(57)【要約】【課題】  ローラの紙面接触部に特定の含フッ素ウレタンエラストマー材料を使用することにより、該接触面部が適度な硬度と低摩擦性を有し用紙搬送性能に優れ、またローラの用紙接触部の耐摩耗性、耐久性に優れた用紙搬送従動ローラを提供する。【解決手段】  文字あるいは画像等を印刷する印刷装置等に用いられる印刷用紙用搬送従動ローラ１において、該ローラ１の用紙接触部３に含フッ素ウレタンエラストマーを使用したことを特徴とする。【選択図】図１
2006089289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
文字あるいは画像等を印刷する印刷装置等に用いられる印刷用紙用搬送従動ローラにおいて、前記ローラの搬送用紙接触部が、合成樹脂製のローラ基体面に設けられた含フッ素ウレタンエラストマー部材から成り、前記含フッ素ウレタンエラストマー部材が、従動ロ−ラ直径を基準として１／５乃至１／１０の厚さに設けられ、前記ローラ基体は、該従動ローラの軸を挿入するための穴を有することを特徴とする印刷用紙搬送用従動ローラ。
【請求項２】
文字あるいは画像等を印刷する印刷装置等に用いられる印刷用紙用搬送従動ローラにおいて、前記ローラの搬送用紙接触部が、合成樹脂製のローラ基体面に積層された含フッ素ウレタンエラストマー層から成り、前記含フッ素ウレタンエラストマー層が、従動ロ−ラ直径を基準として１／５乃至１／１０の厚さに設けられ、前記ローラ基体は、該従動ローラの軸を挿入するための穴を有することを特徴とする印刷用紙搬送用従動ローラ。
【請求項３】
前記含フッ素ウレタンエラストマーの硬度（ＪＩＳ、Ｋ-7311 によるＪＩＳ、Ａ硬度）が、６０乃至９０の範囲にあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された印刷用紙搬送用従動ローラ。
【請求項４】
前記含フッ素ウレタンエラストマーが熱可塑性ポリウレタンエラストマーとフッ素樹脂から成るエラストマー組成物であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載された印刷用紙搬送用従動ローラ。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載された印刷用紙搬送用従動ローラ、及び駆動ローラを備え、前記駆動ローラを回転させることにより印刷用紙の供給あるいは排紙を行うことを特徴とする印刷用紙搬送用従動ローラを備えたプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、文字あるいは画像等を印刷する印刷装置等に用いられる用紙搬送用の従動ローラおよびこれを備えたプリンタに関し、より詳細には、ローラの紙面接触部に特定の含フッ素ウレタンエラストマー材料を使用することにより、該接触面部が適度な硬度と低摩擦性を有し用紙搬送性能に優れ、またローラの用紙接触部の耐摩耗性、耐久性に優れた印刷用紙搬送用従動ローラおよびこれを備えたプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンター等の印刷装置には、一般に、例えば、図３に示すような駆動ローラ１０と従動ローラ１１から成る用紙搬送機構が設けられ、駆動ローラ１０と従動ローラ１１との間に印刷用紙１２を挟み込む形で導入して駆動ローラ１０を回転させることにより印刷用紙１２の供給あるいは排紙の搬送操作が行なれる。
【０００３】
ここで、図２に基づいて従来の用紙搬送用従動ローラについて説明する。なお、図２の（ａ）は従来の用紙搬送用従動ローラの縦断面図であり、（ｂ）はその側面図を示す。
【０００４】
図２に示すように従来の従動ローラ１１は、特殊な形状のものを除き、通常、金属、硬質プラスチック等の材料から成るローラ基体１１ａと該基体１１ａの周面上に設けられたゴム、その他のエラストマー等の弾性材料から成るローラ周面部材１１ｂとから構成されている。
【０００５】
そして、前記従動ローラ１１では、ローラ基体１１ａの周面上に天然ゴム、合成ゴム等より成るゴム部材１１ｂが装着され、前記ゴム部材１１ｂと印刷用紙が接触する用紙接触部が構成されている。このゴム部材１１ｂの表面には、フッ素系樹脂コーティング加工を施して通常２０μｍ程度の厚さの、例えばポリフルオロエチレン樹脂被膜等のフッ素系樹脂コーティング被膜層１１ｃが形成されている。
【０００６】
このように構成された従動ローラ１１は、駆動ローラ１０との間に挟み込まれた印刷用紙１２等を一定荷重で押圧すると共に、駆動ローラ１０が回転することによりそれに伴って回転する。
【０００７】
この従動ローラ１１は印刷用紙を適正に搬送させる役割を果たす必要から、従動ローラ１１の印刷用紙と接触する部分の部材には、その機能として、適度な硬度やローラ表面低摩擦性が要求される。
【０００８】
このような機能を満たすために、前記したように従来の従動ローラには、印刷用紙と接触する該部材表面に、通常、厚さ２０μｍ程度のフッ素系樹脂被膜層をコーティング加工により施したゴム部材、即ち表面コ−トゴム部材が使用されていた（例えば特許文献１）。
【０００９】
【特許文献１】特開平４−１４０２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このように表面が、フッ素系樹脂加工されたゴム部材より成る従来の従動ローラは、適度な硬度、低摩擦性、弾性等の諸属性を有し、使用初期においては、充分にその機能を発揮するものであった。
【００１１】
しかしながら、上記従来の従動ローラは、繰り返し使用されているうちに前記ゴム部材の表面に形成されたフッ素樹脂コーティング層が次第に摩滅損耗し、ついにはその使用途中において、該コーティング層が摩滅により一部消滅してしまったり、あるいはまた局部的に剥離したりして該部分でゴム表面が露出することがあった。
【００１２】
そのため、印刷用紙面との接触摩擦係数が大きく上昇し、印刷用紙の適正な搬送機能が達成できなくなる不都合が生じたり、また該露出したゴム表面と搬送される印刷用紙の印字面が接触し、その際ゴム特有の配合物（例えばプロセスオイル等）の滲出により印刷用紙の印字面が汚染されて印刷品質の低下を招くという技術的課題があった。
【００１３】
上記課題を解決するために、該フッ素樹脂コート層を厚くすることも考えられるが、表面コーティング加工法による層厚の増加には自ずから限度があり、厚いコート層を形成することは技術的に困難で、しかもコ−ト層の均質性阻害やゴムとの密着性阻害等の新たな問題を生じさせることが判明した。
【００１４】
またコート層が、例えばポリテトラフルオロエチレン等である場合には、該樹脂自身は硬度が柔らかく、弾性回復性能がやや不足し、しかも若干の粘弾性的流動性を有するため、この層厚があまり厚い場合には、該樹脂自体の上記属性が優勢に発現され、本体のゴム層が本来有する弾性、硬度等の特性が部材全体としては充分に発現されない等の不都合が起こることが判明した。
【００１５】
このため、以前から上記したような使用途中のトラブルが回避され、長期の繰り返し使用に対しても耐久性を有する従動ローラの出現が強く求められていた。
【００１６】
従って、本発明の目的は、上記従来の従動ローラの不都合を解消し、長期間の繰り返し使用においても、適度な硬度、低摩擦性、弾性等の諸属性を持続的に保持し、充分にその機能を発揮できる使用耐久性に優れた用紙搬送用従動ローラおよびこれを備えたプリンタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明によれば、文字あるいは画像等を印刷する印刷装置等に用いられる印刷用紙搬送用従動ローラにおいて、該ローラの用紙接触部に含フッ素ウレタンエラストマーを使用したことを特徴とする印刷用紙搬送用従動ローラが提供される。
【００１８】
本発明は、従動ローラの印刷用紙との接触部分に、従来の表面フッ素系樹脂コーティング加工を施したゴム部材に替えて、含フッ素ウレタンエラストマーを使用し、従来の従動ローラのように表面コート層を設けない点が特徴である。
【００１９】
ここで、前記ローラの搬送用紙接触部が、合成樹脂製のローラ基体面に設けられた含フッ素ウレタンエラストマー部材から成ることが望ましく、また前記ローラの搬送用紙接触部が、合成樹脂製のローラ基体面に積層された含フッ素ウレタンエラストマー層から成ることが望ましい。更に、含フッ素素ウレタンエラストマー部材あるいは含フッ素ウレタンエラストマー層が、従動ロ−ラ直径を基準として１／５乃至１／１０の厚さに設けられることが望ましい。
【００２０】
また本発明における従動ローラ部材に用いる含フッ素ウレタンエラストマーは、主成分である熱可塑性ポリウレタンエラストマーとポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂成分及び少量の顔料等から成るエラストマー組成物であって、弾性や弾性回復性、引張強度、常温及び低温衝撃強度、低温での屈曲性等の機械的諸特性、耐熱性、耐油性、耐薬品性、耐オゾン性等に優れているだけでなく、特に優れた耐摩耗特性を有する。
【００２１】
本発明者等は、このエラストマー組成物から適度な硬度範囲のものを選択し、これを従動ローラの搬送用紙接触部の部材として用いた場合に、荷重下における印刷用紙との摩擦状態が良好で、優れた用紙搬送特性を示すことを見出し、この知見に基づき本発明を完成したものである。
【００２２】
本発明の従動ローラ部材に用いる上記エラストマー組成物は、熱可塑性ポリウレタンエラストマー（以下、このエラストマーをＴＰＵ略称する）を主構成成分とするが、このＴＰＵはジイソシヤネートとポリオール類乃至ポリエステル類を出発原料とする重縮合反応に依り得られるマルチブロックポリマーであり、その高分子鎖がゴム成分鎖部分（ソフトセグメント）と水素結合に依る分子拘束成分鎖部分（ハードセグメント）から成る。
【００２３】
前記出発原料であるジイソシヤネート、ポリオール、ポリエステル等の種類、投入比率、重合条件等を変えることにより、各セグメントの構成、大きさを変化させることができ、これにより種々の物性上の特徴を有するエラストマー等の重合体を選択調製することができる。
【００２４】
また、このＴＰＵ分子鎖中の前記ハードセグメントは、一定温度以上の高温に加熱することにより水素結合が解離され、ソフトセグメントと共に流動化するため通常のプラスチックと同様に加熱溶融成形が可能であり、更に、他種のプラスチック、例えばフッ素樹脂等と共にブレンド溶融する等の方法により組成物とすることもできる。
【００２５】
またこの一旦流動化させたＴＰＵは、冷却固化することにより再び前記両セグメント相に相分離し、ゴム弾性を回復する。
【００２６】
この各種ＴＰＵの内から、適度な硬度（ＪＩＳ、Ｋ-7311 によるＪＩＳ、Ａ硬度が約６０乃至９０゜の範囲にある）のエラストマーを選択し、これにポリフルオロエチレン樹脂等のフッ素樹脂を少量（通常１０乃至１５％程度）配合して得られた組成物から成る本発明の含フッ素ウレタンエラストマーは、選択されたＴＰＵが本来有する適度の硬度と優れたゴム弾性特性、機械特性、その他の諸特性を保持するだけでなく、上記ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂による分子間可塑化作用により優れた表面平滑性と低動摩擦性、即ち良好な紙送り特性が付与され、更に耐摩耗性が顕著に向上したものとなる。
【００２７】
従って、このように構成された本発明の印刷用紙搬送装置に用いられる搬送用従動ローラは、従来の従動ローラのように表面コート層を設けずとも充分にその機能を達成できるため、従来の従動ローラに生ずる不都合が全て解消され、長期間の繰り返し使用にも充分に耐久性を有する優れた用紙搬送用従動ローラとなる。
【００２８】
また本発明によれば、前記印刷用紙搬送用従動ローラ、及び駆動ローラを備え、前記駆動ローラを回転させることにより印刷用紙の供給あるいは排紙を行うことを特徴とする印刷用紙搬送用従動ローラを備えたプリンタが提供される。その結果、従来の従動ローラに生ずる不都合が全て解消され、長期間の繰り返し使用にも充分に耐久性を有するプリンタとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１は本発明にかかる印刷用紙搬送用従動ローラの一実施形態を示した図であり、（ａ）はその縦断面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【００３０】
従来の従動ローラは、前記したように、特殊な形状のものを除き、通常、金属、硬質プラスチック等の材料から成るローラ基体２該基体の周面上に設けられたゴム、その他のエラストマー等の弾性材料から成るゴム部材（ローラ面部材）とから成る。そして、従来の印刷用紙搬送用従動ローラの用紙接触部には、ローラ基体の周面上に天然ゴム、合成ゴム等より成るゴム部材（ローラ面部材）が装着され、このゴム部材（ローラ面部材）の表面にフッ素系樹脂コーティング加工を施して通常２０μｍ程度の厚さの、例えばポリフルオロエチレン樹脂被膜等のフッ素系樹脂コーティング被膜層を形成させることによって構成されている。
【００３１】
これに対し、本発明の印刷用紙搬送用従動ローラ１の用紙接触部においては、ローラ基体２の周面上に、ゴムに替えて、含フッ素ウレタンエラストマーより成るエラストマー部材（ローラ面部材）３が形成され、表面コーティング処理を施すことなく使用に供される。
【００３２】
本発明において、該ローラ基体２に形成されたローラ面部材３、すなわちローラの用紙接触部を構成する含フッ素ウレタンエラストマー材料としては、硬度（ＪＩＳ、Ｋ-7311 によるＪＩＳ、Ａ硬度）が約６０乃至９０゜の範囲にあるエラストマーを選択して使用することが好ましい。
【００３３】
特に、これらの内でも、特に一般にＴＰＵと略称される熱可塑性ポリウレタンエラストマーを主成分とし、これにポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂をブレンドして成るエラストマー組成物を用いることが、硬度、反撥弾性、表面低摩擦性等の諸因子に影響される従動ローラの用紙搬送特性が良好となる点及び摩耗耐性に優れる点から好ましい。
【００３４】
また、好適なエラストマー組成物として、硬度が６０乃至９０゜で、ＴＰＵ８５乃至９０重量％、ポリテトラフルオロエチレン１０乃至１５重量％の組成のエラストマー組成物、特にフッ素含有比１０％近傍の組成物を挙げることができる。この組成物には少量の顔料、耐熱安定剤、難燃剤、耐候剤等が含有されていても良い。
【００３５】
熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ＴＰＵ）としては、それ自体公知の市販エラストマーから適当な硬度のものを選択して用いることができる、例えばトリレンジイソシアネート等のジイソシアネート類と例えばジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリオール類との重縮合体から成るポリエーテル系のＴＰＵを用いることが、表面低摩擦性等のほか、耐加水分解性や耐菌劣化性（かび等による劣化耐性）等の点でより好ましい。
【００３６】
特に、ジイソシアネートにマクロポリオール（ＨＯ−（−Ｒ１−Ｏ）ｎ−Ｈ）とミクロポリオール（ＨＯ−Ｒ−ＯＨ）とを併用したポリエーテル系のＴＰＵを用いることが好ましい。
【００３７】
主成分である該ＴＰＵに対し少量成分として配合されるフッ素系樹脂としては前記ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）の他に、三フッ化塩化エチレン樹脂（ＰＣＴＦＥ）、六フッ化エチレンプロピレン樹脂（ＰＦＥＰ）、フッ化ビニル樹脂（ＰＶＦ）、フッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）等を例示することができるが、これらの中でもポリテトラフルオロエチレン樹脂が特に好ましい。
【００３８】
該組成物の調製は特に限定されるものではなく、それ自体公知の方法、例えば溶融ブレンド法等を用いて調製することができる。
【００３９】
本発明においては、上記の含フッ素ウレタンエラストマーからなる用紙接触部（ロ−ラ面部材）３を、鉄、鋼、ステンレス鋼等の鉄鋼類、真鍮、砲金等銅合金類、アルミニウム乃至アルミニウム合金等の軽金属類、或いは、ポリオキシメチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂等の硬質エンジニアリングプラスチック等の材料からなる、例えば図１に示した形状のローラ基体２の周面に設ける。
【００４０】
この含フッ素ウレタンエラストマーからなる用紙接触部（ロ−ラ面部材）３の形成方法は、ロ−ラ面部材３を射出成形あるは押出成形等によって形成し、その成形物をローラ基体２の周面に装着する方法がある。また、アウトサ−ト等の公知の成形技術を用いて、ローラ基体２に対して一体に含フッ素ウレタンエラストマーからなるロ−ラ面部材３を形成することもできる。更に、融着等の手段を用いて含フッ素ウレタンエラストマーからなるロ−ラ面部材３を積層形成することができる。
【００４１】
該含フッ素ウレタンエラストマー部材、あるいは含フッ素ウレタンエラストマー層の厚さは、ローラの大きさ、使用態様に応じて適宜設定されるが、通常従動ローラ径に対し、１／５乃至１／１０程度の層厚に設定する。
【００４２】
このようにして形成された本発明の従動ローラの含フッ素ウレタンエラストマーより成るローラ面は、必要に応じて若干の表面平滑処理を施す程度で、表面コーティング加工等、特段の表面加工を要することなく、そのままローラとして好適な用紙搬送性能を発揮する。
【実施例】
【００４３】
「実施例及び比較例」
重量比で、ポリエーテル系ＴＰＵ：ポリテトラフルオロエチレン樹脂＝９：１のエラストマー組成物（硬度：ＪＩＳ、Ａ８５゜、少量の白色無機顔料を含む）を用意し、これを、図１に符号２として示した形状のポリオキシメチレン樹脂製のローラ基体（外直径３ｍｍ、長さ９ｍｍ）の周面上に厚さ１ｍｍに融着積層し、本発明品の従動ローラ（実施例１）を得た。
【００４４】
別に、実施例１で用いたポリオキシメチレン樹脂製ローラ基体２と同じ基体を用い、この周面上に表面フッ素樹脂コーティング加工を施した（テトラフルオロエチレン樹脂コーティング厚さ約２０μｍ）厚さ１ｍｍの合成ゴム部材を装着された従来の従動ローラを用意した（比較例１）。
【００４５】
これら各従動ローラの、Ａ４版コピー用紙おもて面上における転がり摩擦係数を測定したところ実施例１のローラは０．５、比較例１のローラは０．２であった。
【００４６】
次に、これら各ローラを、夫々プリンター（エプソン社製ＭＪ−８３０Ｃ、ＰＭ−７００Ｃ型）の印刷用紙搬送用の従動ローラとして装着し、それら各プリンターにＡ４版コピー用紙を装填し搬送させたところ、比較例１の従動ローラを用いたものは、１００００枚の搬送で、ローラのコート面が摩耗により一部剥離しゴム面が露出して、搬送がスムーズに行えなくなると共に、コピー用紙面が付着物により汚染された。
【００４７】
これに対し、実施例１の従動ローラを装着したものは１０００００枚の搬送でも作動に何等の支障はなく、また搬送用紙面の汚れも全く見られなかった。
【００４８】
本発明の印刷用紙搬送用従動ローラは、上述したとおり、ローラの用紙接触部（ロ−ラ面部材）が、適度な硬度と低摩擦性及び優れた耐摩耗性を有する特定含フッ素ウレタンエラストマー部材から成ることにより、ローラ用紙接触部にゴム部材を用いた従来の従動ローラのように、表面フッ素樹脂コーティング等のローラ表面の２次加工を必要とせず、また長期間の繰り返し使用によっても、従来の従動ローラに見られるコーティング被膜の摩滅損耗、剥離等による用紙搬送トラブルを回避できる。
【００４９】
また該含フッ素ウレタンエラストマーは、ゴムに配合されるプロセスオイル等の配合物を含まないため、搬送用紙面にこれ等の配合物が滲出付着することがなく、搬送により用紙の印刷面品質が低下することがないという効果を奏する。
【００５０】
また本発明の印刷用紙搬送用従動ローラを備えたプリンタによれば、従来の従動ローラに生ずる不都合が全て解消され、長期間の繰り返し使用にも充分に耐久性を有し、また印字品質が低下することがないという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明にかかる印刷用紙搬送用従動ローラの一実施形態を示す図であって、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）はその側面図である。
【図２】従来の印刷用紙搬送用従動ローラを示す図であって、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）はその側面図である。
【図３】プリンタの用紙搬送機構を説明するための概略図である。
【符号の説明】
【００５２】
１      従動ロ−ラ
２      ローラ基体
３      用紙接触部（ローラ面部材）
１０    駆動ローラ
１１    従動ロ−ラ
１１ａ  ローラ基体
１１ｂ  ゴム部材
１１ｃ  フッ素系樹脂コーティング被膜層
１２    印刷用紙
【図１】
2006089289.tif 000003
【図２】
2006089289.tif 000004
【図３】
2006089289.tif 000005