(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022089667
(43)【公開日】2022-06-16
(54)【発明の名称】加圧ユニットの製造方法
(51)【国際特許分類】
G03G 15/20 20060101AFI20220609BHJP
【FI】
G03G15/20 515
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2020202248
(22)【出願日】2020-12-04
(71)【出願人】
【識別番号】000005267
【氏名又は名称】ブラザー工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100116034
【弁理士】
【氏名又は名称】小川 啓輔
(74)【代理人】
【識別番号】100144624
【弁理士】
【氏名又は名称】稲垣 達也
(72)【発明者】
【氏名】渡邉 知範
(72)【発明者】
【氏名】櫻井 俊爾
(72)【発明者】
【氏名】都築 大二郎
(72)【発明者】
【氏名】田中 訓史
【テーマコード(参考)】
2H033
【Fターム(参考)】
2H033AA31
2H033BA11
2H033BA12
2H033BB01
2H033BB29
2H033BB30
2H033BB31
(57)【要約】
【課題】摺動シートの外側に無端ベルトを組み付けた後グリースを塗布して、グリースを無端ベルトと摺動シートの間に均一に保持した加圧ユニットを製造できる。
【解決手段】加圧ユニット82は、無端ベルト130と、摺動シート150と、加圧パッドPと、グリースGRと、を備える。摺動シート150は、無端ベルト130の内周面131に接する。加圧パッドPは、摺動シート150を無端ベルト130との間で挟む。加圧パッドPは、第1加圧パッドP1と、周方向に離れた第2加圧パッドP2とを有する。グリースGRは、無端ベルト130と摺動シート150との間に位置する。加圧ユニット82の製造方法は、先端からグリースGRを吐出可能なノズルNZを、無端ベルト130と摺動シート150の間、かつ、周方向において第1加圧パッドP1と第2加圧パッドP2の間に挿入し、ノズルNZを引き抜きながらグリースGRを吐出する。
【選択図】
図6
【特許請求の範囲】
【請求項1】
無端ベルトと、
前記無端ベルトの内周面に接する摺動シートと、
前記摺動シートを前記無端ベルトとの間で挟む加圧パッドであって、第1加圧パッドと、前記第1加圧パッドから前記無端ベルトの周方向に離れて配置された第2加圧パッドと、を有する加圧パッドと、
前記無端ベルトと前記摺動シートとの間に位置するグリースと、
を備える加圧ユニットの製造方法であって、
先端から前記グリースを吐出可能なノズルを、前記無端ベルトと前記摺動シートの間、かつ、前記周方向において前記第1加圧パッドと前記第2加圧パッドの間に挿入し、
前記ノズルを挿入した後、前記ノズルを引き抜きながら前記グリースを吐出することを特徴とする加圧ユニットの製造方法。
【請求項2】
前記ノズルを前記無端ベルトと前記摺動シートの間に挿入する前に、前記摺動シートを覆っている前記無端ベルトを前記無端ベルトの幅方向に移動させ、前記摺動シートを露出させた後で、前記ノズルを前記無端ベルトと前記摺動シートの間に挿入することを特徴とする請求項1に記載の加圧ユニットの製造方法。
【請求項3】
前記ノズルを前記無端ベルトと前記摺動シートの間に挿入するときに、前記ノズルを前記摺動シートの外周面に接触させ、前記摺動シートに押し付けながら挿入することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の加圧ユニットの製造方法。
【請求項4】
前記無端ベルトの幅方向において、前記無端ベルトの寸法は、前記摺動シートの寸法より大きいことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の加圧ユニットの製造方法。
【請求項5】
前記無端ベルトの幅方向において、前記加圧パッドの寸法は、前記摺動シートの寸法より小さく、
前記幅方向において、前記グリースを、前記加圧パッドが配置されている範囲より広い範囲であって、前記摺動シートが配置されている範囲より狭い範囲に前記ノズルから吐出することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の加圧ユニットの製造方法。
【請求項6】
前記グリースの吐出を終了した後、前記ノズルの先端が前記無端ベルトと前記摺動シートの間にある状態で、前記ノズルを前記無端ベルトの幅方向に往復移動させ、その後に前記無端ベルトと前記摺動シートの間から引き抜くことを特徴とする請求項5に記載の加圧ユニットの製造方法。
【請求項7】
前記第2加圧パッドは、
前記無端ベルトの回転方向において、前記第1加圧パッドの下流に配置され、
前記第1加圧パッドよりデュロメータ硬さが高いことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の加圧ユニットの製造方法。
【請求項8】
前記ノズルから、前記無端ベルトの幅方向に移動した移動量に対して一定量のグリースを吐出することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の加圧ユニットの製造方法。
【請求項9】
前記グリースの吐出を終了し、前記ノズルを抜いた後、前記無端ベルトを加熱しながら回転させることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の加圧ユニットの製造方法。
【請求項10】
前記摺動シートの前記無端ベルトの内周面に対向する対向面は、前記無端ベルトに接触する接触部と、前記接触部から凹んでおり前記無端ベルトに接触しない複数の凹部とを有することを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の加圧ユニットの製造方法。
【請求項11】
前記無端ベルトの基材と、前記摺動シートの基材と、はポリイミドであることを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の加圧ユニットの製造方法。
【請求項12】
前記グリースは、パーフルオロポリエーテルを含む基油に、増ちょう剤としてポリテトラフルオロエチレンを含むことを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の加圧ユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、定着装置における加圧ユニットの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、定着装置における無端ベルトの内周面に潤滑剤を吐出する方法が開示されている(特許文献1参照)。特許文献1には、横長のノズルを持つディスペンサの先端から潤滑剤を一定吐出量で落下させながら、無端ベルトの内側でノズルを一定速度で動かして、潤滑剤を無端ベルトに均一に供給することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
定着装置の加圧ユニットを組立てる際、無端ベルトと摺接する摺動シートの外側に無端ベルトを組み付ける工程がある。例えば、グリースなどの潤滑剤を無端ベルトに内周面に塗布した後で、摺動シートの外側に無端ベルトを組み付ける場合、塗布されたグリースが他の部材に付着しやすいため、加圧ユニットの組立て後においても確実にグリースを無端ベルトの長手方向に均一にするのは難しい。
【0005】
そこで、本発明は、摺動シートの外側に無端ベルトを組み付けた後、グリースを塗布して、グリースを無端ベルトと摺動シートの間に均一に保持した加圧ユニットの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記課題を解決するための本発明に係る加圧ユニットは、無端ベルトと、摺動シートと、加圧パッドと、グリースと、を備える。摺動シートは、無端ベルトの内周面に接する。加圧パッドは、摺動シートを無端ベルトとの間で挟む。加圧パッドは、第1加圧パッドと、第1加圧パッドから無端ベルトの周方向に離れて配置された第2加圧パッドと、を有する。グリースは、無端ベルトと摺動シートとの間に位置する。加圧ユニットの製造方法は、先端からグリースを吐出可能なノズルを、無端ベルトと摺動シートの間、かつ、周方向において第1加圧パッドと第2加圧パッドの間に挿入する。加圧ユニットの製造方法は、ノズルを挿入した後、ノズルを引き抜きながらグリースを吐出する。
【0007】
この構成によれば、摺動シートの外側に無端ベルトを組み付けた後、グリースを第1加圧パッドと第2加圧パッドの間に塗布することで、グリースを無端ベルトと摺動シートの間に均一に保持させた加圧ユニットを製造できる。また、グリースを無端ベルトと摺動シートの間に直接塗布するので、無端ベルトの動かし始めから無端ベルトと摺動シートの間にグリースを介在させることができる。さらに、第1加圧パッドと第2加圧パッドの間にノズルを挿入するのでノズルを挿入しやすい。
【0008】
また、前記した加圧ユニットの製造方法において、ノズルを無端ベルトと摺動シートの間に挿入する前に、摺動シートを覆っている無端ベルトを無端ベルトの幅方向に移動させ、摺動シートを露出させた後で、ノズルを無端ベルトと摺動シートの間に挿入する構成としてもよい。
【0009】
これによれば、無端ベルトを幅方向に移動させ、摺動シートの一部を露出させてからノズルを挿入するので、ノズルを無端ベルトと摺動シートの間に挿入しやすい。
【0010】
また、前記した加圧ユニットの製造方法において、ノズルを無端ベルトと摺動シートの間に挿入するときに、ノズルを摺動シートの外周面に接触させ、摺動シートに押し付けながら挿入する構成としてもよい。
【0011】
これによれば、ノズルを無端ベルトと摺動シートの間に挿入しやすい。
【0012】
また、無端ベルトの幅方向において、無端ベルトの寸法は、摺動シートの寸法より大きい構成としてもよい。
【0013】
これによれば、無端ベルトと摺動シートの間に位置するグリースが無端ベルト側に漏れ出すことを抑制できる。
【0014】
また、前記した加圧ユニットにおいて、無端ベルトの幅方向において、加圧パッドの寸法は、摺動シートの寸法より小さい構成であり、前記した加圧ユニットの製造方法において、幅方向において、グリースを、加圧パッドが配置されている範囲より広い範囲であって、摺動シートが配置されている範囲より狭い範囲にノズルから吐出する構成としてもよい。
【0015】
これによれば、ニップに必要な範囲にグリースを行き渡らせることができ、かつ、グリースが無端ベルトと摺動シートの間から漏れ出すのを抑制することができる。
【0016】
また、前記した加圧ユニットにおいて、グリースの吐出を終了した後、ノズルの先端が無端ベルトと摺動シートの間にある状態で、ノズルを無端ベルトの幅方向に往復移動させ、その後に無端ベルトと摺動シートの間から引き抜く構成としてもよい。
【0017】
これによれば、グリースがノズルの先端から糸引きするのを抑制して、摺動シートの幅方向の外側にグリースが付着するのを抑制できる。
【0018】
また、第2加圧パッドは、無端ベルトの回転方向において、第1加圧パッドの下流に配置され、第1加圧パッドよりデュロメータ硬さが高い構成としてもよい。
【0019】
これによれば、ニップ圧が最も大きい第2加圧パッドの上流側にグリースを吐出することで、加圧ユニットの組立て後に無端ベルトを回転させた場合、最初に第2加圧パッドによってニップされる部分にグリースを到達させることができる。
【0020】
また、前記した加圧ユニットにおいて、ノズルから、無端ベルトの幅方向に移動した移動量に対して一定量のグリースを吐出する構成としてもよい。
【0021】
これによれば、幅方向に均一な量のグリースを保持させることができる。
【0022】
また、前記した加圧ユニットにおいて、グリースの吐出を終了し、前記ノズルを抜いた後、前記無端ベルトを加熱しながら回転させる構成としてもよい。
【0023】
これによれば、加熱しながら無端ベルトを回転させることで、グリースを無端ベルトの内周面に一様にいきわたらせることができる。
【0024】
また、摺動シートの無端ベルトの内周面に対向する対向面は、無端ベルトに接触する接触部と、接触部から凹んでおり無端ベルトに接触しない複数の凹部とを有する構成としてもよい。
【0025】
これによれば、無端ベルトとの接触面積を減らすことで摩擦を軽減し、かつ、凹部にグリースを保持できる。
【0026】
また、無端ベルトの基材と、摺動シートの基材と、はポリイミドである構成としてもよい。
【0027】
これによれば、無端ベルトと摺動シートの耐摩耗性が向上する。
【0028】
また、グリースは、パーフルオロポリエーテルを含む基油に、増ちょう剤としてポリテトラフルオロエチレンを含む構成としてもよい。
【発明の効果】
【0029】
本発明によれば、摺動シートの外側に無端ベルトを組み付けた後グリースを塗布して、グリースを無端ベルトと摺動シートの間に均一に保持した加圧ユニットを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【
図1】本発明の一実施形態に係るレーザプリンタを示す断面図である。
【
図3】
図2における無端ベルトと摺動シートの一部を拡大して示す図(a)と、摺動シートの対向面を拡大して示す斜視図(b)である。
【
図4】無端ベルト、摺動シートおよび加圧パッドの幅方向における寸法関係を説明する図である。
【
図5】加圧ユニットとグリースを吐出するディスペンサの斜視図である。
【
図6】ノズルを挿入する前(a)と、ノズルが挿入された状態(b)における幅方向から見た加熱ユニット断面図である。
【
図7】無端ベルトを幅方向に移動させて摺動シートの一部を露出させた状態(a)と、ノズルを摺動シートの一部に押し付けた状態(b)の加熱ユニットの斜視図である。
【
図8】
図7(b)の状態からノズルを無端ベルトと摺動シートの間に挿入した状態(a)と、ノズルを挿入した後で無端ベルトを元の位置に戻した状態(b)の加熱ユニットの斜視図である。
【
図9】ノズルを引き抜きながらグリースを吐出する状態の加熱ユニットの斜視図である。
【
図10】グリースの吐出が終了した状態(a)と、ノズルを幅方向に往復移動させた状態(b)の加熱ユニットの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0031】
以下、発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図1に示すように、実施形態に係る定着装置8は、レーザプリンタなどの画像形成装置1で使用される。画像形成装置1は、本体筐体2と、シート供給部3と、露光装置4と、現像剤像形成部5と、定着装置8とを備えている。
【0032】
シート供給部3は、本体筐体2内の下部に設けられ、紙などのシートSが収容されるシートトレイ31と、シート供給機構32とを備えている。シートトレイ31内のシートSは、シート供給機構32により現像剤像形成部5に供給される。
【0033】
露光装置4は、本体筐体2内の上部に配置され、図示しない光源装置、符号を省略して示すポリゴンミラー、レンズ、反射鏡などを備えている。露光装置4は、光源装置から出射される画像データに基づく光ビーム(一点鎖線参照)を感光体ドラム61の表面で高速走査することで、感光体ドラム61の表面を露光する。
【0034】
現像剤像形成部5は、露光装置4の下方に配置されている。現像剤像形成部5は、プロセスカートリッジとして構成され、本体筐体2の前部に設けられたフロントカバー21を開いたときにできる開口から本体筐体2に対して着脱可能となっている。現像剤像形成部5は、感光体ドラム61と、帯電器62と、転写ローラ63と、現像ローラ64と、供給ローラ65と、乾式トナーからなる現像剤を収容する現像剤収容部66とを備えている。
【0035】
現像剤像形成部5は、帯電器62により感光体ドラム61の表面を一様に帯電する。その後、感光体ドラム61は、露光装置4からの光ビームにより表面が露光されることで、表面に画像データに基づく静電潜像が形成される。また、現像剤像形成部5は、現像剤収容部66内の現像剤を、供給ローラ65を介して現像ローラ64に供給する。
【0036】
そして、現像剤像形成部5は、現像ローラ64上の現像剤を感光体ドラム61上に形成された静電潜像に供給する。これにより、静電潜像が可視像化され、感光体ドラム61上に現像剤像が形成される。その後、現像剤像形成部5は、シート供給部3から供給されたシートSを感光体ドラム61と転写ローラ63との間で搬送することにより感光体ドラム61上の現像剤像をシートSに転写する。
【0037】
定着装置8は、現像剤像形成部5の後方に配置されている。定着装置8の詳細については後述する。定着装置8は、現像剤像が転写されたシートSを通過させることにより現像剤像をシートSに熱定着する。画像形成装置1は、現像剤像が熱定着されたシートSを搬送ローラ23と排出ローラ24により本体筐体2の外の排紙トレイ22上に排出する。
【0038】
図2に示すように、定着装置8は、加熱ユニット81と、加圧ユニット82とを備えている。加圧ユニット82は、図示せぬ押圧機構によって加熱ユニット81に向けて付勢されている。なお、以下の説明では、加圧ユニット82を加熱ユニット81に付勢する方向を、「所定方向」と称する。本実施形態では、所定方向は、後述する幅方向および移動方向と直交する方向であり、加熱ユニット81と加圧ユニット82が向かい合う方向である。
【0039】
加熱ユニット81は、ヒータ110と、回転体120とを備えている。また、加圧ユニット82は、無端ベルト130と、加圧パッドPと、ホルダ140と、摺動シート150と、上流ベルトガイド160と、下流ベルトガイド170と、ステイ180と、グリースGRとを備えている。なお、以下の説明では、無端ベルト130の幅方向を単に「幅方向」という。幅方向は、回転体120の回転軸線X1が延びる方向である。幅方向は、所定方向に直交している。
【0040】
ヒータ110は、回転体120と無端ベルト130との少なくとも一方を加熱する。本実施形態では、ヒータ110は、回転体120の内側に配置されており、回転体120を加熱する。
【0041】
回転体120は、円筒状のローラであり、素管121と、弾性層122とを有している。素管121は、金属製のパイプである。弾性層122は、回転軸線X1を中心に回転可能である。回転体120は、画像形成装置1に設けられた図示しないモータによって駆動されて回転する。弾性層122は、素管121の外周に設けられている。別の言い方をすると、回転体120は、表面に弾性層122を有する。弾性層122は、弾性を有している。
【0042】
無端ベルト130は、金属などからなる無端状のベルトである。無端ベルト130は、画像形成装置1で搬送される最大のシートSの幅よりも大きな幅を有する。無端ベルト130は、回転体120の外周面に接触する。無端ベルト130は、回転体120との間でシートSを挟んで搬送する。無端ベルト130は、回転体120が回転したときに回転体120またはシートSとの摩擦によって
図2の時計回りに従動回転する。
【0043】
加圧パッドPは、回転体120との間で無端ベルト130、摺動シート150およびシートSを挟んでニップ部NPを形成する部材である。加圧パッドPは、摺動シート150を無端ベルト130との間で挟む。なお、以下の説明では、ニップ部NPにおける無端ベルト130の移動方向を単に「移動方向」という。なお、本実施形態において、移動方向は、回転体120の外周面に沿った方向であるが、この方向は、おおよそ所定方向と幅方向に直交する方向に沿った方向であるため、所定方向と幅方向に直交する方向として図示することとする。なお、移動方向は、ニップ部NPでのシートSの搬送方向と同じ方向である。
【0044】
加圧パッドPは、第1加圧パッドP1と、第2加圧パッドP2とを有する。第2加圧パッドP2は、第1加圧パッドP1から移動方向の下流側に離れて位置する。第2加圧パッドP2は、第1加圧パッドP1よりデュロメータ硬さが高い。
【0045】
デュロメータ硬さは、ISO7619-1に規定されている。デュロメータ硬さは,規定した条件下で試験片に規定の押針を押し込んだときの押針の押込み深さから得られる値である。例えば、弾性層122のデュロメータ硬さが5の場合、第1加圧パッドP1のデュロメータ硬さは6~10、第2加圧パッドP2のデュロメータ硬さは70~90であることが好ましい。
【0046】
第1加圧パッドP1は、直方体状の部材である。第1加圧パッドP1は、シリコンゴムなどのゴムからなる。第1加圧パッドP1は、弾性を有し、弾性変形可能である。第1加圧パッドP1は、弾性層122よりも厚みが大きいので、回転体120と第1加圧パッドP1が互いに押し付けられた場合に、弾性層122の変形量は、第1加圧パッドP1の変形量より小さい。第1加圧パッドP1は、回転体120との間で無端ベルト130を挟んで第1ニップ部NP1を形成する。
【0047】
第2加圧パッドP2は、直方体状の部材である。第2加圧パッドP2は、シリコンゴムなどのゴムからなる。第2加圧パッドP2は、弾性を有し、弾性変形可能である。第2加圧パッドP2は、弾性層122よりもデュロメータ硬さが高いが、第2加圧パッドP2は、弾性層122よりも厚みが大きいので、回転体120と第1加圧パッドP1が互いに押し付けられた場合に、弾性層122の変形量は、第1加圧パッドP1の変形量より小さい。第2加圧パッドP2は、回転体120との間で無端ベルト130を挟んで第2ニップ部NP2を形成する。
【0048】
移動方向において、第1ニップ部NP1と第2ニップ部NP2との間には、加圧ユニット82からの圧力が直接作用しない第3ニップ部NP3が存在する。この第3ニップ部NP3では、無端ベルト130は回転体120に接触するものの、回転体120との間で無端ベルト130を挟む部材が存在しないため、圧力はほとんど加わらない。従って、シートSは、回転体120によって加熱されつつ、ほぼ加圧されることなく第3ニップ部NP3を通過する。本実施形態では、第1ニップ部NP1の上流端から第2ニップ部NP2の下流端までの領域、即ち、無端ベルト130の外周面と回転体120とが接触する全ての領域をニップ部NPと称する。つまり、本実施形態では、ニップ部NPは、第1加圧パッドP1および第2加圧パッドP2からの押圧力が加わらない部分を含む。
【0049】
回転体120と無端ベルト130とが接触するニップ部NPのうち、第1加圧パッドP1および第2加圧パッドP2のいずれにも押圧されてない範囲、すなわち第3ニップ部NP3の移動方向における大きさは、ニップ部NPの全範囲の移動方向における大きさの20~50%である。第2加圧パッドP2の押圧範囲、すなわち第2ニップ部NP2の移動方向における大きさは、ニップ部NPの全範囲の移動方向における大きさの10~20%である。
【0050】
ホルダ140は、加圧パッドPを保持する部材である。
【0051】
摺動シート150は、無端ベルト130の内周面131と加圧パッドPとの間で挟まれて配置されている。摺動シート150は、無端ベルト130の内周面131に接する。摺動シート150は、無端ベルト130の内周面131に接する。回転体120が回転した場合、摺動シート150は、無端ベルト130と常に接触する。これに対し、回転体120が回転した場合、無端ベルト130の内周面131の各部は、摺動シート150と接触する状態と接触しない状態を交互に繰り返す。
【0052】
摺動シート150は、シート状の部材である。摺動シート150は、基材がガラス転移温度140℃以上の耐熱樹脂からなる。本実施形態では、摺動シート150は、ポリイミドからなる。すなわち、本実施形態では、無端ベルト130の基材と摺動シート150の基材は、共にポリイミドである。なお、摺動シート150は、表面に各種コーティングがされたものを採用することができる。
【0053】
図3(a)に示すように、摺動シート150は、無端ベルト130の内周面131に対向する対向面151を有している。
図3(b)に示すように、対向面151は、複数の多角形の辺が尾根となる凹凸形状に形成されている。本実施形態では、対向面151は、複数の正方形の辺が尾根となる凹凸形状に形成されている。対向面151は、無端ベルト130に接触する接触部152と、無端ベルト130に接触しない複数の凹部153とを有する。
【0054】
所定面積の対向面151における接触部152の面積の割合は、50%以下である。接触部152は、対向面151に形成された正方形の辺に位置する。接触部152は、無端ベルト130の回転方向すなわち移動方向に対して斜めに延びている。接触部152には、接触部152の延びる方向に沿って延びる溝154が形成されている。
【0055】
溝154は、無端ベルト130の移動方向に対して斜めに延びている。溝154の深さは、凹部153の深さの0.1~0.005倍である。溝154は、第1溝154Aと、第2溝154Bと、を有している。
【0056】
第1溝154Aは、無端ベルト130の移動方向に向かうにつれて、摺動シート150の幅方向の中央Cに近づく方向に延びている。第1溝154Aは、連続して延びている。第2溝154Bは、無端ベルト130の移動方向に向かうにつれて、摺動シート150の幅方向の中央Cから離れる方向に延びている。第2溝154Bは、第1溝154Aに分断されて途切れ途切れに延びている。
【0057】
凹部153は、接触部152から、無端ベルト130から離れる方向に凹む部分である。凹部153は、接触部152に囲まれている。本実施形態では、接触部152が正方形に形成されているので、凹部153は、底を頂点とする四角錐形状である。
【0058】
図4に示すように、幅方向において、無端ベルト130の寸法L1は、摺動シート150の寸法L2より大きい(L1>L2)。幅方向において、加圧パッドPの寸法L3は、摺動シート150の寸法L2より小さい(L3<L2)。本実施形態では、幅方向の一方側の端部における無端ベルト130の端から摺動シート150までの距離D1は、幅方向の一方側の端部における摺動シート150の端から加圧パッドPまでの距離D2より小さい。
【0059】
グリースGRは、加圧パッドPが配置されている範囲(寸法L3の範囲)より広い範囲であって、摺動シート150が配置されている範囲(寸法L2の範囲)より狭い範囲に配置される(
図4ではL4で示している。)。グリースGRは、無端ベルト130を回転させると流動するので、必ずしもこの範囲(L4の範囲)に留まっているわけではない。
【0060】
無端ベルト130は、基材がガラス転移温度140℃以上の耐熱樹脂からなる。ガラス転移温度140℃以上の耐熱樹脂は、例えば、ポリイミド(ガラス転移温度220℃)、ポリエーテルエーテルケトン(ガラス転移温度143℃)、ポリエーテルイミド(ガラス転移温度216℃)などである。本実施形態では、無端ベルト130は、ポリイミドからなる。なお、無端ベルト130は、表面がフッ素樹脂などでコーティングがされていてもよい。
【0061】
無端ベルト130のナノインデンテーション法による微小硬度は、摺動シート150の微小硬度より大きい。微小硬度は、日本工業規格JIS Z2255で規定される超微小負荷硬さ試験方法に準じて測定されるものある。微小硬度は、無端ベルト130の内周面131、摺動シート150の対向面151における接触部152の微小硬度である。例えば、微小硬度は、無端ベルト130、摺動シート150の材料であるフィルム材を使って測定してもよい。
【0062】
無端ベルト130の回転方向に沿って測定した無端ベルト130の内周面131の表面粗さRaは、回転方向に沿って測定した摺動シート150の無端ベルト130に対向する対向面151の表面粗さRaより小さい。表面粗さRaは、日本工業規格JIS B0601で規定される方法に準じて測定されるものである。
【0063】
図2に戻り、上流ベルトガイド160は、シートSの搬送方向におけるニップ部NPよりも上流で無端ベルト130の移動を案内する部材である。上流ベルトガイド160は、無端ベルト130が滑らかに回転できるような曲面を有する。
【0064】
下流ベルトガイド170は、シートSの搬送方向におけるニップ部NPよりも下流で無端ベルト130の移動を案内する部材である。上流ベルトガイド160は、無端ベルト130が滑らかに回転できるような曲面を有する。
【0065】
ステイ180は、ホルダ140、上流ベルトガイド160および下流ベルトガイド170を支持する部材である。ステイ180は、金属板をプレス成形してなる。
【0066】
グリースGR(
図4参照)は、無端ベルト130と摺動シート150の間に設けられ、無端ベルト130と摺動シート150の間の摩擦を軽減するためのものである。グリースGRは、無端ベルト130の内周面131、摺動シート150の接触部152、凹部153および溝154に位置している。
【0067】
グリースGRは、基油と、増ちょう剤と、添加剤とを含んでいる。グリースGRは、ちょう度が、25℃において330~385であることが望ましい。グリースGRは、ちょう度が、25℃において335~350であることがさらに望ましい。グリースGRの降伏応力は、50~250Paである。
【0068】
グリースGRのちょう度と降伏応力は、基油と増ちょう剤の配合比によって調整することができる。
【0069】
ちょう度は、日本工業規格JIS K2220で規定される方法に準じて測定されるものある。グリースGRのちょう度は、25℃で、ちょう度計に取り付けた円すいを、つぼに満たした試料に落下させ、5秒間進入した深さを読み取って求める(JIS K2220 7.1参照)。
【0070】
本願における降伏応力は、貯蔵弾性率G′=損失弾性率G″となるときの応力値である。貯蔵弾性率G′と損失弾性率G″は、日本工業規格JIS K7244-10で規定されるレオメータ(粘弾性測定装置)で測定される。この場合において、レオメータの測定周波数は1Hzとしている。
貯蔵弾性率G′および損失弾性率G″は、歪を徐々に大きくしながら、応力を測定していくと、歪γ0、位相差δ、応力ピークσ0が測定できる。
貯蔵弾性率G′は、弾性体成分ピーク値を歪のピーク値で割ったものである(G′=σ0×cosδ÷γ0)。
損失弾性率G″は、粘性体成分ピーク値を歪のピーク値で割ったものである(G″=σ0×sinδ÷γ0)。
【0071】
基油はフッ素油からなる。フッ素油は、例えば、パーフルオロポリエーテル(PFPE)、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)である。本実施形態では、基油は、パーフルオロポリエーテルを含む。本実施形態の基油の粘度は、40℃で100~400mm2/Sである。
【0072】
増ちょう剤は、フッ素を含む固体潤滑剤からなる。本実施形態では、フッ素を含む固体潤滑剤は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)である。
【0073】
添加材は、結晶が層状であり、フッ素を含まない固体潤滑剤である。フッ素を含まない層状の固体潤滑剤は、例えば、メラミンシアヌレート(MCA)、二硫化モリブデン、グラファイトである。本実施形態では、固体潤滑剤はメラミンシアヌレート(MCA)である。メラミンシアヌレートの粒径は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の粒径より10~20倍大きい。
【0074】
次に、加圧ユニット82の製造方法について、
図5~
図9を参照して説明する。
本実施形態では、加圧ユニット82を製造する場合に、グリースGRを配置しないで組立てた後、グリースGRを無端ベルト130と摺動シート150の間に供給して保持させている。ここでは、この本発明の特徴部分である、組立てが終了した加圧ユニット82にグリースGRを充填する方法について説明する。
【0075】
図5に示すように、グリースGRを充填するには、先端からグリースGRを吐出可能なノズルNZを有するディスペンサDIを使用する。ノズルNZは、先端がテーパ形状を有しており、幅方向における無端ベルト130の寸法L1と略同じ長さである。本実施形態では、加圧ユニット82を固定した状態で、ディスペンサDIを幅方向に移動させている。
【0076】
図6(a),(b)に示すように、グリースGRを吐出する場合には、ノズルNZを、無端ベルト130と摺動シート150の間、かつ、周方向において第1加圧パッドP1と第2加圧パッドP2の間に挿入する。周方向とは、無端ベルト130が回転する方向であり、ニップ部NPにおいては無端ベルト130の移動方向と一致する。
【0077】
ノズルNZを無端ベルト130と摺動シート150の間に挿入するには、まず、
図7(a)に示すように、ノズルNZを無端ベルト130と摺動シート150の間に挿入する前に、摺動シート150を覆っている無端ベルト130を無端ベルト130の幅方向に移動させる。すると、摺動シート150の端部が露出する。
【0078】
次に、
図7(b)に示すように、露出した摺動シート150の端部にノズルNZの先端部を接触させて、ノズルNZの先端部を下方に押す。すると、摺動シート150の端部と無端ベルト130の間に隙間GAができる。ノズルNZの先端部を下方に押すには、図示せぬ押圧部材によってノズルNZを下方に押圧する方法でもよく、ノズルNZ全体を下方に移動させる方法でもよい。
【0079】
次に、
図8(a)に示すように、摺動シート150の端部と無端ベルト130の間にできた隙間GAにノズルNZを挿入する。このように、ノズルNZを無端ベルト130と摺動シート150の間に挿入するときに、摺動シート150を露出させた後で、ノズルNZを摺動シート150の外周面に接触させ、摺動シート150に押し付けながら挿入する。
【0080】
次に、
図8(b)に示すように、ノズルNZを所定の位置まで挿入する。そして、
図9に示すように、所定の位置からノズルNZを引き抜きながらグリースGRを吐出する。
この場合において、ノズルNZから、無端ベルト130の幅方向に移動した移動量に対して一定量のグリースGRを吐出する。
【0081】
図4に示すように、所定の位置PS1は、幅方向において、加圧パッドPが配置されている範囲(寸法L3の範囲)より広い範囲であって、かつ、摺動シート150が配置されている範囲(寸法L2の範囲)より狭い範囲である。
【0082】
次に、
図10(a)に示すように、グリースGRの吐出を終了した後、
図10(b)に示すように、ノズルNZの先端が無端ベルト130と摺動シート150の間にある状態で、ノズルNZを無端ベルト130の幅方向に往復移動させ、その後に無端ベルト130と摺動シート150の間から引き抜く。すなわち、吐出を終了した後、グリースGRが糸引きしないように、ノズルNZの先端を微小に往復させている。
【0083】
次に、グリースGRの吐出を終了し、ノズルNZを抜いた後、回転体120を接触させ、無端ベルト130を加熱しながら回転させる。無端ベルト130を加熱しながら、10回転ほどさせると、グリースGRが無端ベルト130の内周面131に行き渡る。
【0084】
以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
加圧ユニット82は、無端ベルト130と摺動シート150の間にグリースGRを保持して摺動抵抗を軽減している。仮に、グリースGRを無端ベルト130に内周面に塗布した後で、摺動シート150の外側に無端ベルト130を組み付ける場合、塗布されたグリースGRが他の部材に付着しやすいため、加圧ユニット82の組立て後においても確実にグリースGRを無端ベルト130の幅方向に均一にするのは難しい。
しかし、本実施形態における加圧ユニット82の製造方法によれば、先端からグリースGRを吐出可能なノズルNZを、無端ベルト130と摺動シート150の間、かつ、周方向において第1加圧パッドP1と第2加圧パッドP2の間に挿入し、ノズルNZを挿入した後、ノズルNZを引き抜きながらグリースGRを吐出する。このため、摺動シート150の外側に無端ベルト130を組み付けた後、グリースGRを第1加圧パッドP1と第2加圧パッドP2の間に塗布することで、グリースGRを無端ベルト130と摺動シート150の間に均一に保持させた加圧ユニットを製造できる。また、グリースを無端ベルト130と摺動シート150の間に直接塗布するので、無端ベルト130の動かし始めから無端ベルト130と摺動シート150の間にグリースGRを介在させることができる。さらに、第1加圧パッドP1と第2加圧パッドP2の間にノズルNZを挿入するのでノズルNZを挿入しやすい。
【0085】
また、ノズルNZを無端ベルト130と摺動シート150の間に挿入するときに、ノズルNZを摺動シート150の外周面に接触させ、摺動シート150に押し付けながら挿入する。このため、ノズルNZを無端ベルト130と摺動シート150の間に挿入しやすい。
【0086】
また、ノズルNZを無端ベルト130と摺動シート150の間に挿入するときに、ノズルNZを摺動シート150の外周面に接触させ、摺動シート150に押し付けながら挿入する。このため、ノズルNZを無端ベルト130と摺動シート150の間に挿入しやすい。
【0087】
また、無端ベルト130の幅方向において、無端ベルト130の寸法L1は、摺動シート150の寸法L2より大きい。このため、無端ベルト130と摺動シート150の間に位置するグリースGRが無端ベルト130側に漏れ出すことを抑制できる。
【0088】
また、無端ベルト130の幅方向において、加圧パッドPの寸法L3は、摺動シート150の寸法L1より小さい。そして、加圧ユニット82を製造するときには、グリースGRを、加圧パッドPが配置されている範囲(寸法L3の範囲)より広い範囲L4であって、摺動シート150が配置されている範囲(寸法L2の範囲)より狭い範囲L4にノズルNZから吐出する。このため、ニップに必要な範囲にグリースGRを行き渡らせることができ、かつ、グリースGRが無端ベルト130と摺動シート150の間から漏れ出すのを抑制することができる。
【0089】
また、グリースGRの吐出を終了した後、ノズルNZの先端が無端ベルト130と摺動シート150の間にある状態で、ノズルNZを無端ベルト130の幅方向に往復移動させ、その後に無端ベルト130と摺動シート150の間から引き抜く。このため、グリースGRがノズルNZの先端から糸引きするのを抑制して、摺動シート150よりも幅方向の外側にグリースGRが付着するのを抑制できる。
【0090】
また、第2加圧パッドP2は、無端ベルト130の回転方向において、第1加圧パッドP1の下流に配置され、第1加圧パッドP1よりデュロメータ硬さが高い。このため、ニップ圧が最も大きい第2加圧パッドP2の上流側にグリースGRを吐出することで、加圧ユニット82の組立て後に無端ベルト130を回転させた場合、最初に第2加圧パッドP2によってニップされる部分にグリースGRを到達させることができる。
【0091】
また、加圧ユニット82において、ノズルNZから、無端ベルト130の幅方向に移動した移動量に対して一定量のグリースGRを吐出する。このため、幅方向に均一な量のグリースGRを保持させることができる。
【0092】
また、加圧ユニット82において、グリースGRの吐出を終了し、ノズルNZを抜いた後、無端ベルト130を加熱しながら回転させる。このため、加熱しながら無端ベルト130を回転させることで、グリースGRを無端ベルト130の内周面131に一様にいきわたらせることができる。
【0093】
また、摺動シート150の無端ベルト130の内周面131に対向する対向面151は、無端ベルト130に接触する接触部152と、接触部152から凹んでおり無端ベルト130に接触しない複数の凹部153とを有する。このため、無端ベルト130との接触面積を減らすことで摩擦を軽減し、かつ、凹部153にグリースGRを保持できる。
【0094】
また、無端ベルト130の基材と、摺動シート150の基材と、はポリイミドである。このため、無端ベルト130と摺動シート150の耐摩耗性が向上する。
【0095】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
前記実施形態では、グリースGRの吐出の際に加圧ユニット82を固定した状態で、ディスペンサDIを幅方向に移動させていたが、ディスペンサDIを固定して加圧ユニット82を幅方向に移動させてもよい。
【0096】
前記実施形態では、ノズルNZを無端ベルト130と摺動シート150の間に挿入する際に、摺動シート150に接触したノズルNZを押すことで、無端ベルト130と摺動シート150の間に隙間GAを開けていたが、この方法に限定されない。例えば、ノズルNZではなく、摺動シート150自体を押して、無端ベルト130と摺動シート150の間に隙間GAを開けてもよい。
【0097】
前記実施形態では、回転体として、ヒータ110を内蔵した円筒状のローラを例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ヒータによって内周面が加熱される無端ベルトであってもよい。また、ヒータを回転体の外部に配置し、回転体の外周面を加熱する外部加熱方式や、IH(Induction Heating)方式でもよい。また、無端ベルトの内部にヒータを配置し、無端ベルトの外周面に接触する回転体を間接的に加熱してもよい。また、回転体と無端ベルトがそれぞれヒータを内蔵していてもよい。
【0098】
前記実施形態では、無端ベルト130の基材と摺動シート150の基材は、共にポリイミドであったが、本発明はこれに限定されず、無端ベルトの基材と、摺動シートの基材と、の少なくとも一方がポリイミドである構成としてもよい。
例えば、無端ベルトの基材がポリイミドからなり、摺動シートの基材が他の耐熱樹脂からなる構成であってもよい。また、無端ベルトの基材が他の耐熱樹脂からなり、摺動シートの基材がポリイミドからなる構成であってもよい。
【0099】
また、無端ベルト130の基材と摺動シート150の基材が共にポリイミドでない構成としてもよい。
【0100】
前記実施形態では、摺動シート150の対向面151は、複数の正方形の辺が尾根となる凹凸形状に形成されていたが、本発明はこれに限定されず、長方形、平行四辺形、または四角形以外に多角形であってもよい。例えば、摺動シートの対向面は、複数の六角形の辺が尾根となる凹凸形状に形成されてもよい。また、摺動シートの対向面は、複数の三角形の辺が尾根となる凹凸形状に形成されてもよい。
【0101】
前記した実施形態および変形例で説明した各要素を、任意に組み合わせて実施してもよい。
【符号の説明】
【0102】
82 加圧ユニット
130 無端ベルト
131 内周面
140 ホルダ
150 摺動シート
151 対向面
152 接触部
153 凹部
154 溝
154A 第1溝
154B 第2溝
DI ディスペンサ
GR グリース
NZ ノズル
P 加圧パッド
P1 第1加圧パッド
P2 第2加圧パッド