CN101955076A - 送纸辊 - Google Patents

Abstract

本发明提供难以产生送纸不良、音鸣等问题，能经比迄今为止更长期间仍维持良好的送纸的送纸辊。送纸辊(1)具有内层(3)、以及层叠于所述内层的外周而构成所述送纸辊的外周面(6)的外层(2)，所述内层(3)由ASKER C型硬度为C10～C40的多孔体形成，所述外层(2)由ASKER C型硬度为C40～C70、且橡胶硬度比内层大的多孔体形成。

Description

送纸辊

技术领域

本发明涉及在静电式复印机、各种打印机等中用于送纸的送纸辊。

背景技术

在例如静电式复印机、激光打印机、普通纸传真装置、喷墨打印机、自动取款机(ATM)等设备类的送纸机构中，安装有各种送纸辊。作为上述送纸辊，可以举出边与纸(包括塑料膜等，下同)接触边旋转而通过摩擦来输送纸的例如供纸辊、输送辊、压盘辊、排纸辊等。

作为上述送纸辊，以往一般使用例如由天然橡胶(NR)、聚氨酯橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)、聚降冰片烯橡胶、硅酮橡胶、氯化聚乙烯橡胶等各种橡胶形成的单层且非多孔的辊。

但是，上述辊有在通纸张数增多时由于磨损而表面变平滑，摩擦系数大幅降低，容易产生送纸不良这样的问题。另外，还存在由于纸滑过摩擦系数降低的橡胶辊表面而易产生所谓的“音鸣”现象这样的问题。

研究了将送纸辊制成包含内层、以及层叠于上述内层的外周并构成上述送纸辊的外周面的外层的2层以上的多层结构，其中通过使内层比外层柔软，从而增加与纸的接触面积来防止发生送纸不良，并且防止音鸣(参照专利文献1～4等)。

但是，这些任一专利文献中记载的送纸辊，由于构成辊的外周面的外层都与以往单层结构的橡胶辊同样是由非多孔橡胶形成，因此通纸张数多时，仍然因磨损而表面变平滑，摩擦系数大幅降低，无法可靠地防止上述由摩擦系数降低产生的送纸不良。

提出过上述外层和内层均由橡胶的多孔体形成、并且使上述多孔体的单元(cell)直径为外层小于内层的送纸辊(专利文献5)。

由多孔体形成的外层即使被磨损也会逐渐在表面露出存在于内部的空隙，因此不会像以往的非多孔外层那样表面平滑化而摩擦系数大幅降低。因此，可以在某种程度上抑制由摩擦系数降低而产生的送纸不良。

但是，上述送纸辊是通过将添加了发泡剂的未硫化橡胶在规定条件下挤压成形为筒状后，在特定条件下使之硫化，从而在一个辊内，调整为外周附近的发泡程度小于内部而制造的。

因此，不容易严密控制外层和内层厚度、以及两层的厚度的比率，易产生偏差。当产生偏差时，存在如下问题，即，由制成2层结构、并增大内层的单元直径而使上述内层柔软所产生的、先前说明的增大与纸的接触面积而防止产生送纸不良、或防止音鸣的效果也会产生偏差。

而且，专利文献5中，虽然想通过减小上述外层的单元直径来确保耐磨损性，但若考虑到对内层赋予适度的柔软性，则无法对由全部相同的材料形成仅单元直径不同的外层赋予足够的橡胶硬度，无法赋予足够的耐磨损性。

即，专利文献5中，虽然优选使送纸辊整体的ASKER C型硬度为C23～C37，但是像这样使整体变柔软时，外层的橡胶硬度也只能为同等程度。因此，产生如下的问题，即，虽然还与外层的厚度相关，但上述外层会在早期就磨损而消失，在短期间就变得无法进行良好的送纸。

专利文献1：日本特开2001-341862号公报

专利文献2：日本特开2002-347972号公报

专利文献3：日本特开2006-111401号公报

专利文献4：日本特开2007-137539号公报

专利文献5：日本特开2004-322421号公报

发明内容

本发明提供难以产生送纸不良、音鸣等问题，能经比迄今为止更长期间仍维持良好的送纸的送纸辊。

本发明为送纸辊，其特征在于，包含内层、以及层叠于上述内层外周并构成上述送纸辊的外周面的外层，上述内层由ASKER C型硬度为C10～C40的多孔体形成，上述外层由ASKER C型硬度为C40～C70的多孔体形成，上述内层的橡胶硬度比上述外层的橡胶硬度小。

在上述本发明的送纸辊中，通过采用多孔体形成外层，即使磨损也可以逐渐在表面露出存在于内部的空隙而维持初期的表面状态，从而可以防止上述表面平滑化而摩擦系数大幅降低。而且由于采用ASKER C型硬度为C40以上的多孔体来形成上述外层，因此还可以提高其耐磨损性，防止在早期即磨损而消失。

此外，通过采用ASKER C型硬度为C10～C40、且橡胶硬度(ASKER C型硬度)比外层小的多孔体来形成内层，并且采用ASKERC型硬度为C70以下的多孔体来形成外层，还可以提高送纸辊整体上的柔软性，增大与纸的接触面积。

因此，根据本发明，可以提供难以产生送纸不良、音鸣等问题，能经比迄今为止更长期间仍维持良好的送纸的送纸辊。

上述内层和外层优选通过在预先形成为筒状的外层内，嵌合另行形成的内层而层叠。由此，能够严密控制两层的厚度比率，抑制防止上述送纸不良、音鸣等的效果产生偏差，提供通常具有一定效果的送纸辊。

此外，上述两层优选通过将外层的内径形成为小于内层的外径，并在上述外层内压入内层而被相互固定。由此，可以利用两层的直径差和弹性力而将上述两层相互固定，可以减少使用材料和工序数。

此外，两层可以通过粘合剂粘合而相互固定。

根据本发明，可以提供难以产生送纸不良、音鸣等问题，能经比迄今为止更长期间仍维持良好的送纸的送纸辊。

附图说明

图1是表示本发明的送纸辊的实施方式的一例的立体图。

符号说明

1 送纸辊

2 外层

3 内层

4 通孔

5 轴

6 外周面

具体实施方式

图1是表示本发明的送纸辊的实施方式的一例的立体图。

参照图1，该例的送纸辊1包括：筒状外层2、嵌合于上述外层2内的筒状内层3、以及插入上述内层3中心的通孔4中的轴5。上述外层2的外周面6为与纸接触的送纸辊1的表面。

上述外层2由如下的多孔体形成，即，采用(公司)日本橡胶协会标准规格SRIS 0101“膨胀橡胶的物理试验方法”中规定的测定方法，在温度23±1℃、湿度55±1％的环境下测定而求出的ASKER C型硬度为C40～C70的多孔体。

之所以将外层2的ASKER C型硬度限定为上述范围，是由于如果小于C40，则反复送纸时，上述外层2会在早期就磨损而消失，无法在短期间进行良好的送纸。而超过C70时，无法获得提高送纸辊1整体上的柔软性而防止音鸣的效果。此外，外层2的ASKER C型硬度即便在上述范围内，也优选为C50以上，且优选为C60以下。

此外，内层3由如下的多孔体形成，即，在上述温度23±1℃、湿度55±1％的环境下测定而求出的ASKER C型硬度为C10～C40，并且橡胶硬度比外层小的多孔体。即，在外层2由ASKER C型硬度的下限值为C40的多孔体形成时，内层3由小于C40的多孔体形成。另外，在内层3由ASKER C型硬度的上限值为C40的多孔体形成时，外层2由超过C40的多孔体形成。

之所以将内层3的ASKER C型硬度限定为上述范围，是由于如果小于C10，则内层3变得过于柔软，送纸辊1与纸的接触压降低，反而易产生送纸不良。此外，在超过C40时，无法获得提高送纸辊1整体上的柔软性而防止音鸣的效果。此外，内层3的ASKER C型硬度即便在上述范围内，也优选为C30以下。

上述外层2可以由例如EPDM、聚氨酯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)等橡胶，聚酯系热塑性弹性体、苯乙烯系热塑性弹性体、聚氨酯系热塑性弹性体等热塑性弹性体，聚乙烯、聚丙烯等软质树脂等中的1种或2种以上形成。特别优选外层2由耐磨损性等优良的EPDM形成。

此外，内层3可以由例如NBR、丁基橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、NR、聚氨酯橡胶等橡胶，苯乙烯系热塑性弹性体等热塑性弹性体，聚乙烯、聚丙烯等软质树脂等中的1种或2种以上形成。

特别优选内层3由丁基橡胶的多孔体形成。丁基橡胶在常温区域(5～35℃)的振动吸收性能尤其优异，所以可以更进一步可靠地抑制因与纸的摩擦所产生的音鸣。

形成上述外层2、内层3的弹性体中，可以根据弹性体的种类等适当选择并添加用于使两层为多孔结构的发泡剂、水溶性粒子等，在弹性体为硫化制橡胶时用于使上述橡胶硫化的硫化剂、交联剂、硫化促进剂、硫化促进助剂等，以及填充剂、补强剂、油、增塑剂等。

上述外层2和内层3优选分别各自形成为筒状，并通过在外层2内嵌合内层3而将两层层叠，构成送纸辊1。由此，能够严密控制两层的厚度比率，抑制防止上述送纸不良、音鸣等的效果产生偏差，提供通常具有一定效果的送纸辊。

在减少使用材料和工序数方面，两层优选将外层2的内径形成为稍小于内层3的外径，在上述外层2内压入内层3，利用两层的直径差和弹性力而相互固定。

但是，外层2和内层3可以通过粘合剂粘合而相互固定。

为了将上述两层分别各自形成为由多孔体形成的筒状，可以采用以往公知的各种方法。例如可以将作为原材料的弹性体根据需要与各种添加剂捏合后成形为筒状，进而在弹性体为硫化性橡胶时进行硫化而形成两层的情况下，在其任意时刻，例如为硫化性橡胶时在与硫化同时，使在上述弹性体中预先添加的发泡剂发泡，从而各自形成由多孔体形成的筒状外层2和内层3。另外，还可以在将弹性体中预先添加的食盐等水溶性粒子成形后的任意时刻，例如为硫化性橡胶时在硫化后使之溶出，从而形成上述外层2，内层3。

为了将上述两层的ASKER C型硬度分别调整在上述范围内，可以选择多孔体的气孔结构(为连续气孔结构或独立气孔结构等)，或者调整气孔率。

另外，还可以选择作为原材料的弹性体，或者进一步并用2种以上的弹性体并调整其配合比例。

另外，例如，弹性体为硫化性(交联性)橡胶时，可以调整上述橡胶的种类、分子量(平均分子量、分子量分布等)、分子结构(直链状或支链状等)、或橡胶的硫化度(交联度)等。另外，可以调节油、增塑剂、补强剂、填充剂等的量。另外，为了调整硫化度，可以调整硫化剂、交联剂、硫化促进剂、硫化促进助剂等的种类、配合量。

例如，对于EPDM，可以调整乙烯、丙烯和二烯的含有比例、分子量(平均分子量、分子量分布等)、分子结构(直链状或支链状等)、或硫化度(交联度)。

此外，对于聚酯系热塑性弹性体、苯乙烯系热塑性弹性体等热塑性弹性体，可以调整形成硬链段和软链段的嵌段的种类、长度、或者两链段的比率等。

此外，作为弹性体，还可以使用将热塑性弹性体和/或热塑性树脂与硫化性橡胶并用，边对上述各成分进行捏合边加热而使橡胶动态硫化而成的弹性体，在该弹性体中，可以调整上述各成分的种类、配合比例等。

对于上述外层2、内层3，外层2薄而内层3厚对于提高送纸辊1整体上的柔软性而防止音鸣是有效的，但是外层2过薄会因磨损而在短期间消失，这是不好的。因此，外层2和内层3的、在送纸辊1的径向的厚度比(外层)/(内层)，对于将内层3嵌合在外层2中之前的各个筒体而言，优选内层3的比例大于(外层)/(内层)＝50/50，尤其进一步优选(外层)/(内层)＝50/50～20/80。

另外，在外层2中嵌合了内层3的送纸辊1的整体的外径，可以根据安装上述送纸辊1的装置的结构等而适当设定，但对于例如小型的激光打印机等而言，若一并考虑在有限的空间内安装、以及在送纸时尽可能增大与纸的接触面积，则优选为15mm～35mm，特别优选20mm～30mm。

此外，构成外径为上述范围内的送纸辊1的外层2、内层3的厚度，对于将内层3嵌合于外层2之前的各个筒体而言，外层2优选为1.0mm～3.5mm、特别优选2.0mm～3.0mm，内层3优选为2.0mm～4.5mm、特别优选3.0mm～4.0mm。

外层2的厚度低于上述范围时，可能因上述外层2磨损而在短期间消失，露出内层3。此外，超过上述范围时，可能无法充分获得提高送纸辊1整体上的柔软性而防止音鸣的效果。

此外，内层3的厚度低于上述范围时，可能无法充分获得提高送纸辊1整体上的柔软性而防止音鸣的效果。此外，超过上述范围时，送纸辊1整体过于柔软而与纸的接触压降低，反而有可能变得容易产生送纸不良。

送纸辊1的外周面6、即外层2的表面所露出的空隙的开口占上述表面的单位面积的比例(开口的面积占有率)优选为10％～40％。

面积占有率低于10％时，可能无法充分获得由使外层2为多孔体而产生的、先前说明的、即使磨损也可以逐渐在表面露出存在于内部的空隙而维持初期的表面状态，来防止上述表面平滑化而摩擦系数大幅降低的效果。

此外面积占有率超过40％时，送纸辊1与纸的接触面积减小，可能易产生送纸不良。

轴5可以由例如金属、陶瓷、树脂等形成。

实施例

<外层I的制作>

将表1所示的各成分以170℃×20分钟而进行加压硫化，得到内径φ20、外径φ25、长65mm的由多孔体形成的筒状体(皮辊外壳)。然后，使用圆筒研削盘，将该筒状体研磨为外径φ24后切割为长30mm，制作由上述多孔体形成的筒状外层I。通过先前说明的SRIS 0101“膨胀橡胶的物理试验方法”中规定的测定方法，在温度23±1℃、湿度55±1％的环境下测定上述外层I的ASKER C型硬度，结果为C37。

<外层II的制作>

如表1所示，使石蜡油的量为20质量份，除此以外与外层I同样地制作相同尺寸的由多孔体形成的筒状外层II。同样测定上述外层II的ASKER C型硬度，结果为C40。

<外层III的制作>

如表1所示，使氧化硅的量为15质量份，不配合石蜡油，并且使热膨胀性微囊的量为5.5质量份，除此以外与外层I同样地制作相同尺寸的由多孔体形成的筒状外层III。同样测定上述外层III的ASKER C型硬度，结果为C50。

【表1】

表1中各成分的详细内容如下所述。

(弹性体)

EPDM：住友化学(株)制的Esprene(注册商标)670F

(补强剂，填充剂)

氧化硅：TOSOH SILICA公司制的Nipsil(注册商标)VN3

碳酸钙：备北粉化工业(株)制的BF300

氧化钛：钛工业(株)制的商品名KRONOS KR380

炭黑：TOKAI CARBON公司制的商品名SEAST 3

(油)

石蜡油：出光兴产(株)制的DIANA(注册商标)加工油PW-380

(硫化系添加剂)

氧化锌：三井金属矿业(株)制的氧化锌2种

硬脂酸：日油(株)制的商品名TUSBAKI

粉末硫：鹤见化学工业(株)制

TET：二硫化四乙基秋兰姆〔大内新兴化学工业(株)制的Nocceler(注册商标)TET〕

DM：二-2-二硫化苯并噻唑〔大内新兴化学工业(株)制的Nocceler(注册商标)DM〕

(发泡剂)

热膨胀性微囊：松本油脂制药(株)的Matsumoto Microsphere(注册商标)F170D

<外层IV的制作>

将表2所示的各成分中除热膨胀性微囊以外的各成分用2轴挤压机〔i-PEC公司制的HTM38〕在180℃进行捏合，使EPDM动态交联后颗粒化，得到热塑性弹性体组合物的颗粒。

接着将上述颗粒和热膨胀性微囊混合，使用φ50的单轴挤压机〔(株)笠松化工研究所制〕在180℃捏合，挤压成形为筒状并使热膨胀性微囊热膨胀，得到内径φ20、外径φ25的由多孔体形成的筒状体。然后，使用圆筒研削盘，将该筒状体研磨为外径φ24后切割为长30mm，制作由上述多孔体形成的筒状外层IV。同样测定上述外层IV的ASKERC型硬度，结果为C59。

【表2】

表1中的EPDM、石蜡油、氧化锌和热膨胀性微囊与外层I中使用的相同。此外，其他成分如下所述。

热塑性弹性体：聚苯乙烯-聚(乙烯/丙烯)-聚苯乙烯〔KURAREY公司制的SEPTON(注册商标)4077〕

热塑性树脂：聚丙烯〔Japan Polypropylene公司制的NOVATEC(注册商标)PP BC6〕

树脂交联剂：溴代烷基苯酚-甲醛树脂〔田冈化学工业(株)制的TACKROL(注册商标)250-III〕

<外层V的制作>

将表3所示的各成分以170℃×20分钟进行加压硫化，得到内径φ20、外径φ25、长65mm的由多孔体形成的筒状体(胶辊)。然后，使用圆筒研削盘，将该筒状体研磨为外径φ24后切割为长30mm，制作由上述多孔体形成的筒状外层V。同样测定上述外层V的ASKER C型硬度，结果为C70。

<外层VI的制作>

如表3所示使热膨胀性微囊的量为2质量份，除此以外与外层V同样地制作相同尺寸的由多孔体形成的筒状外层VI。同样测定上述外层VI的ASKER C型硬度，结果为C73。

【表3】

表3中的EPDM如下所述。

EPDM：住友化学(株)制的Esprene(注册商标)505A

此外，其他成分与在外层I中使用的相同。

<内层A的制作>

采用橡胶捏合装置将表4所示的各成分挤压成形为筒状后，在硫化罐内以160℃×30分钟使之硫化，并且使化学发泡剂发泡，接着在通孔中压入外径φ14的加工用轴，使用圆筒研削盘研磨为外径φ21后切割为长30mm，制作由多孔体形成的筒状内层A。同样测定上述内层A的ASKER C型硬度，结果为C7。

<内层B的制作>

如表4所示使石蜡油的量为45质量份，除此以外与内层A同样地制作相同尺寸的由多孔体形成的筒状内层B。同样测定上述内层B的ASKER C型硬度，结果为C10。

<内层C的制作>

如表4所示不配合石蜡油，并且使化学发泡剂的量为3.5质量份，除此以外与内层A同样地制作相同尺寸的由多孔体形成的筒状内层C。同样测定上述内层C的ASKER C型硬度，结果为C30。

【表4】

表4中的丁基橡胶、TBT-N和化学发泡剂如下所述。

丁基橡胶：Exxon Mobil公司制的BUTYL 268

TBT-N：二硫化四丁基秋兰姆〔大内新兴化学工业(株)制的Nocceler(注册商标)TBT-N〕

化学发泡剂：永和化成工业(株)制的NEOCELLBORN(注册商标)N#1000SW

此外，其他成分与在外层I中使用的相同。

<内层D的制作>

采用橡胶捏合装置将表5所示的各成分挤压成形为筒状后，在硫化罐内以160℃×30分钟使之硫化，并且使热膨胀性微囊热膨胀，接着在通孔中压入外径φ14的加工用轴，使用圆筒研削盘研磨为外径φ21后切割为长30mm，制作由多孔体形成的筒状内层D。同样测定上述内层D的ASKER C型硬度，结果为C40。

<内层E的制作>

如表5所示使热膨胀性微囊的量为5.5质量份，除此以外与内层D同样地制作相同尺寸的由多孔体形成的筒状内层E。同样测定上述内层E的ASKER C型硬度，结果为C43。

【表5】

表5中的各成分与在外层I中使用的相同。

<实施例1>

在上述内层C的通孔中压入φ14的树脂制轴(专用树脂芯)后，将上述内层C压入外层II内，制造送纸辊。

<实施例2～4，比较例1、2>

将上述内层C与表6所示的外层组合，除此以外与实施例1同样地制造送纸辊。

<实施例5>

在上述内层B的通孔中压入φ14的树脂制轴(专用树脂芯)后，将上述内层B压入外层III内，制造送纸辊。

<实施例6，比较例3、4>

将上述外层III与表7所示的内层组合，除此以外与实施例5同样地制造送纸辊。

对于上述各实施例、比较例的送纸辊，进行下述各试验来评价其特性。

<摩擦系数试验和通纸状况评价>

使各实施例、比较例的送纸辊在边对载置于Teflon(注册商标)板上的宽60mm×长120mm的纸〔CANON公司制的GF-500〕上施加340gf的垂直负载边使其压接的状态下，以圆周速度105mm/秒使上述送纸辊旋转时，使用负载单元测定对上述纸施加的输送力F，由式(1)求出摩擦系数。

摩擦系数＝F/340    (1)

测定在刚制造送纸辊后(初期)、以及将上述送纸辊安装在JapanHewlett-Packard公司制的激光打印机HP Laser Jet 4300n中并与上述相同将纸〔CANON公司制的GF-500〕通纸5万张后(耐久后)进行。此外，观察该通纸时的通纸状况，将在中途产生了送纸不良的评价为×，将即使进行了5万张的通纸仍未产生送纸不良的评价为○。此外，由于在中途产生了送纸不良的送纸辊未能测定耐久后的摩擦系数，因此在摩擦系数栏中记为×。

<音鸣评价>

将各实施例、比较例的送纸辊安装在与上述相同的激光打印机中，将相同的纸〔CANON公司制的GF-500〕通纸1000张，将此时产生音鸣的评价为×，没有产生音鸣的评价为○。

以上的结果示于表6、7。

【表6】

【表7】

由表6的比较例1的结果可知，即使内层的ASKER C型硬度在C10～C40的范围内，如果外层的ASKER C型硬度小于C40，则上述外层的耐久性不充分，由于连续通纸而在早期磨损而消失，产生送纸不良。此外，由比较例2的结果可知，上述外层的ASKER C型硬度超过C70时，送纸辊整体上的柔软性降低而产生音鸣。

此外，由表7的比较例3的结果可知，即使外层的ASKER C型硬度在C40～C70的范围内，如果内层的ASKER C型硬度小于C10，则上述内层过于柔软，送纸辊对纸的接触压降低而产生送纸不良。此外，由比较例4的结果可知，上述内层的ASKER C型硬度超过C40时，送纸辊1整体上的柔软性降低而产生音鸣。

与此相对，由实施例1～6的结果可知，使外层的ASKER C型硬度在C40～C70的范围内、且使内层的ASKER C型硬度在C10～C40，并且使两层的ASKER C型硬度为外层大于内层时，可以经比迄今为止更长期间防止产生送纸不良、音鸣等问题，可以维持良好的送纸。

Claims (4)

1.一种送纸辊，其特征在于，包含内层、以及层叠于所述内层的外周而构成所述送纸辊的外周面的外层，所述内层由ASKER C型硬度为C10～C40的多孔体形成，所述外层由ASKER C型硬度为C40～C70的多孔体形成，所述内层的橡胶硬度比所述外层的橡胶硬度小。

2.根据权利要求1所述的送纸辊，其中，通过在预先形成为筒状的外层内嵌合另行形成的内层，而层叠所述两层。

3.根据权利要求2所述的送纸辊，其中，将外层的内径形成为小于内层的外径，内层被压入到所述外层内。

4.根据权利要求1所述的送纸辊，其中，内层和外层通过粘合剂而被粘合。

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