(57)【要約】【課題】とくに画像形成装置内の、比較的高温になる箇所に配置して使用しても、空転トルクの低下による用紙の搬送不良を生じにくい紙送りローラと、当該紙送りローラを組み込んだ画像形成装置とを提供する。【解決手段】紙送りローラは、通孔を有するローラ本体と、通孔に挿通されてローラ本体に固定されたシャフトとを含み、シャフトの、通孔の外に露出された外周面と、ローラ本体の、通孔が開口された端面との境界部が被覆層によって被覆されている。画像形成装置は、上記紙送りローラを含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性体からなり通孔を有するローラ本体、
前記通孔に挿通されて前記ローラ本体に固定されたシャフト、および
前記ローラ本体に固定された前記シャフトの、前記通孔の外に露出された外周面と、前記ローラ本体の、前記通孔が開口された面との境界部を、少なくとも被覆する被覆層
を含む紙送りローラ。
【請求項２】
前記ローラ本体を形成する弾性体はシリコーンゴムであり、前記被覆層は、シリコーン系の被覆材からなる請求項１に記載の紙送りローラ。
【請求項３】
前記通孔は断面円形に形成されているとともに、前記シャフトは、前記通孔の内径よりも外径の大きい円柱状とされており、前記通孔に前記シャフトが圧入されて、前記シャフトが、前記ローラ本体に固定されている請求項１または２に記載の紙送りローラ。
【請求項４】
前記請求項１ないし３のいずれか１項に記載の紙送りローラを含む画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，紙送りローラと、当該紙送りローラを組み込んだ画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、電子写真法を利用したレーザープリンタ等の画像形成装置や、あるいはインクジェットプリンタ、現金自動預け払い機（ＡＴＭ）等の各種機器類においては、紙やプラスチックフィルムなどの用紙を搬送（通紙）するために、紙送りローラが用いられる。
紙送りローラとしては、用紙と接触しながら回転して、摩擦によって通紙をする、たとえば、給紙ローラ、搬送ローラ、プラテンローラ、排紙ローラ等が挙げられる。
【０００３】
紙送りローラは、一般に、ゴムや軟質樹脂などの弾性体からなり、シャフトが挿通される通孔を備えたローラ本体の当該通孔に、金属等からなるシャフトを挿通し、固定して製造される。通常、シャフトは円柱状に形成され、ローラ本体の通孔は、円柱状のシャフトに対応した断面円形に形成される。
シャフトとローラ本体とは、空転トルクが高く、用紙の搬送時に互いに位置ずれしたり空回りしたりしにくいことが求められる。空転トルクとは、たとえば、ローラ本体を固定した状態で、シャフトに回転方向のトルクを加えた際に、シャフトがローラ本体に対して空回りを生じない限界のトルクである。
【０００４】
空転トルクを高くするために、シャフトは、一般的には、接着剤を介して通孔に挿通したのち、接着剤を乾燥固化、もしくは硬化させることによってローラ本体に固定される。
とくに、ローラ本体が架橋性（加硫性）のゴムからなる場合は、あらかじめ押出成形法等によって所定の形状に成形した未架橋のローラ本体の通孔に、加硫接着性を有する接着剤を介してシャフトを挿通する。そして、加熱によってゴムを架橋させてローラ本体を形成するとともに、シャフトをローラ本体に加硫接着させることで、紙送りローラが製造される（特許文献１等参照）。
【０００５】
しかし、この場合には、接着剤の塗布などの工程数が増加する分、紙送りローラの生産性が低下する上、接着剤を必要とすることも相まって、紙送りローラの製造コストが高くつくという課題がある。また、接着剤がローラ本体の外周面に付着して、用紙の搬送不良を生じたりする場合もある。
また、未架橋のゴムを、たとえば、プレス成形法やインジェクション成形法によって所定の形状に成形し、架橋させてローラ本体を形成する場合は、成形用の金型として、シャフトをセットする部分を設けたものを用いる。そして、金型にシャフトをセットした状態で未架橋のゴムを充填し、架橋させてローラ本体を形成するとともに、シャフトをローラ本体に加硫接着させて、紙送りローラが製造される。
【０００６】
しかし、この場合には、たとえば、押出成形法等に比べて、一度に成形できるローラ本体の数が限られるため、やはり紙送りローラの生産性が低下する上、複雑な金型を必要とすることも相まって、紙送りローラの製造コストが高くつくという課題がある。
シャフトとローラ本体の接触部にローレット加工等を施すことも考えらえる。しかし、この場合には、シャフトの加工などの工程数が増加したり、ローラ本体を成形するための金型の構造が複雑化したりする結果、やはり搬送ローラの生産性が低下したり、製造コストが高くついたりするといった課題がある。
【０００７】
より簡易的な方法として、通孔に、当該通孔の内径よりも外径の大きいシャフトを圧入することが提案されている（特許文献２等参照）。
この方法によれば、たとえば、断面円形の通孔に、当該通孔の内径よりも外径の大きい、ローレット加工等をしない円柱状のままのシャフトを圧入するだけで、当該シャフトをローラ本体に固定することができる。すなわち、両者間の径差に基づく締め代によって、シャフトとローラ本体との間で一定の空転トルクを確保することができる。
【０００８】
したがって、紙送りローラの生産性を向上できる上、接着剤や複雑な金型、あるいはローレット加工等を必要としないため、紙送りローラを、よりコスト安価に製造することもできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２３７６１８号公報
【特許文献２】特開２００８−２９８８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、上記の紙送りローラを、とくに、電子写真法を利用した画像形成装置内の、比較的高温になる箇所に配置すると、シャフトに対してローラ本体が位置ずれしたり空回りしたりしやすくなって、用紙の搬送不良を生じる場合がある。
これは、電子写真法において画像形成に用いるトナー中に含まれるワックス成分が、高温でトナー中から滲出して紙送りローラに転移し、シャフトとローラ本体との間に侵入して、両者間の空転トルクを低下させることが原因と考えられる。
【００１１】
本発明の目的は、とくに画像形成装置内の、比較的高温になる箇所に配置して使用しても、空転トルクの低下による用紙の搬送不良を生じにくい紙送りローラと、当該紙送りローラを組み込んだ画像形成装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、弾性体からなり通孔を有するローラ本体、
前記通孔に挿通されて前記ローラ本体に固定されたシャフト、および
前記ローラ本体に固定された前記シャフトの、前記通孔の外に露出された外周面と、前記ローラ本体の、前記通孔が開口された面との境界部を、少なくとも被覆する被覆層
を含む紙送りローラである。
【００１３】
また、本発明は、上記本発明の紙送りローラを含む画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、とくに画像形成装置内の、比較的高温になる箇所に配置して使用しても、空転トルクの低下による用紙の搬送不良を生じにくい紙送りローラと、当該紙送りローラを組み込んだ画像形成装置とを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、弾性体からなり通孔を有するローラ本体、
上記通孔に挿通されてローラ本体に固定されたシャフト、および
ローラ本体に固定されたシャフトの、通孔の外に露出された外周面と、ローラ本体の、通孔が開口された面との境界部を、少なくとも被覆する被覆層
を含む紙送りローラである。
【００１６】
本発明によれば、上記のようにシャフトの、通孔の外に露出された外周面と、ローラ本体の、通孔が開口された面との境界部を被覆層によって被覆することにより、当該境界部から、ワックス成分がシャフトとローラ本体との間に侵入するのを防止することができる。
そのため、たとえば、ローラ本体の通孔を断面円形、シャフトを、当該通孔の内径よりも外径の大きい円柱状として通孔にシャフトを圧入した簡易な構造としても、上記ワックス成分の侵入による空転トルクの低下を抑制することができる。
【００１７】
したがって、本発明によれば、とくに画像形成装置内の、比較的高温になる箇所に配置して使用しても、空転トルクの低下による用紙の搬送不良を生じにくい紙送りローラを提供することができる。
ローラ本体は、従来同様に、ゴムや軟質樹脂、あるいは熱可塑性エラストマなどの弾性体によって形成することができる。
【００１８】
このうちゴムとしては、架橋性を有し、架橋によってゴム弾性を発現する種々のゴムを用いることができる。
架橋性のゴムとしては、たとえば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、クロロスルホルン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）、ウレタンゴム（Ｕ）、シリコーンゴム（Ｑ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、エピクロルヒドリンゴム（ＣＯ）、多硫化ゴム（Ｔ）等の１種または２種以上が挙げられる。
【００１９】
また、軟質樹脂としては、たとえば、エチレン酢酸ビニル樹脂（ＥＶＡ）、軟質ポリエステル樹脂、低密度ポリエチレン等の、それ自体が軟質である樹脂の他、各種の樹脂に可塑剤を添加する等して軟質化したもの等の、種々の軟質樹脂の１種または２種以上が挙げられる。
さらに、熱可塑性エラストマとしては、非架橋性の種々の熱可塑性エラストマを用いることができる。
【００２０】
非架橋性の熱可塑性エラストマとしては、たとえば、スチレン系、オレフィン系、ウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、塩ビ系、フッ素系等の、各種の熱可塑性エラストマの１種または２種以上が挙げられる。
上記の中でも、とくに、トナー中に含まれるワックス成分によって膨潤しにくい弾性体を、選択して用いるのが好ましい。
【００２１】
ローラ本体が、ワックス成分によって膨潤しやすい弾性体からなる場合は、当該ワックス成分が、たとえば、ローラ本体の外周面から内部に浸透してシャフトの外周面に到達して、空転トルクを低下させる場合がある。そのため、たとえ、シャフトの外周面と、ローラ本体の、通孔が開口された面との境界部を被覆層によって被覆したとしても、空転トルクの低下による用紙の搬送不良を生じやすくなる場合がある。
【００２２】
これに対し、ローラ本体を、ワックス成分によって膨潤しにくい弾性体によって形成することにより、上記境界部を被覆層によって被覆していることと相まって、空転トルクの低下による用紙の搬送不良を、より一層生じにくくすることができる。
ワックス成分の種類にもよるが、当該ワックス成分によって膨潤しにくい弾性体としては、たとえば、シリコーンゴム等が挙げられる。
【００２３】
弾性体が架橋性のゴムである場合、当該ゴムには、従来同様に、架橋剤等の架橋成分を配合して架橋させればよい。
シャフトは、従来同様に、たとえば、鉄、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼等の金属によって形成することができる。
ローラ本体、およびシャフトは、それぞれ任意の形状に形成することができる。とくに、前述したように、断面円形の通孔と、当該通孔の内径よりも外径の大きい、ローレット加工等をしていない円柱状のシャフトとを組み合わせて、通孔にシャフトを圧入することで、当該シャフトをローラ本体に固定するのが好ましい。
【００２４】
これにより、前述したように、両者間の径差に基づく締め代によって、シャフトとローラ本体との間で一定の空転トルクを確保することができる。そのため、紙送りローラの生産性を向上できる上、接着剤や複雑な金型、あるいはローレット加工等を必要としないため、紙送りローラを、よりコスト安価に製造することもできる。
ローラ本体の全体の形状は、たとえば、中心に上記通孔を有する筒状等の、任意の形状に形成することができる。
【００２５】
ローラ本体に固定されたシャフトの外周面と、ローラ本体の、通孔が開口された面、たとえば、筒状のローラ本体であれば、その端面との境界部に、本発明では被覆層が形成される。
被覆層を形成する被覆材としては、たとえば、ローラ本体を形成する弾性体、およびシャフトを形成する金属等の両方に対する接着性に優れ、なおかつワックス成分を透過しない、もしくは透過しにくい被覆層を形成できる種々の被覆材が挙げられる。
【００２６】
被覆材としては、たとえば、上記の特性を満足する種々の接着剤やシーラント等を用いることができる。とくに、ローラ本体を形成する弾性体との接着性を向上することを考慮すると、当該弾性体と同系の被覆材を用いるのが好ましい。
たとえば、ローラ本体を、前述したシリコーンゴムによって形成する場合、被覆材としては、同系であるシリコーン系の被覆材を用いることができる。
【００２７】
シリコーン系の被覆材によれば、上記のように、シリコーンゴムからなるローラ本体に対する接着性に優れた被覆層を形成することができる。その上、シリコーン系の被覆材は、やはりワックス成分によって膨潤しにくいため、シャフトとローラ本体との間にワックス成分が侵入するのを防止する機能にとくに優れた被覆層を形成することもできる。そのため、空転トルクの低下による用紙の搬送不良を、より一層生じにくくすることができる。
【００２８】
また、被覆材としては、たとえば、１液硬化型、２液硬化型等の種々の被覆材が、いずれも使用可能であるが、とくに作業性の観点から、混合工程を必要とせずにすぐに使える、１液硬化型の被覆材が好ましい。
また、被覆材は、たとえば、縮合反応によって硬化する縮合硬化型、付加反応によって硬化する付加硬化型等に分類されるが、本発明では、このいずれの被覆材を用いることもできる。
【００２９】
このうち、付加硬化型の被覆材によれば、加熱によって硬化時間を短縮することができる。
一方、縮合硬化型の被覆材は室温で硬化するため、たとえば、オーブンなどを用いた加熱工程を省略することができる。
縮合硬化型の被覆材は、縮合反応時に発生する反応生成物の種類によって、さらにアルコール型、オキシム型、酢酸型等に分類され、このいずれの被覆材を用いてもよい。ただし、硬化反応の速さと、反応生成物が金属に対する腐食性を有しないことなどから、アルコール型の、縮合硬化型の被覆材が好ましい。
【００３０】
上記いずれかの被覆材を、通孔に圧入されてローラ本体に固定されたシャフトの、通孔の外に露出された外周面と、たとえば、筒状のローラ本体の端面等との境界部に供給、具体的には塗布等したのち、硬化反応させると、上記境界部を被覆する被覆層が形成される。
境界部に被覆層を形成することにより、当該境界部から、ワックス成分がシャフトとローラ本体との間に侵入するのを防止することができる。
【００３１】
そのため、たとえば、前述したように、ローラ本体の通孔を断面円形、シャフトを、当該通孔の内径よりも外径の大きい円柱状として通孔にシャフトを圧入した簡易な構造としても、ワックス成分の侵入による空転トルクの低下を抑制することができる。
したがって、とくに画像形成装置内の、比較的高温になる箇所に配置して使用しても、空転トルクの低下による用紙の搬送不良を生じにくい紙送りローラを提供することができる。
【００３２】
なお、本発明の構成は、以上で説明した例には限定されない。
たとえば、シャフトとローラ本体とは、圧入ではなく、接着剤を介して固定してもよい。
この場合、境界部を被覆層によって被覆しないと、当該境界部から侵入したワックス成分によって接着剤が変質したり剥離したりしやすくなって接着力が低下し、接着力の低下に伴って空転トルクが低下して、用紙の搬送不良を生じやすくなる場合がある。
【００３３】
これに対し、境界部を被覆層によって被覆すれば、ワックス成分の侵入と、それに伴う接着剤の変質や剥離とを防止して、空転トルクの低下による用紙の搬送不良を生じにくくすることができる。
また、シャフトとローラ本体の接触部にローレット加工等を施したり、シャフトと通孔の断面形状を円形以外の種々の異形形状としたりして互いに嵌め合わせることによって、接着剤による接着を省略してもよい。また、シャフトの断面形状を異形形状として、たとえば、断面形状が円形の通孔に圧入することで、接着剤による接着を省略してもよい。
【００３４】
これらの場合、境界部を被覆層によって被覆しないと、当該境界部から侵入したワックス成分が、シャフトとローラ本体との密着力を低下させる。そして、密着力が低下すると、たとえば、シャフトを回転させた際に、ローラ本体が変形してシャフトから離間したりして、用紙の搬送不良を生じやすくなる場合がある。
これに対し、境界部を被覆層によって被覆すれば、ワックス成分の侵入と、それに伴うシャフトとローラ本体との密着力の低下とを防止して、空転トルクの低下による用紙の搬送不良を生じにくくすることができる。
【００３５】
また、シャフトとローラ本体とは、上述した圧入、接着、ローレット加工、異形形状等の２つ以上を併用して、互いに固定してもよい。
ローラ本体の全体の形状は筒状には限られず、たとえば、紙送りローラの用途等に応じた任意の形状に形成することができる。
紙送りローラは、１つのシャフト上に１つのローラ本体を固定して構成してもよい。また、複数のローラ本体を、１つのシャフト上の複数箇所に、所定の間隔を隔てて固定して紙送りローラを構成してもよい。
【００３６】
被覆層は、たとえば、筒状のローラ本体の、端面の全面を覆うように形成してもよく、境界部の近傍のみを覆うように形成してもよい。ただし、被覆層を形成する被覆材がローラ本体の外周面に付着すると、用紙の搬送不良を生じる場合があるため、被覆材は、ローラ本体の外周面に付着しないように注意することが好ましい。
また、被覆層は、シャフトの外周面のうち、少なくとも境界部の近傍のみを覆うように形成してもよいし、ワックス成分の侵入を確実に防止するために、境界部から、シャフトの軸方向の所定幅の領域を覆うように形成してもよい。
【００３７】
その他、本発明の要旨を変更しない範囲で、種々の変更を施すことができる。
本発明の紙送りローラは、前述したように、電子写真法を利用したレーザープリンタ等の画像形成装置や、あるいはインクジェットプリンタ、ＡＴＭ等の、各種機器類に組み込んで用いることができる。とくに、画像形成装置に組み込んで用いるのが好ましい。
本発明の画像形成装置は、上記本発明の紙送りローラを、たとえば、給紙ローラ、搬送ローラ、プラテンローラ、排紙ローラ等として組み込んで構成することができる。とくに、前述したように、紙送りローラを、たとえば、定着部等の、画像形成装置内で比較的高温になる箇所に、上記いずれかのローラとして配置するのが好ましい。
【００３８】
本発明の画像形成装置としては、たとえば、レーザープリンタ、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、あるいはこれらの複合機等の、電子写真法を利用した種々の画像形成装置が挙げられる。
【実施例】
【００３９】
以下に、本発明を、実施例、比較例に基づいてさらに説明するが、本発明の構成は、これらに限定されるものではない。
〈実施例１〉
ミラブル型シリコーンゴム〔東レ・ダウコーニング(株)製のＸＩＡＭＥＴＥＲ（登録商標）ＲＢＢ−６６６０−６０  ＢＡＳＥ〕１００質量部に、有機過酸化物系架橋剤〔東レ・ダウコーニング(株)製のＲＣ−４  ５０Ｐ  ＦＤ〕０．５質量部を配合してゴム組成物を調製した。
【００４０】
上記ゴム組成物を金型に供給して、１６０℃×３０分間の条件でトランスファー成形して、内径φ５．４ｍｍ、外径φ１４ｍｍ、長さ５５ｍｍの筒状体を成形した。
成形した筒状体は、オーブン中で、２００℃×４時間の条件で二次架橋させたのち、通孔に外径φ６ｍｍのシャフトを圧入して固定した状態で、外周面を、円筒研削盤を用いて、外径がφ１３ｍｍになるように研磨した。
【００４１】
研磨後の筒状体を、長さ１０ｍｍずつ５個にカットするとともに、シャフトから取り外してローラ本体を作製し、作製した１個ずつのローラ本体の通孔に、それぞれ外径φ６ｍｍのシャフトを圧入して、両者間の径差に基づく締め代によって互いに固定した。
そして、ローラ本体の両端面と、それぞれの端面から露出したシャフトの外周面との境界部に被覆材を塗布し、温度２５℃、相対湿度５５％の条件下で７日間静置して硬化させて被覆層を形成して、試験用の紙送りローラを５個製造した。
【００４２】
被覆材としては、１成分型のアルコール型で、かつ縮合硬化型（室温硬化型）である、シリコーン系の被覆材〔モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製のＳｎａｐｓｉｌ  ＴＮ３３０５（クリア）〕を用いた。
〈実施例２〉
被覆材として、１成分型のアルコール型で、かつ縮合硬化型（室温硬化型）である、シリコーン系の被覆材〔モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製のＴＳＥ３９９（クリア）〕を用いたこと以外は実施例１と同様にして被覆層を形成して、試験用の紙送りローラを５個製造した。
【００４３】
〈比較例１〉
境界部に被覆層を形成していない紙送りローラを、比較例１として５個用意した。
〈空転トルクの測定〉
実施例１、２、比較例１で製造した紙送りローラのシャフトを、トルクゲージ〔(株)中村製作所製〕に接続し、ローラ本体を回転しないように固定した。そして、この状態でトルクゲージを回転させた際に、シャフトがローラ本体に対して空回りを生じない限界のトルク値（Ｎ・ｃｍ）を測定した。測定は、実施例、比較例で用意した、それぞれ５個ずつの紙送りローラについて実施して平均値を求めて、浸漬前の空転トルクとした。
【００４４】
次いで、それぞれの紙送りローラを、８５℃に加熱して溶解させたワックス成分〔日油(株)製のユニスター（登録商標）Ｍ−９６７６、ステアリン酸ステアリル〕中に１５分間、浸漬し、取り出して冷却するとともに、シャフトおよびローラ本体に付着したワックス成分を取り除いた。
そして、上記と同様にしてトルク値を測定した。測定は、やはり、それぞれ５個ずつの紙送りローラについて実施して平均値を求めて、浸漬後の空転トルクとした。
【００４５】
結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
表１の実施例１、２、比較例１の結果より、シャフトの、通孔の外に露出された外周面と、ローラ本体の、通孔が開口された端面との境界部を被覆層によって被覆することにより、当該境界部から、ワックス成分がシャフトとローラ本体との間に侵入するのを防止して、空転トルクの低下を抑制できることが判った。