JP3786681B2

JP3786681B2 - Release agent application roller

Info

Publication number: JP3786681B2
Application number: JP2000209792A
Authority: JP
Inventors: 崇磯貝; 康一木村; 勇美阿部; 敏之岸田
Original assignee: Nichias Corp; Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Nichias Corp; Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2000-07-11
Filing date: 2000-07-11
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2020-07-11
Also published as: JP2002023543A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，回転体に離型剤を塗布する離型剤塗布ローラに関する。さらに詳細には，内側の保持層に離型剤を保持し，表層を介してその離型剤を回転体に塗布する離型剤塗布ローラに関するものである。例えば，トナーを用いる画像形成装置の定着装置に定着オイルを供給する用途に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から，トナーを用いる画像形成装置では，用紙上のトナー像を用紙に定着させる定着装置を備えている。ここで，定着装置の定着ローラにトナーが付着するのを防ぐため，定着ローラに離型剤（定着オイルともいう）を供給する必要がある。特に，近年普及が進んでいるフルカラー画像形成装置でフルカラー画像を取り扱う際には，用紙上のトナー付着量が多いため，離型剤も多く必要とされる。このため離型剤供給装置には，必要十分な量の離型剤を長期間にわたり安定して供給できることが要求される。このような要求に応えるため，離型剤を含浸させた多孔質セラミックスやフェルト等の保持体を多孔質フィルムで包んだ離型剤塗布ローラが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，前記した従来の離型剤塗布ローラには，以下に説明する問題点があった。使用時に離型剤がローラ端部から漏れ出してくるのである。その原因は，定着装置からの熱により離型剤塗布ローラの内部の空気や離型剤が膨張して圧力が上昇してくることにあると考えられる。この対策として，ローラの両端部における多孔質フィルムに通気孔を設けることが考えられる。しかし，ローラの端面にはあまり大きな穴が開けられない。このため，通気孔からの空気の脱出が昇圧に追いつかず，結局は離型剤漏れが起きてしまうのである。また，別の問題も引き起こされる。すなわち，保管時に縦向きにしておくと，下方の通気孔から離型剤が漏れてきてしまうのである。
【０００４】
本発明は，前記した従来の離型剤塗布ローラが有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，離型剤を長期間にわたり安定して供給できるばかりでなく，使用時や保管時の離型剤漏れをも防止した離型剤塗布ローラを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の離型剤塗布ローラは，回転体に離型剤を塗布するものであって，表面を構成する表層と，表層より内側に位置し，離型剤を保持する機能を有するとともに円筒形状の保持体と，保持体の孔内に位置する回転軸心とを有し，保持体の孔の内面と回転軸心との間に，保持体中の気体を外部に脱出させる脱出経路を設けたものである。
【０００６】
この離型剤塗布ローラでは，使用状態においては，保持体に離型剤が保持されている。その離型剤は，保持体から表層に浸透している。そして，表層に回転体が接しており離型剤塗布ローラと回転体とがともに回転していれば，表層により回転体に離型剤が塗布される。塗布により表層の離型剤が減少した分は，保持体から補充される。ここで，周辺からの熱により離型剤塗布ローラの温度が上昇する場合がある。この場合には，保持体の内部の離型剤や空気が膨張して圧力が上昇してくることとなる。しかし，保持体の内部の空気は，保持体の孔の内面と回転軸心との間に設けられている脱出経路を通って外部へ脱出できる。特に，保持体の孔の内面には，ローラ端面と比較して容易に大面積の脱出経路を確保できる。このため，離型剤塗布ローラの温度が上昇するときには，離型剤より膨張しやすい空気が速やかに脱出できる。よって，保持体の内部の圧力が過度に上昇して離型剤の漏れに至ることはない。
【０００７】
本発明の離型剤塗布ローラは，保持体の孔の内面と回転軸心との間が部分的に接着されており，接着されていない部分が脱出経路をなすことが望ましい。このようにすると，部品の点数や加工工数を増やすことなく容易に脱出経路を確保でき，製造上有利である。
【０００８】
あるいは本発明の離型剤塗布ローラは，
回転軸心が接着剤を介さずに保持体の孔内に挿入されており，保持体の端部を回転軸心に固定する固定部材を有し，保持体の孔の内面全体が脱出経路をなし，固定部材は，リング部とその内側のツメ部とを有し，ツメ部の間の部分が通気部をなすこととしてもよい。このようにすると，保持体の孔の内面全体が脱出経路をなすことから，離型剤塗布ローラの特に幅方向中央部においても空気が容易に脱出経路から脱出できる。
【０００９】
もしくは離型剤塗布ローラは，回転軸心が接着剤を介さずに保持体の孔内に挿入されており，保持体の端部を回転軸心に固定する固定部材を有し，保持体の孔の内面全体が脱出経路をなし，固定部材は，内向きのツメ部を有するＥリング形状であり，ツメ部の間の部分が通気部をなすものとしてもよい。このようにしても，保持体の孔の内面全体が脱出経路をなすこととなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施の形態は，トナーを用いる画像形成装置の定着装置において，定着ベルトに離型オイルを供給するオイル供給ローラとして本発明を具体化したものである。
【００１１】
まず，画像形成装置の概略を説明する。本実施の形態に係る画像形成装置は，図１の概略断面図に示すように，４色それぞれの画像形成ステーション４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ，４Ｋを備えたタンデム式のフルカラープリンタである。すなわち，各画像形成ステーション４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ，４Ｋには，外部（パソコン等）から入力される画像データが，コントローラ７，プリントヘッドコントローラ８を介して入力されるようになっている。これにより各画像形成ステーション４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ，４Ｋは，それぞれ当該色のトナー像を作成するのである。各色のトナー像は，図１中矢印Ａの向きに回転する転写ベルト６上に順次転写されて重ね合わせられる。
【００１２】
そして，これと同期して用紙カセット１から１枚の印刷用紙が取り出され，給紙ローラ２を経て転写ローラ３と転写ベルト６とのニップ部へ送られる。そこで重ね合わせトナー画像は転写ベルト６から印刷用紙上へ転写される。重ね合わせトナー画像を受け取った印刷用紙は，ベルト定着方式の定着装置５を経由して排紙トレイ９上に排出されるのである。定着装置５では，重ね合わせトナー画像が加熱により溶融され，また加圧されて印刷用紙上にフルカラー画像として定着される。
【００１３】
定着装置５は，図２に示すように，２つの張架ローラ１５，１６に巻き架けられ図２中矢印Ａの向きに回転する定着ベルト１０と，対向ローラ１１とを有している。印刷用紙が通過するのは，定着ベルト１０と対向ローラ１１との間のニップ部である。張架ローラ１５および対向ローラ１１は，定着の熱源であるヒータを内蔵している。さらに，定着ベルト１０に離型オイルを供給するオイル供給ローラ１２を有している。オイル供給ローラ１２は，ドナーローラ１４を介して定着ベルト１０に離型オイルを供給するようになっている。また，ドナーローラ１４には，余分な離型オイルを拭き取るクリーニングローラ１３が付設されている。
【００１４】
離型オイルは，粘度１００〜３００ｃＳｔ程度のジメチルシリコーンオイルである。一般的には，ピーク分子量が５×１０³〜１×１０⁴の範囲内のジメチルシリコーンオイルがこの程度の粘度を有する。例えば，信越化学工業（株）製の型式「ＫＦ−９６ＳＳ−１００ＣＳ」（粘度は１００〜１１０ｃＳｔ（２５℃））が使用可能である。
【００１５】
（第１の形態）
次に，第１の形態に係るオイル供給ローラ１２について詳細に説明する。オイル供給ローラ１２は，芯金２１の他，基材２２と，フェルト層２３と，多孔質ＰＴＦＥフィルムの表層２５との多層構造をなしている。なお，薄いため図２には現れていないが，フェルト層２３と，表層２５との間には接着層２４（図３参照）がある。接着層２４は，フェルト層２３と表層２５とを接着するばかりでなく，離型オイルを透過させる機能を有している。
【００１６】
芯金２１は，オイル供給ローラ１２の回転軸をなすものであり，８ｍｍ程度の直径を有するメッキ処理した鉄製の棒（例えば，ＳＵＭ２２鋼材にＥＳＮｉ処理を施したもの等）である。また，芯金２１として，ステンレス鋼製のものを用いることもできる。基材２２は，離型オイルを含浸して蓄える機能を有する筒状のセラミックス部材である。例えば，ニチアス（株）製の品名「セラールＡＣ」であって，大型気孔比率２２〜２４％，気孔率６８〜７２％，嵩密度０.７８ｇ/ｃｍ³程度のグレードのものが使用可能である。
【００１７】
芯金２１と基材２２とは，接着層２０により接着されている。接着層２０は，接着層２４と異なり単に芯金２１と基材２２とを接着するためだけのもので，離型オイルを透過させる機能は要しない。接着層２０は，オイル供給ローラ１２の全幅にわたって存在しているわけではなく，接着層２０のない領域１９が端部に存在する。この構造は，図４に示すように，中央部のみ接着剤２０を塗布した芯金２１を，片側から基材２２の孔２２ａに挿入して得られる。この挿入の際，接着剤２０の後ろ側の端部２０ａが孔２２ａの内面２２ｂに引きずられるので，図３のように一方の領域１９は小さい。
【００１８】
上記の構造を持つオイル供給ローラ１２では，基材２２やフェルト層２３に含浸されている離型オイルが，表層２５の微小な孔を通して図２に示したドナーローラ１４に供給される。ここで，主として接着層２４の性状により，離型オイルの供給が過不足なく適切に行われるようにされている。
【００１９】
さて，オイル供給ローラ１２は上記のように，基材２２やフェルト層２３に離型オイルを含浸させた状態で使用に供される。しかしその状態でも基材２２やフェルト層２３の空隙が完全に離型オイルで満たされているわけではなく，若干の空気を含んでいる。さらに，使用を重ねると内部の空気の量は少しずつ増えてくる。一方，使用中におけるオイル供給ローラ１２は，図２中の張架ローラ１５や対向ローラ１１からの熱を受けて温度が１００℃前後まで上昇してくる。このため，内部の空気や離型オイル，特に空気が膨張し，圧力が上昇してくる。
【００２０】
しかしオイル供給ローラ１２では図３に示したように，芯金２１と基材２２との間に，接着層２０のない領域１９が設けられている。よって，領域１９における基材２２の孔２２ａの内面２２ｂを通して，基材２２の内部の空気が脱出できる。すなわち，孔２２ａの内面２２ｂのうち領域１９にかかる部分が空気の脱出経路なのである。むろん，フェルト層２３内の空気も，接着層２４，基材２２を経由して同様に脱出できる。脱出した空気は，芯金２１と基材２２との間の隙間を通ってオイル供給ローラ１２の外部へ出ることとなる。ここで，基材２２の孔２２ａの内面２２ｂは，オイル供給ローラ１２の端部の表層２５にピンホールを開けて脱出経路とする場合と比較して，大面積の脱出経路を容易に確保できる。また，オイル供給ローラ１２の幅方向にある程度内側の位置にも脱出経路が存在する。このためオイル供給ローラ１２では，温度が上昇してもスムーズに内部の空気が脱出し，圧力が目立って上昇することはない。よって，離型オイルそのものが漏れ出てくる事態に至ることはない。なお，表層２５は多孔質フィルムで構成されているが，ここからは空気はほとんど脱出できない。その孔は接着層２４の接着剤と離型オイルでほぼ完全に塞がれているからである。
【００２１】
また，オイル供給ローラ１２は，保存時にオイル供給ローラ１２を縦向きにしておいても，下側の部分から離型オイルが漏れ出てくることはない。脱出経路の面積が広いため，離型オイルの圧力が一点に集中してかかることがないからである。
【００２２】
次に，オイル供給ローラ１２の特性を確認するために本発明者らが行った試験について説明する。本試験では，表１に示す体積特性のオイル供給ローラ１２を使用した。ここで空気の量は，２０℃での値である。このオイル供給ローラ１２において，温度が２０℃から１００℃まで上昇すると，ボイルシャルルの法則によれば一定圧力下の単純計算では空気量が約１８ｃｍ³ 増加することとなる。厳密にいえば離型オイルも多少膨張する。なお，基材２２の全幅を２２２ｍｍ，フェルト層２３や表層２５を含めた全ローラ径を３５.９ｍｍφとした。
【００２３】
【表１】

【００２４】
そして，前述の図４に示した状態での接着剤２０の塗布幅を２２２ｍｍ，１８５ｍｍ，１４５ｍｍ（いずれも芯金２１の長手方向中央）の３水準に振り，接着剤２０の塗布厚を０.１２ｇ/ｃｍ，０.０８ｇ/ｃｍ（ｃｍは芯金２１の長手方向の長さ）の２水準に振って，計６種類の試験体を作成した。このうち塗布幅２２２ｍｍのものは，図３中の領域１９が存在しないので比較例であり，残りが本発明の実施例である。これらの試験体を温度１００℃まで昇温させて，離型オイルの漏れの有無を調査した。結果は表２に示すとおりであった。
【００２５】
すなわち，塗布幅２２２ｍｍのもの（比較例）では，離型オイルの漏れが発生し，結果は不良であった。これに対し，塗布幅の小さいもの（実施例）はいずれも，離型オイルの漏れが発生せず，結果は良であった。なお，塗布厚は結果に影響しなかった。
【００２６】
【表２】

【００２７】
次に，塗布幅を２２２ｍｍ，１８５ｍｍの２水準とし，塗布厚を０.０８ｇ/ｃｍに固定し，離型オイルの含浸量（表１中の(Ｇ)）を９０ｇ，９３ｇ，９８ｇ，１０３ｇの４水準に振って同様の試験をした。その結果は表３に示すとおりであった。
【００２８】
【表３】

【００２９】
すなわち，塗布幅２２２ｍｍの比較例のものでは，離型オイル含浸量を９０ｇまで落とさない限り離型オイルの漏れが発生した。ただし，含浸量９０ｇではオイル供給ローラ１２の寿命として不足であり，離型オイルを長期間にわたり安定して供給することができない。これに対し塗布幅１８５ｍｍの実施例のものでは含浸量が多いものでもも，離型オイルの漏れが発生せず，結果は良であった。よって，離型オイルを長期間にわたり安定して供給する性能と，離型オイルの漏れを起こさない性能とを兼ね備えている。
【００３０】
このように本発明のオイル供給ローラ１２が優れた特性を発揮する理由は，領域１９における空気の脱出経路の面積が広いことにある。塗布幅１８５ｍｍのものでのその面積は，左右の領域１９の長さの合計を仮に２５ｍｍであるとすると（実際には図３中左の領域１９の長さは正確にはわからない），基材２２の内径からして６.３ｃｍ²程度あることになる。これと同じ面積を従来のようなローラ端のピンホール（２ｍｍφとして面積０.０３１４ｃｍ²）で確保するためには，２００個近い孔数が必要になる。これは現実的でない。
【００３１】
本形態のオイル供給ローラ１２には，次のように種々の変形が考えられる。図５に示すものは，芯金２１の両端に小径部２１ａ，２１ａを設けたものである。小径部２１ａにより，差し込み時（図４参照）に特に差し込みの後方側に接着剤２０が少々引きずられても，領域１９が確保される効果がある。図６に示すように，接着層２０のすぐ外側にのみ凹部２１ｂ，２１ｂを設けても同様である。図５，図６に示すものについては，図７，図８に示すように，接着層２０の差し込み方向前方側の端部に止めリング２６を備えてもよい。もしくは図９に示すように，基材２２の両端部に孔の大径部２２ｃ，２２ｃを設けても同じことが言える。
【００３２】
あるいは図１０（軸方向と垂直な面で切った断面図）に示すように，接着剤塗布部２０と非塗布部２０ｂとを周方向に交互に設けてもよい。このようにすると，オイル供給ローラ１２の幅方向の全域にわたって非塗布部２０ｂ，すなわち脱出経路が存在する。よって，空気の脱出性がさらによい。この場合に図１１に示すように，芯金２１に軸方向に突起部を設けてもよい。あるいは図１２に示すように，基材２２の内面に幅方向の溝２２ｄを設けてもよい。図１２のものでは，芯金２１への接着剤２０の塗布の際には非塗布部を設ける必要がなく簡単である。図１０〜図１２のものでは，接着剤塗布部２０および非塗布部２０ｂを，軸方向に直線的としてもよいし，図１３に示すように螺旋状にしてもよい。
【００３３】
（第２の形態）
次に，第２の形態について説明する。図１４に示す本形態のオイル供給ローラ３２は，第１の形態のオイル供給ローラ１２と比較して，基材２２と芯金２１との間の接着層２０を完全になくし，代わりに基材２２の両端部に固定リング３３，３３を設けたものである。固定リング３３により，基材２２と芯金２１とが互いに固定されている。なお，基材２２と芯金２１との間の隙間は，図１４ではかなり誇張して描いているのであって，実際にはもっと狭い。
【００３４】
固定リング３３は，図１５に示すようにリング部３４と，その内側のツメ部３５とからなっている。そして各ツメ部３５は，一方の面側に迫り出している。各ツメ部３５の迫り出しは，オイル供給ローラ３２に組み付けた状態では幅方向外側に向かっている。また，図１４には現れていないが，芯金２１における当該位置には環状の溝が切られている。その溝に各ツメ部３５が引っかかることにより，基材２２と芯金２１とが互いに固定される。なお，図１５の固定リング３３に代えて図１６のようなＥリングを用いてもよい。
【００３５】
オイル供給ローラ３２における他の部分は，第１の形態のオイル供給ローラ１２の構成と同様である。オイル供給ローラ３２では，昇温により内部の空気等が膨張すると，基材２２の孔の内面全体から，空気が脱出できる。脱出した空気は，基材２２と芯金２１との間の隙間，および固定リング３３におけるツメ部３５の間の部分３６を通ってオイル供給ローラ３２の外部へ出ることとなる。すなわち本形態では，基材２２の孔の内面全体が脱出経路をなし，固定リング３３におけるツメ部３５の間の部分３６が通気部をなしている。オイル供給ローラ３２は，図２の定着装置５においてオイル供給ローラ１２に代えて使用することができ，同様の効果を奏する。特に，基材２２の孔の内面全体が空気の脱出経路をなすので，内部の圧力上昇が著しく起こりにくい。
【００３６】
（第３の形態）
次に，第３の形態について説明する。図１７に示す本形態のオイル供給ローラ４２は，第１の形態のオイル供給ローラ１２と比較して，円柱状の芯金２１に代えてパイプ状でしかも短尺の芯金４１を用いたものである。芯金４１は２個用いられている。それらは，基材２２の両端部に，部分的に基材２２の孔から突出するように取り付けられている。そして，芯金４１のうち基材２２の孔の中にある部分は，接着層２０により基材２２の孔の内面に接着されている。オイル供給ローラ４２では，両端の接着層２０，２０の間の領域４９の全体において，基材２２の孔の内面が脱出経路をなしている。そして，孔の内部空間は，芯金４１の内部を通してオイル供給ローラ４２の外部へ連通している。オイル供給ローラ４２も，第１の形態や第２の形態のものと同様の効果を発揮する。
【００３７】
本形態のオイル供給ローラ４２には，次のような変形が考えられる。図１８に示すのは，パイプ状の芯金４１を長尺の１本構成とし，その随所に通気孔４３を形成したものである。このようにすると，図１７のものと比較して，芯金４１のセンターが出しやすい利点がある。なお，これらにおいて，接着層２０の代わりにまたは接着層２０に加えて，第２の形態のような止めリングを用いてもよい。
【００３８】
以上詳細に説明したように本実施の形態に係るオイル供給ローラ１２，３２，４２では，基材２２の孔の内面を少なくとも部分的に脱出経路として用い，温度が上昇したときに内部の空気がスムーズに外部に脱出できるようにしている。このため，使用時に定着装置５の発熱により昇温しても，内部の圧力が上昇して離型オイルの漏れを起こすことがない。特に，第２および第３の形態のもの，また第１の形態のうち図１０等に示したものでは，脱出経路が幅方向のほぼ全体にわたっているため，幅方向のどの場所でも容易に空気が脱出できる。これより，離型オイルを長期間にわたって安定して供給できる含浸量としても，離型オイルの漏れの問題を起こさない。また，脱出経路の面積が広いことから，保管時に一点に離型オイルの圧力が集中することがない。このため置き方にかかわらず，保管中のオイル漏れが起こらない。
【００３９】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，基材２２やフェルト層２３など各構成要素に使用する具体的材料は，実施の形態中に示したもの以外の別のものであっても，それぞれの目的に適したものであれば何でもよい。離型オイルも，ジメチルシリコーンオイルに限るものではない。また，適用対象としては，図１のようなフルカラープリンタに限らず，複写機やファクシミリ機でもよい。また，ドナーローラ１４を介さず直接に定着ベルト１０に離型オイルを供給してもよいし，ベルト定着以外の方式の定着装置に適用してもよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によれば，離型剤を長期間にわたり安定して供給できるばかりでなく，使用時や保管時の離型剤漏れをも防止した離型剤塗布ローラが提供されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の全体概略図である。
【図２】定着装置の概略構成図である。
【図３】第１の形態に係るオイル供給ローラの断面図である。
【図４】図３のオイル供給ローラの製造上の一過程を示す図である。
【図５】変形例に係るオイル供給ローラの断面図である。
【図６】変形例に係るオイル供給ローラの断面図である。
【図７】変形例に係るオイル供給ローラの断面図である。
【図８】変形例に係るオイル供給ローラの断面図である。
【図９】変形例に係るオイル供給ローラの断面図である。
【図１０】変形例に係るオイル供給ローラの断面図である。
【図１１】変形例に係るオイル供給ローラの断面図である。
【図１２】変形例に係るオイル供給ローラの断面図である。
【図１３】変形例に係るオイル供給ローラの断面図である。
【図１４】第２の形態に係るオイル供給ローラの断面図である。
【図１５】図１４のオイル供給ローラに使用する固定リングを示す図である。
【図１６】図１４のオイル供給ローラに使用する固定リングを示す図である。
【図１７】第３の形態に係るオイル供給ローラの断面図である。
【図１８】変形例に係るオイル供給ローラの断面図である。
【符号の説明】
１２，３２オイル供給ローラ（離型剤塗布ローラ）
１９，４９接着層のない領域（脱出経路）
２０接着層
２１芯金（回転軸心）
２２基材（保持体）
２５表層
３３固定リング
４１パイプ状の芯金（回転軸心）
４２オイル供給ローラ（離型剤塗布ローラ）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a release agent application roller for applying a release agent to a rotating body. More specifically, the present invention relates to a release agent application roller that holds a release agent in an inner holding layer and applies the release agent to a rotating body via a surface layer. For example, it is suitable for use in supplying fixing oil to a fixing device of an image forming apparatus using toner.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an image forming apparatus using toner includes a fixing device that fixes a toner image on a sheet to the sheet. Here, in order to prevent toner from adhering to the fixing roller of the fixing device, it is necessary to supply a release agent (also referred to as fixing oil) to the fixing roller. In particular, when a full-color image is handled by a full-color image forming apparatus that has become popular in recent years, a large amount of toner is deposited on the paper, so that a large amount of release agent is required. For this reason, the release agent supply device is required to be able to supply a necessary and sufficient amount of release agent stably over a long period of time. In order to meet such demands, a release agent application roller has been proposed in which a holding body such as porous ceramics or felt impregnated with a release agent is wrapped with a porous film.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional release agent application roller described above has the following problems. During use, the release agent leaks from the end of the roller. The cause is considered to be that the pressure inside the release agent application roller expands due to the heat from the fixing device and the pressure rises. As a countermeasure, it is conceivable to provide air holes in the porous film at both ends of the roller. However, a very large hole cannot be made in the end face of the roller. For this reason, the escape of air from the vent hole cannot catch up with the pressure increase, and eventually the release agent leaks. Another problem is also caused. That is, if it is kept vertically during storage, the release agent will leak from the lower vent.
[0004]
The present invention has been made to solve the above-described problems of the conventional release agent application roller. That is, an object of the present invention is to provide a release agent application roller that not only can stably supply a release agent over a long period of time, but also prevents leakage of the release agent during use and storage.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The release agent application roller of the present invention, which has been made for the purpose of solving this problem, applies a release agent to a rotating body and is located on the inner side of the surface layer constituting the surface and the release agent. A cylindrical holding body and a rotation axis located in the hole of the holding body, and the gas in the holding body is located between the inner surface of the hole of the holding body and the rotation axis. Is provided with an escape route for escaping to the outside.
[0006]
In this release agent application roller, the release agent is held by the holding body in use. The release agent penetrates the surface layer from the holding body. If the rotating body is in contact with the surface layer and the release agent application roller and the rotating body are both rotating, the releasing agent is applied to the rotating body by the surface layer. The amount of release agent on the surface layer reduced by application is replenished from the holder. Here, the temperature of the release agent application roller may increase due to heat from the periphery. In this case, the release agent or air inside the holding body expands and the pressure rises. However, the air inside the holding body can escape to the outside through an escape path provided between the inner surface of the hole of the holding body and the rotation axis . In particular, an escape route having a large area can be easily secured on the inner surface of the hole of the holding body as compared with the roller end surface. For this reason, when the temperature of the release agent application roller rises, air that expands more easily than the release agent can quickly escape. Therefore, the pressure inside the holding body does not rise excessively and does not lead to leakage of the release agent.
[0007]
The release agent application roller of the present invention, the inner surface of the bore of the hold member is partially adhesion between the rotation axis, the portion not bonded, it is desirable to form an escape route. In this way, an escape route can be easily secured without increasing the number of parts and the number of processing steps, which is advantageous in manufacturing.
[0008]
Alternatively, the release agent application roller of the present invention is
Rotation axis is inserted into the hole of the holding member without using the adhesive has a fixed member for fixing the end portion of the holding member to the rotary axis, the entire inner surface of the holding member of the pores escape route The fixing member may have a ring portion and a claw portion inside the ring portion, and a portion between the claw portions may form a ventilation portion . In this way, since the entire inner surface of the hole of the holding body forms an escape path, air can easily escape from the escape path, particularly at the center in the width direction of the release agent application roller.
[0009]
Alternatively, the release agent application roller has a rotating shaft center inserted in the hole of the holding body without an adhesive, and has a fixing member for fixing the end of the holding body to the rotating shaft. The entire inner surface of the hole may form an escape path, and the fixing member may have an E-ring shape having an inward claw portion, and a portion between the claw portions may form a ventilation portion . Even in this case, the entire inner surface of the hole of the holding body forms an escape route.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. The present embodiment embodies the present invention as an oil supply roller for supplying release oil to a fixing belt in a fixing device of an image forming apparatus using toner.
[0011]
First, an outline of the image forming apparatus will be described. The image forming apparatus according to the present embodiment is a tandem full-color printer provided with

image forming stations

4C, 4M, 4Y, and 4K for four colors, as shown in the schematic cross-sectional view of FIG. That is, image data input from the outside (personal computer or the like) is input to the

image forming stations

4C, 4M, 4Y, and 4K via the controller 7 and the print head controller 8. As a result, each of the

image forming stations

4C, 4M, 4Y, and 4K creates a toner image of the corresponding color. The toner images of the respective colors are sequentially transferred and superimposed on the transfer belt 6 that rotates in the direction of arrow A in FIG.
[0012]
In synchronism with this, one sheet of printing paper is taken out from the paper cassette 1 and sent to the nip portion between the transfer roller 3 and the transfer belt 6 through the paper feed roller 2. Therefore, the superimposed toner image is transferred from the transfer belt 6 onto the printing paper. The printing paper that has received the superimposed toner image is discharged onto a paper discharge tray 9 via a belt fixing type fixing device 5. In the fixing device 5, the superimposed toner image is melted by heating and pressed to be fixed as a full-color image on the printing paper.
[0013]
As shown in FIG. 2, the fixing device 5 includes a fixing belt 10 that is wound around two stretching

rollers

15 and 16 and rotates in the direction of arrow A in FIG. 2, and a counter roller 11. The printing paper passes through the nip portion between the fixing belt 10 and the counter roller 11. The tension roller 15 and the counter roller 11 incorporate a heater that is a heat source for fixing. Furthermore, an oil supply roller 12 that supplies release oil to the fixing belt 10 is provided. The oil supply roller 12 supplies release oil to the fixing belt 10 via the donor roller 14. The donor roller 14 is provided with a cleaning roller 13 for wiping off excess release oil.
[0014]
The release oil is dimethyl silicone oil having a viscosity of about 100 to 300 cSt. In general, dimethyl silicone oil having a peak molecular weight in the range of 5 × 10 ³ to 1 × 10 ⁴ has such a viscosity. For example, model “KF-96SS-100CS” (viscosity: 100 to 110 cSt (25 ° C.)) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. can be used.
[0015]
(First form)
Next, the oil supply roller 12 according to the first embodiment will be described in detail. The oil supply roller 12 has a multi-layer structure including a base metal 21, a base material 22, a felt layer 23, and a surface layer 25 of a porous PTFE film. Although not shown in FIG. 2 because it is thin, there is an adhesive layer 24 (see FIG. 3) between the felt layer 23 and the surface layer 25. The adhesive layer 24 not only adheres the felt layer 23 and the surface layer 25 but also has a function of allowing the release oil to permeate.
[0016]
The cored bar 21 is a rotating shaft of the oil supply roller 12, and is a plated iron bar (for example, a SUM22 steel material subjected to ESNi treatment) having a diameter of about 8 mm. Further, as the core metal 21, a stainless steel one can be used. The base material 22 is a cylindrical ceramic member having a function of impregnating and storing a release oil. For example, a product name “Sereral AC” manufactured by NICHIAS Corporation having a large pore ratio of 22 to 24%, a porosity of 68 to 72%, and a bulk density of about 0.78 g / cm ³ can be used. .
[0017]
The cored bar 21 and the base material 22 are bonded by the adhesive layer 20. Unlike the adhesive layer 24, the adhesive layer 20 is merely for adhering the cored bar 21 and the base material 22, and does not require a function of transmitting the release oil. The adhesive layer 20 does not exist over the entire width of the oil supply roller 12, and a region 19 without the adhesive layer 20 exists at the end. As shown in FIG. 4, this structure is obtained by inserting the cored bar 21 coated with the adhesive 20 only at the central part into the hole 22 a of the base material 22 from one side. At the time of this insertion, since the rear end 20a of the adhesive 20 is dragged to the inner surface 22b of the hole 22a, one region 19 is small as shown in FIG.
[0018]
In the oil supply roller 12 having the above structure, the release oil impregnated in the base material 22 and the felt layer 23 is supplied to the donor roller 14 shown in FIG. Here, mainly by the property of the adhesive layer 24, the supply of the release oil is appropriately performed without excess or deficiency.
[0019]
As described above, the oil supply roller 12 is used in a state where the base material 22 and the felt layer 23 are impregnated with release oil. However, even in this state, the gaps of the base material 22 and the felt layer 23 are not completely filled with the release oil, and some air is included. Furthermore, the amount of air inside increases gradually with repeated use. On the other hand, the oil supply roller 12 in use is heated to about 100 ° C. by receiving heat from the stretching roller 15 and the counter roller 11 in FIG. For this reason, internal air and mold release oil, especially air expand | swell and a pressure rises.
[0020]
However, in the oil supply roller 12, as shown in FIG. 3, a region 19 without the adhesive layer 20 is provided between the core metal 21 and the base material 22. Therefore, the air inside the base material 22 can escape through the inner surface 22b of the hole 22a of the base material 22 in the region 19. That is, a portion of the inner surface 22b of the hole 22a that covers the region 19 is an air escape path. Of course, the air in the felt layer 23 can escape in the same manner via the adhesive layer 24 and the base material 22. The escaped air goes out of the oil supply roller 12 through the gap between the cored bar 21 and the base material 22. Here, the inner surface 22b of the hole 22a of the base material 22 can easily secure a large-area escape path as compared with a case where a pin hole is formed in the surface layer 25 at the end of the oil supply roller 12 to form an escape path. . An escape route also exists at a position somewhat inside in the width direction of the oil supply roller 12. For this reason, in the oil supply roller 12, even if the temperature rises, the internal air escapes smoothly and the pressure does not rise noticeably. Therefore, the release oil itself does not leak. In addition, although the surface layer 25 is comprised with the porous film, air can hardly escape from here. This is because the hole is almost completely closed by the adhesive of the adhesive layer 24 and the release oil.
[0021]
Further, the oil supply roller 12 does not leak the release oil from the lower portion even when the oil supply roller 12 is kept in the vertical orientation during storage. This is because the area of the escape route is large and the pressure of the release oil is not concentrated on one point.
[0022]
Next, a test conducted by the present inventors in order to confirm the characteristics of the oil supply roller 12 will be described. In this test, the oil supply roller 12 having the volume characteristics shown in Table 1 was used. Here, the amount of air is a value at 20 ° C. In the oil supply roller 12, when the temperature rises from 20 ° C. to 100 ° C., the amount of air increases by about 18 cm ^{3 in} a simple calculation under a constant pressure according to Boyle's law. Strictly speaking, the release oil also expands somewhat. The total width of the substrate 22 was 222 mm, and the total roller diameter including the felt layer 23 and the surface layer 25 was 35.9 mmφ.
[0023]
[Table 1]

[0024]
Then, the application width of the adhesive 20 in the state shown in FIG. 4 is shifted to three levels of 222 mm, 185 mm, and 145 mm (all in the longitudinal direction of the core metal 21), and the application thickness of the adhesive 20 is set to 0. A total of six types of specimens were prepared by swinging to two levels of 12 g / cm and 0.08 g / cm (cm is the length in the longitudinal direction of the cored bar 21). Among them, the coating width of 222 mm is a comparative example because the region 19 in FIG. 3 does not exist, and the rest is an example of the present invention. These specimens were heated to a temperature of 100 ° C. and examined for release oil leakage. The results were as shown in Table 2.
[0025]
That is, when the coating width was 222 mm (comparative example), the release oil leaked and the result was poor. On the other hand, all of the small application widths (Examples) did not cause release oil leakage, and the results were good. The coating thickness did not affect the results.
[0026]
[Table 2]

[0027]
Next, the coating width is set to two levels of 222 mm and 185 mm, the coating thickness is fixed at 0.08 g / cm, and the impregnation amount of release oil ((G) in Table 1) is 90 g, 93 g, 98 g, and 103 g. The same test was conducted by swinging to 4 levels. The results are shown in Table 3.
[0028]
[Table 3]

[0029]
That is, in the comparative example having a coating width of 222 mm, release oil leaked unless the release oil impregnation amount was reduced to 90 g. However, if the impregnation amount is 90 g, the life of the oil supply roller 12 is insufficient, and the release oil cannot be stably supplied over a long period of time. On the other hand, in the example of the application width of 185 mm, even when the amount of impregnation was large, the release oil did not leak and the result was good. Therefore, it has the performance of supplying the release oil stably over a long period of time and the performance of preventing the release oil from leaking.
[0030]
The reason why the oil supply roller 12 of the present invention exhibits excellent characteristics is that the area of the air escape path in the region 19 is wide. Assuming that the total length of the left and right regions 19 is 25 mm when the coating width is 185 mm (actually, the length of the left region 19 in FIG. 3 is not accurately known) The inner diameter of 22 is about 6.3 cm ² . In order to secure the same area with a pinhole at the end of a roller (area 0.0314 cm ² as ² mmφ) as in the prior art, the number of holes close to 200 is required. This is not realistic.
[0031]
The oil supply roller 12 of this embodiment can be variously modified as follows. In the configuration shown in FIG. 5, small-

diameter portions

21 a and 21 a are provided at both ends of the cored bar 21. The small-diameter portion 21a has an effect of securing the region 19 even when the adhesive 20 is slightly dragged to the rear side of the insertion particularly when inserting (see FIG. 4). As shown in FIG. 6, the same applies if the

recesses

21 b and 21 b are provided only on the outer side of the adhesive layer 20. 5 and 6, as shown in FIGS. 7 and 8, a stopper ring 26 may be provided at the end of the adhesive layer 20 on the front side in the insertion direction. Alternatively, as shown in FIG. 9, the same can be said even if the large-diameter portions 22 c and 22 c of the hole are provided at both ends of the base material 22.
[0032]
Alternatively, as shown in FIG. 10 (a cross-sectional view taken along a plane perpendicular to the axial direction), the adhesive application portion 20 and the non-application portion 20b may be alternately provided in the circumferential direction. If it does in this way, the non-application part 20b, ie, the escape route, exists over the whole area of the width direction of the oil supply roller 12. Therefore, the air escape property is even better. In this case, as shown in FIG. 11, the cored bar 21 may be provided with a protruding portion in the axial direction. Or as shown in FIG. 12, you may provide the groove | channel 22d of the width direction in the inner surface of the base material 22. FIG. In the case of FIG. 12, when the adhesive 20 is applied to the core metal 21, it is not necessary to provide a non-application portion, which is simple. 10 to 12, the adhesive application part 20 and the non-application part 20b may be linear in the axial direction, or may be spiral as shown in FIG.
[0033]
(Second form)
Next, the second embodiment will be described. Compared with the oil supply roller 12 of the first embodiment, the oil supply roller 32 of this embodiment shown in FIG. 14 completely eliminates the adhesive layer 20 between the base material 22 and the cored bar 21, and instead of the base material. Fixing rings 33 and 33 are provided at both ends of 22. The base 22 and the cored bar 21 are fixed to each other by the fixing ring 33. Note that the gap between the base material 22 and the cored bar 21 is drawn considerably exaggerated in FIG. 14, and is actually narrower.
[0034]
As shown in FIG. 15, the fixing ring 33 includes a ring portion 34 and a claw portion 35 inside the ring portion 34. And each nail | claw part 35 protrudes to one surface side. Each protrusion 35 protrudes outward in the width direction when assembled to the oil supply roller 32. Further, although not shown in FIG. 14, an annular groove is cut at the position in the cored bar 21. When the claw portions 35 are caught in the grooves, the base material 22 and the cored bar 21 are fixed to each other. Note that an E-ring as shown in FIG. 16 may be used instead of the fixing ring 33 shown in FIG.
[0035]
Other portions of the oil supply roller 32 are the same as the configuration of the oil supply roller 12 of the first embodiment. In the oil supply roller 32, when the internal air or the like expands due to the temperature rise, the air can escape from the entire inner surface of the hole of the base material 22. The escaped air goes out of the oil supply roller 32 through the gap between the base material 22 and the core metal 21 and the portion 36 between the claw portions 35 of the fixing ring 33. That is, in this embodiment, the entire inner surface of the hole of the base material 22 forms an escape path, and the portion 36 between the claw portions 35 in the fixing ring 33 forms a ventilation portion. The oil supply roller 32 can be used in place of the oil supply roller 12 in the fixing device 5 of FIG. 2, and has the same effect. In particular, since the entire inner surface of the hole of the base material 22 forms an air escape route, the internal pressure rise is hardly caused.
[0036]
(Third form)
Next, the third embodiment will be described. The oil supply roller 42 of this embodiment shown in FIG. 17 uses a pipe-shaped and short metal core 41 instead of the cylindrical metal core 21 as compared with the oil supply roller 12 of the first embodiment. is there. Two cored bars 41 are used. They are attached to both ends of the base material 22 so as to partially protrude from the holes of the base material 22. A portion of the core metal 41 in the hole of the base material 22 is bonded to the inner surface of the hole of the base material 22 by the adhesive layer 20. In the oil supply roller 42, the inner surface of the hole of the base material 22 forms an escape route in the entire region 49 between the

adhesive layers

20, 20 at both ends. The internal space of the hole communicates with the outside of the oil supply roller 42 through the inside of the cored bar 41. The oil supply roller 42 also exhibits the same effect as that of the first embodiment or the second embodiment.
[0037]
The following deformation | transformation can be considered to the oil supply roller 42 of this form. FIG. 18 shows a structure in which a pipe-shaped metal core 41 has a single long structure, and ventilation holes 43 are formed at various locations. In this way, there is an advantage that the center of the cored bar 41 can be easily obtained as compared with that of FIG. In these cases, a stop ring as in the second embodiment may be used instead of or in addition to the adhesive layer 20.
[0038]
As described above in detail, in the

oil supply rollers

12, 32, and 42 according to the present embodiment, the inner surface of the hole of the base material 22 is at least partially used as an escape path, and when the temperature rises, We are trying to escape to the outside smoothly. For this reason, even if the temperature rises due to heat generated by the fixing device 5 during use, the internal pressure does not increase and leakage of the release oil does not occur. In particular, in the second and third embodiments, and in the first embodiment shown in FIG. 10 and the like, the escape route extends over almost the entire width direction, so that air can be easily discharged at any place in the width direction. You can escape. Thus, even if the amount of impregnation is such that the release oil can be supplied stably over a long period of time, the problem of release oil leakage does not occur. In addition, because the area of the escape route is large, the pressure of the release oil does not concentrate at one point during storage. For this reason, no oil leaks during storage, regardless of how it is placed.
[0039]
Note that this embodiment is merely an example, and does not limit the present invention. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof. For example, the specific materials used for each component such as the base material 22 and the felt layer 23 may be different materials other than those shown in the embodiment, as long as they are suitable for each purpose. Good. The release oil is not limited to dimethyl silicone oil. The application target is not limited to the full-color printer as shown in FIG. 1, but may be a copying machine or a facsimile machine. Further, the release oil may be directly supplied to the fixing belt 10 without using the donor roller 14, or may be applied to a fixing device of a system other than the belt fixing.
[0040]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, there is provided a release agent application roller that not only can stably supply a release agent for a long period of time, but also prevents leakage of the release agent during use and storage. Is provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall schematic diagram of an image forming apparatus.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a fixing device.
FIG. 3 is a sectional view of an oil supply roller according to the first embodiment.
4 is a diagram showing a process in manufacturing the oil supply roller of FIG. 3; FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view of an oil supply roller according to a modification.
FIG. 6 is a cross-sectional view of an oil supply roller according to a modification.
FIG. 7 is a cross-sectional view of an oil supply roller according to a modification.
FIG. 8 is a cross-sectional view of an oil supply roller according to a modification.
FIG. 9 is a cross-sectional view of an oil supply roller according to a modification.
FIG. 10 is a cross-sectional view of an oil supply roller according to a modification.
FIG. 11 is a cross-sectional view of an oil supply roller according to a modification.
FIG. 12 is a cross-sectional view of an oil supply roller according to a modified example.
FIG. 13 is a cross-sectional view of an oil supply roller according to a modification.
FIG. 14 is a cross-sectional view of an oil supply roller according to a second embodiment.
15 is a view showing a fixing ring used for the oil supply roller of FIG. 14;
16 is a view showing a fixing ring used for the oil supply roller of FIG. 14;
FIG. 17 is a cross-sectional view of an oil supply roller according to a third embodiment.
FIG. 18 is a cross-sectional view of an oil supply roller according to a modification.
[Explanation of symbols]
12, 32 Oil supply roller (release agent application roller)
19, 49 Area without adhesive layer (escape route)
20 Adhesive layer 21 Core (Rotation axis)
22 Base material (holding body)
25 Surface layer 33 Fixing ring 41 Pipe-shaped metal core (rotating axis)
42 Oil supply roller (release agent application roller)

Claims

回転体に離型剤を塗布する離型剤塗布ローラにおいて，
表面を構成する表層と，
前記表層より内側に位置し，離型剤を保持する機能を有するとともに円筒形状の保持体と，
前記保持体の孔内に位置する回転軸心とを有し，
前記保持体の孔の内面と前記回転軸心との間に，前記保持体中の気体を外部に脱出させる脱出経路を設けたことを特徴とする離型剤塗布ローラ。In a release agent application roller that applies a release agent to a rotating body,
A surface layer constituting the surface;
A cylindrical holding body located inside the surface layer and having a function of holding a release agent ;
A rotation axis located in the hole of the holding body ,
A release agent coating roller, wherein an escape path for allowing gas in the holder to escape to the outside is provided between an inner surface of a hole of the holder and the rotation axis .

請求項１に記載する離型剤塗布ローラにおいて，
前記保持体の孔の内面と前記回転軸心との間が部分的に接着されており，接着されていない部分が前記脱出経路をなすことを特徴とする離型剤塗布ローラ。In the release agent application roller according to claim 1,
A release agent coating roller, wherein an inner surface of the hole of the holding body and the rotation axis are partially bonded, and a portion not bonded forms the escape path.

請求項１に記載する離型剤塗布ローラにおいて，
前記回転軸心が接着剤を介さずに保持体の孔内に挿入されており，
前記保持体の端部を前記回転軸心に固定する固定部材を有し，
前記保持体の孔の内面全体が前記脱出経路をなし，
前記固定部材は，リング部とその内側のツメ部とを有し，ツメ部の間の部分が通気部をなすことを特徴とする離型剤塗布ローラ。In the release agent application roller according to claim 1,
The rotational axis is inserted into the hole of the holding body without an adhesive,
Has a fixed member for fixing the end portion of the holding member to said rotation axis,
The entire inner surface of the hole of the holding body forms the escape path,
The fixing member has a ring part and a claw part inside thereof, and a part between the claw parts forms a ventilation part .

請求項１に記載する離型剤塗布ローラにおいて，
前記回転軸心が接着剤を介さずに保持体の孔内に挿入されており，
前記保持体の端部を前記回転軸心に固定する固定部材を有し，
前記保持体の孔の内面全体が前記脱出経路をなし，
前記固定部材は，内向きのツメ部を有するＥリング形状であり，ツメ部の間の部分が通気部をなすことを特徴とする離型剤塗布ローラ。In the release agent application roller according to claim 1,
The rotational axis is inserted into the hole of the holding body without an adhesive,
A fixing member for fixing an end of the holding body to the rotation axis;
The entire inner surface of the hole of the holding body forms the escape path,
The release agent application roller , wherein the fixing member has an E-ring shape having an inward claw portion, and a portion between the claw portions forms a ventilation portion .