WO2001044878A1 - Oil coating roller, seal ring used for the roller, and fixing device using the seal ring - Google Patents

Oil coating roller, seal ring used for the roller, and fixing device using the seal ring Download PDF

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WO2001044878A1
WO2001044878A1 PCT/JP2000/008913 JP0008913W WO0144878A1 WO 2001044878 A1 WO2001044878 A1 WO 2001044878A1 JP 0008913 W JP0008913 W JP 0008913W WO 0144878 A1 WO0144878 A1 WO 0144878A1
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WO
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oil
seal ring
application roller
roller
oil application
Prior art date
Application number
PCT/JP2000/008913
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Akinori Toyoda
Noriyuki Tajima
Michihiro Sima
Yoshihiro Nakayama
Takumi Kitano
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Matsushita Graphic Communication Systems, Inc.
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Publication date
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Priority to US10/168,254 priority patent/US6668150B2/en
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C13/00Rolls, drums, discs, or the like; Bearings or mountings therefor
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/20Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat
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    • G03G15/2003Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat
    • G03G15/2014Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for fixing, e.g. by using heat using heat using contact heat
    • G03G15/2017Structural details of the fixing unit in general, e.g. cooling means, heat shielding means
    • G03G15/2025Structural details of the fixing unit in general, e.g. cooling means, heat shielding means with special means for lubricating and/or cleaning the fixing unit, e.g. applying offset preventing fluid
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    • G03G2215/00Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/20Details of the fixing device or porcess
    • G03G2215/2093Release agent handling devices

Definitions

  • the present invention relates to an oil application roller for applying release oil to a fixing roller of a fixing device used for black and white and color printers, copying machines, faxes, etc., a seal ring used therefor, and a fixing device using the same.
  • a fixing roller of a fixing device used for black and white and color printers, copying machines, faxes, etc. a seal ring used therefor, and a fixing device using the same.
  • a full-color image is formed by an electrophotographic image forming process.
  • Color toners used in image forming apparatuses such as copiers and printers need to have excellent translucency when fixed on recording materials. Is done. For this reason, conventionally, a color toner made of a binder resin having a low melting viscosity and melting quickly is used, and this color toner is fixed by a fixing device having a silicone rubber-based heating roller as a fixing roller. Methods have been adopted.
  • various roll-shaped oil application rollers have been proposed as members for applying oil to a fixing unit or the like.
  • One of them is an oil application roller in which release oil is contained in the center of a pipe with many small holes formed on the outer circumference, and heat-resistant felt such as Nomex is wrapped around the circumference. No. 4 discloses this.
  • heat-resistant felt is applied on a member wound with a porous material such as paper.
  • the wound oil application roller is disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 61-104469.
  • an oil application roller provided with a silicone rubber sponge or the like as an intermediate layer for imparting flexibility is disclosed in JP-A-5-123636.
  • An oil application roller using another heat resistant porous material instead of the heat resistant felt is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-104469.
  • the oil permeation control layer in order for the oil permeation control layer to stably control the amount of oil permeation, the amount of oil supplied to the oil permeation control layer must be kept constant. Also, in order to perform stable application over a long period of time, it is desirable that the oil holder has a two-layer structure of an oil supply layer and an oil diffusion layer.
  • the porosity of the oil supply layer (the volume of the voids is the total volume) Must be higher than that of the oil diffusion layer.
  • the porosity of the oil supply layer (the volume of the voids is the total volume) Must be higher than that of the oil diffusion layer.
  • the oil closes the pores of the microporous membrane.
  • the oil permeation control layer is the above-mentioned composite membrane, it is difficult to allow gas to permeate without breaking the membrane.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the prior art. It is an object of the present invention to provide an oil application roller capable of preventing oil leakage during standing vertically and oil falling off in the fixing device, a sealing ring used therefor, and a fixing device using the same.
  • the configuration of the oil application roller according to the present invention includes: a roller having at least an oil holding unit that holds oil and an oil application surface that applies the oil; An oil application roller including an airway provided at both ends and seal rings attached to both end surfaces of the roller in a liquid-tight state, wherein the seal ring communicates from the airway to the outside of the seal ring.
  • the cross-sectional area of the vent holes is 0. 0 1 mm 2 or more l mm 2 or less.
  • the cross-sectional area of the air hole is 0.01 mm 2 or more, the expanded air and water vapor are discharged to the outside through the air hole.
  • the cross-sectional area of the air hole is 1 mm 2 or less, oil does not easily pass through the air hole. As a result, when the oil application roller is left standing vertically during actual use, the problem that the oil leaks to the outside through the ventilation holes of the seal ring of the oil application roller does not easily occur.
  • the cross-sectional area of the air hole is smaller than 0.01 mm 2 , the expanded air and water vapor cannot be sufficiently discharged to the outside through the air hole. If the cross-sectional area of the ventilation hole is larger than l mm 2 , the oil will easily pass through the ventilation hole, and if the oil application roller is left standing vertically during actual use, the oil application roller seal ring Oil may leak out through pores.
  • the seal Preferably, the ring has a concave oil reservoir on the side that contacts the roller, and the vent hole is provided between the oil reservoir and the outer peripheral surface of the seal ring.
  • the portion of the ventilation hole facing the outer peripheral surface of the seal ring is in a horizontal state.
  • the ventilation hole has a synergistic effect with the fact that it is difficult for oil to pass through, so that oil is not easily pushed out through the ventilation hole.
  • the seal ring further has a hole in a part of the oil reservoir, and the vent hole is provided between the hole and an outer peripheral surface of the seal ring.
  • the air holes can prevent oil from dropping through the air holes due to a synergistic effect with the fact that it is difficult for oil to pass through.
  • the center of the sealing ring and the periphery of the hole farthest from the center are further defined as a.
  • the distance to the surface is 0.98 a or less Preferably.
  • the vent hole is provided to be bent. According to this preferred example, it is difficult for oil that has fallen from the oil holder and accumulated in the seal ring to pass through the ventilation hole. As a result, oil leakage from the oil application roller during standing in a vertical position and dropping of oil during actual use are less likely to occur.
  • the configuration of the oil application roller of the present invention it is possible to reduce oil leaks when the oil application roller is placed vertically and left, so that contamination of materials and the like due to the oil leaks can be prevented. Further, since the oil falling into the fixing device can be reduced, the contamination by the oil in the fixing device can be prevented. In addition, since useless oil does not flow out of the oil application roller, the life of the oil application roller can be extended.
  • the configuration of the seal ring according to the present invention is a seal ring provided in a liquid-tight state on an end surface of an oil application roller that holds oil and applies the oil to the surface to be applied, and is in contact with the oil application roller.
  • a vent hole that communicates with the outside of the vent hole, and a cross-sectional area of at least a part of the vent hole is 0.01 mm 2 or more and 1 mm 2 or less.
  • a concave oil reservoir is further provided on a side that comes into contact with the oil application roller, and the vent hole is provided. It is preferably provided between the oil reservoir and the outer peripheral surface of the seal ring main body. In this case, it is preferable that a hole is further provided in a part of the oil reservoir, and the vent hole is provided between the hole and the outer peripheral surface of the seal ring main body. In this case, when the distance from the center of the seal ring main body to the inner peripheral surface of the oil reservoir is a, the center of the seal ring main body and the peripheral surface of the hole furthest from the center are further defined as a. Is preferably 0.98 a or less.
  • the vent hole is provided to be bent.
  • a fixing device includes a fixing device that includes a fixing unit that fixes toner on a recording material by the action of heat and pressure, and an oil application roller that applies release oil to the fixing unit.
  • the oil application roller of the present invention is used as the oil application roller.
  • FIG. 1 is a side sectional view showing a fixing device in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view illustrating an oil application roller according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 2B is an end view illustrating the oil application roller according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view illustrating a seal ring of an oil application roller according to Embodiment 2 of the present invention
  • FIG. 3B is a plan view illustrating a seal ring of the oil application roller according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view illustrating a seal ring of an oil application roller according to Embodiment 3 of the present invention
  • FIG. 4B is a plan view illustrating a seal ring of the oil application roller according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 5A is a seal ring of an oil application roller in Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 5B is a plan view showing a seal ring of an oil application roller in Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 6 is a side sectional view showing an oil application roller in Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 7A is a cross-sectional view illustrating a seal ring of an oil application roller according to Embodiment 5 of the present invention
  • FIG. 7B is a plan view illustrating a seal ring of the oil application roller according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 8A is a cross-sectional view illustrating a seal ring of an oil application roller according to Embodiment 6 of the present invention
  • FIG. 8B is a plan view illustrating a seal ring of the oil application roller according to Embodiment 6 of the present invention.
  • the oil application roller of the present invention is provided with an oil retainer as an oil retainer composed of a thick porous tissue material, a hollow pipe having a hole or the like, and an outer peripheral surface of the oil retainer, at least a porous fiber tissue. It is desirable to have an oil permeation control layer containing a material. Here, the surface of the oil permeation control layer functions as the oil application surface.
  • a material that is not affected by the held oil and that can withstand the operating temperature is desirable.
  • Such materials include, for example, Nomex felt, Nomex braid, Nomex fiber bundle, glass fiber bundle, carbon fiber bundle, carbon fiber felt, various sintered ceramic porous bodies, silicone rubber porous sponge, polyester polyurethane Foams, aramide fiber bundles, polyimide foams, melamine foams, various other plastic sponges or foams, porous bodies, sintered bodies, fiber bundles, and the like can be given.
  • melamine foam is particularly desirable in that it has a high porosity, has an appropriate pore size, is excellent in oil retention performance, and has elasticity.
  • the porosity is required to be 50% or more.
  • the oil holding amount is small and no oil leakage problem occurs, but the life is shortened and it becomes difficult to obtain a practical oil-coated roller.
  • a metal pipe made of aluminum, SUS, or the like and having a plurality of holes is desirable.
  • the porous fiber tissue material used in the oil permeation control layer of the present invention various materials can be mentioned. From the viewpoint of the uniformity of the porous structure, the uniformity of the void structure, and the like, polytetrafluorocarbon is preferred. Particularly preferred is a film made of polyethylene (PTFE) by a stretching method (a porous PTFE film).
  • the thickness of the porous PTFE film is 0.001 to lmm, preferably 0.05 to 0.1 mm, and the porosity is 20 to 98%, preferably 50 to 9 0%, and the average pore size is from 0.05 to: L 5 m, preferably from 0 :! ⁇ 2 ⁇ m.
  • the release oil include silicone oils, and more specifically, various modified silicone oils such as dimethyl silicone oil, fluorine oil, fluorosilicone oil, phenyl silicone oil, amino-modified silicone oil, and mercapto-modified silicone oil. Can be mentioned. Further, a mixture of these oils may be used.
  • the viscosity of the release oil is not particularly limited, but is preferably 0.1 mm 2 Zs or more and 100 mm 2 Zs or less in consideration of actual use.
  • a composite of a porous fiber tissue material and a mixture of silicone rubber and release oil can be used as a material of the oil permeation control layer of the present invention.
  • the compounding method includes silicone rubber and release oil. After impregnating the porous fiber tissue material membrane with the mixture of fibers, a method of cross-linking is desirable.
  • the mixture ratio of silicone rubber and release oil is 2:98, which is defined according to the target oil permeation amount. It is desirable to reduce the content of mold oil. If the release oil content is higher than this, the release oil cannot be contained in the silicone rubber completely and it will be in an ungelled state, making it difficult to control oil permeation.
  • the impregnation amount of the mixture of the silicone rubber and the release oil can be appropriately determined so that the rate of filling the pores is within 100%.
  • silicone rubber used here RTV (room temperature curing type) silicone rubber, LTV (low temperature curing type) silicone rubber, HTV (heat curing type) silicone rubber, UV curing silicone rubber, etc. are most suitable. .
  • Methods for forming the oil permeation control layer on the outer peripheral surface of the oil holder include, for example, a method in which a fluorine resin such as FEP is interposed between the two and thermocompression bonding, a method in which the two are bonded with a thermosetting adhesive, and the like Can be used.
  • a fluorine resin such as FEP
  • a method in which the two are bonded with a thermosetting adhesive and the like
  • a composite of a porous fiber tissue material and a mixture of silicone rubber and release oil is used as the material for the oil permeation control layer
  • the silicone fiber and the silicone fiber It is desirable to form an oil permeation control layer by applying an uncrosslinked product of a mixture of release oils from the surface of the porous fibrous tissue material and crosslinking it.
  • the porous fiber tissue material is immersed in a mixture of silicone rubber and release oil, and the mixture is mixed with the porous fiber tissue material. It is desirable to form an oil permeation control layer by impregnating the porous void portion, wiping or removing excess material remaining on the surface, and then crosslinking.
  • the oil permeation control layer is integrally joined to the oil holder. Therefore, peeling of the oil transmission control layer is effectively prevented, and durability can be further improved. If there is enough durability, the oil permeation control layer can be formed on the outer peripheral surface of the oil holder only by integral joining by cross-linking without using an adhesive or the like.
  • a conductive porous material having a conductive material such as carbon in a flesh portion or a void portion or both is used as a porous fiber tissue material constituting the oil permeation control layer. You may.
  • the conductivity makes it possible to remove static electricity, so that it is possible to prevent troubles such as dust adhering to the surface of the oil application roller and toner contamination during storage due to the static electricity.
  • the oil application roller of the present invention includes an oil retainer composed of a thick porous tissue material, a hollow pipe having holes, and an outer peripheral surface of the oil retainer, and includes at least a porous fiber tissue material.
  • an oil permeation control layer is provided, an oil diffusion layer may be interposed between the oil holder and the oil permeation control layer.
  • the material of the oil diffusion layer is preferably a material having appropriate flexibility or properties to make good contact with the mating roll to which the oil is applied. Examples of such a material include polyester felt, Nomex felt, silicone rubber sponge, composite foam formed by compounding silicone rubber with urethane foam, melamine foam, polyimide foam, and the like.
  • the oil diffusion layer may be formed by using a material in which the above material is combined with an elastic body such as fluorine rubber or silicone rubber.
  • the material of the seal ring of the present invention is preferably a material which is not affected by the oil used and can withstand the operating temperature.
  • Such materials include, for example, polyacetal, polycarbonate, polyphenylene Heat-resistant resin such as sulfide, polyether sulfone, polyethylene terephthalate, polyether imide, polyamide imide, polyimide, etc., various metals such as aluminum, iron, s US, urethane rubber, silicone rubber, fluorine Examples include various elastic bodies made of rubber materials such as rubber, fluorosilicone rubber, EPDM (ethylene propylene rubber), and hydrin rubber.
  • seal ring is processed into a specific shape by a method such as molding with a die, cutting and polishing, or lamination.
  • the seal ring is provided with a hole for passing the shaft of the oil application roller as necessary. By fitting the shaft of the oil application roller into this hole, this part can be sealed, so that no oil leaks from the engagement part when the oil application roller is left standing vertically. If necessary, an O-ring or the like may be inserted into the fitting portion between the seal ring and the shaft core.
  • the outer diameter of the seal ring of the present invention is desirably smaller by about 2 to 30% than the outer diameter of the oil application roller. If the outer diameter of the seal ring is smaller than 2% and it is almost the same diameter as the oil application roller, the oil application roller may not sufficiently hit the fixing member. Further, when the outer diameter of the seal ring is reduced by 30% or more, it becomes difficult to block the airway on the end face of the oil application roller with the seal ring.
  • ventilation holes it is necessary to provide ventilation holes in both seal rings. If ventilation holes are provided only on one side of the seal ring, if oil is biased toward the ventilation holes in the oil application port, the expansion that occurs when the temperature of the fixing unit rises is raised. The so-called “oil squirting problem” occurs, in which the oil is pushed out through the ventilation holes by the stretched air or water vapor.
  • the present invention is characterized in that the cross-sectional area of the ventilation hole is not less than 0.01 mm 2 and not more than 1 mm 2 . If the cross-sectional area of the ventilation hole is l mm 2 or more, for example, when the oil application roller is placed vertically in actual use, oil leaks from the ventilation hole of the lower seal ring in a short time. Problems arise. On the other hand, if the cross-sectional area of the ventilation hole is less than 0.01 mm 2 , it is difficult for expanded air or water vapor generated when the temperature of the fixing device is raised to escape to the outside of the oil application roller. For this reason, the internal pressure in the oil application roller increases, and problems such as deformation of the oil application roller occur.
  • the cross-sectional area of the ventilation hole is set to not less than 0.01 mm 2 and not more than l mm 2 . This is the numerical value of the portion having the smallest cross-sectional area in the air hole, and it is sufficient that the cross-sectional area at a specific portion in the air hole is not less than 0.01 mm 2 and not more than lmm 2 .
  • the length of the ventilation hole is 0.1 mm or more.
  • the expanded air or water vapor can escape to the outside of the oil application roller.
  • the shape of the ventilation hole of the seal ring is a curved and irregular shape such as a curved shape or a zigzag shape. If the shape of the ventilation hole is irregular and bent, air and water vapor will easily escape, but oil will not easily pass. As a result, it is possible to prevent the occurrence of oil leakage when the oil application roller is left standing vertically.
  • the concave oil reservoir provided in the seal ring of the present invention various shapes such as a circular cross section, a square shape, and other irregular shapes can be considered. From the viewpoint of oil storage, the depth of the oil storage is 0.5 It is desirable that it be at least mm.
  • the hole provided in the oil reservoir of the seal ring of the present invention may have various shapes such as a circular cross section, a square shape, and other irregular shapes. If the cross-sectional area of the wall of the hole as a starting point 0. 0 1 mm 2 or more lmm 2 a shape that can form the following vent may be of any shape.
  • the hole provided in the oil reservoir of the seal ring is located on the bottom surface of the oil reservoir, which is in the axial direction of the oil application roller, rather than the inner peripheral surface of the oil reservoir. According to this configuration, the oil that has fallen from the oil application roller body does not directly accumulate in the hole, so that the problem of oil falling from the oil roller during actual use hardly occurs.
  • the distance from the center of the seal ring to the inner peripheral surface of the oil reservoir is a
  • the distance between the central portion of the seal ring and the peripheral surface of the hole (the hole provided in the oil reservoir) farthest from the center is 0.98 a or less.
  • the material of the shaft core used for the oil application roller of the present invention various metals such as aluminum, iron, and SUS are desirable.
  • any method can be adopted as long as an oil application roller can be installed.
  • a heat roller having an elastic body on its surface or a belt having an elastic body is desirable.
  • a surface material silicone rubber, fluoro rubber, PFA tube, Teflon coat, etc. having good releasability are desirable.
  • a pressure roller or the like is preferably used to crush the toner by pressure.
  • the toner is crushed by a pressure roller or the like by a linear force of 0.998 NZcm or more and 19.6 NZcm or less.
  • the oil application roller of the present invention may be provided such that the air holes and the roller surface are protected with a film or the like as necessary during transportation or the like, and the air holes themselves are made of resin, rubber, metal, or the like. It may be sealed by, for example, sealing. At the time of actual use, these films, sealing plugs, etc. are removed.
  • a heating member such as a halogen lamp or a ceramic is usually used, but any heat source may be used as long as it generates heat or the like.
  • the oil leakage test from the oil application roller during the vertical standing according to the present invention was performed after leaving the oil application roller in a fixing device in which the surface temperature of the fixing member was controlled at 170 ° C. for 1 hour. The test was performed by leaving the oil application roller vertically. Then, the time until the oil leaked from the ventilation hole of the seal ring was measured.
  • the heat application roller was mounted in the fixing device, and the fixing member was stopped, and 50 heat cycles were performed in the fixing device.
  • the weight change of the oil application roller was measured with a balance.
  • the control of the surface temperature of the fixing member was set to FF. This was performed by cooling the oil application roller for 2 hours. This is a heat cycle test for a total of 3 hours.
  • FIG. 1 is a side sectional view showing a fixing device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the fixing device of the present embodiment includes a fixing roller 1 as a fixing member and a pressure roller 7 as a pressure member.
  • Fixing roller 1 has an altitude of 250 mm in length, 28 mm in outer diameter, and l mm in thickness.
  • a hollow roller core 2 made of mini-mum and an elastic layer 3 of 1 mm thick made of silicone rubber with a rubber hardness (JIS-A) of 30 degrees according to JIS standard formed on the outer peripheral surface of the hollow roller core 2
  • a fluorine resin tube 4 made of PFA having a surface roughness Rz force of 1.0 m and a thickness of 30 / m, which is coated on the elastic layer 3.
  • the outer diameter of the fixing roller 1 is about 30 mm.
  • the fixing roller 1 is provided with a 700 W lamp heater 5 for heating therein, and a temperature sensor 6 is disposed on the outer peripheral surface of the fixing roller 1.
  • the fixing roller 1 rotates at a speed of 100 mm / s by receiving a driving force from a driving mode (not shown).
  • a cleaning roller 14 as a cleaning member and an oil application roller 15 as an oil application member are arranged on the outer peripheral surface of the fixing roller 1 so as to be in contact with each other.
  • the cleaning roller 14 and the oil application roller 15 are held by a holder 16.
  • the cleaning roller 14 is made of an aluminum hollow roller having a length of 240 mm, an outer diameter of 20 mm, and a thickness of 1 mm, and is pressed against the fixing roller 1 at a pressure of 0.49 N / cm.
  • the oil application roller 15 has a length of 240 mm and an outer diameter of 20 mm, and is pressed against the fixing roller 1 with a pressure of 0.49 NZcm.
  • the pressure roller 7 is formed on an aluminum hollow roller core 8 having a length of 250 mm, an outer diameter of 28 mm, and a thickness of l mm, and is formed on an outer surface of the hollow roller core 8.
  • JIS-A is composed of a 1.5 mm thick elastic layer 9 made of 55 degree silicone rubber.
  • the outer diameter of the pressure roller 7 becomes about 30 mm.
  • the pressure roller 7 is pressed against the fixing roller 1 by a pressure spring 10 with a panel load of 147 N on one side, and a nip portion having a width of 4.0 mm is formed between the pressure roller 7 and the fixing roller 1.
  • the pressure roller 7 is rotatably installed.
  • the recording paper 11 onto which the color toner 13 has been transferred is conveyed along the guide plate 12 and passes through the nip between the fixing roller 1 and the pressure roller 7 so that the recording paper 11 is transferred onto the recording paper 11.
  • Color toner 13 is fixed.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view showing an oil application roller in Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 2B is an end view thereof.
  • the oil application roller 15 of the present embodiment has a shaft core 21, an oil holder 22 provided around the shaft core 21, and an oil holder 22 provided on the surface of the oil holder 22.
  • the oil retainer 22 is formed of a polyester-based polyurethane foam cut into a column having an inner diameter of 6 mm and an outer diameter of 23 mm.
  • the shaft core 21 is formed of SUS 4 16 having a diameter of 6 mm, and is inserted into the oil holder 22 and fused.
  • the oil diffusion layer 23 is formed by cutting a Nomex felt having a thickness of 2 mm on a tape having a width of 30 mm, and spirally winding and adhering the surface of the oil holder 22.
  • a silicone adhesive is used as the adhesive.
  • the oil permeation control layer 24 is formed as follows. First, an expanded porous PTFE film (trade name Gotex: manufactured by Japangotex) having a thickness of 40 m, a porosity of 75%, and an average pore diameter of 0.2 m, which is a porous fiber tissue material, was prepared. Wrap and adhere to the surface of the oil diffusion layer 23. Here, a silicone-based adhesive is used as the adhesive, and this adhesive is applied in a dot shape on the surface of the oil diffusion layer 23. Next, silicone rubber (KE106: Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and silicone oil (KF966: Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) were added to the stretched porous PTFE film in a ratio of 3: 7. The mixture is impregnated, the excess is removed, and the mixture is heated at a temperature of 150 ° C. for 40 minutes for crosslinking to form a composite film to be the oil permeation control layer 24.
  • a silicone-based adhesive is used as the adhesive,
  • the air passages 27 are provided on both surfaces of the oil holder 22 in the direction of the axis of rotation.
  • the oil carrier (polyester-based polyurethane foam) 22 contains uniformly dispersed amino-modified silicone oil (amino equivalent: 30000 gZmo1, viscosity: 1 mm 2 / s: Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.). I have.
  • the uniform dispersion of the amino-modified silicone oil is achieved by injecting 50 g of the amino-modified silicone oil from the end face of the oil holder 22 and then rotating the oil application roller 15.
  • the seal ring 25 is made of a polyphenylene sulfide having an outer diameter of 26 mm, an inner diameter of 6 mm, and a thickness of 5 mm, and after the amino-modified silicone oil is uniformly dispersed in the oil holder 22, the seal ring 25 is formed. Fitted on both ends.
  • Each seal ring 25 is formed so as to penetrate along the axial direction of the oil application roller 15, and has four ventilation holes 26 communicating from the airway 27 of the oil holder 22 to the outside.
  • each ventilation hole 26 is set to have a length of 5 mm and a cross-sectional area of 0.3 mm 2 .
  • An oil leakage test was performed by leaving the oil application roller 15 configured as described above in a vertical position.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view showing a seal ring of an oil application roller in Embodiment 2 of the present invention
  • FIG. 3B is a plan view thereof.
  • the seal ring 31 of this embodiment is made of polyphenylene sulfide having an outer diameter of 26 mm and a thickness of 5 mm.
  • the seal ring 31 has an oil reservoir 33 having an outer diameter of 16 mm and a depth of 4 mm, and a hole 34 having an inner diameter of 6 mm for fitting a shaft of an oil application roller.
  • the seal ring 31 has four ventilation holes 32 formed through the oil reservoir 33 along a direction substantially perpendicular to the direction of the axis of rotation of the oil application roller.
  • each ventilation hole 32 has a length of 5 mm and a sectional area of 0.3 mm 2 .
  • the oil leakage test was performed by leaving it vertically set (the oil leaked from the vent hole 32 of the seal ring 31). When the time until the gas leaked out was measured, oil leakage from the vent hole 32 was observed only after a long time of 43 minutes had elapsed.
  • the amount of oil dropped was as small as 23 mg.
  • FIG. 4A is a sectional view showing a seal ring of an oil application roller in Embodiment 3 of the present invention
  • FIG. 4B is a plan view thereof.
  • the seal ring 41 of the present embodiment is made of polyphenylene sulfide having an outer diameter of 26 mm and a thickness of 5 mm.
  • the seal ring 41 has an oil reservoir 42 having an outer diameter of 16 mm and a depth of 2.5 mm, and a long shaft provided on the bottom surface of the oil reservoir 42 which is an axial direction of the oil application roller. It has four oval holes 4 3 with a length of 4 mm, a short axis of 2 mm, and a depth of 1.5 mm, and a hole 4 5 with an inner diameter of 6 mm for fitting the shaft of the roller. ing.
  • each oval hole 43 is located at a distance of 7 mm from the center of the seal ring 41 (the center of the hole 45). Further, the seal ring 41 has four air holes 44 formed so as to penetrate from the respective oval holes 43 along a direction substantially perpendicular to the direction of the axis of rotation of the oil application roller. .
  • each ventilation hole 44 has a length of 5 mm and a sectional area of 0.3 mm 2 .
  • the amount of oil dropped was as small as 18 mg.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view showing a seal ring of an oil application roller in Embodiment 4 of the present invention
  • FIG. 5B is a plan view thereof.
  • the seal ring 51 of the present embodiment is made of a polyphenylene sulfide having an outer diameter of 26 mm and a thickness of 5 mm.
  • the seal ring 51 has an oil reservoir 52 having an outer diameter of 22 mm and a depth of 2.5 mm, and a major axis 4 mm provided on the bottom surface of the oil reservoir 52 which is an axial direction of the oil application roller. It has four elliptical holes 53 with a short axis of 2 mm and a depth of 1.5 mm, and a hole 55 with an inner diameter of 6 mm for fitting the axis of the wheel application roller.
  • the center of each of the elliptical holes 53 is in the seal ring 51.
  • the seal ring 51 has four ventilation holes 54 formed through the elliptical holes 53 along a direction substantially perpendicular to the axis of rotation of the oil application roller. are doing.
  • each ventilation hole 54 is set to have a length of 5 mm and a cross-sectional area of 0.3 mm 2 .
  • the amount of oil accumulated in the oil reservoir 52 of the seal ring 51 of the oil application roller 15 was measured. As shown in Fig. 6, the oil that has fallen is stored in the oil sump 52 of the two seal rings 51 attached to the both end faces of the oil application roller 15 and the weight of the oil 61 that has fallen. was determined to be 15 O mg in total.
  • FIG. 7A is a cross-sectional view showing a seal ring of an oil application roller in Embodiment 5 of the present invention
  • FIG. 7B is a plan view thereof.
  • the seal ring 71 of this embodiment is made of polyphenylene sulfide having an outer diameter of 26 mm and a thickness of 5 mm. This seal ring
  • 7 1 is an oil sump with an outer diameter of 22 mm and a depth of 2.5 mm 7 2, and an oil sump 7 2 which is the axial direction of the oil application roller.
  • each of the elliptical holes 73 is located at a distance of 7 mm from the center of the seal ring 71 (the center of the hole 75).
  • the seal ring 71 has four air holes 74 formed through the elliptical holes 73 along a direction substantially perpendicular to the axis of rotation of the oil application roller. .
  • each ventilation hole 7 4 has a bent irregular shape
  • the seal ring 71 was attached to both end surfaces of the oil application roller 15 of the first embodiment, and then left vertically to perform an oil leakage test. ⁇ The oil leaked from the vent hole 74 of the seal ring 71. When the time until the gas leaked out was measured, oil leakage from the vent hole 74 was observed only after a long time of 93 minutes had elapsed.
  • FIG. 8A is a cross-sectional view showing a seal ring of an oil application roller according to Embodiment 6 of the present invention
  • FIG. 8B is a plan view thereof.
  • the seal ring 81 of the present embodiment is made of a polyphenylene sulfide having an outer diameter of 26 mm and a thickness of 5 mm.
  • the seal ring 81 has an oil reservoir 82 having an outer diameter of 22 mm and a depth of 2.5 mm, and a long shaft 4 mm provided on the bottom surface of the oil reservoir 82 which is in the axial direction of the oil application roller. It has four elliptical holes 83 with a short axis of 2 mm and a depth of 1.5 mm, and a hole 85 with an inner diameter of 6 mm for fitting the axis of the wheel application roller.
  • each oval hole 8 3 is inside the seal ring 8 1 It is located at a distance of 7 mm from the core (center of hole 85).
  • the seal ring 81 has four air holes 84 formed so as to penetrate from the respective oval holes 83 along a direction substantially perpendicular to the axis of rotation of the oil application roller.
  • each of the vent holes 84 has a bent irregular shape (zigzag shape), and is a straight line having a length of 2 ° and a cross-sectional area of 0.3 mm 2 which is swung right and left by an angle of 45 °. It is a combination of ventilation holes.
  • Example vents 2 0. sectional area of 6, respectively 0 1 mm 2 in 1, 0. 1 mm 2, were prepared three kinds of the seal ring is a 1. 0 mm 2. Then, each of the seal rings was mounted on the oil application roller 15 of Example 1 described above, and left standing vertically to perform an oil leak test.
  • Sectional area are each 0. 0 1 mm 2, 0. 1 mm 2, was measured the time from vents 1. 0 mm 2 until the oil leaks, respectively 6 0 minutes, 4 5 min, 2 0 minutes After a long time, oil leakage from the vent was observed.
  • each oil application port in the fixing device installs each oil application port in the fixing device, and was subjected to oil dropping test from the application roller, 0 the cross-sectional area, respectively, 0 1 mm 2, 0. 1 mm 2, 1.
  • Each 1 5 mg is oil dropping from 0 mm 2 vents, 2 3 mg, 3 2 mg and small amount.
  • An oil application roller having a configuration that does not use the seal ring 25 in Example 1 above was manufactured.
  • An oil leak test was performed by leaving the oil application roller in a vertical position.
  • a seal ring in which the cross-sectional area of the ventilation hole 26 in Example 1 was 2.0 mm 2 was produced. Then, after installing this seal ring on the oil applying roller of Example 1 described above, an oil leak test was performed by leaving the seal ring in a vertical position.
  • a seal ring was prepared and attached to the oil application roller of Example 1 above.
  • the oil application roller was installed in the fixing device and the temperature was raised.
  • the outer diameter of the oil application roller was the same as before the temperature increase. It expanded from 27 mm to 35 mm, and a large amount of air accumulation was observed inside the oil permeation control layer.

Description

明 細 書 オイル塗布ローラ、 並びに、 それに用いるシールリング、 及びそれを用 いた定着装置 技術分野
本発明は、 白黒及びカラーのプリン夕、 複写機、 ファックス等に用い られる定着装置の定着ローラに離型オイルを塗布するためのオイル塗布 ローラ、 並びに、 それに用いるシールリング、 及びそれを用いた定着装 置に関する。 背景技術
電子写真方式の画像形成プロセスによってフルカラー画像を形成する 複写機やプリン夕等の画像形成装置で使用されるカラートナーは、 記録 材に定着されたときに優れた透光性を有することが必要とされる。 この ため、 従来より、 速やかに溶融し、 かつ、 低溶融粘度のバインダー樹脂 からなるカラ一トナーを用い、 このカラ一トナーを、 定着ローラとして のシリコーンゴム系加熱ローラを備えた定着装置で定着する方法が採用 されてきた。
しかし、 上記定着装置においては、 定着ローラの表面がシリコーンゴ ムで構成されており、 しかも、 速やかに溶融し、 かつ、 低溶融粘度のバ インダー樹脂からなるカラートナーが用いられているので、 溶融した力 ラー卜ナ一が定着ローラの表面に付着する現象であるホッ トオフセッ ト が発生し易い。 このため、 定着ローラの表面に、 シリコーンゴムとの親 和性が良好で、 比較的安価なシリコーンオイルなどの離型剤を多量に塗 布することにより、 ホッ トオフセッ 卜を防止するようにされている。 また、 近年、 トナー自体に離型成分を含有させて、 ホッ トオフセット を防止することも行われている。 この場合、 離型剤の塗布量は微少で済 むものの、 やはり離型剤を塗布する必要がある。
従来より、 定着部等にオイルを塗布するための部材として、 各種ロー ル形状のオイル塗布ローラが提案されている。 その 1つとして、 外周部 に小さな穴を多数開けたパイプの中央部に離型オイルを内在させ、 その 外周にノメックス等の耐熱性フェルトを巻き付けたオイル塗布ローラが 特公平 1 一 6 0 1 4 4号公報に開示されている。 また、 オイルの浸出量 を制御し、 ロールの軸方向へオイルの拡散を行って、 定着ローラの全体 に均一に塗布するために、 紙等の多孔材を巻いた部材上に耐熱性フェル トを巻き付けたオイル塗布ローラが実開昭 6 1 - 1 0 4 4 6 9号公報に 開示されている。 さらに、 弹性を付与するためにシリコーンゴムスポン ジ等を中間層として設けたオイル塗布ローラが特開平 5— 1 2 3 6 2 3 号公報に開示されている。 また、 耐熱性フェルトの代わりに、 他の耐熱 性多孔質材を用いたオイル塗布ローラが特開昭 6 1— 1 0 4 4 6 9号公 報に開示されている。
しかし、 これら従来のオイル塗布ローラにおいては、 表面のフェルト や多孔質材に侵出したオイルが直接定着ローラに塗布されて移行される ため、 オイル塗布量の制御が困難であった。 そこで、 オイル塗布量の制 御を可能にするものとして、 フェルトや多孔質材の表面に耐熱性の微多 孔質膜の層 (オイル透過制御層) を設け、 これによりオイル透過量の制 御を行わせるようにしたオイル塗布ローラが提案されている (特開昭 6 1 - 1 8 3 6 7 9号公報) 。 また、 さらに微少な量のオイルを精度良く 均一に塗布するオイル塗布ローラとして、 微多孔質膜の代わりに、 微多 孔質膜の空隙部にシリコーンゴムとオイルの混合物を充填した複合膜を オイル透過制御層として用いるオイル塗布ローラが提案されている (特 開昭 6 2— 1 7 8 9 9 2号公報) 。
しかし、 これら従来のオイル塗布ローラにおいて、 オイル透過制御層 に安定したオイル透過量の制御を行わせるためには、 オイル透過制御層 に供給されるオイルの量を一定に保たなければならない。 また、 長期に わたって安定した塗布を行うためには、 オイル保持体が、 オイル供給層 とオイル拡散層の 2層構造になっていることが望ましい。
この場合、 オイル供給層とオイル拡散層との間には、 オイルが移動で きるように浸透圧の差が存在することが必要であり、 オイル供給層の空 隙率 (空隙の体積が総体積に占める比率) はオイル拡散層のそれよりも 高いことが必要がある。 また、 オイル塗布ローラの長寿命化を図るため にも、 オイル供給層の空隙率を高くすることが必要がある。 しかし、 ォ ィル供給層の空隙率を高くすると、 オイルの保持力が弱まり、 オイル漏 れが発生し易くなる。 さらに、 オイル供給層としてオイルタンクを用い ると、 なおさらオイル漏れの危険性が高くなつてしまう。
また、 オイル透過制御層である微多孔質膜や複合膜に離型オイルが接 触すると、 オイルによって微多孔質膜の孔が閉塞されてしまう。 その結 果、 急激に大量のガスが発生した場合に、 ガスのスムーズな透過が困難 となる。 例えば、 無理にガスを透過させようとすると、 数百万 P aの圧 力が必要となる。 従って、 オイル透過量を小さくするために微多孔質膜 の孔径を小さくするほど、 より高い圧力が必要となる。 さらに、 オイル 透過制御層が上記複合膜の場合には、 膜を破壊させずにガスを透過させ ることは困難である。
ところが、 オイルに吸湿された水分や多孔質材に吸湿された水分のた めに、 定着部の昇温や冷却に伴って水分の蒸気圧が発生する。 また、 ォ ィル塗布ローラ内の空気の熱膨張によっても圧力が発生し、 この圧力の ためにオイル透過制御層に過大な圧力が加わってしまう。 その結果、 ォ ィルの吹き出しによって初期オイル量が増大するといつたトラブルや、 場合によってはオイル透過制御層が破壊されたり、 風船状に膨れたりし てしまうといったトラブルが発生する。
このトラブルを回避するために、 ロール内部の圧力を逃がすための通 気孔をロール端面のシールリングに設ける構成が提案されている (特開 平 1 1 一 2 1 9 0 5 9号公報) 。
しかし、 従来の通気孔を設けたオイル塗布ローラにあっては、 実使用 時においてユーザが当該オイル塗布ローラを定着装置から取り外し、 縦 置き放置した場合に、 重力の作用によってオイル塗布ローラ内でオイル の偏在が生じて、 オイル塗布ローラの下部からシールリングの通気孔を 通してオイルが漏れ、 漏れたオイルによって資料等が汚染されるといつ た問題が発生する。
また、 オイル塗布ローラの使用後に当該オイル塗布ローラを定着装置 から取り外して、 縦置き放置した場合にも、 同様にオイル漏れの問題が 発生する。
また、 定着装置が昇温された場合には、 オイル塗布ローラ内の内圧が 上昇して水蒸気が発生する。 その結果、 シールリングの通気孔を通して オイル塗布ローラ内のオイルが押し出され、 オイル塗布ローラからオイ ルが脱落するという問題が発生する。 そして、 定着装置内におけるオイ ルの脱落により、 定着装置内の汚染の問題が発生する。 また、 オイル塗 布ローラから無駄なオイルが出ていくために、 オイル塗布ローラ内のォ ィルの消耗が早く、 オイル塗布ローラ自体の寿命が短くなるといった問 題も発生する。 発明の開示
本発明は、 従来技術における前記課題を解決するためになされたもの であり、 縦置き放置時におけるオイル漏れや定着装置内でのオイル脱落 を防止することのできるオイル塗布ローラ、 並びに、 それに用いるシー ルリング、 及びそれを用いた定着装置を提供することを目的とする。 前記目的を達成するため、 本発明に係るオイル塗布ローラの構成は、 少なくともオイルを保持するオイル保持部と前記オイルを塗布するオイ ル塗布面とを有するローラと、 前記ローラの回転軸母線方向の両端に設 けられた気道と、 前記ローラの両端面に液密状態で付設されたシールリ ングとを備えたオイル塗布ローラであって、 前記シールリングは前記気 道から前記シールリングの外部へ通じる通気孔を有し、 前記通気孔の断 面積が 0. 0 1 mm2 以上 l mm2 以下であることを特徴とする。 こ のオイル塗布ローラの構成によれば、 通気孔の断面積が 0. 0 1 mm2 以上であるため、 膨張した空気や水蒸気は通気孔を通じて外部へ排出 される。 一方、 通気孔の断面積が l mm2 以下であるため、 オイルは 通気孔を通過しにくい。 その結果、 実使用時にオイル塗布ローラを縦置 き放置した際に、 オイル塗布ローラのシールリングの通気孔を通じてォ ィルが外部へ漏れる問題が発生しにく くなる。
ここで、 通気孔の断面積が 0. 0 1 mm2 よりも小さい場合には、 膨張した空気や水蒸気が通気孔を通じて外部へ十分排出されなくなる。 また、 通気孔の断面積が l mm2 よりも大きい場合には、 オイルが通 気孔を通過し易くなり、 実使用時にオイル塗布ローラを縦置き放置した 際に、 オイル塗布ローラのシールリングの通気孔を通じてオイルが外部 へ漏れるおそれがある。
また、 このオイル塗布ローラの構成によれば、 通気孔の断面積が小さ いため、 定着装置内でオイル塗布ローラが昇温した場合にも、 膨張した 空気や水蒸気によってオイルが通気孔を通じて押し出されにく くなる。 また、 前記本発明のオイル塗布ローラの構成においては、 前記シール リングが、 前記ローラと接触する側に凹状のオイル溜まりを有し、 前記 通気孔が前記オイル溜まりと前記シールリングの外周面との間に設けら れているのが好ましい。 この好ましい例によれば、 実使用時にオイル塗 布ローラを縦置き放置したときに、 通気孔のうち、 シールリングの外周 面を向いている部分は水平状態となる。 その結果、 通気孔にオイルが溜 まっても、 その部分ではオイルに重力がかからないので、 オイル漏れが 発生しにく くなる。
また、 定着装置内でオイル塗布ローラが昇温し、 膨張した空気や水蒸 気によってオイル保持部からオイルが押し出されても、 シールリング内 のオイル溜まりにオイルが溜まることと、 断面積の小さい通気孔はオイ ルが通過しにくいこととの相乗作用により、 通気孔を通じてオイルが押 し出されにく くなる。
また、 この場合には、 前記シールリングが、 前記オイル溜まりの一部 分にさらに穴を有し、 前記通気孔が前記穴と前記シールリングの外周面 との間に設けられているのが好ましい。 この好ましい例によれば、 オイ ル塗布ローラを縦置き放置した際にオイル保持部からのオイル脱落が発 生しても、 穴部分にオイルが溜まるまでには時間がかかるので、 通気孔 を通じてオイル塗布ローラの外部にオイルが漏れにくくなる。
また、 定着装置内でオイル塗布ローラが昇温し、 膨張した空気や水蒸 気によってオイル保持部からオイルが押し出されても、 シールリング内 の穴にオイルが溜まりにくいことと、 断面積の小さい通気孔はオイルが 通過しにくいこととの相乗作用により、 通気孔を通じてオイルが脱落す ることを防止することができる。
この場合にはさらに、 前記シールりングの中心部から前記オイル溜ま りの内周面までの距離を aとしたとき、 前記シールリングの中心部とそ の中心部から最も離れた前記穴の周面までの距離が 0 . 9 8 a以下であ るのが好ましい。 この好ましい例によれば、 実使用時にオイル塗布ロー ラが水平に置かれた状態で、 オイル塗布ローラが昇温し、 膨張した空気 や水蒸気によってオイル保持部からオイルが押し出された場合、 そのォ ィルはシールリングのオイル溜まりの周面に溜まり、 穴部分にはオイル が溜まりにく くなるので、 通気孔を通じてオイル塗布ローラからオイル が漏れにくくなる。
また、 前記本発明のオイル塗布ローラの構成においては、 前記通気孔 が屈曲して設けられているのが好ましい。 この好ましい例によれば、 ォ ィル保持体から脱落してシールリング内に溜まったオイルも、 通気孔を 通過しにくくなる。 その結果、 縦置き放置時におけるオイル塗布ローラ からのオイル漏れや実使用時におけるオイルの脱落がさらに発生しにく くなる。
以上のように、 本発明のオイル塗布ローラの構成によれば、 縦置き放 置した際のオイル漏れを軽減することができるので、 オイル漏れによる 資料等の汚染を防止することができる。 さらに、 定着装置内へのオイル 脱落を軽減することができるので、 定着装置内のオイルによる汚染を防 止することができる。 また、 オイル塗布ローラから無駄なオイルが出て いく ことがないので、 オイル塗布ローラの長寿命化を実現することがで さる。
また、 本発明に係るシールリングの構成は、 オイルを保持し被塗布面 に前記オイルを塗布するオイル塗布ローラの端面に液密状態で付設され るシールリングであって、 前記オイル塗布ローラと接触する側から外部 へ通じる通気孔を有し、 前記通気孔の少なくとも一部の断面積が 0 . 0 l mm 2 以上 l mm 2 以下であることを特徴とする。
また、 前記本発明のシールリングの構成においては、 前記オイル塗布 ローラと接触する側に凹状のオイル溜まりをさらに備え、 前記通気孔が 前記オイル溜まりとシ --ルリング本体の外周面との間に設けられている のが好ましい。 また、 この場合には、 前記オイル溜まりの一部分にさら に穴を備え、 前記通気孔が前記穴と前記シールリング本体の外周面との 間に設けられているのが好ましい。 この場合にはさらに、 前記シールリ ング本体の中心部から前記オイル溜まりの内周面までの距離を aとした とき、 前記シールリング本体の中心部とその中心部から最も離れた前記 穴の周面までの距離が 0 . 9 8 a以下であるのが好ましい。
また、 前記本発明のシールリングの構成においては、 前記通気孔が屈 曲して設けられているのが好ましい。
また、 本発明に係る定着装置の構成は、 トナーを熱と圧力との作用に よって記録材に定着する定着手段と、 前記定着手段に離型オイルを塗布 するオイル塗布ローラとを備えた定着装置であって、 前記オイル塗布口 ーラとして前記本発明のオイル塗布ローラを用いることを特徴とする。 図面の簡単な説明
図 1は本発明の実施例 1 における定着装置を示す側断面図である。 図 2 Aは本発明の実施例 1 におけるオイル塗布ローラを示す断面図、 図 2 Bは本発明の実施例 1 におけるオイル塗布ローラを示すその端面図 である。
図 3 Aは本発明の実施例 2におけるオイル塗布ローラのシールリング を示す断面図、 図 3 Bは本発明の実施例 2におけるオイル塗布ローラの シールリングを示す平面図である。
図 4 Aは本発明の実施例 3におけるオイル塗布ローラのシールリング を示す断面図、 図 4 Bは本発明の実施例 3におけるオイル塗布ローラの シールリングを示す平面図である。
図 5 Aは本発明の実施例 4におけるオイル塗布ローラのシールリング を示す断面図、 図 5 Bは本発明の実施例 4におけるオイル塗布ローラの シールリングを示す平面図である。
図 6は本発明の実施例 4におけるオイル塗布ローラを示す側断面図で ある。
図 7 Aは本発明の実施例 5におけるオイル塗布ローラのシールリング を示す断面図、 図 7 Bは本発明の実施例 5におけるオイル塗布ローラの シールリングを示す平面図である。
図 8 Aは本発明の実施例 6におけるオイル塗布ローラのシールリング を示す断面図、 図 8 Bは本発明の実施例 6におけるオイル塗布ローラの シールリングを示す平面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 実施の形態を用いて本発明をさらに具体的に説明する。
本発明のオイル塗布ローラは、 厚肉多孔質組織材ゃ穴の空いた中空パ イブ等からなるオイル保持部としてのオイル保持体と、 オイル保持体の 外周面に設けられ、 少なくとも多孔質繊維組織材を含むオイル透過制御 層とを備えているのが望ましい。 ここで、 オイル透過制御層の表面がォ ィル塗布面として機能する。
本発明のオイル保持体に用いられる厚肉多孔質組織材としては、 保持 されるオイルに侵されず、 かつ、 使用温度に耐えられる材料が望ましい。 このような材料としては、 例えば、 ノメックスフェルト、 ノメックス組 み紐、 ノメックス繊維束、 硝子繊維束、 カーボン繊維束、 カーボン繊維 フェルト、 各種セラミック焼結多孔体、 シリコーンゴム多孔質スポンジ、 ポリエステル系ポリウレタン発泡体、 ァラミ ド繊維束、 ポリイミ ドフォ —ム、 メラミンフォーム、 その他の各種プラスチックスポンジ又はフォ ーム、 多孔質体、 焼結体、 繊維束等を挙げることができる。 これらの中 でも、 空孔率が高く、 また、 適当な孔径を有することにより、 オイル保 持性能に優れ、 かつ、 弾性を有する点で、 メラミンフォームが特に望ま しい。
いずれの多孔質材料においても、 空孔率が 5 0 %以上であることが必 要とされる。 空孔率が 5 0 %以下の場合には、 オイル保持量が少なく、 オイル漏れの問題は発生しないが、 寿命が短くなり、 実用的なオイル塗 布ローラを得ることが困難となる。
本発明のオイル保持体に用いられる穴の空いた中空パイプとしては、 アルミ、 S U S等の金属パイプに複数個の穴を空けたものが望ましい。 本発明のオイル透過制御層に用いられる多孔質繊維組織材としては、 各種のものを挙げることができるが、 多孔組織の均一性、 空隙組織の均 一性等の観点からは、 ポリテトラフルォロエチレン (P T F E) を延伸 法によって作製したもの (多孔質 PTF E膜) が特に望ましい。 多孔質 PTF E膜の膜厚は、 0. 0 0 1〜 l mm、 望ましくは 0. 0 0 5〜 0. 1 mmであり、 空隙率は 2 0〜 9 8 %、 望ましくは 5 0〜 9 0 %であり、 平均孔径は 0. 0 5〜: L 5 m、 望ましくは 0. :!〜 2 ^mである。 また、 離型オイルとしては、 シリコーンオイル、 さらに詳細には、 ジ メチルシリコーンオイル、 フッ素オイル、 フルォロシリコーンオイル、 フエニルシリコーンオイル、 ァミノ変性シリコーンオイル、 メルカプト 変性などの各種変性シリコーンオイル等を挙げることができる。 また、 これらのオイルの混合物であってもよい。 尚、 離型オイルの粘度は、 特 に限定されるものではないが、 実使用を考慮した場合、 0. 1 mm2 Z s以上 1 0 0mm2 Z s以下であるのが望ましい。
さらに、 本発明のオイル透過制御層の材料としては、 多孔質繊維組織 材とシリコーンゴム及び離型オイルの混合物との複合体を用いることも できる。 この場合の複合化方法としては、 シリコーンゴム及び離型オイ ルの混合物を多孔質繊維組織材膜に含浸させた後、 架橋させる方法が望 ましい。 シリコーンゴムと離型オイルとの混合物を含浸架橋させる場合, シリコーンゴムと離型オイルとの混合比は 2 : 9 8で目標オイル透過量 に応じて規定されるが、 2 : 9 8よりも離型オイルの含有量を少なくす るのが望ましい。 離型オイルの含有量がこれよりも多い場合には、 シリ コーンゴム中に離型オイルを含有しきれなくなって未ゲル化状態となり, オイルの透過制御が困難となる。 また、 シリコーンゴム及び離型オイル の混合物の含浸量は、 空孔が充填される割合が 1 0 0 %以内となるよう に適宜決定することができる。 尚、 ここで用いられるシリコーンゴムと しては、 R T V (室温硬化型) シリコーンゴム、 L T V (低温硬化型) シリコーンゴム、 H T V (加熱硬化型) シリコーンゴム、 紫外線硬化型 シリコーンゴムなどが最適である。
オイル透過制御層をオイル保持体の外周面に形成する方法としては、 例えば、 F E P等のフッ素樹脂を両者の間に介在させて熱圧着する方法, 熱硬化型接着剤によって両者を接着する方法等を用いることができる。 オイル透過制御層の材料として多孔質繊維組織材とシリコーンゴム及び 離型オイルの混合物との複合体を用いる場合には、 多孔質繊維組織材を オイル保持体に圧着もしくは接着した後、 シリコーンゴム及び離型オイ ルの混合物の未架橋物を多孔質繊維組織材の表面から塗布し、 架橋させ ることにより、 オイル透過制御層を形成するのが望ましい。 あるいは、 多孔質繊維組織材をオイル保持体に圧着もしくは接着した後、 多孔質繊 維組織材をシリコーンゴム及び離型オイルの混合物の中に浸漬して、 前 記混合物を多孔質繊維組織材の多孔空隙部に含浸させ、 表面に残ってい る余剰物を拭き取るか搔き取った後に架橋させることにより、 オイル透 過制御層を形成するのが望ましい。 以上のようにしてオイル透過制御層 を形成すれば、 オイル透過制御層がオイル保持体に一体に接合された状 態となるため、 オイル ¾過制御層の剥離が効果的に防止され、 耐久性を より一層向上させることが可能となる。 また、 耐久性に余裕がある場合 には、 接着剤等を使用せず、 架橋による一体接合のみでオイル透過制御 層をオイル保持体の外周面に形成することも可能である。
また、 本発明のオイル塗布ローラにおいては、 オイル透過制御層を構 成する多孔質繊維組織材として、 その肉質部又は空隙部もしくは双方に カーボンなどの導電性物質を有する導電性多孔質材を用いてもよい。 こ の場合、 その導電性によって静電気を除去することが可能となるので、 静電気によって保存時にオイル塗布ローラの表面にゴミが付着したり、 トナー汚れが付着する等のトラブルを防止することができる。
本発明のオイル塗布ローラは、 厚肉多孔質組織材ゃ穴の空いた中空パ イブ等からなるオイル保持体と、 オイル保持体の外周面に設けられ、 少 なく とも多孔質繊維組織材を含むオイル透過制御層とを備えたものであ るが、 オイル保持体とオイル透過制御層との間にオイル拡散層を介在さ せてもよい。 この場合、 オイル拡散層の材料としては、 オイルが塗布さ れる相手ロールとの接触を良好なものとするために適度な柔軟性又は弹 性を有するものが望ましく、 また、 オイル拡散性の良好なものが望まし レ このような材料としては、 ポリエステル系フェルト、 ノメックスフ エルト、 シリコーンゴムスポンジ、 ウレタンフォームにシリコーンゴム を複合化させた複合材フオーム、 メラミンフォーム、 ポリイミ ドフォー ム等を挙げることができる。 さらに、 必要に応じて、 上記材料とフッ素 ゴム、 シリコーンゴム等の弾性体とを組み合わせた材料を用いてオイル 拡散層を形成してもよい。
また、 本発明のシールリングの材料としては、 使用されるオイルに侵 されず、 かつ、 使用温度に耐えられるものが望ましい。 このような材料 としては、 例えば、 ポリアセタール、 ポリカーボネート、 ポリフエニレ ンサルファイ ド、 ポリエーテルサルフォン、 ポリエチレンテレフタレ一 ト、 ポリエーテルイミ ド、 ポリアミ ドイミ ド、 ポリイミ ド等の耐熱性樹 脂、 アルミ、 鉄、 s U S等の各種金属、 ウレタンゴム、 シリコーンゴム, フッ素ゴム、 フロロシリコーンゴム、 E P D M (エチレンプロピレンゴ ム) 、 ヒドリンゴム等のゴム材からなる各種弾性体等を挙げることがで さる。
シールリングには特定の断面積を有する通気孔を設ける必要があるた め、 加工のし易さを考慮すると、 シールリングの材料としては、 耐熱樹 脂や金属等が望ましい。
また、 シールリングは、 金型による成型や切削研磨又は貼り合わせ等 の方法によって特定の形状に加工される。
また、 シールリングには、 必要に応じて、 オイル塗布ローラの軸芯を 通す穴が設けられる。 この穴にオイル塗布ローラの軸芯を嵌合させるこ とにより、 この部分を密閉することができるので、 オイル塗布ローラを 縦置き放置したときに嵌合部分からオイル漏れが発生することはない。 また、 必要に応じて、 シールリングと軸芯との嵌合部分に Oリング等を 挿入してもよい。
また、 本発明のシールリングの外径はオイル塗布ローラの外径よりも 2〜 3 0 %程度小さいのが望ましい。 シールリングの外径が 2 %よりも 小さく、 オイル塗布ローラとほぼ同径になると、 オイル塗布ローラが定 着部材に十分に当たらなくなる可能性がある。 また、 シールリングの外 径が 3 0 %以上小さくなると、 オイル塗布ローラの端面の気道をシール リングによって塞ぐことが困難となる。
また、 本発明においては、 双方のシールリングに通気孔を設ける必要 がある。 片側のシールリングのみに通気孔を設けた場合、 オイル塗布口 ーラ内でオイルが通気孔側に偏ると、 定着器が昇温した際に発生する膨 張した空気や水蒸気によってオイルが通気孔を通じて押し出される、 い わゆる 『オイルの噴き出しの問題』 が発生する。
また、 本発明においては、 通気孔の断面積が 0. 0 1 mm2 以上 1 mm2 以下であることを特徴とする。 通気孔の断面積が l mm2 以上 の場合には、 例えば、 実使用時にオイル塗布ローラを縦置き放置したと きに、 下側のシールリングの通気孔からオイルが短時間で漏れ出すとい う問題が発生する。 一方、 通気孔の断面積が 0. 0 1 mm2 以下の場 合には、 定着器が昇温した際に発生する膨張した空気や水蒸気がオイル 塗布ローラの外部に抜けづらくなる。 このため、 オイル塗布ローラ内の 内圧が上昇し、 オイル塗布ローラの変形等の問題が発生する。 従って、 本発明においては、 通気孔の断面積が 0. 0 1 mm2 以上 l mm2 以 下に設定されている。 これは、 通気孔中で最も断面積が小さい部分の数 値であり、 通気孔中の特定の部分で断面積が 0. 0 1 mm2 以上 l m m2 以下であればよい。
また、 通気孔の長さは 0. 1 mm以上であるのが望ましい。 通気孔の 長さが長いほど、 オイルに比べて空気や水蒸気が抜け易くなる。
また、 シールリングの通気孔が少なくとも 1つ設けられていれば、 膨 張した空気や水蒸気はオイル塗布ローラの外部に抜けることができる。 また、 本発明においては、 シールリングの通気孔の形状が曲線形状や ジグザク形状などの屈曲した不定形状であるのが望ましい。 通気孔の形 状が屈曲した不定形状であれば、 空気や水蒸気は抜け易いが、 オイルは 通過しにくくなる。 その結果、 オイル塗布ローラを縦置き放置した場合 のオイル漏れの発生を防止することができる。
また、 本発明のシールリングに設けられる凹状のオイル溜まりとして は、 断面が円形状、 四角形状、 その他不定形状等の、 種々の形状が考え られる。 オイルを溜める観点からすると、 オイル溜まりの深さは 0. 5 mm以上であるのが望ましい。
本発明のシールリングのオイル溜まりに設けられる穴としては、 断面 が円形状、 四角形状、 その他不定形状等の、 種々の形状が考えられる。 当該穴の壁面を起点として断面積が 0 . 0 1 m m 2 以上 l m m 2 以下 の通気孔を形成することができる形状であれば、 いかなる形状であって もよい。
また、 シールリングのオイル溜まりに設けられる穴は、 オイル溜まり の内周面よりもオイル塗布ローラの軸方向であるオイル溜まりの底面に 位置しているのが望ましい。 この構成によれば、 オイル塗布ローラ本体 から脱落したオイルが穴に直接溜まることはないので、 実使用時にオイ ルローラからのオイル脱落の問題が発生しにくくなる。
また、 シールリングの中心部からオイル溜まりの内周面までの距離を aとしたとき、 シールリングの中心部とその中心部から最も離れた穴 (オイル溜まりに設けられた穴) の周面までの距離は 0 . 9 8 a以下で あるのが望ましい。
また、 本発明のオイル塗布ローラに用いる軸芯の材料としては、 アル ミ、 鉄、 S U S等の各種金属が望ましい。
また、 本発明に用いる定着手段としては、 オイル塗布ローラを設置す ることが可能であれば、 任意の方式を採ることができる。 トナーが定着 される部材としては、 表面に弾性体を有するヒートローラや弾性体を有 するベルトが望ましい。 表面材料としては、 良好な離形性を有するシリ コーンゴム、 フッ素ゴム、 P F Aチューブやテフロンコートなどが望ま しい。
また、 トナーを圧力によって押し潰すために、 加圧ローラ等が用いら れるのが望ましい。 トナーは、 加圧ローラ等によって線圧 0 . 9 8 N Z c m以上 1 9 . 6 N Z c m以下の線力によって押し潰される。 また、 本発明のオイル塗布ローラは、 輸送時等に、 必要に応じて、 通 気孔やローラ表面をフィルム等で保護して包装等してもよく、 また、 通 気孔自体を樹脂、 ゴム、 金属等によって密栓してもよい。 実使用時にお いては、 これらのフィルム、 密栓等は取り外される。
また、 トナーを溶かすための熱源としては、 通常、 ハロゲンランプや セラミック等の加熱部材が用いられるが、 熱等を発生するものであれば, いかなる熱源を用いてもよい。
また、 本発明における縦置き放置時のオイル塗布ローラからのオイル 漏れ試験は、 オイル塗布ローラを、 定着部材の表面温度が 1 7 0 °Cに制 御された定着装置内に 1時間放置した後、 オイル塗布ローラを縦置き放 置することにより行った。 そして、 シールリングの通気孔からオイルが 漏れ出すまでの時間を測定した。
また、 本発明における定着装置内でのオイル塗布ローラからのオイル 脱落試験は、 オイル塗布ローラを定着装置内に装着し、 定着部材を静止 させた状態で、 定着装置内において 5 0回のヒートサイクル試験を行つ た後、 オイル塗布ローラの重量変化を天秤で測定した。 ヒートサイクル 試験は、 定着部材の表面温度を 1 7 0 °Cに制御した状態でオイル塗布口 —ラの昇温を 1時間行った後、 定着部材の表面温度の制御を〇 F Fにし た状態でオイル塗布ローラの冷却を 2時間行うことにより実行した。 合 計 3時間のヒートサイクル試験である。
以下に、 具体的実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。
[実施例 1 ]
図 1は本発明の実施例 1における定着装置を示す側断面図である。 図 1に示すように、 本実施例の定着装置は、 定着部材としての定着口 ーラ 1と加圧部材としての加圧ローラ 7とを備えている。
定着ローラ 1は、 長さ 2 5 0 mm、 外径 2 8 mm、 厚さ l mmのアル ミニゥム製中空ローラ芯金 2と、 中空ローラ芯金 2の外周面に形成され, J I S規格によるゴム硬度 ( J I S - A) が 3 0度のシリコーンゴムか らなる厚さ 1 mmの弾性層 3と、 弾性層 3の上に被覆され、 表面粗さ R z力 1. 0 mで厚さが 3 0 / mの P F Aからなるフッ素榭脂チューブ 4とにより構成されている。 これにより、 定着ローラ 1の外径は約 3 0 mmとなる。 定着ローラ 1には、 その内部に加熱用の 7 0 0 Wのランプ ヒータ 5が設けられており、 定着ローラ 1の外周面に温度センサ 6が配 置されている。 尚、 この定着ローラ 1は、 駆動モー夕 (図示せず) から 駆動力を受けて、 1 0 0 mm/ sの速度で回転する。
また、 定着ローラ 1の外周面には、 クリーニング部材としてのクリー ニングローラ 1 4とオイル塗布部材としてのオイル塗布ローラ 1 5とが 接するように配置されている。 ここで、 クリーニングローラ 1 4とオイ ル塗布ローラ 1 5は、 ホルダ 1 6によって保持されている。
クリーニングローラ 1 4は、 長さ 24 0 mm、 外径 2 0mm、 厚さ 1 mmのアルミニウム製中空ローラからなり、 0. 4 9 N/c mの圧力で 定着ローラ 1に圧接されている。 また、 オイル塗布ローラ 1 5は、 オイ ル担持部の長さが 24 0mm、 外径が 2 0mmであり、 0. 4 9 NZc mの圧力で定着ローラ 1に圧接されている。
また、 加圧ローラ 7は、 長さ 2 5 0 mm、 外径 2 8mm、 厚さ l mm のアルミニウム製中空ローラ芯金 8と、 中空ローラ芯金 8の外面に形成 され、 J I S規格によるゴム硬度 ( J I S— A) が 5 5度のシリコーン ゴムからなる厚さ 1. 5 mmの弾性層 9とにより構成されている。 これ により、 加圧ローラ 7の外径は約 3 0 mmとなる。 加圧ローラ 7は、 片 側 1 4 7 Nのパネ加重の加圧バネ 1 0によって定着ローラ 1に押し付け られ、 定着ローラ 1との間に幅 4. 0 mmのニップ部が形成されている。 尚、 この加圧ローラ 7は、 回転可能に設置されている。 カラートナ一 1 3が転写された記録紙 1 1は、 案内板 1 2に沿って搬 送され、 定着ローラ 1 と加圧ローラ 7との間のニップ部を通過すること により、 記録紙 1 1上のカラートナー 1 3が定着される。
次に、 本発明のオイル塗布ローラについて説明する。
図 2 Aは本発明の実施例 1におけるオイル塗布ローラを示す断面図、 図 2 Bはその端面図である。
図 2に示すように、 本実施例のオイル塗布ローラ 1 5は、 軸芯 2 1 と, 軸芯 2 1の周りに設けられたオイル保持体 2 2と、 オイル保持体 2 2の 表面に設けられたオイル拡散層 2 3と、 オイル拡散層 2 3の表面に設け られたオイル透過制御層 2 4と、 オイル保持体 2 2の両端面に液密状態 で付設されたシールリング 2 5とにより構成されている。
オイル保持体 2 2は、 内径 6 mm、 外径 2 3 mmの円柱状に切り出し たポリエステル系ポリウレタン発泡体により形成されている。 軸芯 2 1 は、 直径 6 m mの S U S 4 1 6により形成され、 オイル保持体 2 2に挿 入されて融着されている。 オイル拡散層 2 3は、 厚さ 2 mmのノメック スフェルトを幅 3 0 mmのテープ上に切り出したものをオイル保持体 2 2の表面に螺旋状に巻き付け接着することにより形成されている。 ここ で、 接着剤としては、 シリコーン系接着剤が用いられている。
オイル透過制御層 2 4は、 次のようにして形成される。 すなわち、 ま ず、 多孔質繊維組織材である、 膜厚 4 0 m、 空隙率 7 5 %、 平均孔径 0 . 2 mの延伸多孔質 P T F Eフィルム (商品名ゴァテックス : ジャ パンゴァテックス社製) をオイル拡散層 2 3の表面に巻き付け接着する。 ここで、 接着剤としては、 シリコーン系接着剤が用いられ、 この接着剤 は、 オイル拡散層 2 3の表面にドッ ト状に塗布される。 次いで、 延伸多 孔質 P T F Eフィルムに、 シリコーンゴム (K E 1 0 6 : 信越化学社 製) とシリコーンオイル (K F 9 6 : 信越化学社製) を 3 : 7の割合で 混合したものを含浸させ、 過剰分を搔き落とした後、 温度 1 5 0°Cで 4 0分間加熱して架橋することにより、 オイル透過制御層 24となる複合 膜を形成する。
オイル保持体 2 2には、 その回転軸母線方向の両面にそれぞれ気道 2 7が設けられている。
オイル保持体 (ポリエステル系ポリウレタン発泡体) 2 2には、 アミ ノ変性シリコーンオイル (ァミノ当量は 3 0 0 0 0 gZmo 1、 粘度 1 mm2 / s : 信越シリコーン社製) が均一に分散されている。 このァ ミノ変性シリコーンオイルの均一分散は、 オイル保持体 2 2の端面から, 上記アミノ変性シリコーンオイルを 5 0 g注入した後、 オイル塗布ロー ラ 1 5を回転させることにより達成される。
シールリング 2 5は、 外径 2 6mm、 内径 6mm、 厚み 5 mmのポリ フエ二レンサルフアイ ドからなり、 オイル保持体 2 2にアミノ変性シリ コーンオイルを均一に分散した後に、 オイル保持体 2 2の両端面に嵌合 される。 各シールリング 2 5は、 オイル塗布ローラ 1 5の軸方向に沿つ て貫通して形成され、 オイル保持体 2 2の気道 2 7から外部へ通じる 4 つの通気孔 2 6を有している。 ここで、 各通気孔 2 6は、 長さが 5mm, 断面積が 0. 3mm2 に設定されている。
以上のように構成されたオイル塗布ローラ 1 5を縦置き放置すること により、 オイル漏れ試験を行った。
シールリング 2 5の通気孔 2 6からオイルが漏れ出すまでの時間を測 定したところ、 3 0分という長い時間が経過した時点で初めて通気孔 2 6からのオイル漏れが観測された。
また、 オイル塗布ローラ 1 5を定着装置内に装着し、 オイル塗布ロー ラ 1 5からのオイル脱落試験を行ったところ、 オイルの脱落は 2 8mg と少量であった。 [実施例 2 ]
図 3 Aは本発明の実施例 2におけるオイル塗布ローラのシールリング を示す断面図、 図 3 Bはその平面図である。
図 3に示すように、 本実施例のシールリング 3 1は、 外径 2 6 mm、 厚み 5 mmのポリフエ二レンサルファイ ドからなる。 このシールリング 3 1は、 外径 1 6 mm、 深さ 4 mmのオイル溜まり 3 3と、 オイル塗布 ローラの軸芯を嵌合させるための内径 6 mmの穴 3 4とを有している。 また、 このシールリング 3 1は、 オイル溜まり 3 3からオイル塗布ロー ラの回転軸母線方向にほぼ垂直な方向に沿って貫通して形成された 4つ の通気孔 3 2を有している。 ここで、 各通気孔 3 2は、 長さが 5 mm、 断面積が 0 . 3 mm 2 に設定されている。
このシールリング 3 1を上記実施例 1のオイル塗布ローラ 1 5の両端 面に付設した後、 縦置き放置することにより、 オイル漏れ試験を行った ( シ一ルリング 3 1の通気孔 3 2からオイルが漏れ出すまでの時間を測 定したところ、 4 3分という長い時間が経過した時点で初めて通気孔 3 2からのオイル漏れが観測された。
また、 オイル塗布ローラ 1 5を定着装置内に装着し、 オイル塗布ロー ラ 1 5からのオイル脱落試験を行ったところ、 オイルの脱落は 2 3 m g と少量であった。
[実施例 3 ]
図 4 Aは本発明の実施例 3におけるオイル塗布ローラのシールリング を示す断面図、 図 4 Bはその平面図である。
図 4に示すように、 本実施例のシールリング 4 1は、 外径 2 6 mm、 厚み 5 mmのポリフエ二レンサルフアイ ドからなる。 このシールリング 4 1は、 外径 1 6 mm、 深さ 2 . 5 mmのオイル溜まり 4 2 と、 オイル 塗布ローラの軸方向であるオイル溜まり 4 2の底面に設けられた、 長軸 4 mm、 短軸 2 mm、 深さ 1 . 5 mmの楕円形状の 4つの穴 4 3と、 ォ ィル塗布ローラの軸芯を嵌合させるための内径 6 mmの穴 4 5とを有し ている。 ここで、 楕円形状の各穴 4 3の中心は、 シールリング 4 1の中 心部 (穴 4 5の中心) から 7 mmの距離の部位に位置している。 また、 このシールリング 4 1は、 楕円形状の各穴 4 3からオイル塗布ローラの 回転軸母線方向にほぼ垂直な方向に沿って貫通して形成された 4つの通 気孔 4 4を有している。 ここで、 各通気孔 4 4は、 長さが 5 mm、 断面 積が 0 . 3 mm 2 に設定されている。
このシールリング 4 1を上記実施例 1のオイル塗布ローラ 1 5の両端 面に付設した後、 縦置き放置することにより、 オイル漏れ試験を行った- シールリング 4 1の通気孔 4 4からオイルが漏れ出すまでの時間を測 定したところ、 5 7分という長い時間が経過した時点で初めて通気孔 4 4からのオイル漏れが観測された。
また、 オイル塗布ローラ 1 5を定着装置内に装着し、 オイル塗布ロー ラ 1 5からのオイル脱落試験を行ったところ、 オイルの脱落は 1 8 m g と少量であった。
[実施例 4 ]
図 5 Aは本発明の実施例 4におけるオイル塗布ローラのシールリング を示す断面図、 図 5 Bはその平面図である。
図 5に示すように、 本実施例のシールリング 5 1は、 外径 2 6 mm、 厚み 5 mmのポリフエ二レンサルフアイ ドからなる。 このシールリング 5 1は、 外径 2 2 mm , 深さ 2 . 5 mmのオイル溜まり 5 2と、 オイル 塗布ローラの軸方向であるオイル溜まり 5 2の底面に設けられた、 長軸 4 mm、 短軸 2 mm、 深さ 1 . 5 mmの楕円形状の 4つの穴 5 3と、 ォ ィル塗布ローラの軸芯を嵌合させるための内径 6 mmの穴 5 5とを有し ている。 ここで、 楕円形状の各穴 5 3の中心は、 シールリング 5 1の中 心部 (穴 5 5の中心) から 7 mmの距離の部位に位置している。 また、 このこのシールリング 5 1は、 楕円形状の各穴 5 3からオイル塗布ロー ラの回転軸母線方向にほぼ垂直な方向に沿って貫通して形成された 4つ の通気孔 5 4を有している。 ここで、 各通気孔 5 4は、 長さが 5 m m、 断面積が 0 . 3 m m 2 に設定されている。
このシールりング 5 1を上記実施例 1のオイル塗布ローラ 1 5の両端 面に付設した後、 縦置き放置することにより、 オイル漏れ試験を行った t シールリング 5 1の通気孔 5 4からオイルが漏れ出すまでの時間を測 定したところ、 8 3分という長い時間が経過した時点で初めて通気孔 5 4からのオイル漏れが観測された。
また、 オイル塗布ローラ 1 5を定着装置内に装着し、 オイル塗布ロー ラ 1 5からのオイル脱落試験を行ったところ、 オイル脱落は全く発生し なかった。
さらに、 このオイル塗布ローラ 1 5のシールリング 5 1のオイル溜ま り 5 2に溜まるオイルの量を測定した。 図 6に示すように、 オイル塗布 ローラ 1 5の両端面に付設された 2つのシールリング 5 1のオイル溜ま り 5 2に脱落したオイル 6 1が溜まっており、 脱落したオイル 6 1の重 量を測定したところ、 合計 1 5 O m gであった。
[実施例 5 ]
図 7 Aは本発明の実施例 5におけるオイル塗布ローラのシールリング を示す断面図、 図 7 Bはその平面図である。
図 7に示すように、 本実施例のシールリング 7 1は、 外径 2 6 mm、 厚み 5 m mのポリフエ二レンサルフアイ ドからなる。 このシールリング
7 1は、 外径 2 2 mm , 深さ 2 . 5 m mのオイル溜まり 7 2と、 オイル 塗布ローラの軸方向であるオイル溜まり 7 2の底面に設けられた、 長軸
4 mm、 短軸 2 mm、 深さ 1 . 5 m mの楕円形状の 4つの穴 7 3と、 ォ ィル塗布ローラの軸芯を嵌合させるための内径 6 mmの穴 7 5とを有し ている。 ここで、 楕円形状の各穴 7 3の中心は、 シールリング 7 1の中 心部 (穴 7 5の中心) から 7 mmの距離の部位に位置している。 また、 このシールリング 7 1は、 楕円形状の各穴 7 3からオイル塗布ローラの 回転軸母線方向にほぼ垂直な方向に沿って貫通して形成された 4つの通 気孔 7 4を有している。 ここで、 各通気孔 7 4は、 屈曲した不定形状
(曲線形状) を有しており、 直径 2 mmの半円形状で、 断面積 0 . 3 m m 2 の通気孔を繋ぎ合わせたものである。
このシ一ルリング 7 1 を上記実施例 1のオイル塗布ローラ 1 5の両端 面に付設した後、 縦置き放置することにより、 オイル漏れ試験を行った < シールリング 7 1の通気孔 7 4からオイルが漏れ出すまでの時間を測 定したところ、 9 3分という長い時間が経過した時点で初めて通気孔 7 4からのオイル漏れが観測された。
また、 オイル塗布ローラ 1 5を定着装置内に装着し、 オイル塗布ロー ラ 1 5からのオイル脱落試験を行ったところ、 オイル脱落は全く発生し なかった。
[実施例 6 ]
図 8 Aは本発明の実施例 6におけるオイル塗布ローラのシールリング を示す断面図、 図 8 Bはその平面図である。
図 8に示すように、 本実施例のシールリング 8 1は、 外径 2 6 mm、 厚み 5 mmのポリフエ二レンサルフアイ ドからなる。 このシールリング 8 1は、 外径 2 2 mm、 深さ 2 . 5 m mのオイル溜まり 8 2と、 オイル 塗布ローラの軸方向であるオイル溜まり 8 2の底面に設けられた、 長軸 4 mm , 短軸 2 mm、 深さ 1 . 5 mmの楕円形状の 4つの穴 8 3と、 ォ ィル塗布ローラの軸芯を嵌合させるための内径 6 mmの穴 8 5とを有し ている。 ここで、 楕円形状の各穴 8 3の中心は、 シールリング 8 1の中 心部 (穴 8 5の中心) ら 7 mmの距離の部位に位置している。 また、 このシールリング 8 1は、 楕円形状の各穴 8 3からオイル塗布ローラの 回転軸母線方向にほぼ垂直な方向に沿って貫通して形成された 4つの通 気孔 8 4を有している。 ここで、 各通気孔 8 4は、 屈曲した不定形状 (ジグザグ形状) を有しており、 左右に角度 4 5度振った形での長さ 2 mmの直線で、 断面積 0. 3mm2 の通気孔を繫ぎ合わせたものであ る。
このシールリング 8 1を上記実施例 1のオイル塗布ローラ 1 5の両端 面に付設した後、 縦置き放置することにより、 オイル漏れ試験を行った ( シールリング 8 1の通気孔 8 4からオイルが漏れ出すまでの時間を測 定したところ、 8 9分という長い時間が経過した時点で初めて通気孔 8 4からのオイル漏れが観測された。
また、 オイル塗布ローラ 1 5を定着装置内に装着し、 オイル塗布ロー ラ 1 5からのオイル脱落試験を行ったところ、 オイル脱落は全く発生し なかった。
[実施例 7 ]
上記実施例 1における通気孔 2 6の断面積がそれぞれ 0. 0 1 mm2 、 0. 1 mm2 、 1. 0mm2 である 3種類のシールリングを作製し た。 そして、 各シールリングをそれぞれ上記実施例 1のオイル塗布ロー ラ 1 5に装着した後、 縦置き放置することにより、 オイル漏れ試験を行 つた。
断面積がそれぞれ 0. 0 1 mm2 、 0. 1 mm2 、 1. 0 mm2 の 通気孔からオイルが漏れ出すまでの時間を測定したところ、 それぞれ 6 0分、 4 5分、 2 0分という長い時間が経過した時点で初めて通気孔か らのオイル漏れが観測された。
また、 それぞれのオイル塗布口一ラを定着装置内に装着し、 各オイル 塗布ローラからのオイル脱落試験を行ったところ、 断面積をそれぞれ 0 , 0 1 mm2 、 0. 1 mm2 、 1. 0mm2 の通気孔からのオイル脱落 はそれぞれ 1 5mg、 2 3mg、 3 2 mgと少量であった。
(比較例 1 )
上記実施例 1におけるシールリング 2 5を用いない構成のオイル塗布 ローラを作製した。 そして、 このオイル塗布ローラを縦置き放置するこ とにより、 オイル漏れ試験を行った。
オイル塗布ローラの気道 2 7からオイルが漏れ出すまでの時間を測定 したところ、 1分という短い時間で通気孔からのオイル漏れが観測され た。
また、 オイル塗布ローラを定着装置内に装着し、 オイル塗布ローラか らのオイル脱落試験を行ったところ、 4 0 O mgと多量のオイル脱落が 発生した。
(比較例 2 )
上記実施例 1における通気孔 2 6の断面積が 2. 0mm2 であるシ ールリングを作製した。 そして、 このシールリングを上記実施例 1のォ ィル塗布ローラに装着した後、 縦置き放置することにより、 オイル漏れ 試験を行った。
シールリングの通気孔 2 6からオイルが漏れ出すまでの時間を測定し たところ、 3分という短い時間で通気孔 2 6からのオイル漏れが観測さ れた。
また、 オイル塗布ローラを定着装置内に設置し、 オイル塗布ローラか らのオイル脱落試験を行ったところ、 2 5 Omgと多量のオイル脱落が 発生した。
(比較例 3)
上記実施例 1における通気孔 2 6の断面積が 0. 0 0 5 mm2 であ るシールリングを作製し、 上記実施例 1のオイル塗布ローラに装着した, このオイル塗布ローラを定着装置内に設置して、 昇温したところ、 ォ ィル塗布ローラの外径が昇温前の 2 7 mmから 3 5 mmに膨張し、 オイ ル透過制御層の内側に多量の空気溜まりが観測された。
以上のように、 上記実施例 1〜 7によれば、 縦置き放置試験において, 実使用時の目安となる放置時間 ( 5分) よりも十分長い時間が経過する まで、 オイル漏れは発生しなかった。 一方、 上記比較例 2によれば、 縦 置き放置試験において、 実使用時の目安となる放置時間 (最大 5分程 度) よりも短い時間でオイル漏れが発生した。
また、 上記実施例 1 〜 7によれば、 脱落試験において、 実使用時のォ ィル脱落量の目安となる量 ( 1 0 O m g ) よりも十分少ない量のオイル 脱落しか発生しなかった。 または、 オイル脱落は全く発生しなかった。 一方、 上記比較例 2によれば、 脱落試験において、 実使用時のオイル脱 落量の目安となる量 ( 1 0 O m g ) よりも多い量のオイル脱落が発生し た。
さらに、 上記実施例 1〜 7によれば、 オイル塗布ローラの外径は変化 しないことが確認された。 このことにより、 オイル透過制御層の内側に 空気が溜まらないことが理解される。 一方、 上記比較例 3によれば、 ォ ィル塗布ローラの外径が変化することが確認された。 このことにより、 オイル透過制御層の内側に空気が溜まることが理解される。
以上により、 上記実施例 1 〜 7は、 実用に供し得ることが理解される: 産業上の利用可能性
以上のように、 本発明によれば、 膨張した空気や水蒸気は通気孔を通じ て容易に外部へ排出される一方、 オイルは通気孔を通過しにくくなるの で、 縦置き放置時におけるオイル漏れの防止や定着装置内でのオイル脱 落の防止を狙ったオイル塗布ローラに利用可能である

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 少なくともオイルを保持するオイル保持部と前記オイルを塗布す るオイル塗布面とを有するローラと、 前記ローラの回転軸母線方向の両 端に設けられた気道と、 前記ローラの両端面に液密状態で付設されたシ 一ルリングとを備えたオイル塗布ローラであって、 前記シールリングは 前記気道から前記シールリングの外部へ通じる通気孔を有し、 前記通気 孔の断面積が 0 . 0 1 mm 2 以上 l mm 2 以下であることを特徴とす るオイル塗布ローラ。
2 . 前記シールリングが、 前記ローラと接触する側に凹状のオイル溜 まりを有し、 前記通気孔が前記オイル溜まりと前記シ一ルリングの外周 面との間に設けられた請求項 1 に記載のオイル塗布ローラ。
3 . 前記シールリングが、 前記オイル溜まりの一部分にさらに穴を有 し、 前記通気孔が前記穴と前記シールリングの外周面との間に設けられ た請求項 2に記載のオイル塗布ローラ。
4 . 前記シールリングの中心部から前記オイル溜まりの内周面までの 距離を aとしたとき、 前記シールリングの中心部とその中心部から最も 離れた前記穴の周面までの距離が 0 . 9 8 a以下である請求項 3に記載 のオイル塗布ローラ。
5 . 前記通気孔が屈曲して設けられた請求項 1〜 4のいずれかに記載 のオイル塗布ローラ。
6 . オイルを保持し被塗布面に前記オイルを塗布するオイル塗布ロー ラの端面に液密状態で付設されるシ一ルリングであって、 前記オイル塗 布ローラと接触する側から外部へ通じる通気孔を有し、 前記通気孔の断 面積が 0 . 0 1 mm 2 以上 1 mm 2 以下であることを特徴とするシ一 ルリング。
7 . 前記オイル塗布ローラと接触する側に凹状のオイル溜まりをさら に備え、 前記通気孔が前記オイル溜まりとシールリング本体の外周面と の間に設けられた請求項 6に記載のシールリング。
8 . 前記オイル溜まりの一部分にさらに穴を備え、 前記通気孔が前記 穴と前記シールリング本体の外周面との間に設けられた請求項 7に記載 のシールリング。
9 . 前記シールリング本体の中心部から前記オイル溜まりの内周面ま での距離を aとしたとき、 前記シールリング本体の中心部とその中心部 から最も離れた前記穴の周面までの距離が 0 . 9 8 a以下である請求項 8に記載のシールリング。
1 0 . 前記通気孔が屈曲して設けられた請求項 6〜 9のいずれかに記 載のシールリング。
1 1 . トナーを熱と圧力との作用によって記録材に定着する定着手段 と、 前記定着手段に離型オイルを塗布するオイル塗布ローラとを備えた 定着装置であって、 前記オイル塗布ローラとして請求項 1〜 5のいずれ かに記載のオイル塗布ローラを用いることを特徴とする定着装置。
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