JP2004177571A

JP2004177571A - 定着ローラの製造方法

Info

Publication number: JP2004177571A
Application number: JP2002342296A
Authority: JP
Inventors: Teppei Sakaguchi; 鉄兵阪口; Yoshiki Sakaguchi; 善樹阪口
Original assignee: Samtech Corp; Samtech International Inc
Current assignee: Samtech Corp; Samtech International Inc
Priority date: 2002-11-26
Filing date: 2002-11-26
Publication date: 2004-06-24

Abstract

【課題】定着ローラの製作を１つのパイプ材に対して１種類の製作機械で可能にして設備費を低減するとともに、生産効率を一段と高め、かつ定着ローラを安価に製造する。
【解決手段】ブランク材１２を開口端から所定領域に亘って加熱した後、ブランク材１２をその軸心Ｘ１回りに回転させた状態で、成形ローラ２２を加熱領域に外側から圧接させることで回転させかつ移動させることにより加熱領域をしごき、円筒形の胴部２の両端に側壁部３をそれぞれ一体に絞り成形するとともに、円筒形の軸部５を各側壁部３にそれぞれ一体に絞り成形して定着ローラ７を得る。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着ローラの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、レーザプリンタ及びファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置には、給紙ローラ、転写ローラ、定着ローラ、加圧ローラ及び排紙ローラ等の各種のローラが設置されている。そのうち、定着ローラは、トナー画像が転写された用紙等を加圧ローラとの間に通して上記トナー画像を用紙等に定着させるローラである。一般に、この定着ローラは、円筒形の胴部の両端に円筒形の軸部が突設されて構成され、内部にハロゲンランプ等の発熱源が内蔵されるようになっている。
【０００３】
このような定着ローラの製造方法の一例を図６〜８に基づいて説明する。
【０００４】
まず、図６に示すように、貫通孔１１を有する円筒体１２と、軸部材１５とを用意する。上記円筒体１２は、貫通孔１３を有するアルミニウム合金等の金属製引抜き材である長尺パイプ材１４を所定長さに切断して得たものであり、両端が開口している。上記軸部材１５は、例えばステンレス鋼の鍛造成形品であり、上記円筒体１２の貫通孔１１の両開口端にあてがわれる円板部１６と、該円板部１６の一側面に一体に突設された外形状が円形の軸部１７と、円板部１６の他側面に一体に突設された円環状嵌合部１８とからなり、上記円板部１６及び軸部１７には貫通孔１９が貫通形成されている。
【０００５】
次いで、図７に示すように、上記円筒体１２を回転治具（図示せず）にセットするとともに、上記軸部材１５を押付け治具（図示せず）にセットし、軸部材１５の円環状嵌合部１８を円筒体１２の貫通孔１１の一方の開口端に嵌合した状態で、円筒体１２及び軸部材１５の軸心Ｘ１を合致させ、上記円筒体１２を軸心Ｘ１回りに回転させながら上記軸部材１５を円筒体１２に押し付けることにより、円筒体１２に軸部材１５を摩擦圧接にて一体に接合する。円筒体１２の貫通孔１１の他方の開口端にも同様にして軸部材１５を摩擦圧接により一体に接合する。これにより、図８に示すように、円筒体１２の貫通孔１１の両開口端に一対の軸部材１５が同心状に一体に接合され、各々の貫通孔１１，１９が互いに連通した定着ローラ２０を得る。上記円筒体１２の貫通孔１１は、ハロゲンランプ等の発熱源が内蔵される収容空間を構成する。しかし、かかる先行技術は、文献公知発明に係るものでないため、記載すべき先行技術文献情報はない（以下、公知技術１という）。
【０００６】
一方、別の製造方法として、まず、金属製円筒体を回転治具にセットして回転させながらその両端部を切削して薄肉部を形成し、次いで、該薄肉部をポンチで複数回に亘って段階的に塑性加工して胴部の両端に軸部をそれぞれ形成する方法もある（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１２３１０３号公報（第４頁、図３，４）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の公知技術１の製造方法では、円筒体１２と軸部材１５という２種類の部材を用いているので、これらを別々に製作しなければならず、また、別々に製作した２種類の部材を互いに接合しなければならず、そのためには、３種類の製作機械が必要で設備費が高騰するとともに、製作工数が３工程必要で製作に時間を要して生産効率が悪いという問題がある。
【０００９】
一方、特許文献１の製造方法では、円筒体の両端部を加工して軸部を形成するので、公知技術１の如き２種類の部材の接合工程が不要でその分だけ製作機械の種類が少なくて設備費を低減することができるとともに、製作工数が削減できて生産効率を向上させることができる。しかし、設備費を低減できるとはいっても、切削加工とポンチによる塑性加工という異なる加工技術を採用しているため、２種類の製作機械が必要で設備費が嵩み、製作工数も２工程必要で生産効率に改善の余地がある。
【００１０】
また、特許文献１の製造方法では、まず、最初に円筒体の両端部を切削し、この切削により厚みが薄くなった部分をポンチにより塑性加工するので、塑性加工により軸部の厚みは幾分かは増すものの、最初に薄くなっている分、切削加工を経ない場合に比べて軸部の厚みを十分に確保することができず、剛性が低下することになる。さりとて、軸部の厚みを十分に確保するために予め切削代を見込むと、厚肉の円筒体を用意しなければならず、定着ローラの単価が高くなる。
【００１１】
この発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、定着ローラの製作を１つのパイプ材に対して１種類の製作機械で可能にして設備費を低減するとともに、生産効率を一段と高め、かつ定着ローラを安価に製造することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明は、筒状の被加工材を回転させながらその外周面に成形ローラを圧接させて絞り込むスピニング法を利用することを特徴とし、具体的には、次のような解決手段を講じた。
【００１３】
すなわち、請求項１に記載の発明は、両端が開口する円筒形の金属製ブランク材を開口端から所定領域に亘って加熱し、次いで、上記ブランク材をその軸心回りに回転させた状態で、成形ローラを上記加熱領域に外側から圧接させることで回転させかつ移動させることにより加熱領域をしごき、内部に発熱体を収容する収容空間を有する円筒形の胴部の両端に側壁部をそれぞれ一体に絞り成形するとともに、内部に上記胴部の収容空間と連通する軸空間を有する円筒形の軸部を上記各側壁部に胴部と同心状にそれぞれ一体に絞り成形して定着ローラを得ることを特徴とする。
【００１４】
上記の構成により、請求項１に記載の発明では、ブランク材という１つの被加工材を回転させながらその両端部分を成形ローラで絞り込むだけで定着ローラが成形される。したがって、２種類の部材を接合したり、異なる加工技術を併用したりせずに済み、１種類の製作機械でよいため設備費が低減するとともに、製作工数が１工程でよいため生産効率が一段と高まる。また、軸部となる箇所を切削しないので、切削代を見込んでブランク材を厚肉にする必要がなく、定着ローラの単価が安くなる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、各軸部は、胴部よりも厚肉に絞り成形されることを特徴とする。
【００１６】
上記の構成により、請求項２に記載の発明では、軸部が剛性大となって支持強度が高まる。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、各側壁部は、肉厚が胴部から軸部に行くに従って漸次増大して各側壁部内面の軸部周りに対応する箇所が最大厚肉部となるように胴部内に迫り出していることを特徴とする。
【００１８】
上記の構成により、請求項３に記載の発明では、最大厚肉部により側壁部と軸部との結合強度が大となり、また、肉厚が胴部から軸部に行くに従って漸次増大する側壁部により胴部に対する軸部の一体感が増す。さらに、側壁部は胴部内に迫り出しているため、軸部を回転支持する軸受の邪魔にならない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態に係る定着ローラの製造方法について図面に基づいて説明する。
【００２０】
まず、図１に示すように、貫通孔１１を有する円筒形の金属製ブランク材１２を用意する。この円筒体１２は、貫通孔１３を有するアルミニウム合金（例えば、ＪＩＳＡ６０６１、６０６３）等の金属製引抜き材である長尺パイプ材１４を所定長さに切断して得たものであり、両端が開口している。
【００２１】
次いで、図２に示すように、上記ブランク材１２を回転治具（図示せず）にセットしてその軸心Ｘ１回りに回転させ、この状態で、ブランク材１２の一端側をバーナー２１で開口端から所定領域に亘って約４５０℃に加熱する。
【００２２】
その後、上記ブランク材１２の加熱領域をスピニングにより口絞りする。その要領は、図３に示すように、上記ブランク材１２をその軸心Ｘ１回りに回転させ、この状態で、成形ローラ２２を上記加熱領域に外側から圧接させることでその軸心Ｘ２回りに回転させながらブランク材１２の軸心Ｘ１に対して斜めに移動させることにより加熱領域をしごき、ブランク材１２の一端に側壁部３を一体に絞り成形するとともに、円筒形の軸部５を上記側壁部３に胴部２と同心状に一体に絞り成形する。同様にして、ブランク材１２の他端にも側壁部３を一体に絞り成形するとともに、円筒形の軸部５を上記側壁部３に胴部２と同心状に一体に絞り成形する。
【００２３】
この絞り成形により、各軸部５は、胴部２よりも厚肉に絞り成形され、軸部５の肉厚Ｔ１＞胴部２の肉厚Ｔ２となっているとともに、各側壁部３は、肉厚が胴部２から軸部５に行くに従って漸次増大して各側壁部３内面の軸部５周りに対応する箇所が最大厚肉部６となるように胴部２内に迫り出している。
【００２４】
これにより、図４及び図５に示すように、内部にハロゲンランプ等の発熱体（図示せず）を収容する収容空間１を有する円筒形の胴部２の両端に側壁部３がそれぞれ一体に絞り成形されるとともに、内部に上記胴部２の収容空間１と連通する軸空間４を有する円筒形の軸部５が上記各側壁部３に胴部２と同心状にそれぞれ一体に絞り成形された定着ローラ７を得る。
【００２５】
このようにして得られた定着ローラ７は、Ｔ６処理等の時効処理を経た後、表面全体が機械加工により仕上げ加工される。これにより、胴部２及び軸部５の真円度を出すとともに、両者の同心度を精度良くし、かつコーナー部をシャープエッジに仕上げる。その後、定着ローラ７は、胴部２外周面にシリコーンゴムやテフロン（Ｒ）等からなる被覆層８が形成されて使用に供せられる。
【００２６】
このように、円筒形のブランク材１２という１つの被加工材の両端を所定領域に亘って加熱して回転させ、この状態でその両端部分を成形ローラ２２で絞り込むことで定着ローラ７を成形するので、２種類の部材を接合したり、異なる加工技術を併用することなく１種類の製作機械で設備費をあまり掛けることなく定着ローラ７を得ることができるとともに、１つの製作工数で効率良く定着ローラ７を成形することができる。また、軸部５となる箇所を切削しないので、切削代を見込んでブランク材１２を厚肉にする必要がなく、定着ローラ７を安価に得ることができる。
【００２７】
さらに、各軸部５を胴部２よりも厚肉に絞り成形することで、剛性大なる軸部５により支持強度を高めることができる。
【００２８】
また、各側壁部３を肉厚が胴部２から軸部５に行くに従って漸次増大するように胴部２内に迫り出させ、これにより、各側壁部３内面の軸部５周りに対応する箇所を最大厚肉部６としていることから、この最大厚肉部６により側壁部３と軸部５との結合強度を大にすることができ、また、肉厚が胴部２から軸部５に行くに従って漸次増大する側壁部３により胴部２に対する軸部５の一体感を増すことができる。さらに、側壁部３は胴部２内に迫り出していることから、軸部５を回転支持する軸受の邪魔にしないようにすることができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、円筒形のブランク材を開口端から所定領域に亘って加熱した後、上記ブランク材を回転させながら成形ローラで上記加熱領域をしごいて胴部の両端に側壁部をそれぞれ一体に絞り成形するとともに、軸部を上記各側壁部にそれぞれ一体に絞り成形するので、１種類の製作機械で設備費をあまり掛けることなく、しかも、１工程で効率良く定着ローラを生産することができる。また、軸部となる箇所を切削する必要がないので、厚肉のブランク材がいらず、その分だけ定着ローラを安価に製造することができる。
【００３０】
請求項２に係る発明によれば、各軸部を胴部よりも厚肉に絞り成形するので、大なる軸部の剛性によって支持強度を高めることができる。
【００３１】
請求項３に係る発明によれば、各側壁部内面の軸部周りに対応する箇所に最大厚肉部を形成することで、側壁部と軸部とを上記最大厚肉部で強固に結合でき、側壁部の肉厚を胴部から軸部に行くに従って漸次増大させることで、胴部に対する軸部の一体感を増すことができる。また、側壁部を胴部内に迫り出させることで、軸受の邪魔をしないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係る製造方法において、長尺パイプ材から所定長さに切り出されたブランク材の断面図である。
【図２】この発明の実施の形態に係る製造方法において、ブランク材を開口端から所定領域に亘って加熱する加熱工程図である。
【図３】この発明の実施の形態に係る製造方法において、ブランク材を開口端から所定領域に亘って絞り成形するスピニング工程図である。
【図４】この発明の実施の形態に係る製造方法において、成形された定着ローラの断面図である。
【図５】この発明の実施の形態に係る製造方法により成形された定着ローラの斜視図である。
【図６】従来例の定着ローラの製造方法において、長尺パイプ材から所定長さに切り出されたローラ本体と別途成形した軸部材との断面図である。
【図７】従来例の定着ローラの製造方法において、ローラ本体と軸部材との接合工程図である。
【図８】従来例の定着ローラの製造方法において、完成した定着ローラの断面図である。
【符号の説明】
１収容空間
２胴部
３側壁部
４軸空間
５軸部
６最大厚肉部
７定着ローラ
１２ブランク材
２２成形ローラ
Ｔ１軸部の肉厚
Ｔ２胴部の肉厚
Ｘ１ブランク材、円筒体及び軸部材の軸心

Claims

両端が開口する円筒形の金属製ブランク材を開口端から所定領域に亘って加熱し、
次いで、上記ブランク材をその軸心回りに回転させた状態で、成形ローラを上記加熱領域に外側から圧接させることで回転させかつ移動させることにより加熱領域をしごき、内部に発熱体を収容する収容空間を有する円筒形の胴部の両端に側壁部をそれぞれ一体に絞り成形するとともに、内部に上記胴部の収容空間と連通する軸空間を有する円筒形の軸部を上記各側壁部に胴部と同心状にそれぞれ一体に絞り成形して定着ローラを得ることを特徴とする定着ローラの製造方法。
請求項１記載の定着ローラの製造方法において、
各軸部は、胴部よりも厚肉に絞り成形されることを特徴とする定着ローラの製造方法。
請求項１記載の定着ローラの製造方法において、
各側壁部は、肉厚が胴部から軸部に行くに従って漸次増大して各側壁部内面の軸部周りに対応する箇所が最大厚肉部となるように胴部内に迫り出していることを特徴とする定着ローラの製造方法。