JP2006126671A - 薄肉中空ローラ、平滑化装置、定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 樹脂表面部を平滑化しても塑性変形することなく、加工時間も短く安定した高品質の樹脂表面部の平滑度が得られ、消費電力を低減して省資源で低コストの薄肉中空ローラ、及び、その薄肉中空ローラの表面を平滑にする平滑化装置、その薄肉中空ローラを具備する定着装置、並びに、画像形成装置を提供する。
【解決手段】 肉厚が薄肉で中空ローラ形状の芯金部１と、芯金部１の両端を回転可能に支持される両端被支持部２と、両端被支持部２で回転可能に支持される芯金部１の外側を被覆する樹脂部３と、樹脂部３の回動する表面を加熱しながら押し潰して平滑にした樹脂表面部４とからなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、薄肉中空ローラ、及び、その薄肉中空ローラの表面を平滑にする平滑化装置、その薄肉中空ローラを具備する定着装置、並びに、画像形成装置に関し、詳しくは、樹脂で被覆され表面が平滑化された薄肉中空ローラ、及び、この薄肉中空ローラの表面を平滑にする平滑化装置、この薄肉中空ローラを使用して被記録媒体上に形成した記録画像を定着する定着装置、電子写真プロセスで画像を形成する複写機、ファクシミリ装置、プリンタあるいはこれ等の複合機等の画像形成装置に関する。

従来の複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等に装備される定着装置に使用さ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た薄肉中空ローラが用いられている。
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が求められるばかりでなく、記録材上に転写されたトナー画像を定着するに際しては通常１８０度℃乃至２００度℃での連続耐久性等が要求されるために、ＰＦＡ樹脂を主成分とする離型性樹脂、例えば、テフロン（登録商標）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に、上記樹脂面は、粗さ（Ｒｚ）が１μｍ乃至３μｍで、うねりは２μｍ乃至４μｍ程度の平滑性が要求される。
トナー像を記録材に定着するための定着部材または加圧部材としてのローラ、又は、エンドレスベルトを備えた定着装置として、ローラ、又は、エンドレスベルトが、折り目部凹凸を有するフッ素樹脂チューブで被覆され、そ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折り目部の表面凹凸が平滑化され定着装置が公知である（特許文献１を参照）。
又、トナー像を記録材に定着するための定着部材または加圧部材としてのローラ、又は、エンドレスベルトを備えた定着装置であって、ローラ、又は、エンドレスベルトが、加熱した表面平滑部材を押し当てることにより表面の折り目部の凹凸が予め平滑化されたフッ素樹脂チューブにより被覆されている定着装置も公知である（特許文献２を参照）。

更に、この平滑性を得る方法として、定着ローラの軸方向への移動を可能にすると共に、回転自在になるように構成した押圧ローラを上記樹脂面に押接して、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て樹脂表面の平滑度を向上させる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には、上記押圧ローラに加える加圧力は、２０ｋｇｆ乃至６０ｋｇｆが必要となる。
定着ローラの芯金の肉厚が１ｍｍ乃至２ｍｍ以上であれば、上記加圧力を定着ローラの樹脂表層面に加えたとしても、加圧による定着ローラの変形量は、定着ローラの芯金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。
然し、定着ローラの消費電力を低減する目的で、定着ローラの芯金の肉厚を１ｍｍ以下に薄肉化した薄肉中空ローラの場合には、バニッシュ工法による上記押圧ローラの加圧力によって、薄肉中空ローラの定着ローラに塑性変形を生じさせてしまう。
このような場合には、バニッシュ工法による上記押圧ローラの加圧力を小さくすることによって、薄肉中空ローラの変形を抑制させることも可能であるが、バニッシュ工法による押圧ローラの加圧力を小さくした場合には、薄肉中空ローラの樹脂層の平滑度も加圧力に比例して低下してしまうと言う二律背反の関係があった。
消費電力を低減するために加熱定着ローラ等の芯金の肉厚を１ｍｍ以下に薄肉化した樹脂被覆薄肉中空ローラの樹脂表面を平滑化すると、薄肉中空ローラは塑性変形を生じ、平滑度のばらつきが大きくなり品質も低下し、加工に長時間を必要としてコスト高にもなっていた。
従って、従来の薄肉中空ローラ、及び、その薄肉中空ローラの表面を平滑にする平滑化装置、その薄肉中空ローラを具備する定着装置、並びに、画像形成装置にあっては、消費電力を低減するために加熱定着ローラ等の芯金の肉厚を１ｍｍ以下に薄肉化した樹脂被覆薄肉中空ローラの表面を平滑化すると、薄肉中空ローラは塑性変形を生じ、平滑度のばらつきが大きくなり品質も低下し、加工に長時間を必要としてコスト高にもなると言う不具合が生じていた。
特開２００１−１０９２９５公報 特開２００１−１４２３３３公報

そこで本発明の課題は、このような問題点を解決するものである。即ち、樹脂表面部を平滑化しても塑性変形することなく、加工時間も短く安定した高品質の樹脂表面部の平滑度が得られ、消費電力を低減して省資源で低コストの薄肉中空ローラ、及び、その薄肉中空ローラの樹脂表面部を平滑にする平滑化装置、その薄肉中空ローラを具備する定着装置、並びに、画像形成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に記載の本発明は、薄肉で中空ローラ形状の芯金部と、上記芯金部の外側面を被覆する樹脂部と、上記樹脂部の表面を加熱しながら押し潰して平滑にした樹脂表面部とからなることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の薄肉中空ローラにおいて、上記芯金部は、肉厚が１ｍｍ以下であることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の薄肉中空ローラにおいて、上記樹脂部は、熱可塑性の離型性樹脂であることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１、２又は３に記載の薄肉中空ローラにおいて、上記樹脂表面部は、粗さ（Ｒｚ）が１μｍ乃至３μｍで、うねりは２μｍ乃至４μｍであることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、薄肉中空ローラの表面を平滑にする平滑化装置において、上記請求項１、２、３又は４に記載の薄肉中空ローラの両端被支持部を着脱可能にして回転自在に支持する薄肉中空ローラ支持手段と、上記薄肉中空ローラ支持手段により回転自在に支持された上記樹脂表面部が未平滑の上記薄肉中空ローラを回転駆動する回転駆動手段と、上記回転駆動手段で回転駆動される上記樹脂表面部が未平滑の上記薄肉中空ローラの中空部内に設けられて所定温度になるように温度制御して加熱する薄肉中空ローラ加熱手段と、上記薄肉中空ローラ加熱手段で所定温度になるように温度制御して加熱される上記薄肉中空ローラの上記樹脂表面部に当接して連れ回り回転して上記樹脂表面部を平滑にする押圧平滑手段と、上記押圧平滑手段を加熱する加熱ヒータと、上記加熱ヒータで加熱される上記押圧平滑手段を上記薄肉中空ローラの軸方向に並進させるアクチュエータと、上記薄肉中空ローラの表面温度を測定する温度センサと、を備えたことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の平滑化装置において、上記薄肉中空ローラ加熱手段は、上記薄肉中空ローラの軸方向に上記薄肉中空ローラ加熱手段を並進させる並進手段を備えることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載の平滑化装置において、上記押圧平滑手段を複数個備えると共に、上記薄肉中空ローラの回転軸方向に並列して配置することを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、請求項５、６又は７に記載の平滑化装置において、上記押圧平滑手段、上記加熱ヒータ、上記アクチュエータ、並びに、上記温度センサとからなる押圧平滑ユニットを複数個備えると共に、上記薄肉中空ローラの回転軸に対して、対称に配置したことを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、請求項５、６、７又は８に記載の平滑化装置において、上記加熱ヒータは、上記押圧平滑手段の温度を上記薄肉中空ローラの温度よりも高温にすることを特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、請求項５、６、７、８又は９に記載の平滑化装置において、上記押圧平滑手段は、上記薄肉中空ローラの回転軸と同一平面上で旋回可能に支持する旋回支持手段を備えることを特徴とする。
請求項１１に記載の発明は、請求項５、６、７、８、９又は１０に記載の平滑化装置において、上記押圧平滑手段は、胴部に曲面を備える形状であることを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、請求項５、６、７、８、９、１０又は１１に記載の平滑化装置において、上記温度センサは、上記薄肉中空ローラに上記押圧平滑手段が当接する箇所に相当する上記薄肉中空ローラの表面温度が測定できる場所に設けると共に、上記薄肉中空ローラに上記押圧平滑手段が当接する箇所の温度が一定になるような制御をすることを特徴とする。
請求項１３に記載の発明は、回転する加熱定着ローラと、上記加熱定着ローラに押圧して被記録媒体に形成された記録画像を加圧定着する加圧定着ローラとからなり、上記加熱定着ローラ、又は、上記加圧定着ローラは、請求項１乃至４の何れか一項に記載の薄肉中空ローラ、又は請求項５乃至１２の何れか一項に記載の平滑化装置により平滑化された薄肉中空ローラからなることを特徴とする。
請求項１４に記載の発明は、被記録媒体に記録画像を形成する画像形成部と、請求項１３に記載の定着装置と、を備えたことを特徴とする。
請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の画像形成装置において、上記画像形成部は、電子写真方法のプロセスで被記録媒体上にトナー画像を形成することを特徴とする。
請求項１６に記載の発明は、請求項１４又は１５に記載の画像形成装置において、画像形成部の定着装置は、上記請求項１乃至４の何れか一項に記載の薄肉中空ローラを備えることを特徴とする。

本発明は、以下に説明するように構成されているので、請求項１の発明によれば、樹脂表面部を平滑化しても塑性変形することなく、加工時間も短く安定した高品質の樹脂表面部の平滑度が得られ、消費電力を低減して省資源で低コストの薄肉中空ローラを提供することができるようになった。
請求項２の発明によれば、樹脂表面部を平滑化しても塑性変形することなく、加工時間も短く安定した高品質の樹脂表面部の平滑度が得られ、確実に消費電力を低減して省資源で低コストの薄肉中空ローラを提供することができるようになった。
また、樹脂表面部を平滑化しても塑性変形することなく、加工時間も短く安定した高品質の樹脂表面部の平滑度が得られ、消費電力を低減して省資源で低コストで、トナー等に対する離型性、及び、トナーの定着温度等の１８０度℃乃至２００度℃の高温度での連続耐久性等にも優れている薄肉中空ローラを提供することができるようになった。
請求項３の発明によれば、樹脂表面部を平滑化しても塑性変形することなく、加工時間も短く安定した高品質の樹脂表面部の平滑度が得られ、消費電力を低減して省資源で低コストの、トナー等に対する離型性にも優れている薄肉中空ローラを提供することができるようになった。
請求項４の発明によれば、樹脂表面部を平滑化しても塑性変形することなく、加工時間も短く安定した高品質の樹脂表面部の平滑度が得られ、消費電力を低減して省資源で低コストの薄肉中空ローラの表面を平滑にする平滑化装置を提供することができるようになった。

請求項５の発明によれば、樹脂表面部を平滑化しても塑性変形することなく、加工時間も短く安定した高品質の樹脂表面部の平滑度が得られ、消費電力を低減して省資源で低コストの、着脱が容易に行われて、薄肉中空ローラの表面を平滑にする平滑化装置を提供することができるようになった。
請求項６の発明によれば、樹脂表面部を平滑化しても塑性変形することなく、加工時間も短く安定した高品質の樹脂表面部の平滑度が得られ、消費電力を低減して省資源で低コストの薄肉中空ローラの樹脂表面部をより大きな平滑力で平滑にする平滑化装置を提供することができるようになった。
請求項７の発明によれば、樹脂表面部を平滑化しても塑性変形することなく、更に、加工時間も短く安定した高品質の樹脂表面部の平滑度が得られ、消費電力を低減して省資源で低コストの薄肉中空ローラの表面を平滑にする平滑化装置を提供することができるようになった。
請求項８の発明によれば、樹脂表面部を平滑化しても塑性変形することなく、加工時間も短く安定した高品質の樹脂表面部の優れた平滑度が得られ、消費電力を低減して省資源で低コストの薄肉中空ローラの表面を平滑にする平滑化装置を提供することができるようになった。
請求項９の発明によれば、樹脂表面部を平滑化しても塑性変形することなく、ワークの薄肉中空ローラに対する押圧平滑手段の追従性が高まるために、より安定した加工品質を得ることが可能となり、更に、加工時間も短く安定した高品質の樹脂表面部の平滑度が得られ、消費電力を低減して省資源で低コストの薄肉中空ローラの表面を平滑にする平滑化装置を提供することができるようになった。
請求項１０の発明によれば、ワークの薄肉中空ローラに対する押圧平滑手段の追従性が高まるために、樹脂表面部を平滑化しても塑性変形することなく、更に、加工時間も短く安定した高品質の樹脂表面部の平滑度が得られ、消費電力を低減して省資源で低コストの薄肉中空ローラの表面を平滑にする平滑化装置を提供することができるようになった。

請求項１１の発明によれば、樹脂表面部を平滑化しても塑性変形することなく、加工時間も短く、更に、安定した高品質の樹脂表面部の平滑度が得られ、消費電力を低減して省資源で低コストの薄肉中空ローラの表面を平滑にする平滑化装置を提供することができるようになった。
請求項１２の発明によれば、薄肉中空ローラの樹脂表面部を平滑化しても塑性変形することなく、加工時間も短く安定した高品質の樹脂表面部の平滑度が得られ、消費電力を低減して省資源で低コストの薄肉中空ローラを具備する定着装置を提供することができるようになった。
請求項１３の発明によれば、樹脂表面部を平滑化しても塑性変形することなく、加工時間も短く安定した高品質の樹脂表面部の平滑度が得られ、消費電力を低減して省資源で低コストの記録画像を形成する薄肉中空ローラを具備する画像形成装置を提供することができるようになった。
請求項１４の発明によれば、樹脂表面部を平滑化しても塑性変形することなく、加工時間も短く安定した高品質の樹脂表面部の平滑度が得られ、消費電力を低減して省資源で低コストの、高速で、高品質のトナーの記録画像を形成する薄肉中空ローラを具備する画像形成装置を提供することができるようになった。
請求項１５の発明によれば、画像形成部の定着装置は、樹脂表面部を平滑化しても塑性変形することなく、加工時間も短く安定した高品質の樹脂表面部の平滑度が得られ、消費電力を低減して省資源で低コストで記録画像を形成する薄肉中空ローラを具備する画像形成装置を提供することができるようになった。
請求項１６の発明によれば、上記各請求項記載の効果を奏する画像形成装置を提供することができるようになった。

次に、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１において、芯金部１の表面を樹脂被覆し且つ該樹脂表面を平滑化した薄肉中空ローラ０は、肉厚が１ｍｍ以下の薄肉で中空部１ａを形成した中空ローラ形状の芯金部１と、後述する樹脂部３の軸方向両端部から突出する芯金部１の両端部である小径の両端被支持部２（各両端被支持部２ａ、２ｂ）と、各両端被支持部２ａ、２ｂを除いた芯金部中央部（被支持部よりも大径）の外側面に被覆されたる樹脂部３と、樹脂部３の回動する表面を加熱しながら押し潰すことにより平滑化した樹脂表面部４と、からなる。この中空ローラ０は、樹脂表面部４を平滑化しても塑性変形することなく、加工時間も短く安定した高品質の樹脂表面部４の平滑度が得られ、確実に消費電力を低減して省資源で低コストである。
各両端被支持部２ａと２ｂには、樹脂は被覆されておらず、後述する平滑化装置によって支持されて（Ａ）方向へ回転駆動されるための被支持部となる。このため、樹脂表面部４を平滑化する際にも塑性変形することなく、加工時間も短く安定した高品質の樹脂表面部４の平滑度が得られ、確実に消費電力を低減して省資源で、簡単な構造となり、更に、低コストの薄肉中空ローラ０を提供することができるようになった。
樹脂部３は、ＰＦＡ樹脂を主成分とする熱可塑性の離型性樹脂、例えば、テフロン（登録商標）材であるから、樹脂表面部４を平滑化しても塑性変形することなく、加工時間も短く安定した高品質の樹脂表面部４の平滑度が得られ、消費電力を低減して省資源で低コストで、トナー等に対する離型性、及び、トナーの定着温度等の１８０度℃乃至２００度℃の高温度での連続耐久性等にも優れている薄肉中空ローラ０を提供することができるようになった。
樹脂表面部４は、粗さ（Ｒｚ）が１μｍ乃至３μｍで、うねりは２μｍ乃至４μｍであるから、樹脂表面部４を平滑化しても塑性変形することなく、加工時間も短く安定した高品質の樹脂表面部４の平滑度が得られ、消費電力を低減して省資源で低コストで、トナー等に対する離型性にも優れている薄肉中空ローラ０を提供することができるようになった。

図２と図３において、薄肉中空ローラの表面を平滑にする平滑化装置１０は、請求項１、２、３、４又は５に記載の薄肉中空ローラ０の各両端被支持部２ａ、２ｂを着脱可能にして回転自在に支持する薄肉中空ローラ支持手段１１の軸受１１ａの一方の軸受１１ａ_１と他方の軸受１１ａ_２と、各両端被支持部２ａ、２ｂを着脱可能にして回転駆動し、且つ各軸受１１ａ_１、１１ａ_２で支持される回転支持部材１１ｂ（回転支持部材１１ｂ_１と他方の回転支持部材１１ｂ_２）と共に回転される未平滑の樹脂表面部４を有した薄肉中空ローラ０を回転駆動する回転駆動手段１２の駆動モータと、回転駆動手段１２で回転駆動される未平滑の樹脂表面部４を有した薄肉中空ローラ０を中空部１ａ内に設けて所定温度になるように温度制御して加熱する薄肉中空ローラ加熱手段１３と、薄肉中空ローラ加熱手段１３で所定温度になるように温度制御して加熱される薄肉中空ローラ０の樹脂表面部４に当接して連れ回り回転して樹脂表面部４を平滑にする押圧平滑手段１４と、押圧平滑手段１４を加熱するために中心部に配置された加熱ヒータ１４ａと、加熱ヒータ１４ａで加熱される押圧平滑手段１４を薄肉中空ローラ０の軸方向に並進可動するアクチュエータ１５と、薄肉中空ローラ０の表面温度を測定する温度センサ１６とからなり、樹脂表面部４を平滑化しても塑性変形することなく、加工時間も短く安定した高品質の樹脂表面部４の平滑度が得られ、消費電力を低減して省資源で低コストの薄肉中空ローラ０の表面を平滑にする。
回転駆動手段１２の駆動モータは、未平滑の樹脂表面部４を有した薄肉中空ローラ０と、樹脂表面が未平滑な薄肉中空ローラ０の両端部の各両端被支持部２ａ、２ｂを着脱可能にして回転自在に支持する回転支持部材１１ｂの一方の回転支持部材１１ｂ_１と他方の回転支持部材１１ｂ_２を矢印（Ａ）方向に回転駆動する。

押圧平滑手段１４は、支持部材１４ｃで回転自在に２個が支持され、回転軸中に所定のクリアランスを有して加熱ヒータ１４ａが取り付けられ、センサ１４ｄで温度を計測され、アクチュエータ１５と可動テーブル１５ａによって薄肉中空ローラ０の矢印（Ｂ）方向の軸方向に所定の移動速度で横送りを与えられ、アクチュエータ１５の可動テーブル１５ａに取り付け部材１４ｆで取り付けられたエアシリンダ１４ｅで薄肉中空ローラ０に対して加圧力を付与する。
押圧平滑手段１４は、複数個、例えば、２個備えると共に、薄肉中空ローラ０の回転軸方向に並列して配置されているので、より大きな平滑力を得ることが可能になって、樹脂表面部４を平滑化しても塑性変形することなく、加工時間も短く安定した高品質の樹脂表面部４の平滑度が得られ、消費電力を低減して省資源で低コストの薄肉中空ローラ０の樹脂表面部４をより大きな平滑力で平滑にする平滑化装置１０を提供することができるようになった。
押圧平滑手段１４は、旋回支持手段１４ｂによって、薄肉中空ローラ０の回転軸（芯金部の中心軸）と同一平面上で旋回可能に支持されているから（薄肉中空ローラ０の外周面に沿った（密着した）周方向への追従性、軸方向に沿った追従性を有しているから）、ワークの薄肉中空ローラ０に対する押圧平滑手段１４の追従性が高まるために、より安定した加工品質を得ることが可能となり、更に、安定した高品質の表面の平滑度が得られようになっている。
更に、押圧平滑手段１４は、押圧平滑手段１４の温度を薄肉中空ローラ０の温度よりも高温にする加熱ヒータ１４ａ、アクチュエータ１５、並びに、温度センサ１６とからなる押圧平滑ユニット１７を２個備えると共に、薄肉中空ローラ０の回転軸に対して対称に配置されているから、樹脂表面部４を平滑化しても塑性変形することなく、更に、加工時間も短く安定した高品質の樹脂表面部４の優れた平滑度が得られ、消費電力を低減して省資源で低コストの薄肉中空ローラ０の樹脂表面部４をより大きな平滑力で平滑にする平滑化装置１０を提供することができる。

温度センサ１６は、薄肉中空ローラ０に押圧平滑手段１４が当接する箇所に相当する薄肉中空ローラ０の表面温度が測定できる場所に設けると共に、薄肉中空ローラ０に押圧平滑手段１４が当接する箇所の温度が一定になるような温度制御部１３ｇで制御をするようになっているから、樹脂表面部４を平滑化しても塑性変形することなく、加工時間も短く、更に、安定した高品質の樹脂表面部４の平滑度が得られ、消費電力を低減して省資源で低コストの薄肉中空ローラ０の表面をより大きな平滑力で平滑にする平滑化装置１０を提供することができる。
図４の加熱手段の説明図において、薄肉中空ローラ０の内部の薄肉中空ローラ加熱手段１３は、２個の棒状の長尺な加熱ヒータ１３ｂ、各加熱ヒータ１３ｂを並進可動自在に支持し、且つ、各加熱ヒータ１３ｂに電力を供給するための電極１３ｃ、１３ｄ、電極１３ｃの支持部材１３ｅ、加熱ヒータ１３ｂの温度制御を行う配線部材１３ｆで接続された温度制御部１３ｇとからなる。
図５に示す実施形態に係る加熱ヒータ１３ｂは、ヒータ１３ｂ_１と、ヒータ１３ｂ_１の端部を支持する固定部材１３ｂ_２と、固定部材１３ｂ_２の剛性を補強するためにヒータ１３ｂ_１の外径側にかけて配置された補強部材１３ｂ_３と補強部材１３ｂ_４、ヒータ１３ｂ_１の端部から延びる配線部材１３ｂ_５、ヒータ１３ｂ_１に電力を供給するための電極１３ｃ、及び、電極１３ｄと、電極１３ｄとヒータ１３ｂ_１の固定部材１３ｂ_２を一体結合させるための結合部材１３ｂ_６と結合部材１３ｂ_７、電極１３ｃ、及び、電極１３ｄを正確に位置決めするための案内・位置決め部材１３ｂ_８、及び、案内・位置決め部材１３ｂ_９と、電極１３ｃの配線部材１３ｆと、案内・位置決め部材１３ｂ_８を固設するための支持部材１３ｅとからなる。

図６に示す並進手段１３ａは、直動案内レール１３ａ_１と、ガイドブロック１３ａ_２とガイドブロック１３ａ_３を固設するためのブラケット１３ａ_４、及び、ブラケット１３ａ_５と、加熱ヒータ１３ｂを支持する支持部材１３ｅと直動案内レール１３ａ_１とを一体結合させるためのブラケット１３ａ_６とからなり、薄肉中空ローラ０の着脱時に、薄肉中空ローラ０の矢印（Ｃ）方向の軸方向に加熱ヒータ１３ｂを並進可動自在にさせるようになっていて、薄肉中空ローラ０への着脱が容易に行われる。
図７乃至９は、平滑化装置１０を用いて薄肉中空ローラ０の樹脂表面部４を平滑化加工する際の押圧平滑手段１４の動きを示す図であって、特に、２個の押圧平滑手段１４等からなる押圧平滑ユニット１７の一方の押圧平滑ユニット１７ａと他方の押圧平滑ユニット１７ｂを２個備える場合の図である。
２個の押圧平滑手段１４等からなる押圧平滑ユニット１７の一方の押圧平滑ユニット１７ａと他方の押圧平滑ユニット１７ｂの動きは、
（１）一方の押圧平滑ユニット１７ａを薄肉中空ローラ０の端部に、他方の押圧平滑ユニット１７ｂを薄肉中空ローラ０の中央部に配置して、それぞれ矢印（Ｄ）方向の同一方向・同一速度で送る場合（図７を参照）。
（２）薄肉中空ローラ０の両端部に、押圧平滑ユニット１７の一方の押圧平滑ユニット１７ａと他方の押圧平滑ユニット１７ｂを配置して、互いに、矢印（Ｅ）方向と矢印（Ｆ）方向に逆方向・同一速度で送る場合（図８を参照）。
（３）薄肉中空ローラ０の中央部に、押圧平滑ユニット１７の一方の押圧平滑ユニット１７ａと他方の押圧平滑ユニット１７ｂを配置して、オーバーラップ部を形成できるように、互いに、矢印（Ｇ）方向と矢印（Ｈ）方向と逆方向・同一速度で送る場合（図９を参照）。
とがあり、そのいずれを用いることも可能である。

図１０に示す押圧平滑手段１４は、胴部に曲率（Ｒ、曲面）を設けた形状であるから、ワークの薄肉中空ローラ０に対する押圧平滑手段１４の追従性が高まるために、樹脂表面部４を平滑化しても塑性変形することなく、加工時間も短く、更に、安定した高品質の樹脂表面部４の平滑度が得られ、消費電力を低減して省資源で低コストの薄肉中空ローラ０の表面を平滑にする平滑化装置１０を提供することができるようになった。
尚、曲率（Ｒ）は、Ｒ５０乃至Ｒ５００の範囲内で任意に選択され、曲率（Ｒ）の大きさは、ワークの薄肉中空ローラ０の種類に応じて、適切な曲率（Ｒ）を選択される。
図１１に示す、薄肉中空ローラを使用して被記録媒体上に形成した記録画像を定着する定着装置２０は、可動可能に保持されて被記録媒体（Ｐ）の記録用紙に形成された記録画像を加熱定着する加熱定着ローラ２１と、加熱定着ローラ２１の外周面に圧接して形成するニップ部（Ｎ）の被記録媒体（Ｐ）の記録用紙に形成された記録画像を加圧定着する加圧定着ローラ２２とからなり、加熱定着ローラ２１、又は、加圧定着ローラ２２が請求項１乃至１３の何れか一項に記載の薄肉中空ローラ０からなる。
従って、薄肉中空ローラ０の樹脂表面部４を平滑化しても塑性変形することなく、加工時間も短く安定した高品質の表面の平滑度が得られ、消費電力を低減して省資源で低コストの薄肉中空ローラ０を具備する定着装置２０を提供することができるようになった。

図１２において、本発明の薄肉中空ローラを定着ローラとして使用して記録画像を形成する画像形成装置５０は、被記録媒体（Ｐ）の記録用紙に記録画像を形成する画像形成部５１と、請求項１乃至１３の何れか一項に記載の薄肉中空ローラ０とからなり、薄肉中空ローラ０の樹脂表面部４を平滑化しても塑性変形することなく、加工時間も短く安定した高品質の表面の平滑度が得られ、消費電力を低減して省資源で低コストである。
画像形成部５１は、電子写真方法のプロセスで被記録媒体（Ｐ）の記録用紙上に高速で、高品質のトナーの記録画像を形成する。
画像形成部５１の定着装置５１ｇは、加熱定着ローラ５１ｇ_１、又は、加圧定着ローラ５１ｇ_２を、請求項１乃至１３の何れか一項に記載の薄肉中空ローラ０により構成したから、薄肉中空ローラ０の樹脂表面部４を平滑化しても塑性変形することなく、加工時間も短く安定した高品質の表面の平滑度が得られ、消費電力を低減して省資源で低コストである。
画像形成装置５０の電子写真方法のプロセスでトナー画像を形成する複写機は、画像形成部５１の上部には、原稿（Ｏ）の画像を読み取る原稿画像読取部５２が配置されている。
他方、画像形成部５１の下部には、画像形成部５１を載置して被記録媒体（Ｐ）の記録用紙を供給する給紙装置５３が配置されている。

原稿画像読取部５２で読み取る原稿（Ｏ）の原稿画像の画像データでトナーの記録画像を形成する電子写真方法のプロセスによる、潜像形成手段５１ｃのレーザーダイオードを発光させることにより、帯電手段５１ｂで均一に帯電された像担持体５１ａのドラム形状の感光体ドラムの表面５１ａ_１に潜像を形成する。
潜像形成手段５１ｃのレーザーダイオードを発光させて形成した静電潜像を現像手段５１ｄで顕像化してトナーの記録画像を形成する。
現像手段５１ｄで顕像化したトナーの記録画像は、転写手段５１ｆで、給紙装置５３から搬送されてレジストローラ５１ｅで像担持体５１ａのドラム形状の感光体ドラムの表面５１ａ_１に形成されたトナーの記録画像と同期して給送される被記録媒体（Ｐ）の記録用紙に転写される。
転写手段５１ｆで被記録媒体（Ｐ）の記録用紙に転写されたトナーの記録画像は、定着装置５１ｇの請求項１乃至１３の何れか一項に記載の薄肉中空ローラ０とからなる加熱定着ローラ５１ｇ_１と加圧定着ローラ５１ｇ_２にて加熱と加圧後に、被記録媒体（Ｐ）の記録用紙は排紙ローラ５１ｈによって排紙トレイ５１ｉに排紙されて収納される。
他方、像担持体５１ａのドラム形状の感光体ドラムの表面５１ａ_１は、被記録媒体（Ｐ）の記録用紙にトナーの記録画像を転写した後に、像担持体５１ａのドラム形状の感光体ドラムの表面５１ａ_１に付着した残留トナーを、クリーニング手段５１ｊによって掻き落とされクリーニングされて、次工程の画像形成に備えるようになっている。
従って、樹脂表面部４を平滑化しても塑性変形することなく、加工時間も短く安定した高品質の表面の平滑度が得られ、消費電力を低減して省資源で低コストの、高速で、高品質のトナーの記録画像を形成する薄肉中空ローラ０を具備する画像形成装置５０を提供することができるようになった。

本発明の実施の形態例を示す薄肉中空ローラを説明する斜視図。 本発明の実施の形態例を示す薄肉中空ローラの表面を平滑にする平滑化装置の概略を説明する平面図。 本発明の実施の形態例を示す薄肉中空ローラの表面を平滑にする平滑化装置の主要部を説明する側面図。 本発明の実施の形態例を示す薄肉中空ローラの表面を平滑にする平滑化装置の他の主要部を説明する説明図。 本発明の実施の形態例を示す薄肉中空ローラの表面を平滑にする平滑化装置の他の主要部を説明する説明図。 本発明の実施の形態例を示す薄肉中空ローラの表面を平滑にする平滑化装置の他の主要部を説明する説明図。 本発明の実施の形態例を示す薄肉中空ローラの表面を平滑にする平滑化装置の他の主要部の状態を説明する説明図。 本発明の他の実施の形態例を示す薄肉中空ローラの表面を平滑にする平滑化装置の他の主要部の状態を説明する説明図。 本発明の他の実施の形態例を示す薄肉中空ローラの表面を平滑にする平滑化装置の他の主要部の状態を説明する説明図。 本発明の実施の形態例を示す薄肉中空ローラの表面を平滑にする平滑化装置の他の主要部を説明する拡大図。 本発明の他の実施の形態例を示す薄肉中空ローラを具備する定着装置を説明する説明図。 本発明の他の実施の形態例を示す薄肉中空ローラを具備する画像形成装置を説明する説明図。

符号の説明

０ 薄肉中空ローラ
１ 芯金部、
１ａ 中空部
２ 両端被支持部、
２ａ 一方の両端被支持部、
２ｂ 他方の両端被支持部
３ 樹脂部
４ 樹脂表面部
１０ 平滑化装置
１１ 薄肉中空ローラ支持手段、
１１ａ 軸受、
１１ａ_１ 一方の軸受、
１１ａ_２ 他方の軸受、
１１ｂ 回転支持部材、
１１ｂ_１ 一方の回転支持部材、
１１ｂ_２ 他方の回転支持部材
１２ 回転駆動手段
１３ 薄肉中空ローラ加熱手段、
１３ａ 並進手段、
１３ａ_１ 直動案内レール、
１３ａ_２ ガイドブロック、
１３ａ_３ ガイドブロック、
１３ａ_４ ブラケット、
１３ａ_５ ブラケット、
１３ａ_６ ブラケット、
１３ｂ 加熱ヒータ、
１３ｂ_１ ヒータ、
１３ｂ_２ 固定部材、
１３ｂ_３ 補強部材、
１３ｂ_４ 補強部材、
１３ｂ_５ 配線部材、
１３ｂ_６ 結合部材、
１３ｂ_７ 結合部材、
１３ｂ_８ 案内・位置決め部材、
１３ｂ_９ 案内・位置決め部材、
１３ｃ 電極、
１３ｄ 電極、
１３ｅ 支持部材、
１３ｆ 配線部材、
１３ｇ 温度制御部
１４ 押圧平滑手段、
１４ａ 加熱ヒータ、
１４ｂ 旋回支持手段、
１４ｃ 支持部材、
１４ｄ センサ、
１４ｅ エアシリンダ、
１４ｆ 取り付け部材
１５ アクチュエータ、
１５ａ 可動テーブル
１６ 温度センサ
１７ 押圧平滑ユニット、
１７ａ 一方の押圧平滑ユニット、
１７ｂ 他方の押圧平滑ユニット
２０ 定着装置
２１ 加熱定着ローラ
２２ 加圧定着ローラ
５０ 画像形成装置、
５１ 画像形成部、
５１ａ 像担持体、
５１ａ_１ 表面、
５１ｂ 帯電手段、
５１ｃ 潜像形成手段、
５１ｄ 現像手段、
５１ｅ レジストローラ、
５１ｆ 転写手段、
５１ｇ 定着装置、
５１ｇ_１ 加熱定着ローラ、
５１ｇ_２ 加圧定着ローラ、
５１ｈ 排紙ローラ、
５１ｉ 排紙トレイ、
５１ｊ クリーニング手段
５２ 原稿画像読取部
５３ 給紙装置

Claims (16)

1. 薄肉で中空ローラ形状の芯金部と、上記芯金部の外側面を被覆する樹脂部と、上記樹脂部の表面を加熱しながら押し潰して平滑にした樹脂表面部とからなることを特徴とする薄肉中空ローラ。
2. 請求項１に記載の薄肉中空ローラにおいて、上記芯金部は、肉厚が１ｍｍ以下であることを特徴とする薄肉中空ローラ。
3. 請求項１又は２に記載の薄肉中空ローラにおいて、上記樹脂部は、熱可塑性の離型性樹脂であることを特徴とする薄肉中空ローラ。
4. 請求項１、２又は３に記載の薄肉中空ローラにおいて、上記樹脂表面部は、粗さ（Ｒｚ）が１μｍ乃至３μｍで、うねりは２μｍ乃至４μｍであることを特徴とする薄肉中空ローラ。
5. 薄肉中空ローラの表面を平滑にする平滑化装置において、上記請求項１、２、３又は４に記載の薄肉中空ローラの両端被支持部を着脱可能にして回転自在に支持する薄肉中空ローラ支持手段と、上記薄肉中空ローラ支持手段により回転自在に支持された上記樹脂表面部が未平滑の上記薄肉中空ローラを回転駆動する回転駆動手段と、上記回転駆動手段で回転駆動される上記樹脂表面部が未平滑の上記薄肉中空ローラの中空部内に設けられて所定温度になるように温度制御して加熱する薄肉中空ローラ加熱手段と、上記薄肉中空ローラ加熱手段で所定温度になるように温度制御して加熱される上記薄肉中空ローラの上記樹脂表面部に当接して連れ回り回転して上記樹脂表面部を平滑にする押圧平滑手段と、上記押圧平滑手段を加熱する加熱ヒータと、上記加熱ヒータで加熱される上記押圧平滑手段を上記薄肉中空ローラの軸方向に並進させるアクチュエータと、上記薄肉中空ローラの表面温度を測定する温度センサと、を備えたことを特徴とする平滑化装置。
6. 請求項５に記載の平滑化装置において、上記薄肉中空ローラ加熱手段は、上記薄肉中空ローラの軸方向に上記薄肉中空ローラ加熱手段を並進させる並進手段を備えることを特徴とする平滑化装置。
7. 請求項５又は６に記載の平滑化装置において、上記押圧平滑手段を複数個備えると共に、上記薄肉中空ローラの回転軸方向に並列して配置することを特徴とする平滑化装置。
8. 請求項５、６又は７に記載の平滑化装置において、上記押圧平滑手段、上記加熱ヒータ、上記アクチュエータ、並びに、上記温度センサとからなる押圧平滑ユニットを複数個備えると共に、上記薄肉中空ローラの回転軸に対して、対称に配置したことを特徴とする平滑化装置。
9. 請求項５、６、７又は８に記載の平滑化装置において、上記加熱ヒータは、上記押圧平滑手段の温度を上記薄肉中空ローラの温度よりも高温にすることを特徴とする平滑化装置。
10. 請求項５、６、７、８又は９に記載の平滑化装置において、上記押圧平滑手段は、上記薄肉中空ローラの回転軸と同一平面上で旋回可能に支持する旋回支持手段を備えることを特徴とする平滑化装置。
11. 請求項５、６、７、８、９又は１０に記載の平滑化装置において、上記押圧平滑手段は、胴部に曲面を備える形状であることを特徴とする平滑化装置。
12. 請求項５、６、７、８、９、１０又は１１に記載の平滑化装置において、上記温度センサは、上記薄肉中空ローラに上記押圧平滑手段が当接する箇所に相当する上記薄肉中空ローラの表面温度が測定できる場所に設けると共に、上記薄肉中空ローラに上記押圧平滑手段が当接する箇所の温度が一定になるような制御をすることを特徴とする平滑化装置。
13. 回転する加熱定着ローラと、上記加熱定着ローラに押圧して被記録媒体に形成された記録画像を加圧定着する加圧定着ローラとからなり、上記加熱定着ローラ、又は、上記加圧定着ローラは、請求項１乃至４の何れか一項に記載の薄肉中空ローラ、又は請求項５乃至１２の何れか一項に記載の平滑化装置により平滑化された薄肉中空ローラからなることを特徴とする定着装置。
14. 被記録媒体に記録画像を形成する画像形成部と、請求項１３に記載の定着装置と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
15. 請求項１４に記載の画像形成装置において、上記画像形成部は、電子写真方法のプロセスで被記録媒体上にトナー画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
16. 請求項１４又は１５に記載の画像形成装置において、画像形成部の定着装置は、上記請求項１乃至４の何れか一項に記載の薄肉中空ローラを備えることを特徴とする画像形成装置。

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