JP2021070557A - 給紙装置、紙送りロールおよび分離ロール - Google Patents

Abstract

【課題】長期使用後の紙詰まりが抑えられる給紙装置、紙送りロールおよび分離ロールを提供する。【解決手段】回転駆動され、用紙Ｐを搬送する紙送りロール１２と、紙送りロール１２に圧接されるとともにトルクリミッターが内蔵され、用紙Ｐの重送を抑える分離ロール１４と、を備え、紙送りロール１２および分離ロール１４は、それぞれ表面がポリウレタンを含む弾性体で構成され、それぞれ表面粗さＲｚが２０μｍ以上であり、表面のＪＩＳ−Ａ硬度の差が５度以上であり、紙送りロール１２と分離ロール１４の間の摩擦係数が１．０以上３．０以下である給紙装置１０とする。【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式を採用する複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真機器において好適に用いられる給紙装置、紙送りロールおよび分離ロールに関するものである。

電子写真方式を採用する複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真機器において、紙送りロールは、例えばゴム架橋体などの弾性材料によって円筒状に形成され、その周面が用紙との接触面となる。紙送りロールの周面には、用紙から発生する紙粉が付着することがある。そして、用紙と繰り返し接触するうちに、紙送りロールの周面には紙粉が蓄積することがある。紙粉が蓄積すると、用紙に対する周面の接触面積が低下し、用紙に対する接触面の摩擦係数が低下する。その結果、用紙の搬送不良を生じることがある。

用紙の搬送不良を抑制するために、紙送りロールの周面に凹凸を形成したものが知られている（特許文献１）。例えば特許文献１には、紙送りロールの軸方向と平行に複数本の凸条および凹溝を形成したものが記載されている。

特開２０１７−０６５９０７号公報 特開２００１−１５１３７１号公報

特許文献１では、紙送りロール単体と用紙との間の摩擦係数を問題にしている。一方で、特許文献２には、給送ロールと分離ロールを備えるシート供給装置の発明が提案されている。給送ロールは、シート搬送方向に回転駆動されるロールであり、分離ロールは、給送ロールと同方向に従動回転するものであり、内蔵されるトルクリミッターによりシートの重送を抑えるロールである。特許文献２では、分離ロールの硬度よりも給送ロールの硬度を低硬度とすることで、分離ロールと給送ロールの圧接部において分離ロールと給送ロールの間に微小な滑りが生じるようにし、分離ロールの表面に付着した紙粉を給送ロールがクリーニングして、紙粉による分離ロールの摩擦係数の低下を抑えている。しかしながら、特許文献２の構成だけでは、長期使用後のシートの重送を抑える機能は十分ではなく、長期使用後の紙詰まりを解消できないという問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、長期使用後の紙詰まりが抑えられる給紙装置、紙送りロールおよび分離ロールを提供することにある。

上記課題を解決するため本発明に係る給紙装置は、回転駆動され、用紙を搬送する紙送りロールと、前記紙送りロールに圧接されるとともにトルクリミッターが内蔵され、用紙の重送を抑える分離ロールと、を備え、前記紙送りロールおよび前記分離ロールは、それぞれ表面がポリウレタンを含む弾性体で構成され、それぞれ表面粗さＲｚが２０μｍ以上であり、表面のＪＩＳ−Ａ硬度の差が５度以上であり、前記紙送りロールと前記分離ロールの間の摩擦係数が１．０以上３．０以下であることを要旨とするものである。

前記紙送りロールおよび前記分離ロールは、それぞれ表面に高さ２０〜３００μｍの凸部を有することが好ましい。前記分離ロールは、前記紙送りロールよりも表面粗さＲｚが大きいことが好ましい。前記分離ロールは、前記紙送りロールよりも表面の摩擦係数が小さいことが好ましい。

そして、本発明に係る紙送りロールは、上記給紙装置に用いられる紙送りロールである。また、本発明に係る分離ロールは、上記給紙装置に用いられる分離ロールである。

本発明に係る給紙装置によれば、紙送りロールおよび分離ロールが、それぞれ表面がポリウレタンを含む弾性体で構成され、それぞれ表面粗さＲｚが２０μｍ以上であり、表面のＪＩＳ−Ａ硬度の差が５度以上であり、紙送りロールと分離ロールの間の摩擦係数が１．０以上３．０以下であることから、長期使用後の紙詰まりが抑えられる。

本発明の一実施形態に係る給紙装置の模式図である。 図１に示す給紙装置の紙送り動作の図である。図２（ａ）は、１枚の用紙がロール間に到着する前の状態を示したものであり、図２（ｂ）は、１枚の用紙がロール間に到着したときの動作を示したものである。 図１に示す給紙装置の紙送り動作の図である。図３（ａ）は、２枚の用紙がロール間に到着する前の状態を示したものであり、図３（ｂ）は、２枚の用紙がロール間に到着したときの動作を示したものである。 図４（ａ）は、紙送りロールの一実施形態に係る外観模式図である。図４（ｂ）は、分離ロールの一実施形態に係る外観模式図である。 図５（ａ）は、紙送りロールと分離ロールの噛み合い状態を示した拡大図である。図５（ｂ）は、互いに噛み合う紙送りロールと分離ロールの間で用紙が搬送される状態を示した拡大図である。 図６（ａ）は、分離ロールが紙送りロールの表面に食い込む状態を示した拡大図である。図６（ｂ）は、分離ロールが食い込む紙送りロールと分離ロールの間で用紙が搬送される状態を示した拡大図である。 図７（ａ）は、表面凹凸が複数の凸部で構成される一例を示した模式図である。図７（ｂ）は、表面凹凸が複数の凹部で構成される一例を示した模式図である。図７（ｃ）は、表面凹凸が複数の凸部と複数の凹部で構成される一例を示した模式図である。 紙送りロールと分離ロールの間の摩擦係数の測定方法を示した図である。

本発明に係る給紙装置について詳細に説明する。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係る給紙装置１０は、紙送りロール１２（フィードロール）と、分離ロール１４（リタードロール）と、を備える。紙送りロール１２は、軸体１２ａと、軸体１２ａの外周に形成された弾性体層１２ｂと、を有する。分離ロール１４は、軸体１４ａと、軸体１４ａの外周に形成された弾性体層１４ｂと、を有する。紙送りロール１２は、図示しない駆動源（モータ）からの動力を受けて回転駆動され、用紙Ｐを搬送する機能を有する。分離ロール１４は、図示しない付勢部材（ばねなど）により所定の圧力で紙送りロール１２に圧接される。また、分離ロール１４は、図示しないトルクリミッターが内蔵され、用紙Ｐの搬送方向（矢印の方向）と反対の方向にブレーキトルクが付与されるように構成されている。

搬送される用紙は、給紙カセット１６内に積載されている。積載された用紙Ｐの上面には、引込ロール１８（ピックアップロール）の表面が摩擦接触しており、引込ロール１８によって、給紙カセット１６から紙送りロール１２に向けて用紙Ｐを順に繰り出すように構成されている。引込ロール１８は、軸体１８ａと、軸体１８ａの外周に形成された弾性体層１８ｂと、を有する。引込ロール１８は、図示しない連結部材（ギアやタイミングベルトなど）によって紙送りロール１２の駆動に連動して回転するように構成されている。

紙送りロール１２の回転駆動に伴い、引込ロール１８が回転し、給紙カセット１６から紙送りロール１２に向けて用紙Ｐが１枚ずつ繰り出される。図２（ａ）に示すように、紙送りロール１２は、用紙Ｐが到着する前から回転駆動している。紙送りロール１２に圧接される分離ロール１４は、紙送りロール１２の回転に伴い、紙送りロール１２と分離ロール１４の間（ロール間）の摩擦力により、ブレーキトルクに逆らって従動回転する。繰り出された１枚の用紙Ｐがロール間に到着すると、図２（ｂ）に示すように、ロール間を通って用紙Ｐが搬出される。

給紙カセット１６から紙送りロール１２に向けて用紙Ｐが２枚繰り出されたときには、図３（ａ）に示すように、用紙Ｐ１、Ｐ２が到着する前においては、紙送りロール１２は回転駆動し、分離ロール１４は、紙送りロール１２の回転に伴い、ブレーキトルクに逆らって従動回転する。繰り出された２枚の用紙Ｐ１、Ｐ２がロール間に到着すると、図３（ｂ）に示すように、分離ロール１４は２枚の用紙Ｐ１、Ｐ２を介して紙送りロール１２に接触する状態となる。２枚の用紙Ｐ１、Ｐ２の間に働く摩擦力は小さいため、ブレーキトルクによって分離ロール１４は紙送りロール１２の回転には従動せず、停止する。これにより、紙送りロール１２に接触する用紙Ｐ１は紙送りロール１２の回転に伴い、ロール間を通って搬出される一方で、分離ロール１４に接触する用紙Ｐ２は搬出されない。これにより、用紙Ｐの重送が抑えられる。

紙送りロール１２は、弾性体層１２ｂの外周表面に表面凹凸を有する。この表面凹凸によって、紙送りロール１２は、表面粗さＲｚ２０μｍ以上に構成されている。紙送りロール１２の表面粗さＲｚは、紙送りロール１２の弾性体層１２ｂの外周面における表面粗さＲｚである。紙送りロール１２の表面粗さＲｚは、十点平均粗さであり、ＪＩＳ Ｂ０６０１（１９９４）に準拠して測定される。上記表面凹凸は、任意の凹凸で構成することができる。上記表面凹凸は、複数の凸部によって形成されるものであってもよいし、複数の凹部によって形成されるものであってもよいし、シボ形状のような複数の凸部と複数の凹部によって形成されるものであってもよい。

また、同様に、分離ロール１４は、弾性体層１４ｂの外周表面に表面凹凸を有する。この表面凹凸によって、分離ロール１４は、表面粗さＲｚ２０μｍ以上に構成されている。分離ロール１４の表面粗さＲｚは、分離ロール１４の弾性体層１４ｂの外周面における表面粗さＲｚである。分離ロール１４の表面粗さＲｚは、十点平均粗さであり、ＪＩＳ Ｂ０６０１（１９９４）に準拠して測定される。上記表面凹凸は、任意の凹凸で構成することができる。上記表面凹凸は、複数の凸部によって形成されるものであってもよいし、複数の凹部によって形成されるものであってもよいし、シボ形状のような複数の凸部と複数の凹部によって形成されるものであってもよい。

図４（ａ）には、紙送りロール１２の一実施形態に係る外観模式図を示す。図４（ａ）に示すように、紙送りロール１２は、弾性体層１２ｂの外周表面に複数の凸部１２ｃを有する。紙送りロール１２の外周面には、複数の凸部１２ｃにより表面凹凸が設けられている。

図４（ａ）では、複数の凸部１２ｃは、半球状の凸部で構成されている。また、図４（ａ）では、複数の凸部１２ｃは、弾性体層１２ｂの外周表面に千鳥状に規則正しく配置されている。紙送りロール１２の軸方向Ｘに並ぶ一列目の凸部１２ｃと凸部１２ｃの間に紙送りロール１２の軸方向Ｘに並ぶ二列目の凸部１２ｃが配置され、紙送りロール１２の軸方向Ｘに並ぶ二列目の凸部１２ｃと凸部１２ｃの間に紙送りロール１２の軸方向Ｘに並ぶ三列目の凸部１２ｃが配置され、紙送りロール１２の軸方向Ｘに並ぶ三列目の凸部１２ｃと凸部１２ｃの間に紙送りロール１２の軸方向Ｘに並ぶ四列目の凸部１２ｃが配置されており、凸部１２ｃが互い違いに配列されている。複数の凸部１２ｃは、弾性体層１２ｂの周面において、紙送りロール１２の軸方向Ｘに配列されているが、紙送りロール１２の軸方向Ｘに対し４５°の角度の方向にも配列されている。なお、複数の凸部１２ｃは、半球状の凸部に限定されるものではない。また、複数の凸部１２ｃは、規則正しく配置されていなくてもよいし、配列されていなくてもよい。

紙送りロール１２は、表面粗さＲｚ２０μｍ以上に構成されている。上記表面粗さＲｚが２０μｍ以上であることで、紙送りロール１２と分離ロール１４の噛み込みを大きくすることができる。また、紙送りロール１２と分離ロール１４の噛み込みを大きくするなどの観点から、紙送りロール１２の表面粗さＲｚは、より好ましくは３０μｍ以上、さらに好ましくは５０μｍ以上である。一方、紙送りロール１２の表面粗さＲｚは、紙送りロール１２と分離ロール１４の噛み込みが大きくなりすぎないようにするなどの観点から、３００μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは２００μｍ以下、さらに好ましくは１５０μｍ以下である。

紙送りロール１２において、凸部１２ｃの高さは、紙送りロール１２の表面粗さＲｚを大きくする、紙送りロール１２と分離ロール１４の噛み込みを大きくするなどの観点から、２０μｍ以上であることが好ましい。より好ましくは３０μｍ以上、さらに好ましくは５０μｍ以上である。また、凸部１２ｃの高さは、紙送りロール１２と分離ロール１４の噛み込みが大きくなりすぎないようにするなどの観点から、３００μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは２００μｍ以下、さらに好ましくは１５０μｍ以下である。

紙送りロール１２は、表面の摩擦係数が０．８〜３．０の範囲内に構成されていることが好ましい。より好ましくは１．０〜２．５の範囲内である。紙送りロール１２の表面とは、弾性体層１２ｂの外周面である。紙送りロール１２の表面の摩擦係数は、市販の摩擦係数計を用いて測定することができる。紙送りロール１２の表面の摩擦係数は、弾性体層１２ｂの材料構成、弾性体層１２ｂの厚み、凸部１２ｃの構成などにより調整することができる。紙送りロール１２の表面の摩擦係数が０．８以上であると、紙送り時における用紙の滑りが抑えられやすい。紙送りロール１２の表面の摩擦係数が３．０以下であると、紙送り時における用紙の貼り付きが抑えられる。また、作製が容易である。

紙送りロール１２は、表面のＪＩＳ−Ａ硬度が２０〜８０度の範囲内に構成されていることが好ましい。より好ましくは３０〜７０度の範囲内である。紙送りロール１２の表面とは、弾性体層１２ｂの外周面である。紙送りロール１２の表面硬度は、弾性体層１２ｂの材料構成、弾性体層１２ｂの厚みなどにより調整することができる。紙送りロール１２の表面のＪＩＳ−Ａ硬度が２０度以上であると、摩耗が抑えられやすい。紙送りロール１２の表面のＪＩＳ−Ａ硬度が８０度以下であると、用紙へのダメージ（用紙の削れなど）が抑えられやすく、画質の悪化が抑えられやすい。

紙送りロール１２は、弾性体層１２ｂがポリウレタンを含む弾性体で構成されている。紙送りロール１２の弾性体層１２ｂは、ポリウレタンを含むことで、耐久時の耐摩耗性に優れ、耐久時でも表面粗さや凹凸形状を維持しやすい。

紙送りロール１２の弾性体層１２ｂは、導電性あるいは半導電性を有するものであってもよいし、導電性あるいは半導電性を有しないものであってもよい。導電性あるいは半導電性を有する弾性体層の体積抵抗率は、１０^２〜１０^１０Ω・ｃｍ、１０^３〜１０^９Ω・ｃｍ、１０^４〜１０^８Ω・ｃｍの範囲などである。紙送りロール１２の弾性体層１２ｂが導電性あるいは半導電性を有するものであると、紙送りロール１２の弾性体層１２ｂの表面残留電荷を低く抑えて紙粉の付着を抑えやすい。

紙送りロール１２の弾性体層１２ｂは、低電気抵抗化の観点から、導電剤を含んでいてもよい。導電剤としては、電子導電剤、イオン導電剤が挙げられる。電子導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、ｃ−ＴｉＯ_２、ｃ−ＺｎＯ、ｃ−ＳｎＯ_２（ｃ−は、導電性を意味する。）などが挙げられる。イオン導電剤としては、４級アンモニウム塩、ホウ酸塩、界面活性剤などが挙げられる。

紙送りロール１２の弾性体層１２ｂは、必要に応じて、各種添加剤を適宜添加しても良い。添加剤としては、滑剤、加硫促進剤、老化防止剤、光安定剤、粘度調整剤、加工助剤、難燃剤、可塑剤、充填剤、分散剤、消泡剤、顔料、離型剤などを挙げることができる。

紙送りロール１２の弾性体層１２ｂの厚みは、特に限定されるものではなく、０．１〜１０ｍｍの範囲内などで適宜設定すればよい。

紙送りロール１２の弾性体層１２ｂは、ウレタン組成物を用い、成形金型による成形などによって形成することができる。例えば、軸体１２ａをロール成形金型の中空部に同軸的に設置し、未架橋のウレタン組成物を注入して、加熱・硬化（架橋）させた後、脱型するなどにより、軸体１２ａの外周に弾性体層１２ｂを形成することができる。成形金型は、その内周面に凸部１２ｃに対応する形状の凹部が形成されたものを用いることができる。弾性体層１２ｂの凸部１２ｃは、例えば、成形金型による型転写によって形成することができる。

紙送りロール１２の軸体１２ａの材料としては、ポリアセタール（ＰＯＭ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体（ＡＢＳ）、ポリカーボネート、ナイロン等の合成樹脂、または、鉄、ステンレス、アルミニウム等の金属材料を挙げることができる。軸体１２ａは、中空状に形成されていても良いし、中実体であっても良い。

図４（ｂ）には、分離ロール１４の一実施形態に係る外観模式図を示す。図４（ｂ）に示すように、分離ロール１４は、弾性体層１４ｂの外周表面に複数の凸部１４ｃを有する。分離ロール１４の外周面には、複数の凸部１４ｃにより表面凹凸が設けられている。

図４（ｂ）では、複数の凸部１４ｃは、半球状の凸部で構成されている。また、図４（ｂ）では、複数の凸部１４ｃは、弾性体層１４ｂの外周表面に千鳥状に規則正しく配置されている。具体的には、分離ロール１４の軸方向Ｘに並ぶ一列目の凸部１４ｃと凸部１４ｃの間に分離ロール１４の軸方向Ｘに並ぶ二列目の凸部１４ｃが配置され、分離ロール１４の軸方向Ｘに並ぶ二列目の凸部１４ｃと凸部１４ｃの間に分離ロール１４の軸方向Ｘに並ぶ三列目の凸部１４ｃが配置され、分離ロール１４の軸方向Ｘに並ぶ三列目の凸部１４ｃと凸部１４ｃの間に分離ロール１４の軸方向Ｘに並ぶ四列目の凸部１４ｃが配置されており、凸部１４ｃが互い違いに配列されている。複数の凸部１４ｃは、弾性体層１４ｂの周面において、分離ロール１４の軸方向Ｘに配列されているが、分離ロール１４の軸方向Ｘに対し４５°の角度の方向にも配列されている。なお、複数の凸部１４ｃは、半球状の凸部に限定されるものではない。また、複数の凸部１４ｃは、規則正しく配置されていなくてもよいし、配列されていなくてもよい。

分離ロール１４は、表面粗さＲｚ２０μｍ以上に構成されている。上記表面粗さＲｚが２０μｍ以上であることで、紙送りロール１２と分離ロール１４の噛み込みを大きくすることができる。また、紙送りロール１２と分離ロール１４の噛み込みを大きくするなどの観点から、分離ロール１４の表面粗さＲｚは、より好ましくは３０μｍ以上、さらに好ましくは５０μｍ以上である。一方、分離ロール１４の表面粗さＲｚは、紙送りロール１２と分離ロール１４の噛み込みが大きくなりすぎないようにするなどの観点から、３００μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは２００μｍ以下、さらに好ましくは１５０μｍ以下である。

分離ロール１４において、凸部１４ｃの高さは、分離ロール１４の表面粗さＲｚを大きくする、紙送りロール１２と分離ロール１４の噛み込みを大きくするなどの観点から、２０μｍ以上であることが好ましい。より好ましくは３０μｍ以上、さらに好ましくは５０μｍ以上である。また、凸部１４ｃの高さは、紙送りロール１２と分離ロール１４の噛み込みが大きくなりすぎないようにするなどの観点から、３００μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは２００μｍ以下、さらに好ましくは１５０μｍ以下である。

分離ロール１４は、表面の摩擦係数が０．８〜３．０の範囲内に構成されていることが好ましい。より好ましくは１．０〜２．５の範囲内である。分離ロール１４の表面とは、弾性体層１４ｂの外周面である。分離ロール１４の表面の摩擦係数は、市販の摩擦係数計を用いて測定することができる。分離ロール１４の表面の摩擦係数は、弾性体層１４ｂの材料構成、弾性体層１４ｂの厚み、凸部１４ｃの構成などにより調整することができる。分離ロール１４の表面の摩擦係数が０．８以上であると、紙送り時における用紙の滑りが抑えられやすい。分離ロール１４の表面の摩擦係数が３．０以下であると、紙送り時における用紙の貼り付きが抑えられる。また、作製が容易である。

分離ロール１４は、表面のＪＩＳ−Ａ硬度が２０〜８０度の範囲内に構成されていることが好ましい。より好ましくは３０〜７０度の範囲内である。分離ロール１４の表面とは、弾性体層１４ｂの外周面である。分離ロール１４の表面硬度は、弾性体層１４ｂの材料構成、弾性体層１４ｂの厚みなどにより調整することができる。分離ロール１４の表面のＪＩＳ−Ａ硬度が２０度以上であると、摩耗が抑えられやすい。分離ロール１４の表面のＪＩＳ−Ａ硬度が８０度以下であると、用紙へのダメージ（用紙の削れなど）が抑えられやすく、画質の悪化が抑えられやすい。

分離ロール１４は、弾性体層１４ｂがポリウレタンを含む弾性体で構成されている。分離ロール１４の弾性体層１４ｂは、ポリウレタンを含むことで、耐久時の耐摩耗性に優れ、耐久時でも表面粗さや凹凸形状を維持しやすい。

紙送りロール１２の弾性体層１２ｂは、導電性あるいは半導電性を有するものであってもよいし、導電性あるいは半導電性を有しないものであってもよい。導電性あるいは半導電性を有する弾性体層の体積抵抗率は、１０^２〜１０^１０Ω・ｃｍ、１０^３〜１０^９Ω・ｃｍ、１０^４〜１０^８Ω・ｃｍの範囲などである。分離ロール１４の弾性体層１４ｂが導電性あるいは半導電性を有するものであると、分離ロール１４の弾性体層１４ｂの表面残留電荷を低く抑えて紙粉の付着を抑えやすい。

分離ロール１４の弾性体層１４ｂは、低電気抵抗化の観点から、導電剤を含んでいてもよい。導電剤としては、電子導電剤、イオン導電剤が挙げられる。電子導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、ｃ−ＴｉＯ_２、ｃ−ＺｎＯ、ｃ−ＳｎＯ_２（ｃ−は、導電性を意味する。）などが挙げられる。イオン導電剤としては、４級アンモニウム塩、ホウ酸塩、界面活性剤などが挙げられる。

分離ロール１４の弾性体層１４ｂは、必要に応じて、各種添加剤を適宜添加しても良い。添加剤としては、滑剤、加硫促進剤、老化防止剤、光安定剤、粘度調整剤、加工助剤、難燃剤、可塑剤、充填剤、分散剤、消泡剤、顔料、離型剤などを挙げることができる。

分離ロール１４の弾性体層１４ｂの厚みは、特に限定されるものではなく、０．１〜１０ｍｍの範囲内などで適宜設定すればよい。

分離ロール１４の弾性体層１４ｂは、ウレタン組成物を用い、成形金型による成形などによって形成することができる。例えば、軸体１４ａをロール成形金型の中空部に同軸的に設置し、未架橋のウレタン組成物を注入して、加熱・硬化（架橋）させた後、脱型するなどにより、軸体１４ａの外周に弾性体層１４ｂを形成することができる。成形金型は、その内周面に凸部１４ｃに対応する形状の凹部が形成されたものを用いることができる。弾性体層１４ｂの凸部１４ｃは、例えば、成形金型による型転写によって形成することができる。

分離ロール１４の軸体１４ａの材料としては、ポリアセタール（ＰＯＭ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体（ＡＢＳ）、ポリカーボネート、ナイロン等の合成樹脂、または、鉄、ステンレス、アルミニウム等の金属材料を挙げることができる。軸体１４ａは、中空状に形成されていても良いし、中実体であっても良い。

上記するように、紙送りロール１２と分離ロール１４は、それぞれ弾性体層１２ｂ、１４ｂの外周表面に複数の凸部１２ｃ、１４ｃを有する。このため、紙送りロール１２と分離ロール１４は、図５（ａ）に示すように、紙送りロール１２の弾性体層１２ｂの外周表面と分離ロール１４の弾性体層１４ｂの外周表面が、紙送りロール１２の凸部１２ｃと分離ロール１４の凸部１４ｃによって噛み合う状態となる。そして、紙送りロール１２と分離ロール１４は、それぞれ表面粗さＲｚが２０μｍ以上である。このため、紙送りロール１２と分離ロール１４の噛み込みは、大きいものとなる。そうすると、図５（ｂ）に示すように、用紙Ｐの搬送時には、用紙Ｐが紙送りロール１２と分離ロール１４の噛み込みの間に配置され、用紙Ｐには紙送りロール１２の凸部１２ｃや分離ロール１４の凸部１４ｃから押圧力を受けて変形が生じる。このアンカー効果により、用紙Ｐの搬送性（用紙Ｐの搬送方向への推進力）が向上する。また、紙送りロール１２と分離ロール１４の噛み込みが大きいと、紙送りロール１２や分離ロール１４の表面に紙粉が付着しても、噛み込みの影響で、紙送りロール１２と分離ロール１４の間の摩擦係数が低下しにくい。

そして、紙送りロール１２および分離ロール１４は、表面のＪＩＳ−Ａ硬度の差が５度以上に構成されている。紙送りロール１２と分離ロール１４の表面硬度が異なり、分離ロール１４が紙送りロール１２に圧接されることから、図６（ａ）に示すように、一方が他方の表面に食い込む形となる（図６（ａ）では、分離ロール１４が紙送りロール１２の表面に食い込む形で示している。）。これにより、紙送りロール１２と分離ロール１４のニップ面積（接触面積）が大きくなり、紙送りロール１２と分離ロール１４の間の摩擦係数が大きくなる。そして、図６（ｂ）に示すように、一方が他方の表面に食い込む状態にある紙送りロール１２と分離ロール１４の間に用紙Ｐが配置されることから、紙送りロール１２と用紙Ｐとの間の接触面積および分離ロール１４と用紙Ｐとの間の接触面積も大きくなる。これにより、用紙Ｐの搬送性（用紙Ｐの搬送方向への推進力）が向上する。このような効果は、上記硬度差５度以上において、発揮される。

紙送りロール１２と分離ロール１４の表面硬度差は、用紙Ｐの搬送性の向上の観点から、より好ましくは１０度以上、さらに好ましくは１５度以上である。一方、紙送りロール１２や分離ロール１４の摩耗が抑えられやすいなどの観点から、紙送りロール１２と分離ロール１４の表面硬度差は、より好ましくは５０度以下、さらに好ましくは４０度以下である。

紙送りロール１２と分離ロール１４は、いずれのロールの表面硬度が高くてもよいが、用紙の重送が抑えられやすいなどの観点から、分離ロール１４が紙送りロール１２よりも表面硬度が大きいことが好ましい。

そして、紙送りロール１２と分離ロール１４の間の摩擦係数は、１．０以上３．０以下に構成されている。上記摩擦係数が１．０以上であることで、用紙Ｐの搬送性（用紙Ｐの搬送方向への推進力）が向上する。また、この観点から、上記摩擦係数は、より好ましくは１．２以上、さらに好ましくは１．５以上である。一方、上記摩擦係数が３．０超であると、上記摩擦係数が大きすぎて、用紙Ｐが紙送りロール１２と分離ロール１４の間に詰まりやすくなる。そして、上記摩擦係数を小さく抑える観点から、上記摩擦係数は、より好ましくは２．７以下、さらに好ましくは２．５以下である。

紙送りロール１２と分離ロール１４の間の摩擦係数は、紙送りロール１２の弾性体層１２ｂの材料構成、紙送りロール１２の弾性体層１２ｂの厚み、紙送りロール１２の弾性体層１２ｂの凸部１２ｃの構成、紙送りロール１２の表面粗さＲｚ、分離ロール１４の弾性体層１４ｂの材料構成、分離ロール１４の弾性体層１４ｂの厚み、分離ロール１４の弾性体層１４ｂの凸部１４ｃの構成、分離ロール１４の表面粗さＲｚ、紙送りロール１２と分離ロール１４の硬度差などを調整することにより、所望の範囲に設定することができる。

給紙装置１０において、分離ロール１４は、全体の耐久性が向上するなどの観点から、紙送りロール１２よりも表面粗さＲｚが大きいことが好ましい。また、分離ロール１４は、用紙の重送が抑えられやすいなどの観点から、紙送りロール１２よりも表面の摩擦係数が小さいことが好ましい。

以上に示す給紙装置１０では、紙送りロール１２と分離ロール１４がそれぞれ表面粗さＲｚ２０μｍ以上であることで、紙送りロール１２と分離ロール１４の噛み込みが大きいものとなり、用紙Ｐの搬送性（用紙Ｐの搬送方向への推進力）が向上する。また、紙送りロール１２や分離ロール１４の表面に紙粉が付着しても、大きい噛み込みの影響で、紙送りロール１２と分離ロール１４の間の摩擦係数が低下しにくい。そして、紙送りロール１２と分離ロール１４の間の摩擦係数が低下しにくいため、紙送りロール１２と分離ロール１４の間がすべりにくくなる。また、紙送りロール１２と分離ロール１４の、表面のＪＩＳ−Ａ硬度差が５度以上であることで、紙送りロール１２と分離ロール１４のニップ面積（接触面積）が大きくなり、用紙Ｐの搬送性（用紙Ｐの搬送方向への推進力）が向上する。また、紙送りロール１２と分離ロール１４の間の摩擦係数が大きくなるため、紙送りロール１２と分離ロール１４の間がすべりにくくなる。さらに、紙送りロール１２と分離ロール１４の間の摩擦係数が１．０以上３．０以下であることで、紙送りロール１２と分離ロール１４の間がすべりにくくなる。これらが互いに作用することで、用紙Ｐの搬送性（用紙Ｐの搬送方向への推進力）が向上し、紙送りロール１２と分離ロール１４の間がすべりにくくなる結果、長期使用後の紙詰まりが抑えられる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。

図４（ａ）の紙送りロール１２は、複数の凸部１２ｃにより弾性体層１２ｂの外周表面に表面凹凸が設けられているが、上記表面凹凸は、任意の凹凸で構成することができる。上記表面凹凸は、図７（ａ）に示すように、複数の凸部２１によって形成されるものであってもよいし、図７（ｂ）に示すように、複数の凹部２２によって形成されるものであってもよいし、図７（ｃ）に示すように、シボ形状のような複数の凸部２３と複数の凹部２４によって形成されるものであってもよい。シボ形状とは、シワ模様をいう。シボ形状は、放電加工などで内面を加工された成形金型を用いて形成することができる。シボ形状としては、皮革（ウロコ）、梨地、木目、岩目、砂目、布目、絹目、筋目（ヘアライン）、幾何学模様などが挙げられる。

同様に、図４（ｂ）の分離ロール１４は、複数の凸部１４ｃにより弾性体層１４ｂの外周表面に表面凹凸が設けられているが、上記表面凹凸は、任意の凹凸で構成することができる。上記表面凹凸は、図７（ａ）に示すように、複数の凸部２１によって形成されるものであってもよいし、図７（ｂ）に示すように、複数の凹部２２によって形成されるものであってもよいし、図７（ｃ）に示すように、シボ形状のような複数の凸部２３と複数の凹部２４によって形成されるものであってもよい。

また、上記実施形態では、紙送りロール１２および分離ロール１４の複数の凸部１２ｃ、１４ｃは半球状とされているが、複数の凸部１２ｃ、１４ｃの形状は、半球状の凸部に限定されず、種々の形状のものであってもよい。なお、球状とは、略球状であり、曲面を有する球状に近い形状のものであればよい。球状とは、真球状、楕円球状が含まれる。半球状とは、球の中心を通る面で切断された球の半分の形状のものや、球の中心を通らない面で切断された、球の半分よりも大きい形状のもの、球の半分よりも小さい形状のものも含まれる。凸部１２ｃ、１４ｃが半球状であると、用紙Ｐとの接触面が曲面なので、比較的紙粉の発生が抑えられ、また、紙送り性能にも優れる。

凸部１２ｃ、１４ｃの形状としては、不定形、柱体、錐体、球台、楔形などが挙げられる。柱体としては、円柱体、楕円柱体、角柱体（四角柱体、五角柱体など）、扇形柱体、Ｄ形柱体、ギア形柱体などが挙げられる。また、柱体の頭部が斜面状、曲面状に切り取られたような形状の截頭柱体（截頭円柱体、截頭角柱体など）であってもよい。錐体としては、円錐体、楕円錐体、角錐体（四角錐体、五角錐体など）などが挙げられる。また、錐体の頭部が平面状（錐台）、斜面状、曲面状に切り取られたような形状の截頭錐体（截頭円錐体、截頭角錐体など）であってもよい。球台は、球体が二つの平行な平面で切り取られたような形状の立体である。球面が二つの平行な平面に交わるときに、これら二平面に挟まれた球面の部分が球帯であり、球帯とこれらの二平面で囲まれた立体が球台である。球台の二平面のうちの一方の平面は球の中心を通る面であってもよいし、球台の二平面の両方が球の中心を通らない面であってもよい。球台の二平面は、平面に近い面であればよく、例えば球帯よりも曲率半径の大きい曲面であってもよい。また、円柱体、楕円柱体、角柱体、扇形柱体、Ｄ形柱体、ギア形柱体、錐台、球台の各上底（上側平面）は、研磨面であってもよい。研磨面は、各上底を研磨することにより形成することができる。

また、上記実施形態では、紙送りロール１２および分離ロール１４の複数の凸部１２ｃ、１４ｃは、弾性体層１２ｂ、１４ｂの周面に千鳥状に配置されているが、複数の凸部１２ｃ、１４ｃは、弾性体層１２ｂ、１４ｂの周面に、均一に分布・配置されていてもよいし、ランダムに配置されていてもよい。また、配列するように配置されていてもよい。凸部１２ｃ、１４ｃが弾性体層１２ｂ、１４ｂの周面に沿って配列していると、列と列の間に溝が形成され、発生した紙粉の逃げ道となって紙粉を排出しやすい。凸部１２ｃ、１４ｃは、弾性体層１２ｂ、１４ｂの周面に沿って周方向に配列していてもよいし、周方向とは異なる方向に配列していてもよい。周方向とは異なる方向とは、弾性体層１２ｂ、１４ｂの周面に沿って周方向に対し所定の角度の方向に沿って配列している形態などをいう。また、凸部１２ｃ、１４ｃは、弾性体層１２ｂ、１４ｂの周面に沿ってらせん状に配列してもよい。

以下、実施例および比較例を用いて本発明を詳細に説明する。

（実施例１〜６、９〜１４、比較例１〜４）
（成形金型の調整）
断面円形状の貫通孔（外径φ１２ｍｍ）を備えた成形金型を準備した。準備した成形金型の貫通孔内周面に対して、放電加工機（三菱電機社製「ＤＩＡＸ ＶＸ１０」）による放電加工を行った。上記放電加工は、成形される弾性体の表面にシボ形状（任意の凹凸）を付与するために行ったものである。上記放電加工の条件により、成形される弾性体の表面粗さＲｚを調整した。

（紙送りロールの作製）
放電加工した上記成形金型の貫通孔に芯金（外径φ６ｍｍ）を同軸的にセットするとともに、両端開口部をキャップ型で閉栓し、その成形空間内に、弾性体層の形成材料である未架橋の熱硬化性ウレタン系ポリマーを充填した後、その成形金型をオーブン内に入れ、架橋した（１５０℃×６０分間）。そして、上記芯金の外周面に、架橋硬化された熱硬化性ウレタン系ポリマーよりなる弾性体を形成し、その後、脱型するとともに芯金から弾性体を抜き取り、長さ２５ｍｍに切断した。得られた弾性体は、チューブ状（外径φ１２ｍｍ、内径φ６ｍｍ、長さ２５ｍｍ）であり、その表面にはシボ加工が施されている。次に、ポリアセタール（ＰＯＭ）製の軸体（長さ２７ｍｍ、外径φ６ｍｍ）を準備した。次いで、チューブ状弾性体の中空部に、上記軸体を圧入した。以上により、紙送りロールを作製した。紙送りロールの表面粗さＲｚは、上記放電加工の条件により調整した。紙送りロールの摩擦係数は、材料組成、表面粗さＲｚにより調整した。

（分離ロールの作製）
紙送りロールと同様にして、分離ロールを作製した。分離ロールの表面粗さＲｚは、上記放電加工の条件により調整した。分離ロールの摩擦係数は、材料組成、表面粗さＲｚにより調整した。

（実施例７，８、比較例５）
成形される弾性体の凸部高さがそれぞれ、２０μｍ（実施例７）、２００μｍ(実施例８）、１５μｍ（比較例５）となるように、上記放電加工の条件を調整した。以上により、紙送りロールを作製した。分離ロールも同様に作製した。

作製した紙送りロールおよび分離ロールを用い、耐久性の評価をした。その結果をロール構成とともに表に示す。

（摩擦係数の測定）
紙送りロールの摩擦係数は、市販の摩擦係数計を使用し、線圧子、荷重５０gをかけ、２．５ｍｍ／ｓのスピードで、弾性体層表面の長手方向にスライドさせて測定した。同様に、分離ロールの摩擦係数は、市販の摩擦係数計を使用し、線圧子、荷重５０gをかけ、２．５ｍｍ／ｓのスピードで、弾性体層表面の長手方向にスライドさせて測定した。ロール間摩擦係数は、図８に示すように、回転自在に設けられた紙送りロール１（軸体半径ｒ１＝３ｍｍ、ロール半径ｒ２＝６ｍｍ）に対し、分離ロール２（軸体半径３ｍｍ、ロール半径６ｍｍ）を荷重Ｎ＝２００ｇｆで圧接し、紙送りロール１の軸体１ａに巻き付けた紐３の端にロードセル４を取付け、紐３が水平になるようにして、５０ｍｍ／ｓｅｃの速度で紐３を引っ張り、その引張力Ｆを測定することにより、算出した。ロール間摩擦係数μは、以下の式（１）から算出した。
μ＝（Ｆ×ｒ１／ｒ２）／Ｎ ・・・（１）

（表面硬度の測定）
紙送りロールの表面硬度は、紙送りロールの弾性体層表面のＪＩＳ−Ａ硬度とした。同様に、分離ロールの表面硬度は、分離ロールの弾性体層表面のＪＩＳ−Ａ硬度とした。ロール間硬度差は、分離ロールの弾性体層表面のＪＩＳ−Ａ硬度と紙送りロールの弾性体層表面のＪＩＳ−Ａ硬度の差で表した。

（表面粗さの測定）
紙送りロールの表面粗さＲｚは、紙送りロールの弾性体層表面の表面粗さＲｚとした。同様に、分離ロールの表面粗さＲｚは、分離ロールの弾性体層表面の表面粗さＲｚとした。表面粗さＲｚは、十点平均粗さであり、ＪＩＳ Ｂ０６０１（１９９４）に準拠して測定した。

（耐久性の評価）
紙送りロールおよび分離ロールを、ＦＲＲ方式の給紙システムを持った市販の複写機に組み込み、紙送り性の評価を行った。用紙には市販のＰＰＣ用紙を用い、３０万枚通紙を行い、紙詰まりの発生回数を測定した。紙詰まりの発生回数が１回以下のものを「Ａ」、紙詰まりの発生回数が２回以上４回以下のものを「Ｂ」、紙詰まりの発生回数が５回以上６回以下のものを「Ｃ」、紙詰まりの発生回数が７回以上１０回以下のものを「Ｄ」、紙詰まりの発生回数が１１回以上のものを「Ｅ」とした。

比較例１は、紙送りロールと分離ロールのロール間摩擦係数が１．０未満であり、３０万枚通紙の耐久試験において、紙詰まりが多かった。比較例２は、紙送りロールと分離ロールのロール間摩擦係数が３．０超であり、紙送りロールと分離ロールの噛み込みが強く、３０万枚通紙の耐久試験において、紙詰まりが多かった。比較例３は、紙送りロールと分離ロールのロール間硬度差が５度未満で小さく、３０万枚通紙の耐久試験において、紙詰まりが多かった。比較例４、５は、紙送りロールと分離ロールの表面粗さＲｚが２０μｍ未満で小さく、３０万枚通紙の耐久試験において、紙詰まりが多かった。

実施例および比較例によれば、紙送りロールおよび分離ロールが、それぞれ表面がポリウレタンを含む弾性体で構成され、それぞれ表面粗さＲｚが２０μｍ以上であり、表面のＪＩＳ−Ａ硬度の差が５度以上であり、紙送りロールと分離ロールの間の摩擦係数が１．０以上３．０以下であると、３０万枚通紙の耐久試験において紙詰まりが抑えられ、長期使用後の紙詰まりが抑えられることがわかる。

以上、本発明の実施形態・実施例について説明したが、本発明は上記実施形態・実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。

１０ 給紙装置
１２ 紙送りロール
１２ａ 軸体
１２ｂ 弾性体層
１２ｃ 凸部
１４ 分離ロール
１４ａ 軸体
１４ｂ 弾性体層
１４ｃ 凸部
１６ 給紙カセット
１８ 引込ロール
１８ａ 軸体
１８ｂ 弾性体層
Ｐ 用紙

Claims (6)

1. 回転駆動され、用紙を搬送する紙送りロールと、
   前記紙送りロールに圧接されるとともにトルクリミッターが内蔵され、用紙の重送を抑える分離ロールと、を備え、
   前記紙送りロールおよび前記分離ロールは、それぞれ表面がポリウレタンを含む弾性体で構成され、それぞれ表面粗さＲｚが２０μｍ以上であり、表面のＪＩＳ−Ａ硬度の差が５度以上であり、
   前記紙送りロールと前記分離ロールの間の摩擦係数が１．０以上３．０以下であることを特徴とする給紙装置。
2. 前記紙送りロールおよび前記分離ロールは、それぞれ表面に高さ２０〜３００μｍの凸部を有することを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
3. 前記分離ロールは、前記紙送りロールよりも表面粗さＲｚが大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の給紙装置。
4. 前記分離ロールは、前記紙送りロールよりも表面の摩擦係数が小さいことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の給紙装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の紙送りロール。
6. 請求項１から４のいずれか１項に記載の分離ロール。

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