(57)【要約】【課題】薄肉で小径の加熱ローラが要求される場合でも、肉厚の厚い素管を使用する必要がなく、且つ、使用時での芯金破損発生の恐れのない加熱ローラを提供する。【解決手段】内周に寄り止め部材が設けられた無端状の定着ベルト４５を定着ローラとともに張架した、熱源５５を内蔵する、加熱ローラ４１に関する。胴部４１ｃと胴部４１ｃの両端が縮径された軸部４１ｄとを有する金属円筒管４１ｂと、金属円筒管４１ｂの軸部４１ｄに金属円筒管４１ｂと同軸に設けられると共に、寄り止め部材４５２に係合されるリング状部材４１１と、リング状部材４１１を胴部４１ｃに向けて位置決めする、リング状部材４１１の外側の軸部４１ｄに塑性変形によって設けられた凸部とを備えている。【選択図】図１
2006259540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に寄り止め部材が設けられた無端状の定着ベルトを定着ローラとともに張架した、熱源を内蔵する、加熱ローラにおいて、
胴部と該胴部の両端が縮径された軸部とを有する金属円筒管と、
該金属円筒管の軸部に前記金属円筒管と同軸に設けられると共に、前記寄り止め部材に係合されるリング状部材と、
該リング状部材を前記胴部に向けて位置決めする、前記リング状部材の外側の前記軸部に塑性変形によって設けられた凸部と、を備えていることを特徴とする加熱ローラ。
【請求項２】
前記凸部が、該凸部の外側に隣接する凹部の形成によって、該凹部と前記リング状部材との間に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の加熱ローラ。
【請求項３】
前記リング状部材が、前記金属円筒管に用いられる金属材料より熱膨張係数が小さい材料からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の加熱ローラ。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の加熱ローラに用いる芯金の製造方法において、
アルミニウム合金からなる金属円筒管の両端部を絞り加工によって縮径して軸部を形成し、
該軸部に別部材のリング状部材を挿入した状態で、再度、絞り加工によって前記軸部のリング状部材を挿入した外側に、塑性加工によって凸部を形成し、
前記リング状部材を前記金属円筒管に対して移動不可の状態に支持することを特徴とする芯金の製造方法。
【請求項５】
定着ローラと熱源を内蔵する加熱ローラとに張架された無端状の定着ベルトと、該定着ベルトの内周に設けられた寄り止め部材と、前記定着ベルトを介して前記定着ローラに圧接する加圧ローラとを有し、前記定着ベルトと前記加圧ローラとのニップ部に未定着トナー像を担持した記録材を通して定着を行う定着装置において、
前記加熱ローラが、胴部と該胴部の両端が縮径された軸部とを有する金属円筒管と、
該金属円筒管の軸部に前記金属円筒管と同軸に設けられると共に、前記寄り止め部材に係合されるリング状部材と、
該リング状部材を前記胴部に向けて位置決めする、前記リング状部材の外側の前記軸部に塑性変形によって設けられた凸部と、を備えていることを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項５に記載の定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置において、転写紙等に形成されたトナー像を加熱および加圧して定着させる熱定着方式の定着装置、この定着装置に用いる加熱ローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図６は、従来の画像形成装置及び本発明を適用可能な画像形成装置の基本構成を示す模式図である。図６には、４連タンデム方式のフルカラープリンタの構成を概略で示した。このプリンタは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像をそれぞれ対応した感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ（像担持体）の表面上に形成するための電子写真方式の４組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋ（像形成手段）を備えている。
【０００３】
これら画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋの下方には、各画像形成部を通して用紙（記録材）を搬送するための搬送ベルト２０が張架されている。各画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋの感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋは、搬送ベルト２０にそれぞれ転接配置され、用紙（記録材）は搬送ベルト２０の表面に静電的に吸着される。
【０００４】
４組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋは、略同じ構造を有する。よって、ここでは用紙の搬送方向最上流側に配設されたイエロー用の画像形成部１０Ｙについて代表して説明し、他の色用の画像形成部１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋについては同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【０００５】
画像形成部１０Ｙは、その略中央位置に搬送ベルト２０に転接された感光体ドラム１Ｙを有する。感光体ドラム１Ｙの周囲には、感光体ドラム１Ｙの表面を所定の電位に帯電させる帯電装置２Ｙ、帯電されたドラム表面を色分解された画像信号に基づいて露光し、ドラム表面上に静電潜像を形成する露光装置３Ｙ、ドラム表面上に形成された静電潜像にイエロートナーを供給して現像する現像装置４Ｙ、現像したトナー像を搬送ベルト２０を介して搬送される用紙上に転写する転写ローラ５Ｙ（転写装置）、転写されずにドラム表面に残留した残留トナーを除去するクリーナ６Ｙ、および図示しないドラム表面に残留した電荷を除去する除電ランプが、感光体ドラム１Ｙの回転方向に沿って順に配設されている。
【０００６】
搬送ベルト２０の図中右下方には、用紙を搬送ベルト２０上に給紙するための給紙機構３０が配設されている。搬送ベルト２０の図中左側には、後に詳述する本発明に係わる定着装置を配設することができる。搬送ベルト２０によって搬送された用紙は、搬送ベルト２０から連続して定着装置４０を通って延びた搬送路を搬送され、定着装置４０を通過する。
【０００７】
定着装置４０は、搬送された用紙、すなわちその表面上に各色のトナー像が転写された状態の用紙を加熱および加圧する。そして、各色のトナー像を溶融して用紙に浸透させて定着させる。また、定着装置４０の搬送経路下流側に排紙ローラを介して排紙する。
【０００８】
図６に示すような画像形成装置において、従来、転写紙上に形成されたトナー画像を定着する方法として、一般に熱と圧力による熱定着方式が用いられている。
【０００９】
具体的には、記録紙（転写紙と同じ）上に形成されたトナー像を転写紙とともに、内部に加熱源を持った定着ローラと相対する加圧ローラの間を通過させ、その間でトナーに熱を与え、溶融を起こさせ、同時に両ローラ間の圧力によってトナー像を転写紙上に定着させるものである。
【００１０】
近年、この画像形成装置のカラー化および立上り時間の短縮がさらに進んできている。まず、カラー化により、定着すべきトナー量が増える（Ｙイエロー、Ｍマゼンタ、ＣシアンおよびＢブラックの４色トナーを用いて潜像させる）ため、定着ローラと加圧ローラとの間（ニップ部）を通過した段階で溶融したトナーのローラへの付着が問題となってきた。その結果、ローラへオフセットしたトナーとにより、転写紙の巻きつきが発生しやすくなる。
【００１１】
その対策として、図７に示すようなベルト定着方式が主流である。このベルト定着方式では前述の定着ローラと加圧ローラによるローラ定着方式に対して、定着ローラを直接加熱するのではなく、間接的に加熱された定着ベルト４５を介することで、ニップ部を通過した直後の溶融トナーの冷却が早くなり、トナーの粘性が低下する結果、表面への付着力が防止できるようになる。また、定着ローラ４２よりも加圧ローラ４３側のゴム硬度を硬くし、ニップ面を加圧ローラ側にすることでニップを通過した後の転写紙の排出向きを加圧ローラ側（一般的に“下向きニップ”という）に持って行くことで、分離性を良くすることができる。
【００１２】
この定着ベルトを用いる定着装置において、定着ベルト４５を加熱する手段として、多くの場合、内部に加熱源例えばハロゲンヒータ５５を設置したローラ、すなわち、加熱ローラ４１が用いられる。
【００１３】
そして、立上り時間の短縮のためには、定着ベルト４５を用いた定着装置で、より早く定着ベルト４５を所定の温度まで加熱する必要がある。その手段として、加熱ローラ４１の肉厚を薄くしたり、定着ベルト４５の巻きつき量を増やしたり、加熱ローラ４１の外径を小径化して内部熱源であるハロゲンヒータ５５との距離を近づけるなどの方法が考えられる。
【特許文献１】特開２０００−１２３７号公報
【特許文献２】特開２００２−１８２５０１号公報
【特許文献３】特開２００２−１２６８２４号公報
【特許文献４】特開２００２−１２６９０４号公報
【特許文献５】特開平１０−２２１９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ここで、図８を用いてベルト定着方式における加熱ローラ４１の形状について説明を加える。
【００１５】
定着装置４０で加熱ローラ４１にはその胴部に定着ベルト４５が配置され、軸部（以下、ジャーナル部と称す）にはベアリングなどの軸受部材５４が取付けられる。
【００１６】
そのため加熱ローラ４１は回転自在に保持されており、定着ベルト４５の回転移動に伴って連れ回る構成になっている。また、定着ベルト４５の内面端部には定着ベルト４５の寄りを防止する手段として、寄り止め部材４５２が接着されている。この寄り止め部材４５２は、その効果を得るために厚さ２ｍｍ程度が設定されており、定着ベルト４５の内面から見ると、高さ２ｍｍ程度のガイド状になっていることがわかる。
【００１７】
この寄り止め部材４５２は、当然定着ベルト４５といっしょに動くが、寄り止め部材４５２が加熱ローラ４１の胴部端部と強く接触すると乗り上げ現象が生じて、定着ベルト４５が加熱ローラ４１から離れてしまい（一般に“ベルトの寄り現象”）、加熱ローラ４１から熱が充分に定着ベルト４５に伝わらない現象や、最悪の場合、定着ベルト４５を破損することが起こりうる。そのようにならないためには寄り止め部材４５２と加熱ローラ４１の胴部端部に乗り上げないような適正形状に、つまり定着ベルト４５が回転移動する際に蛇行しないように寄りを抑制する必要がある。さらには寄り止め部材４５２が浮き出さないように、寄り止め部材４５２の内周径よりジャーナル部外径が小径、すなわち寄り止め部材４５２とジャーナル部外径とに隙間が必要である。
【００１８】
よって、加熱ローラ４１の胴部端近傍での定着ベルト４５との位置関係をみると、寄り止め部材４５２と相対するジャーナル部側の外径寸法は、加熱ローラ４１の胴部外径よりも片側２ｍｍ、径でφ４ｍｍ程度  小径になっている段差部分が必要である。
【００１９】
ここで上述の“ベルトの寄り現象”に対する防止策について記述する。
特許文献１および特許文献２記載の従来技術は、本文で説明している基盤技術であり、定着ベルトに前述の寄り止め部材を取り付け、定着ベルトの回転移動時の蛇行防止を行う技術の開示である。しかし、これらの従来技術では前述のように従動回転する当該加熱ローラの胴部端部に寄り止め部材をガイドするために段差部分が必要であり、後述する加熱ローラの製造方法における制約から加熱ローラの薄肉化、つまり省エネ化（立上り時間の短縮）を実現できない。
【００２０】
ここで、加熱ローラ４１の断面形状について記載すると、加熱ローラ４１の胴部内径部では立上り時間を早くするために胴部肉厚を薄くし、円筒管状になっており、かつ、内部にハロゲンヒータ等の加熱源５５を保持させなければならない。そのため、胴部とジャーナル部とは肉厚が一定の関係で形成される必要がある。
【００２１】
初めに、加熱ローラ４１に用いる芯金４１ａのジャーナル部の製造工程について、図９を用いて説明を加える。
【００２２】
本出願人が先に開示した特許文献３や特許文献４でも記載してあるように、加工前の芯金（以下、素管又は金属円筒管とも称す）４１ａの胴部をコレットチャック１０３等で把持して回転を与えた状態で、絞り工具１０１を素管４１ａの外周面に接触、押付けおよび移動させながら、ジャーナル部を絞り加工するスピニング工法である。
【００２３】
素管の両端を同じように縮径してジャーナル部を形成させ、このジャーナル部を切削加工することで、所定の形状寸法に仕上げる。その後、加熱ローラ４１として完成させるため、胴部外径を切削加工し、寸法精度を確保した上で、胴部表層にフッ素樹脂などからなる離型材料やアルマイト処理などによって表面層を形成させる。
【００２４】
１回でのスピニング加工では形状精度の確保は難しいため、押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んでいる。また、乾式の加工が可能で、加工油を用いないため、洗浄工程が不要な工法でもある。
【００２５】
次に、加熱ローラ４１の胴部端部の形状について説明する。
【００２６】
本発明では、定着ベルト４５を用いた定着装置４０を対象にしているが、比較用として定着ベルト４５を用いないローラ定着装置について説明を加えておく。定着ベルト４５を使わないために次のような構成になる。
【００２７】
内部にハロゲンヒータ等の加熱源５５を設置した定着ローラ１４１は、一般的に表層部にシリコーンゴムなどの弾性層のないハードローラであり、このローラで加熱と定着の両方を受け持っている。区別しやすくするため、このハードローラを加熱定着ローラ１４１と呼ぶ。
【００２８】
定着ベルト４５を用いないローラ定着装置に使用される加熱定着ローラ１４１（図１１参照）では、例えば加熱定着ローラ１４１の胴部外径がφ３０ｍｍ、ジャーナル部外径がφ２０ｍｍであれば、ジャーナル部と胴部の段差が片側５ｍｍあり、且つ、定着ベルト４５を用いないために寄り止め部材４５２が存在せず、加熱定着ローラ１４１の胴部端部と接触するものがなく、胴部端部の形状は傾斜を持っていても問題ない。そのため、スピニング加工で傾斜を持たせる加工をすれば、必要な肉厚を維持確保しやすい（図１１参照）。
【００２９】
これに対して、本発明の記するところの定着ベルト４５を用いる定着装置４０では定着ベルト４５の内周面端部に位置している寄り止め部材４５２との接触（干渉）が問題となるため、それを避ける手段として前述のように胴部端部とジャーナル部の傾斜を直角にしなければならない。
【００３０】
特許文献２記載の従来技術でも、定着ローラ（特許文献２中の符号４参照）に対して、定着ベルトの回転移動時の蛇行抑制する側の加熱ローラの胴部端部形状（特許文献２中の符号３参照）が直角となっている点からもわかると思う。
【００３１】
図１０が理想的な形状であるが、現状のスピニング加工では素管４１ａの胴部を保持するコレットチャック１０３の把持力と素管４１ａ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。そのため、絞り時の肩形状の角度を急な曲げ加工とすると素管剛性が負けてしまいダレが発生する。（図１２を参照。）
【００３２】
スピニング加工によるダレは、図１２のように２ヵ所に生じる。ダレ部Ａは胴部の切削加工時にほとんどが除去されるためにあまり問題にはならない。これに対して、ダレ部Ｂは重要でジャーナル部の切削後にジャーナル部根元にどれだけ肉厚が確保されるかに関わっている部分である。
【００３３】
このダレ部Ｂの曲率が大きいと切削加工時に残る肉厚ｔｄが薄くなるためにできるだけ小さな曲率を持たせたいが、部分的に曲げることができない。その結果、切削後の肉厚を確保するには肉厚の厚い素管を用いてこのダレ部Ｂに残る肉厚を多くすることで対応するしかない。これに加えて胴部外径とジャーナル部外径の寸法差が小さいほど、曲げ量が少ないため、曲率の小さいダレ部を作ることが難しくなる。
【００３４】
ジャーナル部を成形する別手段として、多く用いられている工法にスウェージ加工がある。このスウェージ加工によるジャーナル部断面は図１３のようになっているが、図１２の場合と同じように大きな曲率を持った形状となっているので、肉厚確保のためには素管４１ａの肉厚で対応するしかない。
【００３５】
すなわち、加熱ローラ４１として性能的に胴部肉厚ｔ０．６ｍｍ以下の薄肉芯金が必要な場合でも芯金４１ａの耐久性（強度）を確保するために、つまり所望のダレ部肉厚を確保するためには前述の加工性より２ｍｍ以上の素管肉厚から製作する必要があり、５０％以上の肉厚を切り屑として破棄することになってしまう。
【００３６】
そのため、厚肉素管（肉厚２ｍｍ以上）のため材料コストが高いだけでなく、切削回数が増えるために生産性の低下を発生させている。
【００３７】
そこで、本発明は薄肉で小径の加熱ローラが要求される場合でも、肉厚の厚い素管を使用する必要がなく、且つ、使用時での芯金破損発生の恐れのない加熱ローラを提供することを目的とする。また、その加熱ローラを用いた定着装置によって立上り時間の短縮が可能であり、省エネルギー化が図れることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３８】
請求項１に記載の発明は、内周に寄り止め部材が設けられた無端状の定着ベルトを定着ローラとともに張架した、熱源を内蔵する、加熱ローラにおいて、
胴部と該胴部の両端が縮径された軸部とを有する金属円筒管と、
該金属円筒管の軸部に前記金属円筒管と同軸に設けられると共に、前記寄り止め部材に係合されるリング状部材と、
該リング状部材を前記胴部に向けて位置決めする、前記リング状部材の外側の前記軸部に塑性変形によって設けられた凸部と、を備えていることを特徴とする加熱ローラである。
【００３９】
請求項２に記載の発明は、前記凸部が、該凸部の外側に隣接する凹部の形成によって、該凹部と前記リング状部材との間に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の加熱ローラである。
【００４０】
請求項３に記載の発明は、前記リング状部材が、前記金属円筒管に用いられる金属材料より熱膨張係数が小さい材料からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の加熱ローラである。
【００４１】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の加熱ローラに用いる芯金の製造方法において、
アルミニウム合金からなる金属円筒管の両端部を絞り加工によって縮径して軸部を形成し、
該軸部に別部材のリング状部材を挿入した状態で、再度、絞り加工によって前記軸部のリング状部材を挿入した外側に、塑性加工によって凸部を形成し、
前記リング状部材を前記金属円筒管に対して移動不可の状態に支持することを特徴とする芯金の製造方法である。
【００４２】
請求項５に記載の発明は、定着ローラと熱源を内蔵する加熱ローラとに張架された無端状の定着ベルトと、該定着ベルトの内周に設けられた寄り止め部材と、前記定着ベルトを介して前記定着ローラに圧接する加圧ローラとを有し、前記定着ベルトと前記加圧ローラとのニップ部に未定着トナー像を担持した記録材を通して定着を行う定着装置において、
前記加熱ローラが、胴部と該胴部の両端が縮径された軸部とを有する金属円筒管と、
該金属円筒管の軸部に前記金属円筒管と同軸に設けられると共に、前記寄り止め部材に係合されるリング状部材と、
該リング状部材を前記胴部に向けて位置決めする、前記リング状部材の外側の前記軸部に塑性変形によって設けられた凸部と、を備えていることを特徴とする定着装置である。
【００４３】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００４４】
請求項１、２又は４に係わる発明によれば、本発明は薄肉で小径の加熱ローラが要求される場合でも、肉厚の厚い素管を使用する必要がなく、且つ、使用時での芯金破損発生の恐れのない加熱ローラを提供することができる。
【００４５】
請求項３に係わる発明によれば、熱膨張差の発生によって“ゆるみ”を防止でき、より強固な固定が可能となる。
【００４６】
請求項５又は６に係わる発明によれば、立上り時間の短縮が可能であり、省エネルギー化を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００４８】
上記目的を達成するために、図１に示すような本発明は加熱ローラ４１用の芯金４１ａの胴部４１ｃと軸受けが支持されるジャーナル部４１ｄとの間にリング状部材４１１を設けている。
【００４９】
［第１実施例］
図７は、本発明の加熱ローラ４１を用いた定着装置４０の基本的な構成を示す図である。構成としては定着ローラ４２と加熱ローラ４１との間に定着ベルト４５が挟持されており、定着ローラ４２の相対する位置に加圧ローラ４３が支持されている。
【００５０】
加熱ローラ４１内部には加熱源であるハロゲンヒータ５５が加熱ローラ４１に接触しない状態で保持されている。なお、図７中では不図示だが、加圧ローラ４３内部にもハロゲンヒータ５５を配置していても構わない。この定着装置において、転写紙Ｓ上のトナーｓを定着ローラ４２と加圧ローラ４３との間に挿入し通過させることで、トナーｓを定着させる。
【００５１】
図１は本発明に用いる加熱ローラ４１の基本的な構成を示す断面図である。
【００５２】
構成としては芯金４１ａおよび表面層（図示せず）からなっている。芯金４１ａはアルミニウム合金の金属円筒管で、胴部外径φ２５ｍｍ、加熱ローラ４１として立上り時間も重要なために胴部４１ｃの肉厚を薄肉化しており、胴部肉厚ｔ０．４ｍｍする。
【００５３】
両端のジャーナル部は、外径φ２０ｍｍで強度確保のために肉厚ｔ１ｍｍ以上とする。ジャーナル部４１ｄにはその胴部端部近傍に、本発明のリング状部材４１１が保持されている。
【００５４】
そして、芯金内面には熱の吸収を高めるために黒色塗料による内面塗装（図示せず）を行い、芯金外周面には組み合わされる定着ベルト４５との接触による磨耗防止のため、離型材料であるフッ素樹脂等からなる表面層（図示せず）を、あるいはアルマイト処理によって加熱ローラ全面に被覆層（表面層の代用）を形成している。
【００５５】
本発明の記するところのジャーナル部にリング状部材４１１を具備する方法を以下に説明する。
【００５６】
まず、ジャーナル部を前述のスピニング加工で形成させる。但し、前述したように従来例で示した図１０のように胴部端部とジャーナル部の段差、つまり端部形状は直角に近い状態ではなく、図２に示すような傾斜を持った形状でよい。
【００５７】
そのため、この肩部肉厚はスピニング加工などの塑性加工によって減肉されず、素管時とほぼ同一のｔ＝１ｍｍ以上を確保した状態で加工できる。
【００５８】
次に、このジャーナル部をスピニング加工した後、のちに加工基準となる端面（センタリング）加工を行う。その結果、両端部にはセンタ基準（本実施例ではセンター角度６０度であるが、後述するＮＣ旋盤の両側  センタ治具１０４と一対をなす角度であれば良い。）が設けられる。
【００５９】
さらに、この状態でＮＣ旋盤で上記の芯金４１ａをセンタ治具１０４で把持した状態で、ジャーナル部にリング状部材４１１の基準面を加工する。（図３（Ａ）〜（Ｃ）を参照。）
【００６０】
ここで一度、芯金４１ａをＮＣ旋盤より外して、リング状部材４１１を所望の位置に挿入して（図３（Ｄ）参照）、再度センタ治具１０４で把持する（図３（Ｅ）参照）。
【００６１】
この状態で図３（Ｆ）に示すローラ工具１０５を用いてリング状部材４１１の端部側の所定の位置に押込み、塑性加工による凹部である溝を形成させる。その結果、溝を形成される時に表面に盛り上がりができ、図３（Ｆ）中、および図４のように凸部４１２が形成され、リング状部材４１１が移動不可の状態で芯金４１ａと一体形成される。
【００６２】
上記加工の結果、溝加工によって断面形状で同一位置の内周面に塑性加工による盛り上がり（内面リブ４１３）が形成される。そのため溝部分の減肉による剛性低下はなく、容易に固定が可能となる。
【００６３】
この溝加工ではローラ工具１０５は芯金４１ａの回転に合わせ連れ回りする。その際の芯金４１ａの回転数は、３５０ｒｐｍである。押込み時の押込み速度をφ０．１ｍｍ／ｒｅｖとした。
【００６４】
次に、溝加工によって凸部４１２を形成し、溝部分をジャーナル部の外径切削で所定の外径まで切削して溝をなくしている。この場合、仕上り時には溝がない状態となるが、内径部分には溝加工によって内周面にも相当量の盛り上がり（内面リブ４１３）が形成されている（図２参照）。
【００６５】
さらに、所望の形状に胴部をダイヤモンドバイトなどの切削工具で外径切削を施すことで、加熱ローラ４１として用いることができる（図３（Ｇ）参照）。最後に芯金４１ａ表面の塗装を行い、加熱ローラ４１として完成する。
【００６６】
上記の結果、肩部肉厚は所望の強度を確保でき、且つ定着ベルト４５の寄り止め部材４５２の乗り上げを抑制できることになる。
【００６７】
ここで、リング状部材４５２を一体固定する凸部４１２の形成方法の補足は、特許文献３や特許文献４でも記載してあるローラ工具１０５を用いて行う補強リブ４１４と同じ加工方法である。
【００６８】
また、形成される凸部４１２の断面形状は、特許文献５記載のように加圧変形による応力集中が加わらないので特に定められる必要はない。つまりリング状部材４１１を移動不可の状態に一体固定でき得る形状であれば良い。
【００６９】
ここでリング状部材４１１について記述する。リング状部材４１１は図５に示すように外径φ＝２５ｍｍ、内径φ＝２２ｍｍで、肉厚ｔ＝２ｍｍのアルミニウム合金で形成している。
【００７０】
リング状部材４１１の設置で芯金４１ａとしての熱容量は若干増えるが、トナーｓを定着させる胴部でなくジャーナル部に形成しているので問題ない。更にはハロゲンヒータ５５の配光調整で対応も可能であり、胴部端部側の熱容量増加であるので立上り時の特性にも不具合とはならない。逆に端部側での熱容量増加は連続通紙時の温度落込みに有利になる。
【００７１】
［第２実施例］
次に、上記では溝加工によって凸部４１２を形成し、溝部分をジャーナル部の外径切削で所定の外径まで切削して溝をなくしているが、第１実施例の場合よりもローラ工具１０５を深く押込み、形成する溝深さを深くしてもよい。この場合、仕上り時には溝がある状態となるが、内径部分には溝加工によって内周面にも相当量の盛り上がり（内面リブ４１３）が形成されているので、強度低下なく十分な剛性が得られる（図４参照）。
【００７２】
［第３実施例］
さらに、リング状部材４１１を素管材質（第１及び第２実施例ではアルミニウム合金）と熱膨張の違う、具体的には熱膨張係数の低い、ＳＵＳ材などを用いる。その結果、加熱ローラ４１としてトナーｓを定着させるために所定の温度まで加熱（一般的に１７０℃前後）された際に、熱膨張差の発生によって“ゆるみ”を防止でき、より強固な固定が可能となる。
【００７３】
もちろん、上述した図５のようなリング状部材４１１の外径や内径は、用いる定着装置４０の部品レイアウトによって規定されるものであり、加熱ローラ４１の胴部外径と同等であれば、機能を満足する。また、内径もジャーナル部の形状で適宜設定されることは周知のことである。
【００７４】
さらには、肉厚ｔ＝２ｍｍもまた、定着ベルト４５の寄りを抑制しうる上で充分な剛性を得られれば、部品レイアウト上で適宜設定されるものである。
【００７５】
最後に第１〜第３実施例を通して、加熱ローラ４１の胴部芯金の断面形状としては、本出願人が先に開示した特許文献３や特許文献４でも示したような補強リブ４１４が具備されていても良いし、もちろん、なくても問題ない。
【００７６】
［実施形態］
本発明に係わる加熱ローラ４１を用いた定着装置４０の一実施形態を以下に示す。
【００７７】
符号４０は加熱定着方式の定着装置、符号４１は本発明の記するところの加熱ローラ、符号５５は加熱ローラ４１の軸線上に設けられた加熱源（ハロゲンヒータ）、符号５４は図示を略す支持枠体等に加熱ローラ４１を回転可能に支持する軸受（ベアリング）、符号４４は定着ローラ４２と加熱ローラ４１に張架された定着ベルト４５にテンション力Ｆを加えるテンションローラである。
【００７８】
また、定着ベルト４５の表面にオフセット付着したトナーｓを除去する図示しないクリーニングローラ５６と、同じく図示しないトナーｓを定着した転写紙Ｓが排紙側で定着ベルト４５に巻付き（ジャム）が発生した場合に強制剥離するために通紙下流側の定着ベルト４５の表面に当接する分離爪５３を具備する場合がある。
【００７９】
また、加熱ローラ４１の温度制御には加熱ローラ４１に当接する定着ベルトの外周面に加熱ローラ制御用温度センサ５１が、加圧ローラ４３には加圧ローラ制御用温度センサ５２が当接している。一般的にはこの温度センサ５１、５２にはサーミスタが用いられている。
【００８０】
定着ベルト４５は、ＰＩ（ポリイミド）フィルムに２００〜３００μｍの厚さのシリコーンゴムで形成された弾性層を有し、その表層にはフッ素樹脂層からなる薄膜層を被覆している。この定着ベルト４５の両端部には厚さ２ｍｍ、幅３ｍｍの硬度６０度（アスカーＣ）程度の寄り止め部材４５２が接着されている。
【００８１】
加熱ローラ４１は、アルミニウム合金からなる芯金４１ａと、芯金４１ａの外表面に設けられた樹脂層（図示せず）とを備えている。芯金４１ａの概略形状は、アルミニウム合金Ａ６０６３材を基体として形成されており、外径φ２５ｍｍ、長さ３５０ｍｍ、肉厚ｔ０．４ｍｍである。また、芯金４１ａの内周面には黒色塗料による内面塗装（図示せず）が被覆されている。
【００８２】
上記の加熱ローラ４１についての実施評価は、線速１６２ｍｍ／ｓ、定着温度１６０℃の中速機クラスの定着条件での立上り時間を評価した。本実施形態で用いる定着装置４０において、加熱ローラ４１側のハロゲンヒータ５５の総電力は８００Ｗで、加圧ローラ４３側のハロゲンヒータ５５は４００Ｗとした。また、その他の部品は共通としている。
【００８３】
温度の測定点はニップ前の部位を測定した。温度測定には接触式温度センサー（Ｅ型熱電対）を当接して通紙領域の中央部の温度が定着に必要な温度（定着温度＝１６０℃）まで昇温にかかる時間を立上り時間とした。
【００８４】
この結果、従来技術である図８に示すような加熱ローラ４１の外径φ３０ｍｍ×肉厚ｔ１．０ｍｍでは立上り時間が９９秒に対して、本発明に記するところの加熱ローラ４１では立上り時間５９秒と短縮されている。
【００８５】
ここで、実機目標は立上り時間６０秒以下であり、従来技術では目標を達成できない。
【００８６】
次に、定着ベルト４５の寄り状態を確認した。評価方法は寄り状態を加速評価するために加熱ローラ４１の制御温度を２００℃（実機にて想定されるオーバーシュート上限温度）に設定して、線速１６２ｍｍ／ｓｅｃで回転２分、停止１０秒の周期で繰り返した。この動作を２６０時間（実機寿命より算出）行うときの定着ベルト４５の寄りの発生有無を確認した。
【００８７】
具体的には次の表１の評価結果に示すようになっている。表１は、本発明による実施の形態に関わる加熱ローラ４１を用いた定着装置４０の評価結果の比較表である。
【００８８】
【表１】
2006259540.tif 000003
【００８９】
なお、以上において、図１０〜図１３、図２の断面図内の想像線は、スピニング加工後の素管外周面の輪郭を表わし、実線が切削加工後の輪郭を表わしている。なお、本発明は上記実施形態又は実施例に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明に係わる一実施の形態の加熱ローラを示す断面図であり、図８と同様に、図７の定着装置のＡ−Ａ線で軸線方向に沿う断面図である。
【図２】図１の加熱ローラに備えるリング状部材の位置決め状態を示す拡大断面図である。
【図３】図１の加熱ローラに用いる芯金の製造方法を時系列で示した説明図である。
【図４】図１の加熱ローラに用いる芯金の製造方法のうち、胴部端部の形状を示す図である。
【図５】図１の加熱ローラに備えるリング状部材の外観図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は断面図である。
【図６】従来の画像形成装置及び本発明を適用可能な画像形成装置の基本構成を示す模式図である。
【図７】図６の画像形成装置に備える定着装置を示す断面図である。
【図８】（Ａ）は従来の加熱ローラを示し、図２の定着装置のＡ−Ａ線で軸線方向に沿う断面図、（Ｂ）は寄り止め部分の拡大図である。
【図９】本発明に係わる一実施の形態でも用いる加熱ローラのジャーナル部を形成するスピニング加工を示す模式図である。
【図１０】従来の加熱ローラの胴部端部に関する理想形状を示す断面図である。
【図１１】従来のハードローラ（加熱定着ローラ）の胴部端部に関する形状を示す断面図である。
【図１２】従来の加熱ローラの胴部端部に関する形状を示す断面図である。
【図１３】従来技術による加熱ローラの胴部端部の形状を示す断面図である。
【符号の説明】
【００９１】
４０    定着装置（ベルト定着方式）
４１    加熱ローラ
４１ｂ    金属円筒管（素管）
４１ｃ    胴部
４１ｄ    軸部（ジャーナル部）
４２    定着ローラ
４３    加圧ローラ
４５    定着ベルト
５５    ハロゲンヒータ（熱源）
４１１    リング状部材
４１２    凸部
４１５    凹部
４５２    寄り止め部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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