を設けるような、例えば
複写機などの熱定着部におけるヒートローラ用の金属芯
体などとして好適なものであるが、本発明においては、
軸部３０を中空を有さない構造、すなわち円柱状であっ
てもよい。このようなローラ用金属芯体は、複写機など
の熱定着部における加圧ローラをはじめ、駆動ローラや
搬送ローラなどの用途に使用することができる。また、
軸部３０と芯体本体２０は、溶接に代えてろう接により
固着させるようにしてもよい。

【００３１】さらに、図５に示すように、円筒状の芯体
本体２０の両端部に、予め軸部３０の場合と同様にして
軸部嵌合部４０を形成しておき、この軸部嵌合部４０に
軸部３０を固着するようにしてもよい。

【００３２】このようなローラ用金属芯体１０３は、図
６に示すように、軸部嵌合部４０用管材として、軸部３
０用管材と同様の金属管４０ａを用意し、その端部を金
属管２０ａに嵌入させ、この嵌入部を外側から溶接した
後、適当な長さに切断して、軸部嵌合部４０を形成し、
次いで、このように形成された軸部嵌合部４０に、軸部
３０用の金属管３０ａの端部を嵌入させ、その嵌入部を
外側から溶接することにより製造することができる。な
お、この場合も、各金属管２０ａ、３０ａ、４０ａ相互
の接合は、溶接によらずろう接としてもよい。

【００３３】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに具体的に
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
でないことはいうまでもない。

【００３４】実施例1 2個の外径20mm、長さ25mm、肉厚1mmの鉄製の円筒管の各
一端部上に外径31mm、厚さ3mmの鉄製のリングをそれぞ
れ嵌合させ、レーザ溶接により一体に固着して一対の軸
部材を製造した。次いで、その一方の軸部材を、リング
部分を、外径32mm、長さ320mm、肉厚0.5mmの本体用の鉄
製の円筒管の一端に、リング端面と本体用の鉄製の円筒
管の端面がほぼ面一となるように嵌入し、この嵌入部を
外側からレーザ溶接して、本体用の鉄製の円筒管の一端
に固着させた。同様にして、本体用の鉄製の円筒管の他
端に、もう一方の軸部材を固着させた。この後、本体用
の鉄製の円筒管の外周面を研磨し、本体肉厚が0.4mmの
ローラ用金属芯体を得た。

【００３５】実施例2 2個の外径30mm、長さ25mm、肉厚2mmの鉄製の円筒管を軸
部材として用意し、その一方を、内径30mm、長さ320m
m、肉厚0.7〜0.8mmの本体用の鉄製の円筒管の一端に嵌
入し、この嵌入部を外側からレーザ溶接して、本体用の
鉄製の円筒管の一端に固着させた。同様にして、本体用
の鉄製の円筒管の他端に、もう一方の軸部用円筒管を固
着させた。この後、本体用の鉄製の円筒管の外周面を研
磨するとともに、軸部用円筒管に所要の溝加工などを施
し、本体肉厚が0.2mmのローラ用金属芯体を得た。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のローラ用
金属芯体によれば、面倒な切削加工を行うことなく薄肉
化を図ることができる。しかも、十分な機械的強度を確
保することができるとともに、製造コストも低減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態のローラ用金属芯体を
示す断面図。

【図２】図1のローラ用金属芯体の製造方法を説明する
図。

【図３】本発明の第２の実施形態のローラ用金属芯体を
示す断面図。

【図４】図３のローラ用金属芯体の製造方法を説明する
図。

【図５】本発明の第２の実施形態の変形例を示す断面
図。

【図６】図５のローラ用金属芯体の製造方法を説明する
図。

【図７】従来のローラ用金属芯体の一例を概略的に示す
図。

【符号の説明】

１０１………ローラ用金属芯体 ２０………芯体本体 ３０………軸部 ３１………軸部本体 ３２………カラー部 Ｗ………溶接部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状の芯体本体と、この芯体本体の両
   端部に固着された一対の軸部とを備えたローラ用金属芯
   体であって、 前記軸部は、一端にカラー部を有するとともに、このカ
   ラー部を前記芯体本体の端部内に少なくとも芯体本体端
   部がカラー部より突出しないように嵌入させ、この嵌入
   部を外側からろう接または溶接することにより前記芯体
   本体の端部に固着されていることを特徴とするローラ用
   金属芯体。
2. 【請求項２】 円筒状の芯体本体と、この芯体本体の両
   端部に固着された一対の軸部とを備えたローラ用金属芯
   体であって、 前記軸部は、円筒状または円柱状に形成され、その端部
   を前記芯体本体の端部内に嵌入させ、この嵌入部を外側
   からろう接または溶接することにより前記芯体本体の端
   部に固着されていることを特徴とするローラ用金属芯
   体。
3. 【請求項３】 円筒状の芯体本体は、肉厚が0.1mm以
   上、0.5mm未満であることを特徴とする請求項１または
   ２記載のローラ用金属芯体。