JP2009009033A - 回転ロール及び事務機器用部品 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の回転ロールに用いられるヒータ線は消費電力が大きいため、常時発熱させるとランニングコストが高くなる。また、ロール表面全般の温度を均一に保つことが難しかった。
【解決手段】 本件出願の回転ロールは、回転ロールの内側又は外側の全周面又は一部に、錫（Ｓｎ）と鉛（Ｐｂ）の酸化化合物を主成分とする発熱体を直接又は基材を介して設けたものである。本件出願の事務機器用部品は、事務機器用部品の表面又は内部に、錫（Ｓｎ）と鉛（Ｐｂ）の酸化化合物を主成分とする発熱体を直接又は基材を介して設けたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、搬送ロール、定着ロール、加圧ロール、搬送ロール、感光ロール等の各種回転ロールと、コピー機、プリンタ等の各種事務機器に用いられるロール外周に設けるカバーやハウジング、紙や基板等をガイドするガイド部品等の事務機器用の各種部品に関するものである。

従来、搬送ロール、定着ロール、加圧ロール、感光ロール等の各種回転ロールは、そのロール表面が結露すると、ロール表面が接触する紙や基板等が滲んだり濡れたりして、印字や印画が不鮮明になることがある。従来の回転ロールは結露防止のため、回転ロールの内側にヒータ線を設け、そのヒータ線の発熱によってロールを加温できるようにしていた。

前記従来の回転ロールは次のような課題がある。
（１）ヒータ線は消費電力が大きいため、常時発熱させるとランニングコストが高くなる。このため、通常は事務機器の使用時に電源を投入して発熱させている。この場合ウォームアップに時間がかかり、待ち時間が長くなって作業性が悪い。
（２）ヒータ線は線状であるため、ロール表面全般の温度を均一に保つことが難しかった。

本発明は、消費電力が小さく、電源投入後短時間で加温でき、ロール表面全般を均一に加温できる回転ロールと、事務機器に設けられた回転ロールや事務機器内の紙や基板等のワークを加温できる事務機器用部品とを提供するものである。

本件出願の回転ロールは、請求項１記載のように、回転ロールの内側又は外側の全周面又は一部に、錫（Ｓｎ）と鉛（Ｐｂ）の酸化化合物を主成分とする発熱体を直接又は基材を介して設けたものである。

本件出願の事務機器用部品は、請求項２記載のように、事務機器用部品の表面又は内部に、錫（Ｓｎ）と鉛（Ｐｂ）の酸化化合物を主成分とする発熱体を直接又は基材を介して設けたものである。

本件出願の請求項１記載の回転ロールは、次のような効果がある。
（１）回転ロールの内側又は外側の全周面又は一部に、錫（Ｓｎ）と鉛（Ｐｂ）の酸化化合物を主成分とする発熱体が設けられたため、熱転換率が他の伝熱材料に比較して高効率であり、消費電力が小さく済み、ランニングコストの低減に資する。
（２）発熱体の熱転換率が他の伝熱材料に比較して高効率であるため、電源投入後高温になるまでの時間も短く、ウォームアップを短時間で行うことができる。
（３）回転ロールの内側又は外側の全周面又は一部に所定の面積の発熱体を直接又は基材を介して設けることができるため、ロール表面全般を均一に加温することができる。
（４）発熱体を回転ロールの内側又は外側に基材を介して設けた場合、発熱体を任意位置に任意面積だけ備えることができる。また、回転ロールの使用場所や使用目的等に応じて発熱体を脱着自在とすることもできる。
（５）発熱体を回転ロールの内側又は外側に直接設けた場合、回転ロールの使用中に発熱体が脱落するおそれがなくなる。また、発熱体を付着させる基材を省略できるため、回転ロールを簡易な構造とすることもできる。

本件出願の請求項２記載の事務機器用部品は、次のような効果がある。
（１）事務機器用部品の表面又は内部に、錫（Ｓｎ）と鉛（Ｐｂ）の酸化化合物を主成分とする発熱体が設けられたため、ロールの外周に設けるカバーやハウジング、紙や基板等のワークをガイドするガイド部品等の事務機器用部品によって、ロールやワークを加温でき、ロールやワークの表面の結露を防止できるようになる。
（２）発熱体の熱転換率が他の伝熱材料に比較して高効率であるため、消費電力が小さく済み、ランニングコストの低減に資する。
（３）発熱体の熱転換率が他の伝熱材料に比較して高効率であるため、電源投入後高温になるまでの時間も短く、ウォームアップを短時間で行うことができる。
（４）事務機器用部品の表面又は内部に所定の面積の発熱体を設けることができるため、事務機器用部品を均一に加温することができ、ロールやワークもむら無く均一に加温することができるようになる。
（５）発熱体を事務機器用部品の表面又は内部に基材を介して設けた場合、発熱体を任意位置に任意面積だけ備えることができる。また、事務機器用部品の使用場所や使用目的等に応じて発熱体を脱着自在とすることもできる。
（６）発熱体を事務機器用部品の表面又は内部に直接設けた場合、事務機器用部品の使用中に発熱体が脱落するおそれがなくなる。また、発熱体を付着させる基材を省略できるため、事務機器用部品を簡易な構造とすることもできる。

（回転ロールの実施形態１）
本発明の回転ロールの実施形態の一例を図１、図２に基づいて説明する。本発明の回転ロールは、搬送ロール、定着ロール、加圧ロール、搬送ロール、感光ロール等の各種回転ロールに関する発明である。図１、図２の回転ロールは、回転軸１の外周に中空のロール２が設けられた軸付きロールであって、ロール２の内側全周面に、発熱体３がフィルム状の基材４を介して設けられたものである。

前記回転軸１には、金属製のパイプや棒或は塩ビパイプのような硬質樹脂製パイプや棒等が使用される。その長さは用途に合わせて任意に選択され、例えば数ｃｍ〜数ｍ程度とすることができる。

前記ロール２は図２に示すように中心部に回転軸１を貫通させる軸貫通空間５が設けられた円筒状の中空ロールであり、その軸方向両端部に軸受６を内装固定し、その軸受６内に回転軸１を装着固定可能としている。ロール２の外周面は研磨されて、外周面が回転軸１の中心軸を基準として真円或はほぼ真円のロール状に成形されている。このロール２の材料としては変形しにくく、外周面が滑らかなものが望ましく、例えば、硬質のゴム製、樹脂製、金属製とすることができる。

前記発熱体３は、通電することによって発電する発熱機能材であって、錫（Ｓｎ）と鉛（Ｐｂ）の酸化化合物を主成分とするものである。この発熱体３は、図３（ａ）に示すように基材４上に溶射法又は真空蒸着法によって付着されている。溶射法や真空蒸着法を用いることにより、基材４が複雑な形状であっても発熱体３を均一に付着させることができる。発熱体３を付着させる基材４には任意の材質のものを用いることができ、例えば絶縁性の樹脂フィルムや、絶縁性の樹脂シート、樹脂板などを用いることができる。また、発熱体３には、通電するための通電手段（図示しない）が設けられている。本実施形態では、図１、図２に示すように、前記基材４をロール２の内側全周面に貼り付けることによって、ロール２の内側に発熱体３が備えられている。ロール２の内周面に貼り付けた発熱体３の上から絶縁性の樹脂フィルム（図示しない）を貼り付け、発熱体３を樹脂フィルムで被覆することもできる。発熱体３を基材４に付着させる溶射法又は真空蒸着法については、従来公知の任意の装置等を用いて行うことができる。

発熱体３の基材４上への付着は、前記溶射法又は真空蒸着法には限られず、図３（ｂ）に示すように、発熱体３とバインダー７とを混合させて基材４に塗布することによって行うこともできる。

発熱体３には、塩素（Ｃｌ）成分が含有されていてもよい。また、この発熱体３には、副成分として、酸化アンチモン、酸化ビスマス、酸化鉛、酸化ガリウム、酸化インジウム、ＩＴＯ等の他の金属化合物が少量含有されてもよい。上記金属化合物としては種々の原子価の酸化物を使用することができる。また、亜鉛、錫、アンチモン、ビスマス、鉛、ガリウム、インジウム等の金属単体を少量含有してもよい。一般的に高原子価酸化物は高抵抗値を与え、低原子価酸化物及び金属単体は低抵抗値を与える。この発熱体３は、通電しても発火せず、熱交換率が高く、低コストに多量生産できるという利点がある。

この発熱体３の主成分たる錫（Ｓｎ）と鉛（Ｐｂ）の酸化化合物の具体的な構造、組成、物性については、未だ具体的に解明されてはいないが、Ｓｎ、Ｐｂ、及びＯの三元素、又は、これにＣｌを加えた四元素が所定の比率で結合、結晶化することにより、発火することなく発熱可能であり、熱交換率に優れ、低コストで多量生産も可能な本発明の発熱体３が実現されていると考えられる。

本実施形態の回転ロールにおいては、ロール２の内側に代えて、ロール２の外側全周面に基材４を介して発熱体３を設けるようにすることもできる。この場合、発熱体３の表面は絶縁性の樹脂フィルムによって被覆する。

（回転ロールの実施形態２）
本発明の回転ロールは、図４に示すように、回転軸１の外周に中実のロール２が設けられた軸付きロールであって、ロール２の外側全周面に発熱体３を備えたものとすることもできる。この回転ロールにおいては、図４に示すように、発熱体３は前記同様に基材４上に付着され（図３ａ、ｂ参照。）、その基材４がロール２外周面に貼り付けられて備えられ、さらに発熱体３の表面が絶縁性の樹脂フィルム８で被覆されている。

本実施形態の中実のロール２の成形方法は種々考えられるが、例えば次の（１）（２）のような方法がある。
（１）内面に剥型剤が塗布された成形型（図示しない）内に回転軸１をセットし、その成形型内にロール材料を流し込んで回転軸１の外周にロール２を直接形成する方法。
（２）内面に剥型剤が塗布された円筒状の成形型（図示しない）内にロール材料を流し込んで凝固させ、中心部に回転軸３を貫通固定可能な軸差込孔を備えたロール２を形成し、研磨前に前記軸差込孔に回転軸１を貫通固定させる方法。

（回転ロールの実施形態３）
本発明の回転ロールは、図５に示すように、回転軸１が装備されていない軸なしタイプのものとすることもできる。この場合、図５に示すように、円筒状のロール２の軸方向両端側にリング状（断面コ字形）の支持金具１０を内装し、その内側に軸受１１を内装固定したものである。この回転ロールの場合は、使用時に前記軸受１１内に別途用意された回転軸１を装着して使用する。この回転ロールでは、図５に示すようにロール２の内側全周面に発熱体３が基材４を介して設けられている。また、ロール２の内周面に貼り付けた発熱体３の上から絶縁性の樹脂フィルム（図示しない）を貼り付け、発熱体３を樹脂フィルムで被覆することもできる。

本実施形態の回転ロールにおいても、ロール２の内側に代えて、ロール２の外側全周面に基材４を介して発熱体３を設けるようにすることもできる。この場合、発熱体３の表面は絶縁性の樹脂フィルムによって被覆する。

（回転ロールの実施形態４）
本発明の回転ロールでは、発熱体３は、前記各実施形態記載のように、面状に形成した基材４を介してロール２の内側や外側の全周面に設ける場合には限られず、例えば図６（ａ〜ｃ）に示すように帯状（テープ状）の基材４を介してロール２の内側や外側に設けることもできる。その場合、例えば、基材４をロール２の内周面又は外周面に、間隔を開けて螺旋状に巻いて貼り付けたり（図６ａ）、多数本を網状に組合せて貼り付けたり（図６ｂ）、周方向に間隔を開けて多数本貼り付けたり（図６ｃ）することができる。発熱体３を付着させる基材４の形状、大きさ、基材４の貼り付けパターン等は、上記したものには限られず、ロール２を満遍なく加温可能であれば任意とすることができる。

（回転ロールの実施形態５）
本発明の回転ロールでは、発熱体３は、前記各実施形態のように基材４を介してロール２に備える場合に限られず、発熱体３を直接ロール２内周面又は外周面の全部又は一部に蒸着させてロール２に備え付けることもできる。その場合も発熱体３には通電するための通電手段（図示しない）が設けられている。また、発熱体３を直接ロール２に設ける場合は、蒸着に限られず、溶射したり、バインダーと混合させて塗布したりすることもできる。

（事務機器用部品の実施形態１）
本発明の事務機器用部品は、コピー機、プリンタ等の各種事務機器に用いられる、回転ロール外周に設けるカバーやハウジング、ワークをガイドするガイド部品等の各種事務機器用部品に関するものである。本発明の事務機器用部品の実施形態の一例を図７に基づいて説明する。

本実施形態の事務機器用部品は、図７に示すように、二本の回転ロール２０の外周部に夫々備えられ、回転ロール２０を保護したり、回転ロール２０から発せられるトナー等の塵芥類の飛散を防止するためのカバー２１である。このカバー２１は、図７に示すように、回転ロール２０側の面に、発熱体３がフィルム状の基材４を介して設けられている。

図７に示す回転ロール２０は、搬送ロール、定着ロール、加圧ロール、感光ロール等の各種回転ロールのうち任意のものとすることができる。この回転ロール２０は、前記各実施形態記載の本発明の回転ロールとすることも可能である。

カバー２１は、回転ロール２０の外周に備えられ、回転ロール２０を保護したり、回転ロール２０から発せられるトナー等の塵芥類の飛散を防止したりできるものであれば、任意の形状、構造のものとすることができ、例えば図７に示すような、回転ロール２０の外周形状に沿った円弧状部材とすることができる。また、このカバー２１の材料としては変形しにくいものが望ましく、例えば樹脂製、金属製、硬質のゴム製とすることができる。

図７の発熱体３及び基材４には、前記したものと同様のもの（図３ａ、ｂ参照。）が用いられている。また、発熱体３には、通電するための通電手段（図示しない）が設けられている。本実施形態では、図７に示すように、基材４をカバー２１の回転ロール２０側の面の全面に貼り付けることによって、カバー２１の回転ロール２０側の面に発熱体３を備え、回転ロール２０を加温可能としている。この場合も、発熱体３の上から絶縁性の樹脂フィルム（図示しない）を貼り付け、発熱体３を樹脂フィルムで被覆することもできる。

（事務機器用部品の実施形態２）
本発明の事務機器用部品の実施形態の他の一例を図７に基づいて説明する。本実施形態の事務機器用部品は、図７に示すように、二本の回転ロール２０間を通過して送り出された（図中矢印Ａ方向）紙や基板等の各種ワーク２２をガイドする送り出し用ガイド、又は二本の回転ロール１間にワーク１を送り込む（図中矢印Ｂ方向）送り込み用ガイドである（以下これらを単に「ガイド」２３とする。）。このガイド２３は、図７に示すように、ワーク２２の上面側と下面側に一対に備えられた板状の部材であり、夫々のガイド２３は、そのワーク２２側の面に、フィルム状の基材４を介して発熱体３が設けられている。

前記ガイド２３は、ワーク２２をガイド可能であれば、図７に示す一対の板状には限られず、任意の形状、構造のものとすることができる。また、このガイド２３の材料としては変形しにくいものが望ましく、例えば樹脂製、金属製、硬質のゴム製とすることができる。

発熱体３及び基材４には、前記したものと同様のもの（図３ａ、ｂ参照。）が用いられている。また、発熱体３には、通電するための通電手段（図示しない）が設けられている。本実施形態では、図７に示すように、基材４をガイド２３のワーク２２側の面の全面に貼り付けることによって、ガイド２３のワーク２２側の面に発熱体３を備え、ワーク２２を加温可能としている。この場合も、発熱体３の上から絶縁性の樹脂フィルム（図示しない）を貼り付け、発熱体３を樹脂フィルムで被覆することもできる。

（事務機器用部品の実施形態３）
本発明の事務機器用部品では、発熱体３は、前記各実施形態記載のように、面状に形成した基材４を介してカバー２１やガイド２３に設ける場合には限られず、例えば図６（ａ〜ｃ）に示すように帯状（テープ状）の基材４を介してカバー２１やガイド２３の表面に設けることもできる。その場合、例えば、基材４をカバー２１やガイド２３の表面に、間隔を開けて並べて貼り付けたり、多数本を網状に組合せて貼り付けたりすることもできる。発熱体３を付着させる基材４の形状、大きさ、基材４の貼り付けパターン等は、上記したものには限られず、回転ロール２０やワーク２２を満遍なく加温可能であれば任意とすることができる。

（事務機器用部品の実施形態４）
本発明の事務機器用部品では、発熱体３は前記各実施形態のように基材４を介してカバー２１やガイド２３に設ける場合に限られず、発熱体３を直接カバー２１やガイド２３に蒸着させてカバー２１やガイド２３に備え付けることもできる。その場合も発熱体３には通電するための通電手段（図示しない）が設けられている。また、発熱体３を直接カバー２１やガイド２３に設ける場合は、蒸着に限られず、溶射したり、バインダーと混合させて塗布したりすることもできる。

（事務機器用部品のその他の実施形態）
図７に示すカバー２１やガイド２３は、本発明の事務機器用部品の実施形態のあくまで一例に過ぎないものであり、この他にも、任意の事務機器用部品に発熱体３を備えるようにすることもできる。従って、例えば、回転ロールを収容するハウジングや、回転ロールに接触して余剰トナー等の塵芥を除去してその飛散を防止する飛散防止具等に発熱体３を備えるようにすることも可能である。

また、発熱体３は、カバー２１やガイド２３の表面に限らず、カバー２１やガイド２３の内部に設けることもできる。

本発明の回転ロール及び事務機器用部品の構造は、前記した各種回転ロール及び各種事務機器用部品のみならず、結露を防止する必要があるその他の部品や装置等に応用することもできる。

本発明の回転ロールの実施形態の一例を示す斜視図。 図１に示す回転ロールを示す縦断面図。 （ａ）は発熱体を基材に付着させた様子の一例を示す断面説明図。（ｂ）は発熱体を基材に付着させた様子の他の例を示す断面説明図。 本発明の回転ロールの他の例を示す縦断面図。 本発明の回転ロールの他の例を示す縦断面図。 （ａ）〜（ｃ）は本発明の回転ロールにおいてロールに発熱体を備える場合の例を示す斜視説明図。（ａ）は間隔を開けて螺旋状に巻いて貼り付けた様子を、（ｂ）は網状に組合せて貼り付けた様子を、（ｃ）は周方向に間隔を開けて多数本貼り付けた様子を夫々示す。 本発明の事務機器用部品の実施形態の一例を示す説明図。

符号の説明

１ 回転軸
２ ロール
３ 発熱体
４ 基材
５ 軸貫通空間
６ 軸受
７ バインダー
８ 樹脂フィルム
１０ 支持金具
１１ 軸受
２０ 回転ロール
２１ カバー
２２ ワーク
２３ ガイド

Claims (2)

1. 回転ロールの内側又は外側の全周面又は一部に、錫（Ｓｎ）と鉛（Ｐｂ）の酸化化合物を主成分とする発熱体が直接又は基材を介して設けられたことを特徴とする回転ロール。
2. 事務機器用部品の表面又は内部に、錫（Ｓｎ）と鉛（Ｐｂ）の酸化化合物を主成分とする発熱体が直接又は基材を介して設けられたことを特徴とする事務機器用部品。

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