(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡ポリウレタンからなる給紙ローラーであって、該発泡ポリウレタン層のアスカーＣ硬度が４５°〜６０°であり、成形後の表面が研磨なしで滑らかなスキン層を有すると共に、該スキン層が開孔径１００〜８００μｍで表面開孔率３０〜８０％の開孔部を有することを特徴とする給紙ローラー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やファクシミリ、その他各種のプリンタ等に使用される給紙ローラーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複写機やファクシミリのような各種のプリンタの給紙装置では、ピックアップローラーにより紙を用紙トレイから紙分離部に送り込み、紙分離部で紙をさばいて１枚ずつ給紙することが要求される。そのため、プリンタの紙分離部には、確実に紙を１枚ずつ給紙できるように、一般にＦＲＲ方式又はＦＲ方式による重送防止機構が設けてある。
【０００３】
例えば、ＦＲＲ方式の重送防止機構を備えた給紙装置は、図１に示すように、ピックアップローラー３が用紙トレイ２から紙分離部に紙１を送り込み、紙分離部ではフィードローラー４に当接して設けられたトルクリミッタ６を備えたリタードローラー５により、紙１の重送を防止するようになっている。
【０００４】
即ち、リタードローラー５は所定の荷重でフィードローラー４に押圧されていて、１枚の紙１のみが送り込まれた状態では、フィードローラー４の正回転による摩擦トルクがトルクリミッタ６の限界を超えて作用するため、リタードローラー５も正回転して紙１を送り出す。しかし、２枚以上の紙１が送り込まれてくると、リタードローラー５はフィードローラー４の摩擦力の影響を受けなくなるためトルクリミッタ６が限界に達せず、リタードローラー５は定常状態のまま停止又は逆方向に回転して余分に送られた紙１を停止させ、フィードローラー４に接した最上位の紙１のみが送りだされる。
【０００５】
このようなプリンタの給紙装置に使用されるフィードローラーやリタードローラーとしては、一般にＥＰＤＭ等のオレフィン系ゴムや天然ゴム、ウレタンゴム又は発泡ウレタン等のゴム材料が使用されている。また、ローラーの製法としては、（１）ウレタンフォームの場合は、ウレタンフォームから円柱状のローラー素材を切り出し、芯金を通した後、表面を研磨してローラーとする方法、（２）ソリッドのゴム材料の場合には、型を用いて芯金の周囲に円柱状に成形又は発泡成形した後、表面を研磨してローラーとする方法が一般的に行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、プリンタの給紙装置に用いるフィードローラーは、送られてくる紙に接触し、その摩擦力によって紙を搬送し、また同時にリタードローラーと協働して紙を分離する性能が求められる。そのため、フィードローラーは低硬度であると共に、適度な摩擦係数を有し、その摩擦係数が連続使用によっても極度に低下しないことが必要である。
【０００７】
しかしながら、現在実用されている主流のフィードローラーはソリッドゴムの研磨品であるため、耐摩耗性や加工性等を考慮した場合、その硬度はアスカーＣ硬度で５５°（ＪＩＳ Ａ硬度で３０°）程度のレベルに留まっており、更なる低硬度化が要望されている。
【０００８】
一方、発泡ポリウレタン等の発泡ゴムからなるフィードローラーの場合には、ソリッドゴムの研磨品に比べて、更に望ましい硬度まで低硬度化することが可能である。しかし、従来一般的な製法である研磨により表面仕上げを行うと、フィードローラーとして必要な摩擦係数を確保することが難しかった。
【０００９】
また、フィードローラーやリタードローラーのような給紙ローラーは紙に接触して使用されるため、ソリッドゴム又は発泡ゴムのいずれからなる場合でも、連続使用に伴ってローラー表面に紙粉が付着することにより、摩擦係数が低下することが避けられなかった。
【００１０】
本発明は、このような従来の事情に鑑み、従来のフィードローラー等の給紙ローラーよりも更に低硬度であって、紙の搬送に適した摩擦係数を有すると共に、その摩擦係数が連続使用によっても殆ど低下することがなく、給紙寿命に優れた給紙ローラーを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明が提供する給紙ローラーは、発泡ポリウレタンからなるものであって、該発泡ポリウレタン層のアスカーＣ硬度が４５°〜６０°であり、成形後の表面が研磨なしで滑らかなスキン層を有すると共に、該スキン層が開孔径１００〜８００μｍで表面開孔率３０〜８０％の開孔部を有することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の給紙ローラーは、芯金の周囲に発泡ポリウレタンが一体に発泡成形により形成されているため、従来のソリッドのゴム材料からなる給紙ローラーに比べて、その硬度をより一層低下させることができる。しかし、硬度が低下し過ぎると紙の搬送遅れが発生するので、アスカーＣ硬度で４５°（ＪＩＳ Ａ硬度では２０°）以上とする。尚、本発明の給紙ローラーの硬度は、通常望ましいとされる硬度範囲の上限まで可能であるが、一般的にはアスカーＣ硬度で７０°（ＪＩＳ Ａ硬度では４５°）程度を上限とすることが望ましい。
【００１３】
かかる本発明の給紙ローラーは、成形後のローラー表面が研磨なしで全体として滑らかなスキン層を有すると共に、そのスキン層には多数の開孔部が存在している。即ち、図２に示すように、本発明の給紙ローラー１０は芯金１１の周囲に一体に発泡成形された円柱状の発泡ポリウレタン層１２からなり、この発泡ポリウレタン層１２は拡大して示すように、表面のスキン層１３の直下にある各セル１４が開孔部１５をとおして外部に独立して開孔しているが、ローラー表面は研磨なしで全体として滑らかなスキン層１３を形成している。
【００１４】
開孔部１５の開孔径は、セル１４の大きさと共に、給紙ローラー１０の硬度や摩擦係数に影響を与えるが、一般的には１００〜８００μｍの範囲が好ましく、２００〜７００μｍの範囲が更に好ましい。また、スキン層１３に占める開孔部１５の合計面積の割合、即ち表面開孔率は３０％以上が好ましく、４０％以上が更に好ましい。開孔径が８００μｍを越えると、ローラー表面の接触面積が減少し、所定の初期摩擦係数を確保できないからである。また、開孔径が１００μｍ未満又は表面開孔率が３０％未満の場合には、給紙ローラー１０に必要とされる摩擦係数（初期値で２.０程度以上）を確保することが難しくなると共に、付着する紙粉の清掃作用が低下するため、使用に伴って摩擦係数が急激に低下するからである。
【００１５】
このような構造を有する本発明の給紙ローラー１０は、所定の成形型を用い、芯金１１の回りに発泡ポリウレタン層１２を一体に発泡成形することにより製造でき、研磨なしで、そのまま使用に供することができる。従って、切断加工、研磨加工、仕上げ加工等の面倒な加工工程を経る必要がなく、簡単に給紙ローラー１０を得ることができる。
【００１６】
本発明の給紙ローラーの成形に際しては、成形型の内面をフッ素樹脂材料で形成するか若しくは成形型の内面にフッ素樹脂コーティング層を形成し、これらの内周面の表面粗さを十点平均粗さＲｚで５〜２０μｍとなるように加工する。このような成形型を使用することにより、フッ素樹脂の撥水作用又は表面張力等に加えて、その内周面が所定の表面粗さとなっているため、発泡成形時にポリウレタン原料の不在部分が生じる。その結果、図２に示すように、スキン層１３に多数の開孔部１５が形成され、この開孔部１５をとおしてセル１４が外部に開孔するようになる。
【００１７】
また、発泡成形により発泡ポリウレタン層となるポリウレタン原料は、従来から公知のポリオール成分とポリイソシアネート成分との配合物からなる反応性原料を使用することができる。これらのポリウレタン原料には、従来と同様に、架橋剤、発泡剤、界面活性剤、触媒等を添加混合することができる。尚、発泡倍率は、５〜２０倍程度とすることが好ましい。
【００１８】
上記した本発明の給紙ローラーは、一例としてフィードローラーに使用した場合、一般にフィードローラーとして好適な低い硬度を有すると共に、支障なく紙を搬送するために必要とされる摩擦係数、具体的には初期値で２.０程度以上の摩擦係数を確保することができる。その結果、その摩擦力によって、リタードローラーと協働して紙を分離すると同時に、紙を１枚ずつ搬送する性能に優れている。
【００１９】
しかも、本発明の給紙ローラーからなるフィードローラーは、連続使用しても摩擦係数の低下が極めて小さく、優れた給紙寿命を備えている。特に、ＦＲＲ方式の給紙装置において、本発明によるフィードローラーは、リタードローラーに従来のソリッドゴムからなる表面研磨したローラーを使用した場合、このリタードローラーの摩擦係数の低下をも抑える効果を発揮する。このような摩擦係数の維持特性は、フィードローラーのスキン層に開孔したセルの呼吸作用により、フィードローラー及びリタードローラーの表面に付着した紙粉を排出する清掃効果を奏するためと考えられる。
【００２０】
本発明の給紙ローラーは、上記したような低い紙粉付着性により高い摩擦係数維持特性を備えるため、ピックアップローラー及びリタードローラーへの使用も充分効果的であることは云うまでもない。
【００２１】
また、本発明の給紙ローラーは、これを構成する発泡ポリウレタン層の電気抵抗を１０８Ω・ｃｍ以下に調整することが好ましい。これによって、静電気が防止されるため、紙粉の清掃排出効果が一層高まり、紙粉の付着を更に抑制することができ、例えばフィードローラー及びリタードローラーの摩擦係数維持効果がより顕著になる。
【００２２】
【実施例】
内面にフッ素樹脂コーティングを施し、その内周面の表面粗さを十点平均粗さＲｚで５〜２０μｍとなるように加工した成形型を使用して、芯金の周囲にエーテル系ポリウレタン原料を一体に発泡成形することにより、開孔径が１００〜８００μｍの範囲の開孔部を有し且つ研磨なしで表面全体が滑らかなスキン層を備えた発泡ポリウレタン層からなるフィードローラーを製造した。尚、各フィードローラーの発泡ポリウレタン層の電気抵抗は、全て１０８Ω・ｃｍ以下に調整した。
【００２３】
このようにして、硬度（アスカーＣ硬度）と表面開孔率を下記表１のごとく変化させ、本発明の発泡ポリウレタン層を有するフィードローラー（試料１〜６）をそれぞれ作製した。これらの試料１〜６の各フィードローラーを、別途用意したリタードローラー（表面研磨したソリッドのウレタンゴムからなる）と共に実機に組み込んで、特殊紙（紙粉発生が多い紙）を給紙する連続給紙試験を実施した。また、表１に示す従来のフィードローラー（試料７〜１０）についても、上記と同様の試験を行った。
【００２４】
【表１】
0003744319.tif 000002
【００２５】
上記した連続給紙試験により、最大で５０万枚の特殊紙を連続的に給紙して寿命となるまでの給紙枚数を評価すると共に、各フィードローラーの摩擦係数を初期と給紙寿命に至った終了時に測定し、摩擦係数の維持性を評価した。また、リタードローラーについても、摩擦係数を初期と終了時に測定した。これらの結果を下記表２に示した。
【００２６】
【表２】
0003744319.tif 000003
【００２７】
上記の結果から分かるように、本発明の試料２〜６のフィードローラーは、初期値で２.０以上の望ましい摩擦係数を有すると共に、連続使用による摩擦係数の低下も試料４を除いて少なく、摩擦係数の維持性に優れている。しかも、試料２〜６では、リタードローラーの摩擦係数についても連続使用による低下が少なく、フィードローラーがリタードローラーの清掃作用を備えていることが分かる。このため、試料２〜６のフィードローラーの場合、用意した５０万枚の特殊紙を全て給紙することができ、その時点で試験を終了した。
【００２８】
これに対して、試料１のフィードローラーは、発泡ポリウレタン層の硬度がアスカーＣ硬度で４０°と低すぎるため、紙の搬送遅れが発生することが判明し、その時点で試験を中止した。従来例である試料７〜９のフィードローラーの場合、連続使用による摩擦係数の低下が大きく、更にリタードローラーの摩擦係数も急激に低下することが分かる。このため、これらのフィードローラーの給紙寿命は著しく短かった。また、従来例の試料１０の場合、摩擦係数が初期値で０.３と望ましい範囲よりも低過ぎ、フィードローラーとして不適当であるため、試験を実施しなかった。
【００２９】
尚、試験終了後、各フィードローラーの耐磨耗性について調査したところ、本発明による試料２〜６のフィードローラーは耐摩耗性に優れていたが、従来例のフィードローラーは試料８を除いて十分な耐摩耗性を備えていないことが分かった。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、従来よりも更に低硬度であって、紙の搬送に適した摩擦係数を有すると共に、その摩擦係数が連続使用によっても殆ど低下することがなく、寿命に優れた給紙ローラーを提供することができる。また、本発明の給紙ローラーをフィードローラーとして使用することによって、フィードローラーに当接して設けられるリタードローラーへの紙粉の付着を抑制することができ、給紙寿命をより一層延ばすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プリンタの給紙装置を説明するための概略の側面図である。
【図２】本発明の給紙ローラーと、その一部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
１    紙
２    用紙トレイ
３    ピックアップローラー
４    フィードローラー
５    リタードローラー
１０    給紙ローラー
１１    芯金
１２    発泡ポリウレタン層
１３    スキン層
１４    セル
１５    開孔部
【図１】
0003744319.tif 000004
【図２】
0003744319.tif 000005