JPH0151837B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0151837B2 JPH0151837B2 JP56045846A JP4584681A JPH0151837B2 JP H0151837 B2 JPH0151837 B2 JP H0151837B2 JP 56045846 A JP56045846 A JP 56045846A JP 4584681 A JP4584681 A JP 4584681A JP H0151837 B2 JPH0151837 B2 JP H0151837B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- roll
- heat
- aluminum
- cast
- aluminum alloy
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-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03G—ELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
- G03G15/00—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
- G03G15/20—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
- G03G15/2003—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
- G03G15/2014—Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
- G03G15/2053—Structural details of heat elements, e.g. structure of roller or belt, eddy current, induction heating
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Fixing For Electrophotography (AREA)
- Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電子写真複写装置等に用いられる熱定
着ロール、特に発熱体素子を内蔵する熱定着ロー
ルの表面温度分布の改良及びロールの軸部の強度
の増加を目的として圧接形成した軸部を有する熱
定着ロールに関するものである。
着ロール、特に発熱体素子を内蔵する熱定着ロー
ルの表面温度分布の改良及びロールの軸部の強度
の増加を目的として圧接形成した軸部を有する熱
定着ロールに関するものである。
例えば電子写真複写装置に於ては感光体上に電
子写真的に熱可塑性粉末（トナー）を用いた画像
を形成し、該トナー像を転写用紙上に転写した
後、定着させることが一般的な複写工程であり、
このトナー像の定着方式として接触加熱ロールを
用いた定着方式が多用されている。また乾式の静
電プリンタにおいてもこの接触加熱ロールを用い
た定着方式が採用されている。
子写真的に熱可塑性粉末（トナー）を用いた画像
を形成し、該トナー像を転写用紙上に転写した
後、定着させることが一般的な複写工程であり、
このトナー像の定着方式として接触加熱ロールを
用いた定着方式が多用されている。また乾式の静
電プリンタにおいてもこの接触加熱ロールを用い
た定着方式が採用されている。
このような加熱定着方式はロール基体の表面に
シリコーンゴム等の耐熱離型材料の層を被覆した
ロールと、耐熱性で且つ柔軟性の加圧ロールとを
一定圧力を印加して接触させ、この間を被定着用
紙を通過させて定着させるものである。
シリコーンゴム等の耐熱離型材料の層を被覆した
ロールと、耐熱性で且つ柔軟性の加圧ロールとを
一定圧力を印加して接触させ、この間を被定着用
紙を通過させて定着させるものである。
この定着方式に使用される加熱ロールの例には
熱伝導性の高い円筒状の金属材料を使用し、その
内部に発熱体素子を備えたものがあり、その発熱
体素子は金属円筒内のほぼ中心に設けられている
ものと円筒内側に発熱体層として装着されている
ものとがある。このような加熱ロールの従来から
知られ且つ実用化されている構造を第１図に略図
で示す。この加熱ロールではロール基体１がアル
ミあるいはアルミ合金製であり、ロール基体１の
両端部にはロール基体１と同種又は異種の金属又
は場合により非金属材料などを用いた接合用継手
管２を接合した構造の加熱ロールが用いられる。
この加熱ロールの内部には発熱体素子３が設けら
れ、ロール基体１表面には耐熱離型材料（例えば
シリコーンゴム等）の層４が被覆される。
熱伝導性の高い円筒状の金属材料を使用し、その
内部に発熱体素子を備えたものがあり、その発熱
体素子は金属円筒内のほぼ中心に設けられている
ものと円筒内側に発熱体層として装着されている
ものとがある。このような加熱ロールの従来から
知られ且つ実用化されている構造を第１図に略図
で示す。この加熱ロールではロール基体１がアル
ミあるいはアルミ合金製であり、ロール基体１の
両端部にはロール基体１と同種又は異種の金属又
は場合により非金属材料などを用いた接合用継手
管２を接合した構造の加熱ロールが用いられる。
この加熱ロールの内部には発熱体素子３が設けら
れ、ロール基体１表面には耐熱離型材料（例えば
シリコーンゴム等）の層４が被覆される。
上記の如き従来の加熱ロールの構造によれば、
ロール両端部の温度が接合用継手の熱容量及び該
接合用継手からの熱放散等の影響でロール中央部
の温度より低くなり、また接合用継手からの放熱
による熱損失が大きく、熱電源を過剰に消費する
ことになる。このような温度分布及び熱損失の問
題を解決する方法として、接合用継手の材料を比
較的熱伝導率の小さい金属を用いることが考えら
れるが、熱の断続及び定着時の圧力に対する強度
が接合部で弱いという欠点がある。すなわち接合
用継手の材料としては比較的熱伝導率の小さい金
属としてステンレスを用いることが考えられる
が、ステンレス継手とロール基体（アルミ又はア
ルミ合金製）との接合に例えば、アルゴン溶接、
圧入、ピン止めなどの方法があるが、アルゴン溶
接の場合、異なる熱膨張係数の金属を溶接するた
め、熱の断続および圧力の作用によつて溶接部が
剥離してしまう。また、圧入の場合には熱膨張係
数の違いから軸部とロールとの直径に差が生じて
軸部が離間し、ピン止めの場合には、使用中にガ
タ付きができるなど満足な接合強度を得ることが
できなかつた。また、両者の接合を摩擦接触によ
る金属溶融を利用した方法（以下この方法を圧接
方法という）で行つても、ステンレスとロール基
体とでは融点が異なるため、機械的な接合しか行
えない。その結果熱の断熱によつてステンレスと
アルミニウムとの熱膨張係数の違いから接合面に
隙間が生じ、ついには離間してしまい、やはり長
期使用に耐え得る接合を得ることが出来なかつ
た。
ロール両端部の温度が接合用継手の熱容量及び該
接合用継手からの熱放散等の影響でロール中央部
の温度より低くなり、また接合用継手からの放熱
による熱損失が大きく、熱電源を過剰に消費する
ことになる。このような温度分布及び熱損失の問
題を解決する方法として、接合用継手の材料を比
較的熱伝導率の小さい金属を用いることが考えら
れるが、熱の断続及び定着時の圧力に対する強度
が接合部で弱いという欠点がある。すなわち接合
用継手の材料としては比較的熱伝導率の小さい金
属としてステンレスを用いることが考えられる
が、ステンレス継手とロール基体（アルミ又はア
ルミ合金製）との接合に例えば、アルゴン溶接、
圧入、ピン止めなどの方法があるが、アルゴン溶
接の場合、異なる熱膨張係数の金属を溶接するた
め、熱の断続および圧力の作用によつて溶接部が
剥離してしまう。また、圧入の場合には熱膨張係
数の違いから軸部とロールとの直径に差が生じて
軸部が離間し、ピン止めの場合には、使用中にガ
タ付きができるなど満足な接合強度を得ることが
できなかつた。また、両者の接合を摩擦接触によ
る金属溶融を利用した方法（以下この方法を圧接
方法という）で行つても、ステンレスとロール基
体とでは融点が異なるため、機械的な接合しか行
えない。その結果熱の断熱によつてステンレスと
アルミニウムとの熱膨張係数の違いから接合面に
隙間が生じ、ついには離間してしまい、やはり長
期使用に耐え得る接合を得ることが出来なかつ
た。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであ
り、その目的は加熱ロールの軸部に比較的熱伝導
率の小さいステンレスを用いたにもかかわらず、
該ステンレス製の軸部とアルミ又はアルミ合金製
のロール基体とを強固に接合することが出来て、
従来の熱定着ロールに比較して長いライフが得ら
れる熱定着ロールを提供するものである。
り、その目的は加熱ロールの軸部に比較的熱伝導
率の小さいステンレスを用いたにもかかわらず、
該ステンレス製の軸部とアルミ又はアルミ合金製
のロール基体とを強固に接合することが出来て、
従来の熱定着ロールに比較して長いライフが得ら
れる熱定着ロールを提供するものである。
以下本発明の一実施例について図面を参照して
詳細に説明する。
詳細に説明する。
第２図は本発明の熱定着ロールの一実施例の構
成を示すロール軸方向の断面図である。
成を示すロール軸方向の断面図である。
第２図において加熱ロール本体は、アルミ又は
アルミ合金製の円筒管１１、該円筒管１１の両端
にアルミ又はアルミ合金ダイカストの接合用継手
１２が圧接により強固に固着されて成る構造を有
し、上記アルミ又はアルミ合金ダイカストの接合
用継手１２にはステンレス製の芯金１３が鋳込ま
れ、軸部が形成されている。ここにおいて円筒管
１１と接合用継手１２との固着に用いる圧接方法
とは、前述のように摩擦接触による溶融を利用
し、両者を融着させるものであり、当業者におい
て公知の接合方法である。またこのとき円筒管１
１と接合用継手１２とは同一素材により構成され
ているため、両者の融点は同一であり、この部分
において長期間の使用に耐える強固な接合状態を
得ることができる。また円筒管１１の内部には赤
外ランプ又はニクロム線等の発熱体素子１８が設
けられ、円筒管１１の表面にはシリコーンゴム等
の耐熱離型材料の層１５が被覆された構造となつ
ている。
アルミ合金製の円筒管１１、該円筒管１１の両端
にアルミ又はアルミ合金ダイカストの接合用継手
１２が圧接により強固に固着されて成る構造を有
し、上記アルミ又はアルミ合金ダイカストの接合
用継手１２にはステンレス製の芯金１３が鋳込ま
れ、軸部が形成されている。ここにおいて円筒管
１１と接合用継手１２との固着に用いる圧接方法
とは、前述のように摩擦接触による溶融を利用
し、両者を融着させるものであり、当業者におい
て公知の接合方法である。またこのとき円筒管１
１と接合用継手１２とは同一素材により構成され
ているため、両者の融点は同一であり、この部分
において長期間の使用に耐える強固な接合状態を
得ることができる。また円筒管１１の内部には赤
外ランプ又はニクロム線等の発熱体素子１８が設
けられ、円筒管１１の表面にはシリコーンゴム等
の耐熱離型材料の層１５が被覆された構造となつ
ている。
上記アルミ又はアルミ合金ダイカストの接合用
継手１２に鋳ぐるまれる芯金１３はステンレス製
のパイプ材を冷間鍛造、プレス加工等により第３
図〜第６図に示すようにダイカストに鋳込まれる
フランジ部１４の形状を廻り止め形状になるよう
に加工したものが用いられる。
継手１２に鋳ぐるまれる芯金１３はステンレス製
のパイプ材を冷間鍛造、プレス加工等により第３
図〜第６図に示すようにダイカストに鋳込まれる
フランジ部１４の形状を廻り止め形状になるよう
に加工したものが用いられる。
第３図〜第６図は芯金１３の形状を示し、第３
図においてはフランジ部１４に円形孔１５…及び
半円切り欠き部１６を設け、この円形孔及び半円
切り欠き部にアルミ又はアルミ合金ダイカスト部
材が入り込む事により廻り止め機能が生じる。
図においてはフランジ部１４に円形孔１５…及び
半円切り欠き部１６を設け、この円形孔及び半円
切り欠き部にアルミ又はアルミ合金ダイカスト部
材が入り込む事により廻り止め機能が生じる。
また第４図においてはフランジ部１４の一部に
切り欠き凹部１７，１７を設けて廻り止め形状を
形成している。更に第５図においてはフランジ部
１４の円周の一部を切り取つた形状にして廻り止
めが形成される。また第６図においてはフランジ
部１４の一部分を所定角度曲げた形状にして廻り
止めが形成されている。なお芯金１３のフランジ
部の廻り止めの形状は上記第３図〜第６図の形状
に限定されるものではなく、例えば楕円、歯型形
状、外径ローレツト等の種々の変形が考えられ、
また第３図〜第６図の形状を組合せる等種々の形
状のものを用いることが可能である。
切り欠き凹部１７，１７を設けて廻り止め形状を
形成している。更に第５図においてはフランジ部
１４の円周の一部を切り取つた形状にして廻り止
めが形成される。また第６図においてはフランジ
部１４の一部分を所定角度曲げた形状にして廻り
止めが形成されている。なお芯金１３のフランジ
部の廻り止めの形状は上記第３図〜第６図の形状
に限定されるものではなく、例えば楕円、歯型形
状、外径ローレツト等の種々の変形が考えられ、
また第３図〜第６図の形状を組合せる等種々の形
状のものを用いることが可能である。
このような形状の芯金１３をダイカスト１２に
鋳込むことにより芯金１３とダイカストの接合用
継手１２が強固に結合され、回転ずれ及び回転に
よる結合のガタの生じない軸部が形成される。
鋳込むことにより芯金１３とダイカストの接合用
継手１２が強固に結合され、回転ずれ及び回転に
よる結合のガタの生じない軸部が形成される。
以上の如き構造によれば、軸部には比較的熱伝
導率の小さい金属であるステンレスを用いている
ため軸部からの熱の拡散による熱損失を最少限に
することが出来、また軸にステンレスを用いたに
もかかわらず、アルミ又はアルミ合金の異種金属
との結合が芯金をダイカストに鋳込むとにより強
固になる。更に芯金を鋳ぐるんだアルミ又はアル
ミ合金ダイカストの接合用継手とアルミ又はアル
ミ合金の円筒管とを圧接により接合しているた
め、ロール基体と軸部が一体的に接合された形に
形成され、長時間の熱の断続及び圧力の下での使
用に対しても充分に耐え得る構造になつている。
導率の小さい金属であるステンレスを用いている
ため軸部からの熱の拡散による熱損失を最少限に
することが出来、また軸にステンレスを用いたに
もかかわらず、アルミ又はアルミ合金の異種金属
との結合が芯金をダイカストに鋳込むとにより強
固になる。更に芯金を鋳ぐるんだアルミ又はアル
ミ合金ダイカストの接合用継手とアルミ又はアル
ミ合金の円筒管とを圧接により接合しているた
め、ロール基体と軸部が一体的に接合された形に
形成され、長時間の熱の断続及び圧力の下での使
用に対しても充分に耐え得る構造になつている。
実施例
第２図に示した構造の本発明の熱定着ロールに
ついての更に詳細な実施例を示す。
ついての更に詳細な実施例を示す。
化学成分、Si0.2〜0.6、Fe0.35以下、Cu0.1以
下、Mn0.1以下、Mg0.45〜0.9、Cr0.1以下、
Zn0.1以下、Ti0.1以下、その他0.15以下、Al残部 の組成を有するアルミ合金材料の直径φ40mmの円
筒管１１の両端にステンレス製のパイプ管を第３
図に示す形状にプレス加工した芯金１３を 化学成分、Cu0.2以下、Si0.3以下、Mg4.0〜
8.5、Zn0.1以下、Fe1.8以下、Mn0.3以下、Ni0.1
以下、Sn0.1以下、Al残部 の組成を有するアルミ合金材料のダイカスト１２
に鋳ぐるんだ軸部を回転数2400rpm、圧接力１cm2
当り５Kg、摩擦発熱送り時間６〜７秒の条件の圧
接により接合して第２図に示すような形状とし、
また耐熱離型材料の層１５はシリコーンゴムによ
り形成し、管内には発熱体素子として赤外線ラン
プ１８を取り付けた。
下、Mn0.1以下、Mg0.45〜0.9、Cr0.1以下、
Zn0.1以下、Ti0.1以下、その他0.15以下、Al残部 の組成を有するアルミ合金材料の直径φ40mmの円
筒管１１の両端にステンレス製のパイプ管を第３
図に示す形状にプレス加工した芯金１３を 化学成分、Cu0.2以下、Si0.3以下、Mg4.0〜
8.5、Zn0.1以下、Fe1.8以下、Mn0.3以下、Ni0.1
以下、Sn0.1以下、Al残部 の組成を有するアルミ合金材料のダイカスト１２
に鋳ぐるんだ軸部を回転数2400rpm、圧接力１cm2
当り５Kg、摩擦発熱送り時間６〜７秒の条件の圧
接により接合して第２図に示すような形状とし、
また耐熱離型材料の層１５はシリコーンゴムによ
り形成し、管内には発熱体素子として赤外線ラン
プ１８を取り付けた。
この加熱ロールを加圧熱定着装置に取り付け、
圧力ローラにより加圧し、温度230度Ｃで定着の
動作を繰返たが長時間の使用に対して軸部での破
損、ヒビ割れ等が皆無であつた。また電力消費も
低減し、ロール表面の温度分布も均一となり従来
の欠点を除去した極めて優れた効果が得られた。
圧力ローラにより加圧し、温度230度Ｃで定着の
動作を繰返たが長時間の使用に対して軸部での破
損、ヒビ割れ等が皆無であつた。また電力消費も
低減し、ロール表面の温度分布も均一となり従来
の欠点を除去した極めて優れた効果が得られた。
以上の如く本発明によれば、軸部の芯金にステ
ンレスを用いているため、熱定着ロールの軸部か
らの熱拡散が低減され、ロール表面の温度分布が
均一化され、また消費電力を低減することができ
る。更に作業工程においてキズがつきにくくなる
ため作業管理がしやすいという利点を有するとと
もに、−芯金の受け部材に広い材料のものを使用
出来る利点がある。また芯金をダイカストに鋳込
んだアルミ又はアルミ合金ダイカストの軸部をア
ルミ又はアルミ合金の円筒管の両端に圧接により
結合して一体的構造と成しているため、使用時の
熱や高荷重の加圧にも充分に耐え得るという利点
を有するものである。
ンレスを用いているため、熱定着ロールの軸部か
らの熱拡散が低減され、ロール表面の温度分布が
均一化され、また消費電力を低減することができ
る。更に作業工程においてキズがつきにくくなる
ため作業管理がしやすいという利点を有するとと
もに、−芯金の受け部材に広い材料のものを使用
出来る利点がある。また芯金をダイカストに鋳込
んだアルミ又はアルミ合金ダイカストの軸部をア
ルミ又はアルミ合金の円筒管の両端に圧接により
結合して一体的構造と成しているため、使用時の
熱や高荷重の加圧にも充分に耐え得るという利点
を有するものである。
第１図は従来の発熱体素子を内蔵した加熱ロー
ルのロール軸方向の断面図、第２図は本発明熱定
着ロールのロール軸方向の断面図、第３図乃至第
６図はそれぞれ本発明に用いられる芯金の形状を
示す図である。 １１……円筒管、１２……ダイカストの接合用
継手、１３……芯金。
ルのロール軸方向の断面図、第２図は本発明熱定
着ロールのロール軸方向の断面図、第３図乃至第
６図はそれぞれ本発明に用いられる芯金の形状を
示す図である。 １１……円筒管、１２……ダイカストの接合用
継手、１３……芯金。
Claims (1)
- １ 円筒状のアルミニウムまたはアルミニウム合
金のロールの両端に、ステンレスの芯金を鋳ぐる
んだアルミニウムまたはアルミニウム合金ダイカ
スト製の接合用継手を圧接して軸部を形成したこ
とを特徴とする熱定着ロール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4584681A JPS57158867A (en) | 1981-03-27 | 1981-03-27 | Thermal fixing roll |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4584681A JPS57158867A (en) | 1981-03-27 | 1981-03-27 | Thermal fixing roll |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57158867A JPS57158867A (en) | 1982-09-30 |
| JPH0151837B2 true JPH0151837B2 (ja) | 1989-11-06 |
Family
ID=12730570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4584681A Granted JPS57158867A (en) | 1981-03-27 | 1981-03-27 | Thermal fixing roll |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57158867A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5017033B2 (ja) | 2007-09-19 | 2012-09-05 | 株式会社リコー | 現像装置及び画像形成装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4316561Y1 (ja) * | 1964-05-23 | 1968-07-10 | ||
| NO140685C (no) * | 1977-06-06 | 1979-10-17 | Thune Eureka As | Valse. |
| JPS556441A (en) * | 1978-06-27 | 1980-01-17 | Yamanashiken | Treating method of copper sulfate plating waste solution |
-
1981
- 1981-03-27 JP JP4584681A patent/JPS57158867A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57158867A (en) | 1982-09-30 |
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