CN105683069B

CN105683069B - 送纸辊

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Publication number: CN105683069B
Application number: CN201480033239.7A
Authority: CN
Inventors: 吉田祐马; 河野淳洋; 土井邦朗; 铃木智志
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2013-07-30
Filing date: 2014-06-10
Publication date: 2017-09-22
Anticipated expiration: 2034-06-10
Also published as: US20160130098A1; JP6106553B2; US9815644B2; CN105683069A; JP2015027899A; WO2015015908A1

Abstract

一种送纸辊(1)，其具有由含有塑化剂的热固化性聚氨酯构成的弹性层(2)。弹性层(2)表面的表面残留电荷在90～170V的范围内。弹性层(2)，在其表面上可以具有能够捕捉纸粉的表面凹凸。弹性层(2)，可以形成在具有电绝缘性的树脂制成的轴体(3)的外周面上。送纸辊(1)能够作为电子照相方式的图像形成装置中的供纸装置所具有的阻滞辊而优选使用。

Description

送纸辊

技术领域

本发明涉及一种送纸辊。

背景技术

以往，在图像形成装置中，一般设置有从容纳纸张的纸盒中每次分离出一张纸张并将其送出至图像形成部的供纸装置。作为该供纸装置，虽然在以往已实际使用了垫阻滞方式(FR方式)、摩擦阻滞方式(FRR方式)等，但是从防止多张进纸性能的可靠性高这点来看，多采用FRR方式。

FRR方式的供纸装置，具有：搓纸辊，该搓纸辊与容纳在纸盒中的纸张的最上部接触，通过摩擦力将纸张抽出到纸盒之外；进纸辊，该进纸辊将抽出的纸张向纸张输送路径送出；阻滞辊，该阻滞辊与该进纸辊压接，同时借助扭矩限制器停止或者对与纸张输送方向相反的方向施加旋转驱动力。

在该供纸装置中，在只有一张纸通过进纸辊与阻滞辊之间的压接部时，通过扭矩限制器的滑动，阻滞辊从动于进纸辊向纸张输送方向转动，进纸辊将纸张向输送方向送出。另一方面，在两张以上纸张试图通过上述压接部时，阻滞辊停止或者向与纸张输送方向相反的方向转动，使与阻滞辊接触的纸张向纸盒的方向返回，同时，向输送方向送出与进纸辊接触的纸张。由此，能够防止多张进纸。

这些各种送纸辊，一般具有轴体和在轴体的外周上形成的弹性层。作为构成弹性层的材料，以往使用EPDM或热固性聚氨酯等。由于与EPDM相比，热固性聚氨酯的电阻低、易于抑制静电导致的纸粉的附着，因此经常被采用。但是，热固性聚氨酯，如果其是单一物质的话，则硬度高、摩擦系数低，因此一般配合有塑化剂以确保规定的摩擦系数。(例如，参照专利文献1)

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第2844998号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，现有技术在以下方面存在问题。即，若在热固性聚氨酯中配合塑化剂，则会降低电阻，因此在防止静电导致的纸粉的附着上是有效的。近年来，多使用纸粉较多的国外制造等的纸张，对于耐纸粉附着性的要求很高。但是，最新发现，若在热固性聚氨酯中配合塑化剂，则在某些情况下，会引起纸张中的与送纸辊接触的部分的图像浓度降低的现象(调色剂转印漏失现象)。特别是，在分离纸张时在滑过阻滞辊的纸面上转印调色剂的图像形成装置中，易于发生上述调色剂转印漏失现象。

鉴于上述背景，本发明的目的在于提供一种能够抑制纸粉的附着和调色剂转印漏失这两方面的送纸辊。

解决课题的手段

本发明的一个实施方式是一种送纸辊，其装入在电子照相方式的图像形成装置中的供纸装置中来使用，其特征在于，

具有由含有塑化剂的热固性聚氨酯构成的弹性层，

相对于100质量份的上述热固化聚氨酯，该弹性层中的上述塑化剂的添加量在10～50质量份的范围内，

上述弹性层表面的表面残留电荷在90～170V的范围内，

其中，上述表面残留电荷是通过以下方法得到的值：

在23℃×53％RH的环境下，形成使上述送纸辊以70rpm的转动速度向圆周方向转动的状态，

使用电晕管，使该电晕管的芯部与上述弹性层表面之间的距离为10mm，外加100μA的电晕电流，使上述弹性层表面带电，

在从该带电位置向转动方向转动90度后的位置处，使表面电位计的探针与上述弹性层表面之间的距离为1mm，在辊的轴方向的中央部处，以一个点测定上述弹性层表面的表面电位。

发明效果

上述送纸辊具有由含有特定添加量的塑化剂的热固性聚氨酯构成的弹性层，其弹性层表面的表面残留电荷在上述范围内。因此，上述送纸辊，能够抑制纸粉的附着和调色剂转印漏失这两方面。可认为这是由于以下的理由。

可认为：在弹性层的表面残留电荷超过上述上限值的情况下，含有塑化剂的弹性层的低电阻化处于不充分的状态，由此发生了静电导致的纸粉的附着。与此相对地，可认为：在弹性层的表面残留电荷在上述上限值以下的情况下，含有塑化剂的弹性层的低电阻化处于适度的状态，由此能够抑制静电导致的纸粉的附着。

另外，处于被供纸装置供纸之前阶段的纸张，电荷均匀地存在于纸张的整个面上。但是，在弹性层的表面残留电荷低于上述下限值的情况下，纸张中的与弹性层表面接触的部分(以下，有时称为“接触部”)的电荷流向弹性层一侧。因此，与纸张中的不与弹性层表面接触的部分(以下，有时称为“非接触部”)之间产生电位差。可认为：其结果是，在纸张中的接触部与非接触部处的调色剂的转印量产生差别，降低接触部的图像浓度，且产生调色剂的转印漏失现象。与此相对地，可认为：在弹性层的表面残留电荷在上述下限值以上的情况下，纸张上的上述接触部的电荷难以逃到弹性层一侧，能够抑制调色剂转印漏失现象。

因此，根据本发明，能够提供一种能够抑制纸粉的附着和调色剂转印漏失这两方面的送纸辊。

附图说明

图1是示意性地表示实施例1的送纸辊的剖面图。

图2是图1中的II-II处的剖面图。

图3是用于对实验例中的摩擦系数的测定方法进行说明的说明图。

图4是用于对实验例中的表面残留电荷(V)的测定方法进行说明的说明图。

具体实施方式

上述送纸辊装入在电子照相方式的图像形成装置中的供纸装置中使用。具体地，作为电子照相方式的图像形成装置，可举例说明为采用使用带电图像的电子照相方式的复印机、打印机、传真机、多功能一体机、按需打印(POD，Print On Demand)装置等。

为了不会重叠送出两张以上的纸张，供纸装置具有从纸盒中分离出一张纸张并将其送出的防止多张进纸的机构。作为防止多张进纸的机构，可以是摩擦阻滞方式(FRR方式)和垫阻滞方式(FR方式)中的任意一种。从精度高、有利于稳定地输送纸张、防止多张进纸性能的可靠性高的观点出发，可以优选采用FRR方式作为防止多张进纸的机构。FRR方式的供纸装置具有：搓纸辊，该搓纸辊与容纳在纸盒中的纸张的最上部接触，通过摩擦力将纸张抽出到纸盒之外；进纸辊，该进纸辊将抽出的纸张向纸张输送路径送出；阻滞辊，该阻滞辊与该进纸辊压接，同时借助扭矩限制器停止或者对与纸张输送方向相反的方向施加旋转驱动力。在这种情况下，上述送纸辊，能够适用于搓纸辊、进纸辊和阻滞辊中的任一个。特别地，上述送纸辊，能够作为阻滞辊优选使用。这是因为，在纸张中的滑过阻滞辊的弹性层表面的部分(滑动部)上易于产生调色剂转印漏失现象，通过将上述送纸辊适用为阻滞辊，易于抑制上述调色剂转印漏失现象。

上述送纸辊，其弹性层表面的表面残留电荷在90～170V的范围内。通过使弹性层表面的表面残留电荷在上述范围内，能够抑制纸粉的附着和调色剂转印漏失这两方面。若弹性层表面的表面残留电荷不足90V，则易于产生调色剂转印漏失现象。因此，将弹性层表面的表面残留电荷的下限值限制为90V。另一方面，若弹性层表面的表面残留电荷超过170V，则易于产生静电导致的纸粉的附着。因此，将弹性层表面的表面残留电荷的上限值限制为170V。

从可靠地抑制调色剂转印漏失现象的观点出发，弹性层表面的表面残留电荷可以优选为95V以上，更优选为100V以上。从可靠地抑制纸粉的附着的观点出发，弹性层表面的表面残留电荷可以优选为165V以下，更优选为160V以下，进一步优选为155V以下，更进一步优选为150V以下。

而且，可通过进行以下的测定来得到上述表面残留电荷(V)。在23℃×53％RH的环境下，将接地的金属制成的轴体压入送纸辊中，同时形成使送纸辊以70rpm的转动速度向圆周方向转动的状态。接着，在该状态下，使用电晕管，使电晕管的芯部与弹性层表面之间的距离为10mm，外加100μA(恒定电流)的电晕电流，使弹性层表面带电。接下来，在从该带电位置向转动方向转动90度后的位置处，使表面电位计的探针与弹性层表面之间的距离为1mm并测定弹性层表面的表面电位。而且，在送纸辊具有树脂制成的轴体的情况下，取下树脂制成的轴体，直接压入金属制成的轴体。另外，上述表面残留电荷(V)，是不沿着辊的轴方向移动探针，在辊的轴方向的中央部处以一个点来测定的。

在上述送纸辊中，构成弹性层的热固性聚氨酯可以使用醚类、酯类、己内酯类等热固性聚氨酯。其中，从在送纸辊的使用环境下难以水解，可有助于提高耐久性的观点出发，可以优选使用醚类的热固性聚氨酯。具体地，热固性聚氨酯可以是热固性聚氨酯橡胶(含弹性体)。

在上述送纸辊中，从易于使弹性层的表面残留电荷在上述范围内的观点出发，热固性聚氨酯中含有的塑化剂可以优选使用分子中含有的醚基的数目为两个以下(包括不含有醚基的情况)的塑化剂。作为这样的塑化剂，例如，可列举为乙酰化单甘油脂、各种二醇与各种芳香族羧酸形成的二酯，更具体地，可举例说明为甘油二乙酰单月桂酸酯、甘油二乙酰单(C₈，C₁₀)酯、甘油二乙酰单油酸酯、甘油二乙酰单硬脂酸酯、亚烷基二醇二苯甲酸酯、二亚烷基二醇二苯甲酸酯、三亚烷基二醇二苯甲酸酯等。塑化剂，可以使用一种或两种以上并用。

在上述送纸辊中，作为用于使弹性层表面的表面残留电荷在上述范围内的方法，可列举为对配合在热固性聚氨酯中的上述塑化剂的种类和/或添加量进行调节的方法，对原料多元醇、原料异氰酸酯的种类和/或添加量进行调节的方法等。而且，塑化剂的添加量，与弹性层表面的摩擦系数也有关系。因此，在这种情况下，以确保弹性层表面的摩擦系数，同时使弹性层表面的表面残留电荷在上述范围内来选择塑化剂的添加量即可。具体地，相对于100质量份的热固性聚氨酯，塑化剂的添加量在10～50质量份的范围内。而且，只要在能够使弹性层表面的表面残留电荷在上述范围内的范围内，除了塑化剂以外，还可以在上述热固性聚氨酯中添加增链剂、交联剂、催化剂、导电剂、着色剂等各种添加剂。

在上述送纸辊中，弹性层在其表面上可以具有能够捕捉纸粉的表面凹凸。

在这种情况下，能够使纸粉逃到弹性层表面的表面凹凸中的凹部上，其结果是，能够抑制纸粉向表面凹凸中的凸部附着，即向与纸张接触的部位附着。因此，在这种情况下，易于抑制耐久所导致的弹性层表面的摩擦系数降低，有利于提高耐久性和免维护化。而且，在构成表面凹凸的凹部和凸部的表面上，可进一步形成微细的微细凹凸。更具体地，上述弹性层表面的表面凹凸，例如可以构成为：在弹性层表面上具有褶皱表面，其中该褶皱表面具有山状部和比该山状部更加凹陷的海状部，在该褶皱表面上进一步具有微细凹凸。上述山状部的面积S1与海状部的面积S2之比S1/S2可以设置在0.25～0.70的范围内，上述微细凹凸的凸部的高度可以设置在3～25μm的范围内。另外，上述山状部的高度可以设置为10μm以上，相邻的山状部的顶部之间的距离可以设置为1mm以下。

在上述送纸辊中，弹性层可以形成在具有导电性的金属等的轴体的外周面上，也可以形成在具有电绝缘性的树脂制成的轴体的外周面上。优选为后者。在这种情况下，由于电荷难以从弹性层向轴体流动，因此易于将弹性层的表面残留电荷维持在一定，易于使上述作用效果稳定。

而且，可根据需要任意地对上述各结构进行组合以得到上述各作用效果等。

实施例

以下，使用附图对实施例的送纸辊进行说明。

(实施例1)

使用图1、图2对实施例1的送纸辊进行说明。如图1、图2所示，本例的送纸辊1具有由含有塑化剂的热固性聚氨酯构成的弹性层2，弹性层2表面的表面残留电荷在90～170V的范围内。

在本例中，使用分子中包含的醚基数在2个以下的塑化剂，通过对添加至热固性聚氨酯中的该塑化剂的添加量进行调节，将弹性层2表面的表面残留电荷调节至上述范围内。弹性层2具有筒状的形状。在弹性层2的表面上设置有能够捕捉纸粉的表面凹凸(未图示)。

送纸辊1具有由具有电绝缘性的树脂制成的轴体3，弹性层2形成在轴体3的外周面上。具体地，轴体3由缩醛树脂形成为筒状。而且，在轴体3的筒内，插通有金属制成的轴体4以能够传递旋转驱动力，该轴体4配备在电子照相方式的图像形成装置的供纸装置(未图示)中。

以下，使用实验例对本例的送纸辊进行进一步的详细说明。

<实验例>

将80质量份的聚四亚甲基醚二醇(PTMG)(三菱化学公司制造，“PTMG2000”，Mn＝2000)、20质量份的聚丙二醇(PPG)(旭硝子公司制造，“Excenol2020”，Mn＝5000)在80℃下进行1小时的真空脱泡、脱水后，混合32质量份的MDI，在氮气气氛下在80℃下反应3小时，制备成聚氨酯预聚物。

接着，对该聚氨酯预聚物在90℃下进行30分钟的真空脱泡后，相对于100质量份的聚氨酯预聚物，通过配合表1所示的规定质量份的作为塑化剂的甘油二乙酰单月桂酸酯、3.5质量份的增链剂(1,4-丁二醇(1,4-BD))、1.5质量份的交联剂(三羟甲基丙烷(TMP))，在减压下搅拌混合2分钟，制备成形成试样1～试样8的送纸辊的弹性层所使用的各弹性层形成材料。

接着，准备具备贯通孔的模具，该贯通孔的剖面为圆形。而且，在模具的贯通孔的内周面上预先形成有凹凸，该凹凸与在弹性层的表面上赋予的表面凹凸相对应。

接着，将芯骨同轴地设置在成形模具的贯通孔中，同时用帽型封闭两端开口部，在该成形空间内，填充规定的弹性层形成材料后，将该成形模具放入烘箱内，使聚氨酯预聚物热固化(150℃×60分钟)。由此，在芯骨的外周面上形成由含有塑化剂的热固性聚氨酯构成的弹性层，之后，在脱模的同时从芯骨上抽出弹性层，将其切断成规定的长度。如上上述，得到具有外径φ为24mm、内径φ为14mm、长度为29.5m的筒状形状的各弹性层。接着，将缩醛树脂制成的筒状轴体压入各弹性层的筒内。由此，得到试样1～试样8的送纸辊。

(JIS-A硬度)

对于各试样的送纸辊，测定其弹性层表面的JIS-A硬度。

(摩擦系数)

对于各试样的送纸辊，测定其弹性层表面的摩擦系数。具体地，如图3所示，从送纸辊1的下方，用平板52借助聚四氟乙烯板51将PPC纸张50按压(压力负荷(W)为2.94N)在送纸辊1上。平板52以与送纸辊1的轴平行的一个端缘52a为轴可自由地转动，聚四氟乙烯板51固定在平板52的另一端侧52b的表面上，起着使PPC纸张50滑过的作用。另外，PPC纸张50的一个端部与负荷传感器53连接，转动送纸辊1(送纸辊1的弹性层的外周面的周向速度为180mm/秒)使PPC纸张50远离负荷传感器53。而且，用负荷传感器53来测定送纸辊1在PPC纸张50上滑过时的施加在PPC纸张50上的牵引力(F：单位N)，算出摩擦系数(μ＝F/W)。另外，在进行后述的耐纸粉附着性试验之前(初期)和之后(耐久后)，进行上述摩擦系数的测定。将进行后述的耐纸粉附着性试验之前的摩擦系数称作初期摩擦系数，将进行耐纸粉附着性试验之后的摩擦系数称耐久后摩擦系数。

(表面残留电荷)

对于各试样的送纸辊，测定其弹性层表面的表面残留电荷。具体地，如图4所示，取下送纸辊1的树脂制成的轴体3，替代地直接压入金属制成的轴体4。使金属制成的轴体4接地，并且构成为能够以规定的转动速度转动。而且，在23℃×53％RH的环境下，在以70rpm的转动速度使送纸辊1向圆周方向转动的状态下，使用电晕管C(使用直流电源)，使电晕管C的芯部C1与弹性层2的表面之间的距离为10mm，外加100μA(恒定电流)的电晕电流，使弹性层2表面带电。接着，在从该带电位置向转动方向转动90度的位置处，使表面电位计的探针P与弹性层2的表面之间的距离为1mm，在辊的轴方向的中央部以一个点来测定弹性层2的表面的表面电位。将其作为各试样的送纸辊1中的弹性层2表面的表面残留电荷。

(调色剂转印漏失评价)

对于各试样的送纸辊，评价其调色剂转印漏失。具体地，装入上述送纸辊作为电子照相方式的多功能一体机(佳能(株)制造，“imageRUNNER ADVANCE C5051”)中的供纸装置的阻滞辊。此时，将阻滞辊的扭矩限制器设置变更为600gf·cm，以在纸张通过时使阻滞辊为停止状态。由此，成为阻滞辊和纸张滑动的状态。然后，在23℃×53％RH的环境下输出半色调的图像(黑色25％)。以目视来确认输出的图像，将在纸张中的滑过阻滞辊的弹性层表面的部分上未发生图像浓度不均的情况看作是抑制了调色剂转印漏失现象，记为“A”，将发生上述图像浓度不均的情况看作是未能抑制调色剂转印漏失现象，记为“C”。

(耐纸粉附着性评价)

对于各试样的送纸辊，评价其耐纸粉附着性。具体地，装入上述送纸辊作为电子照相方式的多功能一体机(佳能(株)制造，“imageRUNNER ADVANCE C5051”)中的供纸装置的阻滞辊。然后，在23℃×53％RH的环境下通过300,000张普通纸后，通过上述方法测定摩擦系数(耐久后摩擦系数)。将耐久后摩擦系数在1.3以上的情况看作是具有耐纸粉附着性、可抑制纸粉的附着，记为“A”，将耐久后摩擦系数不足1.3的情况看作是未能抑制纸粉的附着，记为“C”。

在表1中，对于各试样的送纸辊，归纳示出了其塑化剂的添加量与弹性层的表面残留电荷之间的关系、各种测定结果以及评价结果。

根据表1可以了解以下事实。即，试样6的送纸辊，其构成弹性层的热固性聚氨酯不含有塑化剂。因此，试样6的送纸辊，其弹性层的硬度高，初期摩擦系数低。另外，耐久后摩擦系数也低，无法抑制纸粉的附着。

试样7的送纸辊，其弹性层表面的表面残留电荷为80(V)，低于本申请中规定的表面残留电荷的下限值。因此，试样7的送纸辊不能抑制调色剂转印漏失现象。可认为这是由于：纸张中的滑过阻滞辊的弹性层表面的部分(滑动部)的电荷逃到了弹性层一侧，结果在与纸张中的不滑过阻滞辊的弹性层表面的部分(非滑动部)之间产生电位差，其结果是，在上述滑动部与上述非滑动部之间调色剂的转印量产生差别，降低了滑动部上的图像浓度。

试样8的送纸辊，其弹性层表面的表面残留电荷为177(V)，高于本申请中规定的表面残留电荷的上限值。因此，试样8的送纸辊，不能抑制纸粉的附着。可认为这是由于：含有塑化剂的弹性层的低电阻化处于不充分的状态，易于产生静电导致的纸粉的附着。

与此相对地，试样1～试样5的送纸辊，具有由含有塑化剂的热固化性聚氨酯构成的弹性层，弹性层表面的表面残留电荷在本申请中规定的范围内。因此，这些送纸辊，能够抑制纸粉的附着和调色剂转印漏失这两方面。可认为这是由于：由于试样1～试样5的送纸辊的弹性层的表面残留电荷在本申请中规定的上限值以下，因此含有塑化剂的弹性层的低电阻化处于适度的状态，由此能够抑制静电导致的纸粉的附着。另外，可认为这是由于：由于试样1～试样5的送纸辊的弹性层的表面残留电荷在本申请中规定的下限值以上，因此纸张上的上述滑动部的电荷难以逃到弹性层一侧。

以上虽然对本发明的实施例进行了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在不损害本发明的主旨的范围内可以进行各种变更。

例如，在上述实施例中，虽然示出的是将本发明的送纸辊适用于阻滞辊的例子，但是本发明的送纸辊，也能够适用于搓纸辊、进纸辊。这是因为在搓纸辊、进纸辊中，其弹性层表面也接触并滑过纸张。

Claims

1.一种送纸辊(1)，其装入在电子照相方式的图像形成装置中的供纸装置中来使用，其特征在于，

具有由含有塑化剂的热固性聚氨酯构成的弹性层(2)，

相对于100质量份的所述热固性聚氨酯，该弹性层(2)中的所述塑化剂的添加量在10～50质量份的范围内，

所述弹性层(2)表面的表面残留电荷在90～170V的范围内，

其中，所述表面残留电荷是通过以下方法得到的值：

在23℃×53％RH的环境下，形成使所述送纸辊(1)以70rpm的转动速度向圆周方向转动的状态，

使用电晕管，使该电晕管的芯部与所述弹性层(2)表面之间的距离为10mm，外加100μA的电晕电流，使所述弹性层(2)表面带电，

在从该带电位置向转动方向转动90度后的位置处，使表面电位计的探针与所述弹性层(2)表面之间的距离为1mm，在辊的轴方向的中央部处，以一个点测定所述弹性层(2)表面的表面电位。

2.根据权利要求1所述的送纸辊(1)，其特征在于，所述塑化剂是从甘油二乙酰单月桂酸酯、甘油二乙酰单(C₈，C₁₀)酯、甘油二乙酰单油酸酯、甘油二乙酰单硬脂酸酯、亚烷基二醇二苯甲酸酯、二亚烷基二醇二苯甲酸酯，以及三亚烷基二醇二苯甲酸酯所组成的群组中选择的一种或两种以上。

3.根据权利要求1或2所述的送纸辊(1)，其特征在于，所述弹性层(2)在其表面上具有能够捕捉纸粉的表面凹凸。

4.根据权利要求1或2所述的送纸辊(1)，其特征在于，所述弹性层(2)形成在具有电绝缘性的树脂制成的轴体(3)的外周面上。

5.根据权利要求1或2所述的送纸辊(1)，其特征在于，所述送纸辊(1)作为阻滞辊来使用。

6.根据权利要求1或2所述的送纸辊(1)，其特征在于，所述供纸装置是摩擦阻滞方式。