JPS62251519A - 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。一方向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、上記空孔が占める空間総容
積は弾性ローラの体積に対して２０〜６０％である、 ことを特徴とするものである。

上記空間総容積はさらに好ましくは弾性ローラの体積に
対して３０〜５ｏｚとするならば、より安定した変形が
なされる。また、空孔の形状を半径線に対して非対称と
するならば、変形時の安定性が向上するのみならず、上
記数値が少ない範囲であっても変形しやすい。

（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Ｎ１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。これら空孔
５の占める空間総容積は弾性ローラの体積（空孔を含め
た体積）の２０〜６０％で好ましくは３０〜５０％に設
定されている。

この体積比についての値ならば安定ししかも変形しやす
いが、例えば複写機の定着ローラのような熱伝導性を要
求されるものの場合、熱容量が小さいので温度の立ち上
がりが早いという利点をも得る。

上記支柱部３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。

上記支柱部３の傾斜角α及びその厚さ【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。

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ンプ部においてほぼ同じ変形度と
なり、しかも空孔５の総容積が弾性ローラの体積の２０
〜６０％であって多くの空間を占めているために変形し
易く、さらに第２図の場合には空孔５が半径線に対して
非対称で支柱部３が傾いているので、より変形し易くな
っている。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、本実施例では空孔は半径線に対して非対称で円周
方向に車列に配された台形状となっているが、これに限
定されることなく、例えば半径線に対称そして何列にも
配することができる。

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。同図においては各空孔はほぼ長方形
をなしていて、半径線に対して対称形である。空孔は半
径方向に、内側空孔８．中間空孔９そして外側空孔１０
と三列にならんでおり、しかも各列の空孔８．９．１０
は任意の角位置の半径線１）が少なくとも２以上の空孔
を貫通するように配列されている。この場合も、空孔８
，９．１０の占める空間総容積は弾性ローラの体積の２
０〜６０％である。

本実施例では、空孔の数が列数によって増大するので、
弾性ローラは変形しやすくしかもその変形特性はどの場
所においてもほぼ同一になる。

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鰭、肉厚１．４鰭の円筒杖
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％１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ＩＱ＋ｕ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２３０鶴、肉厚７ｆｉ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−０
３００ｇ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６６ＩＩｍ／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／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、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、搬送用のローラ、怒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、空
孔の占める空間の総容積を弾性ローラの体積の２０〜６
０％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る。 ｌ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・弾性層
５；８，９．１０・・・・・・・・・・・・空孔６．７
；１）・・・・・・・・・・・・・・・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

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （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、 上記空孔が占める空間総容積は弾性ローラの体積に対し
   て２０〜６０％である、 ことを特徴とする弾性ローラ。
2. （２）空孔が占める空間総容積は弾性ローラの体積に対
   して３０〜５０％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。
3. （３）空孔は半径線に対して非対称であることを特徴と
   する特許請求の範囲第（１）項または第（２）項記載の
   弾性ローラ