(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム組成物が架橋されてなる紙送りローラであって、
ガラス繊維が分散しており、このガラス繊維の含有量が０．１質量％以上２質量％以下であることを特徴とする紙送りローラ。
【請求項２】
上記ガラス繊維が短繊維であり、その太さが１μｍ以上３０μｍ以下であり、その長さが１．０ｍｍ以上６．０ｍｍ以下である請求項１に記載の紙送りローラ。
【請求項３】
上記ゴム組成物における基材ゴムがエチレン−プロピレン−ジエン共重合体を主成分としている請求項１又は請求項２に記載の紙送りローラ。
【請求項４】
上記ゴム組成物における基材ゴムがシリコーンゴムを主成分としている請求項１又は請求項２に記載の紙送りローラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、事務機器等に装着される紙送りローラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、ファクシミリ、プリンター、ＡＴＭ等の事務機器の給紙機構、画像形成機構、定着機構、排紙機構等には、紙送りローラ（給紙ローラ、搬送ローラ、排紙ローラ等と呼ばれている）が用いられている。紙送りローラは紙を送るものなので、紙との摩擦係数が高いことが要求され、しかもこの高い摩擦係数が長期間維持されることが要求される。
【０００３】
通常紙送りローラにはエチレン−プロピレン−ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）、天然ゴム、ウレタンゴム、ポリノルボルネン、シリコーンゴム、塩素化ポリエチレン等のゴムが用いられており、これによって紙送りローラに柔軟性が付与され、紙との摩擦係数が高められている。
【０００４】
紙送りローラは継続的に紙と接触するものなので、紙から発生する紙粉がその表面に付着し、蓄積されることがある。この紙粉は、紙の構成材料であるセルロースや、紙に含まれる添加剤（タルク、炭酸カルシウム等）が粉体となって紙から離脱したものである。紙粉が付着すると紙と紙送りローラとの摩擦係数が低下し、紙の搬送ができなくなることがある（搬送不良）。特に、灰分の多い紙（例えば中国製の紙）では紙粉発生量が多いので、このような紙が用いられた場合の搬送不良が大きな問題となっている。
【０００５】
特開平９−１０００５３号公報には、２種以上の熱可塑性エラストマーが併用されてなる給紙ローラが開示されている。この給紙ローラでは、表面粗さＲＭＡＸが１７μｍから４８μｍとされることにより紙粉の付着が抑制され、摩擦係数の低下が防止されている。しかしながら、この給紙ローラが長期間にわたって使用されると、摩耗によって表面粗さが変化して紙粉付着防止効果が不十分となってしまう。
【０００６】
特開平１０−８７１０６号公報には、ウレタン塗料からなる被膜を備えた紙送りローラが開示されている。この被膜は非粘着性とされているので、紙送りローラの表面に紙粉が付着しにくい。しかしながら、長期間の使用によって被膜の性状が経時変化を起こすことがあり、また被膜が摩滅することもあるので、紙粉付着防止効果は長続きしにくい。
【０００７】
特開２０００−１１８７７９公報には、所定寸法の凹条溝が回転方向に沿って形成された給紙ローラが開示されている。この給紙ローラでは、付着した紙粉が凹条溝に封じ込められることにより、摩擦係数の低下が抑制される。しかしながら、封じ込められうる紙粉の量には限界があり、また摩耗によって凹条溝の寸法変化も生じるので、紙粉付着防止効果は長続きしにくい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、紙粉が付着した場合でも搬送不良が生じにくい紙送りローラの提供をその目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するためになされた発明は、
ゴム組成物が架橋されてなる紙送りローラであって、
ガラス繊維が分散しており、このガラス繊維の含有量が０．１質量％以上５．０質量％以下であることを特徴とする紙送りローラ、
である。
【００１０】
この紙送りローラにはガラス繊維が分散しており、このガラス繊維の一部が紙送りローラの表面に露出している。紙との接触時には、この露出したガラス繊維が紙を掻き送る。ガラス繊維による掻き送りは、紙粉の付着によっても阻害されにくい。また、ガラス繊維の分散は紙送りローラの内部にまで渡っているので、紙送りローラが多少摩耗してもガラス繊維が露出した状態が常に継続される。従って、長期間にわたって摩擦係数低下が抑制され、良好な搬送力が維持される。しかも、ガラス繊維は適度な柔軟性を備えており、紙や紙の表面に形成された画像を擦傷することが少ない。
【００１１】
好ましくは、配合されるガラス繊維は短繊維である。この短繊維の太さは１μｍ以上３０μｍ以下が好ましく、長さは１．０ｍｍ以上６．０ｍｍ以下が好ましい。ガラス繊維がこのような寸法とされることにより、紙を掻き送る効果が助長される。
【００１２】
好ましくは、ゴム組成物の基材ゴムの主成分は、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体である。エチレン−プロピレン−ジエン共重合体は、耐候性に優れるゴムである。エチレン−プロピレン−ジエン共重合体が用いられることにより、ガラス繊維が配合されていることと相まって、紙送りローラの性状の経時変化が抑制される。
【００１３】
ゴム組成物の基材ゴムは、シリコーンゴムが主成分とされてもよい。事務機器の内部はシリコーンオイルが過多な雰囲気となることもあり、紙送りローラの表面にこのシリコーンオイルが付着しやすい。シリコーンゴムが用いられることにより、紙送りローラの表面にシリコーンオイルが付着した場合でも、紙のスリップが抑制される。従って、ガラス繊維が配合されていることと相まって、摩擦係数の経時変化が抑制される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面が参照されつつ、実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態にかかる紙送りローラとしての給紙ローラ１が軸芯２とともに示された斜視図である。この給紙ローラ１は、ゴム組成物が成形・架橋されることによって構成されている。給紙ローラ１が軸芯２に圧入されることにより、又は両者が接着剤で接合されることにより、給紙ローラ１が軸芯２に固定されている。給紙ローラ１の肉厚は、通常１ｍｍから８ｍｍ、特には２ｍｍから５ｍｍとされる。また、給紙ローラ１の全長は、通常は１０ｍｍから２０ｍｍとされる。
【００１６】
ゴム組成物にはガラス繊維が配合されており、このガラス繊維は給紙ローラ１にほぼ均一に分散している。このガラス繊維の一部は、給紙ローラ１の表面に露出している。紙と接触しつつ給紙ローラ１が回転する際、露出したガラス繊維が紙を掻き送る。
【００１７】
繰り返し使用されると、給紙ローラ１の表面に紙粉が付着・蓄積することがある。紙粉が付着した場合でも、ガラス繊維による紙を掻き送る能力はほとんど低下しない。しかも、ガラス繊維の分散は給紙ローラ１の内部にまで渡っているので、給紙ローラ１が多少摩耗してもガラス繊維が露出した状態が常に継続される。従って、長期間にわたって摩擦係数低下が抑制され、良好な搬送力が維持される。
【００１８】
搬送力の均質化の観点からは、分散性が良好である短繊維状のガラス繊維が好ましい。短繊維の太さは、１μｍ以上３０μｍ以下が好ましく、１０μｍ以上２０μｍ以下が特に好ましい。太さが上記範囲未満であると、個々のガラス繊維の剛性が不足し、紙を掻き送る力が不十分となることがある。逆に、太さが上記範囲を超えると、紙や紙に形成された画像（トナー像）をガラス繊維が擦傷することがある。
【００１９】
短繊維の長さは、１．０ｍｍ以上６．０ｍｍ以下が好ましく、１．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下が特に好ましい。長さが上記範囲未満であると、紙を掻き送る力が不十分となることがある。逆に、長さが上記範囲を超えると、給紙ローラ１への分散が不十分となることがある。
【００２０】
ガラス繊維の形態はモノフィラメントであってもよく、また、複数本の原糸（ストランド）が引き揃えられてなるガラスロービングが適宜の長さに切断されたチョップドストランドであってもよい。また、ガラス繊維の原料ガラスには、最も一般的なＥガラス（無アルカリ−ライム−アルミナ−ボロンシリケート系ガラス）の他、耐酸性であるＣガラス、高弾性であるＳガラス、耐熱性であるＲガラス等が用いられうる。
【００２１】
ガラス繊維の含有量は、０．１質量％以上５．０質量％以下とされている。含有量が０．１質量％未満であると、紙粉付着時の搬送力が不十分となることがある。この観点から、含有量は０．５質量％以上が好ましく、１．０質量％以上が特に好ましい。逆に、含有量が５．０質量％を越えると、給紙ローラ１が硬くなって初期段階から搬送力が不十分となることがある。この観点から、含有量は４．５質量％以下が好ましく、４．０質量％以下が特に好ましい。
【００２２】
ゴム組成物の基材ゴムとしては、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ポリノルボルネン、塩素化ポリエチレン、ポリイソプレン、ポリブタジエン、天然ゴム等が用いられうる。これらのゴムは、２種以上が併用されてもよい。
【００２３】
特に好適なゴムは、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体である。エチレン−プロピレン−ジエン共重合体の主鎖は飽和炭化水素からなるので、この主鎖には二重結合が含まれない。このため、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体では、高濃度オゾン雰囲気、光線照射等の環境下に長時間曝されても分子主鎖切断が起こりにくい（すなわち耐候性に優れる）。複写機等では画像形成時にオゾンが発生することがあるが、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体が用いられることにより給紙ローラ１のオゾン劣化が抑制される。従って、ガラス繊維が配合されていることと相まって、良好な搬送力が長期間維持される。
【００２４】
エチレン−プロピレン−ジエン共重合体と他のゴムとが併用されてもよい。この場合でも、給紙ローラ１の耐候性の観点から、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体が主成分であるのが好ましい。具体的には、全基材ゴムに占めるエチレン−プロピレン−ジエン共重合体の比率が５０質量％以上、特には８０質量％以上とされるのが好ましく、１００質量％とされるのが理想的である。
【００２５】
エチレン−プロピレン−ジエン共重合体には、ゴム成分のみからなる非油展タイプのものとゴム成分とともに伸展油を含む油展タイプのものとが存在するが、給紙ローラ１にはいずれのタイプも用いられうる。なお、油展タイプのエチレン−プロピレン−ジエン共重合体が用いられる場合は、伸展油を除いたゴム成分が全基材ゴムに占める比率が、上記の範囲内（５０質量％以上、特には８０質量％以上、理想的には１００質量％）とされればよい。
【００２６】
エチレン−プロピレン−ジエン共重合体として、メタロセン触媒によって重合されたもの（いわゆる「メタロセンＥＰＤＭ」）が用いられてもよい。メタロセンＥＰＤＭは、チーグラー・ナッタ系触媒によって重合されたエチレン−プロピレン−ジエン共重合体に比べて分子量分布が狭く、モノマーの分布が均一である。このメタロセンＥＰＤＭが用いられることにより、給紙ローラ１の耐摩耗性が向上する。従って、ガラス繊維が配合されていることと相まって、給紙ローラ１の良好な搬送力が長期間維持される。
【００２７】
給紙ローラ１の架橋形態は特には制限されないが、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体が基材ゴムの主成分とされる場合は、通常は硫黄架橋が用いられ、また硫黄とともに加硫促進剤が併用される。この場合の硫黄の配合量は、基材ゴム１００部に対して０．５部以上４．０部以下が好ましい。また、加硫促進剤の配合量は、基材ゴム１００部に対して１．０部以上７．０部以下が好ましい。硫黄又は加硫促進剤の配合量が上記範囲未満であると、給紙ローラ１の強度が不足することがある。逆に、硫黄又は加硫促進剤の配合量が上記範囲を越えると、給紙ローラ１と紙との摩擦係数が低くなることがある。なお、本明細書において「部」で示される数値は、質量が基準とされたときの比を意味する。
【００２８】
エチレン−プロピレン−ジエン共重合体に代えて、シリコーンゴムが用いられてもよい。シリコーンゴムは、シリコーンオイルを吸収する性質を備えている。シリコーンゴムが用いられることにより、給紙ローラ１の表面に付着したシリコーンオイルが吸収される。従って、表面に残存し続けるシリコーンオイルによって紙がスリップすることが抑制される。ガラス繊維による掻き送りとシリコーンゴムによるスリップ防止との相乗効果により、良好な搬送力が長期間維持される。近年普及がめざましいカラー複写機等ではシリコーンゴム製の定着ローラが用いられており、このためシリコーンオイルが過多な雰囲気が達成されやすい。このカラー複写機等において、シリコーンゴムが主成分とされた給紙ローラ１が特に効果的である。
【００２９】
シリコーンゴムと他のゴムとが併用されてもよい。この場合でも、シリコーンオイルによるスリップを防止する観点から、シリコーンゴムが主成分であるのが好ましい。具体的には、全基材ゴムに占めるシリコーンゴムの比率が５０質量％以上、特には８０質量％以上とされるのが好ましく、１００質量％とされるのが理想的である。
【００３０】
シリコーンゴムが主成分とされる場合は、ゴム組成物に架橋剤としての有機過酸化物が配合されるのが一般的である。例えば、ジメチルシリコーンゴムが主成分である場合は、２，５ジメチル−２，５ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンを２５質量％程度含有する架橋剤が好適である。架橋剤の配合量は、シリコーンゴム１００部に対して１．０部以上５．０部以下、特には１．５部以上３．０部以下程度とされる。
【００３１】
ゴム組成物には、充填剤が配合されてもよい。充填剤により、給紙ローラ１の硬度、摩擦係数、表面粗度等の調整がなされうる。好ましい充填剤としては、例えば酸化ケイ素、炭酸カルシウム、酸化チタン等が挙げられる。充填剤の好ましい配合量はその種類にもよるが、通常は基材ゴム１００部に対して１０部以上５０部以下、特には２０部以上４０部以下とされる。
【００３２】
ゴム組成物には、オイル、可塑剤等の軟化剤が配合されてもよい。これにより、給紙ローラ１が低硬度となってその摩擦係数が向上する。配合されるオイルとしては、例えばパラフィン系鉱物油、ナフテン系鉱物油、芳香族系鉱物油、炭化水素系オリゴマー等が挙げられる。また、配合される可塑剤としては、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ジオクチルセパケート、ジオクチルアジペート等が挙げられる。なお、油展タイプのゴムが用いられる場合は伸展油が軟化剤として作用するので、他の軟化剤の配合が省略されてもよい。もちろん、必要に応じ、油展タイプのゴムにさらに軟化剤が添加されてもよい。
【００３３】
ゴム組成物には、カーボンブラック等の補強剤、架橋助剤、着色剤、劣化防止剤等の添加剤が、必要に応じ適量配合されてもよい。
【００３４】
図２は、図１の給紙ローラ１が用いられた給紙機構３が示された模式的断面図である。この給紙機構３は、給紙ローラ１の他に、分離パッド４、トレイ５等を備えている。分離パッド４とトレイ５とは、離間している。分離パッド４は基板６に固定されており、給紙ローラ１と対向している。給紙ローラ１が図中の矢印Ｒで示される方向に回転することにより、トレイ５の上の紙７が１枚ずつ送り出される。紙は、画像形成機構及び定着機構へと搬送され、排出される。搬送には、搬送ローラが用いられる。また、排出には、排紙ローラが用いられる。搬送ローラ及び排紙ローラに給紙ローラ１と同様のゴム組成物が用いられることにより、これらのローラにおける紙粉付着による搬送力低下が抑制される。すなわち、本発明の紙送りローラには、給紙ローラ１の他に搬送ローラ、排紙ローラ等の、紙の搬送に寄与するローラが含まれる。
【００３５】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。
【００３６】
［実施例１］
１００％油展のエチレン−プロピレン−ジエン共重合体（住友化学社の商品名「エスプレン６７０Ｆ」）２００部（ゴム成分１００部）、酸化ケイ素（日本シリカ社の商品名「ニプシールＶＮ３」）５部、炭酸カルシウム（備北粉化社の商品名「ＢＦ３００」）１０部、酸化チタン（チタン工業社の商品名「クロノス酸化チタンＫＲ３８０」）１０部、パラフィンオイル（出光興産社の商品名「ＰＷ−９０」）３０部、カーボンブラック（東海カーボン社の商品名「シーストＳＯ」）３部、酸化亜鉛（三井金属社の商品名「酸化亜鉛２種」）５部、ステアリン酸（日本油脂社の商品名「つばき」）１部、硫黄（鶴見化学社の粉末硫黄）２部、加硫促進剤としてのジベンゾチアジルスルフィド（大内新興化学工業社の商品名「ノクセラーＤＭ」）１部、他の加硫促進剤としてのテトラエチルチウラムジスルフィド（大内新興化学工業社の商品名「ノクセラーＴＥＴ」）３部及びガラス繊維（日本板硝子社の商品名「マイクグラスチョップドストランドＲＥＳ０３ＢＭ３８」）０．２７部（０．１質量％）を密閉式混練機に投入し、混練してゴム組成物を得た。なお、配合されたガラス繊維の太さは約１０μｍであり、長さは約３ｍｍである。
このゴム組成物を金型に投入して１７０℃で２０分間加熱し、ゴムを架橋させて円筒体（コット）を成形した。この円筒体の内周直径は９ｍｍであり、外周直径は２１ｍｍであり、長さは３８ｍｍであった。この円筒体の外周面を外周直径が２０ｍｍとなるまで円筒研削盤で研削し、さらに１０ｍｍの長さに切断して実施例１の給紙ローラを得た。
【００３７】
［実施例２及び３並びに比較例１及び２］
ガラス繊維の配合量を下記の表１に示されるように変量した他は実施例１と同様にして、実施例２及び３並びに比較例１及び２の給紙ローラを得た。
【００３８】
［実施例４］
あらかじめオイル、充填剤等が配合されたジメチルシリコーンゴム（信越化学社の商品名「ＫＥ９３１−Ｕ」）１００部、２，５ジメチル−２，５ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンを含有する架橋剤（信越化学社の商品名「Ｃ−８」）２．０部及びガラス繊維（前述の「マイクグラスチョップドストランドＲＥＳ０３ＢＭ３８」）２．０８部（２質量％）を密閉式混練機で混練し、ゴム組成物を得た。このゴム組成物を金型に投入して１７０℃で２０分間加熱し、ゴムを第一次架橋させて円筒体（コット）を成形した。この円筒体の内周直径は９ｍｍであり、外周直径は２１ｍｍであり、長さは３８ｍｍであった。この円筒体をオーブンに投入し、２００℃で４時間加熱して、第二次架橋を行わせた。この円筒体の外周面を外周直径が２０ｍｍとなるまで円筒研削盤で研削し、さらに１０ｍｍの長さに切断して実施例４の給紙ローラを得た。
【００３９】
［初期摩擦係数の測定］
中国製の普通紙（北京造紙一の「北京  三一牌  印紙」）を用意し、縦が６０ｍｍで横が２０ｍｍの長方形に裁断して測定用紙とした。この測定用紙を図３に示されるように給紙ローラとテフロンプレートとの間にはさみ、軸芯に２５０ｇｆの荷重Ｗを加えて給紙ローラをテフロンプレートに圧接した。次いで、給紙ローラを矢印Ｒで示される方向に、周速３００ｍｍ／秒で回転させた。そして、測定用紙の一端に連結されたロードセルで、図３中矢印Ｆで示される方向に発生した力（ｇｆ）を測定した。この力Ｆを荷重Ｗで除した値を求めて初期摩擦係数とした。測定は、温度２３℃、湿度５５％の条件下で行った。この結果が、下記の表１に示されている。
【００４０】
［通紙試験］
各給紙ローラを複写機（富士ゼロックス社の商品名「ＶＩＶＡＣＥ４５５」）に装着した。そして、温度２３℃、湿度５５％の条件下で、Ａ４サイズの普通紙（前述の「北京  三一牌  印紙」）を１０００枚通紙し、通紙状況を確認した。搬送不良が全く生じなかったものを「○」とし、不送り又は重送が若干発生したものを「△」とし、不送り又は重送が多発したものを「×」とした。この結果が、下記の表１に示されている。
【００４１】
［摩擦係数保持率の測定］
上記通紙試験後の給紙ローラを用い、初期摩擦係数の測定と同様の方法で摩擦係数を測定した。そして、下記数式（Ｉ）により、摩擦係数保持率Ｋを算出した。
Ｋ＝（１．０−（μ０−μ１）／μ０）×１００  −−−（Ｉ）
（数式（Ｉ）においてμ０は初期摩擦係数を表し、μ１は通紙試験後の摩擦係数を表す。）
この結果が、下記の表１に示されている。なお、比較例２の給紙ローラでは通紙試験において不送りが多発したので、通紙試験後の摩擦係数の測定を行わなかった。
【００４２】
【表１】
0004443755.tif 000002
【００４３】
表１より、適量のガラス繊維が配合された各実施例の給紙ローラでは、摩擦係数の低下が少なく、従って良好な搬送力が維持されることが解る。比較例２の給紙ローラでは、初期段階から摩擦係数が低い。これは、ガラス繊維の配合量が多すぎるためである。これらの評価結果から、本発明の優位性が明らかにされる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明されたように、本発明の紙送りローラでは、紙粉が付着した場合でも紙との摩擦係数が低下しにくい。この紙送りローラが用いられることにより、長期間にわたって良好な搬送力が維持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態にかかる紙送りローラとしての給紙ローラが軸芯とともに示された斜視図である。
【図２】図２は、図１の給紙ローラが用いられた給紙機構が示された模式的断面図である。
【図３】図３は、給紙ローラの摩擦係数測定の様子が示された模式的正面図である。
【符号の説明】
１・・・給紙ローラ
２・・・軸芯
３・・・給紙機構
４・・・分離パッド
５・・・トレイ
６・・・基板
７・・・紙
８・・・テフロンプレート
９・・・測定用紙
１０・・・ロードセル
【図１】
0004443755.tif 000003
【図２】
0004443755.tif 000004
【図３】
0004443755.tif 000005