JPS62251518A - 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は、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、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連票
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が一定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、 輪状の芯金部材の周囲に、弾性材料より成る円筒状の弾
性層を有する弾性ローラにおいて、弾性層は、芯金部材
の周囲に順次形成される基層部、空孔要部そして表層部
とから成り、空孔要部には、基層部と表層部とを結ぶ壁
状の支柱部によって区画されて軸方向に延びる複数の空
孔が周方向に等間隔に設けられ、 上記空孔は、弾性ローラの任意の半径線が二基上の空孔
を貫通するように形成され、表層部は厚さが０．３ｍｍ
以上であり、支柱部の壁は０．２　ｖｓ以上かつ表層部
の厚さ以下である、ことを特徴とするものである。

さらに、弾性ローラが複写機の定着ローラのごとく均一
かつ良好な熱転感性を要求されるものであるときには、
表層部の厚さを２寵以下とするのがよい。

（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図は他の実施例とし
ての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。

弾性層１は、合成樹脂、ゴム等の弾性材料より成り、芯
金部材２６上に接面して形成される円筒状の基層部２と
、その上の設けられた空孔要部３そして外皮となる表層
部４とから成っている。上記空孔要部３は、基層部２か
ら半径方向外方に延出する複数の支柱部３＾によって空
孔５が設けられている。そして、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３Ａ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３Ａは第２図のごとく弾性ローラの半径線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、どの角位置においても常に２以
上の空孔５を貫通するように形成されている。本実施例
では第２図のごとく２つの空孔７を貫通している。

なお、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４
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。

上記のような弾性層にあって、表層部の厚さは０．３　
ｔｍ以上であり、支柱部３Ａの壁厚は０．２ｍｍ以上か
つ表層部の厚さ以下に設定されている。

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、任意の角度での半径線７が必ず２以上
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ニップ部においてほぼ同じ変形度と
なり、しかも支柱部３Ａの壁厚が表層部よりも薄いので
撓みやすくなり、ローラ全体としては変形が容易となっ
ている。さらに第２図の場合は支柱部３Ａが傾斜してい
るので、より変形しやすい。また一定厚さを有する表層
部４が上記周方向での変形度をさらに均一化しており、
空孔の近傍と支柱部の近傍とでは変形度の差はなくなる
。しかもかかる状態にあっても表層部４は所定の表面強
度をも確保している。

上述のごとくの弾性ローラについて、種々の寸法値のも
のについて試験を行った結果、弾性ローラの外径あるい
は弾性層の材質にあまり支配されることなく、上記表層
部の下限値は０．３鶴位であることが確認された０例え
ば複写機の定着ローラとして使用した場合、表層部の厚
さが０．３　ａｍあれば後述のごとく定着ムラとか紙シ
ワ等の定着性の低下はみられないことが判明している。

また弾性ローラを複写機の定着ローラとして使用する場
合には、均一かつ良好な熱伝導が要求されるが、これを
満足するには上記表層部の厚さが２ｎ以下であることが
望ましいことも確認されている。

さらに、支柱部の壁厚に関しても諸値の寸法について試
験を行った結果、弾性ローラの外径や弾性層の材質差に
あまり左右されることなく、変形時の空孔形状を安定さ
せるには下限が０．２鶴であり、かつ変形しやすくする
という点から表層厚さ以下にするとよい、ということが
確認された。

第３図は空孔の形状及び配列に関し、他の可能性を示す
他の実施例である。同図において支柱部３Ｂは周方向に
ジグザグ状に設けられて、円周側と外周側に互いに対向
し、半径線に対して対称な略三角形状をなしている０本
実施例の場合も、前実施例と同様に表層部の厚さ及び支
柱部の厚さについての要件は具備されねばならないが、
ここで注意することは、任意の半径線が二つ以上の空孔
を貫通するという要件をも備えなければならないために
、支柱部の壁厚との関係で、該支柱部の半径線となす角
を極度に小さくする（支柱部が半径線に至近する方向に
もってゆく）ことはできない、という点である。またこ
れは変形しにくくなるという点でも好ましくない。

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に−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　’Ｃに保つように温度制御を行なってい
る。定着ローラ４ｏ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鶴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２４鰭、
有効周面長さ２３０　ｍｍ、肉厚７ｆｌの連票状弾性層
を設け、その表層で測定した硬度が硬度２７（アスカ−
０３００ｇ定荷重に７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。かがる定着
装置によって、未定着トナー像を有するＡ４サイズ紙（
８０ｇ／　ｍ　）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、搬送用のローラ、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、該空孔を半径線に対し非対称とし、さらに
任意の半径線が２以上の空孔を貫通するように配し、表
層部の厚さを０．３ｕ以上とし、支柱部の壁厚を０．２
鶴以上かつ表層部の厚さ以下としたので、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。 １・・・・・・・・・・・・・・・弾性層２・・・・・
・・・・・・・・・・基層部３・・・・・・・・・・・
・・・・空孔要部３Ａ・・・・・・・・・・・・・・・
支柱部４・・・・・・・・・・・・・・・表層部５ｉ８
．９．１０・・・・・・空孔 ６．７；１）・・・・・・・・・半径線２６・・・・・
・・・・・・・・・・芯金部材筒　１　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸状の芯金部材の周囲に、弾性材料より成る円筒
   状の弾性層を有する弾性ローラにおいて、弾性層は、芯
   金部材の周囲に順次形成される基層部、空孔層部そして
   表層部とから成り、空孔層部には、基層部と表層部とを
   結ぶ壁状の支柱部によって区画されて軸方向に延びる複
   数の空孔が周方向に等間隔に設けられ、 上記空孔は、弾性ローラの任意の半径線が二以上の空孔
   を貫通するように形成され、 表層部は厚さが０．３ｍｍ以上であり、支柱部の壁は０
   ．２ｍｍ以上かつ表層部の厚さ以下である、ことを特徴
   とする弾性ローラ。
2. （２）表層部は、厚さが２ｍｍ以下であることを特徴と
   する特許請求の範囲第（１）項記載の弾性ローラ。