JPS5832707B2 - 弾性ロ−ラ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は画像形成装置に用いる弾性ローラーに関し、詳
細には画像形成工程において現像液やクリーニング液等
の液体を扱う装置に適用する弾性ローラーに関するもの
である。

画像形成装置として電子写真複写装置を別に取って述べ
ると、従来より液体現像剤を使用する方式の装置におい
ては、現像、液絞り、クリーニング等の一手段として、
上記各部所に弾性ローラーを用いることが行なわれてき
た。

この種の弾性ローラーとしては中心部の回転軸周面に、
単にラバーフオーム・プラスチックフオーム・ウレタン
フオーム等の連続気泡部材のみを、均一の厚さに設けた
ものが、その一つである。

斯かる従来の弾性ローラーは、感光体や絶縁部材等の剛
性部材表面と圧接回転し、所望のニップ幅を形成して充
分に吸収していた液体を搾出する作用や、逆に液体を吸
収する作用を有している。

このため上記弾性ローラーは現像部やクリーニング部へ
の用途については適用性がかなり高いものと考えられて
きた。

しかし、上記ローラーに対しては、次のような欠点が指
摘される。

すなわち気泡部材が剛性表面と接触する場合、その硬度
むらに起因して、接触によるニップ部の接触圧や接触幅
が不均一となる。

また他の問題としては気泡部材の気泡粒度のむらや、表
面における気泡の大きさ・形状が不均一であるため、剛
性表面との圧接に際して、狭領域あるいは斑点状の接触
むらを生じる。

例えば現像部に用いたならば、現像した箇所の画像に濃
度むらとなって現われる。

更に圧接の際に弾性ローラーの表面が感光体表面と密着
し、垂直方向以外の運動をするため現像液を摺擦したり
して現像液を乱すこともある。

以上のように上述の弾性ローラーにおいては、剛性部材
と圧接した際に接触圧が不均一であったり、ニップ部で
ローラー表面の気泡がつぶれてしまい、弾性ローラーが
本来目的とした均一良好な液体の吸収又は搾出が不可能
となる。

又、別に、先の気泡部材を更に網状体で被った構成の弾
性ローラーも提案されている。

例えば、特開昭５２−４０３３６号公報には、スポンジ
層の周面を網で被った現像用ローラーが、又、特公昭５
１−４３３８２号公報には、ゴム表面に網を形成した余
剰現像液除去ローラーが記載されている。

この種の、表面に網状体の外層を設けた弾性ローラーに
あっては、内層と外層との可撓性或は硬度に差異がある
為か、その稼動中、例えば他の剛性表面に圧接された際
に、外層即ち網状体にシワの生じることが極めて多い。

斯かる弾性ローラーを現体工程に於て用いた場合、表面
のシワが現像ムラを起こす原因となる。

又、別に、これを余剰現像液除去の目的で使用した場合
には、液絞りムラの原因となる。

更に、クリーニングローラーとして用いた場合には、ク
リーニングムラの原因になるし、且つ又、続く帯電工程
に於て帯電ムラを起こす原因となる。

而して、本発明に於ては、従来の弾性ローラーに就いて
指摘される不備を解消した汎用性のある弾性ローラーを
提供することが主たる目的である。

加えて、少なくともその表面の可撓性を満足させた上で
、ニップ部に於ける均一な接触圧の保持、及び接触面に
於ける充分な液体の稼動（吸収、搾出）が可能である弾
性ローラーを提供することが本発明の他の目的である。

更には、相対する剛性部材と周速度に於て完全な一致を
みなくとも、又、接触圧が完全な均一性をみなくとも、
又、相対する剛性部材との回転方向が一致しない場合で
も、表面層にシワを生じることなく、且つシワを増大さ
せることのない弾性ローラーを提供することも、本発明
の別の目的である。

上記目的を達成する本発明とは、要するに、剛性軸部材
と、該軸部材周面に設けた、弾性変形可能な気泡部を含
む多孔性弾性部材の層と、該層を被う貫通孔を有する可
撓性部材の外層とを備えている弾性ローラーに於て、該
外層に対して該ローラーの軸方向への張力を与える手段
を設けたことを特徴とする弾性ローラーである。

本発明に於ては、剛性軸部材とこの周面を被覆する弾性
変形可能な気泡部を含む多孔性弾性部材の層と、更にこ
の層を被う多数の貫通孔を有する可撓性部材の外層とか
らなる弾性ローラーにあって、前記外層に対し、ローラ
ー軸方向への張力を加えることによってシワの発生を防
ぐことができる。

ここで、本発明弾性ローラーを構成する各部材に付いて
その概要を説明しておく。

本発明弾性ローラーの一部構成は、第１図及び第２図に
よって説明される。

図示例の弾性ローラーは、回転軸となる中心ローラーと
、その周囲の多孔性弾性部材、及び最外側の多数の貫通
孔を有する可撓性部材を基本構成としている。

第１図に於て、弾性ローラー１は金属又は、硬質合成樹
脂等の剛体で作成した軸２と、該軸２の周囲に設けた、
発泡ポリウレタン等よりなる弾性気泡体３、及び該気泡
体３を被う網状体４を有す。

なお上記気泡体３は軸２に固設されており、更に網状体
４は弾性気泡体３の蘇生力により該気泡体３の周囲に支
持されており、これより上記中心軸２が回転すると気泡
体３と網状体４とが一体となり回転する。

また上記気泡体３は弾性変形可能な連続気泡を有してい
るため液体の吸収及び搾出が可能となる。

表面の網状体４はステンレススチールの細線或は、天然
繊維、合成繊維等を織ることにより得る可撓性の網で、
該網状体４の織目を介して液体が上記気泡体３を出入り
する。

即ち液体を含染した弾性ローラー１が圧縮されると、気
泡体３中の液体が上記織目部より外部へ搾出し、逆に圧
縮から解放される気泡体３が蘇生する際に、網状体４の
表面にある液体は上記織目部より気泡体３へ吸収される
。

本図示例の如く弾性部材の最外側に網状体を用いる場合
、その適用分野を電子写真複写装置の現像用ローラーに
例をとると、そのメツシュ値は６０から４００メツシユ
のものが使用に適する。

しかし、得られる画像に網状体の接した跡が生じること
があること、又は使用上の便宜上１８０メツシユから３
００メツシユが適当である。

ところで上記図示例の如く網状体を用いる場合は、平織
、あや織、又はしゅす織による網の使用は基より、作成
したこれらの網を加圧変形したものでもよい。

また気泡体３土への付設法としては上記第１図の例では
、網の横方向の繊維軸が回転軸に一致しているが、該繊
維軸と回転軸とを角度を設けて付設しても勿論よい。

なお、本発明では、勿論性の種々なる構成の変形が可能
である。

本発明に於て弾性ローラーの最外側部材の特性としては
、該弾性ローラーの内部と外部を遮断することのない貫
通孔を有し、更に他の剛性表面と接する面に於て最外側
の垂直方向に可撓性を有し、接触時に接触面での貫通孔
が塞がれてしまわないものであればよい。

このため最外側部材は上記の如き網のみならず、第２図
示例のように金属、或は、樹脂フィルムに、多数の孔を
穿設したものであってよい。

第２図に於て５は斯かる有孔フィルムのスリーブを示し
貫通孔は円形状である。

ところで貫通孔形状は円形状に限らず矩形状、橢円状、
モザイク状、又はこれらの組み合わせによる形状であっ
てもよい。

なお上記第１図、第２図に於ける気泡体３は単一層に限
らず、複数層に構成することもできる。

以下、本発明の各種実施例を電子写真複写装置に飼を取
り図面に基づき、更に詳細な説明を行なう。

なお、図面に於て示す実施例では、特に、弾性ローラー
の最外側部材として網状体を用いている。

これは、説明を簡略にするためであり、本発明の範囲を
これに限るものではない。

第３図ａに示すように弾性気泡体３は剛性軸部材６に接
着被覆されている。

また剛性軸部材６は回転軸７に固定されている。

弾性ローラー１は回転軸７が外部より駆動を与えられて
いるときそれに従って回転するかあるいは別に回転する
感光ドラム８と圧接することにより該感光ドラム８に従
動回転する。

網４は弾性気泡体３を被いバネ９を介して回転軸７に沿
って移動可能な剛性移動部材１０に糸あるいは帯状の巻
締部材１１によって固定されている。

弾性ローラー１の両端部には軸受け１２が設けられてい
て回転軸７は軸受け１２に対して回転自在であるように
支持されている。

軸受け１２と取付用部材１３との間にはローラー１を感
光ドラム８に圧接させるためのバネ１４がある。

しかし図に於いては説明の便宜上、感光ドラム８とロー
ラー１を離間させである。

軸受け１２と剛性移動部材１０との間には第６図で示す
ようにローラー１と感光ドラム８との接触するときのニ
ップ量１１を決める規制ガイド板１５がある。

剛性移動部材１０の最大径はローラー１と感光ドラム８
とが圧接するときに該剛性移動部材１０が感光ドラム８
と接触しないようにガイド板１５の径よりも小さくしで
ある。

第３図ａの場合は弾性気泡体３と網４との摩擦力が太き
いときであり、網４はローラー１の両端にあるバネ９の
弾性力のために両方から張力を与えられている。

なお、剛性移動部材１０の最大径部分を、予め網４スリ
ーブの径と略同−にしておくと、網４が張力を受けた時
、ローラー１全長に亘る網４の周長を略均−に維持する
ことができる。

ローラー１の弾性気泡体３によるローラー周長及び接触
圧力が均一性を欠き、感光ドラム８とローラー１との周
速度が厳密に一致をみないときあるいは感光ドラム８と
ローラー１とが逆回転であるときなど、網４に於いて先
行、後行部分が生じてズレの発生が始まろうとしても、
上記張力が抵抗となってそれらは最少に抑えられシワの
発生には至らない。

また上記張力は圧接解除時にズレの復元力ともなる。

第３図すの実施例は第３図ａに示す弾性ローラーの構成
からガイド板１５を除いた変化列でありもちろん、本図
示例に於いてもシワの発生及び成長はない。

第３図Ｃの実施例は第３図ａに於ける弾性ローラーの網
４に与える張力を片方のみにする変化例であり本実施例
に於いてもシワの発生及び成長はない。

第４図ａの実施列は弾性ローラー１に於ける網４の両端
に与える張力を等しくしたものである。

剛性軸部材６′の内部にコイルバネ１６等の弾性体を入
れることにより左右の剛性移動部材１０′に対して剛性
軸部材６′の内部回転軸方向において外部へ向って同等
の圧力が加えられる。

前記圧力が網４に与える張力となるために網４には常に
左右均一に張力が加えられる。

第４図すは第４図ａに於けるガイド板１５を除いたとき
の変化実施例である。

以上に示した図示例のうち、第３図ａ１第３図ｃ１第４
図ａの実施例においては、第６図に示すニップ幅１１を
ガイド板１５によって規定する。

しかし実際、弾性気泡体３の特性からローラー１の周長
は軸方向に於て不均一となっている。

このために、ニップ幅１１も感光ドラム８とローラー１
の接触部では軸方向に於て不均一である。

１１が不均一・なときローラー１を現像ローラーとして
用いた場合わずかであるが現像ムラとなって現われるし
、また余剰現偉液除去ローラーとして用いた場合、液搾
りムラとなって現われる。

その欠点は次のようにして補うことができる。

第５図ａのように剛性移動部材の最大径をローラー１の
径よりもわずかに大きくして剛性移動部材１０によって
ローラー１の径即ちローラー１の周長を軸方向に亘って
均一にすることができる。

前記弾性ローラーによればニップ幅１１を軸方向全域に
亘り均一にすることができる。

第５図すの実施列は第５図ａに於いてガイド板１５を入
れた変化例である。

剛性移動部材１０の最大径を有する部分を感光ドラム８
の凹部に対応させるようになっている。

ガイド板１５の作用により、ローラー１の圧接変形量が
規制される。

第７図の実施例は、以上述べてきた特性をより有効に備
えた弾性ローラーである。

構成としてはローラー１の両端に弾性気泡体３よりも弾
性率、硬度が大きい別種の弾性体１７を剛性軸部材６に
固設しである。

それらの表面に網４を被覆したとき弾性体１７の径に規
定されてローラー１の径は決まる。

即ちローラー１の径は軸方向に亘ってほぼ均一となる。

よって感光ドラム８とローラー１とが圧接しガイド板１
５によってニップ幅１１が決まるとき１１も軸方向に亘
り均一となる。

なお、ガイド板１５の径を任意に変化させることにより
ニップ幅１１は自由に変えることができローラーの用途
に応じてニップ幅を調整することが可能である。

本実施列に於いてはバネ９の弾性力による網４への張力
のためにシワの発生及び成長を防ぎ、且つ、弾性体１７
の介在によりローラー１の軸方向に亘る周長を同一にで
き、又、ガイド板１５によりニップ幅１１の均一性を保
つことができる。

また上述の第５図ａ、ｂ及び第７図に示した実施例於い
ても網４に対してローラーの片方のみから張力を加える
よう変形することも可能であるし、また第７図示実施例
に於いてガイド板１５を取り除くことも可能である。

以上の図示例では全て、説明の便宜上感光ドラム８とロ
ーラー１との圧接解除時の状態を示した。

なお、網を固定する部材即ち剛性移動部材に於いて巻締
部材によって網を固定している部分に弾性体を用いると
、より確実に網を固定することができ有効である。

以上の本発明の実施例に於いて弾性気泡体３の素材とし
てはウレタンフオーム、スチールウールなどが適当であ
り、網４の素材としてはポリアミド（商品名ナイロン）
、ポリエステル（商品名テトロン）、シルク、綿糸、ス
チール等が良い。

網４は平織のものが特に適当であり、そのメツシュ数は
１００〜４５０メツシユの範囲が適当であった。

弾性体１７の素材としてはポリウレタンゴム、シリコン
ゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、アクリルゴム、フッ
素ゴム、ネオプレン、クロロプレンなどが適当であった
。

引続き、本発明の他の変形例に付、説明する。

以下の図示例に於ては、特に、弾性ローラー表面の網状
体に張力を加える構成手段のみを部分的に図示し、各々
の特徴について詳細に述べる。

第８図示列は網４に張力を与える手段としてコイルバネ
９′をローラー１の剛性軸部材６の内部に設置した飼で
ある。

剛性軸部材６上に弾性気泡体３を接着被覆し更に該弾性
気泡体３上に網４を被覆する。

網４は、剛性軸部材６の内部に位置し回転軸７に沿って
移動する剛性移動部材１０に糸あるいは東線バンドなど
の巻締部材１１によって固定される。

同様に剛性軸部材６の内部に位置し、回転軸７に沿って
移動する他の剛性移動部材１８は緊締部材１９によって
ローラー１の外部へは移動できない構成となっている。

コイルバネ９′は剛性移動部材１０と剛性移動部材１８
との間に挾持されている。

コイルバネ９′の弾性力は、剛性移動部材１８が緊締部
材１９によって固定されているため、剛性移動部材１０
の方向のみに働く。

剛性移動部材１０がローラー１の内部へと移動しようと
する力により網４に張力が加わる。

本図示例に於いては、網４に張力を与える手段が、ロー
ラー１の剛性軸部材６に内装されている為に、ローラー
全長を短かく構成することができ、これを設置した装置
を小型化できると云う利点がある。

第９図に示す実施例は第８図示例に於けるコイルバネ９
′を板バネ２０に代えた変形例である。

コイルバネを板バネに変えることにより剛性移動部材１
０と剛性移動部材１８との距離を短くすることができる
。

第１０図に示す実施例は網４に張力を与える手段として
ゴム、スポンジなどの弾性体２１を用いた例である。

網４は回転軸７に沿って移動する剛性移動部材１０に糸
あるいは東線バンドなどの巻締部材１１によって固定す
る。

弾性体２１の片側端は剛性軸部材６の内部に固定され、
剛性移動部材１０は弾性体２１より弾性力を受けている
ために回転軸７の外側端に移動しようとする力が働き、
その力が網４に張力を与える。

第１１図ａに示す実施例は網４に張力を与える手段とし
て密閉器内に空気または油、水等を圧入する装置を利用
したものである。

網４は回転軸７′に沿って移動する剛性移動部材１０′
に糸あるいは東線バンドなどの巻締部材１１によって固
定する。

回転軸７′はパイプ状を成していて、中空の剛性軸部材
６′の内部において第１１図すに示す流通口２２があり
回転軸７′の中心空洞と剛性軸部材６′の内空間２３と
が通じている。

回転軸７′の側端矢印Ｐの方向より空気あるいは油、水
などを流通口２２を通して内部空洞２３に圧入する。

内部空洞２３に満された空気あるいは油、水の圧力によ
り剛性移動部材１０′が回転軸７′に沿って、その側端
に移動しようとする。

その力が網４に張力を与える。

第１２図に示す実施例は網４に張力を与える手段として
ヒーター２４によって内部空洞２３の内部空気を膨張さ
せ、その膨張力を利用する。

網４は回転軸７に沿って移動する剛性移動部材１０′に
糸あるいは東線バンドなどの巻締部材１１によって固定
する。

剛性軸部材６′の内部空洞２３にヒーター２４が支持体
２５に取りつけられている。

ヒーターが熱を出し内部空洞２３内の空気を膨張させる
。

その膨張力が剛性移動部材１０′を回転軸７の側端に移
動させようとする。

移動しようとする剛性部材１０′に網４が固定されてい
るために網４に張力が働く。

第１１図ａ１第１２図の実施例においては、弾性ローラ
ー１が非稼動中には、網４に与える張力を取り除くこと
ができる。

例えば、第１１図ａの実施例では内部空洞への空気ある
いは油、水等の圧入を止めること、又、第１２図の実施
例では内部空洞内に位置するヒーターの作動を止めるこ
とによって成される。

網４に常時張力を与えず稼動中のみ張力を与えることは
網４の寿命をのばし十分に長く使用することができる。

第１３図に示す実施例では網４に張力を与える手段とし
て網４自身の張力を利用する。

網４は回転軸７に対して回転自在な剛性ネジ部材２６の
上に沿って移動する剛性移動部材２７に糸あるいは東線
バンドなどの巻締部材１１によって固定されている。

剛性ネジ部材２６は緊締部材２８によって回転軸７のロ
ーラ一本体側に移動できないようになっている。

しかし剛性ネジ部材２６は回転軸７に沿って移動はでき
ないが、回転軸７の回りには回転自在である。

剛性ネジ部材２６の外周にはネジが切ってあり、剛性移
動部材２７の内周に切っであるネジとかみ合うようにな
っている。

剛性ネジ部材２６を回転することにより剛性移動部材２
７は回転軸７に沿って矢印方向へ移動する。

剛性移動部材２７が移動することで、網４が引かれて網
４自身により張力が働く。

第１４図に示す実施例では網４に張力を与える手段とし
て網４自身の張力を利用し、且つ網４を引っ張るとき初
期駆動力を用い、自動的に行う変形例を説明する。

網４は剛性ネジ部材２９，２９’の上に沿って移動する
剛性移動部材３０．３０’に糸あるいは東線バンドなど
の巻締部材１１によって固定されている。

剛性ネジ部材２９，２９’の最大径の部分３１，３１’
はギア３２．３２’とかみ合っていて、剛性ネジ部材２
９，２９’は緊締部材２８．２８’によって回転軸７上
を移動できない。

しかし剛性ネジ部材２９，２９’は回転軸７を回転自在
である。

また剛性移動部材３０，３０’は回転軸Ｔに対しては回
転できないようになっているが、軸方向への移動は可能
である。

剛性ネジ部材２９゜２９′の剛性移動部材３０．３０’
と接する外周及び剛性移動部材３０，３０’の内周には
ネジが切っである。

しかし剛性ネジ部材２９のネジピッチ方向は剛性ネジ部
材２９′のネジピッチ方向とは逆方向に切っである。

モーター３３の回動力がギア３４を介してギア３２また
は回転棒３５を通じてギア３２′に伝達して剛性ネジ部
材２９．２９’に回転力を与える。

剛性ネジ部材２９．２９’が回転すると剛性移動部材３
０．３０’を夫々、ローラー１の両端方向へ移動させる
。

網４が引つ張りを受は充分に張力を得たとき剛性移動部
材３０．３０’は軸方向の移動を停止し、剛性ネジ部材
２９．２９’と一緒に回転する。

図示はしていないが第８図〜第１４図の実施例に於いて
も、第７図示例の如く弾性体１７をローラーの側端に設
けることによりニップ幅をローラー全長に亘って均一に
しシワの発生を更に効果的に防ぐことができる。

網４に張力を与える手段の設置箇所はローラーの両端で
も片側でも必要に応じて任意に選択することができる。

以上に詳述した本発明に係る弾性ローラーは特に実施例
を挙げないが液体を用いた画像形成装置において、現像
手段、液絞り手段、液流止子段、クリーニング手段とし
て適用が可能である。

そして各用途例において本発明の弾性ローラーは先に説
明したとおり従来のスポンジ等の弾性部材を用いたロー
ラーでは得ることの出来なかった種々の効果を発揮する
ことができた。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明弾性ローラーの一部構成要
素を説明する略画断面図、第３図ａ、ｂ。 ｃ１第４図ａ 、 ｂ１第５図ａ、ｂは夫々、本発明の
実施例を示す略画断面図、第６図は、弾性ローラーと感
光ドラムの圧接状態を略画的に示す側断面図、第７図乃
至第１４図は、本発明弾性ローラーの別の実施例を示す
略画断面図である。 図に於いて、１・・・・・・弾性ローラー、２，７，７
’・・・・・・回転軸、３・・−・・・弾性気泡体、４
・・・・・・網、５・・・・・・有孔スリーブ、６，６
′・・・・・・剛性軸部材、８・・・・・・感光ドラム
、９．９’、１６・・・・・・コイルバネ、１０゜１０
’、１８，２７，３０，３０’・・・・・・剛性移動部
材、１１・・・・・・巻締部材、１２・・・・・・軸受
け、１５・・・・・・ガイド板、１７，２１・・・・・
・弾性体、１９，２８．２８’・・・・・・緊締部材、
２０・・・・・・板バネ、２２・・・・・・貫通口、２
３・・・・・・内部空洞、２４・・・・・・ヒーター、
２６，２９゜２９′・・・・・・剛性ネジ部材、３２，
３２’、３４・・・・・・ギヤ、３３・・・・・・モー
ター。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 剛性軸部材と、該軸部材周面に設けた弾性変形可能
   な気泡部を含む多孔性弾性部材の層と、該層を被う貫通
   孔を有する可撓性部材の外層とを備えている弾性ローラ
   ーに於て、該外層に対して該ローラーの軸方向への張力
   を与える手段を設けたことを特徴とする弾性ローラー。 ２ 張力が外層にシワを生じさせない程度に与えられる
   特許請求の範囲第１項記載の弾性ローラー。 ３ 外層の径をローラーの全長に亘って略均−に維持さ
   せるための手段をローラーの両端に配設した特許請求の
   範囲第１項記載の弾性ローラー。 ４ ローラーの両端部に於ける多孔性弾性部材の層の一
   部を、弾性率及び硬度が前記部材よりも大である別種の
   弾性体で置換してなる特許請求の範囲第１項記載の弾性
   ローラー。 ５ ローラーの圧接変形の程度を規制する手段をローラ
   ーの両端に配設した特許請求の範囲第１項記載の弾性ロ
   ーラー。 ６ 外層が網状体の筒体より構成されている特許請求の
   範囲第１項記載の弾性ローラー。