JP4012835B2

JP4012835B2 - Plastic coating roller surface smoothing device

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Publication number: JP4012835B2
Application number: JP2003045456A
Authority: JP
Inventors: 茂治中村
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-02-24
Filing date: 2003-02-24
Publication date: 2007-11-21
Anticipated expiration: 2023-02-24
Also published as: JP2004255579A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、電子写真複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置において、転写紙上の未定着像を定着するために用いられる定着ローラ等の樹脂被覆ローラに関し、表面がフッ素樹脂等の熱可塑性樹脂で被覆されたローラの表面を平滑化させる樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、従来の電子写真方式の画像形成装置において用いられる樹脂被覆ローラを示す断面図およびその一部拡大図である。図７は、樹脂被覆ローラの一例としての加熱定着ローラを示すものとされている。
【０００３】
図７に示すように、従来の加熱定着ローラ９０ｘは、厚肉の芯金９３ｘ上にプライマ層９２及び樹脂被覆層９１を順次有するものとして構成されている。前記樹脂被覆層９１は、好ましくは、予め、プライマ層９２を形成した芯金９３ｘに、熱可塑性樹脂を被覆することにより形成される。このような熱可塑性樹脂としては、トナーに対する離型性、トナー定着温度（通常１８０〜２００℃）での連続耐久性等が要求されることから、フッ素樹脂等の離型性樹脂が用いられている。
【０００４】
前記フッ素樹脂として、重合体とされるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が用いられていたが、最近では、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）の方が加工性に優れることから、ＰＦＡが主に定着ローラ用の離型層の材料として使用されている。このように、最近では、ＰＦＡを主成分とする離型性樹脂が、前記熱可塑性樹脂として用いられることが多い。
【０００５】
このようなフッ素樹脂等の離型性樹脂で構成される樹脂被覆層９１の表面は、トナーに対して離型性を有するものとされていなければならないので、樹脂被覆層９１の表面には、十点平均粗さ（Ｒｚ）：１〜３μｍ、及び、うねり：２〜４μｍ程度の平滑性が要求されている。
【０００６】
そこで、従来においては、加熱定着ローラ９０ｘの軸方向へ移動可能とされると共に、回動自在に構成された押圧ローラ（図示せず）を加熱定着ローラ９０ｘの樹脂被覆層９１に押接させて連れ回り回動させながら軸方向に移動させ、樹脂被覆層９１を押潰すことにより、樹脂被覆層９１の表面の平滑性を向上させる方法いわゆるバニッシュ工法が採用されていた。
【０００７】
バニッシュ工法とは、バニシングを意味するものとされている。バニシングとは、工作物の表面に固い表面の工具を押付けて滑らせ、表面層を除去せずに圧力をかけて表面の小さい凸部をつぶし、凹部を埋めて、表面を平滑にする方法のことを意味する。バニッシュ工法またはバニシングは、バニシ仕上げ等とも呼ばれる。
【０００８】
従来、このようなバニッシュ工法が適用されて表面が平滑な加熱定着ローラを製造するためには、前記した押圧ローラに加える加圧力を２０〜６０ｋｇｆに設定する必要があった。加熱定着ローラ９０ｘの芯金９３ｘの肉厚が１〜２ｍｍ以上であれば、加熱定着ローラ９０ｘに前記２０〜６０ｋｇｆの加圧力が加えられたとしても、加圧による加熱定着ローラ９０ｘの変形量は、芯金９３ｘの弾性変形範囲内とさせることが可能とされ、何ら問題はなかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、加熱定着ローラ９０ｘの消費電力を低減する目的で、芯金の肉厚を１ｍｍ未満に薄肉化させると、押圧ローラの加圧力によって、加熱定着ローラが塑性変形されてしまうという問題があった。そのような場合、押圧ローラの加圧力を小さく設定することによって、加熱定着ローラ９０ｘの変形を抑制させることも可能とされるが、押圧ローラの加圧力が小さく設定された場合、樹脂被覆層９１の平滑性が加圧力に比例して低下されるという問題があった。このように、加熱定着ローラ９０ｘの樹脂被覆層９１の表面９１ａが加工される際に、押圧ローラの加圧力と、樹脂被覆層９１の平滑性との関係は、二律背反の関係にあるものとされ、これを解決することが望まれていた。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑み、薄肉化された芯金表面の樹脂被覆層表面において平滑性に優れ安定した品質の樹脂被覆ローラ及び樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置を提供することを目的としている。
また、本発明は、表面が平滑性に優れると共に芯金の薄肉化によって消費電力が少なくされた定着ローラを提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載された発明は、中空円筒状の芯金上に少なくとも１層以上の樹脂被覆層を有する樹脂被覆ローラに押圧されながら該樹脂被覆ローラの表面を平滑にさせ、且つ、該樹脂被覆ローラの表面よりも表面粗さが小さい押し付け部材と、該樹脂被覆ローラの長さ方向に配置されて該樹脂被覆ローラに設けられた樹脂被覆層の表面を加熱させる熱源と、該熱源の発熱量を制御する手段とを備え、該熱源は、少なくとも該芯金の外周沿面に位置し、かつ、前記押し付け部材の動きと同期して駆動されると共に、前記樹脂被覆ローラに該押し付け部材が当接される位置に対応して、該熱源が位置することを特徴とする樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置である。
【００１４】
また、請求項２に記載された発明は、前記熱源は、前記樹脂被覆ローラの全長より短小の赤外線ヒータとされ、該赤外線ヒータを該樹脂被覆ローラの軸方向に沿って自在に可動させるアクチュエータを備えることを特徴とする請求項１に記載の樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置である。
【００１６】
請求項１及び２に記載の構成では、樹脂被覆ローラの表面を平滑化させるための押し付け部材の近傍に設けられた熱源により、押し付け部材の当接位置の温度を制御することができるので、加工温度の安定性および追従速度を向上させることが可能になる。従って、樹脂被覆ローラに均一な平滑面を形成させることが可能になる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る一実施形態の樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置を示す概略側面図および樹脂被覆ローラを示す一部拡大図、図２は、本発明に係る一実施形態の樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置の概略構成を示す図である。
【００２１】
本発明の一実施形態に係る樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置は、図１，図２に示すように、中空円筒状の芯金９３（図１）上に少なくとも１層以上の樹脂被覆層９１を有する樹脂被覆ローラ９０に押圧されながら樹脂被覆ローラ９０の表面９１ａを平滑にさせ、且つ、樹脂被覆ローラ９０に設けられた樹脂被覆層９１の表面９１ａの表面粗さよりも表面粗さが小さい押し付け部材１５（図１，図２）と、樹脂被覆ローラ９０の長さ方向の任意の部分に配置されて、樹脂被覆ローラ９０に設けられた樹脂被覆層９１の表面９１ａをその樹脂の軟化温度または溶融温度よりも高い温度に加熱させる熱源３０と、熱源３０の発熱量を制御する制御手段とを少なくとも備えるものとして構成されている。制御手段として制御装置２８（図２）などが挙げられる。
【００２２】
詳しく説明すると、この樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置は、図１及び図２に示すように、長尺円筒形状をした樹脂被覆ローラ９０内に挿通され、樹脂被覆ローラ９０の長さ方向に備えられて樹脂被覆ローラ９０に設けられた樹脂被覆層９１の表面９１ａを高温に加熱する熱源２１と、長尺円筒形状をした樹脂被覆ローラ９０の外周沿面に近接して設置される熱源３０と、装着された樹脂被覆ローラ９０に対し押し付け部材１５を介して加圧力を与える加圧アクチュエータ１と、加圧アクチュエータ１をアクチュエータテーブル１０（図１）上に強固に保持するための加圧アクチュエータ保持具２と、樹脂被覆ローラ９０の表面温度を例えば直径５ｍｍ以下の微小径スポットで検出するための非接触式温度計７と、非接触式温度計７を取付けベース１４上に不動に保持するための温度計保持具３，６と、樹脂被覆ローラ９０の表面９１ａに当接されて表面９１ａを平滑にするための押し付け部材１５と、押し付け部材１５内に挿通される熱源２２と、押し付け部材１５を回動自在に支持する押し付け部材支持具５および押し付け部材支持具５を取付けベース１４上に保持する押し付け部材保持具４と、押し付け部材１５の外周面の温度を測定する接触式温度計８と、押し付け部材１５に対しトラバース送りが行われるアクチュエータテーブル１０を樹脂被覆ローラ９０の軸方向に移動させるアクチュエータ１１と、アクチュエータ１１の可動部とされるアクチュエータテーブル１０と、押し付け部材１５を樹脂被覆ローラ９０の径方向に直動自在に可動させるための直動ガイド１３およびその取付けベース１４と、押し当て部全体を積載するためのベース１２と、樹脂被覆ローラ９０の表面温度を計測する温度計１６と、温度計１６をベース１２に固定する温度計保持具１６Ｈと、樹脂被覆ローラ９０（図２）の表面９１ａが所定の温度に加熱されて精度よく加工されるための各制御装置２４，２６，２８および各電源２５，２７，２９とを備えるものとして構成されている。
【００２３】
前記熱源２１，２２，３０として、加熱ヒータ２１，２２，３０が用いられている。また、前記トラバース送りとは、樹脂被覆ローラ９０の軸方向に横送りされる動作を意味するものとされる。
【００２４】
図１および図２に示すように、樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置に装着されたローラ形状の樹脂被覆ローラ９０は、樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置により加工される工作物いわゆるワークとして取り扱われる。図２に示すように、樹脂被覆ローラ９０は、その芯金９３の両端部９３ａ，９３ｂが中空チャック２０により回動自在に支持されて回転駆動力が伝達される。
【００２５】
図１に示すように、中空円筒状の薄肉の芯金９３上に、樹脂被膜Ｆとして、プライマ層９２と、樹脂被覆層９１とが設けられて、樹脂被覆ローラ９０が構成されている。樹脂被覆ローラ９０の断面構造は、芯金９３の肉厚を除き、図７に示した加熱定着ローラ９０ｘと略同様の断面構造のものとされている。
【００２６】
押し付け部材１５は、樹脂被覆ローラ９０の表面９１ａに押し当てられて、樹脂被覆ローラ９０の表面９１ａを平滑化させる金属製押圧部材もしくは金属製平滑ローラ１５として用いられる。平滑ローラ１５などの押し付け部材１５として、例えば、表面仕上げがＲｙ（最大高さ）０.２ｓ以下であり、且つ、Ｒａ（中心線平均粗さ）０.０５ａ以下の押圧部材が用いられてあれば、樹脂被覆ローラ９０の表面９１ａを精度良く平滑化させることができる。前記Ｒｙは、JIS B 0601に定められる「最大高さ」を意味する。また、前記Ｒａは、同じくJIS B 0601に定められる「算術平均粗さ」いわゆる「中心線平均粗さ」を意味する。
【００２７】
上記熱源３０として丸棒状の加熱ヒータ３０が用いられている。加熱ヒータ３０は、温度計保持具６の先端に設けられたヒータ支持体３１（図１）に取付けられている。また、加熱ヒータ３０として赤外線ヒータが用いられている。加熱ヒータ３０（図２）には、加熱ヒータ３０へ供給される電力を適正値に制御する制御装置２８を介して加熱ヒータ３０に電力を供給するための電源２９が接続されている。電源制御装置２８により、平滑ローラ１５の位置に対応した樹脂被覆ローラ９０の加工部の表面温度は、所定の値に維持される。
【００２８】
また、実線で示された平滑ローラ１５および加熱ヒータ３０と、一点鎖線で示された平滑ローラ１５および加熱ヒータ３０とは、互いに干渉されないものとして配置されている。
【００２９】
図１に示すように、非接触式温度計７は、非接触式温度センサ７として用いられている。また、接触式温度計８は、接触式温度センサ８として用いられている。また、温度計保持具３，６，１６Ｈは、温度センサ保持具３，６，１６Ｈとして用いられている。また、押し付け部材支持具５は、平滑ローラ支持具５として用いられている。また、押し付け部材保持具４は、平滑ローラ保持具４として用いられている。
【００３０】
また、温度計１６（図１）は、非接触式温度センサ１６として用いられている。樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置に樹脂被覆ローラ９０が備えられ、温度センサ１６により樹脂被覆ローラ９０の表面温度が計測される。
【００３１】
樹脂被覆ローラ９０の芯金９３の内部に、加熱ヒータ２１が備えられる。本実施形態では、２本の赤外線ヒータ２１ａ，２１ｂ（図２）が用いられて加熱ヒータ２１が構成されている。この２本の赤外線ヒータ２１ａ，２１ｂは、各々の
両端部２１ｃ，２１ｄがヒータ支持体１７，１９で支持されており、赤外線ヒータ２１ａ，２１ｂは、電極１８を介して通電される。
【００３２】
前記２本の加熱ヒータ２１のうち、１本の赤外線ヒータ２１ａは、樹脂被覆ローラ９０の軸方向の両端部９３ａ，９３ｂにおける発光パワーが大きく配光される。また、前記２本の加熱ヒータ２１のうち、他の１本の赤外線ヒータ２１ｂは、樹脂被覆ローラ９０の軸方向の略中央部９３ｃにおける発光パワーが大きく配光される。このように配光された赤外線ヒータ２１ａ，２１ｂが用いられるので、熱輻射の効率が良く、ローラの昇温時間を短縮させることが可能になる。
【００３３】
前記電極１８には、加熱ヒータ２１へ供給する電力を適正値に制御する制御装置２４を介して加熱ヒータ２１に電力を供給するための電源２５が接続されている。電源制御装置２４により、樹脂被覆ローラ９０の表面温度は所定の値に維持される。
【００３４】
また、樹脂被覆ローラ９０（図１）の外周面９１ａの近傍に、ローラ表面温度を非接触で測定する温度センサ７が設置されている。
【００３５】
樹脂被覆ローラ９０には、その外周面９１ａに当接されて樹脂被覆ローラ９０よりも幅狭の平滑ローラ１５が配置されている。この平滑ローラ１５は、平滑ローラ支持具５により回動自在に支持されている。また、平滑ローラ支持具５、平滑ローラ保持具４を介して平滑ローラ１５に加圧力を与える加圧アクチュエータ１が設けられている。
【００３６】
平滑ローラ１５の回動軸１５ｓは、中空構造のものとされている。この回動軸１５ｓの片側は、平滑ローラ支持具５のベアリングが用いられて回動自在に支持され、これの反対側から、円筒形状の加熱ヒータ２２が、中空の回動軸１５ｓの中心軸に沿って、中空の回動軸１５ｓの内面に非接触の状態で挿入されている。加熱ヒータ２２は、ヒータ支持体２３によって片持ちで支持されている。また、加熱ヒータ２２として赤外線ヒータが用いられている。
【００３７】
また、加熱ヒータ２２には、加熱ヒータ２２へ供給される電力を適正値に制御する制御装置２６を介して加熱ヒータ２２に電力を供給するための電源２７が接続されている。電源制御装置２６により、平滑ローラ１５の表面温度は所定の値に維持される。
【００３８】
樹脂被覆ローラ９０の表面温度を計測する非接触式温度センサ７は、平滑ローラ１５の軸方向の略中央部９３ｃに対応した位置に設置されている。非接触式温度センサ７は、アクチュエータ１１（図１）が駆動された際に、アクチュエータテーブル１０と共に樹脂被覆ローラ９０の軸方向にトラバース送りされる。従って、樹脂被覆ローラ９０の平滑化加工が行われるときに、平滑ローラ１５が樹脂被覆ローラ９０に当接されている箇所の加工温度は、精度よく計測される。
【００３９】
微小径スポットの非接触式温度センサ７が用いられて、前記加工温度の測定が行われるものとされた理由について説明すると、樹脂被覆ローラ９０の周方向の温度は、略均一な温度とされているが、樹脂被覆ローラ９０の軸方向における温度測定の測定解像度を向上させ、樹脂被覆ローラ９０の平滑化加工が行われるときに、樹脂被覆ローラ９０の表面９１ａに悪影響が及ぼされないように配慮したためである。
【００４０】
樹脂被覆ローラ９０の平滑化加工が行われる際に、樹脂被覆ローラ９０の加熱温度と、平滑ローラ１５の加熱温度とが異なる温度に設定されて加工される場合、平滑ローラ１５が当接されている樹脂被覆ローラ９０の加工部の表面温度は、変動されることが考えられる。
【００４１】
例えば平滑ローラ１５の加熱温度よりも、樹脂被覆ローラ９０の加熱温度のほうが高い温度に設定された場合、樹脂被覆ローラ９０から平滑ローラ１５に熱が逃がされて、樹脂被覆ローラ９０の温度は低くなる方向に変動される。このため、樹脂被覆ローラ９０の加工面は、均一に平滑されないことが懸念される。
【００４２】
また、例えば樹脂被覆ローラ９０の加熱温度よりも、平滑ローラ１５の加熱温度のほうが高い温度に設定された場合、平滑ローラ１５から樹脂被覆ローラ９０に対して熱が移動されるため、樹脂被覆ローラ９０の温度は高くなる方向に変動される。樹脂被覆ローラの各仕様などにもよるが、平滑加工時の平滑ローラ１５の表面温度が、加工される樹脂被覆ローラ９０の表面温度よりも高い温度に設定されている方が、樹脂被覆ローラ９０の加工性は、やや良いという結果も出されている。
【００４３】
樹脂被覆ローラ９０の加工面全面に渡って均一な平滑面が形成されるためには、樹脂被覆ローラ９０と平滑ローラ１５との当接箇所の温度が、加工開始から加工終了までの間において、略一定に保たれることが必要とされている。
【００４４】
本発明の樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置においては、非接触式温度センサ７（図１，図２）が用いられて樹脂被覆ローラ９０の加工部の温度が検出されつつ、その測定結果に基づいて、電源制御装置２８（図２）により、樹脂被覆ローラ９０の加工部の表面温度が略一定に維持されるように、加熱ヒータ３０に供給される電力を最適に調整するものとされている。電源２９に接続された電源制御装置２８を備えるものは、温度制御手段として機能するものとされている。
【００４５】
また、この樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置においては、接触式温度センサ８（図１）が用いられて平滑ローラ１５の温度が検出されつつ、その測定結果に基づいて、電源制御装置２６（図２）により、平滑ローラ１５の表面温度が略一定に維持されるように、加熱ヒータ２２に供給される電力を最適に調整するものとされている。電源２７に接続された電源制御装置２６を備えるものは、他の温度制御手段として機能するものとされている。
【００４６】
樹脂被覆ローラ９０の芯金９３の内部に備えられた加熱ヒータ２１は、加工温度よりもやや低い温度に設定され、温度センサ１６で計測される温度を略一定に維持させる制御が電源制御装置２４で行われる。この樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置においては、非接触式温度センサ１６が用いられて樹脂被覆ローラ９０の加工部の温度が検出されつつ、その測定結果に基づいて、電源制御装置２４（図２）により、樹脂被覆ローラ９０の加工部の表面温度が略一定に維持されるように、加熱ヒータ２１に供給される電力を最適に調整するものとされている。電源２５に接続された電源制御装置２４を備えるものは、別の温度制御手段として機能するものとされている。
【００４７】
例えば、樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置に樹脂被覆ローラ９０が備えられ、樹脂被覆ローラ９０の平滑化加工が行われる前から平滑化加工が完了されるまで、終始、非接触式温度センサ７（図１）と、温度センサ１６（図１）とにより、樹脂被覆ローラ９０の表面温度が計測される。このような温度検出方法は、樹脂被覆ローラ９０の有効な温度設定方法の一例とされる。
【００４８】
また、例えば、樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置に樹脂被覆ローラ９０が備えられ、樹脂被覆ローラ９０の平滑化加工が開始される直前まで温度センサ１６（図１）により樹脂被覆ローラ９０の表面温度が計測され、樹脂被覆ローラ９０の平滑化加工の開始と共に、非接触式温度センサ７により樹脂被覆ローラ９０の表面温度が計測されるという温度検出方法も有効な樹脂被覆ローラ９０の温度設定方法とされる。
【００４９】
図１および図２に示すように、加熱ヒータ３０は、樹脂被覆ローラ９０の芯金９３に設けられた樹脂被覆層９１の外周沿面に位置するものとされている。また、この加熱ヒータ３０は、平滑ローラ１５の回動軸１５ｓの中空孔内面に近接して位置する加熱ヒータ２２と異なるものとして使用されている。加熱ヒータ３０の外周部に近接して平滑ローラ１５は挿着されておらず、加熱ヒータ３０は、芯金９３の外周面に近接した位置に備えられている。
【００５０】
また、図２に示すように、加熱ヒータ３０は、樹脂被覆ローラ９０の全長よりも短小の赤外線ヒータとして形成されている。また、前記赤外線ヒータを樹脂被覆ローラ９０の軸方向に沿って自在に可動させるアクチュエータ１１（図１）が、樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置に備えられている。
【００５１】
加熱ヒータ３０は、樹脂被覆ローラ９０の軸方向に沿った平滑ローラ１５の動きと同期して、樹脂被覆ローラ９０の軸方向に沿って駆動される。また、樹脂被覆ローラ９０に対し平滑ローラ１５が当接される位置に対応して、加熱ヒータ３０は、樹脂被覆ローラ９０の外周沿面に近接して位置するものとされている。このようにすることで、平滑化加工が行われるときの樹脂被覆ローラ９０の表面温度を所定の温度に保持させることが可能となる。
【００５２】
このような樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置が構成されてあれば、樹脂被覆ローラ９０の表面９１ａを平滑化させるための平滑ローラ１５の近傍に設けられた加熱ヒータ３０により、平滑ローラ１５の当接位置の温度を制御することができる。これにより、加工温度の安定性および加工温度が変化された際の追従速度を向上させることが可能になる。従って、樹脂被覆ローラ９０に、より均一な平滑面を形成させることが可能になる。
【００５３】
樹脂被覆ローラ９０の芯金９３の外周沿面に設けられた加熱ヒータ３０によって、樹脂被覆ローラ９０の表面９１ａにおける加工温度の制御が行われるため、例えば樹脂被覆ローラ９０の芯金９３の内部に備えられた加熱ヒータ２１のみで加工温度の制御が行われる場合と比べて、制御の応答性を向上させることができる。
【００５４】
特に、平滑ローラ１５の加工の送り速度が速くされた場合、樹脂被覆ローラ９０の芯金９３の中央部９３ｃと比べ、樹脂被覆ローラ９０の芯金９３の両端部９３ａ，９３ｂでは、熱の逃がされる量が多いため、温度制御が追いつかない場合があった。しかしながら、上記樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置が用いられることにより、そのような不利な条件下においても不具合なく温度制御が行われることとなった。
【００５５】
また、熱源２１，２２，３０として、ローラ軸方向に配光を有する赤外線ヒータが用いられているので、熱輻射の効率が良く、樹脂被覆ローラ９０の昇温時間を短縮させることが可能になる。また、上記各熱源２１，２２，３０が併用されることにより、樹脂被覆ローラ９０の平滑化加工が行われる際の加工温度が安定化され、樹脂被覆ローラ９０の表面９１ａは、精度よく仕上げられることとなる。
【００５６】
図１および図２に示すように、平滑ローラ１５は、略円柱形状に形成されると共に、樹脂被覆ローラ９０と連れ周り回動可能なものとされている。略円柱形状に形成された平滑ローラ１５の回動により、樹脂被覆ローラ９０の表面９１ａを精度よく平滑化させることが可能になる。
【００５７】
図２に示すように、略円柱形状の平滑ローラ１５は、樹脂被覆ローラ９０のローラ全長よりも幅狭かつ軸方向に曲率を有し略太鼓状に形成されている。また、平滑ローラ１５は、樹脂被覆ローラ９０と連れ周り回動されつつ、樹脂被覆ローラ９０の軸方向に横送り可能とされている。平滑ローラ１５と樹脂被覆ローラ９０との接触面積が小さい状態で、横送り加工することが可能になるので、様々な樹脂被覆ローラの形状に対する適応範囲が広げられる。
【００５８】
この樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置は、樹脂被覆ローラ９０の表面９１ａの近傍に位置する複数の加熱ヒータ３０（図２）と、複数のアクチュエータ１１（図１に代表して示す）と、複数の平滑ローラ１５（図２）とを備えるものとして構成されている。このようにすることで、樹脂被覆ローラ９０の加工時間を短縮させることが可能になる。また、樹脂被覆ローラ９０の表面９１ａの同一箇所が複数回加工されるように制御されるものであれば、より良好な平滑面を樹脂被覆ローラ９０に形成させることも可能になる。
【００５９】
以下に、上記樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置が用いられて、樹脂被覆ローラの加工方法が行われる各状態について説明する。
図３は、本発明に係る一実施形態の樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置に備えられた平滑ローラの移動例を示す図である。以下の説明において、図１，図２に示した平滑ローラおよび樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置と共通の部分には同一の符号を付し、その説明を省略した。樹脂被覆ローラ９０ｉの断面構造は、芯金９３ｉの直径を除き、図１に示した加熱定着ローラ９０の一部拡大図と略同様の断面構造のものとされている。
【００６０】
図３に示すように、この樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置は、平滑ローラ１５を複数個備え、同一方向に同一速度でトラバース送り可能なものとして構成されている。図３は、樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置に、２個の平滑ローラ１５が備えられた例を示すものとされている。このようにすれば、加工面を２等分割して加工することができるので、半分の時間で加工することが可能となる。
【００６１】
図４は、本発明に係る一実施形態の樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置に備えられた平滑ローラの他の移動例を示す図である。
図４に示すように、２つの平滑ローラ１５の加工開始箇所を樹脂被覆ローラ９０ｉの同一端部９３ａとさせ、２つの平滑ローラ１５を他端部９３ｂまで移動させれば、平滑ローラ１５による平滑化加工が２回繰り返して加工されることになる。従って、より良好な平滑面が形成されることとなる。また、一方の平滑ローラ１５を樹脂被覆ローラ９０ｉの一端部９３ａから他端部９３ｂに移動させると共に、他方の平滑ローラ１５を樹脂被覆ローラ９０ｉの他端部９３ｂから一端部９３ａに移動させても同様の効果が得られる。
【００６２】
図５及び図６は、本発明に係る一実施形態の樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置に備えられた平滑ローラのその他の移動例を示す図である。
図５，図６に示すように、平滑ローラ１５を複数個備え、互いに逆方向に同一速度でトラバース送りするものとされている。図５，図６は、樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置に２個の平滑ローラ１５が備えられた例を示すものとされている。このようにすれば、加工面を２等分割して加工することができるので、半分の時間で加工することが可能となる。
【００６３】
特に、図６に示す樹脂被覆ローラ９０ｉの加工方法によれば、加工終了箇所を樹脂被覆ローラ９０ｉの端部９３ａ，９３ｂとさせることが可能になるため、樹脂被覆ローラ９０ｉの加工終了後、平滑ローラ１５を樹脂被覆ローラ９０ｉの加工面から離接するとき、加工面に及ぼす影響を受け難いものとさせることが可能になる。従って、このような樹脂被覆ローラ９０ｉの加工方法は、より良好な加工方法とされる。
【００６４】
上記樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置が用いられることにより、表面が熱可塑性樹脂で被覆された円筒形状物の表面の平滑化が精度よく行われることとなる。具体的に説明すると、上記樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置が用いられることにより、樹脂被覆ローラ９０，９０ｉの中空円筒状の芯金９３上に設けられた樹脂被覆層９１の表面９１ａは、精度よく平滑に加工される。
【００６５】
図１，図２に示すように、樹脂被覆ローラ９０は、芯金９３の外周部に近接して位置し、且つ、平滑ローラ１５が装着されていない加熱ヒータ３０によって芯金９３の表面層とされる樹脂被覆層９１が熱せられつつ、樹脂被覆層９１の表面９１ａに、この表面９１ａの表面粗さよりも表面粗さの小さい平滑ローラ１５が回動されながら当接されて、樹脂被覆層９１の表面９１ａが平滑化されたものである。
【００６６】
樹脂被覆ローラ９０（図１，図２），９０ｉ（図３〜図６）の表面に設けられた樹脂被膜Ｆが軟化または溶融された状態で、樹脂被覆ローラ９０，９０ｉの樹脂被覆層９１の表面９１ａは、表面平滑度が高い平滑ローラ１５に密着されつつ押圧されるので、平滑ローラ１５の表面形状が樹脂被膜Ｆ（図１）に転写され、樹脂被覆ローラ９０，９０ｉの樹脂被覆層９１の表面９１ａを精度よく平滑化させることができる。
【００６７】
前記樹脂被覆ローラ９０，９０ｉの表面層は、非粘着性に優れる離型層９１として形成されている。離型層９１は、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体などのパーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ＰＦＡとＰＴＦＥとの混合体などといったフッ素樹脂などにより形成されている。ＰＦＡとして、例えばデュポン社製：テフロン（登録商標）ＰＦＡ等が挙げられる。また、ＰＴＦＥとして、例えばデュポン社製：テフロン（登録商標）ＰＴＦＥ等が挙げられる。アルミニウム合金製の芯金９３，９３ｉの表面上にＰＦＡが静電粉体塗装され、次に、約３９０℃の高温雰囲気中にて約４０分間維持される焼成が行われ、その後、常温に冷却されて離型層９１が形成され、樹脂被覆ローラ９０，９０ｉが構成される。
【００６８】
芯金９３，９３ｉの表面に離型層９１が確実に接着されるために、芯金９３，９３ｉと、離型層９１との間に、プライマが塗装されプライマ層９２が介在された状態のものとされている。また、例えば離型層（９１）にプライマが含有されたものも使用可能とされる。また、例えば複数層の樹脂被覆層（９１）が形成されたものでもよく、この場合にも表面層が離型層とされてあればよい。離型層９１の厚さは、例えば１０〜３０μｍとされる。
【００６９】
芯金９３，９３ｉは、アルミニウム合金、ステンレス鋼などの金属性材料が用いられて形成されている。アルミニウム合金、ステンレス鋼は、耐食性などの優れた特性を備えもつものとされている。
【００７０】
このような樹脂被覆ローラ９０，９０ｉは、電子写真複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置（図示せず）に装着される加熱定着ローラ９０，９０ｉとして用いられる。加熱定着ローラ９０，９０ｉは、転写紙上の未定着像を定着するために用いられる。加熱定着ローラ９０，９０ｉの離型層９１は、電子写真方式の画像形成装置に用いられるトナーのオフセットを防止するものとされている。
【００７１】
前記加熱定着ローラ９０，９０ｉが形成されることにより、表面９１ａが平滑性に優れると共に芯金９３，９３ｉの薄肉化によって消費電力が少なくされた加熱定着ローラ９０，９０ｉの提供が可能になる。
【００７２】
また、アルミニウム合金、ステンレス鋼などの耐食性金属材が用いられて加熱定着ローラ９０，９０ｉの芯金９３，９３ｉが形成されてあれば、前記電子写真方式の画像形成装置の定着部において、例えば１８０〜２００℃またはそれ以上の高温に加熱定着ローラ９０，９０ｉの芯金９３，９３ｉが熱せられて用いられても、加熱定着ローラ９０，９０ｉの芯金９３，９３ｉに錆などが発生される等といった不具合の発生は、未然に回避されることとなる。
【００７３】
以上の説明では、樹脂被覆ローラ９０，９０ｉの断面構造が加熱定着ローラ９０，９０ｉの断面構造とされた場合について説明したが、断面構造はこれに制限されるものではなく、表面が熱可塑性樹脂で被覆された各種円筒形状物の表面の平滑化に応用可能である。本発明のものは、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の骨子を逸脱しない範囲で、種々に変形して実施することができる。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１，２に記載の発明によれば、樹脂被覆ローラの表面を平滑化させるための押し付け部材の近傍に設けられた熱源により、押し付け部材の当接位置の温度を制御することができるので、加工温度の安定性および追従速度を向上させることができる。従って、樹脂被覆ローラに均一な平滑面を形成させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態の樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置を示す概略側面図および樹脂被覆ローラを示す一部拡大図である。
【図２】本発明に係る一実施形態の樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置の概略構成を示す図である。
【図３】本発明に係る一実施形態の樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置に備えられた押し付け部材の移動例を示す図である。
【図４】本発明に係る一実施形態の樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置に備えられた押し付け部材の他の移動例を示す図である。
【図５】本発明に係る一実施形態の樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置に備えられた押し付け部材のその他の移動例を示す図である。
【図６】本発明に係る一実施形態の樹脂被覆ローラ表面の平滑化装置に備えられた押し付け部材のその他の移動例を示す図である。
【図７】樹脂被覆ローラを示す断面図およびその一部拡大図である。
【符号の説明】
７非接触式温度センサ（非接触式温度計）
１１アクチュエータ
１５平滑ローラ（押し付け部材）
２８電源制御装置（制御装置）
２９電源
３０加熱ヒータ（熱源）
９０，９０ｉ定着ローラ（樹脂被覆ローラ）
９１離型層（樹脂被覆層）
９１ａ表面（外周面）
９２プライマ層
９３，９３ｉ芯金
Ｆ樹脂被膜[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a resin-coated roller such as a fixing roller used for fixing an unfixed image on transfer paper in an electrophotographic image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a laser printer, and a facsimile. The present invention relates to a device for smoothing the surface of a resin-coated roller for smoothing the surface of a roller coated with a thermoplastic resin such as a fluororesin.
[0002]
[Prior art]
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a resin-coated roller used in a conventional electrophotographic image forming apparatus and a partially enlarged view thereof. FIG. 7 shows a heat fixing roller as an example of a resin-coated roller.
[0003]
As shown in FIG. 7, the conventional heat fixing roller 90x is configured to have a primer layer 92 and a resin coating layer 91 on a thick cored bar 93x in sequence. The resin coating layer 91 is preferably formed by coating a core metal 93x on which the primer layer 92 has been formed in advance with a thermoplastic resin. As such a thermoplastic resin, a releasable resin such as a fluororesin is used because releasability to toner and continuous durability at a toner fixing temperature (usually 180 to 200 ° C.) are required. Yes.
[0004]
Polytetrafluoroethylene (PTFE), which is a polymer, has been used as the fluororesin, but recently, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) is superior in processability. PFA is mainly used as a material for a release layer for a fixing roller. Thus, recently, a release resin mainly composed of PFA is often used as the thermoplastic resin.
[0005]
Since the surface of the resin coating layer 91 composed of a releasable resin such as a fluororesin must be releasable with respect to the toner, Smoothness of 10-point average roughness (Rz): 1 to 3 μm and waviness: about 2 to 4 μm is required.
[0006]
Therefore, in the prior art, a pressing roller (not shown) configured to be movable in the axial direction of the heat fixing roller 90x and to be rotatable is brought into pressure contact with the resin coating layer 91 of the heat fixing roller 90x. A so-called burnishing method has been employed that improves the smoothness of the surface of the resin coating layer 91 by crushing the resin coating layer 91 by moving it in the axial direction while rotating it.
[0007]
The burnish method is supposed to mean burnishing. Burnishing is a method of smoothing the surface by pressing a hard surface tool against the surface of the workpiece and sliding it, applying pressure without removing the surface layer, crushing the small protrusions on the surface, filling the recesses, and so on. Means that. The burnishing method or burnishing is also called burnishing.
[0008]
Conventionally, in order to manufacture a heat-fixing roller having a smooth surface by applying such a burnishing method, it has been necessary to set the pressure applied to the pressing roller to 20 to 60 kgf. If the thickness of the cored bar 93x of the heat fixing roller 90x is 1 to 2 mm or more, even if the pressure of 20 to 60 kgf is applied to the heat fixing roller 90x, the deformation amount of the heat fixing roller 90x due to pressurization is It was possible to make it within the elastic deformation range of the core metal 93x, and there was no problem.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, if the thickness of the core metal is reduced to less than 1 mm for the purpose of reducing the power consumption of the heat fixing roller 90x, there is a problem that the heat fixing roller is plastically deformed by the pressure applied by the pressure roller. . In such a case, it is possible to suppress the deformation of the heat fixing roller 90x by setting the pressing force of the pressing roller to be small. However, when the pressing force of the pressing roller is set to be small, the resin coating layer 91 is used. There has been a problem that the smoothness of the ink is lowered in proportion to the applied pressure. Thus, when the surface 91a of the resin coating layer 91 of the heat fixing roller 90x is processed, the relationship between the pressure applied by the pressure roller and the smoothness of the resin coating layer 91 is a trade-off relationship. There was a desire to solve this.
[0010]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a resin-coated roller having a smooth and excellent quality on the surface of the resin coating layer on the surface of the thinned metal core, and a smoothing device for the surface of the resin-coated roller. Yes.
Another object of the present invention is to provide a fixing roller having an excellent surface smoothness and reduced power consumption by reducing the thickness of the cored bar.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 of the present invention includes:The surface of the resin-coated roller is made smooth while being pressed by a resin-coated roller having at least one resin-coated layer on a hollow cylindrical core, and the surface roughness is higher than that of the surface of the resin-coated roller. A small pressing member, a heat source disposed in the length direction of the resin coating roller to heat the surface of the resin coating layer provided on the resin coating roller, and a means for controlling the amount of heat generated by the heat source, The heat source is located at least on the outer peripheral surface of the core metal, and is driven in synchronization with the movement of the pressing member, and corresponds to a position where the pressing member comes into contact with the resin-coated roller, Heat source is locatedThis is a device for smoothing the surface of a resin-coated roller.
[0014]
  Claims2The invention described in 1 is characterized in that the heat source is an infrared heater shorter than the entire length of the resin-coated roller, and includes an actuator that freely moves the infrared heater along the axial direction of the resin-coated roller. Claims1It is the smoothing apparatus of the resin coating roller surface as described in any one of.
[0016]
  Claim1 and 2In the configuration described in (2), the temperature of the contact position of the pressing member can be controlled by a heat source provided in the vicinity of the pressing member for smoothing the surface of the resin-coated roller. It is possible to improve the tracking speed. Therefore, it is possible to form a uniform smooth surface on the resin-coated roller.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic side view showing an apparatus for smoothing the surface of a resin-coated roller according to an embodiment of the present invention, and a partially enlarged view showing the resin-coated roller. FIG. It is a figure which shows schematic structure of the smoothing apparatus of a roller surface.
[0021]
As shown in FIGS. 1 and 2, the apparatus for smoothing the surface of a resin-coated roller according to an embodiment of the present invention has at least one resin-coated layer 91 on a hollow cylindrical core metal 93 (FIG. 1). The surface 91a of the resin coating roller 90 is smoothed while being pressed by the resin coating roller 90, and the surface roughness is smaller than the surface roughness of the surface 91a of the resin coating layer 91 provided on the resin coating roller 90. The surface 15a of the resin coating layer 91 provided on the member 15 (FIGS. 1 and 2) and an arbitrary portion in the length direction of the resin coating roller 90, and the softening temperature of the resin or The heat source 30 is configured to include at least a heat source 30 that is heated to a temperature higher than the melting temperature and a control unit that controls the amount of heat generated by the heat source 30. As the control means, the control device 28 (FIG. 2) and the like can be cited.
[0022]
More specifically, as shown in FIGS. 1 and 2, the apparatus for smoothing the surface of the resin-coated roller is inserted into a resin-coated roller 90 having a long cylindrical shape, and is provided in the length direction of the resin-coated roller 90. A heat source 21 that heats the surface 91a of the resin coating layer 91 provided on the resin coating roller 90 to a high temperature, a heat source 30 that is installed close to the outer circumferential surface of the resin coating roller 90 having a long cylindrical shape, The pressure actuator 1 that applies pressure to the mounted resin-coated roller 90 via the pressing member 15 and the pressure actuator holder for firmly holding the pressure actuator 1 on the actuator table 10 (FIG. 1) 2 and a non-contact thermometer 7 for detecting the surface temperature of the resin-coated roller 90 with, for example, a minute spot having a diameter of 5 mm or less and a non-contact thermometer 7 Thermometer holders 3 and 6 for immovably holding on the base 14, a pressing member 15 for abutting the surface 91 a of the resin coating roller 90 to smooth the surface 91 a, and the pressing member 15 The heat source 22 to be inserted, the pressing member support 5 that rotatably supports the pressing member 15, the pressing member holder 4 that holds the pressing member support 5 on the mounting base 14, and the outer peripheral surface of the pressing member 15 A contact-type thermometer 8 that measures temperature, an actuator 11 that moves the actuator table 10 that is traversed to the pressing member 15 in the axial direction of the resin-coated roller 90, and an actuator table 10 that is a movable part of the actuator 11 And a linear guide 13 for moving the pressing member 15 so as to be linearly movable in the radial direction of the resin-coated roller 90. And a mounting base 14, a base 12 for loading the entire pressing portion, a thermometer 16 for measuring the surface temperature of the resin-coated roller 90, and a thermometer holder 16 H for fixing the thermometer 16 to the base 12. The surface 91a of the resin coating roller 90 (FIG. 2) is heated to a predetermined temperature and processed to be processed with high accuracy, and each control device 24, 26, 28 and each power source 25, 27, 29 are provided. ing.
[0023]
As the heat sources 21, 22, 30, heaters 21, 22, 30 are used. Further, the traverse feed means an operation in which the resin-coated roller 90 is laterally fed in the axial direction.
[0024]
As shown in FIGS. 1 and 2, a roller-shaped resin-coated roller 90 mounted on a resin-coated roller surface smoothing device is handled as a workpiece so-called workpiece processed by the resin-coated roller surface smoothing device. . As shown in FIG. 2, both ends 93 a and 93 b of the core metal 93 of the resin-coated roller 90 are rotatably supported by the hollow chuck 20, and a rotational driving force is transmitted.
[0025]
As shown in FIG. 1, a primer layer 92 and a resin coating layer 91 are provided as a resin coating F on a hollow cylindrical thin metal core 93 to constitute a resin coating roller 90. The cross-sectional structure of the resin-coated roller 90 is substantially the same as that of the heat-fixing roller 90x shown in FIG.
[0026]
The pressing member 15 is used as a metal pressing member or the metal smoothing roller 15 that is pressed against the surface 91 a of the resin-coated roller 90 and smoothes the surface 91 a of the resin-coated roller 90. As the pressing member 15 such as the smooth roller 15, for example, a pressing member having a surface finish of Ry (maximum height) of 0.2 s or less and an Ra (centerline average roughness) of 0.05 a or less may be used. In this case, the surface 91a of the resin coating roller 90 can be smoothed with high accuracy. The Ry means “maximum height” defined in JIS B 0601. The Ra also means “arithmetic average roughness”, so-called “centerline average roughness”, which is also defined in JIS B 0601.
[0027]
A round bar heater 30 is used as the heat source 30. The heater 30 is attached to a heater support 31 (FIG. 1) provided at the tip of the thermometer holder 6. An infrared heater is used as the heater 30. A power source 29 for supplying power to the heater 30 is connected to the heater 30 (FIG. 2) via a control device 28 that controls the power supplied to the heater 30 to an appropriate value. The surface temperature of the processed portion of the resin coating roller 90 corresponding to the position of the smooth roller 15 is maintained at a predetermined value by the power supply control device 28.
[0028]
Further, the smoothing roller 15 and the heater 30 indicated by a solid line and the smoothing roller 15 and the heater 30 indicated by an alternate long and short dash line are arranged so as not to interfere with each other.
[0029]
As shown in FIG. 1, the non-contact type thermometer 7 is used as a non-contact type temperature sensor 7. The contact thermometer 8 is used as the contact temperature sensor 8. The thermometer holders 3, 6, 16H are used as the temperature sensor holders 3, 6, 16H. The pressing member support 5 is used as the smooth roller support 5. The pressing member holder 4 is used as the smooth roller holder 4.
[0030]
The thermometer 16 (FIG. 1) is used as the non-contact temperature sensor 16. The resin coating roller surface smoothing device is provided with a resin coating roller 90, and the surface temperature of the resin coating roller 90 is measured by the temperature sensor 16.
[0031]
A heater 21 is provided inside the cored bar 93 of the resin-coated roller 90. In the present embodiment, the heater 21 is configured by using two infrared heaters 21a and 21b (FIG. 2). The two infrared heaters 21a and 21b
Both end portions 21 c and 21 d are supported by heater supports 17 and 19, and the infrared heaters 21 a and 21 b are energized through the electrode 18.
[0032]
Of the two heaters 21, one infrared heater 21 a has a large light distribution at the axial end portions 93 a and 93 b of the resin coating roller 90. Of the two heaters 21, the other infrared heater 21 b has a large light distribution at the substantially central portion 93 c in the axial direction of the resin coating roller 90. Since the infrared heaters 21a and 21b distributed in this way are used, the efficiency of heat radiation is good, and the temperature raising time of the roller can be shortened.
[0033]
A power source 25 for supplying power to the heater 21 is connected to the electrode 18 via a control device 24 that controls the power supplied to the heater 21 to an appropriate value. The surface temperature of the resin coating roller 90 is maintained at a predetermined value by the power supply control device 24.
[0034]
Further, a temperature sensor 7 for measuring the roller surface temperature in a non-contact manner is provided in the vicinity of the outer peripheral surface 91a of the resin-coated roller 90 (FIG. 1).
[0035]
A smooth roller 15 that is in contact with the outer peripheral surface 91 a and narrower than the resin coating roller 90 is disposed on the resin coating roller 90. The smooth roller 15 is rotatably supported by the smooth roller support 5. In addition, a pressure actuator 1 that applies pressure to the smooth roller 15 via the smooth roller support 5 and the smooth roller holder 4 is provided.
[0036]
The rotating shaft 15s of the smooth roller 15 has a hollow structure. One side of the rotating shaft 15s is rotatably supported by using a bearing of the smooth roller support 5, and from the opposite side, a cylindrical heater 22 is connected to the central axis of the hollow rotating shaft 15s. Is inserted in a non-contact state into the inner surface of the hollow rotating shaft 15s. The heater 22 is cantilevered by a heater support 23. An infrared heater is used as the heater 22.
[0037]
The heater 22 is connected to a power source 27 for supplying electric power to the heater 22 via a control device 26 that controls the electric power supplied to the heater 22 to an appropriate value. The surface temperature of the smooth roller 15 is maintained at a predetermined value by the power supply control device 26.
[0038]
The non-contact temperature sensor 7 that measures the surface temperature of the resin coating roller 90 is installed at a position corresponding to the substantially central portion 93 c of the smooth roller 15 in the axial direction. When the actuator 11 (FIG. 1) is driven, the non-contact type temperature sensor 7 is traversed in the axial direction of the resin-coated roller 90 together with the actuator table 10. Therefore, when the smoothing process of the resin coating roller 90 is performed, the processing temperature of the portion where the smoothing roller 15 is in contact with the resin coating roller 90 is accurately measured.
[0039]
The reason why the processing temperature is measured using the non-contact temperature sensor 7 with a minute spot will be described. The temperature in the circumferential direction of the resin-coated roller 90 is substantially uniform. However, since the measurement resolution of the temperature measurement in the axial direction of the resin coating roller 90 is improved and consideration is given so that the surface 91a of the resin coating roller 90 is not adversely affected when the resin coating roller 90 is smoothed. It is.
[0040]
When the resin coating roller 90 is smoothed, if the heating temperature of the resin coating roller 90 and the heating temperature of the smoothing roller 15 are set to different temperatures, the smoothing roller 15 is brought into contact. It is conceivable that the surface temperature of the processed part of the resin-coated roller 90 is changed.
[0041]
For example, when the heating temperature of the resin coating roller 90 is set higher than the heating temperature of the smooth roller 15, heat is released from the resin coating roller 90 to the smooth roller 15, and the temperature of the resin coating roller 90 is Varies in the direction of lowering. For this reason, there is a concern that the processed surface of the resin-coated roller 90 is not uniformly smoothed.
[0042]
Further, for example, when the heating temperature of the smoothing roller 15 is set higher than the heating temperature of the resin coating roller 90, heat is transferred from the smoothing roller 15 to the resin coating roller 90. The temperature of 90 is changed in the increasing direction. Depending on the specifications of the resin-coated roller, the surface temperature of the smoothing roller 15 during the smoothing process is set to a temperature higher than the surface temperature of the resin-coated roller 90 to be processed. It has also been shown that the workability of is slightly better.
[0043]
In order to form a uniform smooth surface over the entire processing surface of the resin coating roller 90, the temperature of the contact portion between the resin coating roller 90 and the smooth roller 15 is between the start of processing and the end of processing. It needs to be kept approximately constant.
[0044]
In the apparatus for smoothing the surface of the resin-coated roller of the present invention, the non-contact temperature sensor 7 (FIGS. 1 and 2) is used to detect the temperature of the processed portion of the resin-coated roller 90 and based on the measurement results. Thus, the power supplied to the heater 30 is optimally adjusted by the power supply control device 28 (FIG. 2) so that the surface temperature of the processed portion of the resin coating roller 90 is maintained substantially constant. . A device provided with a power supply control device 28 connected to a power supply 29 functions as a temperature control means.
[0045]
In the smoothing device for the surface of the resin-coated roller, the contact temperature sensor 8 (FIG. 1) is used to detect the temperature of the smoothing roller 15, and the power control device 26 (FIG. According to 2), the power supplied to the heater 22 is optimally adjusted so that the surface temperature of the smooth roller 15 is maintained substantially constant. A device provided with a power supply control device 26 connected to a power supply 27 functions as another temperature control means.
[0046]
The heater 21 provided in the core metal 93 of the resin coating roller 90 is set to a temperature slightly lower than the processing temperature, and the power supply control device 24 controls to maintain the temperature measured by the temperature sensor 16 substantially constant. Done in In the smoothing device for the surface of the resin-coated roller, the non-contact temperature sensor 16 is used to detect the temperature of the processed portion of the resin-coated roller 90, and based on the measurement result, the power control device 24 (FIG. 2). ), The power supplied to the heater 21 is optimally adjusted so that the surface temperature of the processed portion of the resin-coated roller 90 is maintained substantially constant. A device provided with a power supply control device 24 connected to a power supply 25 functions as another temperature control means.
[0047]
For example, the resin coating roller 90 is provided with a resin coating roller 90 on the surface of the resin coating roller, and until the smoothing process is completed from before the resin coating roller 90 is smoothed, the non-contact temperature sensor 7 ( The surface temperature of the resin-coated roller 90 is measured by the temperature sensor 16 (FIG. 1). Such a temperature detection method is an example of an effective temperature setting method for the resin-coated roller 90.
[0048]
Further, for example, a resin coating roller 90 is provided in the resin coating roller surface smoothing device, and the surface temperature of the resin coating roller 90 is detected by the temperature sensor 16 (FIG. 1) until just before the smoothing of the resin coating roller 90 is started. A temperature detection method in which the surface temperature of the resin-coated roller 90 is measured by the non-contact temperature sensor 7 at the start of the smoothing process of the resin-coated roller 90 is also effective. Is done.
[0049]
As shown in FIGS. 1 and 2, the heater 30 is located on the outer peripheral surface of the resin coating layer 91 provided on the core metal 93 of the resin coating roller 90. Further, the heater 30 is used as a different one from the heater 22 positioned in the vicinity of the inner surface of the hollow hole of the rotating shaft 15s of the smooth roller 15. The smooth roller 15 is not inserted in the vicinity of the outer peripheral portion of the heater 30, and the heater 30 is provided at a position close to the outer peripheral surface of the core metal 93.
[0050]
Further, as shown in FIG. 2, the heater 30 is formed as an infrared heater that is shorter than the entire length of the resin-coated roller 90. Further, an actuator 11 (FIG. 1) for freely moving the infrared heater along the axial direction of the resin-coated roller 90 is provided in the apparatus for smoothing the surface of the resin-coated roller.
[0051]
The heater 30 is driven along the axial direction of the resin coating roller 90 in synchronization with the movement of the smoothing roller 15 along the axial direction of the resin coating roller 90. Further, the heater 30 is positioned close to the outer circumferential surface of the resin coating roller 90 in correspondence with the position where the smooth roller 15 is brought into contact with the resin coating roller 90. By doing in this way, it becomes possible to hold | maintain the surface temperature of the resin coating roller 90 at the time of smoothing process to predetermined temperature.
[0052]
If such a resin-coated roller surface smoothing device is configured, the heating roller 30 provided in the vicinity of the smoothing roller 15 for smoothing the surface 91a of the resin-coated roller 90 is applied to the smoothing roller 15. The temperature of the contact position can be controlled. This makes it possible to improve the stability of the processing temperature and the follow-up speed when the processing temperature is changed. Therefore, a more uniform smooth surface can be formed on the resin-coated roller 90.
[0053]
Since the processing temperature on the surface 91a of the resin coating roller 90 is controlled by the heater 30 provided on the outer peripheral surface of the core metal 93 of the resin coating roller 90, for example, it is provided inside the core metal 93 of the resin coating roller 90. Control responsiveness can be improved as compared with the case where the processing temperature is controlled only by the heater 21 provided.
[0054]
In particular, when the processing feed speed of the smooth roller 15 is increased, heat is released at both end portions 93a and 93b of the core metal 93 of the resin coated roller 90 as compared to the central portion 93c of the core metal 93 of the resin coated roller 90. In some cases, the temperature control could not catch up because of the large amount. However, the use of the apparatus for smoothing the surface of the resin-coated roller allows temperature control to be performed without problems even under such disadvantageous conditions.
[0055]
In addition, since an infrared heater having a light distribution in the roller axial direction is used as the heat sources 21, 22, and 30, heat radiation efficiency is good, and the temperature raising time of the resin-coated roller 90 can be shortened. . Further, by using the heat sources 21, 22, and 30 together, the processing temperature when the resin coating roller 90 is smoothed is stabilized, and the surface 91a of the resin coating roller 90 is finished with high accuracy. It will be.
[0056]
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the smooth roller 15 is formed in a substantially cylindrical shape and can rotate together with the resin coating roller 90. By rotating the smoothing roller 15 formed in a substantially cylindrical shape, the surface 91a of the resin coating roller 90 can be smoothed with high accuracy.
[0057]
As shown in FIG. 2, the substantially cylindrical smooth roller 15 is narrower than the entire length of the resin-coated roller 90 and has a curvature in the axial direction, and is formed in a substantially drum shape. Further, the smooth roller 15 can be laterally fed in the axial direction of the resin coating roller 90 while being rotated together with the resin coating roller 90. Since it is possible to perform the lateral feed processing in a state where the contact area between the smoothing roller 15 and the resin coating roller 90 is small, the range of application to various shapes of the resin coating roller can be expanded.
[0058]
The resin-coated roller surface smoothing device includes a plurality of heaters 30 (FIG. 2) located in the vicinity of the surface 91 a of the resin-coated roller 90, a plurality of actuators 11 (shown representatively in FIG. 1), a plurality of The smoothing roller 15 (FIG. 2) is provided. By doing so, the processing time of the resin-coated roller 90 can be shortened. Further, if the same portion of the surface 91a of the resin coating roller 90 is controlled to be processed a plurality of times, a better smooth surface can be formed on the resin coating roller 90.
[0059]
Below, each state where the processing method of a resin coating roller is performed using the said smoothing apparatus of the resin coating roller surface is demonstrated.
FIG. 3 is a diagram showing an example of movement of the smoothing roller provided in the apparatus for smoothing the surface of the resin-coated roller according to one embodiment of the present invention. In the following description, the same reference numerals are given to portions common to the smoothing device and the smoothing device on the surface of the resin-coated roller shown in FIGS. 1 and 2, and the description thereof is omitted. The cross-sectional structure of the resin-coated roller 90i is substantially the same as the partially enlarged view of the heat-fixing roller 90 shown in FIG. 1 except for the diameter of the core metal 93i.
[0060]
As shown in FIG. 3, the resin-coated roller surface smoothing device includes a plurality of smoothing rollers 15 and is configured to be capable of traverse feeding at the same speed in the same direction. FIG. 3 shows an example in which two smoothing rollers 15 are provided in a resin-coated roller surface smoothing device. In this way, the processing surface can be processed by dividing it into two equal parts, so that processing can be performed in half the time.
[0061]
FIG. 4 is a view showing another example of movement of the smoothing roller provided in the apparatus for smoothing the surface of the resin-coated roller according to one embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 4, when the two smoothing rollers 15 start processing at the same end 93a of the resin-coated roller 90i and move the two smoothing rollers 15 to the other end 93b, the smoothing by the smoothing roller 15 is performed. The chemical processing is repeated twice. Therefore, a better smooth surface is formed. Alternatively, one smoothing roller 15 may be moved from one end 93a of the resin-coated roller 90i to the other end 93b, and the other smoothing roller 15 may be moved from the other end 93b of the resin-coated roller 90i to one end 93a. Similar effects can be obtained.
[0062]
5 and 6 are diagrams showing another example of movement of the smoothing roller provided in the apparatus for smoothing the surface of the resin-coated roller according to the embodiment of the present invention.
As shown in FIGS. 5 and 6, a plurality of smooth rollers 15 are provided and traverse feed is performed at the same speed in opposite directions. 5 and 6 show an example in which two smoothing rollers 15 are provided in a resin coating roller surface smoothing device. In this way, the processing surface can be processed by dividing it into two equal parts, so that processing can be performed in half the time.
[0063]
In particular, according to the processing method of the resin-coated roller 90i shown in FIG. 6, it is possible to make the end points of processing end portions 93a and 93b of the resin-coated roller 90i. When the roller 15 is moved away from the processed surface of the resin-coated roller 90i, the roller 15 can be hardly affected by the processed surface. Therefore, the processing method of the resin-coated roller 90i is a better processing method.
[0064]
By using the apparatus for smoothing the surface of the resin-coated roller, the surface of the cylindrical object whose surface is coated with the thermoplastic resin is accurately smoothed. More specifically, the surface 91a of the resin coating layer 91 provided on the hollow cylindrical cored bar 93 of the resin coating rollers 90, 90i can be obtained by using the above-described smoothing device for the resin coating roller surface. It is processed smoothly and smoothly.
[0065]
As shown in FIGS. 1 and 2, the resin-coated roller 90 is positioned close to the outer peripheral portion of the core metal 93, and the surface layer of the core metal 93 is formed by the heater 30 to which the smooth roller 15 is not attached. While the resin coating layer 91 to be heated is heated, the smooth roller 15 having a surface roughness smaller than the surface roughness of the surface 91a is brought into contact with the surface 91a of the resin coating layer 91 while being rotated. The surface 91a is smoothed.
[0066]
In a state where the resin coating F provided on the surface of the resin coating roller 90 (FIGS. 1 and 2) and 90i (FIGS. 3 to 6) is softened or melted, the resin coating layer 91 of the resin coating rollers 90 and 90i Since the surface 91a is pressed while being in close contact with the smooth roller 15 having a high surface smoothness, the surface shape of the smooth roller 15 is transferred to the resin coating F (FIG. 1), and the resin coating layer 91 of the resin coating rollers 90 and 90i. The surface 91a can be smoothed with high accuracy.
[0067]
The surface layer of the resin-coated rollers 90, 90i is formed as a release layer 91 having excellent non-adhesiveness. The release layer 91 is made of a fluororesin such as perfluoroalkoxy (PFA) such as tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, polytetrafluoroethylene (PTFE), a mixture of PFA and PTFE, or the like. Yes. Examples of PFA include DuPont: Teflon (registered trademark) PFA. Examples of PTFE include Teflon (registered trademark) PTFE manufactured by DuPont. PFA is electrostatically powder coated on the surfaces of the aluminum alloy cores 93, 93i, and then fired for about 40 minutes in a high temperature atmosphere of about 390 ° C., and then cooled to room temperature. Thus, the release layer 91 is formed, and the resin-coated rollers 90 and 90i are configured.
[0068]
In order for the release layer 91 to be securely bonded to the surfaces of the core bars 93 and 93 i, a primer is applied between the core bars 93 and 93 i and the release layer 91 and the primer layer 92 is interposed. It is supposed to be. Also, for example, a release layer (91) containing a primer can be used. Further, for example, a plurality of resin coating layers (91) may be formed. In this case, the surface layer only needs to be a release layer. The thickness of the release layer 91 is, for example, 10 to 30 μm.
[0069]
The core bars 93 and 93i are formed using a metallic material such as an aluminum alloy or stainless steel. Aluminum alloys and stainless steel are considered to have excellent properties such as corrosion resistance.
[0070]
Such resin-coated rollers 90 and 90i are used as heat-fixing rollers 90 and 90i mounted on an electrophotographic image forming apparatus (not shown) such as an electrophotographic copying machine, a laser printer, and a facsimile machine. The heat fixing rollers 90 and 90i are used for fixing an unfixed image on the transfer paper. The release layer 91 of the heat fixing rollers 90 and 90i is intended to prevent offset of toner used in an electrophotographic image forming apparatus.
[0071]
By forming the heating and fixing rollers 90 and 90i, it is possible to provide the heating and fixing rollers 90 and 90i in which the surface 91a is excellent in smoothness and the power consumption is reduced by thinning the cores 93 and 93i.
[0072]
Further, if the core metal 93, 93i of the heat fixing roller 90, 90i is formed using a corrosion-resistant metal material such as aluminum alloy or stainless steel, the fixing portion of the electrophotographic image forming apparatus may be 180, for example. Even if the core bars 93, 93i of the heat fixing rollers 90, 90i are heated to a high temperature of ˜200 ° C. or higher, rust or the like is generated on the core bars 93, 93i of the heat fixing rollers 90, 90i, etc. The occurrence of such problems is avoided in advance.
[0073]
In the above description, the case where the cross-sectional structure of the resin-coated rollers 90 and 90i is the cross-sectional structure of the heat-fixing rollers 90 and 90i has been described. However, the cross-sectional structure is not limited to this, and the surface is a thermoplastic resin. It can be applied to the smoothing of the surface of various cylindrical objects coated with. The thing of this invention is not limited to the said Example, In the range which does not deviate from the main point of this invention, it can implement in various deformation | transformation.
[0074]
【The invention's effect】
  As explained above, according to the inventions of claims 1 and 2,Since the temperature of the contact position of the pressing member can be controlled by a heat source provided in the vicinity of the pressing member for smoothing the surface of the resin-coated roller, the stability of the processing temperature and the follow-up speed are improved. Can do. Therefore, a uniform smooth surface can be formed on the resin-coated roller.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic side view showing an apparatus for smoothing the surface of a resin-coated roller according to an embodiment of the present invention, and a partially enlarged view showing a resin-coated roller.
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a smoothing device for a resin-coated roller surface according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing an example of movement of a pressing member provided in a resin-coated roller surface smoothing device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a view showing another example of movement of the pressing member provided in the apparatus for smoothing the surface of the resin-coated roller according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view showing another example of movement of the pressing member provided in the apparatus for smoothing the surface of the resin-coated roller according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing another example of movement of the pressing member provided in the apparatus for smoothing the surface of the resin-coated roller according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a resin-coated roller and a partially enlarged view thereof.
[Explanation of symbols]
7 Non-contact type temperature sensor (Non-contact type thermometer)
11 Actuator
15 Smoothing roller (pressing member)
28 Power supply control device (control device)
29 Power supply
30 Heater (heat source)
90, 90i fixing roller (resin coated roller)
91 Release layer (resin coating layer)
91a Surface (outer peripheral surface)
92 Primer layer
93, 93i cored bar
F resin coating

Claims

The surface of the resin-coated roller is smoothed while being pressed by a resin-coated roller having at least one resin-coated layer on a hollow cylindrical core, and the surface roughness is higher than the surface of the resin-coated roller. A small pressing member,
  A heat source disposed in the length direction of the resin-coated roller to heat the surface of the resin-coated layer provided on the resin-coated roller;
  Means for controlling the amount of heat generated by the heat source,
  The heat source is located at least on the outer peripheral surface of the core metal, and is driven in synchronization with the movement of the pressing member, and corresponds to a position where the pressing member is in contact with the resin-coated roller, An apparatus for smoothing a surface of a resin-coated roller, wherein the heat source is located.

The heat source is an infrared heater shorter than the total length of the resin-coated roller, and includes an actuator that freely moves the infrared heater along the axial direction of the resin-coated roller. A device for smoothing the surface of a resin-coated roller.