JP2006126539A - 熱可塑性樹脂被膜形成部材の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂被覆層の表面平滑度が高く、高品質で長寿命の熱可塑性樹脂被膜形成部材を製造でき、芯金の肉厚が薄い場合であっても、芯金を塑性変形させることなく、熱可塑性樹脂被膜形成部材の表面を均一で平滑にすることができる熱可塑性樹脂被膜形成部材の製造装置を提供する。
【解決手段】最外層に樹脂被覆層が形成された筒状の芯金１２を自転させながら、内部に挿入された熱源１４により最外層の樹脂被覆層を熱し、加熱停止直後に樹脂被覆層を外部から強制的に冷やし、最外層の樹脂被覆層を非晶質の平坦面にする。樹脂被覆層を融点より高く熱分解温度より低い温度に熱し、樹脂被覆層に冷風を吹き付けることによって強制的に冷やす。このとき冷風の噴出口を芯金の軸方向に揺動させ冷風が均一に当るようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に備わる定着装置に好適に用いられる定着ローラおよび加圧ローラ等の熱可塑性樹脂被膜形成部材の製造装置に関するものである。

複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に備わる定着装置には、熱ローラ定着方式が広く適用されている。熱ローラ定着方式は、表面が非粘着性の定着ローラと、この定着ローラに対向する加圧ローラとの間に、トナー画像が転写された記録紙（記録媒体）を通過させて、定着ローラにより記録紙を加熱・加圧することで、トナー画像を定着（融着）させるものである。

図７は、熱ローラ定着方式の画像形成プロセスを模式的に示したものである（例えば、特許文献１。）。図示するように、画像形成プロセスは、静電潜像形成プロセスと定着画像形成プロセスとからなっている。静電潜像形成プロセスは、感光体ドラム５１を帯電ローラ５２によって帯電し、原画像をレーザ光５３によって露光し、感光体ドラム５１に潜像を形成し、潜像にトナーを吸着させてトナー画像を形成するプロセスである。定着画像形成プロセスは、記録紙５４を帯電させた後、記録紙５４にトナー画像を転写し、熱可塑性樹脂のトナーを加熱・加圧しながら定着画像を形成するプロセスである。

ところで、この定着装置５０には、円筒体からなる芯金の表面にトナーが粘着するのを防止するため、フッ素系樹脂からなる離型層を形成した定着ローラ５５が使用されている。定着ローラ５５には、筒内にハロゲンランプなどの熱源が配設され、熱源の輻射熱によって定着ローラ５５が加熱されるようになっている。

加圧ローラ５６は、定着ローラ５５と対向する位置に配設されていて、ばねなどの弾性部材により定着ローラ５５側に付勢されている。定着ローラ５５は、芯金と、芯金上に被覆された多層構造の樹脂被覆層を有している。樹脂被覆層は、プライマ層や離型層などからなっている。プライマ層は、離型層の下地となって離型層の密着性を向上させるための中間層である。離型層は、トナーに対する離型性が要求される最外層である。離型層には、離型性が要求される他に、平滑性や耐久性などの表面性状に優れることも要求されている。

芯金に対する樹脂被覆層の被覆方法（定着ローラの製造方法）には各種の方法があり、樹脂被覆層の表面を平滑に仕上げる方法としては、一例として図８に示される被覆方法が知られている（特許文献２）。この方法は、樹脂被覆層（離型層）６２を押し潰すことによって（バニシ加工）、樹脂被覆層６２の表面平滑性を高めるものである。芯金６０の表面には、芯金６０と樹脂被覆層６２の接着力を高めるために、ブラスト処理や電界エッチング等による粗面化処理を施された基材６１が形成されている。基材６１の凹凸面には、樹脂被覆層６２が形成されている。樹脂被覆層６２が芯金６０とともに連れ回り回転する押圧ローラ６３により加熱・押圧されることで、樹脂被覆層６２の凸部が軟化しながら押し潰され、凹部が埋められて平滑面が得られるようになっている。

ここで、定着ローラ６５の消費電力を低減するために、芯金６０の肉厚を薄肉に形成すると、押圧ローラ６３の押圧力によって定着ローラ６５が塑性変形してしまうため、特許文献３にあるように樹脂被覆層の表面温度が溶融温度以上に加熱後、芯金全長以上の長さを有する冷風ブローノズルにて圧縮エアをスリットより、加熱溶融した樹脂被覆層表面に吐出させ、エアブロー開始と同時に芯金の加熱を停止することで、樹脂被覆層表面が５０〜６０℃/secの冷却速度を得る。つまり粉体の樹脂被覆層が溶融し前記冷却速度を確保し急冷するという方法により、結晶化度が低くなり、非晶質構造になることで、残留結晶による表面粗さやウネリが低減し、芯金６０を薄肉に形成した場合でも平滑性を向上させていた。
特開２００２−２２１８６５号公報（第２頁、第１図） 特開平８−１１８５６１号公報（第５頁、第３図） 特開２００４−２４５８８０号公報

しかしながら、上記従来の樹脂被覆層の冷却方法では、冷風による冷風ブローノズルを固定しているため、樹脂被覆層表面の冷却速度のバラツキや冷風吐出時の風速や風向の芯金軸方向への微小なバラツキが生じ十分に均一な平滑面が得られないことがあるという問題がある。

本発明は、上記の点に鑑み、樹脂被覆層の表面平滑度が高く、高品質で長寿命の熱可塑性樹脂被膜形成部材を製造でき、芯金の肉厚が薄い場合であっても、芯金を塑性変形させることなく、熱可塑性樹脂被膜形成部材の表面を均一で平滑にすることができる熱可塑性樹脂被膜形成部材の製造装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、中空円筒状の芯金上の最外層に樹脂被覆層を有する熱可塑性樹脂被膜形成部材の内部に配設され、該樹脂被覆層を熱する熱源と、該樹脂被覆層に冷風を吹き付ける冷却ノズルとを備え、該樹脂被覆層を平滑面に形成する熱可塑性樹脂被膜形成部材製造装置において、前記冷却ノズルを芯金軸方向に往復運動する揺動手段を有していることを特徴とする。上記構成によれば、樹脂被覆層表面の冷却速度のバラツキや冷風吐出時の風速や風向の芯金軸方向への微小なバラツキを平均化し低減することが可能となる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の熱可塑性樹脂被膜形成部材の製造装置において、前記揺動手段は、前記揺動手段を前記製造装置内に固定する揺動手段取り付け部材と、前記揺動手段取り付け部材に固定されたモータと、モータの回転軸に固定した偏心カムと、前記冷却ノズル側に固定された偏心カムに当接する当接部材と、偏心カムの回転による駆動時に前記冷却ノズルを芯金軸方向にガイドするガイドとを備えていることを特徴とする。上記構成によれば、特殊な要素部品を用いることがなく揺動手段を構築できる。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の熱可塑性樹脂被膜形成部材の製造装置において、前記揺動手段は、前記揺動手段を前記製造装置内に固定する揺動手段取り付け部材と、前記冷却ノズル側に固定された磁性体と、前記揺動手段取り付け部材上に前記磁性体を挟んで揺動ストローク離れた場所にそれぞれ固定した電磁石と、前記電磁石へ印加する電圧を切り換える電磁開閉器と、前記冷却ノズル揺動時に前記冷却ノズルを芯金軸方向にガイドするガイドとを備えていることを特徴とする。上記構成によれば、特殊な要素部品を用いることがなく揺動手段を構築できる。

また、請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の熱可塑性樹脂被膜形成部材の製造装置において、前記揺動手段は、熱可塑性樹脂被膜形成部材の形状、樹脂被覆層の種類等の変化に対応できるように、往復運動の振動数を調整可能な機能を有していることを特徴とする。上記構成によれば、溶融温度の異なる熱可塑性樹脂にも対応可能であり、対応機種が増加し、設備の共有化が図れる。

請求項１に記載の発明によれば、樹脂被覆層表面の冷却速度のバラツキや冷風吐出時の風速や風向きの芯金軸方向への微小なバラツキを平均化し低減することが可能となり、樹脂被覆層表面が均一な非晶質構造となり、平滑性がさらに向上する。

また、請求項２に記載の発明によれば、揺動手段を製造装置内に固定する揺動手段取り付け部材と、揺動手段取り付け部材に固定されたモータと、その回転軸に固定した偏心カムと、冷却ノズル側に固定された偏心カムに当接する当接部材と、偏心カムの回転による駆動時に冷却ノズルを芯金軸方向にガイドするガイドとによって構成したので、特殊な要素部品を用いることなく樹脂被覆層が均一な非晶質面を具現化できる。

また、請求項３に記載の発明によれば、揺動手段を、冷却ノズル側に固定された磁性体と、揺動手段を製造装置内に固定する揺動手段取り付け部材と、揺動手段取り付け部材上に磁性体を挟んで揺動ストローク離れた場所にそれぞれ固定した電磁石と、電磁石へ印加する電圧を切り換える電磁開閉器と、前記冷却ノズル揺動時に冷却ノズルを芯金軸方向にガイドするガイドとによって構成したので、特殊な要素部品を用いることなく樹脂被覆層が均一な非晶質面を具現化できる。

また、請求項４に記載の発明によれば、揺動手段が振動数を調整可能な機能を有しているので、熱可塑性樹脂被膜形成部材の形状、樹脂被覆層の種類等の変化に対応可能となる。

以下に本発明の実施の形態の具体例を図面を用いて詳細に説明する。図１には、本発明に係る定着ローラ（熱可塑性樹脂被膜形成部材）の製造装置の第１の実施形態が示されている。図２には、定着ローラの斜視図および被覆層の拡大図が示されている。

図１に示されるように、定着ローラの製造装置は、定着ローラ１０の離型層（樹脂被覆層）１１ｄを赤外線ヒータ（熱源）１３で加熱し、その後に冷風ブローノズル１４から冷風を吹き付けて冷却し、離型層１１ｄであるフッ素樹脂を非晶質相に相転移させて、離型層１１ｄを平滑面（凹凸のない滑らかな面）にする製造装置である。

離型層１１ｄは、フッ素樹脂の融点より高い温度、好ましくは３１０℃以上の温度で、熱分解温度より低い温度に加熱され、加熱停止直後に冷風が強制的に吹き付けられ、好ましくは５０〜６０℃／ｓｅｃの冷却速度で急冷されて、最外層の離型層１１ｄが非晶質相に相転移されるようになっている。

離型層１１ｄは、熱分解温度より高い温度に加熱されることはないから、樹脂が重量減少を生じたり、分解生成物が発生したりすることはない。定着ローラ１０は、一対のハウジング１５，１８に回転自在に両端支持されていて、回転しながら加熱・冷却されるようになっているから、定着ローラ１０は、均一に加熱・冷却されて、ムラの無い平滑面が形成されるようになっている。

このような定着ローラの製造方法によれば、消費電力の低減を図るために、肉厚１ｍｍ以下に形成された芯金１２（図２）であっても、芯金１２の塑性変形などによる寸法安定性が損なわれることなく、表面粗さやうねりが低減された非晶質の平滑面を得ることが可能となる。また、離型層１１ｄの表面が平滑化されることに加え、離型層１１ｄの強度や硬度が高くなり、離型層１１ｄの耐久性や耐摩耗性が向上し、定着ローラ１０の長寿命を得ることもできる。

次に、第１の実施形態における定着ローラ１０および定着ローラの製造装置の主要構成部分とその作用について詳細に説明する。図２に示されるように、定着ローラ１０は、円筒状をなし、芯金１２表面に４層構造の被覆層１１が形成されたものである。被覆層１１は４層構造に制約されるものではなく、２層、３層又は５層以上の多層構造とすることもできる。基材としての芯金１２は、特に制約を受けるものではないが、熱伝導性に優れ、軽量であるアルミニウム合金などを構成材料としている。

芯金１２の肉厚は、定着ローラ１０の熱容量を小さくして消費電力を低減するために、薄肉に形成されている。従来は芯金の肉厚が１〜２ｍｍ程度のものが主流であったが、本実施形態の芯金１２は１ｍｍ未満に形成されている。芯金１２の肉厚を１ｍｍ未満にすると、芯金１２表面に形成された被覆層１１を従来の加工方法で平滑にする際に、芯金１２が塑性変形する心配があったが、本発明による熱的な処理方法によれば、芯金１２を塑性変形させることなく、被覆層１１を容易く平滑にできるようになっている。

被覆層１１は、３層構造の中間層と、最外層である離型層１１ｄとからなっている。離型層１１ｄは、ＰＦＡ（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）などのフッ素樹脂からなっており、例えば電子写真装置内の加圧ローラと圧接するニップ部において、トナーにより潜像が形成された記録紙からの離型性を確保する機能を有している。離型層１１ｄは、特に制約を受けるものではなく、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン共重合体）、ＥＴＦＥ（エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体）、ＦＥＰ（四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体）などのフッ素樹脂を適用することもできる。さらには、離型層１１ｄに、フッ素樹脂の混合物、耐熱性樹脂にこれらフッ素樹脂を分散させたものなどを用いることもできる。離型層１１ｄの層厚は、弾性層１１ｂの持つ弾性が失われないように、好ましくは１０〜３０μｍ程度の厚みに形成されている。

中間層は、最下層のプライマ層（樹脂被覆層）１１ａ、第２層の弾性層（樹脂被覆層）１１ｂ、第３層のプライマ層（樹脂被覆層）１１ｃが順次積層されている。最下層と第３層のプライマ層１１ａ，１１ｃは、密着性を向上させるための下地層である。第２層の弾性層１１ｂは、膜厚のばらつきや当りの不均一さを吸収し、画像むらや光沢を生じないように記録紙に画像を定着させるためのものであり、シリコーンゴムなどの耐熱性のあるゴム部材を構成材料としている。弾性層１１ｂとしてのシリコーンゴムは、２００〜３００μｍの厚みに形成されている。

離型層１１ｄは、プライマ層１１ｃ表面に静電塗装された後に、約３９０℃の雰囲気中にて約４０分間焼成され、常温まで冷却されることで形成される。離型層１１ｄとしてのフッ素樹脂は高温における溶融粘度が高いため、溶けて流れ出す心配はない。本発明に係る方法で、離型層１１ｄを平滑にするための再加熱温度は、３１０℃以上の温度で焼成温度より低い温度が好ましい。

定着ローラの製造装置は、定着ローラ１０の内部に配置されて、離型層１１ｄを加熱する赤外線ヒータ１３と、赤外線ヒータ１３に対向して位置し、定着ローラ１０の離型層１１ｄの冷却手段として冷風ブローノズル１４とを備えている。赤外線ヒータ１３と冷風ブローノズル１４の両者を備えることで、離型層１１ｄの加熱と冷却とを連続して行うことができ、離型層１１ｄの加工処理性を向上することができる。

定着ローラ１０は、芯金１２の両端が中空チャック１６，１９を媒介として一対のハウジング１５，１８に回転自在に支持され、ベルト伝動による回転駆動力で中空チャック１６，１９とともに回転するようになっている。

一方の固定側ハウジング１５は、ベッド２２に固定されている主軸側のハウジングであり、この固定側ハウジング１５には、駆動ベルト２０が巻き掛けられるベルト車１７が設けられている。他方の可動側ハウジング１８は、ベッド２２に敷設されたガイドレール２３に沿って往復移動自在な心押し側のハウジングである。可動側ハウジング１８は、ベッド２２に設けられたエアシリンダ２４のシリンダロッド２５に連結されていて、上死点と下死点との間を往復移動できるようになっている。

定着ローラ１０の取り付けは、次のようにして行われる。先ず、可動側ハウジング１８を後方に移動させ、定着ローラ１０の一方の端部を固定側ハウジング１５の中空チャック１６に取り付ける。このとき、定着ローラ１０は片持ち梁状態となり、他方の端部が下がるため、他方の端部に手などを宛って支持する。次に、可動側ハウジング１８をエアシリンダ２４の空気圧により前方に移動させ、定着ローラ１０の他方の端部と中空チャック１９とを連結させる。これにより、定着ローラ１０は、一対のハウジング１５，１８に回転自在に両端支持されて、取り付けが終了する。

このように、一対のハウジング１５，１８が固定側ハウジング１５と可動側ハウジング１８とからなっているため、両端支持される定着ローラ１０の取り付け／取り外しが容易となり、作業性が向上する。また、定着ローラ１０が振れ回ることなく、スムーズに自転する。

熱源としての２本の赤外線ヒータ１３，１３は、定着ローラ１０の筒内に配設されている。この２本の赤外線ヒータ１３，１３は、レール２７とガイドブロック２８とからなるガイド機構により筒内に正しく挿入され、各々の両端がヒータ支持体２９で支持されている。赤外線ヒータ１３には、電極３０を介して電力が供給されるようになっている。

２本の赤外線ヒータ１３，１３のうち１本は、定着ローラ１０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、定着ローラ１０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１３を用いているので、熱輻射の効率が良くなり、定着ローラ１０が長手方向に均一に加熱され、定着ローラ１０の昇温時間が短縮されるようになっている。

電極３０には、赤外線ヒータ１３に供給される電力を適正値に制御する制御装置３２を介し、電源３３が接続されている。制御装置３２は、２本の赤外線ヒータ１３，１３の各々を独立して制御することができるようになっている。

ベッド２２の中間部には、定着ローラ１０の軸方向両端部および中間部の外周面に対向して位置する非接触式の温度センサ３４が３箇所に配置されている。温度センサ３４により、定着ローラ１０の３箇所の表面温度が測定され、温度の測定信号が制御装置３２に送信されて、適正な電力に制御されるようになっている。

冷風ブローノズル１４は、角柱状をなし、定着ローラ１０に対向して位置し、定着ローラ１０より長い寸法に形成されている。冷風ブローノズル１４を定着ローラ１０より長く形成することで、定着ローラ１０の全長に亘って冷風を吹き付けることができる。

冷風ブローノズル１４には定着ローラ１０の軸方向に往復運動をさせるための揺動機構３９が接続されている。この揺動機構３９は図９（ｂ）に示されるように、冷風ブローノズルを取り付ける取り付けベース７９と、製造装置側に揺動機構を固定する揺動機構取り付け部材８０と、モータ７０と、冷風ブローノズルの取り付けベース７９を定着ローラの軸方向へ揺動をガイドするガイド７１と、ガイド７１と冷風ブローノズルの取り付けベース７９との連結部材７２と、モータ７０の回転軸に固定した偏心カム７３と、偏心カム７３の回転に連れ回りするベアリング（当接部材）７４ａ、７４ｂとから構成される。モータ７０は制御装置７８により回転数が制御できる。また、連結部材７２とベアリング７４ａ、７４ｂは冷風ブローノズルの取り付けベース７９に取り付けられる。モータ７０と、ガイド７１は揺動機構取り付け部材８０に取り付けられる。

図３に示されるように、冷風ブローノズル１４への図示しないボンベからの圧縮空気（圧縮気体）の供給口１４ａは、長手方向の一方の端部に設けられている。圧縮空気の吐出口としてのスリット１４ｂは、冷風ブローノズル１４の胴体部の稜線部分に細長く設けられている。スリット１４ｂは、幅が０．１〜０．２ｍｍに形成され、長さが定着ローラ１０の長さ以上に長く形成されている。このようにすることにより、吹き出される冷風の圧力が高められ、離型層１１ｄが効率良く冷やされるようになっている。風量は、特に制約されるものではないが、５ｍ³／ｍｉｎ以上の冷風が供給されるようになっている。

本実施形態の冷風は、冷たい圧縮空気であるが、本発明は圧縮空気に制約するものではなく、冷却能力の高い圧縮窒素や圧縮炭酸ガスであってもよい。冷風の温度は、室温から低温まで任意の温度に設定可能であり、冷却装置を備えれば−３０〜−５０℃の冷風を連続して供給することも可能である。

図４には、定着ローラ１０と冷風ブローノズル１４の位置関係を示した図が示されている。冷風ブローノズル１４は、冷風吹き出し方向が定着ローラ１０の軸心からずれた位置になるように配設されており、冷風が定着ローラ１０の回転方向Ｎに沿う方向に吹き出されている。このため、冷風の吹き出し圧力によって定着ローラ１０の自転が妨げられることが防止され、定着ローラ１０がスムーズに回転し、また、離型層１１ｄ表面に冷風が纏わり付き、離型層１１ｄが効率良く冷却されるようになっている。

本実施形態の定着ローラ製造装置の動作を説明する。離型層１１ｄとしてのフッ素樹脂が焼成された定着ローラ１０は、可動側ハウジング１８を後方に移動させた状態で、一方の端部を固定側ハウジング１５の中空チャック１６に取り付け、可動側ハウジング１８をエアシリンダ２４で前方に移動させ、定着ローラ１０の他方の端部を中空チャック１９にチャッキングさせる。そして、赤外線ヒータ１３を定着ローラ１０の内部に挿入し、赤外線ヒータ１０と電極３０とを接続させる。定着ローラ１０をベルト伝動による回転駆動力で回転させるとともに、赤外線ヒータ１０に通電し、温度センサ３４で定着ローラ１０の表面温度を測定しながら、離型層１１ｄを所定温度に加熱する。所定温度に達した後、赤外線ヒータ１３の電源３３を切断すると同時に、冷風ブローノズル１４から冷風を吐出させ、揺動機構３９を動作させる。

揺動機構３９が動作すると揺動機構内のモータ７０が回転し、モータ７０の回転軸に固定した偏心カム７３にその回転が伝達し偏心カム７３も回転する。図９（ａ）において、例えば偏心カム７３が時計回りに回転するとベアリング７４ａ、７４ｂは反時計方向に回転する。このときベアリング７４ａは偏心カム７３によって右方向へ押される力が働く。ベアリング７４ａは冷風ブローノズル取り付けベース７９に固定されているためベアリング７４ａが右方向へ押されると冷風ブローノズル取り付けベース７９がガイド７１に沿って右へ移動する。偏心カム７３がさらに回転すると今度はベアリング７４ｂを左方向へ押す。そのため冷風ブローノズル取り付けベース７９はガイド７１に沿って左へ移動する。このようにモータ７０の回転により冷風ブローノズル１４が往復運動を行うことができる。なお、このモータ７０は回転数が可変にできるスピードコントロールモータを使用し、制御装置７８に設定するモータ７０の回転数を変更することで往復運動の振動数を可変にでき、定着ローラの形状、樹脂被覆層の種類等の変化に対応可能となる。

以上により離型層１１ｄを強制的に冷却する。高温から急冷された離型層１１ｄは、約２００℃で固化し、その後は冷風が吹き付けられた状態のまま短時間で室温まで降温される。そして、定着ローラ１０が取り外されて、新たな定着ローラ１０が同じようにして取り付けられる。

揺動機構３９は図９以外にも図１０に示されるような構成にしても良い。図１０（ｂ）では、製造装置側に揺動機構を固定する揺動機構取り付け部材８０と、揺動機構取り付け部材８０に取り付けられた定着ローラの軸方向への揺動をガイドするガイド７１と、冷風ブローノズルの取り付けベース７９と、ガイド７１と冷風ブローノズルを固定する取り付けベース７９との連結部材７２と、取り付けベース７９に取り付けた磁性体７６と、定着ローラの軸方向への揺動手段として図１０（ａ）にあるように揺動機構３９の定着ローラの軸方向に磁性体７６を挟んで揺動ストローク分離して揺動機構取り付け部材８０に向い合うようにそれぞれ取り付けた電磁石７５ａ、７５ｂと、電圧を電磁石７５ａ、７５ｂにそれぞれかけるための電磁開閉器７７と、制御装置７８とから構成される。

図１０（ａ）において、制御装置７８から電磁開閉器７７へ例えば電磁石７５ａへ電圧かけるよう制御すると電磁石７５ａに電圧がかかることで電磁石７５ａが磁化され磁性体７６が電磁石７５ａに引き寄せられる。同様に電磁石７５ｂに電圧をかけるよう制御装置７８から電磁開閉器７７を切り換えると電磁石７５ｂに電圧がかかり電磁石７５ａが磁化され磁性体７６を電磁石７５ｂが引き寄せられる。このように電磁石７５ａ、７５ｂに交互に電圧を与え、さらに周期的に繰返すことにより冷風ブローノズル１４が往復運動を行うことができる。往復運動の振動数は制御装置７８に設定する電磁開閉器７７が電磁石７５ａ、７５ｂへの電圧印加の切り換え周期を変更することにより可変にでき、定着ローラの形状、樹脂被覆層の種類等の変化に対応可能となる。なお、本実施例では揺動機構取り付け部材８０に１つずつ電磁石を配置したが、これは１つに限らず２つ以上でも良く、両側の電磁石の数が違っても良い。

次に、図５に基づいて、本発明に係る定着ローラ製造装置の第２の実施形態を説明する。なお、本実施形態と第１の実施形態の共通する構成部分については、同一符号を付して説明を省略する。

本実施形態の製造装置には、冷風ブローノズル３５，３７が２箇所に設けられている点が、第１の実施形態の製造装置と相違する点である。また、冷風ブローノズル３５，３７にはどちらにも第１の実施形態と同様の揺動機構３９が付加されており、定着ローラ１０に対して軸対称の位置に配設されている。冷風ブローノズル３５，３７の数は、２つに制約されるものではなく、４つでもよい。

すなわち、図６に示されるように、一対の冷風ブローノズル３５，３７は、各冷風ブローノズル３５，３７からの冷風の吹き出し方向が定着ローラ１０の回転方向Ｎに沿う方向となるように配設され、しかも定着ローラ１０の軸心からの心ずれ量δ１，δ２が等しく成るように配設されている。吐出口としてのスリット３５ａ，３７ａの形状や寸法は、第１の実施形態と同様であるが、形状や寸法を変えることで、冷風の噴射形態や圧力を変えることも可能である。また、２つの揺動機構３９は冷風ブローノズル３５，３７とも同じ動作でも、それぞれ別の動作に制御しても良い。制御装置は１つで２つの揺動機構を制御しても、２つの揺動機構それぞれに制御装置を持っても良い。

このように冷風ブローノズル３５，３７を複数配設することで、冷却能力が向上して、離型層１１ｄを短時間で冷やすことができるようになっている。また、冷風ブローノズル３５，３７を軸対象の位置に配設することで、自転する定着ローラ１０の回転バランスが良くなり、離型層１１ｄ表面を等しく冷やすことが可能となる。

以上の実施例ではトナー定着ローラの製造装置について説明したが、トナー定着ローラ以外にも熱可塑性樹脂の被膜を形成する部材の製造装置に本発明を適用することができる。

本発明に係る定着ローラ製造装置の第１の実施形態を示す正面図である。 図１に示す定着ローラであり、（ａ）は定着ローラの斜視図、（ｂ）は被覆層の断面図である。 図１に示す冷風ブローノズルの斜視図である。 図１に示す定着ローラと冷風ブローノズルの位置関係を示した図である。 本発明に係る定着ローラの製造装置の第２の実施形態を示す正面図である。 図５に示す定着ローラと一対の冷風ブローノズルの位置関係を示した図である。 熱ローラ定着方式の画像形成プロセスを模式的に示した説明図である。 従来の定着ローラの製造方法の一例を示す一部断面図である。 モータを用いた揺動機構の説明図であり、（ａ）は冷却ノズルを省略した底面図、（ｂ）は側面図である。 電磁石を用いた揺動機構の説明図であり、（ａ）は冷却ノズルを省略した底面図、（ｂ）は側面図である。

符号の説明

１０ 定着ローラ（熱可塑性樹脂被膜形成部材）
１１ 被覆層
１１ｄ 離型層（樹脂被覆層）
１２ 芯金
１３ 赤外線ヒータ（熱源）
１４，３５，３７ 冷風ブローノズル
１４ｂ，３５ａ，３７ａ スリット
３９ 揺動機構
７０ モータ
７１ ガイド
７３ 偏芯カム
７４ａ，７４ｂ ベアリング（当接部材）
７５ａ，７５ｂ 電磁石
７６ 磁性体
７７ 電磁開閉器
８０ 揺動機構取り付け部材

Claims (4)

1. 中空円筒状の芯金上の最外層に樹脂被覆層を有する熱可塑性樹脂被膜形成部材の内部に配設され、該樹脂被覆層を熱する熱源と、該樹脂被覆層に冷風を吹き付ける冷却ノズルとを備え、該樹脂被覆層を平滑面に形成する熱可塑性樹脂被膜形成部材製造装置において、前記冷却ノズルを芯金軸方向に往復運動する揺動手段を有していることを特徴とする熱可塑性樹脂被膜形成部材の製造装置。
2. 前記揺動手段は、前記揺動手段を前記製造装置内に固定する揺動手段取り付け部材と、前記揺動手段取り付け部材に固定されたモータと、モータの回転軸に固定した偏心カムと、前記冷却ノズル側に固定された偏心カムに当接する当接部材と、偏心カムの回転による駆動時に前記冷却ノズルを芯金軸方向にガイドするガイドとを備えていることを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性樹脂被膜形成部材の製造装置。
3. 前記揺動手段は、前記揺動手段を前記製造装置内に固定する揺動手段取り付け部材と、前記冷却ノズル側に固定された磁性体と、前記揺動手段取り付け部材上に前記磁性体を挟んで揺動ストローク離れた場所にそれぞれ固定した電磁石と、前記電磁石へ印加する電圧を切り換える電磁開閉器と、前記冷却ノズル揺動時に前記冷却ノズルを芯金軸方向にガイドするガイドとを備えていることを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性樹脂被膜形成部材の製造装置。
4. 前記揺動手段は、熱可塑性樹脂被膜形成部材の形状、樹脂被覆層の種類等の変化に対応できるように、往復運動の振動数を調整可能な機能を有していることを特徴とする請求項２または３に記載の熱可塑性樹脂被膜形成部材の製造装置。

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