(57)【要約】異なる種類のシートスタックから異なる種類のシートを確実に搬送するために擦り送りを含むシート供給装置。この装置は、シート供給ローラ（２）およびこの供給ローラ（２）と接触している制動ローラ（４）を含む。この紙のスタックと接触する擦り装置（６）を使って複数シートのうちの１枚を供給ローラ（２）と制動ローラ（４）の間にニップに送込む。この供給ローラ（２）、制動ローラ（４）、および擦り装置（６）は、全て３５−２８０９２−Ｎ−ＧＹ−Ａの表面層を有し、それがそれらに遙かに永い有効寿命を与える。これらのローラの有効活用を最大化するための方法およびこれらのローラを試験し、使用する方法も開示する。
2004504992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給ローラであって：
（ａ）更新可能面を有する外部摩耗可能脱着層を含み；
（ｂ）上記脱着層が上記ローラの寿命に亘って実質的に変化しない実用ＣＯＦを有し；
（ｃ）上記脱着層が１，０００，０００給送当りその質量の約１％から１０％の摩耗率を有するローラ。
【請求項２】
請求項１の供給ローラであって、上記脱着層が２０と４５の間の硬度（ＪＩＳＡ）を有するローラ。
【請求項３】
請求項１の供給ローラであって、上記脱着層が汚染物質の意図しない保持を実質的の排除するに十分摩耗可能であるローラ。
【請求項４】
請求項１の供給ローラであって、上記脱着層が１．６を超える実用ＣＯＦを有するローラ。
【請求項５】
請求項１の供給ローラであって、上記脱着層が１４４時間のイルブルック摩耗試験後その質量の２％から１０％を減らすローラ。
【請求項６】
請求項１の供給ローラであって、上記脱着層が３５−２８０９２−Ｎ−ＧＹ−Ａを含むローラ。
【請求項７】
供給ローラであって、実質的に汚染物質を保持しない更新可能面を有する、摩耗可能脱着外層を有するローラ。
【請求項８】
トレイの表面上に位置するスタックからシートを逐次搬送するための装置であって：
（ａ）ＣＯＦ１．６以上の材料で作った第１タイヤを含む供給ローラ；および
（ｂ）ニップを作るために上記供給ローラに機能するように結合され、ＣＯＦ１．６以上の材料で作った第２タイヤを含み、一定の回転抵抗を有する、制動ローラを含む装置。
【請求項９】
請求項８の装置であって、更に、軽く押すための軽押ローラを含む装置。
【請求項１０】
請求項８の装置であって、上記制動ローラは、上記供給ローラに対してばねが掛けてある装置。
【請求項１１】
請求項８の装置であって、上記供給ローラは、上記制動ローラに対してばねが掛けてある装置。
【請求項１２】
請求項８の装置であって、上記脱着層が１，０００，０００給送後その質量の２％から１０％を減らす装置。
【請求項１３】
請求項８の装置であって、上記脱着層が１４４時間のイルブルック摩耗試験後その質量の２％から１０％を減らす装置。
【請求項１４】
請求項８の装置であって、上記第１および第２タイヤが同じ材料である装置。
【請求項１５】
請求項８の装置であって、上記第１および第２タイヤが各々３５−２８０９２−Ｎ−ＧＹ−Ａを含む装置。
【請求項１６】
供給ローラであって、３５−２８０９２−Ｎ−ＧＹ−Ａを有する外層を含むローラ。
【請求項１７】
請求項１６の供給ローラであって、上記外層が２０から４５の硬度（ＪＩＳＡ）を有するローラ。
【請求項１８】
タイヤの摩耗率を試験するための装置であって：
（ａ）モータ；
（ｂ）軸部；
（ｃ）上記軸部の周りの適所に位置するタイヤ；
（ｄ）上記モータおよび上記軸部に作動するように結合され、上記モータによって駆動され、および上記軸部を回転させるベルト；
（ｅ）楓材のブロック；
（ｆ）上記楓材のブロックに結合され、上記ブロックを上記軸部と接触させるに十分旋回可能なアーム；
（ｇ）上記アームのピボット点と上記木材ブロックの間に位置する調整重りを含む装置。
【請求項１９】
タイヤのＣＯＦを試験するための装置であって：
（ａ）ハブ；
（ｂ）第１モータ；
（ｃ）上記第１モータおよび上記ハブに作動するように結合され、上記第１モータによって駆動され、および上記ハブを回転させるベルト；
（ｄ）上記ハブの周りの適所に位置するタイヤ；
（ｅ）圧迫車；
（ｆ）上記圧迫車に結合され、上記圧迫車を上記タイヤと接触させるに十分旋回可能なアーム；
（ｇ）上記アームのピボット点と上記圧迫車の間に位置する調整重り；
（ｈ）上記ニップを通して上記紙を引くための第２モータ；
（ｉ）上記ニップを通して上記紙を引くために要する力を測定するために、上記紙および上記第２モータに結合された秤を含む装置。
【請求項２０】
請求項１９の装置であって、更に、データを記録し、上記ＣＯＦと標準偏差を計算し、その結果を平均し、および上記試験の平均ＣＯＦと標準偏差を表示するために上記秤に接続されたコンピュータを含む装置。
【請求項２１】
第１ローラと第２ローラを有し、それらの間に一定圧のニップを形成し、上記第２ローラが一定ブレーキ力を加えるブレーキ機構を有し、両ローラが実質的に同じＣＯＦを有する、シート供給装置の有効寿命を延すための方法であって：
上記ＣＯＦ、上記ニップ圧、および上記ブレーキ力をそれらが関係式：（ＣＯＦ−Ｘ）＊ＮＰ＝ＦＢＦを満足するように選択する工程を含み、但し、Ｘが０．１５から０．４に及ぶ範囲を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、一般的にはシート供給装置、とりわけ摩耗可能脱着外層を備える供給ローラおよび制動ローラ並びにそれらの使用法に関する。それは、更に、これらのローラを試験しおよびこれらのローラの寿命を延す方法を対象とする。
【０００２】
（発明の背景）
本発明は、一般的にはシートスタックからシートを搬送するための擦り送りに関し、更に詳しくは、汚染物質を保持せず且つゆっくり摩耗する外層を有する擦り供給装置に関する。
【０００３】
静電写真複写機またはプリンタのような、現代の複写装置では、複写すべき情報の潜像を均一に帯電した誘電体部材上に形成し、電荷をイメージ状パターンに変える。次にこの潜像電荷パターンを着色したマーキング粒子で現像する。その後、現像した像を受容部材に転写し、熱および／または圧力を加えてこの受容部材に定着して所望の複写を作る。
【０００４】
複写装置の生産性を改善するために、複写装置用シート供給システムが開発されている。装填すべき複数の紙を分離するための幾つかのプロセスが知られている。普通の供給プロセスは、複写装置に紙を送込むローラの組合せを使うことから成る。
【０００５】
摩擦制動システムを使用する紙分離機構は、少なくとも一つの紙供給ローラと一つの制動部材を含み、その部材は、固定パッドまたは制動ローラでもよい。多くの装置は、後者を使用する。
【０００６】
これら二つのローラは、それらの間に１枚の紙が通過できるニップを形成する。この制動ローラは、このローラを所定の割合で回転させるための抵抗機構を使用する。この割合は、一時に厳密に１枚のシートがこのニップを通過するように設定してある。上述の従来の紙分離機構で、供給ローラと制動ローラの両方は、これらのローラが紙に対して適当な摩擦係数（ＣＯＦ）を有するように、ゴムまたは類似の材料で作ってある。
【０００７】
この供給ローラおよび制動ローラは、各々コアと外“タイヤ”を含む。このタイヤは、コアを囲む中空円筒管である。これらのタイヤは、回転する軸部の周りに置いてある。時には接着剤を使ってこのタイヤを適所に保持する。供給プロセス中、固着してないタイヤは、軸部と共に回らないかも知れない。これは、無送か重送状態に繋がるだろう。
【０００８】
現在の供給および制動ローラの一つの問題は、それらの多くの有効寿命が短いことである。寿命が長く、表面汚染耐性のあるタイヤ材料を使うことが望ましい。多くの材料は、複写装置に送込む支持体上にあるかも知れないオイルを吸収し、または汚染物質を拾い上げる。このオイルおよび汚染物質は、ローラの寿命を縮めるかも知れない。汚染は、ローラのＣＯＦも減少し、この装置が複写機にシートを適正に送込まない機会を増やす。
【０００９】
現在のローラの第２の問題は、供給ローラおよび制動ローラの外層を通常異なる材料で作らねばならないことである。これは、摩耗率が異なり、表面汚染の量が異なることも意味するので、望ましくない。
【００１０】
（発明の概要）
この発明の目的は、現在のローラより遙かに永い寿命の少なくとも一つの供給ローラを使用するシート供給装置を創り出すことであった。
この発明の第２の目的は、現在の供給ローラよりよく汚染に耐える少なくとも一つの供給ローラを使用するシート供給装置を創り出すことであった。
この発明の第３の目的は、供給ローラおよび制動ローラを使用するシステムで最大寿命を達成するために、ＣＯＦ、ニップ圧、および制動ローラブレーキ力を選択する適切な方法を示すことである。
【００１１】
この発明は、供給ローラおよび制動ローラを含むシート供給装置である。これらのローラは、供給ローラの上に集る汚染物質の量を徹底的に減少させるに十分な率で摩耗する材料である外層を有する。
【００１２】
汚染物質の減少は、ローラのＣＯＦの低下を減少する。これらの新規の改良したローラは、送り不良なしに遙かに長期間作動する。実験証拠によれば、以前の表面材料の寿命の４倍までの寿命を示した。
【００１３】
本発明は、伝統的試験方法が、特にローラの摩耗率およびＣＯＦに関して、不適当と考えられたので、これらの新規のローラを試験する斬新な方法も含む。
【００１４】
本発明は、ＣＯＦ、ニップ圧、および制動ローラブレーキ力の間の関係を利用する方法も示す。
【００１５】
（好適実施例の詳細な説明）
この発明は、図１に見られるように、供給ローラ２、制動ローラ４、および軽押ローラ６を含むシート供給装置である。更に具体的には、この発明は、紙を複写装置に送込む際に関わるローラのための新規な外側材料の使用法である。この新規な表面材料は、本供給装置ローラに従来のローラより遙かに永い寿命を与える。それは、ローラに自浄特性も与える。行った幾つかの試験で、この脱着層の摩耗は、測定不可能であった。
【００１６】
以下の段落では、‘紙’という用語を一般的に受像体用に使用した。当業者には、もし他の材料が（１）互いに対するＣＯＦおよび紙のＣＯＦに近い供給ローラに対するＣＯＦを有するか、または（２）ブレーキ力およびニップ圧をそれらとＣＯＦの間に同じ比を維持するために変えるならば、実際の紙に代用可能であることが明白だろう。後者のオプションを後に更に詳しく説明する。
【００１７】
“複写機”という用語は、複写機であろうと、プリンタであろうと、ファクシミリであろうと、スキャナ等であろうと、あらゆる複写装置を意味するために使用することも理解すべきである。
材料のＣＯＦの言及は、通常その“実用”ＣＯＦを意味することも理解すべきである。ローラを最初に製造するとき、その表面は、特別なＣＯＦを有する。これは、非常に急速に（数十枚以内で）実用ＣＯＦ値に低下する。他に指示するのでなければ、この出願全体に亘って使用するＣＯＦは、この実用ＣＯＦを指す。
【００１８】
更に、ローラの寿命は、その使用可能寿命を指すことを理解すべきである。ローラが使用不能になるときは、多くの要因による。これらには、ローラの摩耗の仕方（それが均一に摩耗するかどうか、またはどの位速く摩耗するか）、このローラを組込んだ装置のローラの摩耗に対する許容度、ローラの硬度が使い込むと変るかどうか、および使い込むとＣＯＦがどの位変るかがある。本ローラの魅力の一部は、それらの使用可能寿命が永いことである。
【００１９】
供給ローラ２、制動ローラ４、および軽押ローラ６は、各々コア（または軸部）８および外タイヤ１０を含む。このタイヤは、コアを囲む中空円筒管である。それは、通常軸部の周りに付ける前に予備成形してある。多くの従来技術のローラと違って、このタイヤをコアに保持するために接着剤またはその他の把持手段が必要ない。
【００２０】
図１に見られるように、軽押ローラ６は、シートのスタックの最上シートと１２で接触し、この最上シートを供給ローラ２と制動ローラ４の間のニップ１４に押込む。制動ローラ４は、クラッチ１６に結合してある。チェーン伝動装置１８が供給ローラの軸部８を軽押ローラ６と協同して回転させる。
【００２１】
供給ローラ２が回転すると、表面がこの供給ローラのそれと接触している制動ローラ４を回転させる。クラッチ１６は、この制動ローラが供給ローラと同等に回転するのを防ぐ。これは、送り不良状態を防ぐために必要である。以下に更に詳しく議論するように、このブレーキ力をクラッチが適正に加えるように設定することは、この発明の不可欠な部分である。
【００２２】
本発明で、三つ全てのローラ用のタイヤは、３５−２８０９２−Ｎ−ＧＹ−Ａと称する企業秘密保護コンパウンドから成る。この材料は、米国１４６２６ニューヨーク州ロチェスタ、カナル・ランディング大通り１１５のイルブルック・オフィス・プロダクツが生産する。東京都千代田区丸の内２−６−１、古河総合ビルの日本ジーン株式会社もこの材料を生産する。
【００２３】
それは、裂けまたは崩れなしに変形する能力があるので具合がよい。それはまた非常にゆっくりと劣化する。ローラを軸部に保持するためには、接着剤が何も必要ない。はっきりと書かないところでも、請求項での３５−２８０９２−Ｎ−ＧＹ−Ａの使用は、３５−２８０９２−Ｎ−ＧＹ−Ａの組成に化学的に類似またはそれから明白なあらゆる物質を含むことを理解すべきである。
この材料は、一般的に硬度（ＪＩＳＡ）が２０と４５の間および実用ＣＯＦが１．６を超えれば最も良く機能する。
【００２４】
供給ローラ２、制動ローラ４、および軽押ローラ６を最初に複写機に設置するとき、それらは約２．２〜２．３の初期ＣＯＦを有する。このＣＯＦは、最初の十数枚のコピー後に約１．６の実用ＣＯＦへ急速に低下し、それから横ばい状態になる。多くの従来技術のローラは、これと同じ摩耗の初期パターンに従う。しかし、このＣＯＦの初期低下の後に、それらは、速度が遅いとはいえ、ＣＯＦを減らし続ける。これは、摩耗の継続とローラが紙から拾い上げる汚染物質の量の増加の両方による。
【００２５】
ＣＯＦが減少する供給ローラまたは制動ローラは、より送り不良を起しそうである。もし、供給ローラの表面のＣＯＦが減少すると、これらのローラは、シートをプリンタに引込むことができず、“無送”状態になるかも知れない。もし、制動ローラの表面のＣＯＦが減少すると、これらのローラは、２枚以上のシートをプリンタに引込み、“重送”状態になるかも知れない。
【００２６】
この実用ＣＯＦを図２に示す装置を使って試験した。モータ３０が回転軸部３２を駆動する。この軸部は、タイヤ３６が囲むハブ３４から成る。この軸部の上に載っているのは、圧迫車３８である。この圧迫車の中心は、軸部３２の中心軸線から水平に０．５０８ｍｍずれている。ロッド４０がこの圧迫車を軸４２に結合する。このロッド４０は、軸４２周りに旋回する。この圧迫車と旋回点の間に調整重り４９がある。この重りを使って圧迫車が軸部に加える力の量を制御する、即ち、それがそれらの間のニップ圧を制御する。
【００２７】
モータ４８が紙のシート４４を圧迫車と軸部の間のニップを通して引く。秤４６がこのニップを通して紙を引くに要する力を測定する。このタイヤのＣＯＦをこれらの力測定値から計算する。この測定プロセスをタイヤ３６の１回転内に４０００回繰返し、データビットを平均し且つ標準偏差と共に記録する。
【００２８】
３５−２８０９２−Ｎ−ＧＹ−Ａがこれらのローラに更新面をもたらす。何千回の給送の後でも、このタイヤの表面は、実質的に汚染物質のないままである。これは、３５−２８０９２−Ｎ−ＧＹ−Ａをローラの優れた表面層にするものの一部である。
【００２９】
３５−２８０９２−Ｎ−ＧＹ−Ａで作ったローラの主な利点は、ある条件下で作動するとき、あるプリンタで寿命が非常に永いことである。これらのローラをゼロックスの種々の白黒およびカラープリンタに付けてフィールドで試験した。これらの試験は全て、機械をある所定のパラメータ内で作動する限り、優れた結果を生じた。それらは、数十万コピーに亘って機能し、目立つ摩耗はしなかった。
【００３０】
しかし、ローラ材料の標準試験手順および耐久試験は、結果が悪かった。この主な理由は、これらの標準試験法が、実際の使用に関わるＣＯＦ、ニップ圧およびブレーキ力の間の関係を考慮に入れることができないことである。それに答えて、本出願人は、実際の摩耗をより良くシミュレートする新規の試験手順を開発した。多くの試験を、本出願人の一人が開発した独創的測定装置で行った。
【００３１】
この摩耗試験装置を図３に示す。この試験を以後イルブルック摩耗試験と呼ぶ。モータ５０がベルト５２を駆動し、それが軸部５４を回転する。この回転速度は、試験するタイヤに依って調整することができる。試験すべきタイヤ５６をこの軸部の周りに付ける。楓材のブロック５８をタイヤ５６と接触させることができる。この木材ブロック５８は、旋回可能なアームに結合してある。調整重り６０がこのアームのピボット点６２と木材ブロック５８の間に固着してある。調整重り６０の位置および質量は、この木材ブロックがどれだけの力をこのタイヤに掛けるかを決める。
【００３２】
この装置で、摩耗の各時間が１２，５００枚の給紙に相当することを決定した。この新規な材料で作ったローラは、１４４時間以上持続し、それは１８０万給送に相当する。この軸部は、タイヤと木材ブロックの間に２８３ｇｍのニップ圧で２．１６ｍ／ｍｉｎのスリップを生ずる速度で回転する。
【００３３】
先の段落で、これらのローラは、ある条件下で長持すると述べた。これらの条件は、ＣＰＦ、二つのローラ間の力、および制動ローラ上のブレーキ力を、それらの間の相互依存性に基づいて選択することによって達成する。
【００３４】
これら三つの要素は、公式によって関係付けられる。これは、供給ローラと制動ローラが同じ表面材料を有すればあらゆる場合に真である。本質的に、ＣＯＦ、ニップ圧、およびブレーキ力は、それらが以下の関係を満足するように選択すべきである：
（μ−Ｘ）＊ＮＰ＝ＦＢＦ；
但し、μはこれらのローラのＣＯＦを表し、ＮＰは二つのローラ間のニップ圧を表しおよびＦＢＦは制動ローラの表面上のブレーキ力を表す。Ｘは、０．１５から０．４に及ぶ数である。制動ローラが回転することを保証する目的で、それをＣＯＦから引く。Ｘ＝０．２に設定することが最善の結果をもたらす。
【００３５】
このニップ圧という用語は、ここでこの明細書全体を通じて、二つのローラ間の垂直力と同義語として使った。力と圧力が同じことでないことは真であるが、これがこの技術の慣例である。
【００３６】
実験はしてないが、他の種類の複写機で３５−２８０９２−Ｎ−ＧＹ−Ａを使うことが全く同様に機能することを強く確信する。ある複写機の送り機構は、供給ローラとマットから成る。このＣＯＦとニップ圧は、供給ローラだけが一時に１枚のシートを掴むように設定する。この供給ローラの外層に３５−２８０９２−Ｎ−ＧＹ−Ａを使うことは、これらの装置の寿命を非常に延すだろう。
【００３７】
この発明の好適実施例に関連して説明したが、説明した特定の形にこの発明の範囲を限定することは意図せず、反対に、前記請求項によって定義するこの発明の精神および範囲内に含まれるような代替案、修正形、および均等物を包含することを意図する。
【図面の簡単な説明】
【図１】
典型的シート供給装置の説明図である。
【図２】
ＣＯＦ試験装置の説明図である。
【図３】
摩耗試験装置の説明図である。
【国際公開パンフレット】
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2004504992.tif 000004
2004504992.tif 000005
2004504992.tif 000006
2004504992.tif 000007
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2004504992.tif 000009
2004504992.tif 000010
2004504992.tif 000011
2004504992.tif 000012
2004504992.tif 000013
2004504992.tif 000014
2004504992.tif 000015
【国際調査報告】
2004504992.tif 000016