JP2004324790A - ローラ部材、定着ローラ芯金、定着ローラ、定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】薄肉芯金上の周方向の膜厚偏差を小さくする。
【解決手段】芯金上に被覆層を有するローラ部材において、
前記芯金は、前記被覆層が形成される胴部６と、胴部６と一体且つ胴部６の両側方に突出する一対のジャーナル部７と、胴部６と前記ジャーナル部７との芯金軸方向の間に配置され、胴部６と同心且つ断面円形に形成されている平滑な機械加工面１１とを備えている。ブレード９と芯金１との間隔を液状シリコーンの存在（塗膜）に影響されることなく、常に一定に保つことができる。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、芯金上に被覆層を有するローラ部材に関し、特に、複写機等の画像形成装置において、転写紙等の転写材に形成されたトナー像を加熱および加圧して定着させる熱定着方式の定着装置に用いる定着ローラ、この定着ローラを備えた定着装置およびこの定着装置を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、従来の電子写真方式の画像形成装置の説明図である。従来の電子写真方式の画像形成装置１００、例えば、複写機及びレーザプリンタは、静電潜像が形成される感光体ドラム１０１、感光体ドラム１０１に接触して帯電処理を行う帯電ローラ１０２、レーザビーム等の露光手段１０３、感光体ドラム１０１の静電潜像にトナーを付着させる現像ローラ１０４、帯電ローラ１０２にＤＣ電圧を印加するためのパワーパック１０５、感光体ドラム１０１上のトナー像を記録紙１０７に転写処理する転写ローラ１０６、転写処理後の感光体ドラム１０１をクリーニングするためのクリーニング装置１０８、感光体ドラム１０１の表面電位を測定する表面電位計１０９、並びに、加熱定着ローラ１１１及び加圧ローラ１１２からなるローラ方式の熱定着装置１１０によって構成されている。
【０００３】
この電子写真方式を用いる画像形成装置１００は、回転する感光体ドラム１０１の感光体層を帯電ローラ１０２を用いて一様に帯電させた後にレーザビーム等の露光手段１０３で露光して静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーによって現像することによりトナー像とし、このトナー像を記録紙１０７上に転写し、そして、この記録紙１０７を加熱定着ローラ１１１及び加圧ローラ１１２からなるローラ方式の熱定着装置１１０に通過させてトナー像を熱定着するように構成されている。
【０００４】
このような画像形成装置１００の熱定着装置においては、アルミニウム等の金属の中空円筒体からなる芯金の外周面にトナーの粘着を防止するために被覆された四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン・パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体樹脂（ＦＥＰ）等のフッ素樹脂からなる離型層を設けた加熱定着ローラ１１１が使用されているが、この加熱定着ローラ１１１は、芯金の中空部に回転中心線に沿ってハロゲンランプ等のヒータを配置し、その輻射熱によって加熱定着ローラ１１１を内側から加熱するようになっており、そして、加熱定着ローラ１１１と加圧ローラ１１２との間に記録紙１０７を通過させることにより、記録紙１０７の上に付着しているトナーを加熱定着ローラ１１１の熱により軟化させつつ加圧して記録紙上に定着させるようになっている。
【０００５】
この芯金上にフッ素樹脂層を設けた加熱定着ローラ１１１は、離型性には優れるものの、柔軟性、弾力性に劣るため、光沢を必要とするフルカラー複写機や、フルカラーレーザプリンターに対応することができない。これら光沢画像のフルカラー複写機、レーザプリンターでは、赤（マゼンタ）、青（シアン）、黄（イエロー）、黒（ブラック）の４色のカラートナーが用いられるが、カラー画像の定着時には、これらのカラートナーを溶融状態で混合する必要があり、トナーを低融点化して溶融しやすくすると共に、加熱定着ローラ表面で、数種のカラートナーを包み込むようにして、溶融状態で、均一に混合させることが必要になる。このために定着ローラの表面に必要な特性の一つとして柔軟性が挙げられる。
【０００６】
そこで、このような定着ローラの表面層に柔軟性を付与するために、芯金（即ち、基体）の上にシリコーンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性ゴムで構成される弾性層を設けた加熱定着ローラが提案されている。このように芯金の上に弾性層を設けると、白黒画像の場合には均一な定着が可能となり、また、フルカラー画像の場合は複数のカラートナーを均一に溶融混合させることが可能になるので、光沢度、定着性などの画質諸特性を向上させることができる。
【０００７】
従来、転写材上に形成されたトナー画像を定着する方法として、一般に熱と圧力による熱定着方式が用いられている。この熱定着方式は、具体的には、転写材である記録紙上に形成されたトナー像を記録紙とともに、内部に加熱源を持った定着ローラと相対する加圧ローラの間を通過させ、その間にトナーに熱を与え、溶融を起こさせ、同時に両ローラ間の圧力によってトナー像を記録紙上に定着させるものである。
【０００８】
近年、この熱定着方式を用いる装置では、定着ローラ表面の昇温時間、いわゆるウォームアップ時間の短縮と同時に、定着画像の高画質化が望まれている。ウォームアップ時間の短縮には、定着ローラの芯金肉厚を薄くする効果が大きいが、その機能上剛性も重要であるため、あまり薄くすることはできない。即ち、薄くすると芯金の強度が低下し、加圧ローラとの押付け力によって、容易に変形するため、安定した定着画像を得ることができなくなる。
【０００９】
その対策として、本出願人は先に、特開２００２−１２６８２４や特開２００２−１２６９０４などに示す電子写真用定着ローラ芯金の加工方法を開示した。
この加工方法について、図８を参照して説明する。
【００１０】
図８は電子写真用定着ローラに用いる薄肉芯金の製造方法を示す図であり、（Ａ）は素管の端部（ジャーナル）の絞り加工工程、（Ｂ）は端面及び面取り加工工程、（Ｃ）はエンドミルによるカット工程、（Ｄ）は補強リブ形成工程、（Ｅ）は胴部切削工程をそれぞれ示す図である。
【００１１】
図８（Ａ）に示すように、先ず、素管２２′をコレットチャックｃｃで保持し、スピニングローラ４１を用いて素管２２′の端部側から中央側に向けて絞り加工する。これにより、素管２２′の両端部（図では片端部のみ示す）を所定径に形成する。
【００１２】
このとき、素管２２′の端部側から中央側に向けて絞り加工するので、即ち、外側から内側に向けて塑性加工するので、端部２７′を増肉することができる。これにより、端部が厚肉化されるので、端部の強度向上と、後述する小判カット及びＤカットとが可能となる。
【００１３】
次に、図８（Ｂ）に示すように、端面加工用バイト４３により素管２２′の端部（ジャーナル）の端面を加工する（長さを揃える）工程と、内径面取り加工用バイト４２によりワークである素管２２′を両端側から押さえるための内径面取り加工（センタ加工）する工程とを行う。
【００１４】
次に、図８（Ｃ）に示すように、エンドミル４４により素管２２′の端部（ジャーナル）の一部を除去する。即ち、端部の直径上に対向する円弧状部分を中心軸と平行に除去する、所謂小判カットを行う。また、この小判カットの代わりに片側のみ除去する、所謂Ｄカットや、Ｕ字形状に切り欠く、所謂Ｕカットを行っても良い。これらの小判カット、Ｄ カット、Ｕ字形状切欠は駆動ギアの回り止めのために形成されている。
【００１５】
次に、図８（Ｄ）に示すように、この補強リブ形成工程では、スピニングローラ４５を用いたスピニング加工による補強リブを形成する工程を行う。この工程では、後述するように、中央のリブ２５ａを最後に形成する。
【００１６】
次に、図８（Ｅ）に示すように、最後に中央のリブ２５ａが形成された素管２２′の胴部外表面を、先ず粗切削用２本組バイト４７で粗切削し、その後に仕上げ切削用バイト４８で仕上げ切削する。この切削工程では、２本の粗バイト（粗切削用ダイヤモンドバイト）により胴部の粗切削加工をする工程を行い、次いで、仕上げバイト（仕上げ切削用ダイヤモンドバイト）により、ジャーナル部２７′，２８′と胴部とを仕上げ加工する仕上げ切削工程を行う。
【００１７】
このように、薄肉芯金の内面に複数のリブを設けることで、薄肉芯金としてウォームアップ時間を確保しながら、内面のリブで薄肉芯金のつぶれを防止し、安定した定着画像を得ている。
【００１８】
また、高画質化のためには、定着ローラ表層の柔らかさが重要で、定着ローラは、芯金の外周面に、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性弾性層を形成し、さらにその外周部に、耐熱性、耐摩耗性および離型性を持つフッ素樹脂層を形成した多層構造となっている。
このような耐熱性弾性層には、その表面性確保と１本の定着ローラ内の周方向の膜厚偏差低減が重要で強く望まれている。
【００１９】
耐熱性弾性層の厚さとしては、１００μｍ〜５００μｍ程度が多く用いられており、この厚みを確保するため、いろいろなコーティング方法が取られている。
【００２０】
例えば、コーティング材を芯金表面に直接吹き付けるスプレー塗装方法は、芯金の寸法形状にならって付着するため形状的には有利であるが、上記のような厚い膜厚を得るためには何回も重ね塗りを行う必要があり、たれやはじきも起こりやすいため、均一な膜厚を確保することが難しい。
【００２１】
また、コーティング材を溜めた槽内に芯金を沈め、芯金軸方向に引き上げることで芯金表面にシリコーン層を形成するディッピング方法では、引き上げ時の速度等の調整が微妙で、膜厚管理が難しいこと、ジャーナル部へのシリコーン液の染み出しによる付着などが発生しやすいことなどの問題がある。
【００２２】
その対策として、特許第２６９１２８４号（ゴムローラ用コーティング装置）や、特開２００２−５９０６５号（コーティング装置、コーティング方法及びその方法により製造された回転体）等に示される方法がある。この方法は、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、液状シリコーンのコーティング材１０を、ブレード（ナイフ）９と回転方向１７に回転する芯金１との間に供給し、１本以上のブレードを用いて、芯金１との間隔を調整しコーティング材１０を掻き取ることで、芯金表面に任意の厚みのコーティング層を得るものである。この方法を用いれば、芯金表層に任意の厚みのコーティング層を得ることが可能となる。
【００２３】
また、本出願人は、ブレードを使った塗膜形成装置として、特願２００２−３２７３５９を先に提案した。この塗膜形成装置は、シリコーンのブレード塗装装置において、胴部の非通紙部で他の胴部より細い部分に塗膜形成装置の突き当て部材を当接して、シリコーンゴム層を形成するものである。
【００２４】
【特許文献１】
特開２００２−１２６８２４号公報
【特許文献２】
特開２００２−１２６９０４号公報
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ブレードによりコーティング材を掻き取る方法で重要なのは、ブレードと芯金との間隔を常に一定に保ちながら液状シリコーンの塗装を行うことである。
ブレードと芯金との間隔を一定に保つ手段として、ブレードと芯金との間隔を常に監視し、その変動に追従して、ブレードあるいは芯金を微小移動させながらコーティングを行う機構を設ける方法が考えられる。しかし、現実的には、塗装範囲である、芯金胴部を用いて直接ブレードと芯金との間隔を検知あるいは設定するのは、塗装膜が介在するため難しい。芯金胴部ではなくジャーナル部を用いることも考えられるが、要求される芯金寸法としての管理幅が芯金胴部とジャーナル部とで異なるため、量産加工の中で常に胴部とジャーナル部との寸法差を維持することはできない。
【００２６】
そこで、本発明は、薄肉芯金上の周方向の膜厚偏差を小さくすることができるローラ部材、定着ローラ芯金、定着ローラ、この定着ローラを備えた定着装置およびこの定着装置を備えた画像形成装置を提供することをその目的とする。
【００２７】
【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、芯金上に被覆層を有するローラ部材において、
前記芯金は、前記被覆層が形成される胴部と、該胴部と一体且つ該胴部の両側方に突出する一対のジャーナル部と、前記胴部と前記ジャーナル部との芯金軸方向の間に配置され、前記胴部と同心且つ断面円形に形成されている平滑な機械加工面とを備えていることを特徴とするローラ部材である。
【００２８】
また、請求項２の発明は、掻き取り部材により掻き取られた被覆層を芯金上に有するローラ部材において、
前記芯金は、前記被覆層が形成される胴部と、該胴部と一体且つ該胴部の両側方に突出する一対のジャーナル部と、前記胴部と前記ジャーナル部との芯金軸方向の間に配置され、前記胴部と同心且つ断面円形に形成されている平滑な機械加工面とを備えていることを特徴とするローラ部材である。
【００２９】
また、請求項３の発明は、弾性層を被覆する定着ローラ芯金において、
前記芯金は、前記弾性層が形成される胴部と、該胴部と一体且つ該胴部の両側方に突出する一対のジャーナル部と、前記胴部と前記ジャーナル部との芯金軸方向の間に配置され、前記胴部と同心且つ断面円形に形成されている平滑な機械加工面とを備えていることを特徴とする定着ローラ芯金である。
【００３０】
また、請求項４の発明は、芯金上に弾性層を有する定着ローラにおいて、
前記芯金は、前記弾性層が形成される胴部と、該胴部と一体且つ該胴部の両側方に突出する一対のジャーナル部と、前記胴部と前記ジャーナル部との芯金軸方向の間に配置され、前記胴部と同心且つ断面円形に形成されている平滑な機械加工面とを備えていることを特徴とする定着ローラである。
【００３１】
また、請求項５の発明は、電子写真装置の定着装置に備える、掻き取り部材により掻き取られた弾性層を芯金上に有する定着ローラにおいて、
前記芯金は、前記弾性層が形成される胴部と、該胴部と一体且つ該胴部の両側方に突出する一対のジャーナル部と、前記胴部と前記ジャーナル部との芯金軸方向の間に配置され、前記胴部と同心且つ断面円形に形成されている平滑な機械加工面とを備えていることを特徴とする定着ローラである。
【００３２】
また、請求項６の発明は、前記一対の平滑な機械加工面は、前記掻き取り部材と前記芯金の胴部との間隔を一定にするための基準面であることを特徴とする請求項５に記載の定着ローラである。
【００３３】
また、請求項７の発明は、前記一対の平滑な機械加工面の内、一方は芯金軸方向に対して傾斜しているテーパ面であり、且つ他方は該テーパ面と異なる角度のテーパ面であり、前記一対のテーパ面は、前記掻き取り部材が芯金軸方向に係合するためのものであることを特徴とする請求項６に記載の定着ローラである。
【００３４】
また、請求項８の発明は、前記一対の平滑な機械加工面は、各々芯金軸方向の少なくとも一部が異なる角度のテーパ面の組み合わせにより凹状又は凸状に形成され、該凹状又は凸状のテーパ面は、前記掻き取り部材が芯金軸方向に係合するためのものであることを特徴とする請求項６に記載の定着ローラである。
【００３５】
また、請求項９の発明は、請求項４〜８の何れかに記載の定着ローラを備えた定着装置である。
【００３６】
また、請求項１０の発明は、請求項９に記載の定着装置を備えた画像形成装置である。
【００３７】
【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は本発明に用いる定着ローラの基本的な構成を示す断面図である。
図１に示すように、この定着ローラの基本的な構成は、ローラ断面中心側から、芯金部材である芯金１、第１接着層２、弾性層３、第２接着層４、および離型層５を順次有している。
【００３８】
芯金１は、アルミニウム合金の外径φ４０ｍｍで、定着ローラとして立上り時間も重要なため、薄肉化しており、胴部肉厚０．４ｍｍとする。ジャーナル部は、立上り時間よりも強度重視のため、１ｍｍ以上とする。
【００３９】
この芯金１は、図８に示したように、絞りローラであるスピニングローラ４１による絞り加工によって素管２２′の両端部を縮径して、図２に示すように、ジャーナル部７を成形しているものである。スピニングローラ４１によるジャーナル部の成形は、加工油や洗浄剤の不要な乾式で行え、かつ、胴部保持で加工が行われるため、芯金１の同軸度を確保できる工法である。多くの場合、縮径加工はスウェージ加工が用いられ、加工タクトは短いが、加工油の使用や洗浄工程が必須であること、両端を同時には行わず、とんぼ加工を行うため、同軸度の確保が難しいことなどが課題として挙げられる。
【００４０】
芯金１のジャーナル部７の外径は、φ２０ｍｍ〜φ３０ｍｍが多く用いられているので、φ４０ｍｍの胴部６との間に必ず段差部８ができる。スピニングローラ４１によるジャーナル部７の成形では、図２に示すように、この段差部８の形状が胴部６側からジャーナル部７に向かって細くなる、円錐形状をしている。
【００４１】
本発明者らは、この円錐形状した段差部８に注目した。この段差部８の中に、平滑な機械加工面１１（図３参照）を設け、その外径寸法を胴部６の外径寸法に対して正確に追従させて仕上げることで、弾性層製作時にコーティング装置の掻き取り部材であるブレード９と芯金１との間隔設定あるいは間隔検知用の基準面（ならい面）として使用する。前記平滑な機械加工面１１は胴部６と同心且つ断面円形に形成されている。
【００４２】
この場合、コーテォング装置のブレード９は加圧手段（図示せず）によって芯金１側に押付けられる状態になっている。加圧手段としては、例えば、ばね、スプリング、ゴム等の弾性体、エアー圧による加圧手段等の加圧手段を用いることができる。（図４参照）
【００４３】
前記平滑な機械加工面１１を形成するには、切削加工、研削加工又は研磨加工により行う。即ち、平滑な機械加工面１１とは、切削加工面、研削加工面又は研磨加工面のことをいう。
【００４４】
芯金１上の平滑な機械加工面１１とブレード９との間隔を検知する手段としては、非接触の変位計（図示せず）を用いる方法がある。ブレード９側に固定した変位計からレーザを平滑な機械加工面１１に当て、常にこの間隔１６を検知させ、この変動に追従して、ブレード９側あるいは芯金１側を微小移動させることで、ブレード９と芯金１との間隔を一定に保ち、弾性層厚さを確保する。
【００４５】
ブレード９と芯金１との間隔を直接設定する方法としては、図４に示すように、ブレード９側に、平滑な機械加工面１１に接触させる突き当て部材１２を取り付け、常にこの突き当て部材１２を芯金１上の平滑な機械加工面１１に接触させることで、機械的に間隔を設定できる。この場合、芯金１側あるいはブレード９側の移動が容易にできるように、バネ力やエアー圧等で常に両部材を押し付けておく必要がある。
【００４６】
平滑な機械加工面１１の軸方向幅としては、１ｍｍ以上あれば、基準として容易に使用できるが、この幅については、全く任意で問題ない。平滑な機械加工面１１の外径寸法に関しては、胴部６の外径寸法より小さい寸法であれば後工程の塗装工程で治具等と干渉することは無い。逆に、ジャーナル部７の径より小径にするとジャーナル部７の根元がより小径となるため強度的に不利となり現実的ではない。
よってこの平滑な機械加工面１１は胴部６の外径より小さく、ジャーナル部７の外径より大きい寸法であることが望ましい。
【００４７】
この平滑な機械加工面１１は、切削加工によって仕上げており、胴部６の切削加工と同時加工を行うことで、胴部６の外径寸法と平滑な機械加工面１１の外径寸法との差および振れを常に一定に確保する。このことにより、胴部６の外径寸法が変化しても、それに追従して平滑な機械加工面１１の外径寸法も変化するので、この差は常に一定で、この平滑な機械加工面１１を基準面として、芯金１の胴部６に液状シリコーンのコーティング加工を行なえば、芯金１の胴部６の外径とブレード９との距離を一定に保ちながら、狙いの膜厚を持ったコーティング層（弾性層３）を得られる。
【００４８】
胴部６とジャーナル部７との段差部に平滑な機械加工面１１を設置するための絞り加工は、従来の絞りローラによる絞り加工での成形時の軌跡の調整で設定できるので、加工時間の増加にはならない。もちろん、他工法である、スウェージング工法でも成形可能である。両加工法とも、平滑な面を得るために、次工程として切削加工を行う。芯金１の材質によって、研削加工でも問題ない。
【００４９】
さらに、この平滑な機械加工面１１は、製品としての定着ローラには直接的には不要な部分であることから、寸法管理が不要で、量産工程での工数追加にもならない。胴部６の外径に追従して平滑な機械加工面１１の寸法を調整できる切削加工ＮＣプログラムを設定することで、胴部６の外径寸法の管理で容易に対応できる。
【００５０】
本発明に係る一実施形態の芯金を定着ローラとして使用するためには、以下の工程を行い完成させる。
芯金胴部とジャーナル部１との段差部８に平滑な機械加工面１１を設けた芯金１の胴部６の外周面、ジャーナル部７の外周面および本発明に係る平滑な機械加工面１１を仕上切削加工することで、芯金形状を完成させる。そして、この芯金１の表面に弾性層３等を積層していく。先ず、芯金１の表面に第１接着層２を設け、この第１接着層２の上に弾性層３を設け、弾性層３には耐熱性が要求されるため、シリコーンゴムやフッ素ゴムが用いられる。そして、この弾性層３上に第２接着層４を設け、最外層として離型性樹脂層である離型層５を形成させ完成させる。離型層５には、ＰＴＦＥやＰＦＡなどを用いる。
【００５１】
芯金１の形状としては、特開２００２−１２６９０４や特開２００２−１２６８２４で示したようなリブ付でもいいし、もちろん、リブなしでも問題ない。
【００５２】
以上のように、平滑な機械加工面を芯金の胴部とジャーナル部との間に設けたので、ブレード９と芯金１との間隔１６を液状シリコーンの存在（塗膜）に影響されることなく、常に一定に保つことができるので、シリコーン膜厚偏差の小さい定着ローラを得ることができる。
【００５３】
即ち、液状シリコーンのコーティング材を、ブレード９と回転する芯金１との間に供給し、ブレード９と芯金１との間隔１６を調整して、芯金表面に任意の厚みのコーティング層を得る方式において、ブレード９と芯金１との間隔を液状シリコーンの存在（塗膜）に影響されることなく、常に一定に保つことができるので、シリコーン膜厚偏差の小さい定着ローラを容易に製作できる。
【００５４】
上述したように、本発明では、定着ローラ芯金の胴部６の端部とジャーナル部７との間に、平滑な機械加工面１１を設けている。この平滑な機械加工面１１は、定着ローラとしての使用時には、記録紙とトナー像を加熱加圧する動作には直接関連しない部分である。
【００５５】
図５は、本発明に係る第２実施形態の定着ローラの芯金形状を示す図である。
図５に示すように、コーティング装置側の突き当て部材１２を平滑な機械加工面１１に接触させる場合、この平滑な機械加工面１１は、幅方向に傾斜していてもよい。両端部で相対する形状とすることで、芯金軸方向でのブレード９と芯金１とのずれを拘束できるので、シリコーン膜厚の安定したコーティング層が得られる。
【００５６】
即ち、図５に示すように、コーティング装置の一端側（左端部側）の突当て部材１２の先端部に傾斜（左端部側が狭くなるテーパ面）をつける。この傾斜の角度と逆の角度の傾斜（右端部側が狭くなるテーパ面）を他端側（右端部側）の突当て部材１２に設ける。すなわち、コーティング装置のブレード９の両側において、相対する状態に突当て部材１２が位置する。さらに、この傾斜に合わせて定着ローラの芯金段差部を、傾斜した平滑な機械加工面１３に形成する。前記平滑な機械加工面１３は胴部６と同心且つ断面円形に形成されている。
【００５７】
このように組み合わせることで、突当て部材１２で芯金段差部を外側から挟み込む状態となるため、芯金軸方向での芯金１の胴部６とブレード９との位置を決定することができるので、シリコーン塗装時にずれが生じることなく、均一なシリコーン膜厚を得ることができる。
【００５８】
この角度は、芯金軸方向に対し、３０°以下が好ましい。これ以上になると、芯金段差部に押付ける突当て部材の押付け力を強めても軸方向に逃げてしまい、一定の力で押し当てることができなくなる恐れがある。
【００５９】
図６は、本発明に係る第３実施形態の定着ローラの芯金形状を示す図である。
図６に示すように、断面が凸形状（図６（Ｂ）参照）の平滑な機械加工面１５あるいは断面が凹形状（図６（Ａ）参照）の平滑な機械加工面１４でも、同様の効果が得られる。もちろん、Ｒ形状も適用できる。前記平滑な機械加工面１４及び平滑な機械加工面１５は胴部６と同心且つ断面円形に形成されている。
【００６０】
図６に示すように、定着ローラ用の芯金１の胴部６の長さはジャーナル部７の長さなどに比べ余裕をもっており、量産の中では１ｍｍ程度の変動が十分に考えられる。そのため、図５のように、コーティング装置の突当て部材１２を芯金段差部（平滑な機械加工面）に両側を的確に接触させられない場合が起こりうる。
【００６１】
その対策として、図６のように、突当て部材１２と芯金段差部（平滑な機械加工面）の形状を相対した凹凸形状とする。
図６（Ａ）に示すように、コーティング装置の突当て部材１２の先端形状を凸形状とし、芯金段差部（平滑な機械加工面）の形状を突当て部材１２と組み合わさるように凹形状とする。今の場合、芯金胴部長さの変動を吸収することを目指しているので、片側のみをこの凹凸形状として、もう片側については、芯金軸方向に拘束しないように、傾斜や凹凸のない平坦な形状とする。
【００６２】
このように、基準とする片側の突当て部材１２と芯金段差部（平滑な機械加工面）とを組合せ，設定することで、芯金１の胴部６の長さが変動しても、それに影響されること無く、シリコーン塗装時に芯金１の胴部６とブレード９との距離を常に一定に確保できるので、均一なシリコーン膜厚さが得られる。
【００６３】
芯金強度からみた場合、図６（Ａ）のように芯金段差部を凹とすると、定着ローラとしての使用時に集中荷重がかかり、最悪の場合、破損する恐れも考えられることから、図６（Ｂ）に示すように、芯金段差部を凸形状として、ブレード装置突当て部材を凹形状とすることで、使用時に大きな力が作用する場合には、最適である。
【００６４】
また、図６のように凹凸形状とすることで、ブレード装置の突当て部材１２を芯金段差部に強く押し当てても、押当て部材１２が芯金軸方向に容易には動けないので、正確に押し当てることができる。シリコーンゴムの粘度が高い場合には、特に有効である。
もちろん、凹凸の形状は、図６のように頂点を持っていてもいいし、頂点を持たないＲ形状や台形形状でも問題なく、同様の効果を得られる。
【００６５】
この平滑な機械加工面１１は、定着ローラとしての使用時には、記録紙とトナー像を加熱加圧する動作には直接関連しないが、例えば、定着ローラ使用時の軸方向温度管理を精密に行いたい場合に、この平滑な機械加工面１１に温度検知手段を接触させて用いてもよい。この平滑な機械加工面１１を用いれば、加熱加圧する部位（胴部６）とは異なるため、接触による胴部６の表面劣化の恐れがない。
【００６６】
本発明は、画像形成装置に用いられる定着ローラとして、使用される。この定着ローラの加熱源として多くは、ハロゲンヒータを用いているが、特開２００１−２４２７３２や特開２００１−１３８０５に記載の誘導加熱方式を用いても問題ない。例えば、芯金１の内部にボビンに巻回した加熱用コイルを配置して渦電流を発生させて芯金１を加熱することができる。
【００６７】
また、加熱源への電力供給は、商用電源から行われているが、補助電源を設け、この補助電源から電力供給することも可能である。補助電源としては、特開２００２−１７４９８８に開示されているような電気２重層コンデンサを利用するのが好ましい。この電気２重層コンデンサは、例えば有機溶媒系電気二重層コンデンサを複数個接続したものが用いられる。
【００６８】
上記説明では、高額な設備を使用しないことを前提として本発明を現しているが、当然、本発明の平滑な機械加工面１１を基準面（ならい面）として、レーザ測定機や変位計等を使った、非接触での測定（検知）に用い、ブレード９と芯金１との距離を駆動装置で調整し、コーティング膜を形成してもよい。さらに、コーティング装置としてブレード９を用いず、別手段で所定のコーティング膜厚を得るための基準面として使用しても、かまわない。
【００６９】
以上のように、シリコーンゴムやＰＦＡの塗装範囲である胴部６の外に、液状シリコーンのコーティング装置における、芯金までの距離（間隔）を設定あるいは検知する部位として平滑な機械加工面１１、１３〜１５を設けたので、この平滑な機械加工面１１、１３〜１５を用いて、塗装された塗膜と干渉することなく、ブレード９と胴部６との間隔を常に維持でき、その結果、芯金１の表面に所望の膜厚のコーティング層を得ることができる。
【００７０】
また、芯金１の胴部６の外径と平滑な機械加工面１１、１３〜１５とを同時加工することにより、芯金１の胴部６の外径寸法と平滑な機械加工面の振れおよび外径寸法差を一定に製作することができるので、コーティング装置のブレード９と芯金１との距離設定あるいは検知の基準として、この平滑な機械加工面１１、１３〜１５を使用でき、容易に芯金表面に所望の厚みのコーティング層を得ることができる。
【００７１】
また、平滑な機械加工面１１を用いて、液状シリコンコーティング装置のブレード９と芯金１との間隔を検知あるいは設定する手段を操作し、ブレード９と芯金１との間隔を調整して芯金表面に任意の厚みのコーティング層を形成することによって、コーティング装置に用いたブレード両端部の突き当て部材１２を、この平滑な機械加工面に接触させながらコーティングすることができるので、容易に芯金表面に所望の厚みのコーティング層を得ることができる。
【００７２】
平滑な機械加工面において、この面が芯金軸方向に傾きを持っている定着ローラによって、コーティング装置に用いたブレード両端部の突き当て部材形状を、平滑な機械加工面の傾斜と合わせ接触させることで、芯金軸方向での芯金とブレードとの動きを拘束できるので、芯金とブレードの位置関係が一定になり、常に安定した所望のコーティング膜厚を確保できる。
【００７３】
平滑な機械加工面において、この面を凸形状あるいは凹形状としたことによって、コーティング装置に用いたブレード両端部の突き当て部材形状を、平滑な機械加工面の凹凸と組み合わせ接触させることで、芯金軸方向での芯金とブレードとの動きを拘束できるので、芯金とブレードの位置関係が一定になり、常に安定した所望のコーティング膜厚を確保できる。
なお、本発明は上記実施例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。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜１０の何れかに記載の発明によれば、薄肉芯金上の周方向の膜厚偏差を小さくすることができるという効果を有する。
また、請求項２の発明によれば、掻き取り部材により掻き取られた薄肉芯金上の被覆層における周方向の膜厚偏差を小さくすることができるローラ部材を得ることができるという効果を有する。
また、請求項３の発明によれば、掻き取り部材により掻き取られた薄肉芯金上の弾性層における周方向の膜厚偏差を小さくすることができる定着ローラ芯金を得ることができるという効果を有する。
また、請求項４〜６の何れかに記載の発明によれば、掻き取り部材により掻き取られた薄肉芯金上の弾性層における周方向の膜厚偏差を小さくすることができる定着ローラを得ることができるという効果を有する。さらに、薄肉芯金に均一な弾性層を形成することが出きるので、芯金を薄くしてウォームアップ時間の短縮を図っても、安定した定着画像を得ることができ、高画質化を図ることができる。
また、請求項７の発明によれば、さらに、芯金と掻き取り部材との動きを芯金軸方向に拘束できるので、芯金と掻き取り部材との位置関係が一定になり、常に安定した所望の膜厚の弾性層を有する定着ローラを得ることができる。
また、請求項８の発明によれば、コーティング装置に用いた掻き取り部材の形状を、平滑な機械加工面の凹凸と組み合わせ接触させることで、芯金軸方向での芯金と掻き取り部材との相対的な動きを拘束できるので、芯金と掻き取り部材との位置関係が一定になり、常に安定した狙い通りのコーティング膜厚を確保できる。
また、請求項９の発明によれば、請求項４〜８の何れかに記載の定着ローラを備えた定着装置であるので、芯金を薄くしてウォームアップ時間の短縮を図っても、安定した定着画像を得ることができ、高画質化を図ることができる。
また、請求項１０の発明によれば、請求項９に記載の定着装置を備えた画像形成装置であるので、芯金を薄くしてウォームアップ時間の短縮を図っても、安定した定着画像を得ることができ、高画質化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いる定着ローラの基本的な構成を示す断面図である。
【図２】芯金形状の従来例を示す図である。
【図３】本発明に係る第１実施形態の定着ローラの芯金形状を示す図である。
【図４】図３の定着ローラの芯金のコーティング状態を示す図である。
【図５】本発明に係る第２実施形態の定着ローラの芯金形状を示す図である。
【図６】本発明に係る第３実施形態の定着ローラの芯金形状を示す図である。
【図７】従来の電子写真方式の画像形成装置の概略図である。
【図８】電子写真用定着ローラ芯金の加工方法を示す図である。
【図９】従来のコーティング装置の要部を示す図である。
【符号の説明】
１ 芯金
２ 第１接着層
３ 弾性層（コーティング膜）
４ 第２接着層
５ 離型層
６ 胴部
７ ジャーナル部
８ 段差部
９ ブレード（掻き取り部材）
１０ コーティング材
１１ 平滑な機械加工面
１２ 突き当て部材
１３ 平滑な機械加工面
１４ 平滑な機械加工面
１５ 平滑な機械加工面
１６ 間隔
１７ 回転方向

Claims (10)

1. 芯金上に被覆層を有するローラ部材において、
   前記芯金は、前記被覆層が形成される胴部と、該胴部と一体且つ該胴部の両側方に突出する一対のジャーナル部と、前記胴部と前記ジャーナル部との芯金軸方向の間に配置され、前記胴部と同心且つ断面円形に形成されている平滑な機械加工面とを備えていることを特徴とするローラ部材。
2. 掻き取り部材により掻き取られた被覆層を芯金上に有するローラ部材において、
   前記芯金は、前記被覆層が形成される胴部と、該胴部と一体且つ該胴部の両側方に突出する一対のジャーナル部と、前記胴部と前記ジャーナル部との芯金軸方向の間に配置され、前記胴部と同心且つ断面円形に形成されている平滑な機械加工面とを備えていることを特徴とするローラ部材。
3. 弾性層を被覆する定着ローラ芯金において、
   前記芯金は、前記弾性層が形成される胴部と、該胴部と一体且つ該胴部の両側方に突出する一対のジャーナル部と、前記胴部と前記ジャーナル部との芯金軸方向の間に配置され、前記胴部と同心且つ断面円形に形成されている平滑な機械加工面とを備えていることを特徴とする定着ローラ芯金。
4. 芯金上に弾性層を有する定着ローラにおいて、
   前記芯金は、前記弾性層が形成される胴部と、該胴部と一体且つ該胴部の両側方に突出する一対のジャーナル部と、前記胴部と前記ジャーナル部との芯金軸方向の間に配置され、前記胴部と同心且つ断面円形に形成されている平滑な機械加工面とを備えていることを特徴とする定着ローラ。
5. 電子写真装置の定着装置に備える、掻き取り部材により掻き取られた弾性層を芯金上に有する定着ローラにおいて、
   前記芯金は、前記弾性層が形成される胴部と、該胴部と一体且つ該胴部の両側方に突出する一対のジャーナル部と、前記胴部と前記ジャーナル部との芯金軸方向の間に配置され、前記胴部と同心且つ断面円形に形成されている平滑な機械加工面とを備えていることを特徴とする定着ローラ。
6. 前記一対の平滑な機械加工面は、前記掻き取り部材と前記芯金の胴部との間隔を一定にするための基準面であることを特徴とする請求項５に記載の定着ローラ。
7. 前記一対の平滑な機械加工面の内、一方は芯金軸方向に対して傾斜しているテーパ面であり、且つ他方は該テーパ面と異なる角度のテーパ面であり、前記一対のテーパ面は、前記掻き取り部材が芯金軸方向に係合するためのものであることを特徴とする請求項６に記載の定着ローラ。
8. 前記一対の平滑な機械加工面は、各々芯金軸方向の少なくとも一部が異なる角度のテーパ面の組み合わせにより凹状又は凸状に形成され、該凹状又は凸状のテーパ面は、前記掻き取り部材が芯金軸方向に係合するためのものであることを特徴とする請求項６に記載の定着ローラ。
9. 請求項４〜８の何れかに記載の定着ローラを備えた定着装置。
10. 請求項９に記載の定着装置を備えた画像形成装置。

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