(57)【要約】【課題】本発明の目的は、メディアの搬送精度を向上させたメディア搬送用ローラを提供することである。【解決手段】本発明は、樹脂層の表面に無機粒子に由来する複数の凸部を有しており、基体の回転軸に平行な方向の断面において、凸部の全数の少なくとも６０％は、基体表面からの高さが、基体表面からの高さが最も高い凸部の高さをＴｍａｘとしたときに、Ｔｍａｘ以下、Ｔｍａｘの７０％以上の範囲にある第１の凸部群、またはＴｍａｘの６０％以下、Ｔｍａｘの３０％以上の範囲にある第２の凸部群に属しており、前記第１の凸部群に属する凸部の、樹脂層の表面における凸部全数に対する存在比率は１０％以上、３０％以下であり、前記第２の凸部群に属する凸部の、樹脂層の表面における凸部全数に対する存在比率は５０％以上、７０％以下であることを特徴とするメディア搬送用ローラである。【選択図】図２
2010260706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の基体と、無機粒子を含有する樹脂層と、を有するメディア搬送用ローラであって、
該樹脂層の表面に該無機粒子に由来する複数の凸部を有しており、
該基体の回転軸に平行な方向の断面において、該凸部の全数の少なくとも６０％は、該基体表面からの高さが、該基体表面からの高さが最も高い凸部の高さをＴｍａｘとしたときに、Ｔｍａｘ以下、Ｔｍａｘの７０％以上の範囲にある第１の凸部群、またはＴｍａｘの６０％以下、Ｔｍａｘの３０％以上の範囲にある第２の凸部群に属しており、
該第１の凸部群に属する凸部の、該樹脂層の表面における凸部全数に対する存在比率は１０％以上、３０％以下であり、
該第２の凸部群に属する凸部の、該樹脂層の表面における凸部全数に対する存在比率は５０％以上、７０％以下であることを特徴とするメディア搬送用ローラ。
【請求項２】
前記無機粒子が、鋭角の頂点を有する多面体粒子である請求項１に記載のメディア搬送用ローラ。
【請求項３】
前記無機粒子がセラミック粒子及びガラス粒子から選ばれる少なくとも一種である請求項１または２に記載のメディア搬送用ローラ。
【請求項４】
前記樹脂層が、熱可塑性樹脂をバインダー樹脂として含む請求項１乃至３の何れかに記載のメディア搬送用ローラ。
【請求項５】
前記樹脂層が、熱硬化性樹脂をバインダー樹脂として含む請求項１乃至３の何れかに記載のメディア搬送用ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＡ機器などのメディア搬送用ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の高精細な画像が要求されるプリンタや複写機等のＯＡ機器には、メディア搬送精度をより一層向上させるため、金属製の剛性が高い芯金に高い摩擦係数を有する塗膜を形成したメディア搬送ローラが用いられている。
【０００３】
メディア搬送精度を向上させるための提案としては、セラミック粒子を含む塗膜をスプレー塗装により形成し、前記表層から露出したセラミック粒子の凹凸により摩擦係数を大きくしてメディア搬送精度を高めている。
【０００４】
また、特許文献１には、円筒状部材の周面上にフィラー及び樹脂成分を混合させた塗料を吹付塗装し、乾燥若しくは焼成することにより形成したメディア搬送用ローラが開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、円筒状部材の表面に形成された合成樹脂被覆層に接着剤を塗装やスピンコート法により塗布した状態で硬質粒子を吹き付けることで形成したメディア搬送用ローラが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２４６０６９号公報
【特許文献２】特開２００６−１６７９１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１及び特許文献２に記載の方法は、粒度分布が１０〜１００μｍのフィラーをアクリル樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂成分を混合させた塗料を吹付塗装することによりメディア搬送用ローラの表層を形成している。しかしながら、この表層形成方法では、ブロードな粒度分布をもった無機粒子で表層が形成されており、紙やフィルムなど、剛性の異なったメディアに対するミクロ的な接触状態を最適に制御できない。そのため、ローラ表面のフィラーとメディアがスリップを起こすことにより、所望のメディアの搬送力が得られず、メディアの搬送精度が悪化し、搬送性能が得られない課題が生じる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記問題点を考慮してなされたものであり、該メディアの搬送精度を向上させたメディア搬送用ローラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
鋭意検討の結果、メディアを従来の手法よりも高精度に搬送するためには、メディア搬送用ローラ表面に存在する無機粒子に由来する凸部の高さや分布状態を制御することで可能である。
【００１０】
すなわち、本発明に係るメディア搬送用ローラは、円筒状の基体と、無機粒子を含有する樹脂層と、を有するメディア搬送用ローラであって、  該樹脂層の表面に該無機粒子に由来する複数の凸部を有しており、該基体の回転軸に平行な方向の断面において、該凸部の全数の少なくとも６０％は、該基体表面からの高さが、該基体表面からの高さが最も高い凸部の高さをＴｍａｘとしたときに、Ｔｍａｘ以下、Ｔｍａｘの７０％以上の範囲にある第１の凸部群、またはＴｍａｘの６０％以下、Ｔｍａｘの３０％以上の範囲にある第２の凸部群に属しており、該第１の凸部群に属する凸部の、該樹脂層の表面における凸部全数に対する存在比率は１０％以上、３０％以下であり、該第２の凸部群に属する凸部の、該樹脂層の表面における凸部全数に対する存在比率は５０％以上、７０％以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高精度にメディア搬送が可能なメディア搬送用ローラを得ることができる。
【００１２】
本発明では、第１の凸部群と第２の凸部群の存在比率を所定の範囲としているが、剛性の高いフィルムベースのメディアは第２の凸部群に触れることなく、主に第１の凸部群に属する凸部で搬送される。本発明では、第１の凸部群に属する凸部の存在比率を比較的少なくすることにより、剛性の高いフィルムベースのメディアの搬送に寄与する凸部に掛かる荷重を相対的に大きくすることができ、フィルムベースのメディアを良好に搬送することができる。また、剛性の低い紙ベースのメディアに対しては、第２の凸部群を所定の割合で存在させることにより、第１の凸部群と第２の凸部群との双方に触れさせることができ、搬送力（摩擦力＋引っ掛け力）が大きくなり、紙ベースのメディアを良好に搬送することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のメディア搬送用ローラの構成を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係るメディア搬送用ローラの断面拡大図である。
【図３】メディア搬送用ローラの塗膜形成装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の具体的な実施形態を説明する。図１に示すように、本発明に係るメディア搬送用ローラは円筒状の基体２と、前記基体の表面に形成された樹脂層１とから構成されている。
【００１５】
樹脂層１は、図２に示すように無機粒子３とバインダー樹脂４とを含む。そして、樹脂層１は、無機粒子３に由来する複数の凸部を表面に有している。
【００１６】
［樹脂層］
基体２の回転軸に平行な方向の断面において、樹脂層の表面の凸部の全数の少なくとも６０％は、以下で定義される第１の凸部群または第２の凸部群に属している。
第１の凸部群：基体２の表面からの高さが、基体表面からの高さが最も高い凸部の高さをＴｍａｘとしたときに、Ｔｍａｘ以下、Ｔｍａｘの７０％以上の範囲にある。
第２の凸部群：基体２の表面からの高さが、Ｔｍａｘの６０％以下、Ｔｍａｘの３０％以上の範囲にある。
【００１７】
また、該第１の凸部群に属する凸部の、該樹脂層の表面における凸部全数に対する存在比率は１０％以上、３０％以下である。
【００１８】
更に、該第２の凸部群に属する凸部の、該樹脂層の表面における凸部全数に対する存在比率は５０％以上、７０％以下である。
【００１９】
第１の凸部群に属する凸部の、該樹脂層の表面における凸部全数に対する存在比率が１０％未満であると、メディア搬送用ローラの引っかき力が落ちるため、フィルムの搬送力が低下する場合がある。また、第２の凸部群に属する凸部の、該樹脂層の表面における凸部全数に対する存在比率が５０％未満であると、メディア搬送用ローラの摩擦力と引っ掛け力が落ちるため、光沢紙の搬送力が低下する場合がある。
【００２０】
［無機粒子］
樹脂層１の表面に凸部を形成する無機粒子３としては、メディアに対する摩擦係数が高いもの、具体的には、鋭角の頂点を有する多面体粒子を用いることが好ましい。このような無機粒子の例としては、セラミック粒子やガラス粒子が挙げられる。また、セラミックス粒子としては、例えばアルミニウム、ケイ素、チタン又はジルコニア等の元素を含む酸化物、窒化物又は炭化物或いはそれらの化合物が挙げられる。具体的には、炭化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナ、シリカ、炭化チタン、酸化ジルコニウムから選ばれる少なくとも一種を用いるのが望ましい。
【００２１】
［バインダー樹脂］
次に、樹脂層に用いるバインダー樹脂４は、樹脂組成物による塗膜形成プロセスの形態に応じて熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、放射線硬化型樹脂を適宜選択することが可能である。
【００２２】
熱可塑性樹脂の例としては以下のものが挙げられる。アクリル樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエステル系樹脂、オレフィン系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ノルボルネン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエーテル系樹脂、フェノール系樹脂、アリール系樹脂およびこれらの共重合体からなる熱可塑性樹脂等。特にアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂であることが、金属製ローラと無機粒子への密着性の観点から望ましい。
【００２３】
また、硬化性樹脂としては更に塗膜形成プロセスの形態に応じて熱硬化性、放射線硬化型等の樹脂を適宜選択することが出来る。そのような樹脂として、例えばアクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、エポキシ系樹脂のいずれかを含有する樹脂を用いることができる。
【００２４】
これら樹脂の中でも特にアクリル系樹脂やエポキシ系樹脂であることが、金属製ローラと無機粒子への密着性の観点から望ましい。
【実施例】
【００２５】
次に、本発明を実施例と比較例により具体的に説明する。
【００２６】
（実施例１）
＜第１の凸部群（Ｔｍａｘ．７０％以上／３０％）、第２の凸部群（Ｔｍａｘ．３０％以上６０％以下／７０％）の場合・・粒子密度が上限値である場合＞
【００２７】
［塗料組成物の調製方法］
上記した表面特性を備えた樹脂層を製造する上では、無機粒子の粒子径を制御することが有効である。粒子径の制御は例えば金属製の網ふるいによって行うことができる。
【００２８】
樹脂層の形成に用いる塗料の調製は次の２つの工程を経て行った。
【００２９】
（第１工程）合成樹脂溶液の作製
バインダー樹脂の原料として熱硬化性エポキシ樹脂（１００１／ジャパンエポキシレジン製）６０ｇを用い、アセトン４３５ｇに溶解させた。溶解後、無機粒子としてチタンブラック粒子（粒径（体積平均粒径）：０．２５μｍ／三菱マテリアル製）５ｇ、酸化チタン粒子（粒径（体積平均粒径）：０．２８μｍ／石原産業製）を１５ｇ、前記樹脂溶液中に混合・分散させた。ここで、前記無機粒子と樹脂溶液を混合・分散する装置としては、時点・公転ミキサー（商品名：あわとり練太郎ＡＲＥ−２５０；株式会社シンキー製）を使用した。混合・分散時間は３分とした。
【００３０】
ここで、本発明に用いるアクリル樹脂やエポキシ樹脂などの合成樹脂は単独では無色或いは淡黄色が多く、メディア搬送用ローラの塗料に用いた場合、塗膜形成後のキズ等の検査が困難である。そこで、前記無機粒子を添加することで塗膜形成後の検査を容易にしかも確実に出来るようになる。
【００３１】
（第２工程）無機粒子の添加
次に、前記合成樹脂溶液中に無機粒子径がＴｍａｘの７０％以上の範囲にある第１の凸部群の粒子径に分級した無機粒子３を３０％、また、Ｔｍａｘの６０％以下及びＴｍａｘの３０％以上の範囲にある第２の凸部群の粒子径に分級した無機粒子３を７０％添加した。より具体的には、第１の凸部群として粒子径が７５μｍ以上の範囲にある粒子径に分級した無機粒子３を１００ｇ添加し、第２の凸部群として６４μｍ以下及び３２μｍ以上の範囲にある粒子径に分級した無機粒子３を５００ｇ添加し、混合した。無機粒子の分級には、ＪＩＳ粒度＃２２０の超音波ふるいを用いた。
【００３２】
［塗膜の形成方法］
前記無機粒子を添加した合成樹脂溶液を、溶剤脱脂した金属製のローラ２の円周上に図３の塗膜形成装置を用い、金属製ローラ２の表面上に塗料を塗布した。塗装後、温風循環式恒温炉により焼成を行って樹脂層（塗膜）１（膜厚２０μｍ）を形成した。より具体的に以下に記載する。
【００３３】
まず、金属製ローラ２としては切削・研磨されたφ１５ｍｍのステンレス材を用いた。なお、金属製ローラ２としてはステンレス以外にも無電解ニッケルメッキなどによりメッキ処理された鋼材や軽量なアルミニウム合金なども好適である。また、前記金属製ローラ２表面をアセトン等のケトン系溶剤やイソプロピルアルコール等のアルコール系溶剤により脱脂洗浄したあと、スプレー工程に移すことができる。
【００３４】
本実施例で使用したスプレー装置の概要を図３に示す。まず、５は塗料を均一に攪拌するためのタンクを示し、タンクの内部にはモーター駆動による攪拌用プロペラが付属しており、無機粒子３の沈降を防止している。６は圧送用のポンプを示し、７は液圧レギュレーターを示す。８はスプレーガンを示し、ノードソン社製のパルススプレーガンを用いた。
【００３５】
スプレーガン８の吐出条件は、オペレーションエア圧力が０．３ＭＰａ、霧化エア圧が０．２ＭＰａ、パターンエア圧が０．０６ＭＰａに設定した。
【００３６】
スプレーガン８の吐出条件を設定後、金属製ローラ２の両端部を不図示の治具により把持して、ローラの軸線周りに１０００ｒｐｍで自転させ、スプレーガン８を１０ｃｍ離した状態で、ローラの軸線方向に移動させて塗装を行った。塗装後、温風循環式恒温炉により焼成を行い、樹脂層１を形成した。焼成条件は１５０℃で３０ｍｉｎとした。
【００３７】
［メディア搬送用ローラの搬送力評価方法］
固定されたメディア搬送用ローラとピンチローラ（不図示）との間に紙やフィルムなどのメディアを挟み込み、メディアをメディア搬送用ローラが平行になるように引張り、メディアが滑り出す最大の荷重を搬送力と定義した。なお、ローラは回らないように固定している。
【００３８】
［評価］
焼成後、得られた塗膜１の搬送精度の性能評価を行った。その結果、表１に示すように第１の凸部群（Ｔｍａｘ．７０％以上／３０％）、第２の凸部群（Ｔｍａｘ．３０％以上６０％以下／７０％）の場合、搬送メディア種である光沢紙やフィルムの搬送力は高く、良好な搬送性能が得られた。
【００３９】
なお、Ｔｍａｘの測定は、レーザー顕微鏡を用い、顕微鏡写真の画像処理を行い、各粒子のＴｍａｘを実測した。
【００４０】
（実施例２）
＜第１の凸部群（Ｔｍａｘ．７０％以上／１０％）、第２の凸部群（Ｔｍａｘ．３０％以上６０％以下／５０％）の場合・・粒子密度が下限値である場合＞
【００４１】
実施例１と同様に無機粒子を合成樹脂溶液中に分散させた。前記合成樹脂溶液中に無機粒子径がＴｍａｘの７０％以上の範囲にある第１の凸部群の粒子径に分級した無機粒子３を１０％、またＴｍａｘの６０％以下及びＴｍａｘの３０％以上の範囲にある第２の凸部群の粒子径に分級した無機粒子３を５０％添加した。
【００４２】
前記無機粒子を添加した合成樹脂溶液を、溶剤脱脂した金属製のローラ２の円周上に図３の塗膜形成装置を用い、金属製ローラ２の表面上に塗料を塗布した。塗装後、温風循環式恒温炉により焼成を行って樹脂層（塗膜）１を形成した。
【００４３】
焼成後、得られた樹脂層（塗膜）１の搬送精度の性能評価を行った。その結果、表１に示すように第１の凸部群（Ｔｍａｘ．７０％以上／１０％）、第２の凸部群（Ｔｍａｘ．３０％以上６０％以下／５０％）の場合、搬送メディア種である光沢紙やフィルムの搬送力は高く、良好な搬送性能が得られた。
【００４４】
（比較例１）
＜第１の凸部群（Ｔｍａｘ．６５％以上／３０％）、第２の凸部群（Ｔｍａｘ．３０％以上６０％以下／７０％）の場合＞
【００４５】
実施例１と同様に無機粒子を合成樹脂溶液中に分散させた。前記合成樹脂溶液中に無機粒子径がＴｍａｘの６５％以上の範囲にある第１の凸部群の粒子径に分級した無機粒子３を３０％、またＴｍａｘの６０％以下及びＴｍａｘの３０％以上の範囲にある第２の凸部群の粒子径に分級した無機粒子３を７０％添加した。
【００４６】
前記無機粒子を添加した合成樹脂溶液を、溶剤脱脂した金属製のローラ２の円周上に図３の塗膜形成装置を用い、金属製ローラ２の表面上に塗料を塗布した。塗装後、温風循環式恒温炉により焼成を行って樹脂層（塗膜）１を形成した。
【００４７】
焼成後、得られた樹脂層（塗膜）１の搬送精度の性能評価を行った。その結果、表１に示すように第１の凸部群（Ｔｍａｘ．６５％以上／３０％）、第２の凸部群（Ｔｍａｘ．３０％以上６０％以下／７０％）の場合、搬送メディア種である光沢紙の搬送力は高く良好であった。しかし、クリアフィルムに対する搬送力は低く、メディア搬送用ローラの性能は低下した。
【００４８】
（比較例２）
＜第１の凸部群（Ｔｍａｘ．７０％以上／３０％）、第２の凸部群（Ｔｍａｘ．２０％以上６０％以下／７０％）の場合＞
【００４９】
実施例１と同様に無機粒子を合成樹脂溶液中に分散させた。前記合成樹脂溶液中に無機粒子径がＴｍａｘの７０％以上の範囲にある第１の凸部群の粒子径に分級した無機粒子３を３０％、またＴｍａｘの６０％以下及びＴｍａｘの２０％以上の範囲にある第２の凸部群の粒子径に分級した無機粒子３を７０％添加した。
【００５０】
前記無機粒子を添加した合成樹脂溶液を、溶剤脱脂した金属製のローラ２の円周上に図３の塗膜形成装置を用い、金属製ローラ２の表面上に塗料を塗布した。塗装後、温風循環式恒温炉により焼成を行って樹脂層（塗膜）１を形成した。
【００５１】
焼成後、得られた樹脂層（塗膜）１の搬送精度の性能評価を行った。その結果、表１に示すように第１の凸部群（Ｔｍａｘ．６５％以上／３０％）、第２の凸部群（Ｔｍａｘ．３０％以上６０％以下／７０％）の場合、搬送メディア種であるクリアフィルムの搬送力は高く良好であった。しかし、光沢紙に対する搬送力は低く、メディア搬送用ローラの性能は低下した。
【００５２】
（比較例３）
＜第１の凸部群（Ｔｍａｘ．７０％以上／５％）、第２の凸部群（Ｔｍａｘ．３０％以上６０％以下／７０％）の場合＞
【００５３】
実施例１と同様に無機粒子を合成樹脂溶液中に分散させた。前記合成樹脂溶液中に無機粒子径がＴｍａｘの７０％以上の範囲にある第１の凸部群の粒子径に分級した無機粒子３を５％、またＴｍａｘの６０％以下及びＴｍａｘの３０％以上の範囲にある第２の凸部群の粒子径に分級した無機粒子３を７０％添加した。
【００５４】
前記無機粒子を添加した合成樹脂溶液を、溶剤脱脂した金属製のローラ２の円周上に図３の塗膜形成装置を用い、金属製ローラ２の表面上に塗料を塗布した。塗装後、温風循環式恒温炉により焼成を行って樹脂層（塗膜）１を形成した。
【００５５】
焼成後、得られた樹脂層（塗膜）１の搬送精度の性能評価を行った。その結果、表１に示すように第１の凸部群（Ｔｍａｘ．７０％以上／５％）、第２の凸部群（Ｔｍａｘ．３０％以上６０％以下／７０％）の場合、搬送メディア種である光沢紙の搬送力は高く良好であった。しかし、クリアフィルムに対する搬送力は低く、メディア搬送用ローラの性能は低下した。
【００５６】
（比較例４）
＜第１の凸部群（Ｔｍａｘ．７０％以上／３０％）、第２の凸部群（Ｔｍａｘ．３０％以上６０％以下／４０％）の場合＞
【００５７】
実施例１と同様に無機粒子を合成樹脂溶液中に分散させた。前記合成樹脂溶液中に無機粒子径がＴｍａｘの７０％以上の範囲にある第１の凸部群の粒子径に分級した無機粒子３を３０％、またＴｍａｘの６０％以下及びＴｍａｘの３０％以上の範囲にある第２の凸部群の粒子径に分級した無機粒子３を４０％添加した。
【００５８】
前記無機粒子を添加した合成樹脂溶液を、溶剤脱脂した金属製のローラ２の円周上に図３の塗膜形成装置を用い、金属製ローラ２の表面上に塗料を塗布した。塗装後、温風循環式恒温炉により焼成を行って樹脂層（塗膜）１を形成した。
【００５９】
焼成後、得られた樹脂層（塗膜）１の搬送精度の性能評価を行った。その結果、表１に示すように第１の凸部群（Ｔｍａｘ．７０％以上／３０％）、第２の凸部群（Ｔｍａｘ．３０％以上６０％以下／４０％）の場合、搬送メディア種であるクリアフィルムの搬送力は高く良好であった。しかし、光沢紙に対する搬送力は低く、メディア搬送用ローラの性能は低下した。
【００６０】
【表１】
2010260706.tif 000003
【符号の説明】
【００６１】
１・・樹脂層（塗膜）
２・・金属製ローラ
３・・無機粒子
４・・合成樹脂
５・・タンク
６・・圧送用のポンプ
７・・液圧レギュレーター
８・・スプレーガン
【図１】
2010260706.tif 000004
【図２】
2010260706.tif 000005
【図３】
2010260706.tif 000006