JPH0675226B2 - 弾性ロ−ラ及び弾性ロ−ラを使用する定着装置 - Google Patents

弾性ロ−ラ及び弾性ロ−ラを使用する定着装置

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JPH0675226B2
JPH0675226B2 JP5829986A JP5829986A JPH0675226B2 JP H0675226 B2 JPH0675226 B2 JP H0675226B2 JP 5829986 A JP5829986 A JP 5829986A JP 5829986 A JP5829986 A JP 5829986A JP H0675226 B2 JPH0675226 B2 JP H0675226B2
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一夫 岸野
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、相手方と弾性的に接触する弾性ローラ及び弾
性ローラを使用する定着装置に関する。
(従来の技術及び問題点) 弾性ローラは、相手方と圧力をもって接触する際、その
接触部で弾性変形することが要求される。かかる弾性ロ
ーラは、多くの場合、弾性変形しやすくて接触部の面積
が大きくしかもその範囲内では接触圧がいかなる位置に
おいても均一に近い、ということが望まれる。またかか
る弾性ローラは定速回転している場合もあって、その際
接触部は移動することとなるが、時間的にも常に上記接
触圧が一定していることが要求される。例えば、定速回
転する弾性ローラとして、複写機における定着装置の加
圧ローラや感光体用のクリーニングローラ等が挙げられ
る。
上記用途のための弾性ローラとしては、従来、軸となる
芯金部材の周囲に形成される弾性層を、例えば単一材料
で中実とし、材料自身を低硬度のゴムとするローラ、あ
るいは表層を一定硬度のゴム層、そしてその内部の芯金
との間をスポンジとするローラが用いられていた。しか
しながら、上記単一中実低硬度ゴムローラの場合には、
長期に使用するとその材質自身の弱さに起因して強度・
耐久性が劣化することが知られており、その限界があっ
た。一方内部にスポンジを有すローラの場合には、上記
スポンジは発泡により成形されるが、寸法安定性、硬
度、発泡密度、空孔率、そして発泡構造等を均一にする
ことが困難で、弾性ローラとしての特性の均一性に悪影
響をもたらす。そこで、上記スポンジを用いずに、通常
の弾性ゴムローラを、芯金部材と平行な空孔を有する蓮
茎構造とすることが考えられていたが、適切な構造が開
発されず、空孔部領域と、隣接せる空孔部の間の支柱壁
の領域との間に硬度差が生じ、これがローラ特性にムラ
として現われて弾性ローラを使用する装置の特性、例え
ばこの弾性ローラを定着装置に使用した際定着特性に不
具合をもたらしており、該弾性ローラの改良が要請され
ていた。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、上述の問題点を解決し、低硬度で相手方と接
触する範囲内で接触が一定かつ耐久性に優れた弾性ロー
ラ及び弾性ローラを使用する定着装置を提供することを
目的とするもので、次のように構成される。
本発明は、上記弾性ローラに関し、 軸状の芯金部材の周囲に、弾性材料を円筒状に弾性層と
して上記芯金部材と一体的に成形され、弾性層の一部が
弾性変形して相手方とせ圧接する弾性ローラにおいて、 上記弾性層には、軸方向に延びかつ半径線に対して傾斜
せる支柱壁によって周方向に等間隔に区分される複数の
空孔が形成せられ、 上記空孔は任意の半径線が常にいづれかの空孔を貫通す
るように形成され、 従動側となる相手方と圧接して、該相手方を駆動しつつ
上記支柱壁の傾斜が増大する方向に回転する、 ことを特徴とし、 上記弾性ローラを使用する定着装置に関しては、 互いに接される複数のローラを有し、少なくとも一つの
ローラは圧接によって弾性変形して定着のための圧接領
域を形成する弾性ローラで成る定着装置において、 上記弾性ローラは、軸状の芯金部材の周囲に該芯金部材
と一体的に成形された弾性材料よりなる円筒状の弾性層
を有し、 上記弾性層には、軸方向に延びかつ半径線に対して傾斜
せる支柱壁によって周方向に等間隔に区分される複数の
空孔が形成せられ、 上記空孔は任意の半径線が常にいづれかの空孔を貫通す
るように形成され、 従動側となる相手方ローラと圧接して、該相手方ローラ
を駆動しつつ上記支柱壁の傾斜が増大する方向に回転す
る、 ことを特徴とするものである。
(実施例) 以下、添付図面にもとづいて、本発明の実施例を説明す
る。
第1図は、本発明の一実施例の弾性ローラの斜視図、第
2図は該弾性ローラの使用状態にある側面図、第3図は
他の実施例として弾性ローラの側面図である。
第1図及び第2図に示されるように、本実施の弾性ロー
ラ10は軸状の芯金部材26の周囲に円筒状に弾性層1が上
記芯金部材26と一体的に成形されている。
芯金部材26は、円柱状をなしており、両端には弾性ロー
ラとしての使用時に回転支承されるための、段付の端部
26A,26Bが設けられている。そして上記弾性層1は、上
記両端部26A,26Bの部分を除いて芯金部材26に一体的に
成形されている。
弾性層1は、芯金部材26上に接面して形成せられる円筒
状の基層部2と、該基層部2から半径方向外方に延出す
る複数の支柱壁3と、各支柱壁3を連らねる円筒状の表
層部4とから成っている。上記支柱壁3は円周方向に均
等位置に配されかつ軸方向には芯金部材26にほぼ平行に
延びている。かくして、上記の支柱壁3と、基層部2の
外面とそして表層部4の内面とによって、ほぼ芯金部材
に平行な、複数の空孔5が形成される。
上記支柱壁3は本実施例では第2図のごとく弾性ローラ
10の半径線6に対して傾斜角αをもつことにより該半径
線6に対して非対称に設定されていて、空孔5は、任意
の半径線、例えば同図の半径線7がどの角においても常
に空孔5を貫通するように形成されている。上記支柱部
3の傾斜角α及びその厚さtは、基本的には上記条件を
充足するように相対的に定められるが実際の設計の際に
は上記条件を含め表層部2と表層部の厚さとも相俟っ
て、弾性ローラとしての所望の硬度となるような値に定
めることとなる。
上記のごとくの弾性ローラ10は、第2図に示されている
ように例えば定着用ローラとして使用される場合、矢印
A方向に回転する上記弾性ローラ10は従動側のローラ20
と圧接して該従動側のローラ20を回転せしめている。こ
の駆動側となる弾性ローラ10の回転方向Aは、圧接によ
って弾性ローラが弾性変形する際、支柱壁3の傾斜角α
をより増大する方向である。
このような本実施例にあっては弾性ローラが相手ローラ
と接触した際には、支柱壁3が傾いているために撓みや
すく、しかも、従動側となる相手ローラから受ける力が
該支柱壁3をより傾斜させる方向に作用するのでローラ
全体として変形しやすくなり、しかも任意の角度での半
径線7が必ずいづれかの空孔5を貫通するように空孔が
配置されているので周方向のどの位置でもほぼ同じ変形
度となり、また一定厚さの表層部4が上記周方向での変
形度をさらに均一化している。しかもかかる状態にあっ
ても表層部4は所定の表面強度を確保している。
なお、本実施例では、空孔5は第2図のごとくに変形さ
れた台形状になっているが、他の実施例として第3図に
示されているように他の形状でもよい。
第3図は空孔の形状に関して他の可能性を示す他の実施
例である。第2図あっては支柱壁はほぼ一定厚で連続し
て、傾斜していたが、支柱壁は必ずしも連続的傾斜であ
ることを要せず、第3図のごとくに段階的であっても実
質的に傾斜していればよい。同図において、相手ローラ
は省略され、弾性ローラ10Aのみが図示されている。支
柱壁3Aはクランク状に屈曲され、空孔5Aもそれに伴って
クランク状をなしている。上記支柱壁3Aは全体的に半径
線7に対して平均的に角度αだけ傾いている。したがっ
て、本実施例の弾性ローラも、第2図のものと同方向に
従動側のローラと接して回転する際には、より変形しや
すくしかもその変形は圧接領域にあってはほぼ均一とな
る。
上記実施例で得た弾性ローラを複写機等の定着装置に駆
動側のローラとして用いて性能を確認したので、ここに
具体的数値をもって示す。第4図は加熱ローラ定着装置
の概要断面図である。定着ローラ40は、外径25mm,肉厚
1.4mmの円筒状のアルミニウム芯材の周面上にフッ素樹
脂被覆を約25μm厚で設けて成っており、該定着ローラ
40の内部には、加熱素子42として1.1kwのハロゲンヒー
タが設けられ、定着ローラ周面上に温度検知センサ41と
してNTCサーミスタを当接させ、定着ローラ40の外周面
を約180℃に保つように温度制御を行なっている。定着
ローラ40には、本発明の弾性ローラが加圧ローラ45とし
て総圧約6kg重で対向圧接している。この加圧ローラ45
は、外径10mmのステンレス製芯材上に、第2図もしくは
第3図の断面形状で、外径24mm,有効周面長さ230mm、肉
厚7mmの蓮茎状弾性層を設け、その表層で測定した硬度
が硬度27°(アスカーC300g定荷重にて測定)のローラ
を用いている。
上記加圧ローラ45は、駆動装置(図示せず)によって、
周速66mm/sで矢印A方向に回転駆動され、定着ローラ40
は加圧ローラ45に従動して回転する。かかる両ローラ間
の圧接部において、樹脂等より成るトナー像52を有する
記録材51を挟持搬送しつつ、加熱加圧処理することによ
って定着処理が行なわれる。かかる定着装置によって、
未定着トナー像を有するA4サイズ紙(80g/m2)を毎分8
枚の頻度で定着処理を行なったところ、良好な定着性が
得られ、上記サイズ紙20万枚の定着処理を行なった後
も、紙シワ、定着ムラが生ぜず安定した定着性能が得ら
れ、その耐久性も確認された。
本実施例で示される弾性ローラは、弾性ローラ一般とし
て広く使用できるが、その使用例としては、前述のごと
くの複写機における定着装置の加圧ローラとしてのみな
らず、感光体用のクリーニングローラ等が挙げられる。
(発明の効果) 以上のごとく本発明は、傾斜せる支柱壁によって弾性層
に軸方向に延びる複数の空孔を設け、任意の半径線がい
づれかの空孔を貫通するように配し、しかも従動側の相
手方から上記支柱壁の傾斜角が増大する方向に回転力を
受けるようにしたので、空孔の大きさ形状等の選択によ
り、極めて硬度の低いそして所望の値の弾性ローラが得
られ、しかも該弾性ローラの上記値はどの部分にあって
も均一なものとなる。その結果、該弾性ローラを使用す
る装置の機能を一段と向上すると共に、該弾性ローラの
耐久性が延びて、装置の保守の手間の低減ひいては経費
の節減に大きく貢献する、という効果をもたらす。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示し、第1図は一実施例として
の弾性ローラの外観斜視図、第2図は第1図の弾性ロー
ラで相手方ローラと圧接している状態の側面図、第3図
は他の実施例の弾性ローラの側面図、第4図は上記実施
例の弾性ローラを定着装置の加圧ローラとして使用した
例を示す概要図である。 1……弾性層 3,3A……支柱壁 5,5A……空孔 7……半径線 26……芯金部材
フロントページの続き (72)発明者 田中 孝雄 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 日比 隆 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 草加 健作 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−251516(JP,A) 特開 昭62−251519(JP,A) 特開 昭62−258216(JP,A) 特開 昭60−83060(JP,A) 実開 昭60−56066(JP,U) 実開 昭62−170821(JP,U) 実開 昭58−54654(JP,U) 実開 昭51−63738(JP,U) 特公 昭47−32343(JP,B1)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】軸状の芯金部材の周囲に、弾性材料を円筒
    状に弾性層として上記芯金部材と一体的に成形され、弾
    性層の一部が弾性変形して相手方と圧接する弾性ローラ
    において、 上記弾性層には、軸方向に延びかつ半径線に対して傾斜
    せる支柱壁によって周方向に等間隔に区分される複数の
    空孔が形成せられ、 上記空孔は任意の半径線が常にいづれかの空孔を貫通す
    るように形成され、 従動側となる相手方と圧接して、該相手方を駆動しつつ
    上記支柱壁の傾斜が増大する方向に回転する、 ことを特徴とする弾性ローラ。
  2. 【請求項2】互いに圧接される複数のローラを有し、少
    なくとも一つのローラは圧接によって弾性変形して定着
    のための圧接領域を形成する弾性ローラで成る定着装置
    において、 上記弾性ローラは、軸状の芯金部材の周囲に該芯金部材
    と一体的に成形された弾性材料よりなる円筒状の弾性層
    を有し、 上記弾性層には、軸方向に延びかつ半径線に対して傾斜
    せる支柱壁によって周方向に等間隔に区分される複数の
    空孔が形成せられ、 上記空孔は任意の半径線が常にいづれかの空孔を貫通す
    るように形成され、 従動側となる相手方ローラと圧接して、該相手方ローラ
    を駆動しつつ上記支柱壁の傾斜が増大する方向に回転す
    る、 ことを特徴とする定着装置。
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