JP2013195667A - Ｏａローラ - Google Patents

Abstract

【課題】段形状のシャフトを採用した場合の不都合を解消すると共に、製造の際に弾性体に収縮が生じていても端部の膨らみ現象を抑制できるように改善したＯＡローラを提供する。
【解決手段】軸部となる棒状のシャフト２と、シャフト２の軸方向における中央部側の所定範囲を被覆する弾性体３とを有するＯＡローラ１において、弾性体の端部について、端縁側からシャフト周りに凹部状に切欠いてある環状の中空部３ＧＲを設け、中空部３ＧＲと中空部より中央部側の中実部３ＳＨとの境界ＢＬにおけるシャフト径ＳＤを少なくとも同一とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、プリンター、ＦＡＸ等のＯＡ装置の内部で使用されるＯＡローラに関する。

ＯＡローラは、複写機、プリンター、ＦＡＸ等のＯＡ装置内において種々の形態で使用されている。ＯＡローラとしては、例えば帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラなどがよく知られている。上記のＯＡローラは、軸部となるシャフトの周りにウレタン系の樹脂材やゴム材などの弾性体を被覆した構造が一般的な構造となっている。

上記のようなＯＡローラは、ＯＡ装置内にセットされたときに、弾性体を一定圧で相手側となる被接触体に押圧させた状態で使用されるのが一般的であり、弾性体の磨耗や劣化などが問題となる場合が多いので、ＯＡローラに設ける弾性体について従来から種々の検討がなされている。
例えば、特許文献１に記載のＯＡローラ（事務機器用弾性ローラ）は、シャフト（支持軸）が大径部の両端に小径部を同芯状に連設したもので、大径部の外周面を覆う弾性体（弾性体層）の両端部を、大径部の両端より延出させることにより、その延出部の求心方向への撓み易さを、大径部の外周を覆う部分よりも大きく構成してある。このように構成されたＯＡローラによれば、シャフトの大径部より弾性体を若干、延出させるというきわめて簡単な構造により、弾性体の端部が他部材との摺接等により局所的に摩耗や劣化するのを防止することができ、長寿命化を図ることができるとされている。

特開２００２−７０８３６号公報

上記特許文献１で提案するＯＡローラは、中央部側の大径部とその両端の小径部とからなる段状のシャフトに設ける弾性体の長寿命化を図る技術に係るものである。ところが、ＯＡローラに用いるシャフトには種々の形態があるので、引用文献１の技術は大・小径からなる段形状のシャフトに適用が限定されている。更に特許文献１で提案する構造では大径部より延出している弾性体の基部（延出の基端部）に応力が集中する可能性があり、上記基部を支点として弾性体が破断することが懸念される。

更には、上記特許文献１はＯＡローラを製造する際に生じる問題については、全く配慮がされていない。この問題点を以下説明する。
シャフトの周りに弾性体を被覆してあるＯＡローラを製造する従来の製法には、金型にシャフトを予め戴置して、一端部を密閉状態とした上で他端部より材料を注入して金型で成型する方法や、弾性体材料の液相へシャフトを浸漬して引き上げる、いわゆるディッピング法でシャフトの外周に材料を付着させ、これを熱硬化もしくは紫外線硬化にて硬化する方法などがある。
例えば、後者の製造法を採用した場合、硬化後の弾性体の端部を所定位置で切断する工程がある。これによりシャフトの軸方向における中央部側の所定範囲に弾性体が形成された製品のＯＡローラとされる。ところが、上記の切断工程の後に、弾性体の端部が弾性体自身の収縮により軸方向中心方向へ引きずられる。その結果、端部が外側に膨らんだ形状となる現象（膨出現象）が発生する場合がある。この現象は、前者の金型でＯＡローラを成型した場合にも同様に弾性体で生じる場合がある。

前述したようにＯＡローラは被接触体（ＯＡローラが現像ローラなら感光体やトナー規制ブレード、帯電ローラなら感光体）と接触状態として使用されるため、端部が膨らんでいると圧接面圧が不均一となるので、ＯＡ装置の画像形成に不適格なＯＡローラになるというだけでなく、ローラ上の弾性体が剥れてしまったり、相手部材を傷付けてしまったりする虞がある。
ところで、上記のような弾性体の端部の膨らみに対処するためには、その端部の外径面を削って丸め加工することが考えられる。しかし、そのための切削工程が別途で必要となり、また切削時には削りカスが発生するので後処理が大変となる。よって、加工工程が複雑化して製造コストが上昇するという新たな問題を招来してしまう。

よって、本願発明の目的は、大径部と小径部とよりなる段形状のシャフトを採用した場合の不都合を解消すると共に、製造の際に弾性体に収縮が生じていても端部の膨らみ現象を抑制できるように改善したＯＡローラを提案することである。

上記目的は、軸部となる棒状のシャフトと、該シャフトの軸方向における中央部側の所定範囲を被覆する弾性体とを有するＯＡローラにおいて、
前記弾性体の端部について、端縁側から前記シャフト周りに凹部状に切欠いてある環状の中空部が設けてあり、
前記中空部と該中空部より中央部側の中実部との境界におけるシャフト径が少なくとも同一とされている、ことを特徴とするＯＡローラによって達成される。

また、前記シャフトが全長において同一径としてもよい。
また、前記中空部における前記弾性体が、前記中実部に向かうに従って肉厚となるように形成してもよい。

本願発明によるＯＡローラは、シャフトが同一径とされている領域で、端縁側から環状に中空部が形成され、その中央部側（背後側）が中実部となるように形成された弾性体が、シャフト中央部側の所定範囲を被覆して形成されている。これにより、弾性体の中空部の基部側は中実部となるので、従来の段状のシャフトを採用するＯＡローラのように弾性体の基部がシャフト大径部に直に接する形態とはならないので、弾性体の耐久性が向上する。
そして、本願発明によるＯＡローラは上記のように中空部の背後に弾性体の厚みが大きい中実部が存在するので、軸方向の弾性体の収縮力を厚み方向の収縮力で分散させることができる。これにより、製造工程で弾性体の収縮が発生しても軸方向に引っ張る力の影響を低減できるので端部の膨らみの発生を抑制できることになる。
よって、本願発明によるＯＡローラは、弾性体の端部に中空部を有し、また上記のように中空部の背後に中実部がある構造となるので、端部が膨らむ現象を抑制した適正形状のＯＡローラとすることができる。そして、仮に端部が膨らんだような場合でも、中空部が適度に撓むことになるので相手部材を傷付けることがない。

本発明にかかるＯＡローラの外観を示した斜視図である。 図１のＯＡローラについて、シャフトを被覆する弾性体が確認できるように弾性体を軸方向に沿って切断した縦断面で示した図である。 本発明のＯＡローラについて、異なる形状のシャフトを採用した場合について示した図である。 ＯＡローラを製造する際の様子を説明するために示した図である。 本願発明の変形例に係るＯＡローラの弾性体の端部を拡大した図である。

以下、本発明の一実施形態を、図を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明にかかるＯＡローラ１の外観を示した斜視図である。このＯＡローラ１は、軸部となる棒状のシャフト２上の、軸方向ＬＤにおける中央部側の所定範囲ＣＰに弾性体３を被覆して形成してある。図１では弾性体３を一層設けた最もシンプルな構造例を示しているが、弾性体は複数層としてもよい。また、必要に応じてシャフト２と弾性体３との間に、中間層などを介在させた構造としてもよい。
そして、上記シャフト２は製品となるＯＡローラ側の要求により適宜に選択すればよいが、金属材料あるいは樹脂材料による棒状であればよく、中実、中空のいずれであってもよい。

本発明にかかるＯＡローラ１は、製造工程中において仮に弾性体３に先に指摘したような収縮の現象が発生しても、図１で示す弾性体の端部ＡＲが外側へ膨らんだ形状とならないように工夫されている。更に、本発明にかかるＯＡローラ１は、仮に膨らんだ状態となっても相手方部材を傷付けることがないような構造も備えている。この点を、以下で更に図を参照して説明する。

なお、図１で示すＯＡローラ１について、弾性体３は、シャフト２の両端部ＭＬを除いて、シャフトの軸方向ＬＤにおける中央部側の所定範囲ＣＰを被覆するように設けてある。シャフトの両端部ＭＬは、シャフトが採用されるＯＡ装置などで軸支される部分であり、ＯＡ装置側の要求などに応じて適宜の長さに設定される。
そして、図１で示すように、前記弾性体の端部ＡＲについて、端縁３ＥＰ側からシャフト２の周りを凹部状に切欠いて環状中空部３ＧＲが設けてある。更に、図２を参照して、シャフト２と、このシャフト２を被覆する弾性体３との関係をより詳細に説明する。

図２は、図１のＯＡローラ１について、シャフト２を被覆する弾性体３の様子が確認できるように弾性体を軸方向ＬＤに沿って切断した縦断面で示した図である。
図２で示すように、シャフト２のシャフト径ＳＤは変化せず、中空部３ＧＲとこの中空部より中央側の中実部３ＳＨとの境界ＢＬおけるシャフト径ＳＤは同一としてある。弾性体３の両側の端部ＡＲは同様に形成されている。

先に指摘した従来のＯＡローラでは、大径部の表面に形成される弾性体をそのまま延出させた単純形態であったので延出している弾性体の基部（基端部）に応力が集中するので破断が懸念された。
これに対して、図２で示した構造ではシャフト径ＳＤが中空部３ＧＲと中実部３ＳＨとの境界ＢＬで少なくとも同一であり（すなわち、境界ＢＬとその軸方向両側近傍とでシャフト径ＳＤが同一であり）、境界ＢＬで中空部３ＧＲと中実部３ＳＨとが接した構造となる。より具体的には肉薄の中空部３ＧＲの背後には、中空部よりも肉厚となる中実部３ＳＨが一体に形成されている構造となる。
このように、本願発明のＯＡローラ１は中空部３ＧＲの背後に弾性体３の厚みが大きい中実部３ＳＨが存在するので、軸方向ＬＤの弾性体の収縮力をこれと直角な厚み方向（半径方向）の収縮力で分散させることができる。これにより、製造工程で仮に弾性体の収縮が発生しても軸方向に引っ張る力の影響を低減できるので端部ＡＲでの膨らみ発生を抑制できることになる。また、端部に中空部３ＧＲが形成されていることも、端部の膨らみ発生を抑制する効果がある。中実構造の場合より、中空構造の方が可撓性や応力分散性に富むからである。

そして、仮に端部に膨らみが生じた場合でも中空部３ＧＲが適度に撓むので相手部材を傷付けることがないというメリットもある。よって、本願発明に係るＯＡローラは、安心してＯＡ装置に適用できる。

なお、図２で例示している構造は全長において同一径であるシャフトを用いた場合である。この場合には中空部３ＧＲの背後に十分な容積の中実部３ＳＨが存在することになるので、軸方向に引っ張る力の影響を確実に低減できる。ただし、本願発明に係るＯＡローラは、中空部３ＧＲと中実部３ＳＨとの境界ＢＬにおけるシャフト径ＳＤが少なくとも同一であればよいので、シャフト径ＳＤ全長において同一径である必要はない。
例えば、図３で示すように中空部３ＧＲとこれより中央部側の中実部３ＳＨとの境界ＢＬにおけるシャフト径ＳＤが少なくとも同一に設定してあればよい。すなわち、境界ＢＬより中央部側でシャフト径ＳＤ−Ｂのように大径化するシャフト２を採用してもよく、このように本願発明はシャフトが大径部と小径部とよりなる段形状のシャフトにも適用される。

上記のような本願発明に係るＯＡローラ１は、金型を用いる従来の製造工程に準じて、製造することができる。図４は、ＯＡローラ１を製造する際の様子を説明するために示した図である。
金型を用いてＯＡローラを製造する工程は、従来と同様であるので、その詳細な説明は省略する。ＯＡローラ１を製造するための金型１０の内部には、形成する弾性体３に応じたキャビティが形成してあり、金型１０は、両端が開口となる金型本体１１と、その両端開口にそれぞれセットされるキャップ１２Ａ、１２Ｂとにより構成されている。左右のキャップ１２Ａ、１２Ｂでシャフト２を保持した状態にして、金型本体１１内に弾性体３用の材料を注入して、ＯＡローラ１が形成される。
ここで、各キャップ１２Ａ、１２Ｂには、前述した中空部３ＧＲを形成するための構造、すなわち先端から突出する環状突起１２Ａ−ｐｒ、環状突起１２Ｂ−ｐｒが設けてある。よって、金型１０を用いて、シャフト周りに凹部状に切欠いてある環状の中空部３ＧＲが設けてあるＯＡローラ１を製造できる。

図５は、本願発明の変形例に係るＯＡローラ１の弾性体３の端部を拡大した図である。
前掲の図２、図３では中空部３ＧＲが軸方向ＬＤと平行な内周壁により真っ直ぐな環状凹部（リング溝部）に形成してあった。しかし、これに限らず、図５で示す内周壁３ＷＡのように、中空部の前記弾性体が、前記中実部に向かうに従って肉厚となるように形成してもよい。このようにすれば弾性体の中空部の基部が肉厚となるので、更に耐久性を向上させることができる。
なお、図５は内周壁３ＷＡがすり鉢状のテーパー面とした場合であるが、これは一例であり、半径の異なる同心円（環状凹部）を複数、段状に形成して内周壁３ＷＡとしてもよい。

以上で説明したように、本願発明によるＯＡローラは、上記のように中空部の背後に弾性体の厚みが大きい中実部が存在するので、軸方向の弾性体の収縮力を厚み方向の収縮力で分散させることができる。これにより、製造工程で弾性体の収縮が発生しても軸方向に引っ張る力の影響を低減できるので、端部の膨らみの発生を抑制できる。また、本願発明によるＯＡローラは弾性体の端部に中空部を有することによっても、端部で膨らむ現象を抑制した適正形状のＯＡローラとすることができる。そして、仮に端部が膨らんだような場合でも、中空部が適度に撓むので相手部材を傷付けることがない。更に弾性体の中空部の基部側は中実部となるので、従来の段状のシャフトを採用するＯＡローラのように弾性体の基部がシャフト大径部に接する形態とはならないので、弾性体の耐久性が向上する。

以上の説明から明らかなように、この発明によれば弾性体の収縮による影響を抑制したＯＡローラを提供でき、このＯＡローラは複写機、プリンター、ＦＡＸ等のＯＡ装置に好適に利用することができる。

１ ＯＡローラ
２ シャフト
３ 弾性体
３ＧＲ 中空部
３ＳＨ 中実部
３ＥＰ 弾性体の端縁
ＣＰ シャフトの中央部側の所定範囲
ＢＬ 境界
ＡＲ 端部
ＬＤ 軸方向
ＳＤ シャフト径

Claims (3)

1. 軸部となる棒状のシャフトと、該シャフトの軸方向における中央部側の所定範囲を被覆する弾性体とを有するＯＡローラにおいて、
   前記弾性体の端部について、端縁側から前記シャフト周りに凹部状に切欠いてある環状の中空部が設けてあり、
   前記中空部と該中空部より中央部側の中実部との境界におけるシャフト径が少なくとも同一とされている、ことを特徴とするＯＡローラ。
2. 前記シャフトが全長において同一径である、ことを特徴とする請求項１に記載のＯＡローラ。
3. 前記中空部における前記弾性体が、前記中実部に向かうに従って肉厚となるように形成してある、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のＯＡローラ。