(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にオイルが充填され、このオイルを外部に放出できる放出穴を周壁に有する中空円筒体と、この中空円筒体の内壁と接して積層された、加圧によって変形可能、かつ圧力を解除することにより形状を回復可能なオイル吸収材と、このオイル吸収材を加圧可能な加圧部材と、この中空円筒体の外壁に巻着されたオイル規制材とを備えたことを特徴とするオイル塗布ロール。
【請求項２】
オイル吸収材がスポンジ又は不織布からなることを特徴とする、請求項１に記載のオイル塗布ロール。
【請求項３】
加圧部材が、中空円筒体の軸から略放射状に延びるブレード状物からなることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のオイル塗布ロール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリなどの電子写真装置に含まれている定着ロール及び／又は加圧ロールに、オイルを塗布できるロールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真装置においては、図１に示すように、定着ロール１と加圧ロール２との間に、トナー４の転写された紙やフィルムなどの被定着物５を通すことにより、トナー４を被定着物５に定着させる方法が採用されている。この方法によると、トナー４の定着時において定着ロール表面にトナー４が残留し、オフセットを生じるという問題が発生するため、トナー４が定着ロール表面に残留しにくいように、定着ロール１にオイル６を塗布している。
【０００３】
この定着ロール１にオイル６を塗布する手段の１つとして、図２に示すような、内部にオイル６を充填した、このオイル６を外部に放出可能な放出穴７を周壁に有する中空円筒体８の外壁に、オイル６の流出量を規制する規制層９、及びオイル６を塗布すると同時にトナー４を払拭できるクリーニング層１０を順に巻着したオイル塗布ロール３があった。
【０００４】
このオイル塗布ロール３は、定着ロール１又は加圧ロール２との接触箇所における熱によって中空円筒体内の空気が膨張し、この空気の膨張による内圧の上昇によってオイル６を押し出している。そのため、中空円筒体中のオイル量が内部空間体積の３０％程度になると、膨張した空気を放出できる放出穴７が多くなり、中空円筒体内の内圧が十分に上昇しないため、オイル６を押し出すことができず、オイル６が中空円筒体内に残留しているにもかかわらず、オイル塗布ロール３を交換しなければならず、資源上、環境上、或は経済上の問題があった。
【０００５】
また、オイル塗布ロール３は定着ロール１又は加圧ロール２の回転に従動するのが一般的であるため、定着ロール１又は加圧ロール２が停止している時には、オイル塗布ロール３も停止していることになるが、オイル塗布ロール３の定着ロール１又は加圧ロール２との接触箇所における温度が８０〜２００℃程度の高温であることから、オイル６の粘度が低下して重力により中空円筒体８の下方からオイル６が流出しやすいため、停止後にオイル塗布ロール３が定着ロール１又は加圧ロール２に従動すると、中空円筒体８の下方に相当する箇所からは多量のオイル６を塗布し、中空円筒体８の上方に相当する箇所からは少量のオイル６を塗布することになるため、オイル６を均一に塗布できないという問題もあった。
【０００６】
更には、前述のように、オイル塗布ロール３は定着ロール１又は加圧ロール２との接触箇所の熱による中空円筒体内の圧力の上昇によってオイル６を押し出しており、接触箇所における温度が異なるとオイル６の放出量が変わってくるため、どのような機種に対しても同量のオイル放出量とするためには、オイルの粘度や規制層９を調節するなどの必要が生じ、汎用性がないという問題もあった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、中空円筒体内に充填されたオイルをほぼ全量、均一に塗布することができ、しかも定着ロール１又は加圧ロール２の表面温度によってオイル塗布量が左右されない、汎用性に優れたオイル塗布ロールを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のオイル塗布ロールは、内部にオイルが充填され、このオイルを外部に放出できる放出穴を周壁に有する中空円筒体と、この中空円筒体の内壁と接して積層された、加圧によって変形可能、かつ圧力を解除することにより形状を回復可能なオイル吸収材と、このオイル吸収材を加圧可能な加圧部材と、この中空円筒体の外壁に巻着されたオイル規制材とを備えたものである。
【０００９】
このように、本発明のオイル塗布ロールは、オイルを吸収したオイル吸収材を加圧部材によって加圧することにより、強制的にオイルを中空円筒体内からオイルを放出できるため、中空円筒体内に充填したオイルのほぼ全量を放出して、定着ロール又は加圧ロールに塗布することができる。よって、従来よりも長期間使用することができる。
【００１０】
また、本発明のオイル塗布ロールは加圧部材の加圧によって機械的にオイルを放出しており、オイル塗布ロールの定着ロール又は加圧ロールとの接触箇所における温度によってオイルを放出している訳ではないので、常に同量のオイルを放出でき、汎用性に優れている。
【００１１】
また、本発明のオイル塗布ロールは中空円筒体の内壁と接してオイル吸収材が積層されており、このオイル吸収材によってオイルが保持されるため、オイル塗布ロールが停止した状態においても、中空円筒体からオイルがほとんど流出しない。したがって、オイル塗布ロールが定着ロール又は加圧ロールに従動した際にのみ、中空円筒体からオイルが放出されるため、均一にオイルを塗布することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のオイル塗布ロールについて、図３〜図６を参照しながら説明する。
【００１３】
本発明の中空円筒体１８は定着ロール１又は加圧ロール２に塗布するオイル１６を貯蓄するものであり、オイル１６を徐々に放出できるように、周壁に放出穴１７を有している。この中空円筒体１８としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ステンレス、一般鋼材や、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、６ナイロン、６６ナイロン、アクリル、ポリ塩化ビニル、酢酸ビニルなどの熱可塑性樹脂、フェノール、エポキシなどの熱硬化性樹脂、或はセルロース系の高分子物や、この高分子物を粉末や繊維によって強化した高分子複合体や、セラミックなどからなるものを使用できる。これらの中でも、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ステンレス、或は一般鋼材は寸法安定性及び強度の点で優れているため、好適に使用できる。
【００１４】
この中空円筒体１８の放出穴１７は、作為的に開孔させたものであっても良いし、セラミックスリーブのように、自然的に開孔した無数の放出穴からなるものであっても良い。なお、作為的に開孔する場合には、１個あたりの放出穴１７の面積が７×１０−４〜３×１０−２ｃｍ２であるのが好ましく、また、放出穴１７は中空円筒体１８の幅方向、円周方向のいずれに対しても、５〜８０ｍｍ程度の規則正しい、又は任意のピッチで配置するのが好ましい。
【００１５】
この中空円筒体１８の両端はオイル１６が漏出しないように閉鎖されており、使用前の状態で、中空円筒体１８の内部空間体積の９０％程度に相当する量のオイル１６が充填されている。このオイル１６としては、例えば、メチルシリコーンオイル、ジメチルシリコーンオイル、エチルシリコーンオイル、フェニルシリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、３，３，３−トリフロロプロピルシリコーンオイルなどを使用できる。これらの中でも、離型性に優れ、しかもコスト的に有利なジメチルシリコーンオイルが好適に使用できる。
【００１６】
また、オイル１６の粘度は特に限定するものではないが、温度２５℃において、１００〜３００，０００センチストークスであるのが好ましい。なお、本発明においては、従来のオイル塗布ロールでは残留しやすかった、６０，０００センチストークス以上の高粘度のオイルであっても使用できるという特長がある。これは加圧部材によって強制的にオイルを放出できるためである。
【００１７】
このような中空円筒体１８には、内壁と接してオイル吸収材１２が積層されている。このオイル吸収材１２はオイル１６を吸収し、オイル塗布ロール１３が停止している時には中空円筒体１８からオイル１６を流出させず、オイル塗布ロール１３が回転している時にのみ後述の加圧部材の加圧によって中空円筒体１８からオイルを放出するため、均一にオイル１６を塗布することができる。なお、このオイル吸収材１２は後述の加圧部材１１の加圧によって、オイルの放出を繰り返す必要があるため、加圧によって変形可能、かつ圧力を解除することにより形状を回復可能である必要がある。
【００１８】
本発明のオイル吸収材１２は上記のような働きをするために、オイル塗布ロール１３の寿命がきた時点において、加圧部材１１によって加圧されていない箇所におけるオイル吸収材１２の厚さが、加圧部材１１の先端部と中空円筒体１８の内壁との間隔よりも大きいものである。このオイル塗布ロール１３の寿命とは、オイル１６の残存量が中空円筒体１８の内部空間体積の２０％以下であり、かつ、このオイル塗布ロール１３を設置した電子写真装置の使用中に、定着ロール１と加圧ロール２とが設置された定着部において、被定着物５（例えば、紙）が詰まった時点をいう。
【００１９】
このようなオイル吸収材１２としては、例えば、発泡体、不織布などがある。より具体的に、前者の発泡体としては、シリコーン発泡体、ポリエステル発泡体、エチレン−酢酸ビニル発泡体、アクリルゴム発泡体、フッ素ゴム発泡体などを使用でき、後者の不織布としては、繊維径０．１〜２０μｍ程度からなる、見掛密度０．１〜０．８ｇ／ｃｍ３程度のものを使用できる。この不織布を構成する繊維としては、オイル塗布ロール１３の定着ロール１又は加圧ロール２との接触による熱によって劣化しないものであるのが好ましく、より具体的には連続耐熱温度が１５０℃以上のポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ビニロン繊維、アクリル繊維、塩化ビニル繊維、芳香族ポリアミド繊維、炭素繊維、フッ素繊維；ウレタン繊維などの高弾性繊維；高密度ポリエチレン繊維、酸化アクリル繊維、超高分子量ポリエチレン繊維などの高強度繊維を使用できる。なお、不織布構成繊維は単一成分からなる必要はなく、２成分以上からなる、接着性、巻縮発現性などを有する複合繊維も使用できる。
【００２０】
なお、不織布の製造方法としては、例えば、乾式法又は湿式法により形成した繊維ウエブを、ニードルパンチや水流などによって絡合する方法、バインダーにより部分的に又は全面的に接着する方法、繊維ウエブ構成繊維を部分的に又は全面的に融着する方法などを使用できるが、これらの中でも圧力解除後の形状回復性に優れる、バインダーによる接着方法が好適である。なお、使用できるバインダーとしては、例えば、アクリル系、ポリエステル系、塩化ビニル系、シリコーン系、エチレン−酢酸ビニル系、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体などを使用できる。
【００２１】
本発明のオイル吸収材１２の厚さは、必要とするオイル塗布量によって異なるが、一般的に０．５〜２ｍｍであるのが好ましい。
【００２２】
このオイル吸収材１２の積層方法は、例えば、中空円筒体１８の内径よりもやや大きい外径を有するオイル吸収材１２をはめ込み、オイル吸収材１２の形状回復性を利用しても良いし、中空円筒体１８の内径とほぼ同じ外径を有するオイル吸収材１２を、接着剤を介して中空円筒体１８に接着しても良いし、或はこれらを併用しても良い。
【００２３】
なお、作為的に形成した放出穴１７を有する中空円筒体１８を使用する場合には、この中空円筒体１８の放出穴１７の存在する箇所のみにオイル吸収材１２を積層しても良い。
【００２４】
本発明のオイル塗布ロール１３においては、このオイル吸収材１２を加圧可能な加圧部材１１を備えているため、この加圧部材１１の加圧によって、中空円筒体内に充填したオイル１６のほぼ全量を定着ロール１又は加圧ロール２に塗布することができ、しかもオイル塗布ロール１３の定着ロール１又は加圧ロール２との接触箇所における温度に左右されることなく、一定量のオイルを塗布することができる。
【００２５】
この加圧部材１１としては、例えば、図３及び図４に示すような、中空円筒体１８の軸から略放射状に延びるブレード状物を使用できる。なお、図３及び図４に示す加圧部材１１は、中空円筒体１８の軸から略放射状に延びる１つのブレード状のものであるが、中空円筒体１８の軸から２つ以上延びるブレード状のものであっても良い。
【００２６】
この加圧部材１１は、その軸芯の少なくとも一端（好適には両端）を中空円筒体１８の軸芯から突出させて、固定したものでも良いし、中空円筒体１８の回転速度よりも速く、又は遅く回転できるものであっても良い。前者の方が構造が簡単で、しかも電力を必要としないので、より好適である。
【００２７】
なお、加圧部材１１の軸芯を中空円筒体１８の軸芯から突出させる場合、軸芯同士の間からオイル１６が漏出しないように、軸芯同士の間に、シリコーンゴムなどの弾性体で封鎖するのが好ましい。また、加圧部材１１の軸芯が回転しないように、又は回転しやすいように、少なくとも軸芯の端部の横断面を半円形などの異形断面とするのが好ましい。
【００２８】
この加圧部材１１は中空円筒体１８を構成する材料と同様の材料から構成することができる。
【００２９】
本発明のオイル塗布ロール１３は、この加圧部材１１によってオイル吸収材１２を加圧し、オイル吸収材１２を変形させてオイル１６を放出させているため、加圧部材１１とオイル吸収材１２との摩擦によってオイル吸収材１２が損傷しにくいように、加圧部材１１におけるオイル吸収材１２と当接する箇所を、図５に横断面拡大図を示すように、先端部を丸めたＶ字形状にしたり、図６に横断面拡大図を示すように、先端部にボールや円柱状コロを挿入したり、加圧部材１１の少なくとも先端部をフッ素系樹脂やシリコーン系樹脂などの摩擦係数の小さい物質で被覆したり、或はこれらを適宜組み合わせるのが好ましい。
【００３０】
本発明のオイル塗布ロール１３は、加圧部材１１とオイル吸収材１２との接触体積を調節することにより、オイル１６の放出量を制御できるため、必要量のオイル１６を塗布できる。
【００３１】
本発明のオイル塗布ロール１３は、中空円筒体１８の外壁にオイル規制材１９が、スパイラル状又は平巻き状に巻着されているため、このオイル規制材１９によってオイル１６の流出を規制したり、塗布したり、或はトナー４を払拭することができる。
【００３２】
このオイル規制材１９としては、例えば、ニードルパンチ不織布、水流絡合不織布、ステッチ不織布などの不織布、織物、編物、紙、微孔膜、セラミックスリーブなどを使用できる。なお、このオイル規制材１９は同種又は異種のものを２つ以上巻着しても良い。また、クリーニング性により優れるように、このオイル規制材１９の外周に立毛ブラシを設置しても良い。
【００３３】
本発明のオイル塗布ロール１３は上述のような構成からなるため、電子写真装置の運転時には、定着ロール１又は加圧ロール２に従動して回転する。この時、加圧部材１１は回転しないか、オイル塗布ロール１３よりも速く、又は遅く回転することにより、オイル吸収材１２を変形させ、吸収していたオイル１６を中空円筒体１８の放出穴１７から放出することができるため、中空円筒体内に充填したオイル１６のほぼ全量を放出穴１７から放出し、定着ロール１及び／又は加圧ロール２に塗布することができる。なお、加圧部材１１による加圧から解除されたオイル吸収材１２は、瞬時にオイル１６を吸収して形状を回復するため、加圧部材１１による再度の加圧によって再度オイル１６を放出することができる。
【００３４】
また、定着ロール１及び／又は加圧ロール２の停止時においては、中空円筒体１８の内壁と接して積層したオイル吸収材１２がオイル１６を吸収するため、放出穴１７からオイル１６がほとんど流出しない。そのため、オイル塗布ロール１３が回転すると、加圧部材１１によって加圧された箇所のみからオイル１６が放出されるので、オイル規制材１９におけるオイル１６の分布が均一となり、結果として、オイル１６を均一に塗布することができる。
【００３５】
なお、本発明のオイル塗布ロール１３は定着ロール１又は加圧ロール２のいずれか一方にのみ接触させるのではなく、定着ロール１と加圧ロール２の両方に接触させても良い。
【００３６】
【発明の効果】
本発明のオイル塗布ロールは、内部にオイルが充填され、このオイルを外部に放出できる放出穴を周壁に有する中空円筒体と、この中空円筒体の内壁と接して積層された、加圧によって変形可能、かつ圧力を解除することにより形状を回復可能なオイル吸収材と、このオイル吸収材を加圧可能な加圧部材と、この中空円筒体の外壁に巻着されたオイル規制材とを備えたものである。
【００３７】
このように、本発明のオイル塗布ロールは、オイルを吸収したオイル吸収材を加圧部材によって加圧することにより、強制的にオイルを中空円筒体内からオイルを放出できるため、中空円筒体内に充填したオイルのほぼ全量を放出して、定着ロール又は加圧ロールに塗布することができる。よって、従来よりも長期間使用することができる。
【００３８】
また、本発明のオイル塗布ロールは加圧部材の加圧によって機械的にオイルを放出しており、オイル塗布ロールの定着ロール又は加圧ロールとの接触箇所における温度によってオイルを放出している訳ではないので、常に同量のオイルを放出でき、汎用性に優れている。
【００３９】
また、本発明のオイル塗布ロールは中空円筒体の内壁と接してオイル吸収材が積層されており、このオイル吸収材によってオイルが保持されるため、オイル塗布ロールが停止した状態においても、中空円筒体からオイルがほとんど流出しない。したがって、オイル塗布ロールが定着ロール又は加圧ロールに従動した際にのみ、中空円筒体からオイルが放出されるため、均一にオイルを塗布することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】オイル塗布ロールの使用状態を表す断面図
【図２】従来のオイル塗布ロールの横断面模式図
【図３】本発明のオイル塗布ロールの縦断面模式図
【図４】本発明のオイル塗布ロールの横断面模式図
【図５】加圧部材の端部横断面拡大図
【図６】別の加圧部材の端部横断面拡大図
【符号の説明】
１  定着ロール
２  加圧ロール
３  オイル塗布ロール
４  トナー
５  被定着物
６  オイル
７  放出穴
８  中空円筒体
９  規制層
１０  クリーニング層
１１  加圧部材
１２  オイル吸収材
１３  オイル塗布ロール
１６  オイル
１７  放出穴
１８  中空円筒体
１９  規制材
【図１】
0003586345.tif 000002
【図２】
0003586345.tif 000003
【図３】
0003586345.tif 000004
【図４】
0003586345.tif 000005
【図５】
0003586345.tif 000006
【図６】
0003586345.tif 000007