专利名称：用于成像装置的辊的制作方法
技术领域：
本发明涉及在复印机、打印机等成像装置中所使用的辊，尤其涉及适合被用于在高温环境下施加有巨大荷载的加热定影器的辊。
背景技术：
以往，在复印机、打印机或传真装置等中使用金属辊。作为这种金属辊，有的是辊部和轴部通过深冲加工或切削加工被一体成形而得到的，还有的是在分体地成形辊部和轴部之后，将轴部压入辊部从而结合成一体而得到的。
然而，在上述的前一种情况的金属辊中，尤其是在辊部与轴部的外径差较大的情况下等，难于高精度地实现轴部与辊部的同轴度，而且制作加工上不仅花费时间还需要大规模的装置。
此外，对于后一种情况的金属辊，为确保轴部的压入深度而不得不使用实心辊，因此增加了辊部的成本。而且，由于重量也增加了，因而对装置进行组装时的操作变得困难，在将其使用于用户可进行交换的单元的情况下，还会产生可用性方面的问题。
因此，提出了一种将凸缘压入金属管后再通过焊接使其固定的方案(参考特开平10-281140号公报)。通过采用该技术，由于将与轴部一体化的凸缘压入金属管后再通过焊接使其固定，因而能够高精度地实现轴部和辊部的同轴度。
此外，由于使用金属管，辊内部是空心的，所以还能够抑制辊部的成本。而且，由于辊内部是空心的，所以能够使金属辊的重量轻量化，而且在对装置进行组装时、和进行单元交换时等的操作变得容易。
不过，在特开平10-281140号公报所记载的技术中，为了在将凸缘压入金属管之后进行焊接，在制作加工方面需要用于进行焊接工序的设备，导致零件单价升高。
图3A和图3B是现有(特开平10-281140号公报)的金属辊的简略剖视图。如图3A所示，金属辊400由金属管401、凸缘402、焊接金属管401和凸缘402的焊接部403构成。凸缘402具有轴部404，轴部404与金属管401为同一中心(同轴)且向外侧伸长。
在例如将金属辊400用于成像装置内的定影单元等的情况下，在金属管401的外周面整个区域内受到压力405。压力405可达到1～100kg，总是从一个方向被加压。此外，也有如卡纸处理时等那样、暂时解除压力然后再次加压的情况。并且，金属辊400的旋转速度根据输出的转印材料的种类而变动因而被设定为多种，反复进行驱动和停止。
因此，金属辊400在承受通常的高荷载的同时，还不定期地经受急剧的荷载变动，从而反复进行多种速度的旋转开始·停止。所以，在凸缘402与金属管401的结合部处，被反复施加非常大的荷载。
因此，如图3B所示发生变形，最终，成为凸缘402从金属管401脱开的状态。在这样的条件下，焊接部403对于凸缘402的变形来说不是充分有效的对策。此外，为了避免变形，虽然增大凸缘402的压入量是有效的，但由于重量增加而必将牺牲可用性和导致成本增加。
而且，在日本专利2911543号和特开昭63-84827号公报中，还记载了将凸缘压入金属管后将它们用销结合的技术方案。
然而，作为用于成像装置的辊，尤其是作为在高温环境下施加有巨大荷载的加热定影器中所使用的辊，仅以简单地用销结合的结构在强度方面不够充分。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于，提供一种在高温环境下即使施加有巨大荷载也能够确保强度的辊。
本发明的另一个目的是提供一种低成本、重量轻、又能够确保强度的辊。
本发明的又一个目的是提供一种在装载于加热定影器的情况下最适用的辊。
本发明还有一个目的是，提供一种用于成像装置的辊，该辊具有金属管；与该金属管的端部过盈配合的凸缘，该凸缘具有轴部；贯通该金属管和该凸缘的销，该销相对于该金属管和该凸缘这二者均为过盈配合，该销是线膨胀系数比该凸缘大的材质，而且该销是线膨胀系数比该金属管大的材质、或是与该金属管相同的材质。
本发明的其它目的可通过参考附图阅读下面的详细说明而清楚地了解。
图1是从记录纸输送方向上游侧观察使用了本发明的辊的加热定影器的情况的剖视图。
图2是装载了加热定影器的成像装置的结构图，该加热定影器使用了本发明的辊。
图3A和图3B是现有的金属辊的简略剖视图。
具体实施例方式
(成像装置100)图2是装载了加热定影器的成像装置的结构图，该加热定影器使用了本发明的辊。如图2所示，该成像装置100是电子照相方式、纵列式(in line type)的全色打印机。成像装置100具备成像部1a、1b、1c、1d这4个成像部(成像单元)。这4个成像部1a～1d以一定的间隔被配置成一列，形成黄色、深红色、青绿色、黑色的图像。
在各成像部1a～1d上，分别设置有作为图像载体的鼓型的电子照相感光体(以下，称为感光体鼓)2a、2b、2c、2d。在各感光体鼓2a～2d的周围，分别设置有带电器3a、3b、3c、3d、显影装置4a、4b、4c、4d、以及鼓清洁装置5a、5b、5c、5d。在带电器3和显影装置4之间的上方分别设置有曝光装置6a、6b、6c、6d。在各显影装置4a～4d中分别容纳有黄色调色剂、深红色调色剂、青绿色调色剂、黑色调色剂。
此外，成像装置100具有供给部20、输送装置30、定影装置40。
供给部20具有供给盒21、供给辊22、转印材料输送导轨23、套准调节辊24。
输送装置30具有转印辊34a～34d、张力辊32以及驱动辊33。转印辊34a～34d在各转印部Ta、Tb、Tc、Td的辊隙部、通过环状的转印材料输送带(以下，称为转印带)31与各感光体鼓2a～2d抵接。转印带31张挂于张力辊32与驱动辊33之间，通过驱动辊33的驱动使转印材料P向进行输送的方向(输送方向)转动(移动)。
定影装置40设置于转印带31的输送方向的下游侧。定影装置40具有加压辊41、加热辊42。加压辊41是对转印材料加压的加压机构。加热辊42内置有热源，是加热转印材料的加热机构。
(成像动作)接着，对成像装置100的成像动作进行说明。当成像开始信号被发出，各个成像部1a～1d的各个感光体鼓2a～2d被以规定的处理速度旋转驱动。各个感光体鼓2a～2d分别被带电器3a～3d带电为一样的负极性。曝光装置6a～6d分别将与输出图像对应的图像信号在激光输出部(未图示)转换成光信号，并发射出作为转换后的光信号的激光。被带电的各个感光体鼓2a～2d上分别被上述激光扫描曝光，在各个感光体鼓上形成静电潜像。
接下来，对使调色剂附着于静电潜像的显影工序、以及此工序之后的工序进行说明。首先，通过被施加了与感光鼓2a的带电极性(负极性)相同极性的显影偏压的显影装置4a，使黄色的调色剂附着在形成于感光鼓2a上的静电潜像上，使其作为调色剂图像实现可视图像化。
另一方面，将堆叠于供给盒21中的转印材料P通过供给辊22一边被转印材料输送导轨23引导一边进行供给。被供给的转印材料P配合感光鼓2a上的调色剂图像前端移动至感光鼓2a与转印辊34a之间的转印部Ta处的时机，通过套准调节辊24被输送至转印部Ta。被输送至转印部Ta的转印材料P通过被施加了转印偏压(与调色剂相反的极性(正极性))的转印辊34a而被转印黄色的调色剂图像。
被转印了黄色的调色剂图像的转印材料P通过转印材料输送带31被移动至成像部1b。然后，在由成像部1b和转印辊34b所构成的转印部Tb处，也同样使形成于感光鼓2b的深红色的调色剂图像重合于转印材料P上的黄色的调色剂图像上，进行转印。以下，同样地使青绿色、黑色的调色剂图像通过各个转印部Tc、Td而依次重合，在转印材料P上形成全色的调色剂图像。
形成有全色的调色剂图像的转印材料P通过输送导轨35被输送至定影装置40。被输送至定影装置40的转印材料P在加热辊42与加压辊41之间的定影辊隙被加热·加压，全色的调色剂图像被热定影。被进行了调色剂图像热定影的转印材料P通过排出辊49被排出至排出托架51上。通过上述过程结束一连串的成像动作。
并且，在将图像从感光体鼓2向转印材料P转印时，将残留在各感光鼓2a～2d上的转印残留调色剂分别通过各个鼓清洁装置5a～5d除去并回收。
另外，在输出单色图像时，仅在形成黑色的图像的成像部1d进行上述的成像处理。
(定影装置40)接下来，对定影装置40进行详细说明。图1是从输送方向上游侧观察的、定影装置40的要部剖视图。
如图1所示，加压辊41具有金属辊和弹性体415。金属辊具有金属管411、凸缘412、销413。
金属管411是金属制成的空心管，在其两端部压入(过盈配合)有凸缘412。
凸缘412具有伸出部412a和轴部414。伸出部412a是直径与金属管411的内径大致相同(直径稍大)的圆盘状。轴部414与金属管401为同一中心(同轴)且向外侧伸长。
销413在金属管411与凸缘412的接合部分处、在与轴方向垂直的方向(半径方向)上贯通金属管411、凸缘412。弹性体415设置于金属管411的外周面，形成弹性层。该弹性层以覆盖金属管411的销413所贯通的部分的方式设置于金属管411的表面。
但是，在综合考虑辊41的成本以及辊41的重量、强度等的情况下，凸缘412的材料优选为铁，金属管411的材料优选为铝。其原因为，铁的密度高，大约是铝的3倍，若用铁制作金属管411会使其非常重。因此，考虑到辊的轻量化，优选用铝来制作金属管411。而且从成本的角度考虑，铝制管比铁制管更廉价。
另一方面，由于凸缘412的轴部414承受非常大的荷载，所以凸缘412优选采用强度比铝制部件更强的铁制部件。
如上所述，在综合考虑辊41的成本以及辊41的重量、强度等的情况下，优选以铁作为凸缘412的材料，优选以铝作为金属管411的材料。
然而，由于铝的线膨胀系数比铁大，所以当辊41升温时，可能会使金属管411与凸缘412的过盈配合状态变松。
因此，本实施例提供一种即使金属管是比凸缘的线膨胀系数大的材质、也能够抑制由升温引起的、金属管与凸缘之间的松动的结构。
用于本实施例的销413以与金属管411相同的材质制成，并且通过压入贯通金属管411、凸缘412。即，销413相对于金属管411和凸缘412为过盈配合。此外，金属管411和销413使用线膨胀系数比凸缘412大的部件。即，销413是线膨胀系数比凸缘大的材质，而且销413与金属管411为同一材质。例如，优选对金属管411和销413使用铝材，对凸缘413使用铁材。
而且，也可以是将材质的关系设定为销413是线膨胀系数比凸缘412大的材质，而且销413是线膨胀系数比金属管411大的材质。
由此，由于即使是在因加热辊42使加压辊41变热的情况下，也不会因为热膨胀导致凸缘412与销413的压入状态(过盈配合状态)变松，而且金属管411与销413的压入状态(过盈配合状态)也不会变松，所以金属管411和凸缘412能够保持坚固的结合。
此外，作为凸缘412，在其与金属管411的接合面上实施了滚花加工，对其进行加强以免其从金属管411中脱出。此外，也可以在金属管411的与凸缘412的接合面上实施滚花加工，对其进行加强以免凸缘412从金属管411中脱出。
弹性体415是硅橡胶，在其表面上还设有氟树脂的脱模层。包含弹性体415的加压辊41的外径优选为φ10～50mm。
轴部414通过轴承44被支承于侧板43上。在一个轴部414上固定有驱动传递齿轮46，其将来自作为驱动机构的驱动马达47的驱动旋转传递至加压辊41。驱动马达47能够根据进行定影的转印材料的种类而切换多种输送速度。
另一方面，加热辊42的内部具有热源(未图示)，为使转印材料上的未定影调色剂图像定影，其外周表面的温度上升至150～200℃。此外，加热辊42通过加压弹簧45被向着加压辊41弹压。此时的抵接压(压力)优选为1～100kg。另外，可以通过未图示的压力调整机构来调整抵接压。
此处，在加压辊41上，总是从一个方向作用有来自加热辊42的、在外周面整个区域内的高压力(1～100kg)。此外，通过相应于转印材料的种类的压力调整机构所进行的压力调整、以及卡纸处理(暂时解除加压状态，然后再次进行加压)，施加于加压辊41的压力发生变动。另外，被设定为根据转印材料的种类来切换驱动马达47的速度，因而加压辊41具有多种旋转速度。若加压辊41的速度变化，则与加压辊41从动旋转的加热辊42的旋转速度变动(包括停止)。
因此，加压辊41在承受常规高荷载的同时还经受不定期的急剧的荷载变动，从而反复进行多种速度的旋转开始·停止。因此，在凸缘412与金属管411的结合部处，被反复施加巨大的荷载。
即使在这样的情况下，由于凸缘412通过销413与金属管411坚固地结合，所以凸缘412不会变形。另外，由于销413的作用，凸缘412也不会从金属管411中脱出，能够保证稳定的动作。
另外，销413和金属管411由同一材料构成，线膨胀系数比凸缘412大。因此，即使是在因加热辊42导致加压辊41变热的情况下，也不会因热膨胀而使销413与金属管411之间的压入状态、以及销413与凸缘412之间的压入状态变松，能够保持坚固的结合。
而且，由于金属管411是空心的，所以能够减轻加压辊41的重量。因此，组装定影装置40(成像装置100)时、以及更换定影装置40(成像装置)时的操作变得容易、简单。此外，还能够抑制加压辊41的成本。
另外，金属辊(金属管411、凸缘412、销413)即使用于加热辊42也是同样有效的。此外，也可以对使用环形传送带(转印带31)的输送装置30的支承辊(张力辊32、驱动辊33)使用上述实施例那样的金属辊。尤其是，最接近定影装置40的驱动辊33经常从一个方向受到转印带31的张力，并接近定影装置40，受到来自它的热的影响。因此，如果将本实施例那样的辊用于驱动辊33，能够得到与用于定影装置40的情况相同的效果。此外，在中间转印方式的成像装置中，将本实施例那样的金属辊用于中央转印带单元的支承辊，也能够得到同样的效果。
本发明并非仅限于上述实施例的内容，其还包括在上述技术思想范围内的各种变形。
权利要求
1.一种用于成像装置的辊，该辊具有金属管；与该金属管的端部过盈配合的凸缘，该凸缘具有轴部；贯通该金属管和该凸缘的销，该销相对于该金属管和该凸缘这二者过盈配合，该销是线膨胀系数比该凸缘大的材质，而且该销是线膨胀系数比该金属管大的材质、或是与该金属管相同的材质。
2.如权利要求1所述的用于成像装置的辊，其特征在于，该金属管和该凸缘的至少一个接合面被施以滚花加工。
3.如权利要求1所述的用于成像装置的辊，其特征在于，该辊还具有弹性层，该弹性层以覆盖该金属管的该销所贯通的部分的方式设于该金属管的表面上。
4.如权利要求1所述的用于成像装置的辊，其特征在于，该金属管是线膨胀系数比该凸缘大的材质。
5.如权利要求1所述的用于成像装置的辊，其特征在于，该辊是被用于加热定影器的辊，所述加热定影器装载于该成像装置。
6.如权利要求1所述的用于成像装置的辊，其特征在于，该辊是装载于该成像装置的传送带驱动用的辊。
全文摘要
一种用于成像装置的辊，该辊具有金属管；与该金属管的端部过盈配合的凸缘，该凸缘具有轴部；贯通该金属管和该凸缘的销，该销相对于该金属管和该凸缘这二者过盈配合，该销是线膨胀系数比该凸缘大的材质，而且该销是线膨胀系数比该金属管大的材质、或是与该金属管的相同的材质。由此，即使在高温环境下施加有巨大荷载，也能够确保其强度。
文档编号G03G15/20GK1945461SQ20061014181
公开日2007年4月11日 申请日期2006年9月29日 优先权日2005年9月30日
发明者佐原广, 斋藤亨 申请人:佳能株式会社