JP2882767B2 - 電子写真定着用オイル塗布ロール及びその製造法 - Google Patents
電子写真定着用オイル塗布ロール及びその製造法Info
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Description
ベルトを用いた電子写真定着装置において、これら定着
ロール等の表面に離型オイルを塗布するためのオイル塗
布ロールに関し、またかかるオイル塗布ロールの製造法
に関する。
未定着粉末トナー画像を、紙等の記録媒体上に定着させ
るために、加熱した定着ロールと加圧ロールとの間で熱
圧して溶融定着させるようにした乾式熱定着装置が多用
されている。このような定着装置においては、定着ロー
ルの表面に付着して残留するトナーによるオフセット現
象の発生を防止し、また記録媒体剥離用の分離爪による
定着ロール表面の摩耗を軽減するために、定着装置の運
転中においてシリコーンオイルなどの離型油を、例えば
オイル塗布ロールなどを用いて定着ロール等の表面に塗
布するようにしている。
属パイプなどで形成されたロール基体の周囲に油含浸性
表面層を設けて、ロール基体内部に充填した離型油をロ
ールの表面に少しずつ供給するようにした、大量処理用
のオイル塗布ロールがあるが、近時は比較的に画像処理
量が少ない場合が多いため、厚めの油含浸性層を設けた
ロールにあらかじめ離型油を含浸させておき、離型油が
消耗するまで使用して使い捨てる、簡素型のオイル塗布
ロールが利用されるようになっている。
は、表面に溶融したトナーが付着するなどのために、オ
イル塗布量を適切な範囲に制御することが必ずしも容易
ではなかった。そこでオイル塗布ロールの表面の離型性
を高めると共にオイル塗布量を制御するために、オイル
を保持した肉厚の多孔質組織材の表面に多孔質ポリテト
ラフルオロエチレンからなるオイル透過制御層を設けた
オイル塗布部材が提案されている(特開平4−1394
77号)。かかるオイル塗布ロールは、メラミン樹脂多
孔体の表面に、熱硬化型接着剤をグラビアコートした多
孔質ポリテトラフルオロエチレン膜を巻き付けて、熱融
着する方法で製造されるものであった。
ような多孔質ポリテトラフルオロエチレンの表面層を有
するオイル塗布ロールにおいては、メラミン樹脂多孔体
の表面にポリテトラフルオロエチレン膜を、熱硬化型の
接着剤を用いて熱融着しているので、オイル塗布量の分
布が均一でないうえ、目詰まりを起こし易いために、ロ
ール表面への融着したトナーの付着を完全には防止でき
ず、オイル塗布ロール上で凝集したトナーが再び定着ロ
ール表面に転写されて、複写画像の汚れを引き起こすと
いう不具合があった。
ロエチレンの表面層を有するオイル塗布ロールの欠点で
あるオイル塗布量のムラ及び使用中にトナーによる目詰
まりを起こしてオイル塗布量が減少する問題を解消し、
更に画像汚れを防ぐ性能も改良された電子写真定着用オ
イル塗布ロールを提供することを目的とした。
的は、ロール基体上にオイル保持体を設けると共にその
外周面に密着した多孔質フッ素樹脂表層を設けてなるオ
イル塗布ロールにおいて、該多孔質フッ素樹脂表層は最
大孔径が0.1μm以下であり、透気度(ガーレー数)
が500〜6000秒/100ccの範囲内にあり、且
つ表面粗さがRa0.5μm未満であることを特徴とす
る、電子写真定着用オイル塗布ロールによって達成され
る。
塗布ロールは、多孔質フッ素樹脂表層が、好ましくはポ
リテトラフルオロエチレンからなるものであり、更に耐
摩耗性の点から、厚さが0.05mm以上であることが望
ましい。
ル塗布ロールは、ロール基体上にオイル保持体を設けた
のち、30%以上の加熱収縮性を有する多孔質フッ素樹
脂からなる筒状フィルムを装着してロール体を得、次い
で該ロール体を加熱して該筒状フィルムを該ロール基体
端部まで被覆するように密着させることにより、請求項
1記載の電子写真定着用オイル塗布ロールを製造するに
あたって、前記多孔質フッ素樹脂フィルムとして最大孔
径が0.1μm以下であり、空孔率が25〜50%であ
り、透気度が500〜4000秒/100ccであっ
て、且つ表面粗さがRa0.5μm未満であるものを用
いるものである。
けたのち、多孔質フッ素樹脂からなる筒状フィルムを密
着させるに当たって、該筒状フィルムの端縁部を少なく
も軟化温度以上に加熱して筒状フィルム端部で被覆され
たロール体端面を形成し、更に全体を加熱して該筒状フ
ィルムをロール体周面に密着させる方法を採用すること
ができる。
1〜3に基づいて説明する。本発明のオイル塗布ロール
20は、ロール基体1と、オイルを含浸した不織布や不
織紙などからなるオイル保持層2とオイルを含有した合
成皮革や多孔質樹脂などからなるオイル保持弾性層3と
の少なくとも一方を含んでなるオイル保持体10と、多
孔質フッ素樹脂からなる表層4とから構成されている。
ルオロエチレンなどのフッ素樹脂からなる多孔質のフィ
ルムからなり、最大孔径が0.1μm以下で、透気度が
500〜6000秒/100ccの範囲内にあり、且つ
表面粗さがRa0.5μm未満であることが必要で、好
ましくは更に厚さが0.05mm以上であるのがよい。
ここで最大孔径が0.1μmを越えるか、又は表面粗さ
がRa0.5μmを越えると、トナーによる目詰まりや
画像汚れの発生によって使用寿命が短くなり、また透気
度が500秒/100ccより小さな値となると、定着
装置の運転に支障が起こり、6000秒/100ccよ
り大きな値となると、オフセットが発生し易くなるほ
か、本発明の効果を損なうので好ましくない。
を製造するには、以下のような手順を踏むことが好まし
い。すなわち、先ず常法によってロール基体1の周りに
不織布や不織紙などを巻き付けてオイル保持層2を形成
し、その周りに合成皮革や多孔質樹脂などの油透過抑制
性シートを巻き付けてオイル保持弾性層3を形成する。
更に、こうしてオイル保持体10が形成されたロール体
を、例えばシリコーンオイルなどの離型油中に浸漬する
などの方法で、所定量のオイルが含浸した含油ロール体
を作成する。
空孔率が25〜50%であり、透気度が500〜400
0秒/100ccであって、且つ表面粗さがRa0.5
μm未満という性状を有し、30%以上の加熱収縮性を
有する多孔質フッ素樹脂からなる筒状フィルムを、上記
のオイルを含浸したロール体に嵌着する。かかる多孔質
フッ素樹脂からなる筒状フィルムは、例えば特公平5−
33650号に記載された方法によって製造することが
できるが、この方法で製造されたフッ素樹脂管の中か
ら、上記の性状に合致するものを選択して用いることが
重要である。特に、加熱収縮性が30%以上でないと、
表層の密着性が十分でない恐れがあり、信頼性の高いオ
イル塗布ロールは得られない。
体は、先ずその両端縁部を少なくともフッ素樹脂の軟化
温度以上に加熱して、筒状フィルムの端部のみを30%
以上収縮させることにより、ロール基体1及びオイル保
持体10の端部に筒状フィルムの端部によって被覆され
た端面を形成する。そして次に、ロール体全体を加熱し
て筒状フィルム全体を収縮させることにより、オイル保
持体10の周面全体に多孔質フッ素樹脂表層を形成す
る。このようにすると、周面のフッ素樹脂表層部分が、
最大孔径が0.1μm以下で、透気度が500〜600
0秒/100ccの範囲内にあり、表面粗さがRa0.
5μm未満であるような、トナー付着による画像汚れを
起こさず、長寿命であって信頼性の高い、本発明の電子
写真定着用オイル塗布ロールが得られる。なお、かかる
本発明の電子写真定着用オイル塗布ロールの表層部分
は、通常60°鏡面光沢が30%以上であり、更に厚さ
が0.05mm以上という性状を有しているものであ
る。
ロール基体1の外周に、ロックウール紙を厚さが5mmと
なるまで多数回巻き付け、更に芳香族ポリエステル極細
繊維からなる厚さ1mmの皮革様シートをスパイラルに巻
き付けて、オイル保持体10が形成された外径24mmの
ロール体を作成した。次いでこのロール体を、離型油と
しての粘度3000cSt のシリコーンオイル中に48時
間浸漬放置して、シリコーンオイルを60g含んだオイ
ル保持体を有する含油ロール体を得た。
・ファインファイバーを、通常のペースト押出チューブ
成形法により焼結押出して、外径7.4mm、内径6.7
mmの樹脂管を得た。次に、鏡面仕上げした内径27mmの
筒状金型内にこの樹脂管を挿入して280℃まで加熱
し、樹脂管内に3kg/cm2 の空気圧をかけて膨張させる
と共に、長さを150%まで伸長させた。そして、冷却
して取り出した筒状フィルムaの性状を後記の表1の試
験方法に従って調べたところ、最大孔径が0.07μm
以下、空孔率が45%、透気度が800秒/100ccで
あり、表面粗さがRa0.2μmで、厚さが0.09mm
という性状を有し、且つ30%以上の加熱収縮性を有し
ていた。
上記の筒状フィルムを嵌着し、ロール体よりはみ出した
筒状フィルムの端部に約300℃の熱風を吹きつけ、筒
状フィルム端部を収縮させてロール体の端面に被着固定
した。その後、これを150℃の恒温槽中に入れて1時
間保持し、ロール体の外周面全体に密着した表層4を有
する本発明のオイル塗布ロールAを得た。
オロエチレンの被覆層を有する定着ロールと、外径40
mmで、厚さ5mmのシリコーンゴム層の上に厚さ70μm
のPFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアル
キルビニルエーテル共重合体)チューブを被着した加圧
ロールとを備えた試験用複写機に、上記のオイル塗布ロ
ールAを、軸受けに各200gfの荷重をかけて定着ロー
ルに周接し、且つ従動するように取り付けた。そして画
像比率30%のラインチャートを原稿とし、64g/m2
のA4普通紙を用いて、定着温度185℃で、55枚/
分の複写速度の連続通紙で複写試験を行い、オイル塗布
ロールの表面汚れ、及びオイル塗布量の変化を調べたと
ころ、複写枚数が50000枚を越えてもロールの表面
に汚れが認められず、オイル塗布量も安定していた。
切り取ってその性状、即ち最大孔径(μm)、透気度
(秒/100cc)、表面粗さ(Ra、μm)、並びに厚さ(m
m)、光沢度(%)を、後記の表1の試験方法に従って
測定した。そしてその測定結果と上記の複写試験結果と
を、筒状フィルムaの性状と共に表2に示した。
レット社製)で測定。 単位:μm 透気度(ガーレー数):B型ガーレー式デンソメータ
(テスター産業社製)で測定。 単位:秒/100cc 空孔率:比重測定により次式により算出。単位:% 空孔率=(d1 −d2 )/d1 ×100 d1 :膨張前樹脂管の比重、d2 :膨張後樹脂管の比重 表面粗さ(Ra):表面粗さ形状測定器サーフコム470
A(東京精密社製)で測定。 単位:μm 光沢度:デジタル変角光沢計(スガ試験機社製)で、6
0°の鏡面反射を測定。 単位:% 厚さ:スクリューマイクロメータで測定。 単位:mm
例Aで作成したものと同じポリテトラフルオロエチレン
の焼結押出樹脂管を用いて、それぞれ少しずつ膨張条件
を変えた他は実施例Aと同様な方法で、ポリテトラフル
オロエチレンの筒状フィルムb〜eを作成した。そし
て、参考例で作成した含油ロール体と組み合わせて、そ
れぞれ実施例Aと同じ方法に従ってオイル塗布ロールB
〜Eを作成し、これらのオイル塗布ロールB〜Eについ
て表層の性状を調べた。その後、実施例Aと全く同様な
条件で複写試験を行って得た結果を、それぞれ筒状フィ
ルムの性状及びオイル塗布ロールの表層の性状と共に、
表2に併せて示した。
じポリテトラフルオロエチレンの焼結押出樹脂管を用
い、内面が艶消し面である点のみが異なる筒状金型を使
用した他は実施例Aと同様の方法で、表面粗さがRa
0.5μmであることのみが筒状フィルムaとは異なる
筒状フィルムfを作成した。そして、参考例で作成した
含油ロール体と組み合わせて、実施例Aと全く同じ方法
に従ってオイル塗布ロールFを作成し、その表層の性状
を調べた。その後、実施例Aと全く同様な条件で複写試
験を行って得た結果を、筒状フィルムの性状及びオイル
塗布ロールの表層の性状と共に、表2に併せて示した。
径19.0mm、内径18.7のポリテトラフルオロエチ
レンの焼結押出樹脂管を作成し、これを実施例Aと同様
な方法で長さ方向に200%まで膨張させて、周方向の
加熱収縮性が約20%であったほかは、筒状フィルムa
と殆ど同様な性状を有している筒状フィルムgを作成し
た。そしてこの筒状フィルムgと参考例で作成した含油
ロール体とを組み合わせて、実施例Aと同じ手順に従っ
てオイル塗布ロールGを作成し、その表層の性状を調べ
た。その後、実施例Aと全く同様な条件で複写試験を行
ったところ、表層にシワとズレが発生する場合があり、
再現性のある試験結果は得られなかった。
報の実施例の記載に従って、最大孔径が0.3μm、空
孔率が70%、透気度が100秒/100cc、表面粗さ
がRa0.8μm、厚さが0.03mmの多孔質ポリテト
ラフルオロエチレンの焼成フィルムhを、参考例で作成
した含油ロール体の周面に巻き付け、熱硬化性接着剤に
より固定してオイル塗布ロールHを作成した。そして、
実施例Aと全く同様な条件で複写試験を行ったところ、
初期よりトナー付着が発生し、複写枚数が3000枚を
過ぎた頃から画像汚れが顕著となり、またオイル塗布量
も初期は適当であったが徐々に減少することが認められ
た。
は、フッ素樹脂表層による耐久性と離型性とを兼ね備え
ながら、目詰まりを起こさずに長期にわたってムラがな
く適度のオイル供給量を維持することができたものであ
り、しかもトナーの付着による汚れが発生し難く、オフ
セット防止効果が優れるという効果がある。
図である。
て、表層となる筒状フィルムを嵌着した状態を示す縦断
面図である。
た状態を示す一部破断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 ロール基体上にオイル保持体を設けると
共にその外周面に密着した多孔質フッ素樹脂表層を設け
てなるオイル塗布ロールにおいて、該多孔質フッ素樹脂
表層は最大孔径が0.1μm以下であり、透気度が50
0〜6000秒/100ccの範囲内にあり、且つ表面
粗さがRa0.5μm未満であることを特徴とする、電
子写真定着用オイル塗布ロール。 - 【請求項2】 前記多孔質フッ素樹脂表層は厚さが0.
05mm以上である、請求項1に記載の電子写真定着用
オイル塗布ロール。 - 【請求項3】 前記フッ素樹脂がポリテトラフルオロエ
チレンである、請求項1又は2に記載の電子写真定着用
オイル塗布ロール。 - 【請求項4】 ロール基体上にオイル保持体を設けたの
ち、30%以上の加熱収縮性を有する多孔質フッ素樹脂
からなる筒状フィルムを装着してロール体を得、次いで
該ロール体を加熱して該筒状フィルムを該ロール基体端
部まで被覆するように密着させることにより、請求項1
記載の電子写真定着用オイル塗布ロールを製造するにあ
たって、前記多孔質フッ素樹脂フィルムとして最大孔径
が0.1μm以下であり、空孔率が25〜50%であ
り、透気度が500〜4000秒/100ccであっ
て、且つ表面粗さがRa0.5μm未満であるものを用
いることを特徴とする、電子写真定着用オイル塗布ロー
ルの製造法。
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