JP4597699B2 - Apparatus and method for smoothing resin-coated roller surface - Google Patents
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Description
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の平滑化装置及び平滑化方法に関し、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及び平滑化方法に関する。 The present invention relates to a smoothing device for a resin-coated roller such as a fixing roller used for fixing an unfixed image on a transfer paper in an electrophotographic image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a laser printer, and a facsimile. The present invention also relates to a smoothing apparatus and a smoothing method for a surface of a resin-coated roller that smoothes the surface of a roller whose surface is coated with a thermoplastic resin such as a fluororesin.
従来、被平滑ローラに対して、加熱押圧ローラを使ってローラを平滑化するものとしては、折り目の有るフッ素樹脂チューブを被覆した定着、加圧部材の表面に、加熱した部材を押し当てることにより、折れ目部の凹凸を平滑にする定着装置(特許文献1参照)や、折り目凹凸を有するフッ素樹脂チューブの表面に、加熱した表面平滑部材を押し当てることにより、かかる折れ目部の凹凸を平滑化する定着装置(特許文献2参照)等が知られている。しかし、これらの従来技術は、製品に組み込まれたローラのチューブの折り目などの凹凸を平滑にするものであり、ローラに被覆された樹脂被覆層を平滑化するものが要望されていた。 Conventionally, as a method of smoothing a roller using a heated pressure roller against a smooth roller, a heated member is pressed against the surface of a fixing or pressure member covered with a fluorinated resin tube having a fold. The unevenness of the fold portion is smoothed by pressing a heated surface smoothing member against the surface of the fixing device (see Patent Document 1) for smoothing the fold portion unevenness or the surface of the fluororesin tube having the fold unevenness. A fixing device (see Patent Document 2) is known. However, these prior arts smooth out irregularities such as folds of the tube of the roller incorporated in the product, and there has been a demand for smoothing the resin coating layer coated on the roller.
図6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加熱定着ローラの断面図及びその一部拡大図である。図6に示すように、従来の加熱定着ローラ9は、芯金9c上にプライマ層9b及び樹脂被覆層である離型層9aを順次有している。離型層9aは、好ましくは、予め、プライマ層9bを形成した芯金9c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ので、フッ素樹脂等の離型性樹脂が用いられている。前記フッ素樹脂としてポリテトラフルオロエチレン共重合(PTFE)が用いられているが、最近では、テトラフルオロエチレン−ポリエチレンフルオロビニルエーレル共重合(PFA)の方が加工性がよいので、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。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a heat fixing roller used in a conventional electrophotographic image forming apparatus and a partially enlarged view thereof. As shown in FIG. 6, the conventional heat fixing roller 9 has a primer layer 9b and a release layer 9a which is a resin coating layer on a
このようなフッ素樹脂等の離型性樹脂で構成される離型層9aの表面は、トナーに対する離型性を有していなければならないので、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る。 Since the surface of the release layer 9a composed of such a release resin such as a fluororesin must have release properties for the toner, the ten-point average roughness (Rz): 1 to 3 μm, And a wave | undulation: The smoothness of about 2-4 micrometers is requested | required.
そこで、従来においては、加熱定着ローラ9の軸方向へ移動可能にすると共に、回転自在になるように構成した押圧ローラ(図示せず)を加熱定着ローラ9における離型層9aに押接し連れ回り回転させながら軸方向に移動して、離型層9aを押潰すことによって、離型層9aの表面の平滑性を向上させる方法(バニッシュ工法)が採用されていた。 Therefore, in the prior art, a pressure roller (not shown) configured to be movable in the axial direction of the heat fixing roller 9 and to be rotatable is pressed against the release layer 9a in the heat fixing roller 9 and rotated. A method (vanishing method) for improving the smoothness of the surface of the release layer 9a by moving in the axial direction while rotating and crushing the release layer 9a has been adopted.
従来、このようなバニッシュ工法を適用して平滑な加熱定着ローラ9を製造するには、前記した押圧ローラに加える加圧力を20〜60kgfにする必要があった。加熱定着ローラ9における芯金9cの肉厚が1〜2mm以上であれば、加熱定着ローラ9に前記20〜60kgfの加圧力を加えたとしても、加圧による加熱定着ローラ9の変形量は、芯金9cの弾性変形範囲内にすることが可能であるので、何ら問題はなかった。
上述したように、押圧ローラ(押し当て部材に相当)に加える圧力を小さくすることによって、押圧ローラの変形を抑制させることも可能であるが、押圧ローラに加える圧力を小さくした場合、加熱定着ローラの平滑度もその圧力に比例して低下してしまうという、二律背反の関係があった。そこで、本出願人は、樹脂被覆ローラをローラ表層材料の溶融又は軟化温度以上に熱すると共に、押圧ローラを前記温度以上の温度で当接すると共に、樹脂被覆ローラと押圧ローラの当接部の温度をローラの表面温度を測定する温度センサで計測し、温度制御を掛けるようにすることで、押圧ローラの押圧力を小さくしても樹脂層の平滑度が低下しないようにしてきた。 As described above, it is possible to suppress deformation of the pressing roller by reducing the pressure applied to the pressing roller (corresponding to the pressing member). However, when the pressure applied to the pressing roller is decreased, the heat fixing roller There was a trade-off relationship that the smoothness of the water also decreased in proportion to the pressure. Therefore, the present applicant heats the resin-coated roller to a temperature equal to or higher than the melting or softening temperature of the roller surface layer material, contacts the pressure roller at a temperature equal to or higher than the temperature, and the temperature of the contact portion between the resin-coated roller and the pressure roller. Is measured by a temperature sensor that measures the surface temperature of the roller, and temperature control is applied so that the smoothness of the resin layer does not decrease even if the pressing force of the pressing roller is reduced.
しかしながら、上述した樹脂被覆ローラであるワークの加熱温度よりも押圧ローラの表面温度を高く設定して加工を行うため、押圧ローラをワークの表面に当接させる際に、当接痕が発生してしまうと、樹脂被覆ローラの表面における平滑化の妨げになってしまうという問題が新たに発生することが分かった。特に複数の押圧ローラを使用する場合には、その当接痕が複数発生することから、薄肉の樹脂被覆ローラの表面を確実に平滑化するためにも、その問題を解決する必要があった。 However, since the surface temperature of the pressure roller is set higher than the heating temperature of the workpiece, which is the resin-coated roller, the contact mark is generated when the pressure roller is brought into contact with the surface of the workpiece. As a result, it has been found that a new problem arises that the smoothing of the surface of the resin-coated roller is hindered. In particular, when a plurality of pressing rollers are used, a plurality of contact marks are generated. Therefore, it is necessary to solve the problem in order to surely smooth the surface of the thin resin-coated roller.
よって本発明は、上述した問題点に鑑み、薄肉の樹脂被覆ローラの表面に当接痕を発生させることなく確実に平滑化することができる樹脂被覆ローラの平滑化装置及び平滑化方法を提供することを課題としている。 Therefore, in view of the above-described problems, the present invention provides a smoothing device and a smoothing method for a resin-coated roller that can surely smooth the surface of a thin resin-coated roller without causing contact marks. It is an issue.
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項1記載の発明は、芯金上に熱可塑性の樹脂被覆層を有する樹脂被覆ローラの表面を、その樹脂の軟化温度又は溶融温度よりも高い第1温度に加熱し、そして、前記樹脂被覆ローラの表面より表面粗さが小さい押し当て部材の表面を前記第1温度よりも高い第2温度に加熱して、前記加熱した押し当て部材の表面を前記加熱した樹脂被覆ローラの表面に押し当てながら移動させることにより、前記樹脂被覆ローラを平滑にする樹脂被覆ローラの平滑化装置において、(イ)前記押し当て部材の表面の温度を検出する表面温度検出手段と、(ロ)前記表面温度検出手段が検出した温度が、前記第1温度よりも低いが前記樹脂を軟化又は溶融させない第3温度に降下したときに前記押し当て部材を前記樹脂被覆ローラの表面に当接させる当接手段と、(ハ)前記当接手段が当接させた押し当て部材を前記第2温度となるように加熱する加熱手段と、(ニ)前記加熱手段が加熱した前記押し当て部材を前記樹脂被覆ローラの表面に押し当てながら前記樹脂被覆ローラを平滑にするように移動させる移動手段と、を有することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to
上記課題を解決するためになされた請求項2記載の発明は、請求項1に記載の樹脂被覆ローラの平滑化装置において、前記押し当て部材を複数個設けると共に、該押し当て部材の各々に対応して予め定められた前記樹脂被覆ローラの加工領域を前記押し当て部材が移動するように前記移動手段を設け、そして、前記当接手段が前記加工領域以外の表面に前記押し当て部材を当接するようにするようにし、かつ、前記加熱手段によって前記第2温度に加熱した前記押し当て部材が前記加工領域に進入するように、前記移動手段の各々による移動を制御する制御手段をさらに設けたことを特徴とする。
The invention according to
上記課題を解決するためになされた請求項3記載の発明は、請求項2に記載の樹脂被覆ローラの平滑化装置において、前記加工領域を前記樹脂被覆ローラの中央部から軸方向の一方側端部及び他方側端部までとし、そして、前記移動手段の各々が、前記押し当て部材を前記樹脂被覆ローラの中央部近傍から前記加工領域に侵入させて、互いに逆方向に前記一方側端部又は他方側端部まで移動させるようにしたことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a resin-coated roller smoothing device according to the second aspect of the present invention, wherein the processing region is moved from the center of the resin-coated roller to one end in the axial direction. Each of the moving means allows the pressing member to enter the processing region from the vicinity of the central portion of the resin-coated roller, and the one side end portion or the opposite direction to each other. It is made to move to the other side edge part.
上記課題を解決するためになされた請求項4記載の発明は、請求項2又は3に記載の樹脂被覆ローラの平滑化装置において、前記移動手段が、前記押し当て部材の各々を同一速度で横送りさせるようにしたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems, in the smoothing device for a resin-coated roller according to the second or third aspect, the moving means moves each of the pressing members laterally at the same speed. It is characterized by being made to send.
上記課題を解決するためになされた請求項5記載の発明は、請求項1〜4の何れか1項に記載の樹脂被覆ローラの平滑化装置において、前記押し当て部材を前記樹脂被覆ローラの全長よりも幅狭かつ軸方向に曲率を有する形状に形成し、そして、前記移動手段が、前記押し当て部材を前記樹脂被覆ローラの表面に押し当てながら前記樹脂被覆ローラの軸方向に横送りするように前記押し当て部材を移動させることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 5 is the resin-coated roller smoothing device according to any one of
上記課題を解決するためになされた請求項6記載の発明は、請求項1〜5の何れか1項に記載の樹脂被覆ローラの平滑化装置において、(ホ)前記樹脂被覆ローラと前記押し当て部材とが当接する当接箇所における当接箇所温度を検出する当接箇所温度検出手段と、(ヘ)前記当接箇所温度検出手段が検出した当接箇所温度に基づいて、前記当接箇所における前記樹脂被覆ローラの表面温度が前記第1温度から変化しないように、前記樹脂被覆ローラの加熱を制御する加熱制御手段と、をさらに設けたことを特徴とする。
The invention according to
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項7記載の発明は、芯金上に熱可塑性の樹脂被覆層を有する樹脂被覆ローラの表面を、その樹脂の軟化温度又は溶融温度よりも高い第1温度に加熱し、そして、前記樹脂被覆ローラの表面より表面粗さが小さい押し当て部材の表面を前記第1温度よりも高い第2温度に加熱して、前記加熱した押し当て部材の表面を前記加熱した樹脂被覆ローラの表面に押し当てながら移動させることにより、前記樹脂被覆ローラを平滑にする樹脂被覆ローラの平滑化方法において、前記押し当て部材の表面が、前記第1温度よりも低いが前記樹脂を軟化又は溶融させない第3温度に降下したときに、前記押し当て部材を前記樹脂被覆ローラの表面に押し当て、その状態で前記押し当て部材を前記第2温度となるように加熱した後、前記加熱した押し当て部材を前記樹脂被覆ローラの表面に押し当てながら移動させて前記樹脂被覆ローラを平滑にすることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to
以上説明したように請求項1、7に記載した本発明によれば、押し当て部材の表面が第3温度に降下した押し当て部材を樹脂被覆ローラの表面に押し当て、その状態で押し当て部材を第2温度となるように加熱した後に、押し当て部材を樹脂被覆ローラの表面に押し当てながら移動させて樹脂被覆ローラを平滑にするようにしたことから、押し当て部材の表面温度を高く設定して平滑を行う場合であっても、樹脂被覆ローラの表面に押し当て部材の当接痕が発生することなく、押し当て部材に加える圧力を小さくしても平滑度を低下させることなく、樹脂被覆ローラを平滑にすることができる。 As described above, according to the first and seventh aspects of the present invention, the pressing member whose surface is lowered to the third temperature is pressed against the surface of the resin-coated roller, and the pressing member is in that state. Since the resin coating roller is made smooth by moving the pressing member against the surface of the resin-coated roller after heating to a second temperature, the surface temperature of the pressing member is set high. Even when smoothing is performed, the contact surface of the pressing member is not generated on the surface of the resin-coated roller, and even if the pressure applied to the pressing member is reduced, the smoothness is not lowered. The coating roller can be made smooth.
請求項2、3に記載の発明によれば、押し当て部材に対応した樹脂被覆ローラにおける加工領域に、その押し当て部材が第2温度に加熱された後に進入するように移動を制御するようにしたことから、押し当て部材の表面温度を高く設定して平滑を行う場合であっても、樹脂被覆ローラの表面に複数の押し当て部材の当接痕が発生することなく、押し当て部材の各々に加える圧力を小さくしても平滑度を低下させることなく、樹脂被覆ローラを平滑にする加工スピードを速くすることができる。 According to the second and third aspects of the invention, the movement is controlled so that the pressing member enters the processing region of the resin-coated roller corresponding to the pressing member after the pressing member is heated to the second temperature. Therefore, even when the surface temperature of the pressing member is set high and smoothing is performed, each of the pressing members does not generate contact marks of the pressing members on the surface of the resin-coated roller. The processing speed for smoothing the resin-coated roller can be increased without lowering the smoothness even if the pressure applied to is reduced.
請求項4に記載の発明によれば、複数の押し当て部材を同一速度で横送りするようにしたことから、加工時間の短縮を図ることができる。 According to the fourth aspect of the present invention, since the plurality of pressing members are laterally fed at the same speed, the machining time can be shortened.
請求項5に記載の発明によれば、曲率を有する形状に押し当て部材を形成するようにしたことから、押し付け部材を樹脂被覆ローラの表面に対して真っ直ぐ当てることが可能となり、押し付け部材と樹脂被覆ローラとの接触面積が小さい状態で横送り加工等が可能となるため、様々な樹脂被覆ローラの形状に対応する適応範囲を広げることができる。 According to the invention described in claim 5, since the pressing member is formed in a shape having a curvature, the pressing member can be directly applied to the surface of the resin-coated roller, and the pressing member and the resin Since it is possible to perform a lateral feed process or the like in a state where the contact area with the coating roller is small, it is possible to widen the applicable range corresponding to various shapes of the resin coating roller.
請求項6に記載の発明によれば、樹脂被覆ローラと押し当て部材との当接箇所温度を検出して樹脂被覆ローラの表面温度が第1温度から変化しないように樹脂被覆ローラの加熱を制御するようにしたことから、樹脂被覆ローラの河口部の温度を一定に保つことができるので、薄肉芯金を用いた樹脂被覆ローラであってもより均一な平滑面を得ることが可能になる。 According to the sixth aspect of the present invention, the temperature of the resin-coated roller is controlled so that the surface temperature of the resin-coated roller does not change from the first temperature by detecting the temperature at the contact point between the resin-coated roller and the pressing member. As a result, the temperature of the estuary of the resin-coated roller can be kept constant, so that a more uniform smooth surface can be obtained even with a resin-coated roller using a thin metal core.
以下、本発明に係る樹脂被覆ローラの平滑化装置における一実施の形態を、図1〜図5の図面を参照して説明する。なお、従来の技術のところで説明したものと同一あるいは相当する部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。 Hereinafter, an embodiment of a smoothing device for a resin-coated roller according to the present invention will be described with reference to the drawings of FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same as that of what was demonstrated in the prior art, or the detailed description is abbreviate | omitted.
ここで、図1は本発明に係る一実施形態における平滑化装置の概略側面図であり、図2は同樹脂被覆ローラの平滑化装置の概略構成を示す図である。 Here, FIG. 1 is a schematic side view of a smoothing device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the smoothing device of the resin-coated roller.
本発明の一実施形態に係る樹脂被覆ローラの平滑化装置は図1及び図2に示すように、ローラ形状の樹脂被覆ローラ9と、樹脂被覆ローラ9に対し押付け部材である平滑ローラ15によっ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9の表面温度を微小径スポット、例えば5mm以下で検出するための非接触温度センサである非接触温度計7と、非接触温度計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9の表面に当接して表面を平滑にするための押し当て部材である平滑ローラ15と、平滑ローラ15を回転自在に支持する押し当て部材支持具である平滑ローラ支持具5および平滑ローラ支持具5を取付けベース14上に保持する押し当て部材保持具である平滑ローラ保持具4と、平滑ローラ15に対して樹脂被覆ローラ9の軸方向に横送りであるトラバース送りを与えるためにアクチュエータテーブル10を樹脂被覆ローラ9の軸方向に移動するアクチュエータ11と、アクチュエータ11の可動部であるアクチュエータテーブル10と、平滑ローラ15を樹脂被覆ローラ9の径方向に直動可動自在にす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、を備えて構成される。
As shown in FIGS. 1 and 2, a smoothing device for a resin-coated roller according to an embodiment of the present invention is applied by a roller-shaped resin-coated roller 9 and a smoothing
なお、符号16はベース12上に固定された温度センサであり、加工開始直前まで温度センサ16により樹脂被覆ローラ9の表面温度が計測され、樹脂被覆ローラ9の表面温度が加工開始直前の所定温度まで昇温される。加工開始に際して樹脂被覆ローラ9の表面温度を計測する温度計が温度センサ16から非接触温度計である非接触温度センサ7に切り換えられる。
図1に示すように、この樹脂被覆ローラ9の平滑化装置は、中空円筒状の芯金9cに少なくとも1層以上の樹脂被覆層を有するワークである樹脂被覆ローラ9に押圧しながら樹脂被覆ローラ9の表面を平滑にする、樹脂被覆ローラ9の表面より表面粗さが小さい押し当て部材である平滑ローラ15と、樹脂被覆ローラ9の長さ方向に配置して樹脂被覆ローラ9に備える樹脂被覆層の表面をその樹脂の軟化温度又は溶融温度より高い温度に加熱する発熱体である加熱ヒータ21とを備えている。
As shown in FIG. 1, the smoothing device for the resin-coated roller 9 is a resin-coated roller that is pressed against a resin-coated roller 9 that is a work having at least one resin-coated layer on a hollow cylindrical cored
なお、本実施形態において、請求項中の第1温度に相当する前記高い温度は、上述した樹脂被覆ローラ9の表面を形成する離型層9aの軟化温度又は溶融温度以上の値が設定されるものであり、離型層9aの材質によって変化する。 In the present embodiment, the high temperature corresponding to the first temperature in the claims is set to a value equal to or higher than the softening temperature or melting temperature of the release layer 9a that forms the surface of the resin-coated roller 9 described above. It changes depending on the material of the release layer 9a.
前記樹脂被覆ローラ9は、その芯金9cの両端が中空チャック20により回転自在に支持されて回転駆動力が伝達される。
The resin-coated roller 9 has both ends of the cored
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9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9の表面を精度よく平滑化させることが可能になる。
The
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9と連れ周り回動されつつ、樹脂被覆ローラ9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9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、平滑ローラ15を樹脂被覆ローラ9の表面に対して真っ直ぐ当てることができるため、様々な樹脂被覆ローラ9の形状に対する適応範囲が広げられる。
As shown in FIG. 2, the substantially cylindrical
前記加熱ヒータ21は、樹脂被覆ローラ9の芯金9cの内部に設けられ、本実施形態では、2本の赤外線ヒータから構成されている。この2本の赤外線ヒータは各々の両端をヒータ支持体17,19で支持され、電極18を介して通電される。
The
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。
A
また、樹脂被覆ローラ9の外周面の近くには、ローラ表面温度を非接触で測定する温度センサ7が配置されている。
A
樹脂被覆ローラ9にはその外周面に当接して樹脂被覆ローラ9より幅狭の平滑ローラ(押し当て部材)15が配置され、この平滑ローラ15は押し当て部材保持具である平滑ローラ支持体4により回転自在に支持されている。そして、この平滑ローラ支持体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。
A smooth roller (pressing member) 15 that is in contact with the outer peripheral surface of the resin-coated roller 9 and narrower than the resin-coated roller 9 is disposed. The
さらに、平滑ローラ15の中空部には平滑ローラ15の内面に接触しないように、好ましくは平滑ローラ15の中心軸に沿って加熱ヒータ22、例えば赤外線ヒータが配置されている。この加熱ヒータ22はヒータ支持体23に支持され、加熱ヒータ22へ供給する電力を適正値、即ち平滑ローラ15の表面温度を所定の値に制御する電源制御装置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が設けられている。加工時の平滑ローラ15の表面温度は加工される樹脂被覆ローラ9の表面温度より高い方が加工性が良い。
Further, a
前記平滑ローラ15の外周面の近傍には、図1に示すように、接触式温度センサ8が設けられている。この接触式温度センサ8は、平滑ローラ15の外周面の温度を示す温度情報を出力する。
As shown in FIG. 1, a contact-
樹脂被覆ローラ9の表面温度を計測する非接触温度センサ7は、平滑ローラ15の軸方向の中央部に配置され、アクチュエータ11の駆動によりアクチュエータテーブル10とともに樹脂被覆ローラ9の軸方向にトラバース送りされるので、平滑加工時に平滑ローラ15が当接されている箇所の加工温度を計測できるようになっている。この加工温度の測定を微小径スポットの非接触温度センサ7で測定するようにした理由は、樹脂被覆ローラ9の周方向の温度はほぼ均一であるが、平滑加工時に悪影響のある樹脂被覆ローラ9の軸方向の温度測定の測定解像度を上げるためである。
The
樹脂被覆ローラ9の加工面全面に渡って均一な平滑面を得るには、樹脂被覆ローラ9と平滑ローラ15との当接箇所の温度を加工開始から加工終了までの間一定に保つことが必要である。
In order to obtain a uniform smooth surface over the entire processed surface of the resin-coated roller 9, it is necessary to keep the temperature of the contact portion between the resin-coated roller 9 and the
そのため、本発明では加工部の温度を非接触温度センサ(当接箇所温度検出手段)7で検出しつつ、その測定結果に基づいて、電源制御装置24で加工部の表面温度が一定になるように、加熱ヒータ21に供給する電力を最適にするようにしてある。よって、本実施形態では、この電源制御装置24が、請求項中の加熱制御手段として機能している。
Therefore, in the present invention, the surface temperature of the processed portion is made constant by the power
前記樹脂被覆ローラ9の断面構造は、例えば図6に示した加熱定着ローラ9と同様であり、芯金9cにプライマ層9b、離型層9aを順次積層している。また、樹脂被覆層が複数層あってもよく、この場合にも表面層が離型層9aであればよい。
The cross-sectional structure of the resin-coated roller 9 is the same as that of the heat-fixing roller 9 shown in FIG. 6, for example, and a primer layer 9b and a release layer 9a are sequentially laminated on a cored
上述した平滑化装置はさらに、加圧アクチュエータ1、アクチュエータ11、電源制御装置24,26等に接続されて各種制御を指示する制御装置30を備えている。この制御装置30は、図示しない中央処理装置(CPU)等を有し、このCPU等が予め定められたプログラムを実行することで前記指示を行う構成となっている。
The above-described smoothing device further includes a
制御装置30はさらに、接触式温度センサ8を接続しており、この接触式温度センサ8が出力する温度情報を取り込み、この温度情報に基づいて平滑ローラ15の表面温度を検出することが可能な構成となっている。そして、制御装置30からの指示に応じて、加圧アクチュエータ1は平滑ローラ15を樹脂被覆ローラ9の表面に当接させ、また、アクチュエータ11はアクチュエータテーブル10を樹脂被覆ローラ9の軸方向に移動させることで、平滑ローラ15を軸方向に移動させる。
The
ここで、図3は本発明の平滑化装置が有する平滑ローラの実施形態における移動例を示す図であり、図4は図3の平滑ローラの位置と温度との関係の一例を示す図である。 Here, FIG. 3 is a diagram showing an example of movement in the embodiment of the smoothing roller included in the smoothing device of the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing an example of the relationship between the position and temperature of the smoothing roller of FIG. .
上述した構成の平滑化装置において、図3及び図4に示すように、2つの平滑ローラ15A,Bを用いて樹脂被覆ローラ9の表面を平滑にする場合、樹脂被覆ローラ9の中央位置9Cからその右側端部9Rまでを加工領域E1とし、中央位置9Cからその左側端部9Lまでを加工領域E2としている。
In the smoothing device having the above-described configuration, as shown in FIGS. 3 and 4, when the surface of the resin coating roller 9 is smoothed using the two smoothing
加工領域E1を加工する平滑ローラ15Aは、中央位置9Cから左側端部9Lに向かって所定距離ずれた第1当接位置PAで樹脂被覆ローラ9の表面に当接する。また、加工領域E2を加工する平滑ローラ15Bは、中央位置9Cから右側端部9Rに向かって所定距離ずれた第2当接位置PBで樹脂被覆ローラ9の表面に当接する。
The smoothing
平滑ローラ15A,Bは、樹脂被覆ローラ9の離型層9aの溶融軟化温度T0よりも低い温度Tのときに、それぞれ第1当接位置PA、第2当接位置PBで当接される。なお、このときの温度Tは平滑ローラ15A,Bを前記溶融軟化温度T0の近傍まで加熱した状態で当接すれば、加工温度T1までの加熱時間を短くすることができるが、加熱しないで当接させるなど種々異なる形態とすることができる。
The
また、樹脂被覆ローラ9の表面に当接された平滑ローラ15A,Bは、溶融軟化温度T0よりも高く設定された加工温度T1まで加熱ヒータ22によって加熱される。なお、本実施形態では、加工温度T1を溶融軟化温度T0よりも約20度以上高くなるように設定しているが、樹脂被覆ローラ9の被覆が平滑ローラ15A,Bとの摩擦力で剥がれない温度であればよく、離型層9aの構成材料等に適した温度が設定される。
Further, the
加工温度T1に加熱された平滑ローラ15Aは、当接位置PAから前記右側端部9Rに向かって樹脂被覆ローラ9の表面に押し当てられながら移動されることで、前記加工領域E1を平滑にする。また、平滑ローラ15Bは、当接位置PBから前記左側端部9Lに向かって樹脂被覆ローラ9の表面に押し当てられながら移動されることで、前記加工領域E2を平滑にする。
The smoothing
次に、図3及び図4に示す構成に対して制御装置30が行う本発明に係る処理概要の一例を図5の図面を参照して以下に説明する。なお、図5は図2の制御装置30が実行する本発明に係る平滑化処理の一例を示すフローチャートである。そして、制御装置30においては、平滑化処理をCPU等に実行させるプログラムをその記憶媒体に記憶している。
Next, an example of an outline of processing according to the present invention performed by the
平滑化処理が実行されると、図5に示すステップS11(表面温度検出手段)において、接触式温度センサ8が出力する温度情報を取り込み、この温度情報に基づいて平滑ローラ15A,Bの各温度T(表面温度)を検出して記憶装置(図示せず)に記憶し、その後ステップS12進む。
When the smoothing process is executed, in step S11 (surface temperature detection means) shown in FIG. 5, the temperature information output from the contact-
ステップS12において、検出した前記温度Tが予め定められた溶融軟化温度T0よりも低いか否かを判定する。前記温度Tが溶融軟化温度T0よりも小さくないと判定されると(S12でN)、ステップS11に戻り、この判定処理を繰り返すことで、前記温度Tが溶融軟化温度T0より小さくなるのを待つ。なお、このときに前記温度Tの異常を警告するようにしても差し支えない。一方、前記温度Tが溶融軟化温度T0よりも小さいと判定されると(S12でY)、ステップS13に進む。 In step S12, it is determined whether or not the detected temperature T is lower than a predetermined melt softening temperature T0. If it is determined that the temperature T is not lower than the melt softening temperature T0 (N in S12), the process returns to step S11, and this determination process is repeated to wait for the temperature T to become lower than the melt softening temperature T0. . At this time, the abnormality of the temperature T may be warned. On the other hand, if it is determined that the temperature T is lower than the melt softening temperature T0 (Y in S12), the process proceeds to step S13.
ステップS13において、平滑ローラ15A,Bの樹脂被覆ローラ9の当接位置PA,PBに対する当接を加圧アクチュエータ1及びアクチュエータ11に指示することで、平滑ローラ15A,Bはアクチュエータ11によって当接位置PA,PBに対応した位置まで移動されると、加圧アクチュエータ1によって樹脂被覆ローラ9の表面に当接され、その後ステップS14に進む。
In step S <b> 13, the smoothing
ステップS14において、平滑ローラ15A,Bの加工温度T1までの加熱を加熱ヒータ22に指示することで、加熱ヒータ22によって平滑ローラ15A,Bの加熱が介しされ、その後ステップS15に進む。
In step S14, the
ステップS15において、ステップS11とと同様に、接触式温度センサ8が出力する温度情報を取り込み、この温度情報に基づいて平滑ローラ15A,Bの各温度T(表面温度)を検出して記憶装置(図示せず)に記憶し、その後ステップS16に進む。
In step S15, similarly to step S11, the temperature information output by the
ステップS16において、検出した前記温度Tが予め定められた加工温度T1になったか否かを判定する。前記温度Tが加工温度T1になっていないと判定されると(S16でN)、ステップS15に戻り、この判定処理を繰り返すことで、前記温度Tが加工温度T1になるのを待つ。一方、前記温度Tが加工温度T1になったと判定されると(S16でY)、ステップS17に進む。 In step S16, it is determined whether or not the detected temperature T has reached a predetermined processing temperature T1. If it is determined that the temperature T is not the processing temperature T1 (N in S16), the process returns to step S15, and this determination process is repeated to wait for the temperature T to become the processing temperature T1. On the other hand, if it is determined that the temperature T has reached the processing temperature T1 (Y in S16), the process proceeds to step S17.
ステップS17において、平滑ローラ15A,Bの同一速度での移動(横送り)をアクチュエータ11に指示することで、アクチュエータ11によって平滑ローラ15A,Bがそれぞれの加工領域EA1,2を移動されて、処理を終了する。
In step S17, by instructing the
よって、以上の説明からも明らかなように本実施形態では、平滑化ローラ15A,Bを移動するアクチュエータ11が請求項中の移動手段に相当し、また、アクチュエータ11の移動を制御する制御装置30が請求項中の制御手段として機能している。
Therefore, as is clear from the above description, in this embodiment, the
次に、上述した構成の平滑化装置1の本発明に係る動作の一例を、図3及び図4の図面を参照して以下に説明する。
Next, an example of the operation of the
平滑化装置1は、まず、平滑ローラ15A,Bの表面温度を示す温度Tを検出し、この温度Tが溶融軟化温度T0よりも低いと、平滑ローラ15A,Bを樹脂被覆ローラ9の表面における当接位置PA,PBにて当接させる。その後、平滑ローラ15A,Bを加工し、その温度Tが加工温度T1まで上昇すると、各加工領域E1,E2を平滑化するように、平滑ローラ15Aを当接位置E1から樹脂被覆ローラ9の右側端部9Rに向かって移動させると共に、平滑ローラ15Bを当接位置E2からその左側端部9Lに向かって移動させる。
First, the smoothing
そして、樹脂被覆ローラ9の表面における温度を非接触温度センサ7で検出しつつ、損その測定結果に基づいて樹脂被覆ローラ9の表面温度が一定になるように、加熱ヒータ21に供給する電力が最適となるように電源制御装置24によって制御される。この結果、樹脂被覆ローラ9の加工領域E1,2は前面に渡って均一な平滑面に加工される。
Then, the electric power supplied to the
以上説明したように本発明の平滑化装置1によれば、平滑ローラ(押し当て部材)15A,Bの表面が溶融軟化温度T0より低い温度(第3温度)に降下した平滑ローラ15A,Bを樹脂被覆ローラ9の表面に押し当て、その状態で平滑ローラ15A,Bを加工温度(第2温度)T1となるように加熱した後に、平滑ローラ15A,Bを樹脂被覆ローラ9の表面に押し当てながら移動させて樹脂被覆ローラ9を平滑にするようにしたことから、平滑ローラ15A,Bの表面温度を高く設定して平滑を行う場合であっても、樹脂被覆ローラ9の表面に平滑ローラ15A,Bの当接痕が発生することなく、平滑ローラ15A,Bに加える圧力を小さくしても平滑度を低下させることなく、樹脂被覆ローラ9を平滑にすることができる。
As described above, according to the
また、樹脂被覆ローラ9の加熱温度と平滑ローラ15A,Bの温度が異なるように設定して囲うする場合、当接ローラ15A,Bが当接されている樹脂被覆ローラ9の表面温度は、平滑ローラ15A,Bから樹脂被覆ローラ9に熱が移動して温度が高くなる方向に変動するが、本実施形態では樹脂被覆ローラ9の加工領域E1,2の温度を一定に保つことができるので、より均一な平滑面を得ることができる。
When the heating temperature of the resin coating roller 9 and the temperature of the smoothing
さらに、平滑ローラ15A,Bに対応した樹脂被覆ローラ9における加工領域E1,2に、その平滑ローラ15A,Bが加工温度(第2温度)T1に加熱された後に進入するように移動を制御するようにしたことから、平滑ローラ15A,Bの表面温度を高く設定して平滑を行う場合であっても、樹脂被覆ローラ9の表面に複数の当接痕が発生することなく、平滑ローラ15A,Bの各々に加える圧力を小さくしても平滑度を低下させることなく、樹脂被覆ローラ9を平滑にする加工スピードを速くすることができる。
Further, the movement is controlled so that the
この樹脂被覆ローラ9の平滑化装置1によれば、樹脂被覆層の表面が平滑化されているので、薄肉化した芯金9a表面の樹脂被覆層の平滑性に優れている樹脂被覆ローラ9を得ることができる。また、樹脂被覆層の表面層を離型層とすることにより、消費電力を少なくするために薄肉化した芯金表面の離型層の平滑性に優れている加熱定着ローラを得ることができる。
According to the
なお、上述した本最良の形態では、平滑ローラ15A,Bをそれぞれの当接位置PA,PBから樹脂被覆ローラ9の端部に向かう場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、複数の平滑ローラ15を同一方向に同一速度でトラバース送りする形態、2つの平滑ローラ15の加工開始箇所を樹脂被覆ローラ9の同一端部にして2つの平滑ローラ15を他端部まで移動させる形態、複数の平滑ローラ15を互いに逆方向に同一速度でトラバース送りする形態など種々異なる形態とすることができる。
In the above-described best mode, the case where the
1 加圧アクチュエータ
2 加圧アクチュエータ保持具
3 温度センサ保持具
4 平滑ローラ保持具(押し当て部材保持具)
5 平滑ローラ支持具(押し当て部材支持具)
6 温度センサ保持具
7 非接触温度センサ(温度計)
8 接触式温度センサ
9 樹脂被覆ローラ
9a 離型層
9b プライマ層
9c 芯金
10 アクチュエータテーブル
11 アクチュエータ
12 ベース
13 直動ガイド
14 取付けベース
15 平滑ローラ(押し当て部材)
16 固定側温度センサ
17 ヒータ支持体
18 電極
19 ヒータ支持体
20 中空チャック
21 加熱ヒータ
22 加熱ヒータ
23 ヒータ支持体
24 電源制御装置
25 電源
26 電源制御装置
27 電源
90 樹脂被覆ローラ
DESCRIPTION OF
5 Smooth roller support (pressing member support)
6
8 Contact-type temperature sensor 9 Resin-coated roller 9a Release layer
DESCRIPTION OF
Claims (7)
(イ)前記押し当て部材の表面の温度を検出する表面温度検出手段と、
(ロ)前記表面温度検出手段が検出した温度が、前記第1温度よりも低いが前記樹脂を軟化又は溶融させない第3温度に降下したときに前記押し当て部材を前記樹脂被覆ローラの表面に当接させる当接手段と、
(ハ)前記当接手段が当接させた押し当て部材を前記第2温度となるように加熱する加熱手段と、
(ニ)前記加熱手段が加熱した前記押し当て部材を前記樹脂被覆ローラの表面に押し当てながら前記樹脂被覆ローラを平滑にするように移動させる移動手段と、
を有することを特徴とする樹脂被覆ローラの平滑化装置。 The surface of the resin-coated roller having a thermoplastic resin coating layer on the core metal is heated to a first temperature higher than the softening temperature or melting temperature of the resin, and the surface roughness is smaller than the surface of the resin-coated roller. By heating the surface of the pressing member to a second temperature higher than the first temperature and moving the surface of the heated pressing member against the surface of the heated resin coating roller, the resin coating In the smoothing device of the resin-coated roller that smoothes the roller,
(A) surface temperature detecting means for detecting the temperature of the surface of the pressing member;
(B) When the temperature detected by the surface temperature detecting means is lower than the first temperature but falls to a third temperature at which the resin is not softened or melted, the pressing member is applied to the surface of the resin-coated roller. A contact means for contact;
(C) heating means for heating the pressing member brought into contact with the contact means so as to reach the second temperature;
(D) moving means for moving the resin-coated roller so as to be smooth while pressing the pressing member heated by the heating means against the surface of the resin-coated roller;
A smoothing device for a resin-coated roller, comprising:
(ヘ)前記当接箇所温度検出手段が検出した当接箇所温度に基づいて、前記当接箇所における前記樹脂被覆ローラの表面温度が前記第1温度から変化しないように、前記樹脂被覆ローラの加熱を制御する加熱制御手段と、
をさらに設けたことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の樹脂被覆ローラの平滑化装置。 (E) a contact point temperature detecting means for detecting a contact point temperature at a contact point where the resin-coated roller and the pressing member are in contact;
(F) heating the resin-coated roller based on the contact point temperature detected by the contact point temperature detecting means so that the surface temperature of the resin-coated roller at the contact point does not change from the first temperature. Heating control means for controlling,
The apparatus for smoothing a resin-coated roller according to any one of claims 1 to 5, further comprising:
前記押し当て部材の表面が、前記第1温度よりも低いが前記樹脂を軟化又は溶融させない第3温度に降下したときに、前記押し当て部材を前記樹脂被覆ローラの表面に押し当て、その状態で前記押し当て部材を前記第2温度となるように加熱した後、前記加熱した押し当て部材を前記樹脂被覆ローラの表面に押し当てながら移動させて前記樹脂被覆ローラを平滑にすることを特徴とする樹脂被覆ローラの平滑化方法。 The surface of the resin-coated roller having a thermoplastic resin coating layer on the core metal is heated to a first temperature higher than the softening temperature or melting temperature of the resin, and the surface roughness is higher than the surface of the resin-coated roller. The surface of the small pressing member is heated to a second temperature higher than the first temperature, and the surface of the heated pressing member is moved against the surface of the heated resin-coated roller, thereby moving the resin. In the method of smoothing the resin-coated roller for smoothing the coated roller,
When the surface of the pressing member falls to a third temperature lower than the first temperature but does not soften or melt the resin, the pressing member is pressed against the surface of the resin-coated roller, After the pressing member is heated to the second temperature, the heated pressing member is moved while being pressed against the surface of the resin-coated roller, thereby smoothing the resin-coated roller. A method for smoothing a resin-coated roller.
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