(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性エラストマーからなる給紙ロールであって、その硬度がショアＡスケールで１０°〜３５°の範囲にあり、前記熱可塑性エラストマーは、少なくとも二種の熱可塑性エラストマーからなるポリマーアロイ型の材料であり、且つ当該少なくとも二種の熱可塑性エラストマーのうちの少なくとも一種は可塑剤を２０重量％〜４０重量％含み、ロール表面に炭素をプラズマ重合したＤＬＣ膜からなる炭素層が形成されていることを特徴とする給紙ロール。
【請求項２】
請求項１において、当該給紙ロールの表面がローレット加工面又はしぼ加工面であり且つ半径方向に沿った面を有さない加工面であり、この表面に前記炭素層が形成されていることを特徴とする給紙ロール。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記炭素層の厚さが、０．５〜３μｍであることを特徴とする給紙ロール。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記熱可塑性エラストマーが、ポリエステル系、ポリ塩化ビニル系、ポリスチレン系、ポリオレフィン系、およびポリアミド系の熱可塑性エラストマーの群から選択されることを特徴とする給紙ロール。
【請求項５】
請求項４において、前記熱可塑性エラストマーが、ポリエステル系ポリマー、ポリ塩化ビニル系ポリマー、およびポリスチレン系ポリマーからなることを特徴とする給紙ロール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタ（以下、ＩＪＰと称す）などの各種プリンター、複写機、ファクシミリ（ＦＡＸ）、等の各種ＯＡ機器、現金自動預払機（ＡＴＭ）などの給紙装置に用いられる、ピックアップ、フィード、リバース等の各種給紙ロールに関し、特に画質等に影響する部分や、インク、鉛筆や油の汚れなどの影響を受けやすい部分に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＩＪＰ、ＦＡＸ、ＡＴＭ等の給紙ロールには、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエンゴム）、塩素化ポリエチレンゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム等が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらのゴム材料は、ブルーミングによる摩擦係数（μ）の低下および耐候性の低下の問題があり、また、長期使用により紙粉等の影響で摩擦係数の変化の割合が大きいという問題もある。
【０００４】
また、例えば、ＩＪＰでは、写真印刷等の鮮明な画像を得るために、光沢フィルム、コートフィルムなどの専用紙が用意されているが、上述した従来の給紙ロールでは、専用紙に接触するとその部分に印刷された画像の色が薄くなるという現象が起こる。このような印刷汚染は、給紙ロールの材質により差があるものの、従来の給紙ロールでは解決されていない。
【０００５】
このように印刷汚染については解決されていない部分が多く、従来、給紙ロールが印刷面の裏面に接触するような給紙機構を採用し、または給紙ロールの表面を研磨して物理的な接触圧力を下げるなどの対応がとられているが、十分解決するに至っていない。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑み、摩擦係数が経時的に変化せず、例えば、ＩＪＰの多種様の紙送りに安定して用いることができ、さらに、ＩＪＰの専用光沢フィルム、専用ＯＨＰフィルムなどを汚染することのない給紙ロールを提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する本発明の第１の態様は、熱可塑性エラストマーからなる給紙ロールであって、その硬度がショアＡスケールで１０°〜３５°の範囲にあり、前記熱可塑性エラストマーは、少なくとも二種の熱可塑性エラストマーからなるポリマーアロイ型の材料であり、且つ当該少なくとも二種の熱可塑性エラストマーのうちの少なくとも一種は可塑剤を２０重量％〜４０重量％含み、ロール表面に炭素をプラズマ重合したＤＬＣ膜からなる炭素層が形成されていることを特徴とする給紙ロールにある。
【０００９】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、当該給紙ロールの表面がローレット加工面又はしぼ加工面であり且つ半径方向に沿った面を有さない加工面であり、この表面に前記炭素層が形成されていることを特徴とする給紙ロールにある。
【００１１】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様おいて、前記炭素層の厚さが、０．５〜３μｍであることを特徴とする給紙ロールにある。
【００１２】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記熱可塑性エラストマーが、ポリエステル系、ポリ塩化ビニル系、ポリスチレン系、ポリオレフィン系、およびポリアミド系の熱可塑性エラストマーの群から選択されることを特徴とする給紙ロールにある。
【００１３】
本発明の第５の態様は、第４の態様において、前記熱可塑性エラストマーが、ポリエステル系ポリマー、ポリ塩化ビニル系ポリマー、およびポリスチレン系ポリマーからなることを特徴とする給紙ロールにある。
【００１４】
本発明の給紙ロールは、長低硬度の熱可塑性エラストマーからなるロールの表面に炭素層、特にＤＬＣ（ダイヤモンド・ライク・カーボン）膜を形成したものであり、ロール表面のブリードが改善され、且つ表面の粘着性が抑制されているので、専用光沢フィルムあるいは専用ＯＨＰフィルムなどに対する印刷汚染が発生せず、また、これらのフィルムのロールへの巻き込みが防止される。
【００１５】
本発明の給紙ロールは、炭素層により粘着力やタック性が抑制されるが、初期摩擦係数が炭素層がないものと比較して０．１〜０．２だけ低くなるだけで、給紙性能は問題ない。しかも、紙粉の付着がなく、耐摩耗性が良好なため、通紙による摩擦係数μの低下が極めて小さく、摩擦係数の経時変化が極めて小さい。
【００１６】
炭素層、特にＤＬＣ膜は、熱可塑性エラストマー、特に後述する特定の熱可塑性エラストマーに形成することによりうろこ状に形成され、上述したような本発明の効果を奏するものと考えられる。なお、通常の合成ゴムにＤＬＣ膜を形成してもゴム中の酸化防止剤やオイルの影響のためかうろこ状膜とはならない。
【００１７】
本発明の給紙ロールを構成する熱可塑性エラストマーは、特に、少なくとも二種の熱可塑性ポリマーからなるポリマーアロイ型の材料であるのが好適である。ここで、かかるポリマーアロイ型材料の成分となるポリマーは、エステル系、塩化ビニル系、スチレン系、オレフィン系、およびアミド系の熱可塑性エラストマーの群から選択され、特に、ポリエステル系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、およびポリスチレン系ポリマーを含有するのがよい。これらのポリマーの配合割合は、特に、それぞれ３０〜６０重量％、３０〜５０重量％、および０〜３０重量％の範囲から選択するのが好ましい。
【００１８】
また、本発明の熱可塑性エラストマーは、副成分として可塑剤を２０〜４０重量％、好ましくは、２５〜３５重量％含んでいる。これにより前記ポリマーアロイ型材量を加硫ゴムに極めて近い性質を有するものにし、且つ硫黄加硫ゴム特有のブルーミングによる摩擦係数の低下の問題を解決した。
【００１９】
ここで、可塑剤としては、ポリマーアロイの前記二種のポリマーが、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ジ（ヘプチル，ウンデシル）フタレート、ジイソオクチルフタレート、ジヘプチルフタレート、ブチルベンジルフタレートおよび高級アルコールフタレートなどのフタル酸エステル類；パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイルなどの鉱物油系軟化剤；またはエポキシ系可塑剤等を挙げることができ、これらから一種または二種以上を選択することができる。
【００２０】
また、本発明の熱可塑性エラストマーは、ポリアロイ型材料の他に、エラストマーに軟化性を持たせるために、低分子量ポリスチレン、アルキド樹脂、ポリエチレンなどの軟化剤ポリマーを含んでいてもよい。これらの軟化剤ポリマーは、ポリマアロイ型材料１００重量部に対して、５〜２０重量部添加するのが望ましい。
【００２１】
さらに、本発明の給紙ロールを形成する熱可塑性エラストマーは、ポリマーアロイおよび可塑剤のほかに、本発明の目的を損ねない範囲で、他の添加剤、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色料等を必要に応じて含有してもよいことは言うまでもない。
【００２２】
また、本発明の給紙ロールの硬度は、ショアＡスケールで１０°〜３５°の範囲にある。これは、一定の押圧加重における変形量（ニップ量）を大きくとって給紙特性を向上するためである。
【００２３】
また、本発明の給紙ロールは、ローレット加工またはしぼ加工した表面を有するのが好ましい。但し、表面に垂直、すなわち、半径方向に沿った面があると、ＤＬＣ膜が形成されなく、汚染の原因となるので、加工面の凹部が深さ方向に幅狭になった、斜面または曲面で形成された加工面とするのがよい。
【００２４】
本発明の給紙ロールは、このような熱可塑性エラストマーからなるロールに炭素をプラズマ重合して形成した炭素層、特にＤＬＣ膜を設けたものである。
【００２５】
ここで、炭素層は、０．５〜３μｍ、好ましくは１〜２．５μｍの厚さに施すのが好ましい。これは、良好な摩擦係数μを維持するためである。すなわち、炭素層の厚さと摩擦係数μとの間には、略半比例の関係があり、例えば、炭素層の厚さが０．５μｍのときの初期μが２．７の場合、炭素層を１、２、３、４μｍとすると、摩擦係数μは、それぞれ、２．５、１．８、１．５、０．９と変化するからである。
【００２６】
また、このような炭素層を形成する方法としては、プラズマＣＶＤ法等を挙げることができる。また、例えば、プラズマＣＶＤ法により形成する場合のプラズマ原料ガスとしては、炭素層形成に一般に用いられるメタン、エタン等の炭化水素化合物ガスを用い、温度２０〜２５℃、真空度０．１Ｔｏｒｒ、高周波（ＲＦ）電力１００〜３００Ｗの状態で、例えば、メタンを３０〜１００ＣＣＭ流し、成膜時間２０〜１００分で形成することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、これらの実施例は本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【００２８】
下記表に示す配合１〜４からなる熱可塑性エラストマーからなるロールを製造した。具体的には、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、およびポリスチレン系熱可塑性エラストマーのそれぞれのペレット状材料を卓上２軸押出機／混練機（ＭＰ２０１５型；ツバコー横浜販売（株）製）で混練りしてポリマアロイ型材料とした。一方、１６０℃の電熱ロール（横山機械製作所（有）製）でポリエチレンポリマーおよび可塑剤（ブチルベンジルフタレート）を混合し、この混合物を先のポリマーアロイ型材料に加えた。次に、射出成形機（ＩＳ５０ＥＰ−１・５Ａ、東芝機械（株）の射出圧力を２０００ｋｇ／ｃｍ２とし、成形温度を、ホッパ下部：１５０℃、シリンダーホッパ側：１５５℃、同中央：１６０℃、同ノズル側：１６５℃とし、金型温度を５０℃として、給紙ロールを作成した。ロール寸法は、フィードロール：内径１６ｍｍ×外径２４ｍｍ×長さ２３．５ｍｍ、リバースロール：内径１７ｍｍ×外形２７ｍｍ×長さ２３．５ｍｍとした。
【００２９】
各配合のロールについて硬度（ショアＡスケール）を測定した。
【００３０】
表１に示す結果より、可塑剤が１０重量部と少ない配合３では硬度４８と給紙ロールとしては硬すぎ、一方、可塑剤が５０重量部と多い配合４ではへたり量が大きすぎ、給紙ロールとしては使用できなかった。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
次いで、配合２のロールをプラズマ処理装置にセットし、原料ガスとしてメタンを用いて温度０〜２５℃、真空度０．１Ｔｏｒｒ、高周波数（ＲＦ）電力１００〜３００Ｗの状態でメタンを３０〜１００ＣＣＭ流し、成膜時間２０〜１００分で、１μｍ、３μｍおよび５μｍのＤＬＣ膜をそれぞれ形成し、実施例１〜３の給紙ロールとした。
【００３３】
また、比較のため、ＤＬＣ膜を形成しないもの（比較例１）および６μｍのＤＬＣ膜を形成したもの（比較例２）を作成した。
【００３４】
これらの各給紙ロールを用いて、ＩＪ専用光沢フィルムに印刷を行い、印刷汚染を目視にて確認したところ、実施例１〜３の給紙ロールでは汚染が見られなかったが、比較例１の給紙ロールでは印刷汚染が認められた。なお、比較例２の給紙ロールは、表面硬度が異常に上昇して給紙ロールとしては使用できなかった。
【００３５】
また、実施例２の給紙ロールを用いた場合の印刷のインクのドットと、比較例１の給紙ロールを用いた場合のインクのドットとを比較したところ、実施例２の場合にはインクが十分にフィルムに浸透して平均直径約１１３μｍのドットとなっていた。これに対し、比較例１の場合にはフィルムに十分は浸透せず、平均直径約９３μｍのドットとなっており、これによりインクが存在しない部分が多くなって印刷汚染につながっていることがわかった。
【００３６】
次に、各給紙ロールを用い、摩擦係数μの変化を測定した。この結果を図１に示す。この結果、比較例１の給紙ロールは、初期の摩擦係数は高いものの、１０Ｋ（１万枚）程度通紙すると、摩擦係数が大きく低下するが、実施例１〜３の給紙ロールは、５０Ｋ以上通紙しても摩擦係数の大きな変化が見られなかった。
【００３７】
また、各給紙ロールについて、５０Ｋ通紙後のローレットの山の高さの減少量を測定したところ、図２の結果が得られた。これによると、実施例１〜３の給紙ロールは、耐摩耗性が良好で摩耗量が小さかったが、比較例１の給紙ロールはローレットの高さの減少量が実施例の場合の５倍以上大きかった。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の給紙ロールは、特定の熱可塑性エラストマー材料を用い、且つ表面に炭素層を有しているので、用紙を搬送するための十分な摩擦力を有し、摩擦による表面状態の変化が最低限に抑えられ、長期に亘って安定した搬送力を保持することができ、さらに、専用光沢フィルム、専用ＯＨＰフィルム等への汚染もなく、低温特性、耐候性、耐オゾン性に優れたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】通紙試験における給紙ロールの摩擦係数の変化を示す図である。
【図２】通紙試験における給紙ロールのローレットの山の高さの減少量を示す図である。
【図１】
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【図２】
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