JPH0238318B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば複写機において定着用のヒー
トローラとして用いられるローラを構成するため
のヒートローラ用筒状基体およびその製造方法に
関するものである。

〔技術的背景〕

例えば複写機の定着部においては、トナー像を
紙などの支持体に熱定着させるためにヒートロー
ラと圧接ローラとよりなる定着器が設けられる。
ここにヒートローラは、第３図に示すように、金
属性のローラ基体本体Ｒの外周面上に適宜の被覆
層Ｆを形成してなる中央ローラ部分Ｈと、前記ロ
ーラ基体本体Ｒの両端から外方に同軸的に突出す
るよう一体的に設けられたスリーブＳ，Ｓとによ
り構成される。このスリーブＳは、当該ヒートロ
ーラを回転支持するために、複写機などに設けら
れる回転軸受部材によつて軸承される軸体を形成
するものである。そして、内部空間内にはヒータ
ーが配置される。

然るに、前記ローラ基体本体Ｒは、その熱伝導
性、加工の容易性、その他の点から、通常アルミ
ニウムまたはアルミニウム合金によつて形成され
ることが有利であり、一方、スリーブＳは、これ
をアルミニウムまたはアルミニウム合金製とした
場合には、回転軸受部材の材質との関係からいわ
ゆるカジリが生じて長期間にわたつて円滑に作動
する軸受を構成することができないことから、通
常、ステンレス鋼によつて形成することが必要と
されている。

〔従来の技術〕

このような要請を満足させるためには、アルミ
ニウムまたはアルミニウム合金製のローラ基体材
にステンレス鋼製のスリーブ材を連結すればよい
が、これらは互いに融点が大きく異なる材質のも
のであつてステンレス鋼が十分な溶融状態となら
ないために、摩擦溶接などの手段によつて完全に
接合することが不可能であり、強度的に信頼性の
ないものとなる。

そこで、従来のヒートローラ用筒状基体の製造
においては、第４図に示すように、接合側一端部
の端面５５にその内径より大径の凹部５６を形成
してなる例えばアルミニウム合金よりなるローラ
基体材５０を準備すると共に、回転軸受部材によ
つて軸承される軸体部６１と、この軸体部６１よ
り接合側に位置される前記ローラ基材５０の外径
と等しい外径を有する鍔部６２と、この鍔部６２
に続いて端部側に凹溝６３を区画する突条部６４
とを設けてなる、ステンレス鋼よりなるスリーブ
材６０を準備し、 ローラ基体材５０を回転しないよう保持してお
いて、当該ローラ基体材５０の中心軸Ｘと一致す
る軸Ｙの周りにスリーブ材６０を回転させながら
当該スリーブ材６０をローラ基体材５０に接近す
る方向に移動させ、スリーブ材６０の鍔部６２の
外面をローラ基体材５０の端面５５に対接させ、
これによつて当該ローラ基体材５０の端面５５に
係る部分を溶融させ、その結果として、第５図に
示すように、この溶融金属がスリーブ材６０の前
記凹溝６３内に進入して係止部Ｃが形成された状
態となるようにすることにより、スリーブ材６０
によるスリーブＳがローラ基体材５０によるロー
ラ基体本体Ｒに固定されてなるヒートローラ用筒
状基体を得るようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このようなヒートローラ用筒状
基体においては、スリーブ材６０が融点の高いス
テンレス鋼よりなるものであるため、当該スリー
ブ材６０がローラ基体材５０に摩擦して対接され
たときに、融点の低いアルミニウム合金などより
なるローラ基体材が溶融するのみで当該スリーブ
材６０は溶融せず、従つて形成されるローラ基体
本体ＲとスリーブＳは物体としてはなお別個のも
のであり、両者間の固定はいわば凹溝６３を利用
した機械的な連結による結合に過ぎず、その結
果、ヒートローラ用筒状基体として用いた場合に
全体としての機械的強度が小さいという問題点が
ある。実際上、このようなヒートローラ用筒状基
体を用いてヒートローラを製作し、これを複写機
に搭載した場合においては、当該スリーブがロー
ラ基体本体から脱落する事故が発生することがあ
る。

また上記のようなヒートローラ用筒状基体の製
造方法においては、破線で示したようにローラ基
体材５０の端面５５の位置において、溶融したア
ルミニウム金属Ｍが半径方向外方に大きく盛り上
がるようになり、これを除去する必要があるた
め、仕上げ作業が容易ではない。

本発明は、以上のような問題点を解決し、スリ
ーブが十分に大きな強度でローラ基体本体に結合
され、しかも回転軸受部材によつて軸承される軸
体を形成するスリーブの外周表面がステンレス鋼
よりなるヒートローラ用筒状基体を提供する提供
することを目的とする。

本発明の他の目的は、上記のようなヒートロー
ラ用筒状基体を容易かつ確実に製造することので
きる方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明ヒートローラ用筒状基体は、アルミニウ
ムまたはアルミニウム合金よりなる筒状のローラ
基体本体と、このローラ基体本体の端部に同軸的
に外方に突出するよう設けられた、回転軸受部材
によつて軸承される軸体を形成するスリーブとよ
りなり、前記スリーブは、その内端が前記ローラ
基体本体に一体的に接合されたアルミニウムまた
はアルミニウム合金よりなる筒状の基材と、この
基材の外周面上に嵌着された、軸体の表面を形成
するステンレス鋼製の筒状の外環材とよりなり、
前記外環材の内方端縁部が前記ローラ基体本体の
端面部分内に埋設されて固定されていることを特
徴とする。

また本発明の方法は、アルミニウムまたはアル
ミニウム合金よりなる筒状のローラ基体本体と、
このローラ基体本体の端部に同軸的に外方に突出
するよう設けられた、回転軸受部材によつて軸承
される軸体を形成するスリーブとよりなるヒート
ローラ用筒状基体の製造方法において、アルミニ
ウムまたはアルミニウム合金よりなる筒状の基材
の外周面上に、軸体の表面を形成するステンレス
鋼製の筒状の外環材が嵌着されていて当該基材の
接合側一端部が当該外環材の内方端縁部を越えて
僅かに突出するスリーブ材を、回転しないよう保
持されたアルミニウムまたはアルミニウム合金よ
りなるローラ基体材の中心軸と一致する軸の周り
に回転させながら当該ローラ基体材と接近する方
向に相対的に移動させることにより、前記スリー
ブ材の基材の接合側一端部の端面を、前記外環材
の外径より大きな外径を有する前記ローラ基体材
の接合側一端部の端面に対接させて両端面に係る
アルミニウムまたはアルミニウム合金を摩擦熱に
よつて溶融させ、これにより、前記ローラ基体材
にスリーブ材の基材を接合すると共に、前記外環
材の内方端縁部を前記ローラ基体材の端面部分内
に埋没させる工程を含むことを特徴とする。

〔作用〕

本発明のヒートローラ用筒状基体によれば、ロ
ーラ基体本体とスリーブの基材がいずれもアルミ
ニウムまたはアルミニウム合金製であつて互いに
接合されて物体として一体のものとされているた
め、非常に大きな機械的強度が得られると共に、
軸体を形成するスリーブの外周表面がステンレス
鋼よりなる外環材によつて形成されるため、回転
軸受部材によつて良好な軸受が構成されて長い使
用寿命を得ることができ、しかも当該外環材は、
その内方端縁部がローラ基体本体内に埋没されて
固定されているため、軸体としても十分な大きい
強度および耐久性を有するものとなる。

また、本発明の方法によれば、スリーブ材の基
材とローラ基体材との摩擦溶融接合を確実に達成
することができると共に、外環材の内方端縁部を
確実にローラ基体材に埋没した状態を達成するこ
とができる。

〔実施例〕

以下本発明を具体的に説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る方法に用いら
れるローラ基体材１０とスリーブ材２０とを示す
説明用断面図であり、ローラ基体材１０は、アル
ミニウムまたはアルミニウム合金よりなる内径Ｄ
１の筒状体であり、主部１１に続く接合側一端部
１２は主部１１の外径Ｄ２より若干小径の外径Ｄ
３を有する。

スリーブ材２０は、例えば前記ローラ基体材１
０と同一のアルミニウムまたはアルミニウム合金
よりなる筒状の基材２１と、この基材２１の外周
面上に嵌着して設けられたステンレス鋼製の筒状
の外環材２２とにより構成され、基材２１の接合
側一端部２３は、外環材２２の接合側の内方端縁
部２４を越えて僅かに外方に突出した状態とされ
ている。また前記基材２１の内径ｄ１はローラ基
体本体１０の内径Ｄ１と同一とされており、外環
材２２の外径ｄ２はローラ基体材１０の接合側一
端部１２の外径Ｄ３より小さいものとされてい
る。２６は基材２１の伝動機構装着部である。

そして次のようにしてローラ基体材１０とスリ
ーブ材２０との接合固定を行う。すなわち、ロー
ラ基体材１０を固定して保持すると共に、スリー
ブ材２０を、前記ローラ基体材１０の中心軸Ｘに
一致する軸Ｙ上に位置させて当該軸Ｙの周りに回
転させながら、当該スリーブ材２０をローラ基体
材１０に接近する方向（図の右方）に移動させ
る。これにより、先ず、スリーブ材２０の基材２
１の接合側一端部２３の端面２５がローラ基体材
１０の接合側一端部１２の端面１３に対接され、
その結果、両者の摩擦熱によつて両端面部の温度
が上昇し、しかもこれらはいずれもアルミニウム
またはアルミニウム合金よりなるものであるた
め、両者が共に同様の溶融状態となつて溶融接合
されるようになる。そして、スリーブ材２０に
は、このときにもなおローラ基体材１０に接近す
る方向に移動するよう抑制する力が作用されてい
るため、スリーブ材２０は更に僅かながら移動す
る。

このようにして、ローラ基体材１０の接合側一
端部１２の端面１３に係る部分と、スリーブ材２
０の接合側一端部２３の端面２５に係る部分との
摩擦熱による溶接がなされる（第２図参照）。

これに続いて、スリーブ材２０の外周における
外環材２２の接合側の内方端縁部２４の端面がロ
ーラ基体材１０の接合側一端部１２の端面１３に
対接されて摩擦されるが、当該外環材２２はステ
ンレス鋼製であつてその融点がアルミニウムまた
はアルミニウム合金より高いため、当該外環材２
２は溶融せずにローラ基体材１０の端面１３に係
る部分のみが溶融することとなる。そして、当該
外環材２２の内方端縁部２４が、摩擦によつて溶
融されたローラ基体材１０の端面１３に係る部分
内に進入して行く結果、当該外環材２２の内方端
縁部２４が前記ローラ基体材１０の端面部内に埋
没された状態となる。勿論この間においても、ロ
ーラ基体材１０とスリーブ材２０の基材２１との
溶融接合が進行する。

このようにして、第２図に示すように、アルミ
ニウムまたはアルミニウム合金よりなる筒状のロ
ーラ基体本体Ｒの端部に、スリーブＳが同軸的に
外方に突出するよう、その基材２１が前記ローラ
基体本体Ｒと一体のものとして接合された状態で
結合して設けられ、しかもスリーブＳには、その
外周面上にステンレス鋼製の外環材２２が設けら
れていてこれによつて軸体の表面が形成され、し
かもこの外環材２２の内方端縁部２４が前記ロー
ラ基体本体Ｒの端面部分内に埋没されて固定され
た状態のヒートローラ用筒状基体が得られる。

本発明のヒートローラ用筒状基体は、ローラ基
体本体Ｒがアルミニウムまたはアルミニウム合金
製であるのでその熱伝導性が良好であり、同時に
スリーブＳの外周にはステンレス鋼製の外環材２
２が位置されているため、この外環材２２の部分
を軸体として回転軸受によつて支承させることに
より、何ら支障を生ずることなしに十分に円滑に
作動する軸受を構成させることができ、従つて好
適なヒートローラを製作することができ、特に複
写機の定着器用のヒートローラの製作に好適であ
る。

しかも、ローラ基体本体ＲとスリーブＳの基材
２１は、いずれもアルミニウムまたはアルミニウ
ム合金よりなるものであつて互いに溶融して両者
が組織的にも一体的に溶融接合されているため、
スリーブＳがローラ基体本体Ｒに非常に大きい機
械的強度で結合固定された状態が達成され、その
結果、全体としてきわめて大きい機械的強度を有
するヒートローラ用筒状基体を得ることができ、
従つて、使用寿命の長いヒートローラを製作する
ことができる。

また、スリーブＳの外環材２２は、ステンレス
鋼製であつて溶融されず、その内方端縁部２４が
ローラ基体本体Ｒの端面部分内に埋没した状態に
固定されるため、軸体としても十分に大きい強度
および耐久性を有するものとなる。

また、本発明の方法によれば、上記のようなヒ
ートローラ用筒状基体を、きわめて容易にかつ確
実に製造することができ、必要とされる仕上げ作
業も簡単である。すなわち、アルミニウムまたは
アルミニウム合金製のローラ基体材１０に摩擦熱
によつて接合されるスリーブ材２０の基材２１が
アルミニウムまたはアルミニウム合金よりなるも
のであるため、ローラ基体材１０の接合側一端部
１２の端面１３の部分が溶融するときには同時に
当該スリーブ材２０の接合側一端部２３の端面２
５の部分も必ず同様の状態で溶融し、従つて両者
が組織的にも一体的に溶融接合されるため、スリ
ーブＳとローラ基体本体とが非常に大きい強度で
接合された状態が達成され、その結果、きわめて
大きい機械的強度を有し、使用寿命の長いヒート
ローラ用筒状基体を製造することができる。

しかも、スリーブ材２０においては、基材２１
の接合側一端部２３がステンレス鋼よりなる外環
材２２の内方端縁部２４を越えて突出する状態で
あるため、アルミニウムまたはアルミニウム合金
製の基材２１の接合側一端部２３の端面２５が必
ず外環材２２に先行してローラ基体材１０の端面
１３と対接することとなり、その結果、ローラ基
体材１０の端面１３に係る部分と、スリーブ材２
０の基材２１の端面２５に係る部分とが同等の条
件で溶融されるようになつて確実に両者が同様の
溶融状態となるため、この溶融状態での混合が十
分となり、従つて目的とするローラ基体材１０と
スリーブ材２０の基材２１との摩擦接合を好適に
かつ確実に達成することができる。

これに対し、外環材２２の内方端縁部２４が基
材２１の接合側一端部２３より外方に突出する状
態のスリーブ材を用いた場合には、外環材２２の
内方端縁部２４が基材２１の端面２５より先にロ
ーラ基体材１０の端面１３に対策されることとな
るが、外環材２２はステンレス鋼製であつてそれ
自体は溶融されないため、ローラ基体材１０の端
面１３に係る部分のみが溶融することとなる。そ
して、その後にスリーブ材２０の基材２１の端面
２５が対接されることとなるが、このとき、基材
２１の端面２５は未だ溶融されておらず、一方ロ
ーラ基体材１０の端面１３の部分は溶融された状
態となつている。このように、両者の溶融状態が
異なるため、両者が組織的に十分に混合されるこ
とができず、従つて十分な接合結果を得ることが
できない。また、外環材２２の内方端縁部２４と
基材２１の端面２５とが一致しているときも同様
であつて、実際上、良好な一体的な接合を達成す
ることは困難である。

更に前記外環材２２はステンレス鋼製であつて
溶融しないため、当該摩擦接合の工程において同
時に、その内方端縁部２４が確実にローラ基体材
１０の端面部分に埋没された状態を得ることがで
きて確実な固定が達成される。

また当該外環材２２が、ローラ基体材１０とス
リーブ材２０との互いに溶融されて接合される端
面部分の外周位置に確実に配置されることとなる
ため、当該溶融した金属が当該外環材２２の内部
に止まることとなつて外面上に金属が大きく盛り
上がるようなことがなく、従つて仕上げ作業がき
わめて簡単となる。

本発明において、ローラ基体材とスリーブ材の
基材とが同一のアルミニウム合金よりなることは
必須のことではなく、両者がアルミニウムであつ
てもよいし、一方がアルミニウムで他方がアルミ
ニウム合金であつてもよい。

〔効果〕

以上のように、本発明のヒートローラ用筒状基
体は、ローラ基体本体とスリーブの基材がいずれ
もアルミニウムまたはアルミニウム合金製であつ
て互いに接合されて物体として一体のものとされ
ているため、非常に大きな機械的強度が得られる
と共に、軸体を形成するスリーブの外周表面がス
テンレス鋼よりなる外環材によつて形成されるた
め、回転軸受部材によつて良好な軸受が構成され
て長い使用寿命を得ることができ、しかも当該外
環材は、その内方端縁部がローラ基体本体内に埋
没されて固定されているため、軸体としても十分
に大きい強度および耐久性を有するものとなり、
従つて良好なヒートローラを製作することができ
る。

また、本発明の方法によれば、スリーブ材の基
材とローラ基体材との摩擦溶融接合を確実に達成
することができると共に、外環材の内方端縁部を
確実にローラ基体材に埋没した状態を達成するこ
とができるので、上記のような構成のヒートロー
ラ用筒状基体を、きわめて容易にかつ確実に製造
することができ、しかも必要とされる仕上げ作業
も簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のヒートローラ用筒状基体の製
造方法の一実施例に用いられるローラ基体材とス
リーブ材とを示す説明用断面図、第２図は第１図
の方法によつて製造されるヒートローラ用筒状基
体の説明用断面図、第３図はヒートローラの説明
図、第４図は従来のヒートローラ用筒状基体の製
造方法についての説明用断面図、第５図は第４図
の方法によつて製造されるヒートローラ用筒状基
体の説明用断面図である。 １０……ローラ基体材、１１……主部、１２…
…接合側一端部、１３……端面、２０……スリー
ブ材、２１……基材、２２……外環材、２３……
接合側一端部、２４……内方端縁部、２６……伝
動機構装着部、２５……端面、Ｓ……スリーブ、
Ｒ……ローラ基体本体、Ｆ……被覆層、Ｈ……中
央ローラ部分、５５……端面、５６……凹部、５
０……ローラ基体材、６１……軸体部、６２……
鍔部、６３……凹溝、６４……突条部、６０……
スリーブ材、Ｃ……係止部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アルミニウムまたはアルミニウム合金よりな
   る筒状のローラ基体本体と、このローラ基体本体
   の端部に同軸的に外方に突出するよう設けられ
   た、回転軸受部材によつて軸承される軸体を形成
   するスリーブとよりなり、 前記スリーブは、その内端が前記ローラ基体本
   体に一体的に接合されたアルミニウムまたはアル
   ミニウム合金よりなる筒状の基材と、この基材の
   外周面上に嵌着された、軸体の表面を形成するス
   テンレス鋼製の筒状の外環材とよりなり、 前記外環材の内方端縁部が前記ローラ基体本体
   の端面部分内に埋没されて固定されていることを
   特徴とするヒートローラ用筒状基体。 ２ アルミニウムまたはアルミニウム合金よりな
   る筒状のローラ基体本体と、このローラ基体本体
   の端部に同軸的に外方に突出するよう設けられ
   た、回転軸受部材によつて軸承される軸体を形成
   するスリーブとよりなるヒートローラ用筒状基体
   の製造方法において、 アルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる
   筒状の基材の外周面上に、軸体の表面を形成する
   ステンレス鋼製の筒状の外環材が嵌着されていて
   当該基材の接合側一端部が当該外環材の内方端縁
   部を越えて僅かに突出するスリーブ材を、回転し
   ないよう保持されたアルミニウムまたはアルミニ
   ウム合金よりなるローラ基体材の中心軸と一致す
   る軸の周りに回転させながら当該ローラ基体材と
   接近する方向に相対的に移動させることにより、
   前記スリーブ材の基材の接合側一端部の端面を、
   前記外環材の外径より大きな外径を有する前記ロ
   ーラ基体材の接合側一端部の端面に対接させて両
   端面に係るアルミニウムまたはアルミニウム合金
   を摩擦熱によつて溶融させ、これにより、前記ロ
   ーラ基体材にスリーブ材の基材を接合すると共
   に、前記外環材の内方端縁部を前記ローラ基体材
   の端面部分内に埋没させる工程を含むことを特徴
   とするヒートローラ用筒状基体の製造方法。