(57)【要約】【課題】より一層長期にわたって安定に使用し得るオイル塗布ローラを提供する。【解決手段】芯金（１２）の外周面を覆うように形成され、使用するオフセット防止オイルに対して実質的に膨潤性を示さない多孔質弾性体からなるオイル保持・供給層（１４）を備える。多孔質弾性体は、芯金（１２）の長手軸に沿って１７％以上の圧縮率で圧縮されて芯金（１２）に固定されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯金と、この芯金の外周面を覆うように形成され、使用するオフセット防止オイルに対して実質的に膨潤性を示さない多孔質弾性体からなるオイル保持・供給層とを備え、前記多孔質弾性体は、前記芯金の長手軸に沿って１７％以上の圧縮率で圧縮されて前記芯金に固定されていることを特徴とするオイル塗布ローラ。
【請求項２】
前記多孔質弾性体の前記芯金の長手軸に沿う圧縮率が７０％以下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】
前記多孔質弾性体が、多孔質メラミン樹脂からなることを特徴とする請求項１または２に記載のオイル塗布ローラ。
【請求項４】
前記オイル保持・供給層内に、オフセット防止オイルと硬化性オイル保持材とを含有する混合物が含浸され、前記硬化性オイル保持材は硬化されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のオイル塗布ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、レーザービームプリンタ等の電子写真式画像形成装置の定着ユニットに使用されるオイル塗布ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式画像形成装置は、基本的に、所定の画像情報に基づいて感光ドラムを露光して感光ドラム上に静電潜像を形成するための静電潜像形成ユニットと、感光ドラム上に形成された静電潜像に現像ローラからトナーを供給・付着させて静電潜像に対応するトナー像（可視像）を形成するための現像ユニットと、感光ドラム上に形成されたトナー像を記録紙に転写させるための転写ユニットと、記録紙上に転写されたトナー像を記録紙に強固に固着させるための定着ユニットを備える。
【０００３】
定着ユニットでは、未定着トナー像を担持する記録紙に定着ローラや定着ベルト等を介して圧力と熱のエネルギーをトナー像に付与する。トナー像のトナーは、エネルギーの付与とともに半溶融状態になり、記録紙へ浸透し定着が完了する。定着の際のトナーは、粘着性を帯びているので、トナーと接する定着ローラまたは定着ベルトの表面には、オフセットを防止するために、オイル塗布ローラからオフセット防止オイル（例えば、シリコーンオイル）が塗布される。このようなオイル塗布ローラは、オフセット防止オイルを微量（通常、０．０５〜２ｍｇ／Ａ４紙の範囲内）で、しかも長期にわたって安定に塗布し得ることが要望されている。
【０００４】
この要望を満足するオイル塗布ローラとして、特許文献１に、オフセット防止オイルを保持・供給するオイル保持・供給層をオフセット防止オイルに対し実質的に膨潤性を示さない多孔質弾性体、例えば多孔質メラミン樹脂で構成し、これにオフセット防止オイルとともに硬化性オイル保持材を含浸させた後、硬化性オイル保持材を硬化させてなるオイル塗布ローラが開示されている。
【特許文献１】特開２００１−５３２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された塗布ローラは、多孔質弾性体の強度が、さらに長期の使用に耐える程度に高いものでないことがわかった。
【０００６】
そこで、本発明は、より一層長期にわたって安定に使用し得る高い強度を示すオイル塗布ローラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、芯金と、この芯金の外周面を覆うように形成され、使用するオフセット防止オイルに対して実質的に膨潤性を示さない多孔質弾性体からなるオイル保持・供給層とを備え、前記多孔質弾性体は、前記芯金の長手軸に沿って１７％以上の圧縮率で圧縮されて前記芯金に固定されていることを特徴とするオイル塗布ローラが提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のオイル塗布ローラは、オイル保持・供給層を構成する多孔質弾性体の強度が高いので、長期にわたって安定に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明をより詳しく説明する。
【００１０】
図１に本発明の一実施の形態に係るオイル塗布ローラの断面を概略的に示す。
【００１１】
図１に示すように、本発明のオイル塗布ローラ１０は、基本的に、円柱状の芯金（ローラ本体）１２と、この芯金１２の円柱面を実質的に全面的に覆って設けられたオイル保持・供給層１４を備える。芯金１２は、鉄等の金属で作製することができる。
【００１２】
オイル保持・供給層１４は、本発明のオイル塗布ローラの最外層を構成するものであり、使用するオフセット防止オイルに対して実質的に膨潤性を示さない連続気泡型の多孔質弾性体からなる。すなわち、この非膨潤性の多孔質弾性体は、オイル保持・供給層１４に対し、使用しようとするオフセット防止オイルを最大限に含浸させたときでも、その体積が実質的に増大しない。その際の体積増大の程度は、５％以下であることが好ましい。オイル保持・供給層１４は、発泡倍率が９０〜１００倍であり得る。多孔質弾性体は、ＪＩＳハンドブック１９  ゴム  １９９７の第２９頁に定義されているゴム状弾性を有する弾性体である。オイル保持・供給層１４の厚さは、１ｍｍ〜２５ｍｍの範囲内にあることが好ましい。
【００１３】
オイル保持・供給層１４を構成する多孔質弾性体としては、多孔質メラミン樹脂が特に好ましい。多孔質メラミン樹脂は、例えば、ＢＡＳＦ社からBASOTECT（登録商標）という商品名で製造され、市販されており、またジュラロン（株）からジュラミンという商品名で市販されている。
【００１４】
さて、本発明のオイル保持・供給層１４を構成する多孔質弾性体は、芯金１２の長手軸に沿って１７％以上の圧縮率で圧縮されている。ここで、圧縮率（ＣＲ）は、式：
ＣＲ＝｛（Ｘ−Ｙ）／Ｘ｝×１００              （１）
（式（１）において、Ｘは、圧縮前の多孔質弾性体の芯金の軸方向長さ；Ｙは、圧縮後の多孔質弾性体の芯金の軸方向長さ）により算出される値である。多孔質弾性体の圧縮率が１７％未満では、圧縮しなかった場合と比べて強度に有意な差が見られない。
【００１５】
ところで、本発明に使用される多孔質弾性体は、圧縮すると、圧縮前よりも含浸容量が高くなり、より多くのオフセット防止オイル／硬化性オイル保持材を含浸させることができることがわかった。特に、圧縮率が７０％を超えると、含浸量がほぼ一定となる。
【００１６】
しかしながら、本発明に使用される多孔質弾性体からなるオイル保持・供給層は、圧縮率が高いほど、復元力により、その内周端に対し、外周端が外側に突出する傾向を示す（端部変形）。このオイル保持・供給層の端部変形を抑制することを望む場合には、圧縮率を７０％以下に設定することが好ましい。
【００１７】
かかる圧縮された多孔質体を芯金１２に取り付けるためには、多孔質弾性体のブロックに芯金１２を挿通させるための貫通穴を設け、接着剤を塗布した芯金１２を挿通し、多孔質弾性体ブロックを芯金１２の長手軸に沿って圧縮し、多孔質弾性体ブロックが芯金１２に固定されるまで圧縮状態を保持することができる。しかる後、多孔質弾性体ブロックを研磨して外側円周面を作ることができる。
【００１８】
研磨後、圧縮された多孔質弾性体にオフセット防止オイルと硬化性オイル保持材との混合物を含浸させ、硬化性オイル保持材を硬化させる。この含浸および硬化は、特開２００１−５３２３号公報に開示された手法により行うことができる。簡単に述べると、使用するオフセット防止オイルと硬化性オイル保持材は、ジメチルシリコーンオイル等の通常オフセット防止オイルと液状シリコーンゴム、一液型シリコーンゴム等の硬化性オイル保持材とを、好ましくは初期重量比（すなわち、オイル塗布ローラを製造するためにオイル保持・供給層１４に含浸させる際の重量比）約１：１〜２０：１、より好ましくは、重量比約５：１〜約１０：１の範囲内で混合し、この混合物を浸漬、刷毛塗り等により、圧縮された多孔質弾性体からなるオイル保持・供給層１４に含浸させた後、硬化性オイル保持材をその硬化条件に従って硬化させる。硬化性オイル保持材が硬化することにより、網状架橋構造体が形成され、その網目構造によりオイルの吐出量が規制され、一定の塗布量（吐出量）を示し得るものと考えられる。また、オイル保持・供給層１４は、その層自体がオフセット防止オイルによって実質的に膨潤することがないので、その使用中にオイルが抜け出ていっても外径の変化がなく、定着ベルトとの間に所定のニップ幅を確保することができ、これによっても本発明のオイル塗布ローラは、微量のオフセット防止オイルを長期にわたって安定に塗布し得るものである。
【００１９】
なお、特開２００１−５３２３号公報に開示されているように、オイル保持・供給層１４が多孔質であることに起因するその表面の孔部を埋め、オイル保持・供給層１４の表面を平滑にするために、オイル保持・供給層１４の外表面に表層（図示せず）を設けることができる。この表層は、例えば、２０〜３００μｍの厚さを有し得る。
【００２０】
本発明のオイル塗布ローラは、電子写真式ファクシミリ装置、電子写真式プリンタ等の電子写真式画像形成装置の定着ユニットにおける定着ローラや定着ベルトに対するオイル塗布ローラとして使用し得る。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明を具体的な例により説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【００２２】
例１〜例６
例１〜例６は、多孔質弾性体にオフセット防止オイルと硬化性オイル保持材の混合物を含浸させたときと、含浸させなかったときで、多孔質弾性体の強度に差があるかどうかを確認するために行った試験である。
【００２３】
試料として、表１に示す圧縮率で圧縮した多孔質メラミン樹脂（ＢＡＳＦ社製BASOTECT（登録商標））からなる縦３．５ｃｍ×横３．５ｃｍ×高さ２ｃｍの大きさのブロックを用いた。各多孔質メラミン樹脂ブロックは、その中央に直径１０ｍｍの芯金を挿通させたものであって、芯金は接着剤（信越化学社製ＫＥ４５）で接着した。多孔質メラミン樹脂ブロックに幅２０ｍｍのスリットを入れ、２０ｍｍの幅にカットした角パイプを接着剤で接着し、均一に力が加わるように外枠を接着した。このような試料を各例毎に３つ（[1]、[2]、[3]）用意した。なお、表１に含浸ありと表示されているものは、信越化学社製硬化性液状シリコーンゴムＫＥ１０８と信越化学社製ジメチルシリコーンオイルＫＦ９６−３００との重量比１：１０の混合物で含浸させた後（含浸量２０ｇ）、液状シリコーンゴムを硬化させたものである。
【００２４】
測定に際し、トルクゲージに芯金を固定した後、トルクゲージを回転させ、多孔質メラミン樹脂ブロックが破断した時点のトルク値（破断時トルク）を測定した。用いた測定器は、BESTTOOL KANON製TORQUE GAGE SGK（ＩＩ）型であった。このトルク値から、以下の式により単位面積当たりの破断強度（ｋｇ／ｃｍ2）ＢＳＰＵＡを算出した。
【００２５】
ＢＳＰＵＡ（ｋｇ／ｃｍ2）＝ＢＳ÷Ａ
ここで、ＢＳは、芯金と多孔質メラミン樹脂間の破断強度、Ａは、トルクのかかる芯金表面積（１（ｃｍ）×円周率（π）×２（ｃｍ）＝６．２６ｃｍ2）
ＢＳ＝破断時トルク÷芯金半径（０．５ｃｍ）。
【００２６】
なお、いずれの試料においても、破断は、すべて多孔質メラミン樹脂において発生した。
【００２７】
結果を表１に示す。
【表１】
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【００２８】
表１に示す結果から、多孔質弾性体にオフセット防止オイルと硬化性オイル保持材の混合物を含浸させたときと、含浸させなかったときで、多孔質弾性体の強度に有意差がないことが確認された。
【００２９】
例７〜１０
使用した多孔質メラミン樹脂ブロックの圧縮率を表２に示すように変えた以外は、例１〜６と同様にして多孔質メラミン樹脂ブロックの強度を測定した。なお、例１〜６で多孔質弾性体にオフセット防止オイルと硬化性オイル保持材の混合物を含浸させたときと、含浸させなかったときで、多孔質弾性体の強度に有意差がないことが確認されたので、例７〜１０では、多孔質メラミン樹脂ブロックには、オフセット防止オイルと硬化性オイル保持材の混合物を含浸させなかった。
【００３０】
結果を表２に併記する。表２には、例１、例３、例５の結果も掲げた。
【００３１】
また、表２に示す結果を図２にも示す。
【表２】
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【００３２】
表１、図２に示す結果からわかるように、多孔質弾性体の圧縮率が１７％以上であると、多孔質弾性体の強度が有意に向上する。
【００３３】
例１１〜１７
多孔質弾性体の圧縮率がオイル含浸量に及ぼす影響を調べるために、多孔質メラミン樹脂（ＢＡＳＦ社製BASOTECT（登録商標））の圧縮率を表３に示すように変えて、試料を作製した。各試料は、外径１０ｍｍの芯金の周りに、各圧縮率で圧縮された多孔質メラミン樹脂層（芯金軸方向長さ４０ｍｍ、外径２５ｍｍ）を有するものであった。各例毎に２つの試料（[1]、[2]）を作成した。各試料をシリコーンオイル（信越化学工業（株）製ＫＦ−９６−１００ｃｓ）中に１時間浸漬し、含浸前後の試料重量から含浸量を算出した。結果を表３に示す。
【表３】
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【００３４】
表３に示す結果から、圧縮率が６７％までは圧縮率の増加につれて含浸量が増加するが、圧縮率が６７％以上となると、含浸量は、圧縮率に拘わらずほぼ一定となることがわかる。
【００３５】
例１８〜２４
圧縮率が多孔質弾性体層の端部変形に及ぼす影響を調べるために、例１１〜１７と同様に各試料を作製し、端部の変形量を調べた。すなわち、試料を作製後、一日放置し、そのとき、図３に示すように、芯金３１の周りに設けられた多孔質弾性体３２の内側各端から、外側各端までの長さＡ、Ｂを測定した。結果を表４に示す。
【表４】
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【００３６】
表４に示す結果から、圧縮率が６７％以下であると、端部変形が有意に抑制できることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一つの態様に係るオイル塗布ローラの概略断面図。
【図２】多孔質弾性体の圧縮率と強度との関係を示すグラフ。
【図３】多孔質弾性体の端部変形を示す図。
【符号の説明】
【００３８】
１０…オイル塗布ローラ
１２…芯金
１４…オイル保持・供給層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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