JP2005082376A - Retard roller - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、リタードローラに関し、更に詳細には、コピー機またはレザープリンタ、殊にカラーのプレーン・ページコピーまたはレーザープリンタ等のピックアップローラ、給紙ローラおよび分離ローラ等のOAローラに好適に使用される電子機器用のローラに関するものである。 The present invention relates to a retard roller, and more particularly, is suitably used for an OA roller such as a copying machine or a leather printer, in particular, a pick-up roller such as a color plain page copy or a laser printer, a feed roller and a separation roller. The present invention relates to a roller for electronic equipment.
電子複写機、電子写真機または各種プリンター等の電子機器には、定着ローラ、クリーニングローラおよび給紙ローラといった各種ローラが使用されている。そして殊にリタード(分離)ローラ等の紙送りに関するローラとして、図5に示す如く、所要の芯材52に対して、大きなニップ厚を取り得る軟質ウレタンローラ54を配置し、この表面に所要の目止め剤により目止め層55を形成し、軟質ウレタンローラ54の外周面に摩擦係数の高いシリコーンゴム等からなる平滑なシリコーンゴム層56が形成されたローラ50が好適に使用されていた。
Various rollers such as a fixing roller, a cleaning roller, and a paper feed roller are used in electronic devices such as an electronic copying machine, an electrophotographic machine, and various printers. In particular, as a roller related to paper feeding such as a retard (separation) roller, as shown in FIG. A
前記ローラ50に関して、本願出願人は以下に示す[特許文献1]に記載の発明「ローラの製造方法及びその方法により製造される電子機器用ローラ」を案出している。この発明には、(1)適度の弾力性があって、低硬度かつ低荷重で大きなニップ幅が得られ、更に圧縮永久歪みが小さいため、ローラ基材に過大な力が加わらず、基材の径を細くすることができ、ローラを軽量かつ小型とし得る。(2)シリコーンオイルを吸着する能力が高く、またシリコーンオイルに対する耐性も高く膨潤変形もしないため、電子機器のクリーニングローラとして好適である。(3)更に金属等からなるローラ基材表面に直接極めて薄いシリコーンゴムフォーム層を形成することができるため、そのまま電子機器の紙送りローラとして使用することもできる。等の有用性を有する電子機器用ローラが開示されている。
しかし前記ローラ50の場合、最外周面に形成されるシリコーンゴム層56は摩擦係数が非常に高い一方で、耐摩耗性に劣っており、昨今の印刷の高速化および長期使用に際しては製品寿命が短くなってしまう難点が指摘される。また前述の摩擦係数は、前記シリコーンゴム層56の原料のシリコーンゴムの柔らかさ、すなわち軟化剤として含有されるシリコーンオイルの量により決定されるため、一般にシリコーンオイル含有量が多い組成とされるが、該シリコーンオイル等の含有物は使用に際してブリードしてしまうため、該シリコーンゴム層56が直接接触する紙等の印刷媒体およびトナー等の印字媒体に悪影響を与えてしまう。殊に最近その普及が著しいカラートナーについては、前述のブリードしたシリコーン系物質の影響が大きく、変色してしまうことが知られており、印刷物の発色性および長期保存性が大きく損なってしまう問題を内在している。
However, in the case of the
更に前記ローラ50の場合、所定厚の前記シリコーンゴム層56は軟質ウレタンローラ54の目止め層55により、その内部まで染み込まないような処理を施した外周面にドクターブレード等の手段により均一に付与され、研磨を施すことで形成される。この研磨は、前記ローラ50の真円度の向上に必要であり、また前記シリコーンゴム層56の表面に研磨による凸凹、所謂研磨目が形成され形状的摩擦度が向上する効果も期待できる。しかし言い換えれば、(1)目止め層55の形成や、真円度向上のための後加工工程が必要なため製造コストが増大する欠点と、(2)低い耐摩耗性のため前記研磨目が使用初期に削れると共に、削れて平滑化した前記シリコーンゴム層56表面に非接触物である紙等の微粉が付着することによる形状的な摩擦度および物理的な摩擦係数の低下が起こり、その結果、使用初期の段階で総合的な摩擦力が低下する大きな欠点とが指摘される。
Further, in the case of the
そこで本願出願人は、以下に示す[特許文献2]に記載の発明「ローラおよびその製造方法」を案出している。この発明は、図6に示す如く、3次元網目の骨格構造を有する弾性ローラ62の外表面62aに、該3次元網目の骨格構造を埋没させることなく所定以上の引張強度を有する耐摩耗被覆層64を形成することで、該弾性ローラ62の形状作用により発現する摩擦性と、耐摩耗被覆層64の物性的作用により発現する耐摩耗性とを併有する、リタードローラに代表される紙送りローラに好適に使用され得るローラ60を提供するものである。ここで前記ローラ60によるリタードの様子を説明すると、該ローラ60は、図7に示す如く、印刷媒体たる紙72を給送すべく回転している給送ローラ70に対して、当接するように対向配置され逆回転することで、余分に給送されようとしている該紙72と接触・送り返すようにされている。このとき前記ローラ60は、常には前記給送ローラ70に対しては逆回転しているが(図7(a)参照)、正規に給送すべき紙72を該給送ローラ70との間に狭持して給送する際には、該給送ローラ70の回転に伴って逆回転するものである(図7(b)参照)。
しかし、前述の発明「ローラおよびその製造方法」に係るローラ60の場合、基本的に前記弾性ローラ62は、その構造に起因する柔軟性を発現させてニップ厚を確保し、これによりリタード性を良好なものにすると共に、前記耐摩耗被覆層64により印刷媒体である紙の給送時に発生する摩擦を防止して製品寿命の長期化を図るようになっている。このような構造をなすローラ60の場合、前記耐摩耗性被覆層64の摩擦係数は、必ずしも高い必要はなく、また使用頻度によって発生する紙72からの微粉等による経時的な摩擦係数の低下も問題とされる。この経時的な摩擦係数の低下は、毎分40枚以下の低速度コピー機等で異音、所謂鳴きの発生原因となることがあった。この鳴きの発生は、前述したリタードに係るローラ60の不具合を意味するものであり、早急な交換が必要とされる重大な問題である。
However, in the case of the
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため本発明に係るリタードローラは、所要長の芯材と、
前記芯材を中心に備え、3次元網目状の骨格を有する樹脂発泡体を材質とするローラ基材と、
前記ローラ基材の外周面を被覆する、EPDMゴムを素材とするゴムリングとからなることを特徴とする。
In order to overcome the above-mentioned problems and achieve the intended purpose, the retard roller according to the present invention comprises a core material of a required length,
A roller base material made of a resin foam having a three-dimensional network skeleton, with the core material at the center;
It comprises a rubber ring made of EPDM rubber that covers the outer peripheral surface of the roller base material.
以上に説明した如く、本発明に係るリタードローラによれば、該ローラの基材部分であるローラ基材を充分なニップ厚を発現し得る樹脂発泡体から形成すると共に、リタードすべき紙等の印刷媒体と接触する該ローラの外周面を、充分な摩擦係数と耐摩耗性とを併有するEPDMゴムからなるゴムリングから形成することで、経時的な摩擦係数の低下を抑制し得る。 As described above, according to the retard roller according to the present invention, the roller base material, which is the base material portion of the roller, is formed from a resin foam capable of expressing a sufficient nip thickness, and the paper to be retarded, etc. By forming the outer peripheral surface of the roller in contact with the printing medium from a rubber ring made of EPDM rubber having both a sufficient friction coefficient and wear resistance, a decrease in the friction coefficient with time can be suppressed.
次に本発明の好適な実施例に係るリタードローラにつき、好適な実施例を挙げて添付図面と共に以下説明する。なお、図7を参照して説明した従来技術で既出の同一部材については、同じ符号を付して示し、その詳細説明は省略する。本願の発明者は、ローラの内部として、リタードローラとして求められる充分なニップ厚を達成し得るポリウレタン等の樹脂素材の発泡体からなるローラ基材14を使用すると共に、該ローラの外表面に充分な摩擦係数と耐摩耗性とを一般的に併有するEPDMゴムからなるゴムリング16を使用し、更にこれら異なる2つの素材を好適に接着することでリタードローラとして好適に使用し得ることを知見したものである。
Next, a preferred embodiment of the retard roller according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that the same members already described in the prior art described with reference to FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The inventor of the present application uses a
本発明の好適な実施例に係るリタードローラ10は、図1に示す如く、カラーコピー機等の内部に軸支するための所要の長さを有する芯材12および3次元網目の骨格を有すると共に、該芯材12を中心として設けられるローラ基材14と、該ローラ基材14の外周面14aに接着され、かつEPDM(エチレン・ジエン・ターポリマー)ゴムからなるゴムリング16とから構成される。また前記ゴムリング16の外周面16aには、前記芯材12に沿って平行な複数の溝18が形成されている。そして前記溝18は、図2に示す如く、リタードローラ10として所要機器内に組み込まれて使用される際に、リタードされるべき印刷媒体たる紙72を引っ掛けるようにすることで、確実なリタードをなし得るように構成されている。前記芯材12の材質としては、アルミニウムまたはステンレス等の金属或いはABS等の硬質系樹脂が所要の長さとされて好適に使用されるが、殊に耐熱性に優れた金属の使用が好ましい。なお本発明に採用される芯材の形状としては、軽量化等の観点から円筒状が好適であるが、中実の棒状物または角柱等の使用ももちろん可能である。
A
前記ローラ基材14としては、ポリウレタン、ポリエチレンまたはポリプロピレン等の樹脂を材質とした発泡体であって、所謂3次元網状の骨格構造を有するものが好適に使用される。殊にリタードローラとしての使用を考えた場合、大きなニップ厚、すなわち柔軟性を容易に得ることができる軟質ウレタン系樹脂の発泡体が好適である。軟質ウレタン系樹脂は、モールド成形可能な配合であれば制限なく使用できる。具体的には、メカニカルフロス法であって、水等の発包剤を含まず形成された気泡を過熱硬化することにより得られる配合系、樹脂化を促進するために高温でキュアをするホットモールド配合系または高活性なポリオールを使用して比較的低温でキュアを行ない反応硬化させるコールドモールド配合等が好適である。そして前記ニップ厚を充分に発現させるべく、前記ローラ基材14の硬度は、アスカーF硬度は50以下に設定される。この値が50を越えると、充分なニップ厚が確保できなくなり、リタード性が悪化する。
As the
また前記3次元網目の骨格構造としては、前述のニップ厚を均質とすると共に、容易に達成すべく、通常の軟質ウレタン発泡体が有する、所謂ヘチマ骨格の如き、規則性を有さず不定形なセルを形成する骨格が好適である。そして前記3次元網目の骨格構造の緻密さを表すセル数については、20〜200個/25mm(1inch)の範囲に設定されることが好ましい。前記セル数が20個/25mm未満の場合には、前記硬度が設定値以下の場合にも充分なニップ厚を達成できず、一方、200個/25mmを越えるものの製造は製造コストの増大を招いてしまう。この他、好適な柔軟性の達成のためには、前記ローラ基材14の密度も大きな要素であり、本発明においては200kg/m3以下程度の低い密度に設定される。
In addition, the skeleton structure of the three-dimensional network has the above-mentioned nip thickness to be uniform, and in order to easily achieve it, the ordinary flexible urethane foam has an irregular shape without regularity like a so-called loofah skeleton. A skeleton that forms a simple cell is preferred. The number of cells representing the density of the skeleton structure of the three-dimensional network is preferably set in a range of 20 to 200 cells / 25 mm (1 inch). When the number of cells is less than 20 cells / 25 mm, a sufficient nip thickness cannot be achieved even when the hardness is less than the set value. On the other hand, manufacturing of cells exceeding 200 cells / 25 mm increases the manufacturing cost. I will. In addition, in order to achieve suitable flexibility, the density of the
前記ゴムリング16は、前記ローラ基材14が有する柔軟性を損なうことなく、その外表面14a全体を被覆することで高い摩擦係数と耐摩耗性とを発現する部分である。そしてその材質としては、耐オゾン性、耐候性、耐熱性および、殊に紙に対する耐摩耗性の点で優れているEPDMゴムから構成される。また前記ゴムリング16の厚さは、前記溝18の部分において2.0mm以下に設定される。この厚さが2.0mmを越えると、リタードローラ10が発現すべき柔軟性が低下し、充分なニップ厚を確保し得ない、すなわち印刷媒体である紙72への接触面積が減少してしまう。また前記溝18の深さは、0.1〜1.5mmの範囲に設定される。この深さが0.1mm未満であると、前述([0013])した溝18に印刷媒体を形状的に引っ掛けることでなされるリタードが不確実となる問題が生じ、一方1.5mmを越えると、前記ゴムリング16が平均的に厚くなってしまい、その結果、リタードローラ10が発現すべき柔軟性が低下し、充分なニップ厚を確保し得なくなってしまったり、本来給送すべき紙72までもリタードしてしまう問題が発生してしまう。また前記溝18の外周面16aにおける間隔は1mmピッチ程度とされ、更に該外周面16a上に少なくとも50程度設けることが好ましい。
The
EPDMゴムからなる前記ゴムリング16が備えるべき物性である耐摩耗性は、以下のように設定される。すなわち、JIS K 6251(加硫ゴムの引張試験方法)に準じて測定される引張強度が4MPa以上となるように設定される。この値が4MPa以上の場合には、本リタードローラ10としての使用で充分な耐摩耗性を発現することを知見し、この数値を下回ると充分な耐摩耗性が期待できなくなるものである。このJIS K 6251(加硫ゴムの引張試験方法)について詳しくは割愛するが、基本的に本発明で云う引張強度の値については、所要の被覆物質より3号形または5号形のダンベル状試験片を作製し、これをJIS B 7721に規定される試験装置を使用して、引張速度500±50mm/minの条件で測定される数値から算出している。
The wear resistance, which is a physical property that the
またEPDMゴムは、市販等されている油展EPDMポリマーおよび非油展EPDMポリマーの何れかー方、または双方を使用することで製造される。またEPDMポリマーのジエン成分は殊に限定されず、エチリデンノルボルネン(ENB)またはジシクロペンタジェン(DCPD)等の何れでも採用可能である。そしてEPDMポリマーに対して、充填剤(酸化チタン、シリカ、カーボンブラック、クレーまたはタルク等)、軟化剤としての炭化水素系合成油、加硫用添加剤(加硫剤、加硫促進剤、加硫促進補助剤または加硫遅延剤等)、可塑剤、老化防止剤またはその他添加剤が適宜配合されることでゴムコンパウンドとされ、これを加熱することでEPDMゴムが得られる。 EPDM rubber is produced by using either or both of commercially available oil-extended EPDM polymers and non-oil-extended EPDM polymers. The diene component of the EPDM polymer is not particularly limited, and any of ethylidene norbornene (ENB), dicyclopentagen (DCPD), and the like can be adopted. For EPDM polymers, fillers (titanium oxide, silica, carbon black, clay, talc, etc.), hydrocarbon synthetic oils as softeners, vulcanizing additives (vulcanizing agents, vulcanization accelerators, vulcanizing agents). (Sulfur accelerating auxiliary agent or vulcanization retarder, etc.), plasticizer, anti-aging agent, or other additives are blended as appropriate to form a rubber compound, which is heated to obtain an EPDM rubber.
前記接着成分は、3次元網目の骨格構造を有する前記ローラ基材14の外表面14a上や、前記ゴムリング16の接着面に、例えば刷毛塗り等の方法により所要量付与される。前記接着成分としては、エポキシ、ウレタン等の湿気硬化型1液系接着剤や、ホットメルト接着剤またはホットメルト接着シートが使用できる。また接着成分が液状物である場合、該接着成分のローラ基材14への浸透を抑制すべく、該接着成分付与時の粘度は0.05〜2Pa・Sの範囲に設定される。殊に塗布方法として、スプレー塗布を用いる場合には、0.001〜0.1Pa・Sの範囲に設定される。夫々の方法において、所定の粘度を下回ったりまたは上回った場合には、前記ローラ基材14に対する浸透の度合いが大きくなったり、施工性が低下してしまう。
A predetermined amount of the adhesive component is applied to the
(製造方法の一例)
次に本実施例に係るリタードローラの製造方法およびその方法を好適に実施する製造装置の一例を以下に説明する。なお前記芯材12、ゴムリング16およびローラ基材14の原料たる発泡原料Mは予め準備され、該ゴムリング16については、別工程の製造時において、または従来公知の方法によって溝18が形成されると共に、リング形状に加工され、その内周面には前記接着成分が所要の目付量で付与されているものとする。
(Example of manufacturing method)
Next, an example of a method of manufacturing a retard roller according to the present embodiment and a manufacturing apparatus that suitably implements the method will be described below. The foaming raw material M, which is the raw material of the
前記ゴムリング16の製造方法については、その肉厚が2mm以下でかつ溝18が0.5〜1mmに設定され、その精度を高める点からゴムの加硫缶によるモールド成形が好ましい。ゴムの加硫缶による成形は、加硫缶にゴムコンパウンドを充填し、閉型および加温過熱することにより行なわれる。すなわち本発明におけるゴムリング16を製造は、上下の金型からなる所定のモールド金型を用い、この中に中子をセットすると共に、該モールド金型内に画成されるキャビティ内にゴムコンパウンドを注入し、閉型した後、ゴムコンパウンドを加硫するために金型の加硫温度に上昇させることでなされる。このゴムコンパウンドは、前述([0016])した如く、EPDMポリマーおよび所要の添加剤を配合し、これを80〜120℃程度の加熱下にロールまたはニーダー等の従来公知の混練機により混練することで得られる。
About the manufacturing method of the said
前記リタードローラ10は、図3に示すような製造装置20によって製造される。前記製造装置20は、閉成することで内部に得るべきリタードローラ10の外部輪郭形状と一致する内部輪郭形状を有するキャビティ26を画成する一対の成形型半体24,24からなり、注入管30(後述)の挿入がなされる注入孔22aを備える、所謂樹脂成形用のモールドの成形型22と、該キャビティ26内にローラ基材14の原料たる発泡原料Mを貯留する図示しない貯留タンクに連通し、該発泡原料Mを注入する注入管30とから基本的に構成される。また前記成形型22における長手方向両端には、前記キャビティ26と中心軸を整列させるように芯材12を配置し得る支持溝28,28が設けられている。なお前記注入管30は、制御下に開閉自在に構成されている。
The
そして図4に示す如く、開放状態にある成形型22内部の所要位置に前記芯材12および(接着成分が内周面に付与された)ゴムリング16を設置して閉成する(図4(a)参照)。なおこの際、前記ゴムリング16は、前記キャビティ26の内周面に対して完全に当接するように配置する必要はない。後述する発泡原料Mの発泡による押圧によって、前記キャビティ26の内周面に押圧的な状態とされるためである。前記成形型22を閉成後、画成されるキャビティ26に対して、所要量の発泡原料Mを前記注入孔22aから注入管30を介して注入・充填し(図4(b)参照)、所定量の充填後、該注入管30を閉成する。注入後、前記発泡原料Mは時間の経過と共に発泡しつつ、樹脂化して硬化していく。このとき、発泡が完了しつつある前記発泡原料Mは、前記ゴムリング16の内部に充満した状態となって外側に向かって押し広げる状態となり、これにより予めその内周面に付与されていた接着成分に対して一定以上の押圧的な状態となったローラ基材14が得られる(図4(c)参照)。
Then, as shown in FIG. 4, the
前記ゴムリング16と、ポリウレタン発泡体等からなるローラ基材14との接着については、リタードローラ10の使用時において滑りや空隙が生じることのないように密着固定されるよう実施されることが好ましいが、本実施例において前記ローラ基材14は、前述([0021])の如く、前記ゴムリング16内周面に対して押圧的な状態となって形成されるため、前記発泡原料M自体が持つ硬化接着力と前記接着成分の力とにより、該ゴムリング16に対して強固に接着された状態となる。また前記芯材12とローラ基材14とは、前記発泡原料Mの硬化接着力だけによってでも充分強固に接着される。なお、前記発泡原料Mの注入量は、得るべきローラ基材14の柔軟性を発現するにたる密度を達成するように、該発泡原料Mの発泡倍率および前記キャビティ26の内容積から算出される。
Adhesion between the
そして前記発泡原料Mの発泡が完了した後に、一定の養生期間をおいて前記成形型22を開放状態として、前記芯材12、ローラ基材14およびゴムリング16が一体化したリタードローラ10を脱型することで製造が完了する(図4(d)参照)。その後必要に応じて、一部研磨等の後加工、検査等を実施して出荷される。
After the foaming raw material M is completely foamed, the molding die 22 is opened after a certain curing period, and the
この発明は、前述した従来技術に内在している前記課題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、リタードローラの基材部分であるローラ基材を充分なニップ厚を発現し得る樹脂発泡体から形成すると共に、リタードすべき紙等の印刷媒体と接触する該ローラの外周面を、充分な摩擦係数と耐摩耗性とを併有するEPDMゴムからなるゴムリングから形成することで、経時的な摩擦係数の低下を抑制し得るリタードローラを提供することができる。 In view of the above-mentioned problems inherent in the prior art described above, the present invention has been proposed to suitably solve this problem, and a roller base material that is a base material portion of a retard roller has a sufficient nip thickness. It is formed from a resin foam that can develop, and the outer peripheral surface of the roller that comes into contact with a printing medium such as paper to be retarded is formed from a rubber ring made of EPDM rubber having both a sufficient coefficient of friction and wear resistance. Thereby, the retard roller which can suppress the fall of a friction coefficient with time can be provided.
12 芯材
14 ローラ基材
14a 外周面
16 ゴムリング
18 溝
12
Claims (5)
前記芯材(12)を中心に備え、3次元網目状の骨格を有する樹脂発泡体を材質とするローラ基材(14)と、
前記ローラ基材(14)の外周面(14a)を被覆する、EPDMゴムを素材とするゴムリング(16)とからなる
ことを特徴とするリタードローラ。 Core material (12) of the required length,
A roller base material (14) made of a resin foam having a three-dimensional network skeleton with the core material (12) in the center;
A retard roller comprising a rubber ring (16) made of EPDM rubber and covering an outer peripheral surface (14a) of the roller base material (14).
The retard roller according to any one of claims 1 to 4, wherein a tensile strength of the rubber ring (16) measured according to JIS K 6251 is set to 4 MPa or more.
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US10179714B2 (en) | 2016-02-09 | 2019-01-15 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Roller, roller unit, paper feeder provided with roller or roller unit, and image reader |
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