JP2001315990A - シート搬送用ローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】温度環境が変化したとしても、確実に用紙や原
稿等のシートをピックアップしたり搬送したりすること
の出来るシート搬送用ローラを提供することである。 【構成】この発明に係わるシート搬送用ローラは、芯体
１２と、この芯体１２の外周に配設された弾性層１４と
を具備し、弾性層１４の−１０℃から＋４０℃の温度範
囲における硬度変化が、２．０以内になるように調製さ
れていることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば複写機、
プリンタ、ファクシミリ等の情報機器において、用紙や
原稿等のシートをピックアップしたり搬送するためのシ
ート搬送用ローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】情報機器においてシートをピックアップ
したり搬送するためのシート搬送用ローラとしては、ゴ
ム製のローラ（以下、単にゴムローラと呼ぶ。）が一般
的に用いられている。具体的には、鉄材等の芯金の外周
に被覆される弾性層として、合成ゴム材料が用いられて
いる。

【０００３】ここで、従前の合成ゴム材料を弾性層に用
いらゴムローラは、カーボン等の補強剤やオイル等の軟
化剤や硫黄等の架橋剤を充填し、これをローラ形状に成
型し、更に加熱・加硫して成形するようにして製造され
ている。このため、多くの工程を要し、大量生産するた
めには大規模な設備が必要となる問題点がある。

【０００４】一方、成形されたゴムローラの寸歩精度が
悪く、しかも大きなバリが残ることもあるために、外周
面研磨加工等の大がかりな２次加工（後処理）が必要と
なり、結果的にローラ１本当たりのコストが高くなる問
題点も指摘されている。このような問題点を解決するた
めに、例えば、特開平１−１１７１４９号公報に示され
るように、熱可塑性エラストマー材料からなる弾性ロー
ラが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな熱可塑性エラストマーをローラの弾性層の材料とし
て用いようとする場合に、その使用環境、具体的には、
使用温度環境により硬度が変化する場合がある。このロ
ーラをシート搬送用ローラとして用いようとした場合
に、硬度が硬くなるほど、用紙や原稿の呼び込み力（グ
リップ力）が弱くなり、用紙や原稿のミスフィードが発
生することになり、改善が要望されている。

【０００６】この発明は、上述した事情に鑑みなされた
もので、この発明の主たる目的は、温度環境が変化した
としても、確実に用紙や原稿等のシートをピックアップ
したり搬送したりすることの出来るシート搬送用ローラ
を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するため、この発明に係わるシート搬送用ロ
ーラは、請求項１の記載によれば、芯体と、この芯体の
外周に配設された弾性層とを具備し、前記弾性層の−１
０℃から＋４０℃の温度範囲における硬度変化が、２．
０以内になるように調製されていることを特徴としてい
る。

【０００８】また、この発明に係わるシート搬送用ロー
ラは、請求項２の記載によれば、芯体と、この芯体の外
周に配設された弾性層とを具備し、前記弾性層の−１０
℃から＋４０℃の温度範囲における硬度変化が、２．０
以内であり、且つ、該弾性層の動摩擦係数が１．５から
１．８の範囲内にあるように調製されていることを特徴
としている。

【０００９】また、この発明に係わるシート搬送用ロー
ラは、請求項３の記載によれば、前記芯体は、合成樹脂
製であることを特徴としている。

【００１０】また、この発明に係わるシート搬送用ロー
ラは、請求項４の記載によれば、前記弾性層は、熱可塑
性エラストマー製であることを特徴としている。

【００１１】また、この発明に係わるシート搬送用ロー
ラは、請求項５の記載によれば、前記熱可塑性エラスト
マーは、スチレン系であることを特徴としている。

【００１２】

【発明を実施する形態】以下に、この発明に係わるシー
ト搬送用ローラの一実施例の構成及びその製造方法を、
添付図面の図１及び図２を参照して以下に詳細に説明す
る。

【００１３】先ず、図１に示すように、この一実施例の
シート搬送用ローラ１０は、図示しない原稿自動送り装
置のピックアップローラとして用いられるように構成さ
れており、図示しないシャフトが挿通される芯体１２
と、この芯体１２の外周に被覆され、所定の外径寸法を
有する円周面を外面として備えたた弾性層１４とを備え
て構成されている。

【００１４】ここで、芯体１２は、外径寸法が９ｍｍに
設定されており、図示しないシャフトが軸方向に沿って
挿通される透孔を中心軸線に沿って有して形成されてお
り、この透孔はこれに挿通されたシャフトと係合し、芯
体１２とシャフトとが周方向に関して一体回転すること
が出来るよう設定されいる。尚、この芯体１２は、この
実施例においては、合成樹脂（具体的には、ポリアセタ
ール）から一体成形されている。

【００１５】また、上述した弾性層１４は、その外径寸
法を２１．４ｍｍに、軸方向長さを２８ｍｍに、内径寸
法を９ｍｍに夫々設定されたスリーブ状に形成されてい
る。尚、この弾性層１４は、この実施例では、広い温度
範囲でゴム的性質を示すと共に、加熱すると熱可塑性樹
脂としての流動特性を示すスチレン系の熱可塑性エラス
トマーから、後述する製造方法に従って射出成形されて
いる。

【００１６】ここで、この弾性層１４は、上述したよう
にスチレン系の熱可塑性エラストマーから形成されてい
るが、具体的には、ポリスチレンブロックと柔軟なポリ
オレフィン構造のエラストマーブロック体で構成され、
ジブロックとトリブロックの２種類を基本とするブロッ
ク共重合体が用いられており、この実施例では、室温時
（２５℃）における硬度（ＪＩＳ Ｋ６３０１に準拠し
て測定した硬度）が３２度に調整されており、例えば、
セプトン（商標名：クラレ社製）が用いられ得る。

【００１７】一方、この弾性層１４の外周面は、この実
施例では、図２に拡大して示すように、多数の（この実
施例では３６本）溝が軸方向に沿って延出した状態で周
方向に沿って等間隔に配列された所謂ローレット形状に
形成されている。詳細には、ローレットの配設ピッチ
（Ｐ）が１０度に、突起部の周方向に沿う長さ（Ｌ）が
１ｍｍに、また、互いに隣接する突起部間で規定される
溝の深さ（Ｄ）が１ｍｍに夫々設定されている。

【００１８】次に、以上のように構成されたシート搬送
用ローラ１０の製造方法を説明する。この弾性層１４
は、上述したようにスチレン系熱可塑性エラストマーか
ら形成されているので、加熱すると熱可塑性樹脂として
の流動特性を示すものであり、この流動特性を利用し
て、射出成形により製造されている。即ち、この実施例
において用いられる射出成形装置は図示してはいない
が、固定側金型と、可動側金型と、両金型間で規定され
るキャビティと、このキャビティ内で芯体１２を支持す
る支持溝と、一端に弾性層１４の原材料としてのスチレ
ン系熱可塑性エラストマーが注入される注入口に連結さ
れ、他端がキャビティに連通するランナーとを備えて構
成されている。

【００１９】先ず、射出成形作業に先立ち、キャビティ
内に芯体１２を支持溝を介して取り付け、この後、可動
側金型を移動させて固定側金型に密着して、キャビティ
を封止する。この後、射出成形作業を開始し、スチレン
系熱可塑性エラストマー材料を注入口を介して注入す
る。この材料は、図示しない加熱装置により溶融温度ま
で加熱されると共に、図示しない加圧装置により、ラン
ナー内を通過して、ゲートを介してキャビティ内に所定
の圧力で射出される。この結果、溶融された熱可塑性エ
ラストマーは、芯体１２の回りに充填され、弾性層１４
が規定されることになる。

【００２０】そして、冷却後、可動側金型を固定側金型
から引き離して型開させ、キャビティを開放して、成形
されたシート搬送用ローラ１０を取り出す。尚、成形さ
れたシート搬送用ローラ１０には、ゲートに対応して余
分な部分が付着している場合があるので、この場合に
は、その余分な部分を切り落とす等のゲート処理を施
す。このようにして、一連の製造工程が終了し、シート
搬送用ローラ１０が完成する。

【００２１】以上のように製造され、構成されるシート
搬送用ローラ１０につき、温度変化に対する硬度の変化
状態を検証すると共に、弾性体１４を構成するスチレン
系熱可塑性エラストマーの物性値としての動摩擦係数を
検証したので、以下に、その測定方法及び測定結果につ
いて説明する。

【００２２】先ず、硬度の温度依存性の検証について説
明する。この硬度の温度依存性の検証実験においては、
実施例１として、硬度３２度に調整されたスチレン系熱
可塑性エラストマー製の弾性層を有するシート搬送用ロ
ーラを上記実施例形状と同一形状で用意し、また、比較
例１として、硬度３４度に調整されたオレフィン系熱可
塑性エラストマー製の弾性層を有するシート搬送用ロー
ラを上記実施例形状と同一形状で用意した。尚、オレフ
ィン系熱可塑性エラストマーとしては、具体的には、サ
ントプレン（商標名：ＡＥＳジャパン社製）を用いた。

【００２３】この後、−３０℃から４０℃まで槽内温度
を制御できる恒温槽内に、実施例１に係わるシート搬送
用ローラと、変形例１に係わるシート搬送用ローラとを
載置し、温度を−３０℃から＋４０℃まで上昇していく
状況の中で、−３０℃、−２５℃、−２０℃、−１５
℃、−１０℃、−５℃、０℃、＋５℃、＋１０℃、＋１
５℃、＋２０℃、＋２５℃、＋３０℃、＋３５℃、そし
て、＋４０℃の各測定温度毎の硬度を、ＪＩＳ Ｋ−６
３０１に準拠した状態で、厚さ１０ｍｍの試料を荷重１
ｋｇで測定した。その測定結果を、表１に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】ここで、室温である２５℃における硬度を
基準として、各測定温度において測定された硬度の基準
値よりの変化量を算出した。その算出結果を表２に示
し、また、図３にグラフ化した状態で示す。

【００２６】

【表２】

【００２７】この表２及び図３から明白なように、実施
例１に係わるシート搬送用ローラの硬度は、−１０℃か
ら＋４０℃の温度範囲における変化量が２．０以内とな
っており、ほとんど温度依存性がないことが判明した。
このことは、スチレン系熱可塑性エラストマー製の弾性
層を有するシート搬送用ローラにおいては、通常の使用
範囲として規定される−１０℃から＋４０℃の温度範囲
においては、硬度変化が実質的にほとんどなく、安定し
たシート呼び込み力（グリップ力）が発揮されることに
なる。

【００２８】一方、変形例１に係わるシート搬送用ロー
ラの硬度は、−１０℃から＋４０℃の温度範囲における
変化量が最大で５．６となっており、特に低温における
硬度の上昇が顕著に見られた。このことは、オレフィン
系熱可塑性エラストマー製の弾性層を有するシート搬送
用ローラにおいては、通常の使用範囲として規定される
−１０℃から＋４０℃の温度範囲の特に低温領域におい
て、硬度が顕著に上昇し、、安定したシート呼び込み力
（グリップ力）が期待できないことが判明した。

【００２９】次に、ヘイドン摩擦係数測定器を用いて
の、弾性層１４の動摩擦係数の検証試験を説明する。

【００３０】この動摩擦係数の測定に際しては、弾性層
１４の外周面の形状が測定結果に影響を与えないように
するために、外周面にローレット加工を施さずに、フラ
ットな外周面として形成したローラを用いた。

【００３１】また、スチレン系熱可塑性エラストマーの
硬度差を考慮するために、硬度３２度に調整された弾性
層を有するローラを実施例１とすると共に、新たに、硬
度２２度に調整された弾性層を有するローラを実施例２
とし、硬度４０度に調整された弾性層を有するローラを
実施例３とした。

【００３２】一方、各実施例と比較する比較例として
は、硬度３６度に調整されたＥＰＤＭ製の弾性層を有す
るローラを比較例２とし、硬度２９度に調整されたＥＰ
ＤＭ製の弾性層を有するローラを比較例３とし、硬度２
２度に調整されたＥＰＤＭ製の弾性層を有するローラを
比較例４とし、硬度４３度に調整されたＥＰＤＭ製の弾
性層を有するローラを比較例５とし、硬度２４度に調整
されたポリノルボルネン樹脂製の弾性層を有するローラ
を比較例６とし、硬度３２度に調整されたポリノルボル
ネン樹脂製の弾性層を有するローラを比較例７とし、硬
度２７度に調整されたポリノルボルネン樹脂製の弾性層
を有するローラを比較例８とし、硬度２９度に調整され
たポリノルボルネン樹脂製の弾性層を有するローラを比
較例９とし、硬度２１度に調整されたポリノルボルネン
樹脂製の弾性層を有するローラを比較例１０とした。

【００３３】そして、各ローラは、上述したヘイドン摩
擦係数測定器において、ＮＭ国内紙を用いて、動摩擦係
数を測定した。尚、試験条件としては、荷重を１００ｇ
とし、往復スピードを１００ｍｍ／ｓｅｃとし、往復距
離を５０ｍｍとして測定した。尚、測定時の環境温度は
２４℃であり、また、環境湿度は７８％であった。

【００３４】以上のような測定条件で、実施例１乃至
３、及び、比較例２乃至１０の動摩擦係数を測定したと
ころ、以下の表３のような測定結果を得た。

【００３５】

【表３】

【００３６】この表３から明白なように、同一又は類似
の硬度のもの間で比較した場合に、スチレン系熱可塑性
エラストマー製の弾性層１４を有するシート搬送用ロー
ラのものが、他の材料のシート搬送用ローラよりも高い
動摩擦係数を得る事が判明した。

【００３７】ここで、材料に関わりなく、シート搬送用
ローラとして要求される初期の動摩擦係数値は、一般的
に、１．２から１．８の間が好適するとされており、こ
の範囲においても、紙粉等の付着により動摩擦係数が低
下することを考慮すると、１．５〜１．８の範囲が更に
好ましいものである。この現況に鑑みると、スチレン系
熱可塑性エラストマー製の弾性層１４を有する、この実
施例のシート搬送用ローラが、極めて高い動摩擦係数値
を有して提供されることが、明白に理解されるものであ
る。

【００３８】尚、このスチレン系熱可塑性エラストマー
は、リサイクルに適した材料であり、この観点で、費用
の低廉化を図ることができるものであるが、この発明の
対象となるシート搬送用ローラ１０においても、リサイ
クルが可能かを検証した。

【００３９】以下に、リサイクル適否の検証試験を説明
する。硬度２２度に調整されたスチレン系熱可塑性エラ
ストマー製の弾性層１４を有するシート搬送用ローラ
を、上述した製造方法に従って射出成形し、これを実施
例４とし、硬度４０度に調整されたスチレン系熱可塑性
エラストマー製の弾性層１４を有するシート搬送用ロー
ラを、上述した製造方法に従って射出成形し、これを実
施例５とした。

【００４０】そして、一旦、射出成形した実施例４及び
実施例５に係わるシート搬送用ローラの弾性層部分を切
り離し、これを粉砕して、粉砕材料のみを以て、再び、
射出成形により、実施例４及び実施例５に係わるシート
搬送用ローラ（１回再生品）を形成し、これの硬度変化
と動摩擦係数を夫々測定した。

【００４１】同様にして、２回再生品、３回再生品、４
回再生品、５回再生品を順次製造し、夫々の硬度変化と
動摩擦係数を測定した。その結果を、表４及び表５に示
す。

【００４２】

【表４】

【００４３】

【表５】

【００４４】これらの表４及び表５から明白なように、
５回程度の再生では、硬度変化はなく、また、動摩擦係
数にも実質的な変化もなかった。即ち、このスチレン系
熱可塑性エラストマー製の弾性層１４を有するシート搬
送用ローラ１０は、リサイクルに充分耐える性能を有す
るものであり、このようなリサイクルを経ることによ
り、コストの低廉化を図ることができることになる。

【００４５】この発明は、上述した実施例の構成に限定
されることなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々変形可能であることは言うまでもない。

【００４６】例えば、上述した実施例においては、シー
ト搬送用ローラ１０として、原稿をピックアップするた
めのローラに適用されるように説明したが、この発明
は、このような構成に限定されることなく、ストッカや
給紙カセットや手差し給紙部において用紙をピックアッ
プするためのローラとして用いることが出来ることは言
うまでもなく、また、原稿や用紙の搬送のためのローラ
として用いることが出来ることも言うまでもない。

【００４７】また、上述した実施例においては、シート
搬送用ローラ１０の外周面はローレット加工されるよう
に説明したが、この発明は、このような構成に限定され
ることなく、鮫肌形状を有するものや、フラットな外周
面形状を有するもの等、外周面形状に何ら限定されない
ことは言うまでもない。

【００４８】また、上述した実施例においては、芯体を
ポリアセタール等の合成樹脂製として説明したが、この
発明は、このような構成に限定されることなく、例え
ば、他の合成樹脂でも良いし、また、鋳鉄等の金属やア
ルミニウム等の非鉄金属出会っても良いことは言うまで
もない。

【００４９】また、上述した実施例においては、弾性層
１４は芯体１２の外周面上に直接成形されるように説明
したが、この発明はこのような構成に限定されることな
く、別部材や別材質を介して芯体１２に取り付けられる
ように構成しても良いものである。要は、弾性層１４は
芯体１２の外周に配設されているものであれば、その取
り付け態様は何ら限定されるものではない。

【００５０】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、温度環境が変化したとしても、確実に用紙や原稿等
のシートをピックアップしたり搬送したりすることの出
来るシート搬送用ローラが提供されることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係わるシート搬送用ローラの一実施
例の構成を示す正面断面図である。

【図２】図１に示すシート搬送用ローラの外周面形状を
拡大した状態で部分的に示す横断面図である。

【図３】弾性層の硬度の温度依存性を示す線図である。

【符号の説明】

１０ シート搬送用ローラ １２ 芯体 １４ 弾性層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3F049 AA01 AA10 CA02 CA11 CA14 CA15 CA16 LA02 LA05 LA07 LB03 3F343 FA02 FB02 FB03 FB04 FC23 JA05 JA13

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】芯体と、 この芯体の外周に配設された弾性層とを具備し、 前記弾性層の−１０℃から＋４０℃の温度範囲における
   硬度変化が、２．０以内になるように調製されているこ
   とを特徴とするシート搬送用ローラ。
2. 【請求項２】芯体と、 この芯体の外周に配設された弾性層とを具備し、 前記弾性層の−１０℃から＋４０℃の温度範囲における
   硬度変化が、２．０以内であり、且つ、該弾性層の動摩
   擦係数が１．５から１．８の範囲内にあるように調製さ
   れていることを特徴とするシート搬送用ローラ。
3. 【請求項３】前記芯体は、合成樹脂製であることを特徴
   とする請求項１又は２に記載のシート搬送用ローラ。
4. 【請求項４】前記弾性層は、熱可塑性エラストマー製で
   あることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記
   載のシート搬送用ローラ。
5. 【請求項５】前記熱可塑性エラストマーは、スチレン系
   であることを特徴とする請求項４に記載のシート搬送用
   ローラ。