JP4106170B2 - 画像形成装置に使用されるオイル塗布ローラ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
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、０．５〜２ｍｇ／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】
【発明が解決しようとする課題】
従来、かかるオイル塗布ローラとして、芯金の回りにアラミドペーパー等の不織紙を巻きつけ、これにシリコーンオイルを含浸させるとともに、このオイル含浸不織紙を覆ってさらに別の不織布を設けた構成のオイル塗布ローラが知られている。しかしながら、このオイル塗布ローラは、オイル塗布に必要な定着ローラまたは定着ベルトとの間のニップを低荷重の下で安定に形成することができないため、オイル塗布量が経時的に不均一になることがわかった。また、最上層の不織布は、離型性が劣るばかりでなく、トナーで汚染され、目詰まりする結果、オイル塗布量が不均一となることもわかった。
【０００５】
また、オイル塗布ローラとして、芯金の回りにシリコーンスポンジ層を設け、これにシリコーンオイルを含浸させるとともに、このシリコーンオイル含浸スポンジ層を覆ってさらにアラミドフェルト等の不織布を設けた構成のオイル塗布ローラも知られている。しかしながら、このオイル塗布ローラにおいては、シリコーンスポンジにシリコーンオイルを含浸させる際に、シリコーンオイルがシリコーンスポンジを膨潤させながら、含浸されるため、オイルの含浸量が十分でなく、オイル塗布寿命が短いことがわかった。また、このオイル塗布ローラは、オイルが塗布されるにつれて表面の硬度が増加するため、定着ベルトとの間のニップ幅が小さくなり、オイル塗布量が減少することもわかった。また、最上層の不織布は、上に述べたオイル塗布ローラにおける不織布と同様の不利点をもたらす。
【０００６】
このように、従来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はなかった。
【０００７】
従って、本発明は、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オイル塗布ローラ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】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、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で構成し、これにオフセット防止オイルとともに硬化性ゴムを含浸させた後、ゴムを硬化させることにより所期の目的が達成し得ることを見いだした。本発明は、この知見に基づく。
【０００９】
すなわち、本発明によれば、芯金を有し、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・供給層を最外層として備え、該オイル保持・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、該オイル保持材は硬化されており、前記オイル保持・供給層は、１％〜２８．１％の表面光沢度を示すことを特徴とするオイル塗布ローラが提供される。
【００１０】
また、本発明によれば、芯金を有し、この芯金の外周面を覆うように形成された多孔質メラミン樹脂弾性体からなるオイル保持・供給層を最外層として備え、該オイル保持・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、該硬化性オイル保持材は硬化されており、前記オイル保持・供給層は、１％〜２８．１％の表面光沢度を示すことを特徴とするオイル塗布ローラが提供される。
【００１１】
さらに、本発明によれば、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・供給層を最外層として備え、該オイル保持・供給層内には該オイル保持・供給層からのオイル吐出量が実質的に一定となるよう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、該硬化性オイル保持材は硬化されており、前記オイル保持・供給層は、１％〜２８．１％の表面光沢度を示すことを特徴とするオイル塗布ローラが提供される。
【００１２】
本発明において、硬化性オイル保持材は硬化性ゴムであることができる。また、オフセット防止オイルがシリコーンオイルからなり、硬化性オイル保持材が二液型硬化性シリコーンゴムまたは一液型硬化性シリコーンゴムからなることがさらに好ましい。
【００１３】
また、本発明において、オフセット防止オイルと硬化性オイル保持材とは、初期重量比約１：１ないし２０：１の割合で含浸されていることが好ましい。
【００１４】
さらに、本発明の１つの好ましい態様において、オイル保持・供給層は、その外周上に、少なくとも該多孔質に起因する弾性体の表面の孔部を埋める表層を有する。この表層は、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むものであり得る。
【００１５】
特に、本発明のオイル塗布ローラが上記表層を有するとき、該オイル塗布ローラは３％〜２８．１％の表面光沢度を示し得る。
【００１６】
また、本発明のオイル塗布ローラは、いわゆる正クラウン形状を有することが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をより詳しく説明する。
【００１８】
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。
【００１９】
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。以後詳述するように、オイル保持・供給層１４には、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が含浸され、硬化性オイル保持材は硬化されている。
【００２０】
本発明において、芯金１２は、通常の芯金と特に異なるものではなく、鉄等の金属で作製することができる。
【００２１】
芯金１２を覆って設けられたオイル保持・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多孔質弾性体からなる。
【００２２】
ここで、実質的に膨潤性を示さないとは、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、当該オイル保持・供給層１４の体積が実質的に増大しないことをいう。体積増大の程度は、５％以下であることが好ましく、２％以下であることがより好ましく、０％であることが最も好ましい。
【００２３】
また、本発明において、多孔質とは、オイル保持・供給層１４が連続気泡型の多孔質であることを意味する。なお、本発明のオイル保持・供給層１４は、発泡倍率が９０〜１００倍であり得る。さらに、本発明のオイル保持・供給層１４は、自重量の約１００倍量のオイルを含浸させ得る。
【００２４】
また、本発明のオイル保持・供給層１４は、弾性体であるが、この弾性体は、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ことを意味する。
【００２５】
なお、オイル保持・供給層１４は、厚さが薄すぎると、所要量のオイルを含浸させることができず、また厚すぎるとオイルと硬化性オイル保持材の混合物が均一に含浸されないおそれがある。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。
【００２６】
このようなオイル保持・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。そのような多孔質メラミン樹脂は、例えば、ＢＡＳＦ社からBasotectという商品名で製造され、市販されている。
【００２７】
さて、オイル保持・供給層１４には、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が含浸されており、硬化性オイル保持材は硬化されている。
【００２８】
オフセット防止オイルとしては、ジメチルシリコーンオイル等の通常使用されているシリコーンオイルを好適に用いることができる。
【００２９】
硬化性オイル保持材は、オフセット防止オイルとの混合物の形態でオイル保持・供給層１４内に含浸されるので、該混合物は、オイル保持・供給層１４内に含浸し得る流動性を示すものであればよい。従って、硬化性オイル保持材としては、液状ゴムのみならず、コンパウンド状のゴムを用いることができる。しかしながら、本発明においては、液状ゴムが好適に使用され、特に液状シリコーンゴムが好ましい。そのような液状シリコーンゴムは市販されており、例えば、信越化学社製の室温硬化性の二液型シリコーンゴムＫＥ１０８（縮合硬化型）を使用することができる。
【００３０】
また、本発明においては、硬化性オイル保持材として一液型の硬化性シリコーンゴムも好ましく使用できる。一液型の硬化性シリコーンゴムとしては、脱アセトン硬化型、脱オキシム硬化型、脱酢酸硬化型、脱アルコール硬化型の一液型室温硬化性シリコーンゴムを例示することができ、特に、脱アセトン硬化型、脱オキシム硬化型および脱酢酸硬化型の一液型室温硬化性シリコーンゴムが接着力に優れているので好ましい。これら一液型硬化性シリコーンゴムは、空気中の水分により容易に硬化し得る。このような一液型硬化性シリコーンゴムは、信越化学社からＫＥシリーズの室温硬化型ゴムとして市販されている。
【００３１】
オフセット防止オイルと硬化性オイル保持材とは、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の範囲内で使用することができ、この範囲内であれば、本発明のオイル塗布ローラは、ほぼ一定のオイル塗布量（０．５〜２ｍｇ／Ａ４紙の範囲内でほぼ一定）を示し得る。本発明は理論により拘束されることを意図するものではないが、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、このような一定の塗布量（吐出量）を示し得るものと考えられる。いうまでもなく、使用中にオイル塗布ローラからオイルが順次吐出されるので、上記オイルと硬化性オイル保持材との重量比は使用中にゴムの比率が高くなるように経時的に変化する。
【００３２】
オイル保持・供給層１４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るためには、当該混合物の性状に応じて、浸漬、刷毛塗り、摺り込み等の手法を採用することができる。オフセット防止オイルと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その硬化条件に従って硬化させる。
【００３３】
本発明のオイル塗布ローラのオイル保持・供給層１４は、オフセット防止オイルとゴムの含浸前に比べて、その含浸とゴムの硬化後に、表面硬度が約２０倍以上に向上する。例えば、オイル保持・供給層１４は、含浸前でＡｓｋｅｒ−Ｃ硬度１であったものが、含浸・硬化後Ａｓｋｅｒ−Ｃ硬度２７を示し得る。
【００３４】
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。
【００３５】
図２は、本発明の第２の実施の形態に係るオイル塗布ローラを示す断面図である。図１と同様の要素には同様の符号が付されており、その詳細な説明は省略する。
【００３６】
図２に示す本発明のオイル塗布ローラ２０は、図１に示すオイル塗布ローラ１０におけるオイル保持・供給層１４の外表面に表層２２を有するものである。この表層２２は、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るものであって、非常に薄い、例えば、２０〜３００μｍの厚さを有するものである。この表層２２は、オイル保持・供給層１４を上記オフセット防止オイルと上記硬化性オイル保持材との混合物中に浸漬し、乾燥させることによって形成することができる。その際、オフセット防止オイルと上記硬化性オイル保持材とは、得られる混合物が５０ＣＳ〜３万５千ＣＳの粘度（温度２５℃）を有するように配合することが好ましい。
【００３７】
表層２２は、オイル保持・供給層１４の微細な凹部を埋めることによりその表面を平滑にするものである。本発明のオイル塗布ローラがこの表層２２を有するとき、定着ローラ表面にオイル溜りの発生によるオイル塗布むらがより一層低減されるので、フルカラー定着装置において特に好適に使用することができる。本発明において、オイル塗布ローラの表面平滑度は、表面光沢度で表すことができる。本発明のオイル塗布ローラは、表層２２を形成しないときでも１．０％〜２８．１％の表面光沢度を示すが、表層２２を形成することにより、３．０％〜２８．１％の表面光沢度を示し、表面平滑性が有意に向上する。本発明において、表面光沢度は、ＪＩＳ−Ｚ８７４１−１９８３ ７５度鏡面光沢に準じて測定され、光沢度測定器としては、日本電色工業（株）製ＧＳ−１００１ＤＰを用いることができる。
【００３８】
図３は、本発明のオイル塗布ローラを組み込んだ定着ユニットの一例を示す概略構成図である。
【００３９】
図３に示す定着ユニット１１０は、ハウジング構造として、図示しない電子写真式画像形成装置、例えば、電子複写装置のフレームに固定されるハウジング１１２を備えており、このハウジング１１２は、装置フレーム上に直接的に固定される基台１１４と、この基台１１４上に起立する状態で固設された左右一対の取り付けステイ１１６と、両取り付けステイ１１６の上部を互いに連結する天板部１１８とを備えて構成されている。
【００４０】
ここで、図３中矢印で示す左方向が、未定着シートＳが搬送される一方向としての搬送方向として規定されている。すなわち、上述した取り付けステイ１１６は、一方向に沿って搬送される未定着シートＳの左右の両側に位置し、この一方向に沿って夫々延出する状態で配設されている。また、未定着トナー像は、未定着シートＳの上面に形成された状態で、搬送されてくるように設定されている。
【００４１】
また、この定着ユニット１１０は、ローラ構成として、両取り付けステイ１１６に自身の中心軸線回りに回転自在に軸支された定着ローラ１２２と、両取り付けステイ１１６に、定着ローラ１２２の下方でこれに圧接可能な状態で略上下方向に沿って移動可能に、かつ、自身の中心軸線回りに回転自在に支持された加圧ローラ１２４と、両取り付けステイ１１６に、未定着シートＳの搬送方向に関して定着ローラ１２２の上流側に配設され、該搬送方向に沿って移動可能に取り付けられるとともに、自身の中心軸線回りに回動自在に支持され、内部に例えば第１の発熱手段としてのハロゲンランプ等の発熱源１２６を内蔵した加熱ローラ１２８とを備えて構成されている。
【００４２】
さらに、この定着ユニット１１０は、搬送されてきた未定着シートＳの下面（すなわち、未定着トナー像が形成されていない側の面）を支持するとともに、定着ローラ１２２と加圧ローラ１２４との互いの転接部に向けて案内するガイド板１３０と、定着ローラ１２２と加熱ローラ１２８とに渡り巻回されたエンドレスの定着ベルト１３２とをさらに備えている。ここで、ガイド板１３０と定着ベルト１３２との間は、未定着シートＳがガイド板１３０及び定着ベルト１３２により上下両面から予熱されつつ搬送される予熱通路Ｐとして規定されている。
【００４３】
また、この定着ユニット１１０は、定着ベルト１３２の外表面にシリコーンオイルを塗布するオイル塗布ローラ１３６と、加熱ローラ１２８を定着ローラ１２２から離間する方向に偏倚させて、オイル塗布ローラ１３６と協同して定着ベルト１３２に所定のテンションを付与させるテンションレバー１３８と、加圧ローラ１２４を定着ローラ１２２に近接する方向に偏倚させて、加圧ローラ１２４を定着ローラ１２２に圧接させる加圧レバー１４０とをさらに備えている。
【００４４】
このように概略構成される定着ユニット１１０においては、図示しない搬送機構により、ガイド板１３０上に搬送されてきた未定着シートＳは、未定着トナーが付着していない下面を接触・支持されるとともに、定着ベルト１３２と加圧ローラ１２４との転接部(ニップ部）に向けて案内され、両者１２４、１３２の間を圧接された状態で挿通されることにより、トナーが熱圧着されてシート上に定着されるように設定されている。
【００４５】
上述した定着ローラ１２２は、取り付けステイ１１６に形成された円形状の第１の支軸穴１１６Ａにベアリングを介して回転自在に軸支される芯金部１２２Ａと、この芯金部１２２Ａの外周に同軸に配設され、定着ベルト１３２が巻回されるローラ本体１２２Ｂとを備えて構成されている。ここで、例えば、芯金部１２２Ａは、鉄製シャフトから形成され、ローラ本体１２２Ｂは、芯金部１２２Ａの外周に取り付けられたシリコーンゴム耐熱弾性体から形成されている。
【００４６】
なお、芯金部１２２Ａの一端には、図示していないが第１の従動ギヤが同軸に固定されており、この第１の従動ギヤには、図示していないが駆動機構を構成する駆動ギヤが噛合しており、この駆動ギヤを介して駆動機構からの駆動力が第１の従動ギヤに伝達されて、定着ローラ１２２が回転駆動されるように構成されている。
【００４７】
上述した加圧ローラ１２４は、取り付けステイ１１６に形成され、略上下方向に沿って延出する長穴状の第２の支軸穴１１６Ｂにベアリングを介して回転自在に軸支されるとともに、これの延出方向に沿って移動可能に支持された芯金部１２４Ａと、この芯金部１２４Ａの外周に同軸に配設されたローラ本体１２４Ｂとを備えて構成されている。ここで、例えば、芯金部１２４Ａは、鉄製シャフトから形成され、ローラ本体１２４Ｂは、芯金部１２４Ａの外周に取り付けられたシリコーンゴム耐熱弾性体から形成されている。
【００４８】
なお、芯金部１２４Ａの一端には、図示していないが第２の従動ギヤが同軸に固定されており、この第２の従動ギヤには、上述した第１の従動ギヤが噛合しており、この第１の従動ギヤを介してこれからの駆動力が第２の従動ギヤに伝達されて、加圧ローラ１２４が定着ローラ１２２とは反対方向に、かつ、同速で回転駆動されるように構成されている。
【００４９】
ここで、この定着ユニット１１０においては、未定着シートＳの通紙速度を１０ｍｍ／秒〜４００ｍｍ／秒に設定され、予熱空間Ｐの隙間を０．５ｍｍ〜１０ｍｍに設定されており、定着ローラ１２２と加熱ローラ１２８との互いの中心を結んだ距離分だけを通過する予熱時間として、０．１秒〜４秒の条件を満足するように、種々の設定値が規定されている。
【００５０】
上述した加熱ローラ１２８の内部には、発熱源１２６として、例えば、両端の配光を中央より５０％大きく設定した６００Ｗのハロゲンランプが備えられている。この加熱ローラ１２８は、例えばアルミパイプ芯金を硬質アルマイト処理したもので、両端の軸受け部には、図４に示すように、耐熱樹脂のポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）製のカラー１４８が圧入されており、これにより、定着ベルト１３２の蛇行や片寄りを防止している。
【００５１】
この定着ユニット１１０は、図示しない搬送機構により搬送されてきた未定着シートＳを定着ローラ１２２と加圧ローラ１２４との転接部に向けてガイドするためのガイド板１３０を備えている。このガイド板１３０は、上述した加圧ローラ１２４よりも、図３中右方、換言すれば、未定着シートの搬送方向に関して上流側に位置する状態で、両取り付けステイ１１６に固定された状態で取り付けられている。
【００５２】
このガイド板１３０は、図５に示すように、表面にＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂による離型処理層１６２が設けられている。このガイド板１３０は、未定着画像を乱さないように接地されているが、接地する代わりに、除電ブラシ、バリスタ素子、ダイオード等を使用することもできる。
【００５３】
一方、図３に示すように、定着ローラ１２２と加熱ローラ１２８とに巻き付けられた定着ベルト１３２の下側辺が略水平状態で図３中左方に向けて走行するように設定され、また、ガイド板１３０と定着ベルト１３２との間の距離が、加熱ローラ１２８の直下において、約５乃至２０ｍｍの範囲となるように設定されている。すなわち、ガイド板１３０は、上述したニップ位置に対して上り傾斜状態で向かうように、定着ベルト１３２の水平な下側辺に対して斜めに設定されている。換言すれば、このガイド板１３０は、略平板状に形成され、その一端（すなわち、ニップ部側の端部）は、ニップ部よりも低い位置に設定され、かつ、その他端（すなわち、ニップ部とは反対側の端部）よりも高い位置に設定されている。
【００５４】
すなわち、定着ベルト１３２の下側辺とガイド板１３０とは、ニップ位置を頂点としたいわゆるくさび状の搬送空間を規定しており、このようにして、未定着シートＳは、ガイド板１３０上を搬送されることに伴い、定着ベルト１３２と加圧ローラ１２４とのニップ位置よりもやや下方位置の加圧ローラ１２４の外周面上に当接し、この後は、加圧ローラ１２４の外周面に沿って該ニップ位置に確実にもたらされ、このニップ位置で所定の圧接力Ｆ１に基づき圧接されるとともに定着ベルト１３２により加熱され、定着ベルト１３２からの熱放射を受けて予め未定着トナーが予熱されていることも相まって、未定着のトナーがシート上に熱定着されることになる。
【００５５】
上述した定着ベルト１３２は、未定着シートＳ上の未定着トナーを定着温度まで放熱により予熱し、過剰な熱量を与えることなく定着できるように、その定着ベルト１３２の１平方ｃｍ当たりの熱容量が、０．００２ｃａｌ／℃〜０．０２５ｃａｌ／℃のものが好ましい。このため、定着ベルト１３２は、ニッケル電鋳またはポリイミド等の無端状のベルト本体と、このベルト本体の外周面に添着されたシリコーンゴムの耐熱弾性離型層とを備えて構成されている。
【００５６】
この定着ユニット１１０は、定着ベルト１３２の外周面に、離型用のオイルを微量に塗布するためのオイル塗布ローラ１３６を備えている。このオイル塗布ローラ１３６は、本発明のオイル塗布ローラからなる。このように、オイル塗布ローラ１３６を構成することにより、定着ベルト１３２の外周面への安定した微量のオイル塗布が可能となる。
【００５７】
上述した定着ベルト１３２へテンションを付与するための機構として、この定着ユニット１１０は、テンションレバー１３８を備えている。このテンションレバー１３８は、その下端を取り付けステイ１１６に揺動自在に軸支され、その上端をテンションスプリング１５２を介して、取り付けステイ１１６の一端に接続されている。このテンションスプリング１５２の付勢力により、テンションレバー１３８は、その中間部で加熱ローラ１２８の外周に所定の圧接力Ｆ２で当接するように、回動付勢されている。
【００５８】
すなわち、このテンションスプリング１５２の付勢力によりテンションレバー１３８を介して加熱ローラ１２８は、定着ローラ１２２から離間する方向に偏倚させられ、これにより、加熱ローラ１２８と定着ローラ１２２とにエンドレスに掛け渡された定着ベルト１３２は、その上側部をオイル塗布ローラ１３６に規制された状態で、所定のテンションに緊張された状態で張られることになる。これにより、定着ベルト１３２は、定着ローラ１２２の回転に伴い、スリップや緩みの無い安定した状態でエンドレスに走行駆動されることになる。
【００５９】
次に、加圧ローラ１２４と定着ローラ１２２とが、該定着ローラ１２２への定着ベルト１３２の巻き付け位置において、所定の圧接力で圧接するための圧接機構１５４を説明する。この圧接機構１５４は、取り付けステイ１１６に揺動自在に軸支され、加圧ローラ１２４の芯金部１２４Ａに下方から当接可能になされた加圧レバー１４０と、この加圧レバー１４０の他端に下端を連結され、その上端を取り付けステイ１１６の上部に連結された加圧スプリング１５８とを備えて構成されている。この加圧スプリング１５８の付勢力により、加圧レバー１４０は加圧ローラ１２４の芯金部１２４Ａの外周に所定の圧接力Ｆ１で当接し、この結果、定着ベルト１３２と加圧ローラ１２４とは、この所定の圧接力で互いに圧接することになる。すなわち、加圧ローラ１２４と定着ベルト１３２とは、所定のニップ幅で互いに転接することになる。
【００６０】
ここで、図３に示す定着ユニットでは、定着ローラ１２２と加圧ローラ１２４との取り付け位置は、定着ベルト１３２に対して定着ローラ１２２の中心位置から下方に降ろした垂線から時計方向に所定の角度だけ傾いた状態となるように設定されている。これにより、加圧ローラ１２４と定着ベルト１３２とのニップ位置(すなわち、上述したニップ幅の中心位置）は、定着ローラ１２２の中心位置の直下よりも、僅かに、未定着シートＳの搬送方向に沿って前方(図中、左方）に偏倚した位置となるように規定されることになる。
【００６１】
また、この定着ユニット１１０は、定着ベルト１３２の温度を制御するために、サーミスタ１６０を備えている。このサーミスタ１６０は、例えば、図３に示するように、定着ベルト１３２の非通紙部、すなわち、加熱ローラ１２８に直接的に巻回される定着ベルト１３２のうちの、図３中右側部分に接触し、これの表面温度を検出することができるように構成されている。すなわち、このサーミスタ１６０は、図示しない制御ユニットに電気的に接続され、この制御ユニットに定着ベルト１３２の温度情報を伝達するように構成されている。
【００６２】
なお、本発明のオイル塗布ローラが組み込まれる定着ユニットは、上述した図３に示す構成に限定されるものではない。
【００６３】
例えば、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ことはいうまでもない。
【００６４】
ところで、本発明のオイル塗布ローラは、上述のように、定着ベルト（図３における定着ベルト１３２）の外周面へ微量のオイルを塗布するように定着ユニットに組み込むことができるものであるが、その形状を図６に示すように実質的に正クラウン形状とすることにより、定着ベルトの蛇行を防止し、オイル塗布ローラから定着ベルトに掛けられるテンションをより一層均一なものとし、もってオイル塗布ローラから定着ベルトへのオイル塗布量をより一層均一に設定することができることがわかった。図６は、本発明のオイル塗布ローラの軸方向に沿った断面を誇張して示すものであり、オイル保持・供給層１４の端における径（最小径）と中央における径（最大径）との差ｈは、例えば、０．０５〜１．０ｍｍ程度であり得る。
【００６５】
【実施例】
以下本発明を実施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。
【００６６】
実施例１
外径６ｍｍの鉄製芯金に、ＢＡＳＦ社製多孔質メラミン樹脂Basotectを１４ｍｍの厚さで被覆し、これを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（含浸量２３０ｇ）後、液状シリコーンゴムを硬化させて外径３４ｍｍの本発明のオイル塗布ローラを作製した。このオイル塗布ローラの表面光沢度を日本電色工業（株）製光沢度測定器ＧＳ−１００１ＤＰを用いてＪＩＳ−Ｚ８７４１−１９８３ ７５度鏡面光沢に準じて測定したところ、１．０％であった。
【００６７】
実施例２
液状シリコーンゴムとジメチルシリコーンオイルとの重量比を１：５とした以外は実施例１と全く同様にして本発明のオイル塗布ローラを作製した。このオイル塗布ローラの表面光沢度を実施例１と同様に測定したところ、１．０％であった。
【００６８】
実施例３
外径６ｍｍの鉄製芯金に、ＢＡＳＦ社製多孔質メラミン樹脂Basotectを１４ｍｍの厚さで被覆し、これを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１：５の混合物で含浸させた（含浸量２３０ｇ）後、ロールを遠心させながら液状シリコーンゴムを硬化させることにより、表層を有する外径３４ｍｍの本発明のオイル塗布ローラを作製した。このオイル塗布ローラの表面光沢度を実施例１と同様に測定したところ、３．５％であった。
【００６９】
実施例４
外径６ｍｍの鉄製芯金に、ＢＡＳＦ社製多孔質メラミン樹脂Basotectを１４ｍｍの厚さで被覆し、これを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（含浸量２３０ｇ）、液状シリコーンゴムを硬化させた。ついで、このロール表面に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１：５の混合物をコーティングした（５ｇ）後、ロールを遠心させながら液状シリコーンゴムを硬化させて外径３４ｍｍの本発明のオイル塗布ローラを作製した。このオイル塗布ローラの表面光沢度を実施例１と同様に測定したところ、２８．１％であった。
【００７０】
実施例５
外径６ｍｍの鉄製芯金に、ＢＡＳＦ社製多孔質メラミン樹脂Basotectを１４ｍｍの厚さで被覆し、これに信越化学社製一液型硬化性液状シリコーンゴムＫＥ４５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（含浸量２３０ｇ）、液状シリコーンゴムを硬化させて外径３４ｍｍの本発明のオイル塗布ローラを作製した。このオイル塗布ローラの表面光沢度を実施例１と同様に測定したところ、１．０％であった。
【００７１】
比較例１
外径６ｍｍの鉄製芯金の回りに厚さ１２ｍｍのシリコーンスポンジ層を形成し、これにジメチルシリコーンオイルを含浸させた後、その上に厚さ２ｍｍのアラミドフェルトを設けて外径３４ｍｍの比較用オイル塗布ローラを作製した。なお、ジメチルシリコーンオイルは２７．１ｇしか含浸されなかった。
【００７２】
＜オイル塗布試験＞
上記実施例１〜５、および比較例１で作製したオイル塗布ローラを図３に示す構成の定着ユニットのオイル塗布ローラ１３６として組み込んでオイル塗布試験を行った。使用した定着ユニットの加熱ローラ、定着ローラ１２２、加圧ローラ、定着ベルト、オイル塗布ローラと定着ベルトとのニップ幅、定着温度、記録紙、記録紙送り速度（線速）、通紙モードを以下の通り設定した。
【００７３】
加熱ローラ：外径２８ｍｍのアルミニウムパイプにポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂を２０μｍの厚さにコートしたもの
定着ローラ：外径２０ｍｍのＳＵＳ芯金にシリコーンゴム（ＪＩＳ−Ａ硬度１２〜１３度）を４ｍｍの厚さに設け、外径を２８ｍｍとしたもの
加圧ローラ：外径２２ｍｍのＳＵＳ芯金にシリコーンゴム（ＪＩＳ−Ａ硬度１２〜１３度）を３ｍｍの厚さに設けてなる外径２８ｍｍのシリコーンゴム製ローラ本体にフッ素ゴムとテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）樹脂との混合層を３０μｍの厚さにコートしたもの
定着ベルト：幅３５０ｍｍ、内径７０ｍｍ、厚さ９０μｍのポリイミドベルトにシリコーンゴムを２００μｍの厚さにコートしたもの
ニップ幅：９ｍｍ
定着温度：１８０℃
記録紙：富士ゼロックス社製Ｐ厚口Ａ４用紙
記録紙送り速度（線速）：１８０ｍｍ／秒
通紙モード：１０ｐｐｍ、Ａ４横白紙通紙。
【００７４】
上記条件の下で、オイル塗布ローラの荷重を片側５００ｇとし、各試験ローラによるオイル塗布量が１ｍｇ／Ａ４紙になるか否かの通紙試験を行った。オイル塗布量は、規定枚数通紙後に、塗布ローラの重量を電子天秤で測定し、その重量変化を通紙枚数で割ることによりＡ４紙１枚当りの塗布量を算出した。なお、実施例２〜５は、ゴムとオイルとの混合比を変えることによりオイル塗布量が変化するか否かを確認することが目的であったので、１０Ｋ枚までの通紙で試験を終了した。
【００７５】
また、上記定着ユニットをウォームアップした直後に同様の条件でＯＨＰフィルムを通し、オイル塗布ムラが原因と考えられるＯＨＰフィルム画像の透光性のバラツキを調べた。
【００７６】
まず、オイル塗布量について、実施例１〜５のオイル塗布ローラを用いた結果を下記表１に示すとともに、実施例１および実施例３〜５のオイル塗布ローラを用いた結果を図７〜図１０にそれぞれ示す。また、比較例１のオイル塗布ローラを用いた結果を下記表２に示すとともに、図１１にも示す。
【００７７】
【表１】

【００７８】
【表２】

【００７９】
試験の結果、実施例１および実施例２のオイル塗布ローラは、通紙枚数３Ｋ枚から目標とする１ｍｇ／Ａ４のオイル塗布量を維持し始め、以後コンスタントにその塗布量を維持しつづけた。そして、実施例１のオイル塗布ローラは、現状のカラートナーを使用する定着装置の寿命である通紙枚数３０Ｋ枚を超えても安定したオイル塗布量を維持しつづけ、３６Ｋ枚通紙した後でも問題がなかったので、そこで試験を終了した。その試験終了時に、実施例１のオイル塗布ローラは４２ｇのオイルしか消費しておらず、含有オイルの８０％がローラ中になお残っている状態であった。
【００８０】
また、実施例１とはゴムとオイルとの混合比を変えた実施例２のオイル塗布ローラでも、通紙枚数３Ｋ枚から１０Ｋ枚までのオイル塗布量がほぼ同じであったことから、本発明のオイル塗布ローラのオイル保持・供給層中のゴムとオイルとの比率が変化してもオイル塗布量の変化がないということが確認された。
【００８１】
さらに、実施例３〜５のオイル塗布ローラは、通紙の初期から１０Ｋ枚までのオイル塗布量がほぼ１ｍｇ／Ａ４紙で一定であった。
【００８２】
なお、比較例１のオイル塗布ローラは、目標のオイル塗布量に対して、２Ｋ枚程度の通紙枚数でオイル塗布量が不足し、以後オイル塗布量が減少し、目標とするオイル塗布量を維持することができないままオイル塗布量が減少したので、通紙枚数６Ｋ枚の時点で使用不可能との判断を下し、試験を終了した。
【００８３】
次に、ＯＨＰフィルム画像の透光性のバラツキについては、実施例１、２および５のオイル塗布ローラの場合、ＯＨＰフィルム画像上にメラミン多孔質体の表面凹凸によるオイル塗布ムラが原因と考えられる透光性のバラツキが若干見られたが、実施例４および５のオイル塗布ローラの場合、そのような透光性のばらつきは見られなかった。これに対し、比較例１のオイル塗布ローラの場合、ＯＨＰフィルム画像上にアラミドフェルトの巻きピッチの凹凸によるオイル塗布ムラが原因と考えられる透光性のバラツキが強く見られた。
【００８４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、従来品に比べて単純な構造で、外径変化がなく、しかも多量のオイルを含有させることができる上に、安定したオイル塗布量を維持できるという、従来にない高性能で、長寿命のオイル塗布ローラが提供される。本発明のオイル塗布ローラは、所定の表層を有するとき、オイル塗布ムラが一層低減する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るオイル塗布ローラの概略断面図。
【図２】本発明の他の実施の形態に係るオイル塗布ローラの概略断面図。
【図３】定着ユニット全体の構成を概略的に示す正面図。
【図４】図３に示す定着ユニットの加熱ローラの構成を示す側面図。
【図５】図３に示す定着ユニットのガイド板の構成を示す正面図。
【図６】本発明のオイル塗布ローラの好ましい形状を示す断面図。
【図７】実施例１のオイル塗布ローラの通紙枚数とオイル塗布量の変化を示すグラフ。
【図８】実施例３のオイル塗布ローラの通紙枚数とオイル塗布量の変化を示すグラフ。
【図９】実施例４のオイル塗布ローラの通紙枚数とオイル塗布量の変化を示すグラフ。
【図１０】実施例５のオイル塗布ローラの通紙枚数とオイル塗布量の変化を示すグラフ。
【図１１】比較例１のオイル塗布ローラの通紙枚数とオイル塗布量の変化を示すグラフ。
【符号の説明】
１０，１３６…オイル塗布ローラ
１２…芯金
１４…オイル保持・供給層
２２…表層
１２２…定着ローラ
１２４…加圧ローラ
１２８…加熱ローラ
１３２…定着ベルト

Claims (11)

1. 芯金を有し、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・供給層を最外層として備え、該オイル保持・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、該オイル保持材は硬化されており、前記オイル保持・供給層は、１％〜２８．１％の表面光沢度を示すことを特徴とするオイル塗布ローラ。
2. 芯金を有し、この芯金の外周面を覆うように形成された多孔質メラミン樹脂弾性体からなるオイル保持・供給層を最外層として備え、該オイル保持・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、該硬化性オイル保持材は硬化されており、前記オイル保持・供給層は、１％〜２８．１％の表面光沢度を示すことを特徴とするオイル塗布ローラ。
3. 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・供給層を最外層として備え、該オイル保持・供給層内には該オイル保持・供給層からのオイル吐出量が実質的に一定となるよう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、該硬化性オイル保持材は硬化されており、前記オイル保持・供給層は、１％〜２８．１％の表面光沢度を示すことを特徴とするオイル塗布ローラ。
4. 硬化性オイル保持材が硬化性ゴムであ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。
5. オフセット防止オイルが、シリコーンオイルからなり、硬化性オイル保持材が二液型の硬化性シリコーンゴムからなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のオイル塗布ローラ。
6. オフセット防止オイルが、シリコーンオイルからなり、硬化性オイル保持材が一液型の硬化性シリコーンゴムからなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のオイル塗布ローラ。
7. オフセット防止オイルと硬化性オイル保持材とが、初期重量比約１：１ないし２０：１の割合で含浸されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のオイル塗布ローラ。
8. 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、該オイル保持・供給層の外周上に設けられた、少なくとも該多孔質に起因する弾性体の表面の孔部を埋める表層とからなり、該オイル保持・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、該硬化性オイル保持材は硬化されており、該表層は３％〜２８．１％の表面光沢度を示すことを特徴とするオイル塗布ローラ。
9. 多孔質弾性体が、多孔質メラミン樹脂弾性体からなることを特徴とする請求項８に記載のオイル塗布ローラ。
10. 表層が、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むことを特徴とする請求項８または９に記載のオイル塗布ローラ。
11. 正クラウン形状を有することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のオイル塗布ローラ。

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