(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属芯金上に熱収縮性のフッ素樹脂チューブを被覆し、それをチューブの融点以上の温度に加熱して芯金に融着させることによりフッ素樹脂被覆ローラを製造する方法において、芯金としてそのチューブ被覆部分となる円筒状体の両外側に先細形状のテーパを設けたものを用い、該芯金にチューブを被覆し、該テーパ部において治具で該チューブを略線接触の状態で保持し、その状態のまま加熱することによりチューブを芯金に融着させることを特徴とするフッ素樹脂被覆ローラの製造方法。
【請求項２】
線接触部の位置よりも径が大きい部分では芯金テーパ面と芯金軸とのなす角度より立った角度で、かつその最大径が芯金外径よりも大きいテーパ面を有し、線接触部の位置よりも径が小さい部分では芯金テーパ面と芯金軸とのなす角度より寝た角度のテーパ面を有する２段テーパ形状の治具を用いて、治具でのチューブの前記略線接触の状態での保持を行わせることを特徴とする、請求項１に記載のフッ素樹脂被覆ローラの製造方法。
【請求項３】
前記形状の治具を用いてチューブを芯金に加熱融着する際に、芯金を立て置きにすることを特徴とする、請求項２に記載のフッ素樹脂被覆ローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は電子写真装置、静電記録装置などの画像形成装置に用いられ未定着トナーを定着する定着装置に好適なフッ素樹脂被覆ローラの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真装置、静電記録装置などの画像形成装置に於いては、未定着トナーを定着する定着装置にフッ素樹脂被覆ローラが通常用いられる。フッ素樹脂被覆ローラは、金属芯金上にフッ素樹脂チューブを被覆し、それをチューブの融点以上の温度に加熱し、芯金に融着させることにより製造されているが、従来、その製造に用いる芯金の形状は、縦断面図を図１に示すようなストレートな円筒状か、あるいは縦断面図を図２に示すように、チューブ被覆部分となる円筒状体の両側にそれよりも細い軸受部分となる円筒状体を設けた形状であり、どちらの場合もチューブ被覆部分となる円筒状体の両側面は、チューブ被覆部分となる円筒面および軸受部分となる円筒面に対して垂直な面をなしている。ところで、芯金にチューブを被覆し、加熱融着する際、チューブの端は溶融時の収縮や重力により、引けやダレまた突起部では切れ等の現象が発生する。このため、上記形状の芯金を用いてフッ素樹脂被覆ローラを製造する際には、芯金にチューブを被覆するとき被覆が必要な部分の長さより長めにチューブを被覆し必要な部分には上記のような、引けやダレが及ばないようにしておき、加熱してチューブを芯金に融着させたのち寸法にあわせて不要部分を取り除いていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来技術ではフッ素樹脂被覆ローラを製造する際に、芯金に、チューブを被覆し加熱融着する際発生するチューブの端の引けやダレの部分や、またチューブを固定したりするとその固定部分に発生するチューブ保持跡の部分を、チューブを芯金に融着させたのち芯金から除去するという工程が必要となる。このようなチューブを融着させた後の不要部分の除去は、チューブが芯金上に強固に接着しているため難しく、必ずしも効率的な方法とは言えなかった。
【０００４】
本発明の目的は、上記のようなチューブ融着後の後加工工程を無くし、生産効率の良いフッ素樹脂被覆ローラの製造方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段および作用】
上記目的を達成するために、本願に係る第１の発明は、金属芯金上に熱収縮性のフッ素樹脂チューブを被覆し、それをチューブの融点以上の温度に加熱して芯金に融着させることによりフッ素樹脂被覆ローラを製造する方法において、芯金としてそのチューブ被覆部分となる円筒状体の両外側に先細形状のテーパを設けたものを用い、該芯金にチューブを被覆し、該テーパ部において治具で該チューブを略線接触の状態で保持し、その状態のまま加熱することによりチューブを芯金に融着させることを特徴としている。
【０００６】
本発明において略線接触とは、チュ−ブと治具との接触が、略１ｍｍ巾以下の線で接触していることを意味する。
【０００７】
一般に熱収縮性のチューブを円筒体に被覆し加熱して円筒体に融着させると、チューブの両自由端は溶融時の収縮やチューブにかかる重力により、引けやダレが発生する。また円筒体に突起があったり、図１や図２に示すように円筒体の両側面が円筒面に対して直角となる角があったりすると、その突起や角のためチューブが充分に被覆体に沿わない状態で加熱融着が行われることになり、突起や角の部分に応力が集中するため溶融と同時にチューブがそこで裂けて、またそこからチューブの引けやダレが発生してしまう。
【０００８】
本発明においては、上記の構成において芯金のチューブ被覆部分となる円筒状体の両外側にテーパを設ける事により直角となるような角がなくなるのでチューブが充分に被覆体に沿うようになる。したがって加熱融着時におけるこの部分でのチューブの裂けを防ぐ様に作用する。またテーパ部でチューブを保持して加熱融着させるので、ローラのチューブ被覆部分の実際に使用する円筒面部分にチューブ保持跡が残らない。さらにチューブが略線接触の状態で保持されていることにより、チューブの保持治具への融着が防止される。これらにより、本発明はチューブ融着後の後加工を無くし生産効率の良いフッ素樹脂被覆ローラの製造方法を実現することができる。
【０００９】
本願に係る第二の発明は、上記製造方法において該線接触の方法として特定の形状を有する治具を用いることを特徴としている。すなわち、該治具の形状は、線接触部の位置よりも径が大きい部分では芯金テーパ面と芯金軸とのなす角度より立った角度で、かつその最大径が芯金外径よりも大きいテーパ面を有し、線接触部の位置よりも径が小さい部分では芯金テーパ面と芯金軸とのなす角度より寝た角度のテーパ面を有する２段テーパ形状であることを特徴としている。
【００１０】
本発明においては、芯金上に熱収縮性のフッ素樹脂チューブをテーパー部まで、はみ出すように被覆した後、上記構成の治具を芯金の両側に軸方向から取り付けることにより、はみ出したチューブを治具のテーパ面に沿わせながら芯金テーパ面と治具との間に挟みこめるため、容易にかつ確実にチューブを芯金テーパ部上で略線接触で保持することが可能となる。またこの形状の治具そのものの加工も容易である。
【００１１】
本願に係る第三の発明は、上記構成の治具を用いてチューブを芯金に加熱融着する際に芯金を立て置きにすることを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、芯金の両側に上記治具を取り付け立てに置く事で芯金上側では上記治具の自重で、また下側は上記治具と芯金の自重の和でチューブを保持することになり、特別な保持圧付加の機構を用いずにすむ。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
実施例１．
図６は本願に係る第三の発明の内容を表わしている。（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は（ａ）図における円内部分の拡大図である。図６において、１は金属芯金、２は熱収縮性フッ素樹脂チューブである。本実施例においては金属芯金１としてアルミニウム芯金を用いた。このアルミニウム芯金はチューブ被覆部分となる円筒状体部分がφ４０ｍｍで軸受部分がφ３０ｍｍであり円筒体の両外側にテーパが付けられている。このテーパの角度（芯金軸とのなす角）は３０°以上６０°以下が望ましい。これは、それより小さいと融着時にチューブの縮みが生じ引けダレの原因となる、大きいとチューブ被覆部とテーパ部の境界でチューブ加熱融着時にチューブが切れやすくなるためである。そのため本実施例においては約４５°のテーパを付けた。また本実施例では熱収縮性フッ素樹脂チューブとして芯金の円筒体の径（４０ｍｍ）とほぼ同内径をもつ５０μｍ膜厚のＰＦＡ熱収縮チューブを使用した。
【００１５】
また本実施例においては、チューブの接着性向上の為アルミニウム芯金の円筒体部分とテーパ部分にフッ素系のプライマーを塗布した。
まず、縦断面図図３に示すように、前記芯金１に前記熱収縮性フッ素樹脂チューブ２を被覆した。そして、熱収縮性フッ素樹脂チューブの両端を円筒体部とテーパ部の境界から所定の長さで切る。この長さはチューブを固定する際チューブ端がテーパ面上に位置できる長さでかつテーパ面上で略線接触で固定する位置からチューブ端までが０．５ｍｍ以上となるようにしたほうがよい。また、テーパ面上で略線接触で固定する部分の位置は、固定跡が芯金の円筒体部径の外側に出ないように、固定する部分の芯金軸中心からの距離≦（芯金の円筒体部半径−０．１ｍｍ）であるのが望ましい。このため本実施例では、固定する部分の芯金軸中心からの距離を１９．５ｍｍとし、熱収縮性フッ素樹脂チューブの両端を円筒体部とテーパ部の境界から約４ｍｍの長さで切った。
【００１６】
そしてこのようにチューブを被覆した芯金の両側から図４（ａ）にその縦断面図を、（ｂ）にその横断面図を示すような治具３を芯金軸受部をガイドに取り付けることにより縦断面図を図５に示すようにチューブを治具のテーパ面に沿わせながら芯金テーパ面と治具との間に挟み、略線接触で保持する（（ａ）図→（ｂ）図→（ｃ）図）。この際チューブとの接触部分は略線接触と述べたとうり１ｍｍ巾以下であることが加熱融着後のチューブの治具への接着を防ぐという点から望ましい。本実施例ではこの治具をアルミニウムにより作製した。
【００１７】
また治具３のチューブ保持部の形状は本実施例では、芯金のテーパ角が４５°であり芯金外形（円筒体部）がφ４０ｍｍであることから接触部の位置の径（φ３９ｍｍ；１９．５ｍｍ×２）より大きい部分のテーパ角は芯金のテーパ角より立った角度とするが、チューブをその面に沿わせて挟みこむため８０°以下が望ましいため５４°とし、その最大外径をφ４３ｍｍとした。また、接触部の位置の径より小さい部分のテーパ角は芯金のテーパ角より小さい角度とするがテーパ面同士のなす角が小さすぎる（９０°以下）とチューブの切れ等が考えられるため、３６°とした。このような２段テーパ形状であれば略線接触部をつくるための治具加工方法も簡単であり、治具を取り付けるだけでチューブを治具のテーパ面に沿わせながら芯金テーパ面と治具との間に挟み略線接触で保持することが可能となる。さらに本実施例では、治具のチューブ保持部にフッ素樹脂チューブの離型材としてシリコーンオイルを塗布した。
【００１８】
つぎに、上記のようにセットされた芯金を図６に示すように立て置きにする。このようにすることにより芯金上側では上記治具３の自重で、また下側は上記治具３と芯金１の自重の和でチューブを保持することになり特別な保持圧付加の機構を用いずにすむ。ただしこの場合、加熱融着時における芯金上側の上記治具３の自重が大きすぎる事に起因する芯金の座屈変形や保持部分でのチューブの切れや、また小さいときに起るチューブ保持力不足により発生するチューブの引け等を考慮する必要がある。このため本実施例では、治具３の質量を約２８０ｇとした。
【００１９】
以上の状態のまま熱風循環式の恒温乾燥機の中に入れ４００℃で約１時間加熱して、チューブを芯金に融着させた。そして約２００℃まで冷却した後芯金の両側に付けた治具３を取り除いた。治具はチューブを略線接触で保持していたため容易にはずすことができ、またチューブの付着等が起きないためそのまま、次の芯金に取り付けることができる。
【００２０】
以上本発明により、芯金のチューブ被覆部分にチューブの引け、切れ等ないものをチューブ融着後の後加工無しで作製できる生産効率の良いフッ素樹脂被覆ローラの製造方法を実現することができた。
【００２１】
以上、図面を参照しながら本発明の実施例を説明した。本実施例は本願に係る第三の発明の例であるが、第二の発明の被覆ローラは、図５（ｃ）に示すようにチューブの両端を芯金テーパ面と治具との間に挟み、略線接触で保持したのち、このようにセットされた芯金を熱風循環式の恒温乾燥機の中に入れ４００℃で約１時間加熱して、チューブを芯金に融着させ、次いで約２００℃まで冷却した後、芯金の両側に付けた治金３を取り除くことにより製造することができた。
【００２２】
本願の第一の発明の実施例は次のとおりである。図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すようにチューブの両端を芯金テーパ面と治具６、７、８との間に挟み、略線接触で保持したのち、このようにセットされた芯金を熱風循環式の恒温乾燥機の中に入れ４００℃で約１時間加熱して、チューブを芯金に融着させ、次いで約２００℃まで冷却した後、芯金の両側に付けた治具６、７、８を取り除くことにより製造することができた。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、金属芯金上に熱収縮性のフッ素樹脂チューブを被覆し、それをチューブの融点以上の温度に加熱して芯金に融着させることによりフッ素樹脂被覆ローラを製造する方法において、芯金としてそのチューブ被覆部分となる円筒状体の両外側に先細形状のテーパを設けたものを用い、該芯金にチューブを被覆し、該テーパ部において治具で該チューブを略線接触の状態で保持し、その状態のまま加熱してチューブを芯金に融着させることにより、芯金のチューブ被覆部分にチューブの引け、切れ等ないフッ素樹脂被覆ローラをチューブ融着後の後加工無しで生産効率良く作製することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の芯金の形状の一例を示す縦断面図である。
【図２】従来の芯金の形状の他の例を示す縦断面図である。
【図３】本発明における芯金にチューブを被覆した状態を示す縦断面図である。
【図４】本発明において用いる治具の形状を示す図面であって、（ａ）は縦断面図を、（ｂ）は横断面図を表わす。
【図５】本発明において、治具を取り付ける際の縦断面図であって、（ａ）→（ｂ）→（ｃ）の順にその様子を示す。
【図６】本発明において、加熱融着前のすべてがセットされた状態を示す縦断面図であって、（ｂ）は図（ａ）における円内部分の拡大図である。
【図７】本発明におけるテーパ部でチューブを略線接触で保持する方法を示す縦断面図であって、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はその種々の態様を示す。
【符号の説明】
１：    芯金
２：    フッ素樹脂チューブ
３：    治具
４：    芯金立て棒
５：    芯金立て台
６：    治具
７：    治具
８：    治具
【図１】
0003787373.tif 000002
【図２】
0003787373.tif 000003
【図３】
0003787373.tif 000004
【図４】
0003787373.tif 000005
【図５】
0003787373.tif 000006
【図６】
0003787373.tif 000007
【図７】
0003787373.tif 000008