(57)【要約】【課題】薄肉の芯金表面に形成された樹脂離型層の平滑化を、樹脂離型層を溶融温度まで加熱してから急冷することによって実施する加熱定着ローラの加工装置、及び方法において、ローラの全表面に対して均一に急冷を行うことによって、樹脂離型層の結晶化度を均一に低くし、平滑性及び耐久性を高めることができる。【解決手段】中空円筒状の芯金の表面に樹脂離型層１０３を備えた加熱定着ローラ１００における樹脂離型層の平滑化装置０であって、平滑化されていない樹脂離型層を備えた加熱定着ローラを加工位置Ａに搬入する搬入手段１と、加工位置に搬入されてきた加熱定着ローラの軸方向両端部を把持する把持手段１０と、把持された加熱定着ローラを樹脂離型層の溶融温度以上に加熱する加熱手段２０と、溶融温度以上に加熱された加熱定着ローラを急冷する急冷手段３５と、急冷された加熱定着ローラを把持手段から受け取って搬出する搬出手段５０と、を備えた。【選択図】      図１
2004252228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空円筒状の芯金の表面に樹脂離型層を備えた加熱定着ローラにおける樹脂離型層の平滑化装置であって、
平滑化されていない樹脂離型層を備えた加熱定着ローラを加工位置に搬入する搬入手段と、
前記搬入手段によって加工位置に搬入されてきた加熱定着ローラの軸方向両端部を把持する把持手段と、
前記把持手段によって把持された加熱定着ローラを、前記樹脂離型層の溶融温度以上に加熱する加熱手段と、
前記加熱手段によって溶融温度以上に加熱された加熱定着ローラを急冷する急冷手段と、
前記急冷手段によって急冷された加熱定着ローラを把持手段から受け取って搬出する搬出手段と、
を備えたことを特徴とする加熱定着ローラの離型層平滑化装置。
【請求項２】
前記急冷手段は、圧縮空気を前記加熱定着ローラの表面に噴射することによって、前記加熱定着ローラを急冷することを特徴とする請求項１に記載の加熱定着ローラの離型層平滑化装置。
【請求項３】
前記圧縮空気を噴射する急冷手段は、前記加熱定着ローラの軸方向全長にわたって均一な噴射が得られるスリット状の噴射ノズルを備えていることを特徴とする請求項２に記載の加熱定着ローラの離型層平滑化装置。
【請求項４】
前記圧縮空気を噴射する急冷手段は、複数の噴射ノズルを備えていることを特徴とする請求項２又は３に記載の加熱定着ローラの離型層平滑化装置。
【請求項５】
前記把持手段によって把持された加熱定着ローラの表面に帯電した静電気を除電する除電手段を備えることを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の加熱定着ローラの離型層平滑化装置。
【請求項６】
前記把持手段は、前記加熱定着ローラの両端部を夫々把持するチャック部と、該各チャック部を回転自在に支持すると共に軸方向へ進退可能に支持された軸受ユニットと、少なくとも一方のチャック部を回転駆動するモータと、少なくとも一方の軸受ユニットを軸方向へ進退させる駆動源と、を備え、
前記加熱手段は、前記各チャック部により支持された加熱定着ローラの軸方向端部開口からその内部に加熱源を着脱自在に挿着する構成を備えていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の加熱定着ローラの離型層平滑化装置。
【請求項７】
前記加熱源は、前記加熱定着ローラの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６に記載の加熱定着ローラの離型層平滑化装置。
【請求項８】
前記加熱手段は、前記加熱定着ローラの外周面を加熱する加熱源を備えることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の加熱定着ローラの離型層平滑化装置。
【請求項９】
中空円筒状の芯金の表面に樹脂離型層を備えた加熱定着ローラにおける樹脂離型層の平滑化方法であって、
平滑化されていない樹脂離型層を備えた加熱定着ローラを加工位置に搬入する搬入工程と、
加工位置に搬入されてきた加熱定着ローラを把持した状態で、前記樹脂離型層をその溶融温度以上に加熱する加熱工程と、
前記加熱工程において溶融温度以上に加熱された加熱定着ローラを急冷する急冷工程と、
前記急冷工程において急冷された加熱定着ローラを加工位置から搬出する搬出工程と、
を備えたことを特徴とする加熱定着ローラの離型層平滑化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真式画像形成装置に使用される加熱定着ローラを構成する芯金表面のフッ素樹脂膜を平滑化するための装置、及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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は、感光体上に形成された静電潜像を現像装置から供給されるトナーによって現像し、このトナー像を転写紙上に転写してから、定着装置によって加熱しながら加圧することによって定着している。定着装置は、通常内部にヒータを備えた加熱定着ローラと、この加熱定着ローラに圧接する加圧ローラと、を備えており、両ローラのニップに未定着トナー像を保持した転写紙を通過させる際に、トナー像の定着を行う。
加熱定着ローラは、中空円筒状の芯金の表面に少なくとも一層の熱可塑性樹脂から成る樹脂離型層を備え、この離型層を平滑化した構成を備えている。即ち、従来の加熱定着ローラは、芯金上にプライマ層及び樹脂離型層を順次積層した構成を有している。樹脂離型層は、予めプライマ層を形成した芯金表面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℃）での連続耐久性等の要求に対応するために、フッ素樹脂等の離型性樹脂が用いられている。
このフッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン共重合（ＰＴＦＥ）が一般に用いられているが、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が主に加熱定着ローラ用の樹脂離型層の材料として使用されている。
【０００３】
ところで、フッ素樹脂等の樹脂離型層の表面は、熱により溶融したトナーに対する十分な離型性を確保する必要があるので、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。
従来、芯金表面に形成された樹脂離型層を平滑化する場合は、加熱定着ローラの軸方向へ移動可能であり、且つ回転自在に支持された押圧ローラを、加熱定着ローラ表面の樹脂離型層に圧接しつつ連れ回り回転させながら軸方向に移動させて、樹脂離型層を押つぶすことによって、樹脂離型層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。
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。加熱定着ローラの芯金の肉厚が１〜２ｍｍ以上であれば、定着ローラに前記２０〜６０ｋｇｆ程度の加圧力を加えたとしても、加圧による加熱定着ローラの変形量は、芯金の弾性変形の範囲内に止めることが可能であった。
しかしながら、加熱定着ローラの消費電力を低減する目的で、芯金の肉厚を１ｍｍ未満に薄肉化すると、押圧ローラの加圧力によって、芯金が塑性変形してしまい、不良品になるという問題がある。
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、加熱定着ローラの変形を抑制することも可能ではあるが、押圧ローラの加圧力を小さくした場合には、樹脂離型層の平滑性が十分に得られないという問題が発生する。
【０００４】
ところで、芯金表面の樹脂離型層をその溶融温度以上に熱した後で急速冷却することで、樹脂離型層の結晶化度を低くし、且つ樹脂離型層の強度を高める結果として、耐久性と平滑性を向上できることが知られている。
ところが、急冷工程が全表面に対して均一に行われない場合、結晶化度が不均一な箇所を起点としてトナーの固着や、オフセットの発生を誘引してしまうという問題がある。
ところで、特公平６−５１３７３号公報、特許第２６４６２６３号、特公平６−８２２５７号公報には、何れも樹脂離型層の溶融温度以上に加熱した後に冷却する方法として、加熱定着ローラを水に浸漬する方法が示されている。しかし、水中への浸漬を行うと冷却速度がローラ全体において均一化しないばかりか、その後の乾燥工程が必要となって工程数の増大、生産性の低下が発生するばかりでなく、品質上においても種々の不具合が発生し易い。
【特許文献１】特公平６−５１３７３号公報
【特許文献２】特許第２６４６２６３号
【特許文献３】特公平６−８２２５７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、１ｍｍを下回る薄肉の芯金表面に樹脂離型層を被覆形成した加熱定着ローラにおける樹脂離型層の平滑化を、樹脂離型層を溶融温度まで加熱してから急冷することによって実施する装置、及び方法において、加熱定着ローラの全表面に対して均一に急冷工程を行うことを可能にすることによって、樹脂離型層の結晶化度を均一に低くし、平滑性及び耐久性を高めることを可能とした加熱定着ローラの樹脂離型層の平滑化装置、及び平滑化方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、中空円筒状の芯金の表面に樹脂離型層を備えた加熱定着ローラにおける樹脂離型層の平滑化装置であって、平滑化されていない樹脂離型層を備えた加熱定着ローラを加工位置に搬入する搬入手段と、前記搬入手段によって加工位置に搬入されてきた加熱定着ローラの軸方向両端部を把持する把持手段と、前記把持手段によって把持された加熱定着ローラを、前記樹脂離型層の溶融温度以上に加熱する加熱手段と、前記加熱手段によって溶融温度以上に加熱された加熱定着ローラを急冷する急冷手段と、前記急冷手段によって急冷された加熱定着ローラを把持手段から受け取って搬出する搬出手段と、を備えたことを特徴とする。
この発明によれば、芯金上に樹脂離型層を形成してから、加熱、急冷することにより平滑化を図る際に、樹脂離型層表面の結晶化度が低くなり、高耐久の加熱定着ローラを連続して製造することができる。
請求項２の発明は、請求項１において、前記急冷手段は、圧縮空気を前記加熱定着ローラの表面に噴射することによって、前記加熱定着ローラを急冷することを特徴とする。
この発明によれば、圧縮空気を噴射するだけの簡便な装置を使って効果的な急冷を行うことができる。
請求項３の発明は、請求項２において、前記圧縮空気を噴射する急冷手段は、前記加熱定着ローラの軸方向全長にわたって均一な噴射が得られるスリット状の噴射ノズルを備えていることを特徴とする。
この発明によれば、加熱定着ローラ全長にわたって均一に結晶化度が低く高耐久の加熱定着ローラを提供することができる。
請求項４の発明は、請求項２又は３において、前記圧縮空気を噴射する急冷手段は、複数の噴射ノズルを備えていることを特徴とする。
この発明によれば、複数の噴射ノズルを夫々適所に配置して加熱定着ローラに対する全体的な冷却を行うので、冷却速度をより速くすることが可能になり、離型層表面のより深い所まで結晶化度を低くすることができる。
請求項５の発明は、請求項１、２、３又は４において、前記把持手段によって把持された加熱定着ローラの表面に帯電した静電気を除電する除電手段を備えることを特徴とする。
この発明によれば、加熱定着ローラ表面に帯電した静電気の影響によって、離型層が溶融状態にあるとき、空気中の塵埃が加熱定着ローラ上に付着し、不良品になるのを未然に防止することができる。
【０００７】
請求項６の発明は、請求項１乃至６において、前記把持手段は、前記加熱定着ローラの両端部を夫々把持するチャック部と、該各チャック部を回転自在に支持すると共に軸方向へ進退可能に支持された軸受ユニットと、少なくとも一方のチャック部を回転駆動するモータと、少なくとも一方の軸受ユニットを軸方向へ進退させる駆動源と、を備え、前記加熱手段は、前記各チャック部により支持された加熱定着ローラの軸方向端部開口からその内部に加熱源を着脱自在に挿着する構成を備えていることを特徴とする。
この発明によれば、定速回転した状態で加熱定着ローラの離型層を溶融することが可能になるので、ローラの表面温度が均一な状態で急冷を開始することができ、均一な結晶化度を得ることが可能になる。
請求項７の発明は、請求項６において、前記加熱源は、前記加熱定着ローラの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。
この発明によれば離型層が溶融状態になるまでの加熱昇温時間が短い、効率の良い加熱源を提供することが可能になる。
請求項８の発明は、請求項１乃至７において、前記加熱手段は、前記加熱定着ローラの外周面を加熱する加熱源を備えることを特徴とする。
この発明によれば、離型層が溶融状態になるまでの加熱昇温時間をさらに短くすることができ、生産性の高い製造装置を提供することが可能になる。
請求項９の発明は、中空円筒状の芯金の表面に樹脂離型層を備えた加熱定着ローラにおける樹脂離型層の平滑化方法であって、平滑化されていない樹脂離型層を備えた加熱定着ローラを加工位置に搬入する搬入工程と、加工位置に搬入されてきた加熱定着ローラを把持した状態で、前記樹脂離型層をその溶融温度以上に加熱する加熱工程と、前記加熱工程において溶融温度以上に加熱された加熱定着ローラを急冷する急冷工程と、前記急冷工程において急冷された加熱定着ローラを加工位置から搬出する搬出工程と、を備えたことを特徴とする。
この発明によれば、表面の結晶化度が低く高耐久の加熱定着ローラを連続して製造できる製造方法を提供することが可能になる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態としての加熱定着ローラの平滑化装置の側面図、及び加熱定着ローラの構成図であり、図２はその正面図であり、図３（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は加熱部周辺の部分拡大断面図、要部断面図、及び要部拡大図である。
本実施形態に係る平滑化装置０は、加熱定着ローラ１００を自動的に加工位置Ａに搬入してから、これを把持した状態で加熱を行い、加熱後に急冷してから、加工位置から搬出する各工程を自動的に連続して実施することを可能としたものである。平滑化装置０は、図１（ｂ）に示すように、中空円筒状の薄肉の芯金１０１の表面にプライマ層１０２、樹脂離型層１０３を順次積層した構成を備えている。樹脂離型層１０３としては、例えば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）を使用する。
本発明の平滑化装置０による加工前の加熱定着ローラ１００は、芯金表面の樹脂離型層１０３が未平滑の状態にあるため、樹脂離型層１０３の溶融温度以上に加熱してから急速冷却させることによって、樹脂離型層の結晶化度を均一に低くして平滑化し、且つ耐久性を高める。
平滑化装置０は、複数の加熱定着ローラ１００を所定のピッチにて連続的に加工位置Ａまで搬送すると共に把持手段によって把持可能な位置まで移動させる搬入手段１と、搬入手段１によって加工位置Ａに搬入されてきた加熱定着ローラ１００を一個ずつ支持する把持手段１０と、把持手段１０によって把持された加熱定着ローラ１００を離型層１０３の溶融温度以上に加熱する加熱手段２０と、加熱手段２０によって溶融温度以上に加熱された加熱定着ローラを急冷する急冷手段３５と、急冷手段３５によって急冷された加熱定着ローラを把持手段１０から受け取って搬出する搬出手段５０と、加熱定着ローラ表面上に帯電した静電気を除電するための除電手段５５と、これらを制御する図示しない制御部と、を概略備えて構成されている。
【０００９】
搬入手段１は、例えば搬送ローラ２間にエンドレスに張設されて矢印方向へ駆動されるコンベア３と、コンベア３上に所定のピッチで固定配置されたローラ受け台４と、昇降移載手段５と、を備える。コンベア３は、搬送ローラ２の内の一方を図示しないモータにより回転駆動することにより間欠駆動される。コンベア３は細幅の２本のベルトから成り、２本のベルト間には後述する昇降移載手段５が水平方向へ移動したり、上下動するための空間が確保される。
各受け台４の凹状の座には平滑化を受けていない加熱定着ローラ１００が載置され、加熱定着ローラを支持した受け台４がコンベア３の反転位置（加工位置Ａの手前）に達したときに、その直下位置に昇降移載手段５が待機しており、受け台４が停止したタイミングでワーク受け９を上昇させて受け台４上の加熱定着ローラ１００の両端部を支持し、更に受け台４より所定高さだけ持ち上げて完全に離脱させてから、後述する直動アクチュエータ７を作動させて実線で示した加工位置に移動させる。
なお、空になった受け台４上への加熱定着ローラ１００の搭載作業は、搭載位置Ｂにおいて、人手或いは搭載装置によって行う。
昇降移載手段５は、ベース６上に配置された直動アクチュエータ７、８と、ワーク受け９と、を備えている。水平方向（定着加熱ローラの径方向）への直動アクチュエータ７は、制御部からの制御によって上下方向への直動アクチュエータ８を水平方向へ進退させる。直動アクチュエータ８は制御部からの制御によってワーク受け９を上下方向へ進退させる。直動アクチュエータ７によるワーク受け９の可動範囲は、搬入用のコンベア３の右端部の下方位置から、搬出用コンベア５２の左端部の下方位置までに設定する。これにより、搬入手段１及び搬出手段５０との間のワークの受け渡しが可能となる。
【００１０】
把持手段１０は、ベース６上に配置された左右２つの水平方向への直動ガイド部材１１と、加熱定着ローラ１００の両端部を夫々着脱自在に把持するチャック部１２と、各チャック部１２を回転自在に支持する図示しない軸受を有すると共に各直動ガイド部材１１によって矢印で示す加熱定着ローラの軸方向へ進退可能に支持される軸受ユニット１３と、各軸受ユニット１３に配置されて各チャック部１２を回転駆動させるモータ１４と、各軸受ユニット１３を軸方向へ移動させる直動アクチュエータ（駆動源）１５と、を備えている。
搬入手段１から受け渡された加熱定着ローラ１００をワーク受け９上に支持した状態で直動アクチュエータ８を作動させて各チャック部１２の高さ位置まで上昇させておき、各直動アクチュエータ１５を作動させてそれまで外側に退避していた各軸受ユニット１３を加工位置Ａ側へ向けて移動させることにより、各チャック部１２のテーパー状の先端を加熱定着ローラ１００の両端の開口内に嵌合させてこれを把持する。その後、直動アクチュエータ８を下降退避させる。各軸受ユニット１３に配置されたモータ１４を同期駆動することにより、各チャック部１２は回転駆動され、把持した加熱定着ローラ１００を回転させる。なお、チャック部１２を回転させるモータは、何れか一方の軸受ユニット１３側にのみ設け、他方のチャック部は従動回転するようにしてもよい。
加熱手段２０は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、両端部をチャック部１２によって把持された加熱定着ローラ１００の内部に一方の開口端から差込み挿着される加熱源２１を備えている。加熱源２１は、例えば図示のように細長い赤外線ヒータを用いる。加熱定着ローラ１００表面の離型層をその融点以上の温度に加熱する加熱源２１の一端部には、保持部材２３ａを介して直動アクチュエータ２２のアームが固定され、この直動アクチュエータ２２により加熱源２１は加熱定着ローラ１００の開口端からその内外へ進退可能に構成されている。加熱源２１の右側の端子から延びるリード線２１ａは保持部材２３ａ、直動アクチュエータ２２のアームを介して図示しない電源と接続されている。
加熱源２１の他端には保持部材２３ｂが配置され、両保持部材２３ａ、２３ｂは、撓みに対する剛性を高めるための管状の補強部材２４により一体化されている。補強部材２４の内部には、赤外線ヒータ２５が配置されている。赤外線ヒータ２５は、両保持部材２３ａ、２３ｂによって両端部を保持されている。
【００１１】
補強部材２４の他端には、絶縁材料から成る略円錐状のガイド部材２６が設けられ、このガイド部材２６は、左側のチャック部１２内に配置した他の絶縁性ガイド部材２７のテーパー状の嵌合凹所内に着脱自在に嵌合する。ガイド部材２６の中空内部には赤外線ヒータ２５の他方の端子から延びるリード線２１ｂが位置しており、ガイド部材２６の先端開口に固定された電力供給用の電極２６ａと、電気的に接続されている。ガイド部材２７の内部には前記電極２６ａと接離可能な伸縮可動電極２７ａが配置されている。伸縮可動電極２７ａは固定基部２７ｂによって軸方向へ突出入自在に支持されると共に固定基部内のバネによって突出方向へ弾性付勢されている。伸縮可動電極２７ａは、配線２８により電源と接続されている。ガイド部材２７は、右側の軸受ユニット１３に設けた固定部２９によって固定されている。
従って、直動アクチュエータ２２の作動によってそのアームに固定された加熱源２１が、右側のチャック部１２内から加熱定着ローラ１００内に挿入され、加熱源２１の左端部のガイド部材２６が他方のガイド部材２７の凹所内に嵌合した際に、電極２６ａが伸縮可動電極２７ａと電気的に接続されて図示しない電源からの給電を受けることが可能となる。このため、加熱定着ローラ１００を内側から加熱して、樹脂離型層１０３を融点以上に加熱することができる。なお、両ガイド部材２６、２７は、加熱源２１を所定位置に位置決めするための手段でもある。
逆に、直動アクチュエータ２２の作動により、加熱源２１が右側のチャック部１２内を経て右側の軸受ユニット１３内に退避する場合には、電極２６ａと伸縮可動電極２７ａとの間の接続がスムーズに遮断され、加熱定着ローラに対する内部からの加熱が中断される。
【００１２】
急冷手段３５は、加熱工程を終了した加熱定着ローラ１００の外周面に対して圧縮エアーを噴射することによって急冷を行う手段であり、この急冷手段３５は、圧縮エアー源３６と、圧縮エアー源３６からの圧縮エアーを噴出するエアーノズル（噴射手段）３７と、を備えている。又、エアーノズル３７の近傍には、加熱中の加熱定着ローラの表面温度を非接触で測定する非接触温度計３８を配置する。非接触温度計３８は、図３（ａ）に示すように制御部１１０に計測したローラ温度を出力し、制御部１１０は測定された温度に基づいて加熱源２１の温度（ＯＮ、ＯＦＦ）を制御する。
この急冷手段３５を用いることにより、冷却速度をより速くすることができ、加熱定着ローラ表面のより深い位置まで結晶化度を低くすることができる。
エアーノズル３７として、ローラ軸方向全長に亘って均一な噴射が得られるスリット状のノズルを用いることにより、ローラ全長にわたって均一に結晶化度を低くし、高耐久とすることができる。
また、加熱定着ローラ表面に帯電した静電気を除電する除電手段５５を配置したため、静電気の影響によって離型層が溶融状態にあるときに空気中の塵埃が加熱定着ローラ表面に付着し、不良品となることを未然に防止できる。
搬出手段５０は、ローラ５１間にエンドレスに張設されたコンベア５２上に所定のピッチで固定配置されたローラ受け台５３と、を備える。コンベア５２は、搬送ローラ５１の内の一方を図示しないモータにより回転駆動することにより間欠駆動される。搬入側のコンベア３の場合と同様に、このコンベア５２も平行に離間して配置された２本のベルトから成り、ベルト間の空間を利用して昇降移載手段が加工位置とコンベア５２内部との間を自由に進退することが可能となり、搬入手段１の場合と同様にワーク受け９上のワークをローラ受け台５３上に移載することができる。各受け台５３の凹状の座には平滑化を受けた加熱定着ローラ１００が載置され、搬出される。
把持手段１０によって把持された状態にある加熱定着ローラ１００を受け台５３に移載する際には、昇降用直動アクチュエータ８を作動させてワーク受け９を上昇させて加熱定着ローラ１００の両端部を支持してから、各軸受ユニット１３を外側へ退避させる。次いで、横移動用直動アクチュエータ７を用いてワーク受け９をコンベア５２側へ移動させて、２本のベルト間の空間に進入し、停止した状態にある空の受け台５３上に加熱定着ローラを載置し、載置後にワーク受け９だけを退避させる。
【００１３】
次に、図４は、本発明の他の実施形態に係る平滑化装置の変形例を示したものであり、急冷手段３５として、急冷エアーノズル４０をローラの径方向に沿って複数個、例えば３個並列に設けた場合の実施形態である。なお、本実施形態では、急冷エアーノズル４０の数量は３個であるが、これは一例に過ぎず、これよりも多くてもかまわない。また、本実施形態では、３個並列に配置しているが、ローラ１００とノズル４０のなす角度を必要に応じて適宜調整することも可能である。
図５は、本発明の他の実施形態に係る加熱手段の構成説明図であり、加熱定着ローラ１００の外周面に急冷ノズル４０と加熱手段２０を近接配置している。加熱手段２０は、ローラ外部加熱ヒータ（加熱源）２１と、反射・防眩板４５と、を備えている。加熱手段２０と急冷ノズル４０を直動自在に可動にさせるための直動アクチュエータ４６が装備されている。
この実施形態の構成によれば、離型層１０３が溶融状態になるまでの加熱昇温時間をさらに短くすることができ、生産性の高い製造装置を提供することが可能になる。ローラ外部からの加熱手段と、ローラ内部からの加熱手段を併用しても良いし、ローラ外部からのみ加熱するようにしてもよい。
【００１４】
次に、以上の構成を備えた平滑化装置０による平滑化手順は次の通りである。
１．加熱定着ローラ１００を搭載位置Ｂにてコンベア３上の各受け台４上に順次セットする。
２．加熱定着ローラ１００がコンベア３の前進端部まで搬送されると、除電装置５５によりローラ表面上に帯電した静電気を除電する。（なお、除電は後述するチャック部により把持した状態で行っても良い。）
３．直動アクチュエータ７、８を用いて、除電を完了したローラ１００を、ワーク受け９上に移載し、チャック位置まで上昇させる（搬入工程）。
４．各直動アクチュエータ１５を作動させて各軸受ユニット１３を接近方向へ移動し、各軸受ユニット１３により支持されたチャック部１２により、ローラ１００の両端部をチャックする（把持工程）。次いで、モータ１４を作動させてローラ１００を定速回転させる。この際、直動アクチュエータ２２を作動させて右側のチャック部１２内に位置している加熱源２１をローラ１００の一端開口からローラ内部に挿入し、先端の電極２６ａを伸縮可動電極２７ａと導通させる。即ち、加熱源２１の左端部のガイド部材２６が他方のガイド部材２７の凹所内に嵌合した際に、加熱源２１が位置決めされると共に、電極２６ａが伸縮可動電極２７ａと電気的に接続されて図示しない電源からの給電を受けることが可能となる（加熱工程）。
５．加熱源２１を発熱させて所定温度まで昇温させることにより、ローラ１００を離型層１０３の融点以上の温度まで加熱させる（加熱工程）。
６．ローラ１００の樹脂離型層１０３を所定の加熱温度に昇温して溶融させた後、加熱源による加熱を停止させると同時に、エアーノズル４０からローラ周面に向けてエアーを噴出させて急冷する（急冷工程）。なお、加熱源２１は、直動アクチュエータ２２を用いて加熱停止後に（できれば冷却開始前に）、右側の軸受ユニット１３内に退避させる。
７．ローラ１００が所定の温度まで冷却された後、ローラを搬出コンベア５２の受け台５３上に移載し搬出させる（搬出工程）。
８．１〜７の工程を繰り返す。
９．樹脂離型層１０３の平滑化のための加工を完了した加熱定着ローラ１００を取出し位置Ｃにて順次取り出す。
【００１５】
（実施結果）
図６は、エアーノズル４０を１個使用し、３５０℃から急冷させたときの温度変化を示す。
この条件下では、結晶度の低い良好な樹脂離型層１０３を得ることができた。急冷開始温度を変えてみても離型層に大きな変化は発生しなかったが、３２０℃より低い温度から急冷を介しした場合には結晶化度が高くなる変化が見られたことから、３２０℃以上の温度から急冷を開始することが望ましい。
なお、本発明は、加熱定着ローラのみならず、表面が熱可塑性樹脂で被覆された円筒形状物の表面の平滑化に応用可能である。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、１ｍｍを下回る薄肉の芯金表面に形成された樹脂離型層の平滑化を、樹脂離型層を溶融温度まで加熱してから急冷することによって実施する加熱定着ローラの加工装置、及び方法において、ローラの全表面に対して均一に急冷を行うことによって、樹脂離型層の結晶化度を均一に低くし、平滑性及び耐久性を高めることができる。
即ち、請求項１記載の発明によれば、溶融温度まで加熱してから急冷した際に、加熱定着ローラの離型層の結晶化度を低くすることが可能になり、ローラの耐久性を向上させることができる。さらに、本装置単体のみを使ってバッチ処理にて加工が行えるので、既存の製造設備に何ら影響を与えることなく製造することできる効果がある。
請求項２、３記載の発明によれば、圧縮空気を噴射するだけの簡便な冷却手段を使って急冷させることが可能になる。
請求項４記載の発明によれば、複数のエアーノズルを用いるので、より冷却速度を早める効果がある。
請求項５記載の発明によれば、溶融前に事前に除電を行うので、空気中に浮遊する塵埃の付着を防ぎ、塵埃の付着による不良品の発生を未然に防ぐ効果がある。
請求項６、７記載の発明によれば、ローラ軸方向に沿った長さを有した熱源を用いているので、ローラ全長に亘って均一な加熱を行い、迅速に昇温することが可能になる。
請求項８記載の発明によれは、ローラ内部のみならず、外部からも加熱することにより、加熱昇温を一層速くすることが可能になる。
請求項９記載の発明によれば、加熱定着ローラの離型層の結晶化度を低くすることが可能になり、ローラの耐久を向上させることができる。さらに、本装置単体のみを使ってバッチ処理にて加工が行えるので、既存の製造設備に何ら影響を与えることなく製造することできる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態としての加熱定着ローラの平滑化装置の側面図、及び加熱定着ローラの構成図。
【図２】図１の正面図。
【図３】（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は加熱部周辺の部分拡大断面図、要部断面図、及び要部拡大図。
【図４】本発明の他の実施形態に係る平滑化装置の変形例を示した図。
【図５】本発明の他の実施形態に係る加熱手段の構成説明図。
【図６】急冷したときの温度変化を示す図。
【符号の説明】
Ａ  加工位置、Ｂ  搭載位置、  ０  平滑化装置、１  搬入手段、２  ローラ、３コンベア、４  ローラ受け台、５  昇降移載手段、６  ベース、７、８  直動アクチュエータ、９  ワーク受け、１０  把持手段、１１  直動ガイド部材、１２  チャック部、１３  軸受ユニット、１５  直動アクチュエータ、２０  加熱手段、２１  加熱源、２２  直動アクチュエータ、２３ａ、２３ｂ  保持部材、２４  補強部材、２５  赤外線ヒータ、２６  ガイド部材、２６ａ  電極、２７  絶縁性ガイド部材、２７  伸縮可動電極、２７ｂ  固定基部、２８  配線、２９  固定部、３５  急冷手段、３６  圧縮エアー源、３７  エアーノズル（噴射手段）、３８  非接触温度計、１００  加熱定着ローラ、１０１  芯金、１０２  プライマ層、１０３  樹脂離型層、１１０  制御部、５０  搬出手段。
【図１】
2004252228.tif 000003
【図２】
2004252228.tif 000004
【図３】
2004252228.tif 000005
【図４】
2004252228.tif 000006
【図５】
2004252228.tif 000007
【図６】
2004252228.tif 000008