JP2004004311A - Resin-coated roller, fixing roller, and apparatus for manufacturing the resin-coated roller - Google Patents

Resin-coated roller, fixing roller, and apparatus for manufacturing the resin-coated roller Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a resin-coated roller such that the surface of a resin coating layer on the surface of a core bar made thin has superior smoothness. <P>SOLUTION: This resin-coated roller 11 has at least one or more resin coating layer on the hollow cylindrical core bar. While a heater 13 inserted into the core uniformly heats the surface of the core, a smoothing roller 20 which has less surface roughness than the surface of the coating layer is made to abut against the surface of the coating layer, thereby making the surface of the resin coating layer smooth. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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表面の平滑な定着ローラに関し、また、表面が平滑な熱可塑性樹脂で被覆された樹脂被覆ローラ及びその製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図5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5は、樹脂被覆ローラの一例としての加熱定着ローラを示している。図5に示すように、従来の加熱定着ローラ4は、芯金3上にプライマ層2及び樹脂被覆層1を順次有している。前記樹脂被覆層1は、好ましくは、予め、プライマ層2を形成した芯金3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が主に定着ロール用の離型層の材料として使用されている。
【0003】
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1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。
【0004】
そこで、従来においては、加熱定着ローラ4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4における樹脂被覆層1に押接し連れ回り回転させながら軸方向に移動して、樹脂被覆層1を押潰すことによって、樹脂被覆層1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。
【0005】
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4における芯金3の肉厚が1〜2mm以上であれば、加熱定着ローラ4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4の変形量は、芯金3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。
【0006】
【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4の消費電力を低減する目的で、芯金3の肉厚を1mm未満に薄肉化すると、押圧ローラの加圧力によって、加熱定着ローラ4が塑性変形してしまうという問題があった。このような場合、押圧ローラの加圧力を小さくすることによって、加熱定着ローラ4の変形を抑制させることも可能であるが、押圧ローラの加圧力を小さくした場合、樹脂被覆層1の平滑性が加圧力に比例して低下してしまう、という問題があった。
【0007】
本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。
即ち、本発明は、薄肉化した芯金表面の樹脂被覆層表面が平滑性に優れている樹脂被覆ローラ及びその製造装置を提供することを目的としている。
また、本発明は、表面の平滑性に優れていると共に芯金の薄肉化によって消費電力を少なくした定着ローラを提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1の発明は、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おいて、
前記芯金の内部に挿入した熱源によって前記芯金の表面を均一に熱しつつ、前記樹脂被覆層の表面に、該表面より表面粗さが小さい押し当て部材を当接させることによって前記樹脂被覆層の表面が平滑化されていることを特徴とする樹脂被覆ローラである。
【0009】
また、請求項2の発明は、請求項1に記載の樹脂被覆ローラの表面層が離型層であることを特徴とする定着ローラである。
【0010】
また、請求項3の発明は、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しながら該樹脂被覆ローラの表面を平滑にする、該樹脂被覆ローラ表面より表面粗さが小さい押し当て部材と、
前記樹脂被覆ローラの長さ方向に配置して該樹脂被覆ローラ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とを備えた樹脂被覆ローラの製造装置である。
【0011】
また、請求項4の発明は、前記発熱体がローラ軸方向に配光を有する赤外線ヒータであることを特徴とする請求項3に記載の樹脂被覆ローラの製造装置である。
【0012】
また、請求項5の発明は、前記赤外線ヒータは2本以上から構成され、該ヒータは各々独立して温度を制御する手段を備えていることを特徴とする請求項4に記載の樹脂被覆ローラの製造装置である。
【0013】
また、請求項6の発明は、前記押し当て部材は円柱形状に形成されているとともに、前記樹脂被覆ローラと連れ周り回転させるように構成されていることを特徴とする請求項3〜5の何れかに記載の樹脂被覆ローラの製造装置である。
【0014】
また、請求項7の発明は、前記円柱形状の押し当て部材は、ローラ全長より幅狭であり、かつ、軸方向に曲率を有する形状であって、前記押し当て部材を前記樹脂被覆ローラと連れ周り回転させつつ、樹脂被覆ローラの軸方向に横送りさせることを特徴とする請求項6に記載の樹脂被覆ローラの製造装置である。
【0015】
また、請求項8の発明は、前記円柱形状の押し当て部材を前記樹脂被覆ローラの表面温度より高い温度に加熱する加熱部材を備えていることを特徴とする請求項6または7に記載の樹脂被覆ローラの製造装置である。
【0016】
また、請求項9の発明は、前記加熱部材は前記円柱形状の押し当て部材を300℃〜400℃に熱することを特徴とする請求項8に記載の樹脂被覆ローラの製造装置である。
【0017】
また、請求項10の発明は、前記加熱部材は、前記押し当て部材の回転軸を中空形状とし、該回転軸の中空部内に設けた円柱形状の熱源であることを特徴とする請求項9に記載の樹脂被覆ローラの製造装置である。
【0018】
また、請求項11の発明は、前記円柱形状の押し当て部材および前記幅狭の軸方向に曲率を有する押し当て部材を両方備えるとともに、前記押し当て部材を熱しつつ、幅狭の押し当て部材をローラ軸方向に横送りさせることを特徴とする請求項3〜10の何れかに記載の樹脂被覆ローラの製造装置である。
【0019】
【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(A)は本発明に係る一実施形態の樹脂被覆ローラの製造装置を示す図、同図(B)はその製造装置に備える温度センサの配置例を示す図である。
【0020】
図1に示すように、この樹脂被覆ローラの製造装置は、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11に押圧しながら樹脂被覆ローラ11の表面を平滑にする、樹脂被覆ローラ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20と、樹脂被覆ローラ11の長さ方向に配置して樹脂被覆ローラ11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13とを備えている。
【0021】
前記樹脂被覆ローラ11の断面構造は、例えば図5に示した加熱定着ローラと同様である。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であればよい。
【0022】
前記樹脂被覆ローラ11は、その芯金の両端が中空チャック12a、12bにより回転自在に支持されて回転駆動力が伝達される。
【0023】
前記加熱ヒータ13は樹脂被覆ローラ11の芯金の内部に設けられ、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14,15で支持され、電極16を介して通電される。
【0024】
前記2本の赤外線ヒータのうち1本は、図4(A)に示すように、樹脂被覆ローラ11の軸方向の両端部の発光パワーが大きくなるように配光され、他の1本は、図4(B)に示すように、樹脂被覆ローラ11の軸方向の中央部の発光パワーが大きくなるように配光されている。このように配光された赤外線ヒータを用いているので、熱輻射の効率が良く、ローラの昇温時間を短縮することが可能になる。
【0025】
前記電極16には加熱ヒータ13へ供給する電力を適正値に制御する制御装置17を介して加熱ヒータ13に電力を供給するための電源18が接続されている。制御装置17は加熱ヒータ13の各々、即ち本実施形態では赤外線ヒータの各々を独立して制御することができる。
【0026】
また、樹脂被覆ローラ11の外周面の近くには、その軸方向両端部と中央部とにローラ表面温度を非接触で測定する温度センサ19が配置されている。
【0027】
樹脂被覆ローラ11にはその外周面に当接して樹脂被覆ローラ11より幅広の平滑ローラ20が配置され、この平滑ローラ20は平滑ローラ支持体22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22を介して平滑ローラ20に加圧力を与える加圧アクチュエータ24が設けられている。
【0028】
さらに、平滑ローラ20の中空部には平滑ローラ20の内面に接触しないように、好ましくは平滑ローラ20中心軸に沿って加熱ヒータ23、例えば赤外線ヒータが配置されている。この加熱ヒータ23はヒータ支持体21に支持され、加熱ヒータ23へ供給する電力を適正値、即ち平滑ローラ20の表面温度を所定の値に制御する制御装置26を介して加熱ヒータ23に電力を供給するための電源27が設けられている。
【0029】
前記平滑ローラ20の外周面の近傍には、図1(B)に示すように、温度センサ25が設けられている。この温度センサ25は温度センサ19に対応して軸方向に複数設けられていてもよい。
【0030】
以上の樹脂被覆ローラの製造装置によれば、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11に押圧しながら樹脂被覆ローラ11の表面を平滑にする、樹脂被覆ローラ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20と、樹脂被覆ローラ11の長さ方向に配置して樹脂被覆ローラ11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13とを備えているので、樹脂被覆ローラ表面の樹脂被膜は、軟化または溶融された状態で表面平滑度が高い平滑ローラ20に密着して押圧され、平滑ローラ20の平滑な表面形状が樹脂被膜に転写される作用を及ぼすことで、薄肉化した芯金を用いて低消費電力化を達成することができるとともに、樹脂被覆ローラ11の表面が平滑化される。
【0031】
この樹脂被覆ローラの製造装置によれば、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おいて、前記芯金の内部に挿入した熱源によって前記芯金の表面を均一に熱しつつ、前記樹脂被覆層の表面に、該表面より表面粗さが小さい平滑ローラ20を当接させることによって、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。
【0032】
また、樹脂被覆ローラ11より幅広の平滑ローラ20を用いているので、芯金とローラ表面の離型層との間に弾性層を有する弾性定着ローラ表面の平滑化も可能である。
【0033】
また、熱源としてローラ軸方向に配光を有する赤外線ヒータを用いるようにしているので、熱輻射の効率が良く、樹脂被覆ローラの昇温時間を短縮することが可能になる。
【0034】
また、赤外線ヒータを複数本、本実施形態では2本備え、赤外線ヒータは各々独立して温度を制御する手段を備え、各々のヒータは、図4(A)、(B)に示すような配光分布を持つようにするとともに、独立した温度制御装置を用いて、供給電力を調整できるようにしてあるので、樹脂被覆ローラの軸方向の温度分布のムラ(通常、両端部の温度が中央に比べて低くなる)を抑制することが可能になる。
【0035】
図2は、本発明に係る他の一実施形態の樹脂被覆ローラの製造装置を示す図である。なお、本実施形態において、図1の実施形態と共通する部分には同一の符号を付しその説明を省略する。
【0036】
図2に示すように、略円柱形状の押し当て部材である平滑ローラ32は、ローラ全長より幅狭であり、かつ、軸方向に曲率を有する形状とし、平滑ローラ32を樹脂被覆ローラ11と連れ周り回転させつつ、樹脂被覆ローラ11の軸方向に横送りさせるようにしてある。
【0037】
また、平滑ローラ32の回転軸を中空構造とし、該回転軸の片側を回転支持体31のベアリングを用いて回転自在に支持できるようにするとともに、反対側から、円筒形状の加熱ヒータ33を中空の回転軸内に加熱ヒータ支持体34を介して片持ちで支持している。
【0038】
また、平滑ローラ32は加圧アクチュエータ35により樹脂被覆ローラ11に加圧力を与えるように構成されている。この構成によれば、平滑ローラ32と樹脂被覆ローラ11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、様々の樹脂被覆ローラの形状、例えば逆クラウン形状等に対する適応範囲を大きくすることが可能になるという効果がある。
【0039】
図3は、本発明に係るその他の一実施形態の樹脂被覆ローラの製造装置を示す図である。なお、図3では温度センサ及び制御系は図1の実施形態の温度センサ及び制御系と図2の実施形態の温度センサ及び制御系とを用いているので図示は省略した。
【0040】
図3に示すように、本実施形態の樹脂被覆ローラの製造装置は、図1に示した円柱形状の平滑ローラ20と、図2に示した幅狭の軸方向に曲率を有する平滑ローラ32とを両方備えるようにしてある。本実施形態の場合、設置効率を考慮して、両者が互いに対向するように配置した。そして、幅狭の平滑ローラ32を軸方向に横送りさせて加工するとともに、幅広の平滑ローラ20を送りなしで、広面積を一度で加工できるようにしてある。したがって、ローラの平滑力と加工速度を両立して性能を高める効果がある。また、高精度平滑加工性、汎用性及び生産効率を同時に達成することができる。
【0041】
以上において、押し当て部材としての平滑ローラ20,32を樹脂被覆ローラ11の表面温度より高い温度に加熱する加熱部材としての加熱ヒータ23,33を備えることにより、樹脂被膜ローラ11の表面の平滑性をより高めることが可能になる。とくに平滑ローラ20,32の温度を300〜400℃にした場合が、もっとも効果が高くなる。
【0042】
また、押し当て部材としての平滑ローラ20,32の回転軸を中空形状とし、該回転軸の中空部内に、円柱形状の熱源を設けることによって加熱するようにしてあるので、平滑ローラ20,32を回転自在にするとともに、ローラの加熱効率を高めることが可能になる効果がある。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1〜3、6に記載の発明の構成によれば、樹脂被覆ローラ表面の樹脂被膜は、軟化または溶融された状態で表面平滑度が高い平滑ローラに密着して押圧されるので、平滑ローラの表面形状が樹脂被膜に転写される作用を及ぼすことで、樹脂被覆ローラ表面が平滑化される。
【0044】
また、請求項4に記載の発明の構成によれば、赤外線ヒータは熱輻射の効率が良いので、樹脂被覆ローラの昇温時間を短縮することが可能になる。
【0045】
また、請求項5に記載の発明の構成によれば、樹脂被覆ローラの軸方向の温度分布のムラを抑制することが可能になる。
【0046】
また、請求項7に記載の発明の構成によれば、平滑ローラと樹脂被覆ローラとの接触面積が小さい状態で、横送り加工することが可能になるので、様々の樹脂被覆ローラの形状に対する適応範囲を大きくすることが可能になる。
【0047】
また、請求項8〜9に記載の発明の構成によれば、樹脂被覆ローラ表面の平滑性をより高めることが可能になる。
【0048】
また、請求項10に記載の発明によれば、樹脂被覆ローラの加熱効率を高めることが可能になる効果がある。また、樹脂被覆ローラの周方向の温度分布を均一化することができる。
【0049】
また、請求項11に記載の発明によれば、樹脂被覆ローラの平滑力と加工速度とを両立して性能を高める効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)は本発明に係る一実施形態の樹脂被覆ローラの製造装置を示す図、(B)はその製造装置に備える温度センサの配置例を示す図である。
【図2】本発明に係る他の一実施形態の樹脂被覆ローラの製造装置を示す図である。
【図3】本発明に係るその他の一実施形態の樹脂被覆ローラの製造装置を示す図である。
【図4】本発明に係る樹脂被覆ローラの製造装置に用いるヒータの発光パワーとローラの軸方向の位置との関係を示す図である。
【図5】加熱定着ローラの断面図及びその一部拡大図である。
【符号の説明】
1 樹脂被覆層(離型層)
3 芯金
11 樹脂被覆ローラ(加熱定着ローラ)
12a、12b 中空チャック
13 加熱ヒータ
17 制御装置
18 電源
20 平滑ローラ
23 加熱ヒータ
24 加圧アクチュエータ
26 制御装置
27 電源
32 平滑ローラ
33 加熱ヒータ
35 加圧アクチュエータ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fixing roller having a smooth surface used for fixing an unfixed image on a transfer sheet in an electrophotographic image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a laser printer, and a facsimile. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a resin-coated roller coated with a suitable thermoplastic resin and an apparatus for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
FIG. 5 is a sectional view of a heat fixing roller used in a conventional electrophotographic image forming apparatus and a partially enlarged view thereof.
FIG. 5 shows a heat fixing roller as an example of a resin-coated roller. As shown in FIG. 5, a conventional heat fixing roller 4 has a primer layer 2 and a resin coating layer 1 on a cored bar 3 sequentially. The resin coating layer 1 is preferably formed by previously coating the cored metal 3 on which the primer layer 2 has been formed with a thermoplastic resin. As such a thermoplastic resin, a releasable resin such as a fluororesin is used because releasability from the toner and continuous durability at a toner fixing temperature (usually 180 to 200 ° C.) are required. . Polytetrafluoroethylene copolymer (PTFE) is used as the fluororesin, but recently, tetrafluoroethylene-polyethylene fluorovinyl ether copolymer (PFA) has better processability. It is used as a material for a release layer for a fixing roll.
[0003]
Since the surface of the resin coating layer 1 made of a release resin such as a fluororesin must have a release property with respect to the toner, the ten-point average roughness (Rz): 1 to 3 μm, And undulation: smoothness of about 2 to 4 μm is required.
[0004]
Therefore, conventionally, a pressing roller (not shown) configured to be rotatable while being movable in the axial direction of the heat fixing roller 4 is pressed against the resin coating layer 1 of the heat fixing roller 4 to rotate. A method of improving the smoothness of the surface of the resin coating layer 1 by moving in the axial direction while rotating and crushing the resin coating layer 1 (vanish method) has been employed.
[0005]
Conventionally, in order to manufacture a smooth heat-fixing roller by applying such a burnishing method, it is necessary to set the pressure applied to the pressing roller to 20 to 60 kgf. If the thickness of the metal core 3 in the heat fixing roller 4 is 1 to 2 mm or more, the deformation amount of the heat fixing roller 4 due to the pressurization even if the pressure of 20 to 60 kgf is applied to the heat fixing roller 4 There was no problem because the core metal 3 could be kept within the elastic deformation range.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the thickness of the cored bar 3 is reduced to less than 1 mm for the purpose of reducing the power consumption of the heat fixing roller 4, there is a problem that the heat fixing roller 4 is plastically deformed by the pressing force of the pressing roller. Was. In such a case, the deformation of the heat fixing roller 4 can be suppressed by reducing the pressing force of the pressing roller. However, when the pressing force of the pressing roller is reduced, the smoothness of the resin coating layer 1 is reduced. There was a problem that it decreased in proportion to the pressing force.
[0007]
The present invention aims to solve such a problem.
That is, an object of the present invention is to provide a resin-coated roller in which the surface of the resin coating layer on the surface of the thinned metal core has excellent smoothness, and an apparatus for manufacturing the same.
Another object of the present invention is to provide a fixing roller having excellent surface smoothness and reducing power consumption by reducing the thickness of a metal core.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is a resin-coated roller having at least one or more resin-coated layers on a hollow cylindrical core,
While uniformly heating the surface of the core metal by a heat source inserted into the core metal, a pressing member having a smaller surface roughness than the surface is brought into contact with the surface of the resin coating layer to form the resin coating layer. Is a resin-coated roller characterized by having a smooth surface.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a fixing roller wherein the surface layer of the resin-coated roller according to the first aspect is a release layer.
[0010]
The invention according to claim 3 provides a resin-coated roller surface which presses against a resin-coated roller having at least one or more resin coating layers on a hollow cylindrical core, and smoothes the surface of the resin-coated roller. A pressing member with a smaller surface roughness,
A heating element arranged in the longitudinal direction of the resin-coated roller and heating a surface of a resin coating layer provided on the resin-coated roller to a temperature higher than a softening temperature or a melting temperature of the resin. It is.
[0011]
The invention according to claim 4 is the apparatus for manufacturing a resin-coated roller according to claim 3, wherein the heating element is an infrared heater having light distribution in a roller axis direction.
[0012]
According to a fifth aspect of the present invention, in the resin-coated roller according to the fourth aspect, the infrared heater is composed of two or more heaters, and each of the heaters has means for independently controlling the temperature. Production equipment.
[0013]
The invention according to claim 6 is characterized in that the pressing member is formed in a columnar shape and is configured to rotate around the resin-coated roller. An apparatus for manufacturing a resin-coated roller according to any one of the first to third aspects.
[0014]
Further, in the invention according to claim 7, the cylindrical pressing member is narrower than the entire length of the roller and has a shape having a curvature in the axial direction, and the pressing member is associated with the resin-coated roller. The resin-coated roller manufacturing apparatus according to claim 6, wherein the resin-coated roller is fed laterally in the axial direction of the resin-coated roller while being rotated.
[0015]
The invention according to claim 8 is provided with a heating member that heats the cylindrical pressing member to a temperature higher than a surface temperature of the resin-coated roller. This is a manufacturing apparatus for a coated roller.
[0016]
The invention according to claim 9 is the apparatus for manufacturing a resin-coated roller according to claim 8, wherein the heating member heats the cylindrical pressing member to 300 ° C to 400 ° C.
[0017]
According to a ninth aspect of the present invention, in the ninth aspect, the heating member is a cylindrical heat source provided with a rotating shaft of the pressing member having a hollow shape and provided in a hollow portion of the rotating shaft. An apparatus for manufacturing the resin-coated roller described in the above.
[0018]
Further, the invention of claim 11 comprises both the cylindrical pressing member and the narrow pressing member having a curvature in the axial direction, and the narrow pressing member while heating the pressing member. The apparatus for manufacturing a resin-coated roller according to claim 3, wherein the resin-coated roller is fed laterally in a roller axis direction.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1A is a diagram illustrating an apparatus for manufacturing a resin-coated roller according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a view illustrating an example of an arrangement of temperature sensors provided in the manufacturing apparatus.
[0020]
As shown in FIG. 1, the apparatus for manufacturing a resin-coated roller smoothes the surface of the resin-coated roller 11 while pressing the resin-coated roller 11 having at least one or more resin coating layers on a hollow cylindrical cored bar. The smoothing roller 20, which is a pressing member having a smaller surface roughness than the surface of the resin-coated roller, and the surface of the resin-coated layer provided on the resin-coated roller 11 arranged in the longitudinal direction of the resin-coated roller 11 A heater 13 which is a heating element for heating to a temperature higher than the softening temperature or the melting temperature.
[0021]
The cross-sectional structure of the resin-coated roller 11 is the same as, for example, the heat-fixing roller shown in FIG. Further, there may be a plurality of resin coating layers, and in this case, the surface layer may be a release layer.
[0022]
The resin-coated roller 11 is rotatably supported at both ends of its core by hollow chucks 12a and 12b, and transmits a rotational driving force.
[0023]
The heater 13 is provided inside the core of the resin-coated roller 11, and in the present embodiment, is constituted by two infrared heaters. Both ends of the two infrared heaters are supported by heater supports 14 and 15, and are supplied with electricity through electrodes 16.
[0024]
As shown in FIG. 4A, one of the two infrared heaters is distributed such that the light emission power at both ends in the axial direction of the resin-coated roller 11 is increased, and the other one is As shown in FIG. 4B, the light is distributed such that the light emission power at the central portion in the axial direction of the resin-coated roller 11 is increased. Since the infrared heater distributed in this manner is used, the efficiency of heat radiation is good, and the time for raising the temperature of the roller can be reduced.
[0025]
A power supply 18 for supplying power to the heater 13 is connected to the electrode 16 via a control device 17 for controlling the power supplied to the heater 13 to an appropriate value. The control device 17 can independently control each of the heaters 13, that is, each of the infrared heaters in the present embodiment.
[0026]
Further, near the outer peripheral surface of the resin-coated roller 11, temperature sensors 19 for measuring the roller surface temperature in a non-contact manner at both axial ends and a central portion thereof are arranged.
[0027]
A smooth roller 20 wider than the resin-coated roller 11 is disposed in contact with the outer peripheral surface of the resin-coated roller 11, and the smooth roller 20 is rotatably supported by a smooth roller support 22. Further, a pressure actuator 24 for applying a pressing force to the smooth roller 20 via the smooth roller support 22 is provided.
[0028]
Further, a heater 23, for example, an infrared heater, is preferably disposed along the central axis of the smoothing roller 20 so as not to contact the inner surface of the smoothing roller 20 in the hollow portion of the smoothing roller 20. The heater 23 is supported by the heater support 21 and supplies electric power to the heater 23 via a control device 26 that controls the power supplied to the heater 23 to an appropriate value, that is, the surface temperature of the smoothing roller 20 to a predetermined value. A power supply 27 for supplying is provided.
[0029]
A temperature sensor 25 is provided near the outer peripheral surface of the smoothing roller 20, as shown in FIG. A plurality of the temperature sensors 25 may be provided in the axial direction corresponding to the temperature sensors 19.
[0030]
According to the resin-coated roller manufacturing apparatus described above, the surface of the resin-coated roller 11 is smoothened while being pressed against the resin-coated roller 11 having at least one or more resin-coated layers on a hollow cylindrical cored bar. The smoothing roller 20 which is a pressing member having a smaller surface roughness than the surface of the coating roller, and the surface of the resin coating layer provided on the resin coating roller 11 which is disposed in the length direction of the resin coating roller 11 so that the softening temperature or melting of the resin Since the heater 13 is provided as a heating element for heating to a temperature higher than the temperature, the resin coating on the surface of the resin-coated roller is pressed against the smooth roller 20 having a high surface smoothness in a softened or molten state. In addition, the smooth surface shape of the smooth roller 20 is transferred to the resin film, so that the power consumption can be reduced by using the thinned metal core. Surface of the resin-coated roller 11 is smoothed.
[0031]
According to the resin-coated roller manufacturing apparatus, in a resin-coated roller having at least one resin coating layer on a hollow cylindrical core, the surface of the core is heated by a heat source inserted into the core. Since the surface of the resin coating layer is smoothed by uniformly contacting the surface of the resin coating layer with the smooth roller 20 having a smaller surface roughness than the surface of the resin coating layer, the surface of the cored metal is reduced in thickness. A resin-coated roller having excellent resin coating layer smoothness can be obtained. Further, by using the surface layer of the resin coating layer as a release layer, it is possible to obtain a heat-fixing roller which is excellent in the smoothness of the release layer on the surface of the cored bar which is reduced in thickness in order to reduce power consumption.
[0032]
In addition, since the smooth roller 20 is wider than the resin-coated roller 11, the surface of the elastic fixing roller having an elastic layer between the cored bar and the release layer on the roller surface can be smoothed.
[0033]
In addition, since an infrared heater having a light distribution in the roller axis direction is used as a heat source, the efficiency of heat radiation is high, and the time for raising the temperature of the resin-coated roller can be reduced.
[0034]
Further, a plurality of infrared heaters, two in the present embodiment, are provided, each of the infrared heaters is provided with a means for independently controlling the temperature, and each heater is arranged as shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B). In addition to having a light distribution, the supply power can be adjusted using an independent temperature control device, so that the temperature distribution unevenness in the axial direction of the resin-coated roller Lower than the above) can be suppressed.
[0035]
FIG. 2 is a diagram showing a resin-coated roller manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention. Note that, in the present embodiment, the same reference numerals are given to portions common to the embodiment of FIG. 1 and the description thereof is omitted.
[0036]
As shown in FIG. 2, the smooth roller 32, which is a substantially cylindrical pressing member, is narrower than the entire length of the roller and has a shape having a curvature in the axial direction. While rotating around, the resin-coated roller 11 is fed laterally in the axial direction.
[0037]
Further, the rotating shaft of the smoothing roller 32 has a hollow structure, and one side of the rotating shaft can be rotatably supported by using a bearing of the rotating support 31. A cylindrical heater 33 is hollowed from the opposite side. Are supported in a cantilever manner through a heater support 34 in the rotating shaft of.
[0038]
The smoothing roller 32 is configured to apply a pressing force to the resin-coated roller 11 by a pressure actuator 35. According to this configuration, since it is possible to perform the lateral feed processing in a state where the contact area between the smooth roller 32 and the resin-coated roller 11 is small, an applicable range for various resin-coated roller shapes, for example, an inverted crown shape or the like is possible. This has the effect of making it possible to increase.
[0039]
FIG. 3 is a diagram showing a resin-coated roller manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention. In FIG. 3, the temperature sensor and the control system are omitted because they use the temperature sensor and the control system of the embodiment of FIG. 1 and the temperature sensor and the control system of the embodiment of FIG.
[0040]
As shown in FIG. 3, the apparatus for manufacturing a resin-coated roller according to the present embodiment includes a cylindrical smooth roller 20 shown in FIG. 1 and a narrow smooth roller 32 having a narrow axial curvature shown in FIG. Are provided. In the case of the present embodiment, in consideration of installation efficiency, they are arranged so as to face each other. Then, the processing is performed by laterally feeding the narrow smooth roller 32 in the axial direction, and the wide area can be processed at once without feeding the wide smooth roller 20. Therefore, there is an effect of improving the performance by balancing the smoothing force of the roller and the processing speed. In addition, high precision smoothness, versatility and production efficiency can be achieved at the same time.
[0041]
In the above, the smoothness of the surface of the resin-coated roller 11 is provided by providing the heaters 23 and 33 as the heating members for heating the smoothing rollers 20 and 32 as the pressing members to a temperature higher than the surface temperature of the resin-coated roller 11. Can be further increased. In particular, when the temperature of the smoothing rollers 20 and 32 is 300 to 400 ° C., the effect is the highest.
[0042]
In addition, since the rotating shafts of the smoothing rollers 20 and 32 as the pressing members are hollow, and the hollow shafts of the rotating shafts are heated by providing a cylindrical heat source, the smoothing rollers 20 and 32 are heated. In addition to being rotatable, there is an effect that the heating efficiency of the roller can be increased.
Note that the present invention is not limited to the above embodiment. That is, various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the configuration of the invention described in claims 1 to 3, the resin film on the surface of the resin-coated roller is in close contact with the smooth roller having a high surface smoothness in a softened or molten state. Since the pressing is performed, the surface shape of the smooth roller is transferred to the resin film, so that the surface of the resin-coated roller is smoothed.
[0044]
Further, according to the configuration of the invention described in claim 4, since the infrared heater has high heat radiation efficiency, it is possible to shorten the time required for raising the temperature of the resin-coated roller.
[0045]
Further, according to the configuration of the invention described in claim 5, it is possible to suppress unevenness in the temperature distribution in the axial direction of the resin-coated roller.
[0046]
Further, according to the configuration of the invention as set forth in claim 7, since it is possible to perform the lateral feed processing in a state where the contact area between the smooth roller and the resin-coated roller is small, it is possible to adapt to various shapes of the resin-coated roller. The range can be increased.
[0047]
Further, according to the configuration of the invention described in claims 8 and 9, it is possible to further enhance the smoothness of the surface of the resin-coated roller.
[0048]
Further, according to the tenth aspect, there is an effect that the heating efficiency of the resin-coated roller can be increased. Further, the temperature distribution in the circumferential direction of the resin-coated roller can be made uniform.
[0049]
According to the eleventh aspect of the present invention, there is an effect that the smoothness and the processing speed of the resin-coated roller are compatible with each other to enhance the performance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a diagram illustrating an apparatus for manufacturing a resin-coated roller according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a view illustrating an example of an arrangement of a temperature sensor provided in the manufacturing apparatus.
FIG. 2 is a view illustrating a manufacturing apparatus of a resin-coated roller according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing a manufacturing apparatus of a resin-coated roller according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the emission power of a heater used in the apparatus for manufacturing a resin-coated roller according to the present invention and the axial position of the roller.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a heat fixing roller and a partially enlarged view thereof.
[Explanation of symbols]
1 Resin coating layer (release layer)
3 Core 11 Resin-coated roller (heat-fixing roller)
12a, 12b Hollow chuck 13 Heater 17 Controller 18 Power supply 20 Smooth roller 23 Heater 24 Pressurizing actuator 26 Controller 27 Power supply 32 Smooth roller 33 Heater 35 Pressurizing actuator

Claims (11)

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おいて、
前記芯金の内部に挿入した熱源によって前記芯金の表面を均一に熱しつつ、前記樹脂被覆層の表面に、該表面より表面粗さが小さい押し当て部材を当接させることによって前記樹脂被覆層の表面が平滑化されていることを特徴とする樹脂被覆ローラ。
In a resin-coated roller having at least one or more resin coating layers on a hollow cylindrical core,
While uniformly heating the surface of the core metal by a heat source inserted into the core metal, a pressing member having a smaller surface roughness than the surface is brought into contact with the surface of the resin coating layer to form the resin coating layer. A resin-coated roller characterized in that the surface of the roller is smoothed.
請求項1に記載の樹脂被覆ローラの表面層が離型層であることを特徴とする定着ローラ。The fixing roller according to claim 1, wherein the surface layer of the resin-coated roller is a release layer. 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しながら該樹脂被覆ローラの表面を平滑にする、該樹脂被覆ローラ表面より表面粗さが小さい押し当て部材と、
前記樹脂被覆ローラの長さ方向に配置して該樹脂被覆ローラ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とを備えた樹脂被覆ローラの製造装置。
A pressing member having a surface roughness smaller than the surface of the resin-coated roller, while smoothing the surface of the resin-coated roller while pressing the resin-coated roller having at least one resin coating layer on a hollow cylindrical cored bar. When,
A heating element arranged in the longitudinal direction of the resin-coated roller and heating a surface of a resin coating layer provided on the resin-coated roller to a temperature higher than a softening temperature or a melting temperature of the resin. .
前記発熱体がローラ軸方向に配光を有する赤外線ヒータであることを特徴とする請求項3に記載の樹脂被覆ローラの製造装置。The apparatus according to claim 3, wherein the heating element is an infrared heater having a light distribution in a roller axis direction. 前記赤外線ヒータは2本以上から構成され、該ヒータは各々独立して温度を制御する手段を備えていることを特徴とする請求項4に記載の樹脂被覆ローラの製造装置。The apparatus for manufacturing a resin-coated roller according to claim 4, wherein the infrared heater includes two or more infrared heaters, and each of the heaters has means for independently controlling the temperature. 前記押し当て部材は円柱形状に形成されているとともに、前記樹脂被覆ローラと連れ周り回転させるように構成されていることを特徴とする請求項3〜5の何れかに記載の樹脂被覆ローラの製造装置。6. The resin-coated roller according to claim 3, wherein the pressing member is formed in a cylindrical shape, and is configured to rotate together with the resin-coated roller. 7. apparatus. 前記円柱形状の押し当て部材は、ローラ全長より幅狭であり、かつ、軸方向に曲率を有する形状であって、前記押し当て部材を前記樹脂被覆ローラと連れ周り回転させつつ、樹脂被覆ローラの軸方向に横送りさせることを特徴とする請求項6に記載の樹脂被覆ローラの製造装置。The cylindrical pressing member is narrower than the entire length of the roller, and has a shape having a curvature in the axial direction, and while rotating the pressing member together with the resin-coated roller, the resin-coated roller The apparatus for manufacturing a resin-coated roller according to claim 6, wherein the resin-coated roller is fed laterally in the axial direction. 前記円柱形状の押し当て部材を前記樹脂被覆ローラの表面温度より高い温度に加熱する加熱部材を備えていることを特徴とする請求項6または7に記載の樹脂被覆ローラの製造装置。The apparatus for manufacturing a resin-coated roller according to claim 6 or 7, further comprising a heating member configured to heat the cylindrical pressing member to a temperature higher than a surface temperature of the resin-coated roller. 前記加熱部材は前記円柱形状の押し当て部材を300℃〜400℃に熱することを特徴とする請求項8に記載の樹脂被覆ローラの製造装置。The apparatus according to claim 8, wherein the heating member heats the cylindrical pressing member to 300 ° C. to 400 ° C. 10. 前記加熱部材は、前記押し当て部材の回転軸を中空形状とし、該回転軸の中空部内に設けた円柱形状の熱源であることを特徴とする請求項9に記載の樹脂被覆ローラの製造装置。The apparatus for manufacturing a resin-coated roller according to claim 9, wherein the heating member has a hollow shaft of the pressing member and is a cylindrical heat source provided in a hollow portion of the rotary shaft. 11. 前記円柱形状の押し当て部材および前記幅狭の軸方向に曲率を有する押し当て部材を両方備えるとともに、前記押し当て部材を熱しつつ、幅狭の押し当て部材をローラ軸方向に横送りさせることを特徴とする請求項3〜10の何れかに記載の樹脂被覆ローラの製造装置。With both the cylindrical pressing member and the pressing member having a curvature in the narrow axial direction, while heating the pressing member, the narrow pressing member is laterally fed in the roller axial direction. An apparatus for manufacturing a resin-coated roller according to any one of claims 3 to 10.
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