(57)【要約】【課題】塗布量制御層を形成する多孔質膜が移動する事がないように当該多孔質膜を固定できる簡易包装したオイル塗布ロールを提供する。【解決手段】軸芯の周りにオイル保持層とその外側にオイル塗布量制御層とを有するオイル塗布ローラにおいて、その両端面が当該オイル塗布量制御層を構成する多孔質膜の各両端延長部の折り畳み部により覆われ、当該折り畳み部の少なくとも一方の先端部が、軸芯の当該端面側の突出部に軸通された内側リング板と軸芯外周面との間を通過し、且つ当該内側リング板とさらにその外側に軸通され外側リング板との間に挟持されて固定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸芯の周りにオイル保持層とその外側にオイル塗布量制御層とを有するオイル塗布ローラにおいて、その両端面が当該オイル塗布量制御層を構成する多孔質膜の各両端延長部の折り畳み部により覆われ、当該折り畳み部の少なくとも一方の先端部が、軸芯の当該端面側の突出部に軸通された内側リング板と軸芯外周面との間を通過し、且つ当該内側リング板とさらにその外側に軸通され外側リング板との間に挟持されて固定されて成ることを特徴とするオイル塗布ローラ。
【請求項２】
外側リング板がプッシュナットであることを特徴とする請求項１に記載のオイル塗布ローラ。
【請求項３】
内側リング板および／または外側リング板の多孔質膜を挟持する面が滑り防止面であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のオイル塗布ローラ。
【請求項４】
オイル塗布ローラの少なくとも片側の端面を覆う多孔質膜部分にエアー抜きが可能な細孔が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１つに記載のオイル塗布ローラ。
【請求項５】
軸芯の外周面および／または軸芯内部に大気とオイル保持層に通じる空気導通溝または空気導通孔を有することを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか１つに記載のオイル塗布ローラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電複写機、電子写真機、プリンタなどに取り付けられている定着ローラ（ヒートローラ）の表面に離型オイルを塗布するのに使用することが出来るオイル塗布ローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、静電複写機、プリンタなどにおける定着装置の定着ローラの表面には、トナーの付着防止、紙の巻き付き防止、定着ローラ表面の摩耗防止のために、オイル塗布ローラ等のオイル塗布部材により、連続的に離型オイルを塗布している。かかるオイル塗布ローラは、通常、主要構成要素として軸芯、オイル保持層、必要によりＰＴＦＥなどの多孔質膜から構成されるオイル塗布量制御層からなり、当該オイル保持層に塗布すべきオイルを含浸して保持し、当該オイルを必要量ずつ定着ローラ表面に転写するローラである。
【０００３】
かかるオイル塗布ローラは、通常、使い捨ての消耗品として取り扱われ、オイル保持層に含浸されているオイルが消費尽くされるか、または、残存していても上記の多孔質膜層表面に必要量が滲出しなくなったときは使用済みとなる。すなわち、使い捨ての消耗品として扱われる。従って、オイル塗布ローラは、上記の有効オイル量が多いことと、製造コストが安価となることが重要であり、そのうち、有効オイル量を多くするためには上記のオイル保持層の素材組成、構成などにより改善が図られる。
【０００４】
また、製造コストを安価にする方法の一つとして、オイル保持量を、例えば外部包装が無い状態で空中に吊したとき自然に垂れ落ちない程度の量に抑えることにより密封包装を省略する方法が考えられる。しかし、オイル塗布ローラはオイル保持層に大量のオイルが含浸されているため端面では大量のオイルを含浸しているオイル保持層が露出することになる。従って、このオイル保持層に直接接触するのを避けるためには簡易包装が必要である。
【０００５】
上記の簡易包装の場合、包装材料として通常上記の塗布量制御層を形成する多孔質膜が端部側に延長され、これを端部で軸芯方向に折り畳み、両端側からＲＩＶ接着剤で接着したり、フランジ等で押さえる方法が知られている。上記の塗布量制御層を形成する多孔質膜は、通常オイル保持層の最外周部表面またはその間に必要により設けられるオイル移行層の最外周部表面に接着剤により接合されるが、この場合オイルの保持層からのオイルの滲出を妨げないために、点状接着など部分接着される事情もあって接着力は通常十分ではない。
【０００６】
従って、両端面の簡易包装として上記のように塗布量制御層を形成する多孔質膜の延長部を軸芯方向に折り畳んで両端側からＲＩＶ接着剤で接着したり、フランジ等で押さえる方法など簡易な方法で固定したものの場合は、オイル塗布ロールとして使用した際に上記の塗布量制御層を形成する多孔質膜が経時的に軸方向に移動して表面にしわが生じて均一なオイル塗布に支障を生ずるようになる場合がある、という問題点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の事情に鑑み、塗布量制御層を形成する多孔質膜が移動する事がないように当該多孔質膜を固定できる簡易包装したオイル塗布ロールを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の要旨は、軸芯の周りにオイル保持層とその外側にオイル塗布量制御層とを有するオイル塗布ローラにおいて、その両端面が当該オイル塗布量制御層を構成する多孔質膜の各両端延長部の折り畳み部により覆われ、当該折り畳み部の少なくとも一方の先端部が、軸芯の当該端面側の突出部に軸通された内側リング板と軸芯外周面との間を通過し、且つ当該内側リング板とさらにその外側に軸通され外側リング板との間に挟持されて固定されて成ることを特徴とするオイル塗布ローラ、に存する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施態様について詳細に説明する。
本発明のオイル塗布ローラは、主要構成要素として軸芯の周りにオイル保持層とその外周にさらにオイル塗布量制御層とを有し、その端面が当該オイル塗布量制御層を構成する多孔質膜の両端延長部の折り畳み部により覆われて成る。
【００１０】
上記のオイルは、例えば静電複写機、電子写真機、プリンタなどの定着装置の定着ローラ表面へのトナー付着の防止、紙の巻き付きの防止、ヒートローラ表面の摩耗の防止のために、定着ローラ表面へ塗布される。上記のオイルは、離型オイルと呼ばれ、通常、離型性、耐熱性などの観点からシリコーンオイルが好適に使用され、中でも使用条件に応じて種々の粘度のものが使用されるが、粘度が高すぎるものは塗布時の流動性が劣るため、通常３０，０００ｃＳｔ以下のものが使用される。かかるオイルの具体例としては、ジメチルシリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
【００１１】
上記の軸芯を構成する材料としては、公知の材料、形状および寸法のものを使用することが出来、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレススチール、真鍮などが挙げられるが、コスト及び加工性の観点からアルミニウムが好適に使用される。上記の軸芯の太さは、その用途により適宜決定されるが、例えば外径が５〜２０ｍｍ程度である。
【００１２】
前記のオイル保持層はオイル塗布ローラとして塗布するオイルを含浸して保持する層であり、この層に含浸されたオイルが、オイル塗布量制御層を通って滲出して定着ローラなどに転写される。従って、基本的にはこのオイル保持層でのオイル保持量が多いほどオイル塗布ローラの有効寿命が長い事になる。しかしながら、本発明のように簡易包装によりオイル漏れが無いことを目標とする場合は、オイル保持層はより多量のオイルを安定的にオイルを保持する能力を有しているのが好ましい。
【００１３】
上記のようなオイル保持層を構成する素材としては、通常使用されているものが適用できるが、例えば、スポンジ、多孔質セラミックス体などの有機質または無機質の多孔質材料、紙、布などの有機質または無機質の繊維の織布または不織布を軸芯の周りに巻回したもの、等が挙げられる。
【００１４】
前記の塗布量制御層はオイル保持層に含浸して保持され、必要により構成される後述のオイル移行層を経て、浸透してくるオイルを微少量ずつ適量に滲出させるために形成される。かかる塗布量制御層としては、通常、多孔質膜が使用され、中でもトナー定着部のオイル塗布ローラとして使用する場合、トナーに対する離型性が優れたポリテトラフルオロエチレン膜（以下、ＰＴＦＥ多孔質膜という）が好適に使用される。
【００１５】
上記の多孔質膜の特性は、例えば、厚さが１５〜１３０μｍであり、平均直径が０．１〜２μｍの開孔が多数形成され、表面粗さＲａが０．５〜２．０μｍ、空隙率が６０〜９０％であり、Ｂ型ガーレー式デンソメーターにより測定されるガーレー数としての透気度が３〜１５００（秒／１００ｃｃ）のものが好適に使用される。
【００１６】
上記のオイル保持層と塗布量制御層との間に、希望によりさらにオイル移行層を設けることが出来る。上記のオイル移行層は、上記のオイル保持層からのオイルを塗布量制御層に浸透して移行させる役割を有する。かかるオイル移行層は多層構造であってもよい。
【００１７】
上記のオイル移行層を構成する材料としては、多孔性フェルトなどが挙げられ、例えばアラミド繊維などの耐熱性繊維のフェルトのものが好適に例示され、中でもニードルパンチ加工などにより面状に成型して面全体として密度の均質性が優れたものがより好ましい。かかるフェルト層は、目付が６０〜１０００ｇ／ｍ２、好ましくは１７０〜８００ｇ／ｍ２、厚さが０．５〜５．０ｍｍ、好ましくは２〜３ｍｍのものが好適に使用される。
【００１８】
上記のオイル保持層、オイル移行層および塗布量制御層の相互間の積層に使用する固定方法としては、公知の方法を適用することができるが、中でもオイル保持層と塗布量制御層との相互間の積層、あるいはオイル移行層と塗布量制御層との相互間の積層には、表面へのオイル滲出量の均一性の観点から、接着剤により接着する方法が好ましい。
【００１９】
上記の接着剤による方法としては、接着面を接着剤で完全に被覆させない方法であれば特に制限されないが、その一例として、接着の一方の面にＲＴＶゴム（室温硬化型ゴム）、ＬＴＶゴム（低温硬化型ゴム）、紫外線硬化型ゴムなどを主成分とする接着剤を点状、格子状または梨子地状に塗布して部分的に接着させる方法、または、オイルの滲出量の微少量制御のために、シリコーンワニスとシリコーンオイルとを混合した接着剤をそれぞれ両層の何れか一方の面または両面の、一部または全面に塗布した後、シリコーンワニスを硬化させる方法が挙げられる。
【００２０】
上記のようにして得られるオイルが含浸されていないもの、すなわち、オイル塗布ローラ構造体は、これにオイルを含浸させてオイル塗布ローラとなる。かかるオイルの含浸方法としては、オイル保持層およびオイル移行層へのオイルの含浸量を調節することが出きるように、オイル塗布ローラ構造体の少なくとも一方の端面から加圧条件下に注入して含浸させるのが好ましい。かかる注入して含浸させる具体的な方法としては、例えば次に説明するオイル供給用チャッキング治具を用いる方法をあげることが出来る。
【００２１】
上記のチャッキング治具は、供給されたオイルを上記のオイル塗布ローラ構造体の端面のオイル保持層部に注入する凹空間を形成する先端部とこの凹部分を形成する部分にオイルを供給する供給管部とから成り、上記の先端部は、凹空間の凹部を形成する開口部と、当該開口部をオイル塗布ローラ構造体の端面のオイル保持層部に対面できるように押し当てたときオイルが漏れ出ることが無い様にオイル保持層と液密に接し得る環状突起部から構成される。
【００２２】
そして、上記の環状突起部の外周の大きさは、オイル塗布ローラ構造体の端面において塗布量制御層の端との間に隙間が生じる程度とされ、換言すれば、先端部を押し当てたときその周辺部においてオイル保持層またはオイル移行層の端面の一部が露出する程度の幅とする。なお、上記の供給管部には加圧装置との接続装置を具備し、さらに、オイルの供給を制御する開閉弁を組み込むことが出来る。
【００２３】
なお、上記のオイル供給用チャッキング治具を用いてオイルを注入し含浸させる際、オイル供給用チャッキング治具を用いない端面には端面閉止用チャッキング治具を押し当ててオイルが端面から漏れ出ないようにして行うのが好ましい。かかる端面閉止用チャッキング治具は、上記のオイル供給用チャッキング治具において中央部の供給管がなく閉塞された凹空間のみを具備する構成のものが好適に使用される。勿論、上記のオイル供給用チャッキング治具の開閉弁を閉じたものを使用することも出来る。
【００２４】
以上のようにしてオイル保持層およびオイル移行層に含浸されたオイルが自重によって液漏れしない程度にオイル保持量を調節して含浸させて得られたオイル塗布ローラは、簡易包装される。かかる簡易包装（非密封包装）は、本発明においては、その端面が当該オイル塗布量制御層を構成する多孔質膜の両端に延長した折り畳み部により覆われ、その少なくとも一方の末端部が固定されて成る。なお、上記の固定の対象となっていない末端部は、前述のＲＴＶ接着剤で接着したり、フランジ等で押さえる方法など簡易な固定方法、或いは他の公知の固定方法により押さえることができるが、両端面ともに本発明の固定方法で固定するのが好ましい。
【００２５】
当該折り畳み部の先端部は、軸芯の当該端面側の突出部に軸通された通常ワッシャーと呼ばれる形状の内側リング板と軸芯外周面との間を通過し、且つ当該内側リング板とさらにその外側に軸通された外側リング板との間に挟持されて、固定される。
【００２６】
上記の折り畳んだ多孔質膜を内側リングと外側リング板との間に挟持して固定する方法としては、外側リング板としてプッシュナットを使用して軸に固定しつつ内側リングを押圧する方法、および通常ワッシャーと呼ばれる形状の外側リングと折り畳んだ多孔質膜と内側リングとを接着剤などを使用して一体化して固定する方法が挙げられる。なお、かかるプッシュナットとは、例えば、バネ鋼による爪の軸芯への食い付きによって大きなスラスト荷重が生じる固定部材である。
【００２７】
上記の内側リング板の内径は、上記の折り畳んだ多孔質膜がその内径と軸芯外周面との間を通過でき、上記の折り畳んだ多孔質膜を外側リング板との間に挟持して固定できる大きさであり、具体的な例としては、前記の軸芯の外径よりやや大きく、上記の折り畳んだ多孔質膜がその内径と軸芯外周面との間を通過した状態で通気可能な隙間が生じる程度とされる。この際、後述のように、端面部で大気およびオイル保持層間の通気可能な別の手段が講じられている場合は、上記の通気可能な隙間が生じない程度に密着するものでもよい。
【００２８】
またその外径は、オイル塗布ローラとして使用する際に相手のロールに接触しない範囲で適宜設定する事が出来るが、より具体的な例としては、通常、端面のほぼ全面を覆う程度が好ましく、オイル保持層の外径よりやや小さい程度、或いはオイル移行層の外周面にオイル保持層を有する場合は当該オイル移行層の外径よりやや小さい程度とされる。
【００２９】
上記の内側リング板の厚さは、外側リング板からの押圧がかかったときにほぼ平面性を維持できる程度であればよく、具体例としては０．２〜２ｍｍ、実用的には０．５〜１ｍｍ程度とされる。上記の内側リング板の外側リング板と相対する面には、前記の多孔質膜の滑り防止処理を施す事が出来る。かかる処理として、例えば、粗面加工および／または粘着性の付与が挙げられる。
【００３０】
上記の内側リング板を構成する素材としては特に制限されるものではないが、実用的には、例えば、鉄、銅、真鍮、アルミニウムなどの金属板、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート、ポリイミド、等の合成樹脂の板、などの板を挙げることが出来るが、相手方のロールが加熱されている場合は、上記の素材の中で耐熱性の優れたものを選択して使用するのが好ましい。
【００３１】
前記の外側リング板の大きさは、基本的には、上記の内側リング板の全面を押厚出来るようにするのが好ましい。そして具体的には、外側リング板の内径は、基本的には端面でオイル保持層と通気可能な隙間を有する場合には、軸芯にほぼ内接して位置が安定する程度とされるが、上記のようにプッシュナットを使用する場合は、バネによる支えがあるため、軸芯との間に隙間が生じる程度でもよい。
【００３２】
外側リング板の外径は、オイル塗布ローラとして使用する際に相手のロールに接触しない範囲で適宜設定する事が出来るが、内側リング板の外径と同一であるのがより好ましい。具体的には、オイル保持層の外径よりやや小さい程度、或いはオイル移行層の外周面にオイル保持層を有する場合は当該オイル移行層の外径よりやや小さい程度とされる。
【００３３】
外側リング板の厚さは、内側リング板を押圧するとき、全面をほぼ均等に押圧できる程度の剛直さを持つ程度であるのが好ましい。かかる厚さは、素材の種類によって異なるが、通常０．２〜２ｍｍ、実用的には０．２〜０．５ｍｍ程度である。
【００３４】
上記の外側リングを構成する素材としては、特に制限されないが、基本的には剛直性の板状物が使用され、また、上記のプッシュナットとしては、特に限定されないが、例えば、全体がバネ特性を有する板状材料で一体に形成され、その一部が舌状に裁断されてバネ部を形成したもの、或いは非バネ製のリングに別途バネ性を有する切片を複数、通常３片以上、取り付けた構造のものでもよい。かかるバネ性を有する素材としては、通常、バネ用ステンレス鋼が使用されるが、リン青銅であってもよい。
【００３５】
前記の端面部で大気およびオイル保持層間の通気可能な別の手段としては、例えば、オイル塗布ローラの少なくとも片側の端面を覆う多孔質膜部分にエアー抜きが可能な細孔を設ける方法、或いは、軸芯の外周面および／または軸芯内部にオイル保持層に導通溝または導通孔を形成する方法が挙げられる。
【００３６】
【実施例】
以下、本発明を実施例により説明図を併用して更に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
実施例１
外径が１２ｍｍ、長さが２２３ｍｍの軸芯に、オイル保持層素材として厚さ０．３ｍｍ、幅２１７ｍｍのポリエステル長繊維不織布（商品名：エクーレ６５０１Ａ、東洋紡績株式会社製）を外径が３０．４ｍｍに成るまで４０〜５０Ｎ／ｍのテンションで巻回してオイル保持層とした。さらにその外周表面に、オイル移行層として、平均直径１８μｍのアラミド繊維からなる厚さ２．８ｍｍの不織布（商品名：ノーメックスフェルト）を外径３６ｍｍになるまでオイル保持層と同様にして巻回した。
【００３７】
上記のオイル移行層の表面にシリコーンワニスとシリコーンオイルＫＦ−９６を質量比で５０：５０の割合で混合した接着剤を７０ｇ／ｃｍ２となるように塗布した後、塗布量制御層として厚さ８０μｍ、幅２７０ｍｍ、平均気孔径が０．２μｍのポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）フイルム１２を両側の耳長さが等しくなるように配置して一重に巻回し、外径３６ｍｍのオイル塗布オイル塗布構造体を作製した。
【００３８】
得られたオイル塗布ローラ構造体に対して、一方の端面のオイル移行層部分の周辺の一部を残すように前記のオイル供給用チャッキング治具の先端部を押し当て、他の端面に前記の端面閉止用チャッキング治具を押し当て、オイル供給管に粘度が１００ｃＳｔのジメチルシリコーンオイルＫＦ−９６を８５ｇ供給した後、加圧装置に接続して０．３ｋＰａの圧力をかけ、オイルを注入して含浸させ、オイル塗布ローラ１０を作製した。
【００３９】
上記のオイル塗布ローラ１０について、一方の端面を下にして２５℃、湿度５０％の環境下に１日間（２４時間）吊して放置したところ、オイルは漏出しなかった。上記のローラ１０のＰＴＦＥ多孔質フイルムの両端部の耳部を捻るようにして軸芯方向に折り畳んで、その両端の先端部を両軸芯に軸通した外径３５ｍｍ、内径１３ｍｍ、厚さ１ｍｍ、アルミニウム板製の内側リングのそれぞれの内径側と軸芯外周面の間に通過させた後その先端部を再び広げた。
【００４０】
次いで、外径３５ｍｍ、内径１１．７ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのバネ用ステンレス鋼製リング状平板の直径２５ｍｍに相当する円周上から均等な８カ所から中心方向に放射状に切り込みをつけてほぼ台形状のバネ部を形成した構成のプッシュナットを軸芯の両端側から軸通し、上記の台形状のバネ部により軸芯外周表面に固定したその平板部により上記の再び広げた多孔質膜部分を内側リングとの間に挟持して固定し、オイル塗布ローラを得た。なお、プッシュナットの外周側に突出した多孔質膜部分は外周面に揃えて切除した。
【００４１】
上記のオイル塗布ローラ１０をカラープリンターにセットし、Ａ４板の印刷用紙に０．５ｍｍ方眼模様のカラー画像を１万枚連続して印刷し、その間１０００枚目毎にオイル塗布ローラの表面の変化および印刷された方眼模様を観察した。しかし、上記の１万枚連続印刷を完了するまで、オイル塗布ローラの表面には全くしわの発生が認められず、同様に方眼模様を構成する縦横の直線の濃淡斑は認められなかった。
【００４２】
実施例２
実施例１において、軸芯としてオイル保持層および外側リングが取り付けられる部分を含む部分の表面に断面が深さ１ｍｍの半円形の溝を設けたものを使用したこと、及び、内側リングとして両端外側面にフッ素樹脂と接着性がある接着剤：シリコーンゴムＫＥ４５を適量塗布したもの、且つ外側リング板としてプッシュナットの代わりに内側リング板と同じ素材で内径のみが異なっている１２ｍｍのリング板の内側面に内側リング剤と同様に接着剤を塗布したものを使用したこと、以外は実施例１と同様にしてオイル塗布ローラを得た。
【００４３】
得られたオイル塗布ローラについて、実施例１と同様にして、印刷試験を行い、オイル塗布ローラの表面の変化および印刷された方眼模様を観察した。その結果、実施例１と同様に、上記の１万枚印刷を完了するまで、オイル塗布ローラの表面には全くしわの発生が認められず、同様に方眼模様を構成する縦横の直線の濃淡斑は認められなかった。
【００４４】
比較例１
実施例１において、塗布量制御層としてのＰＴＦＥフイルムの幅を２４０ｍｍのものを使用し、側面における折り畳んだ多孔質膜の固定方法として、折り畳んだ多孔質膜部を外側から外径３５ｍｍ、内径１２ｍｍ、裏面に接着剤：シリコーンゴムＫＥ４５を塗布したリング状シール紙を接着剤面で貼付して固定した。得られたオイル塗布ローラについて、実施例１と同様にして、印刷試験を行い、オイル塗布ローラの表面の変化および印刷された方眼模様を観察した。その結果、５００枚印刷した時点でＰＴＦＥ膜表面には僅かに円周方向のしわが現れ、１０００枚目時点で印刷された方眼模様の一部に濃淡斑が感じられるようになった。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように、本発明のオイル塗布ローラは、包装が非密封型の簡易包装であっても、塗布量制御層を形成する多孔質膜の両端面に構成される多孔質膜の両端各延長部の折り畳み部の少なくとも一方の先端部を、軸芯の当該端側の突出部に軸通された内側リング板と軸芯外周の間を通過し、且つ当該内側リング板とさらにその外側に軸通された外側リング板との間に挟持されて固定されているため、塗布量制御層を形成する多孔質膜が移動する事がなく、その結果、印刷中の当該多孔質膜の移動によるしわの発生およびしわによる印刷斑の発生がないオイル塗布ロールを提供することができ、その産業上の効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】オイル塗布ローラの軸方向縦断面説明図。
【符号の説明】
１０  オイル塗布ローラ
１１  軸芯
１２  オイル保持層
１３  オイル移行層
１４  オイル塗布量制御層（ＰＴＦＥ微多孔質膜）
１４−１  両端にはみ出したＰＴＦＥ多孔質膜折り畳み部
１４−２  両端にはみ出したＰＴＦＥ多孔質膜折り畳み部の再び広げた多孔質膜部分
１５  内側リング板
１６  外側リング板（プッシュナットの例）
【図１】
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