(57)【要約】【課題】  リタードローラの基材部分であるローラ基材を充分なニップ厚を発現し得る樹脂発泡体から形成すると共に、リタードすべき紙等の印刷媒体と接触する該ローラの外周面を、充分な摩擦係数と耐摩耗性とを併有するＥＰＤＭゴムからなるゴムリングから形成することで、経時的な摩擦係数の低下を抑制し得るリタードローラを提供する。【解決手段】  所要長の芯材１２と、この芯材１２を中心に備え、３次元網目状の骨格を有する樹脂発泡体を材質とするローラ基材１４と、このローラ基材１４の外周面１４ａを被覆するＥＰＤＭゴムを素材とするゴムリング１６とから構成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所要長の芯材(12)と、
前記芯材(12)を中心に備え、３次元網目状の骨格を有する樹脂発泡体を材質とするローラ基材(14)と、
前記ローラ基材(14)の外周面(14a)を被覆する、ＥＰＤＭゴムを素材とするゴムリング(16)とからなる
ことを特徴とするリタードローラ。
【請求項２】
前記ゴムリング(16)には、前記芯材(12)に沿って所要深さの複数の溝(18)が形成されている請求項１記載のリタードローラ。
【請求項３】
前記溝(18)の深さは、０.１〜１.５ｍｍに設定されている請求項２記載のリタードローラ。
【請求項４】
前記溝(18)の深さは、前記芯材(12)に沿って形成される請求項２または３記載のリタードローラ。
【請求項５】
前記ゴムリング(16)のＪＩＳ Ｋ ６２５１に準じて測定される引張強度は、４ＭＰａ以上に設定される請求項１〜４の何れかに記載のリタードローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、リタードローラに関し、更に詳細には、コピー機またはレザープリンタ、殊にカラーのプレーン・ページコピーまたはレーザープリンタ等のピックアップローラ、給紙ローラおよび分離ローラ等のＯＡローラに好適に使用される電子機器用のローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子複写機、電子写真機または各種プリンター等の電子機器には、定着ローラ、クリーニングローラおよび給紙ローラといった各種ローラが使用されている。そして殊にリタード(分離)ローラ等の紙送りに関するローラとして、図５に示す如く、所要の芯材５２に対して、大きなニップ厚を取り得る軟質ウレタンローラ５４を配置し、この表面に所要の目止め剤により目止め層５５を形成し、軟質ウレタンローラ５４の外周面に摩擦係数の高いシリコーンゴム等からなる平滑なシリコーンゴム層５６が形成されたローラ５０が好適に使用されていた。
【０００３】
前記ローラ５０に関して、本願出願人は以下に示す[特許文献１]に記載の発明「ローラの製造方法及びその方法により製造される電子機器用ローラ」を案出している。この発明には、(１)適度の弾力性があって、低硬度かつ低荷重で大きなニップ幅が得られ、更に圧縮永久歪みが小さいため、ローラ基材に過大な力が加わらず、基材の径を細くすることができ、ローラを軽量かつ小型とし得る。(２)シリコーンオイルを吸着する能力が高く、またシリコーンオイルに対する耐性も高く膨潤変形もしないため、電子機器のクリーニングローラとして好適である。(３)更に金属等からなるローラ基材表面に直接極めて薄いシリコーンゴムフォーム層を形成することができるため、そのまま電子機器の紙送りローラとして使用することもできる。等の有用性を有する電子機器用ローラが開示されている。
【特許文献１】特開平７−７６０４９号公報
【０００４】
しかし前記ローラ５０の場合、最外周面に形成されるシリコーンゴム層５６は摩擦係数が非常に高い一方で、耐摩耗性に劣っており、昨今の印刷の高速化および長期使用に際しては製品寿命が短くなってしまう難点が指摘される。また前述の摩擦係数は、前記シリコーンゴム層５６の原料のシリコーンゴムの柔らかさ、すなわち軟化剤として含有されるシリコーンオイルの量により決定されるため、一般にシリコーンオイル含有量が多い組成とされるが、該シリコーンオイル等の含有物は使用に際してブリードしてしまうため、該シリコーンゴム層５６が直接接触する紙等の印刷媒体およびトナー等の印字媒体に悪影響を与えてしまう。殊に最近その普及が著しいカラートナーについては、前述のブリードしたシリコーン系物質の影響が大きく、変色してしまうことが知られており、印刷物の発色性および長期保存性が大きく損なってしまう問題を内在している。
【０００５】
更に前記ローラ５０の場合、所定厚の前記シリコーンゴム層５６は軟質ウレタンローラ５４の目止め層５５により、その内部まで染み込まないような処理を施した外周面にドクターブレード等の手段により均一に付与され、研磨を施すことで形成される。この研磨は、前記ローラ５０の真円度の向上に必要であり、また前記シリコーンゴム層５６の表面に研磨による凸凹、所謂研磨目が形成され形状的摩擦度が向上する効果も期待できる。しかし言い換えれば、(１)目止め層５５の形成や、真円度向上のための後加工工程が必要なため製造コストが増大する欠点と、(２)低い耐摩耗性のため前記研磨目が使用初期に削れると共に、削れて平滑化した前記シリコーンゴム層５６表面に非接触物である紙等の微粉が付着することによる形状的な摩擦度および物理的な摩擦係数の低下が起こり、その結果、使用初期の段階で総合的な摩擦力が低下する大きな欠点とが指摘される。
【０００６】
そこで本願出願人は、以下に示す[特許文献２]に記載の発明「ローラおよびその製造方法」を案出している。この発明は、図６に示す如く、３次元網目の骨格構造を有する弾性ローラ６２の外表面６２ａに、該３次元網目の骨格構造を埋没させることなく所定以上の引張強度を有する耐摩耗被覆層６４を形成することで、該弾性ローラ６２の形状作用により発現する摩擦性と、耐摩耗被覆層６４の物性的作用により発現する耐摩耗性とを併有する、リタードローラに代表される紙送りローラに好適に使用され得るローラ６０を提供するものである。ここで前記ローラ６０によるリタードの様子を説明すると、該ローラ６０は、図７に示す如く、印刷媒体たる紙７２を給送すべく回転している給送ローラ７０に対して、当接するように対向配置され逆回転することで、余分に給送されようとしている該紙７２と接触・送り返すようにされている。このとき前記ローラ６０は、常には前記給送ローラ７０に対しては逆回転しているが(図７(ａ)参照)、正規に給送すべき紙７２を該給送ローラ７０との間に狭持して給送する際には、該給送ローラ７０の回転に伴って逆回転するものである(図７(ｂ)参照)。
【特許文献２】特開２００３−１５６０３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、前述の発明「ローラおよびその製造方法」に係るローラ６０の場合、基本的に前記弾性ローラ６２は、その構造に起因する柔軟性を発現させてニップ厚を確保し、これによりリタード性を良好なものにすると共に、前記耐摩耗被覆層６４により印刷媒体である紙の給送時に発生する摩擦を防止して製品寿命の長期化を図るようになっている。このような構造をなすローラ６０の場合、前記耐摩耗性被覆層６４の摩擦係数は、必ずしも高い必要はなく、また使用頻度によって発生する紙７２からの微粉等による経時的な摩擦係数の低下も問題とされる。この経時的な摩擦係数の低下は、毎分４０枚以下の低速度コピー機等で異音、所謂鳴きの発生原因となることがあった。この鳴きの発生は、前述したリタードに係るローラ６０の不具合を意味するものであり、早急な交換が必要とされる重大な問題である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため本発明に係るリタードローラは、所要長の芯材と、
前記芯材を中心に備え、３次元網目状の骨格を有する樹脂発泡体を材質とするローラ基材と、
前記ローラ基材の外周面を被覆する、ＥＰＤＭゴムを素材とするゴムリングとからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
以上に説明した如く、本発明に係るリタードローラによれば、該ローラの基材部分であるローラ基材を充分なニップ厚を発現し得る樹脂発泡体から形成すると共に、リタードすべき紙等の印刷媒体と接触する該ローラの外周面を、充分な摩擦係数と耐摩耗性とを併有するＥＰＤＭゴムからなるゴムリングから形成することで、経時的な摩擦係数の低下を抑制し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に本発明の好適な実施例に係るリタードローラにつき、好適な実施例を挙げて添付図面と共に以下説明する。なお、図７を参照して説明した従来技術で既出の同一部材については、同じ符号を付して示し、その詳細説明は省略する。本願の発明者は、ローラの内部として、リタードローラとして求められる充分なニップ厚を達成し得るポリウレタン等の樹脂素材の発泡体からなるローラ基材１４を使用すると共に、該ローラの外表面に充分な摩擦係数と耐摩耗性とを一般的に併有するＥＰＤＭゴムからなるゴムリング１６を使用し、更にこれら異なる２つの素材を好適に接着することでリタードローラとして好適に使用し得ることを知見したものである。
【００１１】
本発明の好適な実施例に係るリタードローラ１０は、図１に示す如く、カラーコピー機等の内部に軸支するための所要の長さを有する芯材１２および３次元網目の骨格を有すると共に、該芯材１２を中心として設けられるローラ基材１４と、該ローラ基材１４の外周面１４ａに接着され、かつＥＰＤＭ(エチレン・ジエン・ターポリマー)ゴムからなるゴムリング１６とから構成される。また前記ゴムリング１６の外周面１６ａには、前記芯材１２に沿って平行な複数の溝１８が形成されている。そして前記溝１８は、図２に示す如く、リタードローラ１０として所要機器内に組み込まれて使用される際に、リタードされるべき印刷媒体たる紙７２を引っ掛けるようにすることで、確実なリタードをなし得るように構成されている。前記芯材１２の材質としては、アルミニウムまたはステンレス等の金属或いはＡＢＳ等の硬質系樹脂が所要の長さとされて好適に使用されるが、殊に耐熱性に優れた金属の使用が好ましい。なお本発明に採用される芯材の形状としては、軽量化等の観点から円筒状が好適であるが、中実の棒状物または角柱等の使用ももちろん可能である。
【００１２】
前記ローラ基材１４としては、ポリウレタン、ポリエチレンまたはポリプロピレン等の樹脂を材質とした発泡体であって、所謂３次元網状の骨格構造を有するものが好適に使用される。殊にリタードローラとしての使用を考えた場合、大きなニップ厚、すなわち柔軟性を容易に得ることができる軟質ウレタン系樹脂の発泡体が好適である。軟質ウレタン系樹脂は、モールド成形可能な配合であれば制限なく使用できる。具体的には、メカニカルフロス法であって、水等の発包剤を含まず形成された気泡を過熱硬化することにより得られる配合系、樹脂化を促進するために高温でキュアをするホットモールド配合系または高活性なポリオールを使用して比較的低温でキュアを行ない反応硬化させるコールドモールド配合等が好適である。そして前記ニップ厚を充分に発現させるべく、前記ローラ基材１４の硬度は、アスカーＦ硬度は５０以下に設定される。この値が５０を越えると、充分なニップ厚が確保できなくなり、リタード性が悪化する。
【００１３】
また前記３次元網目の骨格構造としては、前述のニップ厚を均質とすると共に、容易に達成すべく、通常の軟質ウレタン発泡体が有する、所謂ヘチマ骨格の如き、規則性を有さず不定形なセルを形成する骨格が好適である。そして前記３次元網目の骨格構造の緻密さを表すセル数については、２０〜２００個／２５ｍｍ(１ｉｎｃｈ)の範囲に設定されることが好ましい。前記セル数が２０個／２５ｍｍ未満の場合には、前記硬度が設定値以下の場合にも充分なニップ厚を達成できず、一方、２００個／２５ｍｍを越えるものの製造は製造コストの増大を招いてしまう。この他、好適な柔軟性の達成のためには、前記ローラ基材１４の密度も大きな要素であり、本発明においては２００ｋｇ／ｍ3以下程度の低い密度に設定される。
【００１４】
前記ゴムリング１６は、前記ローラ基材１４が有する柔軟性を損なうことなく、その外表面１４ａ全体を被覆することで高い摩擦係数と耐摩耗性とを発現する部分である。そしてその材質としては、耐オゾン性、耐候性、耐熱性および、殊に紙に対する耐摩耗性の点で優れているＥＰＤＭゴムから構成される。また前記ゴムリング１６の厚さは、前記溝１８の部分において２.０ｍｍ以下に設定される。この厚さが２.０ｍｍを越えると、リタードローラ１０が発現すべき柔軟性が低下し、充分なニップ厚を確保し得ない、すなわち印刷媒体である紙７２への接触面積が減少してしまう。また前記溝１８の深さは、０.１〜１.５ｍｍの範囲に設定される。この深さが０.１ｍｍ未満であると、前述([００１３])した溝１８に印刷媒体を形状的に引っ掛けることでなされるリタードが不確実となる問題が生じ、一方１.５ｍｍを越えると、前記ゴムリング１６が平均的に厚くなってしまい、その結果、リタードローラ１０が発現すべき柔軟性が低下し、充分なニップ厚を確保し得なくなってしまったり、本来給送すべき紙７２までもリタードしてしまう問題が発生してしまう。また前記溝１８の外周面１６ａにおける間隔は１ｍｍピッチ程度とされ、更に該外周面１６ａ上に少なくとも５０程度設けることが好ましい。
【００１５】
ＥＰＤＭゴムからなる前記ゴムリング１６が備えるべき物性である耐摩耗性は、以下のように設定される。すなわち、ＪＩＳ Ｋ ６２５１(加硫ゴムの引張試験方法)に準じて測定される引張強度が４ＭＰａ以上となるように設定される。この値が４ＭＰａ以上の場合には、本リタードローラ１０としての使用で充分な耐摩耗性を発現することを知見し、この数値を下回ると充分な耐摩耗性が期待できなくなるものである。このＪＩＳ Ｋ ６２５１(加硫ゴムの引張試験方法)について詳しくは割愛するが、基本的に本発明で云う引張強度の値については、所要の被覆物質より３号形または５号形のダンベル状試験片を作製し、これをＪＩＳ Ｂ ７７２１に規定される試験装置を使用して、引張速度５００±５０ｍｍ／ｍｉｎの条件で測定される数値から算出している。
【００１６】
またＥＰＤＭゴムは、市販等されている油展ＥＰＤＭポリマーおよび非油展ＥＰＤＭポリマーの何れかー方、または双方を使用することで製造される。またＥＰＤＭポリマーのジエン成分は殊に限定されず、エチリデンノルボルネン(ＥＮＢ)またはジシクロペンタジェン(ＤＣＰＤ)等の何れでも採用可能である。そしてＥＰＤＭポリマーに対して、充填剤(酸化チタン、シリカ、カーボンブラック、クレーまたはタルク等)、軟化剤としての炭化水素系合成油、加硫用添加剤(加硫剤、加硫促進剤、加硫促進補助剤または加硫遅延剤等)、可塑剤、老化防止剤またはその他添加剤が適宜配合されることでゴムコンパウンドとされ、これを加熱することでＥＰＤＭゴムが得られる。
【００１７】
前記接着成分は、３次元網目の骨格構造を有する前記ローラ基材１４の外表面１４ａ上や、前記ゴムリング１６の接着面に、例えば刷毛塗り等の方法により所要量付与される。前記接着成分としては、エポキシ、ウレタン等の湿気硬化型１液系接着剤や、ホットメルト接着剤またはホットメルト接着シートが使用できる。また接着成分が液状物である場合、該接着成分のローラ基材１４への浸透を抑制すべく、該接着成分付与時の粘度は０.０５〜２Ｐａ・Ｓの範囲に設定される。殊に塗布方法として、スプレー塗布を用いる場合には、０．００１〜０.１Ｐａ・Ｓの範囲に設定される。夫々の方法において、所定の粘度を下回ったりまたは上回った場合には、前記ローラ基材１４に対する浸透の度合いが大きくなったり、施工性が低下してしまう。
【００１８】
(製造方法の一例)
次に本実施例に係るリタードローラの製造方法およびその方法を好適に実施する製造装置の一例を以下に説明する。なお前記芯材１２、ゴムリング１６およびローラ基材１４の原料たる発泡原料Ｍは予め準備され、該ゴムリング１６については、別工程の製造時において、または従来公知の方法によって溝１８が形成されると共に、リング形状に加工され、その内周面には前記接着成分が所要の目付量で付与されているものとする。
【００１９】
前記ゴムリング１６の製造方法については、その肉厚が２ｍｍ以下でかつ溝１８が０.５〜１ｍｍに設定され、その精度を高める点からゴムの加硫缶によるモールド成形が好ましい。ゴムの加硫缶による成形は、加硫缶にゴムコンパウンドを充填し、閉型および加温過熱することにより行なわれる。すなわち本発明におけるゴムリング１６を製造は、上下の金型からなる所定のモールド金型を用い、この中に中子をセットすると共に、該モールド金型内に画成されるキャビティ内にゴムコンパウンドを注入し、閉型した後、ゴムコンパウンドを加硫するために金型の加硫温度に上昇させることでなされる。このゴムコンパウンドは、前述([００１６])した如く、ＥＰＤＭポリマーおよび所要の添加剤を配合し、これを８０〜１２０℃程度の加熱下にロールまたはニーダー等の従来公知の混練機により混練することで得られる。
【００２０】
前記リタードローラ１０は、図３に示すような製造装置２０によって製造される。前記製造装置２０は、閉成することで内部に得るべきリタードローラ１０の外部輪郭形状と一致する内部輪郭形状を有するキャビティ２６を画成する一対の成形型半体２４,２４からなり、注入管３０(後述)の挿入がなされる注入孔２２ａを備える、所謂樹脂成形用のモールドの成形型２２と、該キャビティ２６内にローラ基材１４の原料たる発泡原料Ｍを貯留する図示しない貯留タンクに連通し、該発泡原料Ｍを注入する注入管３０とから基本的に構成される。また前記成形型２２における長手方向両端には、前記キャビティ２６と中心軸を整列させるように芯材１２を配置し得る支持溝２８,２８が設けられている。なお前記注入管３０は、制御下に開閉自在に構成されている。
【００２１】
そして図４に示す如く、開放状態にある成形型２２内部の所要位置に前記芯材１２および(接着成分が内周面に付与された)ゴムリング１６を設置して閉成する(図４(ａ)参照)。なおこの際、前記ゴムリング１６は、前記キャビティ２６の内周面に対して完全に当接するように配置する必要はない。後述する発泡原料Ｍの発泡による押圧によって、前記キャビティ２６の内周面に押圧的な状態とされるためである。前記成形型２２を閉成後、画成されるキャビティ２６に対して、所要量の発泡原料Ｍを前記注入孔２２ａから注入管３０を介して注入・充填し(図４(ｂ)参照)、所定量の充填後、該注入管３０を閉成する。注入後、前記発泡原料Ｍは時間の経過と共に発泡しつつ、樹脂化して硬化していく。このとき、発泡が完了しつつある前記発泡原料Ｍは、前記ゴムリング１６の内部に充満した状態となって外側に向かって押し広げる状態となり、これにより予めその内周面に付与されていた接着成分に対して一定以上の押圧的な状態となったローラ基材１４が得られる(図４(ｃ)参照)。
【００２２】
前記ゴムリング１６と、ポリウレタン発泡体等からなるローラ基材１４との接着については、リタードローラ１０の使用時において滑りや空隙が生じることのないように密着固定されるよう実施されることが好ましいが、本実施例において前記ローラ基材１４は、前述([００２１])の如く、前記ゴムリング１６内周面に対して押圧的な状態となって形成されるため、前記発泡原料Ｍ自体が持つ硬化接着力と前記接着成分の力とにより、該ゴムリング１６に対して強固に接着された状態となる。また前記芯材１２とローラ基材１４とは、前記発泡原料Ｍの硬化接着力だけによってでも充分強固に接着される。なお、前記発泡原料Ｍの注入量は、得るべきローラ基材１４の柔軟性を発現するにたる密度を達成するように、該発泡原料Ｍの発泡倍率および前記キャビティ２６の内容積から算出される。
【００２３】
そして前記発泡原料Ｍの発泡が完了した後に、一定の養生期間をおいて前記成形型２２を開放状態として、前記芯材１２、ローラ基材１４およびゴムリング１６が一体化したリタードローラ１０を脱型することで製造が完了する(図４(ｄ)参照)。その後必要に応じて、一部研磨等の後加工、検査等を実施して出荷される。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
この発明は、前述した従来技術に内在している前記課題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、リタードローラの基材部分であるローラ基材を充分なニップ厚を発現し得る樹脂発泡体から形成すると共に、リタードすべき紙等の印刷媒体と接触する該ローラの外周面を、充分な摩擦係数と耐摩耗性とを併有するＥＰＤＭゴムからなるゴムリングから形成することで、経時的な摩擦係数の低下を抑制し得るリタードローラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の好適な実施例に係るリタードローラの全体構成を示す斜視図である。
【図２】実施例に係るリタードローラが紙等の印刷媒体をリタードする様子を示した状態図である。
【図３】実施例に係るリタードローラを好適に製造する製造装置を示す概略図である。
【図４】図３に係る製造装置を使用して、リタードローラ製造の各段階の様子を示す状態図である。
【図５】従来技術に係るリタードローラの全体構成を示す概略図である。
【図６】従来技術に係るリタードローラの外周面を拡大して示す概略図である。
【図７】従来技術に係るリタードローラが紙等の印刷媒体をリタードする様子を示した状態図である。
【符号の説明】
【００２６】
１２  芯材
１４  ローラ基材
１４ａ  外周面
１６  ゴムリング
１８  溝
【図１】
2005082376.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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