JP2002211783A - 画像形成装置のシート搬送用転動体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高圧でローラにシートを介して圧接しながら
高速回転する転動体に必要な機能を持たせ、しかも耐熱
性、耐摩耗性およびトナーの非付着性に優れた画像形成
装置のシート搬送用転動体とすることである。 【解決手段】 シート上にトナーを定着させて画像を形
成する画像形成装置のトナー画像を定着したシートを搬
送する転動体において、この転動体は、熱収縮性フッ素
樹脂製チューブ１８ａで外周面を継ぎ目なく被覆した転
動体であることを特徴とする画像形成装置のシート搬送
用転動体とする。転動体の表面に段差、エッジまたはバ
リがなく、表面を高圧でローラにシートを介して圧接し
ながら高速回転してもシート表面に筋状の圧接痕が付か
ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複写機、ファク
シミリ、レーザービームプリンター等の画像形成装置内
で画像形成されたシートを搬送する画像形成装置のシー
ト搬送用転動体に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写機やレーザプリンタ等の電
子写真プロセスを利用した画像形成装置は、電子写真プ
ロセスにより感光体上に形成した像を転写用の紙などの
シートに対してトナー像として転写し、この像を転写紙
上に定着装置で定着した後、シートを機外に排出する。

【０００３】前記定着装置は、ヒータを内蔵する定着ロ
ーラと、これに圧接する加圧ローラとからなり、そのニ
ップ部に定着トナー像を担持する転写紙を通紙し、加熱
と押圧によってトナーを転写紙に溶融し定着させ、その
後に転写紙を排紙コロおよび排紙ローラ等により機外に
排出する。

【０００４】図１は、加熱ローラを有する定着装置の概
略構成例を示している。この定着装置Ａは、ヒータ１を
内蔵する定着ローラ２に転写紙経路を挟んで従動回転す
る加圧ローラ３を設けたものであり、図外の転写部より
搬送ベルト４により搬送されてきた未定着トナー像を担
持するシート５は、定着入口ガイド６に案内されて定着
ローラ２と加圧ローラ３とのニップ部に挿入され、対の
ローラ２、３に挟圧された際、トナー像が定着されなが
ら送り出される。定着後、シート５の先端は、定着ロー
ラ２のニップ部の下側に接する分離爪７の爪先によって
定着ローラ２から剥離される。

【０００５】定着ローラから剥離されたシートは、搬送
経路を通り、その際に回転駆動されている排紙ローラ９
とこれに圧接されて従動する排紙コロ８などの間を通っ
て機外に排出される。

【０００６】また、図２に示すカラーレーザープリンタ
では、未定着トナー像を担持したシートが、ヒータ内蔵
の定着ローラ１０と加圧ローラ１１の対接部を通過した
後、分離爪１２で定着ローラ１０から引き剥がされ、そ
のまま排紙コロ１３と排紙ローラ１４の対接部を通って
送り出され、さらに一対の中間ガイドコロ１５の間を通
った後、回転駆動されている駆動ローラ１６と蹴り出し
用コロ１７の間を通って機外まで搬送される。

【０００７】なお、図２中の符号３０は、レーザーユニ
ットであり、３１はトナー収納部、３２は未定着トナー
像を形成するドラム、３３は転写装置、３４は紙（シー
ト）収納カセット、３５は定着装置である。

【０００８】上述したような画像形成装置における排紙
コロ、中間ガイドコロ、蹴り出し用コロなどのシート搬
送用転動体は、それぞれ図３〜５に示すような形状のも
のである。すなわち、図３に示すような排紙コロまたは
中間ガイドコロとして使用されるシート搬送用転動体
は、ローラ本体１８の両端に回転軸となるボス部１９を
有し、また同様な用途である図４に示す転動体は、軸穴
２０を有している。

【０００９】また、図５に示すような蹴り出し用コロと
して用いられるシート搬送用転動体は、ローラ本体２１
の両端に歯車付きのボス部２２を有している。

【００１０】このようなシート搬送用転動体には、排紙
ローラと同様に耐熱性や難燃性が求められ、さらに用紙
に対する従動性も必要であるから、これを成形する材料
として、クロロプレンゴム（ＣＲ）やポリアセタール
（ＰＯＭ）等の材料が広く用いられていた。

【００１１】ところで、複写機、ファクシミリ、レーザ
ービームプリンター（ＬＢＰ）等の画像形成装置におい
ては、処理時間を短縮させる要求が高まり、そのために
印刷機能を高速化し、定着温度を上昇（２５０℃付近）
させることが必要となった。例えば、このように高速化
された機器の定着周囲部分の通常の使用雰囲気温度は、
２５〜１５０℃であり、瞬間的には５０〜２５０℃に達
する場合もある。

【００１２】さらに画像形成装置本体のコンパクト化も
重要な技術的課題であるため、定着部とシート搬送用転
動体との距離は短くなる傾向がある。

【００１３】これらの要求に応えるように設計されたシ
ート搬送用転動体は、テトラフルオロエチレン−パーフ
ルオロアルキルビニルエーテル共重合体、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または
テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体のようなフ
ルオロカーボン系樹脂を射出成形した樹脂成形体からな
るものであった。

【００１４】ところで、上記した従来のシート搬送用転
動体は、画像形成装置の印刷機能のさらなる高度化に対
応して、処理時間を短縮させるため、搬送速度もより高
速回転させる必要があり、そのためにトナー画像を定着
したシートと転動体との圧接力が増大した。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
のシート搬送用転動体は、画像形成装置の印刷機能の高
度化に伴って、高圧でローラにシートを介して圧接しな
がら高速回転する転動体表面に、射出成形時の金型によ
るパーティングライン（分割線またはP.L.とも称され
る。）に沿って形成された段差やバリが形成される場合
があり、その場合には画像を定着したシート表面に筋状
の圧接痕が付くという問題が生じる。

【００１６】また、射出成形された転動体におけるボス
部や軸穴の表面にもパーティングラインに沿ってバリが
形成されることがあり、そのような転動体を高速回転さ
せて用いると、取付け部（シャフトや軸受）との摺動摩
擦によりボス部や軸穴が摩耗変形し易くなったり、ハウ
ジングの取付け部が摩耗し易くなる。

【００１７】なお、上記の問題を解決するばかりでな
く、シート搬送用転動体には本来の所要機能が必要であ
ることは勿論であり、例えばトナーによる汚れ防止と熱
による変形防止性を確保する必要もある。

【００１８】そこで、この発明の課題は上記した問題点
を解決して、画像形成装置の印刷機能の高度化に対応
し、従来より高圧でローラにシートを介して圧接しなが
ら高速回転する転動体に必要な機能を持たせ、しかも耐
熱性、耐摩耗性およびトナーの非付着性に優れた画像形
成装置のシート搬送用転動体とすることである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、シート上にトナーを定着させ
て画像を形成する画像形成装置の前記トナー画像を定着
したシートを搬送する転動体において、この転動体は、
熱収縮性フッ素樹脂製チューブで外周面を継ぎ目なく被
覆した転動体であることを特徴とする画像形成装置のシ
ート搬送用転動体としたのである。

【００２０】上記したように構成されるこの発明のシー
ト搬送用転動体は、熱収縮性フッ素樹脂製チューブで転
動体の外周面を継ぎ目なく被覆した転動体であるから、
転動体表面（外径面またはこれと端面が接する端縁部分
を含む。）に段差、エッジまたはバリのないものにな
り、このような表面を高圧でローラにシートを介して圧
接しながら高速回転してもシート表面に筋状の圧接痕が
付かない。

【００２１】また、上記の作用と共に、熱収縮性フッ素
樹脂製チューブで外周面を継ぎ目なく被覆したことによ
り、トナーによる汚れ防止と熱による変形防止性が確保
される。

【００２２】

【発明の実施の形態】この発明でいう画像形成装置のシ
ート搬送用転動体は、複写機などの画像形成装置の感光
部、現像部、定着部等の排紙部など、その用途部位を特
に限定することなく、適当な形状に変更して製造可能な
ものである。熱収縮性フッ素樹脂製チューブの優れた耐
熱性を適用すれば、感光部、現像部よりも高温で使用さ
れる定着部や排紙部の排紙コロまたは中間ガイドコロ、
蹴り出し用コロなど、主として定着装置から転写紙の搬
送方向下流側に用いられるシート搬送用転動体として好
適である。

【００２３】熱収縮性チューブ（シュリンカブルチュー
ブ）は、フッ素樹脂をチューブ状に押出成形する際に延
伸して得られるものであり、加熱すると収縮する性質を
有する。

【００２４】熱収縮性チューブの成形用材料として用い
るフッ素樹脂の例としては、テトラフルオロエチレン系
樹脂またはフッ化ビニリデン樹脂があり、テトラフルオ
ロエチレン系樹脂としては以下のものが例示できる。

【００２５】・テトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦ
Ｅ） ・テトラフルオロエチレン−パーフルオロ〔アルキル
（メチル，エチル，プロピル，ブチル）〕ビニルエーテ
ル共重合体（ＰＦＡ） ・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） ・テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン
−パーフルオロ〔オレフィン（アルキル，プロピル）〕
ビニルエーテル三元共重合体（ＥＰＥ） ・エチレン−テトラフルオロエチレン〔交互〕共重合体
（ＥＴＦＥ） （ＥＴＦＥには、これに第３成分が含まれているもので
もよい。交互性は９０〜１００％のものが安定した物性
となって好ましい。） テトラフルオロエチレン系フッ素樹脂は、骨格に（−Ｃ
Ｆ₂ −ＣＦ₂ −）（テトラフルオロカーボン）を分子構
造中に有するため、Ｃ−Ｆ間の強固な結合により、耐熱
性、低摩擦係数に優れる。これらの中でも、ＰＴＦＥ、
ＰＦＡ、ＦＥＰ等のパーフルオロ系テトラフルオロカー
ボン樹脂は、骨格である炭素原子の周囲を全てフッ素原
子、または微量の酸素原子を介して取り囲まれ、Ｃ−Ｆ
間の強固な結合と、炭素骨格の周囲がフッ素で守られる
ので、耐熱性、低摩擦係数、潤滑性により優れており、
また非粘着性、耐薬品性等の諸特性にも優れるので、溶
融したトナーやホコリ、チリ等が排紙コロ表面に付着し
難くなり、異物の付着による摺動面の摩耗が少なくなる
ことが期待でき、また耐熱性にも優れた排紙コロなどの
シート搬送用転動体となる。

【００２６】図３に示す第１実施形態の排紙コロまたは
中間ガイドコロとして使用されるシート搬送用転動体
は、ローラ本体１８の両端に回転軸となるボス部１９を
有するものであり、ローラ本体１８は、耐熱性合成樹脂
を射出成形したものである。

【００２７】前記耐熱性合成樹脂には、繊維状充填材が
配合した組成物を使用することが、ローラ本体の機械的
強度を向上させるために好ましい。繊維状充填材として
は、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、チタン酸カ
リウムウィスカ、酸化チタンウィスカ、酸化亜鉛ウィス
カ、ホウ酸アルミニウムウィスカ、グラファイトウィス
カ、硫酸カルシウムウィスカ、炭酸カルシウムウィス
カ、塩基性硫酸マグネシウムウィスカ、炭酸ケイ素ウィ
スカ、ウォラストナイト、ゾノライト、酸化マグネシウ
ムウィスカなどが挙げられる。

【００２８】また、前記耐熱性合成樹脂には、固体潤滑
材を配合して回転軸やボス部の摺動抵抗を小さくし、ハ
ウジングの取り付け部を摩耗損傷し難くすることも好ま
しいことである。このような固体潤滑材としては、黒
鉛、フッ素樹脂、二硫化モリブデン、フッ化黒鉛、熱硬
化性樹脂、基材樹脂より融点の高い熱可塑性合成樹脂粉
末などが挙げられる。

【００２９】そして、ローラ本体１８は、これより若干
長い熱収縮性フッ素樹脂製チューブ１８ａを被せた状態
で熱収縮させることにより、外周面にフッ素樹脂を継ぎ
目のない状態に被覆できる。

【００３０】また、第１実施形態と同様な用途で使用で
きる図４に示す第２実施形態のシート搬送用転動体は、
ローラ本体１８の両端面に軸穴２０を形成し、上記同様
に熱収縮性フッ素樹脂製チューブ１８ａを被せた状態で
熱収縮させることにより、外周面にフッ素樹脂を継ぎ目
のない状態に被覆している。

【００３１】また、図５に示すような蹴り出し用コロと
して用いられる第３実施形態のシート搬送用転動体は、
射出成形したローラ本体２１の両端に歯車付きのボス部
２２を有し、ローラ本体２１の外周面には、上記同様に
熱収縮性フッ素樹脂製チューブ２１ａを被せた状態で熱
収縮させることにより、外周面を継ぎ目のないように被
覆している。

【００３２】上記した第１実施形態および第２実施形態
におけるボス部は、耐熱性の要求される条件で使用され
る用途では、ポリフェニレンスルフィド樹脂系摺動材料
を採用することが好ましく、それほど耐熱性が要求され
ない用途では、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）系含油樹
脂などのような高摺動性樹脂材を採用することが好まし
い。

【００３３】

【実施例および比較例】〔実施例１〕図３に示す形態の
排紙コロのローラ本体およびボス部をＰＴＦＥおよびフ
ィラーを含有するポリフェニレンスルフィド樹脂（エヌ
ティエヌ精密樹脂社製：ＡＳ５０００）で射出成形し、
次いでテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキル
ビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）からなる熱収縮性チ
ューブ（ペンニットー社製）をローラ本体の両端面から
軸方向に若干はみ出すようにして被せ、１４０℃に加熱
して熱収縮させ、図３に示す排紙コロ（外径φ９ｍｍ、
内径φ７ｍｍ、幅１３．５ｍｍ）を形成した。 〔実施例２〕図３に示す形態の排紙コロのローラ本体お
よびボス部を含油ポリアセタール樹脂（エヌティエヌ精
密樹脂社製：ＤＭ５０３０）で射出成形し、次いでテト
ラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエー
テル共重合体（ＰＦＡ）からなる熱収縮性チューブ（ペ
ンニットー社製）をローラ本体の両端面から軸方向には
み出す長さにして被せ、１４０℃に加熱して熱収縮さ
せ、図３に示す排紙コロ（外径φ９ｍｍ、内径φ７ｍ
ｍ、幅１３．５ｍｍ）を形成した。 〔比較例１〕図３に示す形態の排紙コロのローラ本体お
よびボス部を含油ポリアセタール樹脂（エヌティエヌ精
密樹脂社製：ＤＭ５０３０）で射出成形し、フッ素樹脂
を被覆していない排紙コロ（外径φ９ｍｍ、内径φ７ｍ
ｍ、幅１３．５ｍｍ）を形成した。 〔比較例２〕図３に示す形態の排紙コロのローラ本体お
よびボス部をテトラフルオロエチレン−パーフルオロア
ルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）（エヌティエ
ヌ精密樹脂社製：ＦＥ５０００）で射出成形し、排紙コ
ロ（外径φ９ｍｍ、内径φ７ｍｍ、幅１３．５ｍｍ）を
形成した。この排紙コロの外周面と端面の境目（端縁全
周）には僅かにバリが生じていた。

【００３４】上記のようにして得られた排紙コロに対し
て、以下のような条件で実機試験を行なって性能を確認
し、その結果を表１に示した。 （１）実機試験 乾式静電複写機（キャノン社製：カラーレーザープリン
タ）の定着装置に試験用の図３に示すボス付きの排紙コ
ロを装着し、Ａ４判の複写機用紙２万枚を連続通紙し、
その際に５０００回毎に要所を分解し、排紙コロの表面
におけるトナーの付着状態を観察した。また、試験前後
に排紙コロを取り出し、その重量の変化から摩耗量を調
べた。表中の評価は、以下の基準による。

【００３５】（ａ）トナーの付着性 排紙コロにトナーの付着が全く認められなかったものを
○印、トナーの付着が一部分にあると認められたものを
△印、全周にトナーの付着が認められたものを×印とし
て３段階に評価した。

【００３６】（ｂ）耐熱性 排紙コロに変形が認められなかったものを○印、変形が
認められたものを×として２段階に評価した。

【００３７】（ｃ）耐摩耗性 排紙コロの機能を低下させるような摩耗が認められなか
ったものを○印、機能低下させるような摩耗が認められ
たものを×印として２段階に評価した。

【００３８】（ｄ）シート（紙）表面の筋状圧接痕の有
無 シート（紙）表面に筋状の圧接痕が認められなかったも
のを（無）、筋状の圧接痕が認められたものを（有）と
して２段階に評価した。

【００３９】

【表１】

【００４０】実施例１は、摩耗特性に優れており、かつ
２万枚通紙試験後においてもトナーの付着は認められな
かった。また、実施例２は、定着部に装着して評価した
ため、ボス部のＤＭ５０３０（含油ＰＯＭ）は若干熱変
性したが、トナーの付着はなく、このものが中間ガイド
コロまたは蹴り出し用コロとして使用された場合には使
用に耐えるものと認められた。

【００４１】これに対して、比較例１は、耐熱性が低い
と共に通紙１万枚後にトナーが付着し、初期からシート
（紙）表面に筋状の圧接痕が認められた。また、比較例
２は、トナーの付着はないが、ボス部の摩耗は大きくて
使用中に回転不良が発生し、かつ１万回後にシート
（紙）表面に筋状の圧接痕が認められた。

【００４２】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように、トナ
ー画像を定着したシートを搬送する転動体の外周面を、
熱収縮性フッ素樹脂製チューブで継ぎ目なく被覆した画
像形成装置のシート搬送用転動体としたので、画像形成
装置の印刷機能の高度化に対応し、高圧でローラにシー
トを介して圧接しながら高速回転する転動体に必要な機
能があり、しかも必要に応じて耐熱性をもたせることが
でき、耐摩耗性およびトナーの非付着性にも優れた画像
形成装置のシート搬送用転動体であるという利点があ
る。

【００４３】また、上記の画像形成装置のシート搬送用
転動体において、ボス部が、フッ素樹脂および無機充填
剤を含有するポリフェニレンサルファイド樹脂系組成物
で形成されているものでは、ボス部に摩擦熱が発生した
場合でも熱変形が起こらず、耐熱性および難燃性に優
れ、さらにハウジングの取付け部が摩耗損傷しにくいと
いう利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】定着装置の概略構成を示す断面図

【図２】カラーレーザープリンタの定着装置の概略構成
を示す断面図

【図３】（ａ）実施形態のボス付きコロの斜視図 （ｂ）上記実施形態の断面図

【図４】（ａ）実施形態の軸穴付きコロの斜視図 （ｂ）上記実施形態の断面図

【図５】（ａ）蹴り出し用コロの斜視図 （ｂ）上記実施形態の断面図

【符号の説明】

１ ヒータ ２、１０ 定着ローラ ３、１１ 加圧ローラ ４ 搬送ベルト ５ 転写紙 ６ 入口ガイド ７、１２ 分離爪 ８、１３ 排紙コロ ９、１４ 排紙ローラ １５ 中間ガイドコロ １６ 駆動ローラ １７ 蹴り出しコロ １８、２１ ローラ本体 １８ａ、２１ａ 熱収縮性フッ素樹脂製チューブ １９、２２ ボス部 ２０ 軸穴 ３０ レーザーユニット ３１ トナー収納部 ３２ ドラム ３３ 転写装置 ３４ 紙収納カセット ３５ 定着装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シート上にトナーを定着させて画像を形
   成する画像形成装置の前記トナー画像を定着したシート
   を搬送する転動体において、この転動体は、熱収縮性フ
   ッ素樹脂製チューブで外周面を継ぎ目なく被覆した転動
   体であることを特徴とする画像形成装置のシート搬送用
   転動体。
2. 【請求項２】 フッ素樹脂が、テトラフルオロエチレン
   系樹脂またはフッ化ビニリデン樹脂である請求項１記載
   の画像形成装置のシート搬送用転動体。
3. 【請求項３】 テトラフルオロエチレン系樹脂が、テト
   ラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パーフ
   ルオロアルキルビニルエーテル共重合体、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、テト
   ラフルオロエチレン−エチレン共重合体である請求項１
   または２に記載の画像形成装置のシート搬送用転動体。