説明

オイル塗布ロール

【課題】 オイルを長期に亘って一定に塗布することができるオイル塗布ロールを提供する。
【解決手段】シリコーンオイルを保持し且つ塗布量を規制するオイル保持規制部材12に、シリコーン系接着剤13を介してポリテトラフルオロエチレン(PTFE)多孔質シート14を巻回して接着してなる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子写真式プリンタ、複写機等に用いられる定着装置の構成部品であるオイル塗布ロールに関する。
【背景技術】
【0002】
電子写真式プリンタ、複写機等における定着装置では、定着ロールに微量のシリコーンオイル等の離型オイルを塗布するオイル塗布ロールを用いるものがある。このようなオイル塗布ロールとしては、種々のものが提案されている。
【0003】
このようなオイル塗布ロールは、離型オイルを適量一定期間塗布する機能を有するものであり、例えば、ロール基体上にオイル保持体を設け、表層にオイル制御層として加熱収縮性の多孔質フッ素樹脂の筒状フィルムを装着し、加熱収縮して筒状フィルムを密着したオイル塗布ロールがある(特許文献1など参照)。また、オイル保持部材にオイル塗布量制御層を接着剤とシリコーンオイルとの混合物にて接着してなることを特徴とするオイル塗布装置がある(特許文献2など参照)。
【0004】
このようなオイル塗布ロールにおいては、近年、微量なオイル塗布を非常に長期に亘って均一に行うことができるという要望がある。しかしながら、従来のように外周にオイル塗布量制御層を設ける設計思想では、十分な対応が困難であった。すなわち、特許文献1のようなオイル塗布量制御層は、加熱収縮して多孔質フッ素樹脂の筒状フィルムを密着させたものであるから、長期間の使用により、筒状フィルムの熱収縮が進んで孔径が小さくなってオイル塗布量が変化したり、筒状フィルムの軸方向への収縮が生じて筒状フィルムの端部が浮いてしまったりするなどの問題があり、要望されているような長期間の使用が困難であった。
【0005】
また、特許文献2のように接着剤とシリコーンオイルとの混合物でオイル塗布量制御層を接着するタイプでは接着層のオイルの通油路を適正に設ける必要もあり、さらに設計が困難である。
【0006】
一方、本出願人は、不織布である含油シート、オイル透過性シートとオイル透過抑制性シートと用いて製造したオイル塗布ロールを先に提案している(特許文献3、4など参照)。
【0007】
しかしながら、このようなオイル塗布ロールはどちらかというと短期間で交換するタイプであり、長期に亘って使用すると、トナー付着により塗布量が低下し、長期に亘った使用には不向きである。
【0008】
【特許文献1】特開平9−185282号公報
【特許文献2】特開2000−310920号公報
【特許文献3】特開平6−346915号公報
【特許文献4】特開平6−348166号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は、このような事情に鑑み、オイルを長期に亘って一定に塗布することができるオイル塗布ロールを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
前記課題を解決する本発明の第1の態様は、シリコーンオイルを保持し且つ塗布量を規制するオイル保持規制部材に、シリコーン系接着剤を介してポリテトラフルオロエチレン(PTFE)多孔質シートを巻回して接着してなることを特徴とするオイル塗布ロールにある。
【0011】
本発明の第2の態様は、第1の態様のオイル塗布ロールにおいて、前記PTFE多孔質シートが、空隙率45〜80%のものであることを特徴とするオイル塗布ロールにある。
【0012】
本発明の第3の態様は、第1又は2の態様に記載のオイル塗布ロールにおいて、前記PTFE多孔質シートが、厚さ50〜150μmのものであることを特徴とするオイル塗布ロールにある。
【0013】
本発明の第4の態様は、第1〜3の何れかの態様に記載のオイル塗布ロールにおいて、前記PTFE多孔質シートが、平均孔径0.05〜1μmの多孔質膜からなることを特徴とするオイル塗布ロールにある。
【0014】
本発明の第5の態様は、第1〜4の何れかの態様に記載のオイル塗布ロールにおいて、前記シリコーン系接着剤が、前記PTFE多孔質シートに塗布面積比率が20〜60%の所定パターンで塗布されたものであることを特徴とするオイル塗布ロールにある。
【0015】
本発明の第6の態様は、第5の態様に記載のオイル塗布ロールにおいて、前記所定パターンは、前記シリコーン系接着剤の周方向に亘った接着剤の塗布面積が軸方向に亘って均一であるパターンであることを特徴とするオイル塗布ロールにある。
【0016】
本発明の第7の態様は、第1〜6の何れかの態様に記載のオイル塗布ロールにおいて、前記シリコーン系接着剤が、熱硬化型一液シリコーンゴム接着剤であることを特徴とするオイル塗布ロールにある。
【0017】
本発明の第8の態様は、第1〜7の何れかの態様に記載のオイル塗布ロールにおいて、前記オイル保持規制部材が、オイル含浸性シートとオイル透過抑制性シートとを巻回し且つ少なくとも最表面が前記オイル透過抑制性シートからなるものであることを特徴とするオイル塗布ロールにある。
【0018】
本発明の第9の態様は、第1〜7の何れかの態様に記載のオイル塗布ロールにおいて、前記オイル保持規制部材が、オイル含浸性シートとオイル透過性シートとオイル透過抑制性シートとを巻回し且つ少なくとも最表面が前記オイル透過抑制性シートからなるものであることを特徴とするオイル塗布ロールにある。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
以下に、本発明の一実施形態のオイル塗布ロールを例示しながら本発明を詳細に説明する。
【0020】
図1に本発明のオイル塗布ロールの断面図を示す。図1に示すように、オイル塗布ロール10は、芯体11上に設けられたオイル保持規制部材12上に接着剤13を介してPTFE多孔質シート14を巻き付けて接着したものである。
【0021】
かかるオイル塗布ロール10は、従来のように最外層のPTFE多孔質シート14は、オイル透過制御層としては機能させておらず、オイル保持規制部材12がオイル透過制御層として機能するものであり、詳細は後述する。
【0022】
ここで、芯体11は、金属製でも樹脂製でも特に限定されない。
【0023】
オイル保持規制部材12は、芯体11上に設けられ、離型オイルであるシリコーンオイルを蓄え且つこれを保持する機能、すなわち、蓄えたシリコーンオイルをそのまま排出はせず、所定の保持力で保持して塗布量を制御する機能を有するものであり、その構成は特に限定されないが、好適には、オイル含浸性を有する不織布からなるオイル含浸性シートやオイル透過抑制性を有する不織布からなるオイル透過抑制性シート、さらには、オイル含浸性シートと共にオイル透過性シートを用いた構成などを例示することができる。すなわち、オイル保持規制部材12の構成は、例えば、オイル含浸性シートのみ、又はオイル含浸性シート及びオイル透過性シートを巻回した後、最外層にオイル透過抑制性シートを巻き付けたもの、又はオイル含浸性シート及びオイル透過抑制性シートを、又はオイル含浸性シート、オイル透過性シート及びオイル透過抑制性シートをオイル透過抑制性シートが外側になるように積層して巻回したものなどを例示することができる。
【0024】
このようなオイル含浸性シートやオイル透過抑制性シート、オイル透過性シートは、上述した特許文献3、4などに記載されているものを用いることができる。オイル含浸性シートとしては、適当なオイル保持性を備えた多孔質のオイル含浸性シートであれば特に制限なく使用することができ、例えば耐熱性及び耐油性を有する繊維から形成された不織布や吸油性の紙なども好ましく用いることができる。また、オイル透過性シートは、例えば耐熱性及び耐油性を有する合成樹脂繊維から形成された不織シートなどを用いることができ、離型オイルの浸出を抑制することがなく、しかも適当な強度と耐久性とを備えた多孔質シートであれば特に制限なく使用することができる。オイル透過抑制性シートは、所定のオイルの浸出速度(塗布量)が得られるように調節するためのもので、例えば耐熱性及び耐油性を有する合成樹脂繊維から形成された比較的オイル透過性の小さい不織シートなどを適宜選択して用いることができる。
【0025】
そして、このようなオイル保持規制部材12の外側には、接着剤13を介してPTFE多孔質シート14を巻き付けて接着してある。
【0026】
ここで、PTFE多孔質シート14は、従来のようにオイル透過制御層としては実質的には機能させず、オイル透過性の離型層として機能させている。すなわち、オイル透過性を調整せず、トナーの低付着性のものを用いるものである。また、PTFE多孔質シート14は、PTFE製のシートを巻回し且つシリコーンオイルを含浸したオイル保持規制部材12の表面に接着剤13を介して接着されたものである。PTFE多孔質シート14はオイル透過制御層としては実質的には機能しないとしたが、このPTFE多孔質シート14の空隙率と平均孔径やオイル粘度などを調整することにより、オイル透過制御層として機能させることもでき、このような場合には、上述したオイル透過抑制性シートを省略することもできる。
【0027】
このようなPTFE多孔質シート14としては、空隙率45〜80%、好ましくは空隙率55〜65%のものであるのが望ましい。すなわち、使用によるトナーの付着性が小さく、長期に亘って安定して一定の塗布量を保つことができるためには、空隙率が小さいことが重要であるが、一方、空隙率が接着剤13による接着性に大きく影響し、空隙率が小さ過ぎると接着し難く、空隙率45〜80%、好ましくは空隙率55〜65%が望ましいことを知見した。空隙率が45%より小さいと接着性の点で問題があり、一方、空隙率が80%より大きいと、離型性の点で劣ることがわかった。
【0028】
また、かかるPTFE多孔質シートは、厚さ50〜150μmのものであるのが好ましい。これより厚いと、巻き付けの終端の段差が問題になり、また、これより薄いと強度的に問題がある。
【0029】
また、PTFE多孔質シート14は、平均孔径0.05〜1μm、好ましくは0.1〜1μmの多孔質膜からなるのが望ましい。平均孔径がこれより小さいと、接着剤13が孔内に侵入し難く接着性が十分に確保できず、一方、平均孔径がこれより大きいと、トナーが侵入し易くなり好ましくない。
【0030】
このようなPTFE多孔質シート14を接着する接着剤13としては、シリコーン系接着剤、特に、オイル保持規制部材12に含浸させるシリコーンオイルと親和性の高いシリコーン系接着剤を用いる。このようなシリコーン系接着剤は、シリコーンオイルを透過するので、オイル塗布性を全面的に抑制することがなく、且つシリコーンオイルでの接着力の低下もないという知見に基づくものである。
【0031】
よって、接着剤13は全面的に塗布してもよいが、所定パターンで塗布するのが好ましい。すなわち、所定の透過パターンを有するマスク(スクリーン)を介して塗布するのが好ましい。マスクの透過面積比率、すなわち、接着剤の塗布面積比率は20〜60%、好ましくは、30〜50%であるのが好ましい。これはこれより小さいと十分な接着力が得られ難く、これより大きいと、十分な塗布量の確保が困難である。
【0032】
また、マスクの透過パターンは、塗布された接着剤13の周方向に亘った塗布面積が軸方向に亘って均一であるパターンが好ましい。すなわち、オイル塗布ロール10を用いた際に軸方向に亘ってオイル塗布が不均一になるのを防止するものである。
【0033】
図2には、巻き付ける前のPTFE多孔質シート14に接着剤13を塗布した塗布パターンを示すものであり、ドット状の接着パターン13aを千鳥状に設けて、周方向に積算した塗布面積が軸方向の何れの箇所でも均一になるようになっている。
【0034】
また、接着剤13の塗布厚さは、塗布した状態で100〜200μmであるのが好ましい。これより薄いと、PTFE多孔質シート14の孔内に入り込んで接着力を確保するのが困難であり、一方、これより厚くなると、PTFE多孔質シート14の表面まで出てしまう可能性があり、好ましくない。
【0035】
このような塗布厚さは、上述したマスクを用いた塗布においては、マスクの厚さに依存するので、マスクの厚さを調整することにより、塗布厚さを調整することができる。
【0036】
なお、このような塗布パターンで接着剤13を塗布する方法は、マスクを用いた塗布に限定されず、スクリーン印刷などの各種印刷により行うことができる。
【0037】
また、上述したようにシリコーン系接着剤としては、特に限定されず、二液型のものも用いることができるが、マスク塗布などを行うためには、熱硬化型一液シリコーンゴム接着剤であるのが好ましい。
【0038】
なお、オイル保持規制部材12と接着剤13との接着性又は接着剤13とPTFE多孔質シート14との接着性が不十分又はさらに向上させるために、接着剤補助層を設ける構成としてもよい。このような接着剤補助層は、オイル塗布性能に影響がなく、すなわち、オイル透過性がよく、シリコーン系接着剤との接着性のよい層であり、オイル保持規制部材12の外周面又はPTFE多孔質シート14の内周面に設けることができるものである。
【0039】
以上説明した本発明のオイル塗布ロールは、シリコーンオイルを保持し且つ塗布量を規制するオイル保持規制部材に、シリコーン系接着剤を介してPTFE多孔質シートを巻回して接着してなるものなので、オイルを長期に亘って一定に塗布することができるものである。
【0040】
ここで、オイル塗布ロールとして一般的に必要とされるオイル塗布量は、0.05mg/A4〜0.5mg/A4であるが、オイル保持部材の構成や多孔質シートの空隙率などを変更して組み合わせることにより、上述したオイル塗布量の範囲の所望のオイル塗布量を有するオイル塗布ロールを自由に設計することができる。
【実施例】
【0041】
以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明する。
【0042】
(試験例1)
下記表1に示すような空隙率の異なるPTFE多孔質シートに粘度の異なるシリコーンオイルをスポイトでそれぞれ一滴ずつ垂らし、オイルがPTFE多孔質シートを通過するまでの時間を測定した。この結果を表1に併せて示す。
【0043】
この結果、PTFE多孔質シートの空隙率を変更することのみによっても、狙ったオイル塗布量を設計できることがわかった。
【0044】
【表1】

【0045】
(実施例1)
直径10mm、長さ330mmの円柱状の鋼製芯金からなる芯体の上に、オイル含浸性シートとして厚さ0.22mm、幅300mmのロックウール紙を多数回巻き付けて直径17mmとし、その上に、オイル透過抑制性シートとして厚さ0.13mm、幅300mmのアラミド繊維紙(商品名:ノーメックス紙、T−411、デュポンジャパン社製)を1回巻き付けたのちその末端を両面テープで固定し、さらに粘度1000CSのシリコーンオイルを含浸させて外径19mmのオイル保持規制部材を形成した。
【0046】
この上に、多孔質孔径0.10μm、厚さ80μm、空隙率77%のPTFE多孔質シートを巻き付け、熱硬化型一液シリコーンゴム接着剤で接着して実施例1のオイル塗布ロールとした。接着剤の塗布パターンは、図2に示したものとし、接着剤塗布面積比率は、40%とした。
【0047】
(実施例2)
1000CSのシリコーンオイルの代わりに3000CSのシリコーンオイルを含浸させた以外は実施例1と同様にして実施例2のオイル塗布ロールとした。
【0048】
(実施例3)
直径10mm、長さ330mmの円柱状の鋼製芯金からなる芯体の上に、オイル含浸性シートとして厚さ0.22mm、幅300mmのロックウール紙を多数回巻き付けて外径19mmのオイル保持規制部材を形成したのち、粘度1000CSのシリコーンオイルを含浸させて外径19mmのオイル保持規制部材を形成した。
【0049】
この上に、多孔質孔径0.15μm、厚さ90μm、空隙率60%のPTFE多孔質シートを巻き付け、熱硬化型一液シリコーンゴム接着剤で接着して実施例3のオイル塗布ロールとした。接着剤の塗布パターンは、図2に示したものとし、接着剤塗布面積比率は、40%とした。
【0050】
(実施例4)
1000CSのシリコーンオイルの代わりに3000CSのシリコーンオイルを含浸させた以外は実施例3と同様にして実施例4のオイル塗布ロールとした。
【0051】
(試験例2)
オイル塗布ロールとして実施例1〜4のオイル塗布ロールを使用し、シャープ社製複写機SF−2540の加圧ロールに片側500gの荷重で押しつけ、A4サイズの紙を2000枚/日で通紙して1万枚までの通紙試験を行い、オイル塗布ロールのオイル塗布量を測定した。オイル塗布量は、2000枚通紙毎にオイル塗布ロールを取り出し、その重量減少量からA4サイズの紙1枚あたりのオイル塗布量を計算した。結果を下記表2及び図3に示す。
【0052】
この結果、各実施例のオイル塗布ロールは、それぞれのオイル塗布量が異なるものとなり、これにより狙いのオイル塗布量のオイル塗布ロールを製造できることがわかった。また、各実施例のオイル塗布ロールの10000枚通紙後までのオイル塗布量の変化は十分に実用できるものであることがわかった。
【0053】
また、実施例1〜4のオイル塗布ロールは、10000枚通紙後において、PTFE多孔質シートのずれや巻き付け終端の剥がれ等がなく、オイル保持部材とPTFE多孔質シートとの接着が良好であることが確認された。
【0054】
【表2】

【図面の簡単な説明】
【0055】
【図1】本発明のオイル塗布ロールの一例を示す断面図である。
【図2】接着剤の塗布パターンの一例を示す図である。
【図3】試験例2の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【0056】
10 オイル塗布ロール
11 芯体
12 オイル保持規制部材
13 接着剤
14 PTFE多孔質シート

【特許請求の範囲】
【請求項1】
シリコーンオイルを保持し且つ塗布量を規制するオイル保持規制部材に、シリコーン系接着剤を介してポリテトラフルオロエチレン(PTFE)多孔質シートを巻回して接着してなることを特徴とするオイル塗布ロール。
【請求項2】
請求項1のオイル塗布ロールにおいて、前記PTFE多孔質シートが、空隙率45〜80%のものであることを特徴とするオイル塗布ロール。
【請求項3】
請求項1又は2に記載のオイル塗布ロールにおいて、前記PTFE多孔質シートが、厚さ50〜150μmのものであることを特徴とするオイル塗布ロール。
【請求項4】
請求項1〜3の何れか一項に記載のオイル塗布ロールにおいて、前記PTFE多孔質シートが、平均孔径0.05〜1μmの多孔質膜からなることを特徴とするオイル塗布ロール。
【請求項5】
請求項1〜4の何れか一項に記載のオイル塗布ロールにおいて、前記シリコーン系接着剤が、前記PTFE多孔質シートに塗布面積比率が20〜60%の所定パターンで塗布されたものであることを特徴とするオイル塗布ロール。
【請求項6】
請求項5に記載のオイル塗布ロールにおいて、前記所定パターンは、前記シリコーン系接着剤の周方向に亘った接着剤の塗布面積が軸方向に亘って均一であるパターンであることを特徴とするオイル塗布ロール。
【請求項7】
請求項1〜6の何れか一項に記載のオイル塗布ロールにおいて、前記シリコーン系接着剤が、熱硬化型一液シリコーンゴム接着剤であることを特徴とするオイル塗布ロール。
【請求項8】
請求項1〜7の何れか一項に記載のオイル塗布ロールにおいて、前記オイル保持規制部材が、オイル含浸性シートとオイル透過抑制性シートとを巻回し且つ少なくとも最表面が前記オイル透過抑制性シートからなるものであることを特徴とするオイル塗布ロール。
【請求項9】
請求項1〜7の何れか一項に記載のオイル塗布ロールにおいて、前記オイル保持規制部材が、オイル含浸性シートとオイル透過性シートとオイル透過抑制性シートとを巻回し且つ少なくとも最表面が前記オイル透過抑制性シートからなるものであることを特徴とするオイル塗布ロール。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2009−300700(P2009−300700A)
【公開日】平成21年12月24日(2009.12.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−154650(P2008−154650)
【出願日】平成20年6月12日(2008.6.12)
【出願人】(000227412)シンジーテック株式会社 (99)
【出願人】(593108255)穂高工業株式会社 (4)
【Fターム(参考)】