JPS62224719A - 弾性ロ−ラ - Google Patents

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。

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
触圧が一様であ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は、複写機における定着装置の加
圧ローラや搬送ローラ、感光体用のクリーニングローラ
等、そして非回転状態で用いられるものとしてはプラテ
ンローラ等が挙げられる。

上記用途のための弾性ローうとしては、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機械的
強度や物理特性などの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１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部領域と
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圧が一様かつ耐久性に優れた弾性ロ
ーラ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、 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ている弾性ローラ
において、 上記弾性層には、軸方向に延びる複数の空孔が、支柱部
によって周方向に等間隔に区分されて設けられ、 上記支柱部は、弾性ローラの半径線に対して傾斜してお
り、かつ任意の半径線が常にいづれかの空孔を貫通する
ように形成されている、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、本発明の詳細な説明する
。

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側面図、第３図は該へ性ローラの
成形中にある成形装置の断面図である。

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２６＾、２６Ｂが設けられている。

そして上記弾性層ｌ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
する複数の支柱部３と、各支柱部３を連らねる円筒状の
表層部４とから成っている。上記支柱部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、上記の支柱部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、はぼ芯金
部材に平行な、複数の空孔５が形成される。

上記支柱部３は第２図のごとく弾性ローラの半径ｖＡ６
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Ｌ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
含め基層部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
。尚、本発明者らの検討の結果、傾斜角αとしては３０
°〜５０゜が好ましいことがわかった。何となれば、傾
斜角αが３０°より小さいと支柱部が立ち過ぎて、ロー
ラの支柱部と空孔部とで硬さのむらを生じ、また、傾斜
角αが５０°より大きいと、ローラ使用中空孔部がつぶ
れてしまい、やはりローラの硬さにばらつきを生じてし
まう。そして、このようなローラの硬さむらは、ローラ
を定着用ローラとして使用した場合には、定着むらとな
ってあられれるからである。。

このような本実施例にあっては、弾性ローラが相手方と
接触した際には、支柱部３が傾いているために撓みやす
く、すなわち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、その他の形状でもよく、第
３図ないし第５図にその可能性を示す。

第３図において、空孔は第２図に示されるものに類似し
ているが、第２図では支柱部の厚さがほぼ一定であった
のに対し、第３図の本実施例では支柱部論が半径外方位
置で狭く、半径内方位置で広くなっている点で相違して
いる。したがって表層部４の近傍では空孔の周方向幅が
広くなっているので容易に変形しやすくなっている。

次に第４図にあっては、第２図のものの空孔が半径線に
対して非対称であったのに対し、対称形である例を示し
ている。かかる場合には弾性ローラとしての使用の際の
回転方向が限定されない点に特徴がある。

さらに、第５図には支柱部が必ずしも直線的であること
を要しないことを示している。同図において支柱部はク
ランク状に屈曲しているが実質的には半径線に対して傾
斜している。

以上のよううに各種変形可能であるが、いずれも支柱部
が傾斜しまた任意の半径線が常にいずれかの空孔を貫通
している、という要件は具備しており、きわめて変形し
やすくかつその変形は均一である。

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６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２５龍、肉厚１．４鶴の円筒状
のアルミニウム芯材の周面上にフッ素樹脂被覆を約２５
μｍ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１．１　ｋｗ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１０■■のステンレス製芯材上
に、第２図ないし第５図の断面形状で、外径２４ｎ＋、
有効周面長さ２３０龍、肉厚７龍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−０３０
０ｇ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６６ｗ／ｓで矢印ａ方向に回転駆動される定着ロ
ーラ４０に対して従動自在に支持されている。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５２
を担持する記録材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、未定着トナーを有するＡ４サイズ紙（８０
ｇ／ｎ？）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、上記サイズ祇２０万枚の定
着処理を行なった後も、ローラの外径変化及び硬度変化
が極めて少なく祇シワ、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、搬送ローラ、感光体用のクリーニングローラ、あ
るいはプラテン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、弾性層に軸方向に延びる複数の
空孔を設け、該空孔を周方向に仕切る支柱部が半径線に
対し傾斜し、さらに任意の半径線がいづれかの空孔を貫
通するように配したので、空孔の大きさ形状等の選択に
より、瓶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１、　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
ラの側面図、第３図ないし第５図は他の実施例の弾性ロ
ーラの側面図、第６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
。 ｌ・・・・・・・・・弾性層 ３．３八・・・・・・・・・支柱部 ５・・・・・・・・・空孔 ６．７・・・・・・半径線 ２６・・・・・・・・・芯金部材 特許出願人　　　　　　　キャノン株式会社代　理　人
　　弁理士　　藤　　岡　　　徹第１図 第５図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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ている弾性ローラ
   において、 上記弾性層には、軸方向に延びる複数の空孔が、支柱部
   によって周方向に等間隔に区分されて設けられ、 上記支柱部は、弾性ローラの半径線に対して傾斜してお
   り、かつ任意の半径線が常にいづれかの空孔を貫通する
   ように形成されている、 ことを特徴とする弾性ローラ。