(57)【要約】【課題】金型の加工精度に依存することがなく、簡易な手段で微量のクラウン量でも安定して加工でき、製造コストを一層低く抑えることができる逆クラウンローラの製造方法を提供する。【解決手段】Ａ６０００系のアルミニューム円筒体の両端部に、絞り加工により軸受ジャーナルを設け、この後、２８０℃〜４００℃で熱処理をして芯軸を形成する。この芯軸の外周上に、耐熱ゴム層および/またはフッ素樹脂層を設け、その後、全体を熱処理して所定の定着ローラを製造する。金型の精度に左右されず、常時均一なローラ形状を安定して製造することができ、金型も機械加工可能なストレート形状品を使用することから精度を維持して金型加工費用を抑えることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
材質がＡ６０００系のアルミニューム合金からなる円筒体の両端部に、絞り加工により軸受ジャーナルを設けた後、熱処理をして芯軸を形成し、前記芯軸の外周上に耐熱被覆層を設け、その後、前記芯軸および耐熱被覆層の一体を熱処理して所定の定着ローラを製造することを特徴とする熱定着ローラの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の熱定着ローラの製造方法において、
前記軸受ジャーナルを有する前記アルミニューム円筒体を２８０℃〜４００℃で熱処理して形成された芯軸を、円筒形の金型内に配置し、前記芯軸上に、肉厚が０．２ｍｍ〜４ｍｍのシリコーンゴム層および/または肉厚が０．２ｍｍ以下のフッ素樹脂層を設けると共に熱処理することを特徴とする熱定着ローラの製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の熱定着ローラの製造方法において、
前記アルミニューム円筒体は、材質がＡ６０６３系であることを特徴とする熱定着ローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子複写機やレーザービームプリンタ等の熱定着部に使用される熱定着ローラの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
定着ニップでのしわの発生を防止するために、定着ローラを直径が長さ方向の中央部の直径が最も小さく、端部に向かうに従って直径が大きくなる逆クラウン形状に形成することは、周知である。
従来から逆クラウン形状を有する定着ローラを製造する方法として、以下のような方法がある。
【０００３】
（ａ）予め内周面に所定の逆クラウン形状を施した円筒形の金型を縦方向に配置し、この金型内に、長さ方向に均一な外径を有する芯軸を配置すると共に、芯軸周囲に耐熱ゴム等の被覆材料を注入して加熱成型することにより、金型内面に接する被覆外面に逆クラウン形状を設ける方法。
【０００４】
（ｂ）長さ方向に均一な外径を有する芯軸上に、肉厚の均一な耐熱被覆層を設け、この耐熱被覆層の外周面を、精密切削を行って所定の逆クラウン形状に仕上げていく方法。
【０００５】
（ｃ）円筒状の芯軸にフッ素樹脂等の被覆層を設け、これを加熱することにより被覆層を溶融して被膜を形成し、ついで芯軸の軸方向に温度分布を持たせて冷却することにより逆クラウン形状の定着ローラを得る方法（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−１４６８０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記した従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
上記（ａ）の方法は、金型の逆クラウン形状の精度により、定着ローラの品質が決定されることになるが、金型への逆クラウン形状の加工を、手動による加工で１本毎に確認しながら行っているため、所定の逆クラウン形状を備えた金型が揃い難く、金型製作日数も長く必要である。
上記（ｂ）の方法は、微量の逆クラウン形状に仕上げるには相当の熟練を要し、多くの時間がかかる。
上記（ｃ）の方法は、芯軸の軸方向に温度分布を持たせることから、構成が複雑で大掛かりになる。
【０００７】
本発明は、以上の点に着目してなされたもので、金型の加工精度に依存することがなく、簡易な手段で微量のクラウン量でも安定して加工でき、製造コストを低く抑えることができる逆クラウンローラの製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は次の構成により上記の課題を解決する。
〈構成１〉
材質がＡ６０００系のアルミニューム合金からなる円筒体の両端部に、絞り加工により軸受ジャーナルを設けた後、熱処理をして芯軸を形成し、上記芯軸の外周上に耐熱被覆層を設け、その後、上記芯軸および耐熱被覆層の一体を熱処理して所定の定着ローラを製造することを特徴とする熱定着ローラの製造方法。
【０００９】
構成１によって、芯軸あるいはローラの長さ方向に温度分布を持って加熱することなく、所定の逆クラウン形状の定着ローラが製造されるが、これは次の理由による。
すなわち、芯軸は、材質がＡ６０００系のアルミニューム合金からなる円筒体を加工したものを使用する。Ａ６０００系のアルミニューム合金からなる円筒体の両端部に、軸受ジャーナルを絞り加工することによって、芯軸の両端部近傍に残留応力が生じ、この部分が加熱されることによって径方向に膨張する。このため、この加熱の具合を適宜調整することにより、芯軸の外面に所定の逆クラウン形状を作り出すことができる。芯軸単体を熱処理した段階では所定のクラウン量とはならないが、さらに芯軸上に、耐熱ゴム層、フッ素樹脂層等の耐熱被覆層を設けた後、一体加熱による熱処理を施すことにより所定のクラウン量が得られる。これらの熱処理の温度条件を適宜変えることにより、所定のクラウン量となるように調節することができる。なお、各熱処理は芯軸あるいはローラに対して長さ方向に亘って均一になされる。
また、構成１によれば、金型の精度に左右されず常時均一なローラ形状を安定して製造することができ、金型も機械加工可能なストレート形状品を使用することから精度を維持して金型加工費用を抑えることができる。
【００１０】
〈構成２〉
構成１記載の熱定着ローラの製造方法において、上記軸受ジャーナルを有する上記アルミニューム円筒体を２８０℃〜４００℃で熱処理して形成された芯軸を、円筒形の金型内に配置し、上記芯軸上に、肉厚が０．２ｍｍ〜４ｍｍのシリコーンゴム層および/または肉厚が０．２ｍｍ以下のフッ素樹脂層を設けると共に熱処理することを特徴とする熱定着ローラの製造方法。
【００１１】
耐熱被覆層として、シリコーンゴム層のみ、あるいはフッ素樹脂層のみ、あるいはシリコーンゴム層およびフッ素樹脂層の２層のいずれかを設けるものである。構成２により定着ローラを製造することで、クラウン量が０．０１〜０．２ｍｍの逆クラウン形状が得られる。
【００１２】
〈構成３〉
構成１記載の熱定着ローラの製造方法において、上記アルミニューム円筒体は、材質がＡ６０６３系であることを特徴とする熱定着ローラの製造方法。
【００１３】
Ａ６０６３系は、Ａ６０００系の中に含まれるが、特に絞り加工を施した際、適度に残留応力が生じるので、所定の逆クラウン形状を形成し易く、かつ、安価である利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を具体例を用いて説明する。
【実施例１】
【００１５】
先ず、芯軸を、次のようにして製造する。すなわち、材質がＡ６０６３系のアルミニューム円筒体の両端部に、常法の絞り加工により軸受ジャーナルを形成する。この後、この円筒体の内周面に、熱吸収性を高める黒色塗装を施すため、２８０〜４００℃で熱処理を行う。
【００１６】
このようにして得られた芯軸を、円筒形の金型内に同軸状に配置すると共に、芯軸と金型との間に、常法によりシリコーンゴムを注入し硬化することにより、肉厚０．０１〜０．２ｍｍのシリコーンゴム層を備えたローラを得る。さらに必要に応じて、シリコーンゴム層上に、肉厚０．２ｍｍ以下のフッ素樹脂製チューブを被せる。この後に、シリコーンゴム層および/またはフッ素樹脂製チューブを被せたローラ全体を２００℃、４時間の熱処理を行うことにより、クラウン量ｄが０．０１〜０．２ｍｍの逆クラウン形状の定着ローラを得る。
【００１７】
なお、クラウン量ｄは、次のように表される。すなわち、ローラの長さ方向の両端部の位置をそれぞれＰ１、Ｐ３とし、ローラの長さ方向の中心位置をＰ２とする。また、各Ｐ１、Ｐ３での直径をそれぞれＤ１、Ｄ３とし、Ｐ２での直径をＤ２とする。そして、Ｄ１＝Ｄ３としたとき、クラウン量ｄは、ｄ＝（Ｄ１−Ｄ２）／２  である。
【００１８】
図１に、本発明の製造方法による、シリコーンゴム層を設ける前のアルミニューム円筒体の熱処理温度とクラウン量との関係を示した。
図１のクラウン量は、次のようにして製造された定着ローラを測定したものである。すなわち、両端部に常法の絞り加工を行って軸受ジャーナルを形成した６本のアルミニューム円筒体を用意した。これらの円筒体を、それぞれ２８０℃、３３０℃、３８０℃の温度で熱処理を行って各芯軸を形成した。
【００１９】
これら６本の芯軸上に、それぞれＸ３４−９２３（信越化学工業株式会社商品名）のシリコーンゴム層を設け、さらにその上に、肉厚０．０５ｍｍのＰＦＡチューブを設け、この後、これらをそれぞれ２００℃、４時間の熱処理を行って、ゴム層の肉厚が２．５ｍｍの定着ローラ１および１．５ｍｍの定着ローラ２の２種類の定着ローラを製造した。
【００２０】
図１から分るように、定着ローラ２のようにゴム層の肉厚が小さい程、また、芯軸形成時の熱処理温度が高い程、大きいクラウン量が得られる。
従って、０．０１ｍｍ＜ｄ＜０．２ｍｍの範囲内で、必要とされるクラウン量を得るために、ゴム層の肉厚や芯軸形成時の熱処理温度を適宜設定すればよい。
【００２１】
なお、アルミニューム円筒体の材質として、Ａ５０００系を使用した場合は、Ａ６０００系と比べると逆クラウン形状になり難いが、Ａ６０００系を使用した場合は、熱伝導性が良く、柔らかいことから、適度な残留応力が生じ逆クラウン形状が得易い。特にＡ６０６３系を使用した場合はさらに逆クラウン形状が得易いことが実験により確認された。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の製造方法による、アルミニューム円筒体の熱処理温度とクラウン量との関係を示す線図である。
【符号の説明】
【００２３】
１    ゴム厚２．５ｍｍの定着ローラ
２    ゴム厚１．５ｍｍの定着ローラ
【図１】
2005140888.tif 000003