JPH04370739A - ヤング率測定装置および測定方法 - Google Patents
ヤング率測定装置および測定方法Info
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- JPH04370739A JPH04370739A JP14643591A JP14643591A JPH04370739A JP H04370739 A JPH04370739 A JP H04370739A JP 14643591 A JP14643591 A JP 14643591A JP 14643591 A JP14643591 A JP 14643591A JP H04370739 A JPH04370739 A JP H04370739A
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- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、弾性体のヤング率測定
装置および測定方法に関する。レーザプリンタなどに使
用されている電子写真プロセスにおいては、図４に示す
ような現像ローラ１とよばれるローラが使用される。こ
れは、トナーと呼ばれる粉体（着色樹脂粉体）を帯電さ
せ、感光体に送り込む役割をする。
装置および測定方法に関する。レーザプリンタなどに使
用されている電子写真プロセスにおいては、図４に示す
ような現像ローラ１とよばれるローラが使用される。こ
れは、トナーと呼ばれる粉体（着色樹脂粉体）を帯電さ
せ、感光体に送り込む役割をする。
【０００２】現像ローラ１は、芯棒２とゴム３からなり
、現像ローラ１の直径を２Ｒ１、芯棒２の直径を２Ｒ２
とすると、肉厚Ｌは、Ｒ１−Ｒ２となる。ここで、図５
に示すように、現像ローラ１はトナー４を感光体５上に
押し当てながら、搬送するため、現像ローラ１には応力
が加わり、この時、変形を起こす。この変形量の把握は
現像装置６の機械設計の際に必要となる。つまり、どれ
だれの応力が加わると、どれだけの変形が起こるのかと
いうことを明らかにすることが装置内での負荷応力を決
定したり、装置形状を決定する際に重要となる。
、現像ローラ１の直径を２Ｒ１、芯棒２の直径を２Ｒ２
とすると、肉厚Ｌは、Ｒ１−Ｒ２となる。ここで、図５
に示すように、現像ローラ１はトナー４を感光体５上に
押し当てながら、搬送するため、現像ローラ１には応力
が加わり、この時、変形を起こす。この変形量の把握は
現像装置６の機械設計の際に必要となる。つまり、どれ
だれの応力が加わると、どれだけの変形が起こるのかと
いうことを明らかにすることが装置内での負荷応力を決
定したり、装置形状を決定する際に重要となる。
【０００３】なお、図中７は露光器、８は帯電器、９は
転写器、１０は定着器、１１はクリーニング器、１２は
除電器、１３はブレード、１４は用紙である。
転写器、１０は定着器、１１はクリーニング器、１２は
除電器、１３はブレード、１４は用紙である。
【０００４】
【従来の技術】現像ローラ（弾性体ローラ）の応力−歪
み関係に関係する物性測定法としては、硬度測定法があ
る。図６にゴムに良く用いられるアスカーＣ硬度計１５
を示す。このアスカーＣ硬度計１５は、検出部１６と硬
度表示部１７を有している。
み関係に関係する物性測定法としては、硬度測定法があ
る。図６にゴムに良く用いられるアスカーＣ硬度計１５
を示す。このアスカーＣ硬度計１５は、検出部１６と硬
度表示部１７を有している。
【０００５】硬度を測定するときは、図７に示すように
、現像ローラ１に検出部１６を押し込め、一定変位量だ
け現像ローラ１が沈み込んだ時の硬度を測定する。この
硬度方法は現像ローラ１間の硬度の比較や現像ローラ１
の硬度の管理を目的とするものである。
、現像ローラ１に検出部１６を押し込め、一定変位量だ
け現像ローラ１が沈み込んだ時の硬度を測定する。この
硬度方法は現像ローラ１間の硬度の比較や現像ローラ１
の硬度の管理を目的とするものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の測定
方法にあっては、現像ローラの硬度を求めることができ
るが、現像装置の設計上重要な現像ローラのヤング率を
測定することができなかった。本発明は、このような従
来の問題点に鑑みてなされたものであって、現像ローラ
のヤング率を正確に測定することができるヤング率測定
装置およひ測定方法を提供することを目的としている。
方法にあっては、現像ローラの硬度を求めることができ
るが、現像装置の設計上重要な現像ローラのヤング率を
測定することができなかった。本発明は、このような従
来の問題点に鑑みてなされたものであって、現像ローラ
のヤング率を正確に測定することができるヤング率測定
装置およひ測定方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。図１において、２０は凸部２７をもつ上部セ
ル２６と弾性体２４を収納する凹部２２をもつ下部セル
２１と弾性体２４の変位量を検出する変位量検出手段２
９と弾性体２４の応力を検出する応力検出手段２５を有
する応力−変位量測定装置、３３は検出した変位量と初
期の厚さにより歪み量を求め、求めた歪み量と検出した
応力によりヤング率を演算する演算手段である。
図である。図１において、２０は凸部２７をもつ上部セ
ル２６と弾性体２４を収納する凹部２２をもつ下部セル
２１と弾性体２４の変位量を検出する変位量検出手段２
９と弾性体２４の応力を検出する応力検出手段２５を有
する応力−変位量測定装置、３３は検出した変位量と初
期の厚さにより歪み量を求め、求めた歪み量と検出した
応力によりヤング率を演算する演算手段である。
【０００８】
【作用】現像装置内で現像ローラは応力が加わることに
より、変形を起こす。その際の変位量（歪み量）は現像
装置の設計上、非常に重要になってくる。固体の変位量
は材料力学により計算できることが知られているが、そ
の正確な値をもとめるためには、ヤング率を求める必要
性がある。ところが、このヤング率を求めるためには、
正確な応力−歪み関係を求めるための測定装置並びに測
定法の開発が必須になってくる。
より、変形を起こす。その際の変位量（歪み量）は現像
装置の設計上、非常に重要になってくる。固体の変位量
は材料力学により計算できることが知られているが、そ
の正確な値をもとめるためには、ヤング率を求める必要
性がある。ところが、このヤング率を求めるためには、
正確な応力−歪み関係を求めるための測定装置並びに測
定法の開発が必須になってくる。
【０００９】本発明においては、まず、下部セルの凹部
に弾性体を入れ、上部セルの凸部を凹部の弾性体の上に
載せる。そして、変位量検出手段により、弾性体の変位
量を測定する。また、下部セルの応力検出手段により、
弾性体の底部に加わる応力を測定する。変位量と弾性体
の初期の厚さにより、歪み量を求めることができる。ま
た、フックの法則により、歪み量と応力からヤング率を
求めることができる。
に弾性体を入れ、上部セルの凸部を凹部の弾性体の上に
載せる。そして、変位量検出手段により、弾性体の変位
量を測定する。また、下部セルの応力検出手段により、
弾性体の底部に加わる応力を測定する。変位量と弾性体
の初期の厚さにより、歪み量を求めることができる。ま
た、フックの法則により、歪み量と応力からヤング率を
求めることができる。
【００１０】したがって、現像ローラにプロセス上で加
える応力を考えることにより、実際に現像ローラがプロ
セス上で変形する変位量を正確に求めることができる。 この変位量の把握は、現像装置の設計の際に重要である
。
える応力を考えることにより、実際に現像ローラがプロ
セス上で変形する変位量を正確に求めることができる。 この変位量の把握は、現像装置の設計の際に重要である
。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図２および図３は本発明の一実施例を示す図であ
る。図２において、２１は応力−変位量測定装置２０の
、例えばアクリル樹脂で形成された下部セルであり、下
部セル２１には凹部２２が形成されている。凹部２２内
には定板２３を介して弾性体である試料ゴム２４が挿入
される。ここでは、試料ゴム２４の厚さを現像ローラの
肉厚と同程度のｌｏ とする。
する。図２および図３は本発明の一実施例を示す図であ
る。図２において、２１は応力−変位量測定装置２０の
、例えばアクリル樹脂で形成された下部セルであり、下
部セル２１には凹部２２が形成されている。凹部２２内
には定板２３を介して弾性体である試料ゴム２４が挿入
される。ここでは、試料ゴム２４の厚さを現像ローラの
肉厚と同程度のｌｏ とする。
【００１２】定板２３の下面に当接して応力を検出する
応力検出手段としてのストレインゲージセンサ２５が下
部セル２１内に埋め込められる。２６は凹部２２に挿入
され、試料ゴム２４上に載せられる上部セルであり、上
部セル２６は、例えば下部セル２１と同様にアクリル樹
脂で形成され、凸部２７が一体に形成されている。
応力検出手段としてのストレインゲージセンサ２５が下
部セル２１内に埋め込められる。２６は凹部２２に挿入
され、試料ゴム２４上に載せられる上部セルであり、上
部セル２６は、例えば下部セル２１と同様にアクリル樹
脂で形成され、凸部２７が一体に形成されている。
【００１３】上部セル２６の上面にはおもり２８が載せ
られ、また、上面の変位量を、変位量検出手段としての
デジタルマイクロメータ２９により検出するようにして
いる。デジタルマイクロメータ２９およびストレインゲ
ージセンサ２５はそれぞれ検出計３０，３１に接続され
、検出計３０，３１で検出された変位量および応力はＡ
／Ｄ変換器３２でデジタル値に変換されて演算手段とし
てのＭＰＵ３３に入力する。メモリ３４内には試料ゴム
２４の初期の厚さｌｏ などの定数や歪み量やヤング率
などを求める計算式が格納される。
られ、また、上面の変位量を、変位量検出手段としての
デジタルマイクロメータ２９により検出するようにして
いる。デジタルマイクロメータ２９およびストレインゲ
ージセンサ２５はそれぞれ検出計３０，３１に接続され
、検出計３０，３１で検出された変位量および応力はＡ
／Ｄ変換器３２でデジタル値に変換されて演算手段とし
てのＭＰＵ３３に入力する。メモリ３４内には試料ゴム
２４の初期の厚さｌｏ などの定数や歪み量やヤング率
などを求める計算式が格納される。
【００１４】ＭＰＵ３３は初期の厚さｌｏ と変位量に
より歪み量を求め、歪み量と応力によりヤング率を演算
する。求められたヤング率は、表示装置３５に表示され
る。次に、測定方法を説明する。下部セル２１の凹部２
２に試料ゴム２４を入れ、上部セル２６の凸部２７を凹
部２２に載せる。そして、上部セル２１の上面の変位を
デジタルマイクロメータ２９により測定する。この時、
上部セル２１の上部におもり２８をのせ、その時の応力
並びに変位量を測定する。今、凹部２２のセル半径をｒ
（ｍ）とする。上部セル２６の重量をｍ１ （Ｋｇ ）
、上部に載せたおもり２８の重量をｍ２ （Ｋｇ）、デ
ジタルマイクロメータ検出部の抗力をｍ３ （Ｋｇｆ）
とする。現像ローラ材料の試料ゴム２４に加わる応力σ
（Ｐａ ）は（１）式により求めることができる。 σ＝（ｍ１ ＋ｍ２ ＋ｍ３ ）ｇ／（π
ｒ２ ） （１）ここ
で、ｇは重力加速度である。
より歪み量を求め、歪み量と応力によりヤング率を演算
する。求められたヤング率は、表示装置３５に表示され
る。次に、測定方法を説明する。下部セル２１の凹部２
２に試料ゴム２４を入れ、上部セル２６の凸部２７を凹
部２２に載せる。そして、上部セル２１の上面の変位を
デジタルマイクロメータ２９により測定する。この時、
上部セル２１の上部におもり２８をのせ、その時の応力
並びに変位量を測定する。今、凹部２２のセル半径をｒ
（ｍ）とする。上部セル２６の重量をｍ１ （Ｋｇ ）
、上部に載せたおもり２８の重量をｍ２ （Ｋｇ）、デ
ジタルマイクロメータ検出部の抗力をｍ３ （Ｋｇｆ）
とする。現像ローラ材料の試料ゴム２４に加わる応力σ
（Ｐａ ）は（１）式により求めることができる。 σ＝（ｍ１ ＋ｍ２ ＋ｍ３ ）ｇ／（π
ｒ２ ） （１）ここ
で、ｇは重力加速度である。
【００１５】また、下部セル２１に埋め込んだストレイ
ンゲージセンサ２５より、試料ゴム２４に底部に加わる
応力σ１ （Ｐａ ）は求まる。この時、同時に試料ゴ
ム２４が沈み込む変位量ｌ（ｍ）はデジタルマイクロメ
ータ（２９）より求めることができる。試料ゴム２４の
初期の厚さｌｏ （ｍ）とすると歪み量εは（２）式に
より求めることができる。 ε＝ｌ／ｌｏ
（２）固体の歪み量εと応力σの間にはフ
ックの法則が成り立つ。 σ＝Ｋ ε
（３）ここで、Ｋはヤング率である。
ンゲージセンサ２５より、試料ゴム２４に底部に加わる
応力σ１ （Ｐａ ）は求まる。この時、同時に試料ゴ
ム２４が沈み込む変位量ｌ（ｍ）はデジタルマイクロメ
ータ（２９）より求めることができる。試料ゴム２４の
初期の厚さｌｏ （ｍ）とすると歪み量εは（２）式に
より求めることができる。 ε＝ｌ／ｌｏ
（２）固体の歪み量εと応力σの間にはフ
ックの法則が成り立つ。 σ＝Ｋ ε
（３）ここで、Ｋはヤング率である。
【００１６】こうして、ヤング率を求めることができる
。次に、現像ローラの肉厚を求め、プロセス上で加える
応力σを考えることにより、実際に現像ローラがプロセ
ス上、変形する変位量を求めることができる。また、（
３）式の関係が成り立つ領域を弾性領域というが、図３
に示すように、（３）式が成り立たなくなる応力（弾性
限界応力）以上の応力を加えることはゴムの性質上危険
であることも同時に示唆することができる。本測定装置
並びに測定法により現像ローラの変位量をμｍ単位まで
求めることができる。
。次に、現像ローラの肉厚を求め、プロセス上で加える
応力σを考えることにより、実際に現像ローラがプロセ
ス上、変形する変位量を求めることができる。また、（
３）式の関係が成り立つ領域を弾性領域というが、図３
に示すように、（３）式が成り立たなくなる応力（弾性
限界応力）以上の応力を加えることはゴムの性質上危険
であることも同時に示唆することができる。本測定装置
並びに測定法により現像ローラの変位量をμｍ単位まで
求めることができる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、弾性体の応力と変位量を求め、変位量と初期の厚さ
により歪み量を求め、歪み量と応力により、ヤング率を
正確に測定することかできる。その結果、現像装置の設
計上重要な現像ローラの変位量を正確に求めることがで
きる。
ば、弾性体の応力と変位量を求め、変位量と初期の厚さ
により歪み量を求め、歪み量と応力により、ヤング率を
正確に測定することかできる。その結果、現像装置の設
計上重要な現像ローラの変位量を正確に求めることがで
きる。
【図１】本発明の原理説明図
【図２】本発明の一実施例を示す図
【図３】応力と歪み量の関係を示すグラフ
【図４】現像
ローラを示す図
ローラを示す図
【図５】電子写真プロセスの概要図
【図６】アスカーＣ硬度計を示す図
【図７】硬度測定法の説明図
２０：応力−変位量測定装置
２１：下部セル
２２：凹部
２３：定板
２４：試料ゴム（弾性体）
２５：ストレインゲージセンサ（応力検出手段）２６：
上部セル ２７：凸部 ２８：おもり ２９：デジタルマイクロメータ（変位量検出手段）３０
，３１：検出計 ３２：Ａ／Ｄ変換器 ３３：ＭＰＵ（演算手段） ３４：メモリ ３５：表示装置
上部セル ２７：凸部 ２８：おもり ２９：デジタルマイクロメータ（変位量検出手段）３０
，３１：検出計 ３２：Ａ／Ｄ変換器 ３３：ＭＰＵ（演算手段） ３４：メモリ ３５：表示装置
Claims (4)
- 【請求項１】凸部（２７）をもつ上部セル（２６）と弾
性体（２４）を収納する凹部（２２）をもつ下部セル（
２１）と弾性体（２４）の変位量を検出する変位量検出
手段（２９）と弾性体（２４）の応力を検出する応力検
出手段（２５）を有する応力−変位量測定装置（２０）
と、検出した変位量と初期の厚さにより歪み量を求め、
求めた歪み量と検出した応力によりヤング率を演算する
演算手段（３３）を備えたことを特徴とするヤング率測
定装置。 - 【請求項２】前記応力−変位量測定装置（２０）により
弾性体（２４）の応力と変位量を求め、求めた変位量と
弾性体（２４）の初期厚さにより歪み量を求め、歪み量
と応力によりヤング率を求めることを特徴とするヤング
率測定方法。 - 【請求項３】前記変位量検出手段（２４）としてデジタ
ルマイクロメータを用いたことを特徴とする請求項１の
ヤング率測定装置。 - 【請求項４】前記応力検出手段（２５）としてストレイ
ンゲージセンサを用いたことを特徴とする請求項１のヤ
ング率測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03146435A JP3078598B2 (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | ヤング率測定装置および測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03146435A JP3078598B2 (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | ヤング率測定装置および測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04370739A true JPH04370739A (ja) | 1992-12-24 |
| JP3078598B2 JP3078598B2 (ja) | 2000-08-21 |
Family
ID=15407604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03146435A Expired - Fee Related JP3078598B2 (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | ヤング率測定装置および測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3078598B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09308675A (ja) * | 1996-05-24 | 1997-12-02 | Pigeon Corp | 乳頭弾性測定装置及び測定方法 |
| WO2013065405A1 (ja) * | 2011-11-01 | 2013-05-10 | 住友ゴム工業株式会社 | 高分子材料の反発弾性率、硬度及びエネルギーロスを評価する方法 |
| CN104132841A (zh) * | 2014-03-17 | 2014-11-05 | 西安中泰新材料科技有限公司 | 一种钛丝材弹性检测方法及装置 |
-
1991
- 1991-06-19 JP JP03146435A patent/JP3078598B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09308675A (ja) * | 1996-05-24 | 1997-12-02 | Pigeon Corp | 乳頭弾性測定装置及び測定方法 |
| WO2013065405A1 (ja) * | 2011-11-01 | 2013-05-10 | 住友ゴム工業株式会社 | 高分子材料の反発弾性率、硬度及びエネルギーロスを評価する方法 |
| CN103907016A (zh) * | 2011-11-01 | 2014-07-02 | 住友橡胶工业株式会社 | 评价高分子材料的回弹弹性模量、硬度以及能量损失的方法 |
| JPWO2013065405A1 (ja) * | 2011-11-01 | 2015-04-02 | 住友ゴム工業株式会社 | 高分子材料の反発弾性率、硬度及びエネルギーロスを評価する方法 |
| CN103907016B (zh) * | 2011-11-01 | 2016-08-24 | 住友橡胶工业株式会社 | 评价高分子材料的回弹弹性模量的方法 |
| US9528950B2 (en) | 2011-11-01 | 2016-12-27 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | Method for evaluating modulus of repulsion elasticity, hardness and energy loss of polymer material |
| CN104132841A (zh) * | 2014-03-17 | 2014-11-05 | 西安中泰新材料科技有限公司 | 一种钛丝材弹性检测方法及装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3078598B2 (ja) | 2000-08-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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