JP2006084756A - 異物除去装置及び平滑化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】円筒形状物の平滑化に用いられる円筒加圧部材の表面に付着した異物を除去する異物除去装置を提供する。
【解決手段】円筒形状物の表面を被覆する熱可塑性樹脂を軟化又は溶融させ、該軟化又は溶融した円筒形状物の表面に、該熱可塑性樹脂よりも平滑度の高い円筒加圧部材５を押圧しながら該円筒形状物の軸方向に移動させて、該円筒形状物の表面を平滑化する平滑化装置における該円筒加圧部材５の表面に付着した異物を除去する異物除去装置１００であって、円筒加圧部材５を回転させる加圧部材回転手段１１０と、円筒加圧部材５の表面に付着した異物を除去するクリーニングブレード１２０と、加圧部材回転手段１２０によって回転される円筒加圧部材５の表面にクリーニングブレード１２を押圧する押圧手段１３０と、を有することを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、表面が熱可塑性樹脂で被覆された円筒形状物の表面を平滑化する平滑化装置に関するものである。

電子写真を用いた画像形成装置の定着部に用いられる定着ローラには、熱可塑性樹脂を芯金に被覆した構成を備えている。この熱可塑性樹脂の材質としては、トナーに対する離型性、およびトナー定着温度（通常１８０〜２００度）での連続耐久性などが要求されるため、ＰＦＡ樹脂を主成分とする離型性樹脂（例えば、フッ素樹脂等）が用いられることが多い。トナーに対する離型性を得るため、熱可塑性樹脂面は、粗さ（Ｒｚ）１〜３μm、うねり２〜４μm程度の平滑性が要求される。

この平滑性を得る方法として、定着ローラの軸方向へ移動可能にするとともに、回転自在になるように構成した押圧ローラを、前記樹脂面に押圧し、連れ回り回転させながら軸方向に移動することによって、樹脂の表層面を押し潰し、樹脂表面の平滑度を向上させる方法（バニッシュ工法）が知られている。

定着ローラにバニッシュ工法を適用する場合、樹脂被覆ローラの表面温度を、被覆された樹脂の軟化または溶融温度より高い温度に加熱し、軟化した樹脂被膜を、平滑度の高い円筒加圧部材で押圧することで、平滑面を得ることが可能であるが、樹脂の表層面を押し潰したとき、ＰＦＡ樹脂を主成分とする離型性樹脂と共に、異物（例えば、埃など）が前記円筒加圧部材の表面に付着し、樹脂被覆ローラの表面に転写してしまう課題があった。そのような場合、繊維（例えば、ナイロン等）を使い前記円筒加圧部材の表面を拭くことによって、異物を掻き取ることも可能であるが、連続して加工を行なう場合、異物を掻き取る回数に比例して装置の稼働率が低下してしまうという問題があった。

また、従来より受像シートとトナーシートとを記録用回転ドラムに装着して密着させ、ドラム外側のトナーシート側からレーザ光により露光を行う記録装置において、記録用回転ドラムの外周面に付着した異物が付着し、この異物によって記録結果の品質を低下させるという問題が生じていた。

そして、この問題を解消するクリーニング装置が従来より知られていた。このクリーニング装置は、被清掃体表面にクリーニング液を塗り付ける液塗り付け部とその表面に付着した異物を掻き取るブレードとが同時に被掃除体に摺接すると共に、クリーニング時に液の塗り付け部が掻き取りブレードよりも先に被清掃体の同一箇所を通過するようにしたことで、被清掃体表面の異物を除去してきた（特許文献１参照）。
特開２００１−１２１７８５号公報

しかしながら、上述したクリーニング装置では、平滑化した後の樹脂被覆ローラ等の円筒形状物の表面に付着した異物を掻き取ることは可能であるが、平滑化するときに円筒形状物の表面を異物が付着すると、その表面の平滑度が低下することから、上述したように依然として前記円筒加圧部材の表面を拭く作業が必要となり、連続して加工を行なう場合、異物を掻き取る回数に比例して装置の稼働率が低下してしまうという問題を解消することはできなかった。

よって本発明は、上述したクリーニング装置を応用し、樹脂被覆ローラ等の円筒形状物の表面をバニッシュ工法で平滑化する平滑化装置において、平滑化するために用いられる円筒加圧部材の表面に付着した異物を除去する異物除去装置及びその平滑化装置を提供することを課題としている。

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記載の異物除去装置は、円筒形状物の表面を被覆する熱可塑性樹脂を軟化又は溶融させ、該軟化又は溶融した円筒形状物の表面に、該熱可塑性樹脂よりも平滑度の高い円筒加圧部材を押圧しながら該円筒形状物の軸方向に移動させて、該円筒形状物の表面を平滑化する平滑化装置における該円筒加圧部材の表面に付着した異物を除去する異物除去装置であって、該円筒加圧部材を回転させる加圧部材回転手段と、該円筒加圧部材の表面に付着した異物を除去するクリーニングブレードと、該加圧部材回転手段によって回転される前記円筒加圧部材の表面に該クリーニングブレードを押圧する押圧手段と、を有することを特徴とする。

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に記載の異物除去装置において、前記押圧手段は、該加圧部材回転動手段により回転する前記円筒加圧部材の回転方向に対して、前記クリーニングブレードが対抗して前記円筒加圧部材の表面に当接するように前記クリーニングブレードを押圧するようにしたことを特徴とする。

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１又は２に記載の異物除去装置において、前記クリーニングブレードが、金属部材によって形成されており、前記押圧手段は、前記円筒加圧部材の表面の磨耗を防止するように前記クリーニングブレードを押圧するようにしたことを特徴とする。

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１〜３の何れか１項に記載の異物除去装置において、前記クリーニングブレードの厚さが、前記円筒加圧部材の表面の損傷を抑制する０．１ｍｍ以下の弾性部材によって形成されていることを特徴とする。

上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項５記載の平滑化装置は、円筒形状物の表面を被覆する熱可塑性樹脂よりも平滑度が高い表面を有する円筒加圧部材と、該円筒形状物の熱可塑性樹脂を軟化又は溶融させるために加熱する加熱手段と、該円筒加圧部材を前記円筒形状物の表面に押圧しながら回転自在に軸方向に移動させる移動手段と、を有し、該加熱手段により該円筒形状物の熱可塑性樹脂を軟化又は溶融させ、該軟化した円筒形状物の表面に該円筒加圧部材を押圧しながら該軸方向に該移動手段によって移動させて該円筒形状物の表面を平滑化する平滑化装置において、請求項１〜４の何れか１項に記載の異物除去装置を有し、該異物除去装置が該円筒加圧部材の表面の異物を除去した該円筒加圧部材によって該円筒形状物の表面を平滑化するようにしたことを特徴とする。

以上説明したように請求項１に記載した本発明の異物除去装置によれば、円筒形状物の表面を平滑化するため押圧される円筒加圧部材を回転させ、クリーニングブレードを所定の荷重で押圧するようにしたことから、円筒加圧部材の表面に付着する異物を掻き取る作用を及ぼし、円筒加圧部材の表面に付着する異物の堆積を防止することができる。よって、異物が円筒加圧部材の表面に付着し、円筒形状物の表面に転写されてしまうことを防止することができる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、クリーニングブレードを円筒加圧部材の回転方向に対して対抗するように当接させるようにしたことから、円筒加圧部材の表面に付着した異物を掻き取ることができるため、異物をより一層確実に除去することができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、クリーニングブレードの材質を、金属部材によって形成するようにしたことから、磨耗による損傷を軽減し、クリーニングブレードの長寿命化を図ることができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３の何れか１項に記載の発明の効果に加え、クリーニングブレードの厚さを円筒加圧部材の表面の損傷を抑制する０．１ｍｍ以下の弾性部材によって形成し、クリーニングブレードを円筒加圧部材の表面に一定の押圧で当接させるようにしたことから、円筒加圧部材の表面を損傷させることなく、異物を掻き取ることができる。

以上説明したように請求項５に記載した本発明の平滑化装置によれば、異物除去装置によって表面から異物が除去された円筒加圧部材を用いて円筒形状物の表面を平滑化するようにしたことから、円筒加圧部材の表面に付着した異物が円筒形状物の表面に転写されることを防止することができる。よって、従来発生していた円筒加圧部材の表面を拭く作業などが不要となり、連続して円筒形状物の平滑化を行うことができるため、平滑化装置の稼働率を向上させることができる。

以下、本発明に係る異物除去装置を適用した平滑化装置の一最良の形態を、図１〜図５の図面を参照して説明する。

図１は樹脂被覆ローラの断面構成を示す図である。図１において、電子写真画像形成装置等に用いられ、円筒形状物に相当する樹脂被覆ローラ１は、例えば、外径４０ｍｍ、肉厚０．４ｍｍ、胴部長３２０ｍｍにアルミニウム部材によって形成された芯金２の周囲に、プライマ層３、熱可塑性樹脂からなる樹脂被膜層４を順次積層して形成している。なお、プライマ層３は、芯金２上に樹脂被膜層４を形成するための層となっている。また、本発明によって平滑化する樹脂被膜層４は、その厚さが約２０μｍで、約２４０℃を越えると軟化溶融を開始する。

図２は本発明の平滑化装置の概略構成を示す構成図である。図２において、平滑化装置２００は、上述した樹脂被覆ローラ１の表面を被覆する樹脂被膜層４よりも平滑度が高い表面を有する円筒加圧部材５と、該樹脂被覆ローラ１の樹脂被膜層４を軟化溶融させるために加熱する発熱体（加熱手段）７と、該円筒加圧部材５を該樹脂被覆ローラ１の表面に押圧しながら回転自在に軸方向に移動させる搬送装置（移動手段）１５と、を有して構成している。

樹脂被覆ローラ１の両端は、支持部材６ａ、６ｂによって、また、円筒加圧部材５の一端は、複数のベアリング９を有する第２支持部材８によってそれぞれ回転自在に支持している。そして、発熱体７は、樹脂被覆ローラ１の内部に配置し、該発熱体７に電力を供給して、樹脂被覆ローラ１を予定温度に加熱する構成となっている。なお、樹脂被覆ローラ１の内面の温度が樹脂被膜の軟化温度以上になるように、発熱体７に供給する電力を調整して昇温させる。

平滑化装置２００はさらに、円筒加圧部材５を回転させるために、例えば１００〜１４００ｒｐｍ程度の回転数の速度可変モータ１９を有している。そして、円筒加圧部材５を、エアシリンダ１４を前後進動作させることにより、樹脂被覆ローラ１の表面を押圧することが可能な機構となっている。

搬送装置１５は、アクチュエータ、移動ステージ等が用いられ、樹脂被覆ローラ１の全長より長いストローク長にすることで、樹脂被覆ローラ１の表面の全面を押圧することが可能な構成となっている。

以上のように構成した平滑化装置２００は、該発熱体７により該樹脂被覆ローラ１の樹脂被膜層４を軟化溶融させ、該軟化溶融した樹脂被覆ローラ１の表面に該円筒加圧部材５を押圧しながら該軸方向に該搬送装置１５によって移動させて該樹脂被覆ローラ１の表面を平滑化する。

図３は本発明の異物除去装置の概略構成を示す構成図である。図３おいて、上述した平滑化装置２００はさらに、本発明に係る異物除去装置１００を有している。この異物除去装置１００は、円筒加圧部材５を回転させる加圧部材回転手段１１０と、該円筒加圧部材５の表面に付着した異物を除去するクリーニングブレード１２０と、該加圧部材回転機構１１０によって回転される円筒加圧部材５の表面に該クリーニングブレードを押圧するエアシリンダ（押圧手段）１３０と、を有している。

加圧部材回転手段１１０は、円筒加圧部材５と共に回転する回転軸１１１と、この回転軸１１１と共に回転するように回転軸１１１に設けられる第１歯車１１２と、円筒加圧部材５を回転させるモータ１１３と、このモータ１１３の制御を行う上位コントローラ１１４と、モータ１１３の出力軸１１３ａに設けられる第２歯車１１５と、前後進動作によりモータ１１３の位置を調整して第１歯車１１２と第２歯車１１５とを噛み合わせるモータ用エアシリンダ１１６と、を有して構成している。

また、エアシリンダ１３０を前後進動作させることにより、回転する円筒加圧部材５にクリーニングブレード１２０を押圧することが可能な機構となっている。本最良の形態では、全長２３ｍｍ、幅１２ｍｍ、厚さ０．０５ｍｍの金属製のクリーニングブレード１２０を円筒加圧部材５に当接することで、０．０２ｋｇｆの押圧が得られるようになっている。

クリーニングブレード１２０は、図３中の拡大図に示すように、円筒加圧部材５の回転方向Ｘに対して抵抗するように当接させている。その結果、円筒加圧部材５の表面に付着した異物をクリーニングブレード１２０によって掻き取ることができるため、より一層確実に除去できるようになる。

また、クリーニングブレード１２０は、金属部材によって形成されており、エアシリンダ１３０は、円筒加圧部材５の表面の磨耗を防止するようにクリーニングブレード１２０を押圧する。このようにクリーニングブレード１２０の材質を、金属にすることで、磨耗による損傷を軽減し、クリーニングブレード１２０の長寿命化を図ることができる。

さらに、クリーニングブレードの厚さが、円筒加圧部材５の表面の損傷を抑制する０．１ｍｍ以下の弾性部材によって形成することによって、クリーニングブレード１２０を円筒加圧部材５の表面に一定の押圧で当接させることができるため、円筒加圧部材５の表面を損傷させることなく、異物を掻き取ることができる。

次に、上述した構成における異物除去装置１００を有する平滑化装置２００を、樹脂被覆ローラ１の製造工程に用いた場合の動作（作用）の一例を図３〜図５の図面を参照して以下に説明する。なお、図４は異物除去装置の各歯車が噛み合っていない例を示す図である。図５は異物除去装置の各歯車を噛み合わせるときの動作例を示す図である。

円筒加圧部材５は、樹脂被覆ローラ１の表面の全面を押圧した後、図４に示すように、搬送装置１５によって図４中の矢印Ａ方向に、第１歯車１１２が第２歯車１１５と対向する所定の位置まで移動される。そして、図５に示すように、エアシリンダ１６を前後進動作させることにより、第２歯車１１５はモータ１１３と共に矢印Ｂ方向に移動されて、第１歯車１１２と第２歯車１１５は噛み合った状態となる。

この状態で上位コントローラ１１４の制御に応じてモータ１１３の出力軸１１３ａが回転方向Ｙに回転されると、第２歯車１１５が回転方向Ｙに回転し、この回転が第１歯車１１２を介して回転軸１１１に伝達されることで、円筒加圧部材５は回転方向Ｘに回転する。

そして、クリーニングブレード１２０が、図３に示すように、エアシリンダ１３０によって矢印Ｃ方向に移動され、円筒加圧部材５の回転方向Ｘに対して抵抗するように、円筒加圧部材５の表面に押圧された状態で固定されることで、回転している円筒加圧部材５の表面に付着している異物がクリーニングブレード１２０によって掻き取られる。

以上説明したように、樹脂被覆ローラ（円筒形状物）１の表面を平滑化するため押圧される円筒加圧部材５を回転させ、クリーニングブレード１２０を所定の荷重で押圧するようにしたことから、円筒加圧部材５の表面に付着する異物を掻き取る作用を及ぼし、円筒加圧部材５の表面に付着する異物の堆積を防止することができる。よって、異物が円筒加圧部材５の表面に付着し、樹脂被覆ローラ１の表面に転写されてしまうことを防止することができる。

また、この異物除去装置１００を有する平滑化装置２００によれば、異物除去装置１００によって表面から異物が除去された円筒加圧部材５を用いて樹脂被覆ローラ（円筒形状物）１の表面を平滑化することができるため、円筒加圧部材５の表面に付着した異物が樹脂被覆ローラ１の表面に転写されることを防止することができる。よって、従来発生していた円筒加圧部材５の表面を拭く作業などが不要となり、連続して樹脂被覆ローラ１の平滑化を行うことができるため、平滑化装置２００の稼働率を向上させることができる。

なお、上述した本最良の形態では、電子写真画像形成装置等に用いられる樹脂被覆ローラ１の平滑化装置２００に異物除去装置１００を適用した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、表面が熱可塑性樹脂で被覆された円筒形状物の表面を上述したバニッシュ工法で平滑化する装置に応用することができる。

樹脂被覆ローラの断面構成を示す図である。 本発明の平滑化装置の概略構成を示す構成図である。 本発明の異物除去装置の概略構成を示す構成図である。 異物除去装置の各歯車が噛み合っていない例を示す図である。 異物除去装置の各歯車を噛み合わせるときの動作例を示す図である。

符号の説明

１ 樹脂被覆ローラ（円筒形状物）
２ 芯金
３ プライマ層
４ 樹脂被膜層（熱可塑性樹脂）
５ 円筒加圧部材
６ａ，ｂ 支持部材
７ 発熱体（加熱手段）
８ 第２支持部材
１５ 搬送装置（移動手段）
１００ 異物除去装置
１１０ 加圧部材回転手段
１２０ クリーニングブレード
１３０ エアシリンダ（押圧手段）

Claims (5)

1. 円筒形状物の表面を被覆する熱可塑性樹脂を軟化又は溶融させ、該軟化又は溶融した円筒形状物の表面に、該熱可塑性樹脂よりも平滑度の高い円筒加圧部材を押圧しながら該円筒形状物の軸方向に移動させて、該円筒形状物の表面を平滑化する平滑化装置における該円筒加圧部材の表面に付着した異物を除去する異物除去装置であって、
   該円筒加圧部材を回転させる加圧部材回転手段と、該円筒加圧部材の表面に付着した異物を除去するクリーニングブレードと、該加圧部材回転手段によって回転される前記円筒加圧部材の表面に該クリーニングブレードを押圧する押圧手段と、を有することを特徴とする異物除去装置。
2. 前記押圧手段は、該加圧部材回転動手段により回転する前記円筒加圧部材の回転方向に対して、前記クリーニングブレードが対抗して前記円筒加圧部材の表面に当接するように前記クリーニングブレードを押圧するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の異物除去装置。
3. 前記クリーニングブレードが、金属部材によって形成されており、前記押圧手段は、前記円筒加圧部材の表面の磨耗を防止するように前記クリーニングブレードを押圧するようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の異物除去装置。
4. 前記クリーニングブレードの厚さが、前記円筒加圧部材の表面の損傷を抑制する０．１ｍｍ以下の弾性部材によって形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の異物除去装置。
5. 円筒形状物の表面を被覆する熱可塑性樹脂よりも平滑度が高い表面を有する円筒加圧部材と、該円筒形状物の熱可塑性樹脂を軟化又は溶融させるために加熱する加熱手段と、該円筒加圧部材を前記円筒形状物の表面に押圧しながら回転自在に軸方向に移動させる移動手段と、を有し、該加熱手段により該円筒形状物の熱可塑性樹脂を軟化又は溶融させ、該軟化した円筒形状物の表面に該円筒加圧部材を押圧しながら該軸方向に該移動手段によって移動させて該円筒形状物の表面を平滑化する平滑化装置において、
   請求項１〜４の何れか１項に記載の異物除去装置を有し、
   該異物除去装置が該円筒加圧部材の表面の異物を除去した該円筒加圧部材によって該円筒形状物の表面を平滑化するようにしたことを特徴とする平滑化装置。

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