JP3932255B2

JP3932255B2 - 給紙搬送用ロール及びその製造方法

Info

Publication number: JP3932255B2
Application number: JP2001364471A
Authority: JP
Inventors: 滋筒井; 剛弥延; 達也小島
Original assignee: 北辰工業株式会社
Priority date: 2001-11-29
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2021-11-29
Also published as: JP2003165635A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、各種プリンター等の各種ＯＡ機器等の各種給紙または搬送ロールに用いられる給紙搬送用ロール及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各種ＯＡ機器の給紙・搬送用のロールは、搬送力が大きく、耐摩耗性に優れることが求められている。このような理由から、従来よりＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエンゴム）あるいは塩素化ポリエチレンゴム、シリコーンゴム、ポリウレタンゴムなどの機械的強度に優れ、高い摩擦係数を有する材料がロールの素材として用いられている。
【０００３】
このような給紙搬送用ロールでは、長期使用による紙粉等の影響で摩擦係数の変化の割合が大きく耐久性に欠けるという問題があり、また、給紙時の紙等との摩擦による振動により、いわゆる「鳴き」現象が生じるという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、可塑剤等を添加して低硬度化を図ることにより、鳴きを防止するということが提案されているが、このような低硬度化による手法では、圧縮永久ひずみが低下し、給紙能力の低下、及び耐摩耗性が低下して耐久性が低下するという問題が生じる。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑み、低硬度化により鳴きを防止すると共に耐久性に優れ、且つ紙粉の影響を受けず安定した摩擦係数を維持することができる給紙搬送用ロール及びその製造方法を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する本発明の第１の態様は、紙葉類の給紙または搬送に用いられる給紙搬送用ロールであって、芯金側に設けられると共にゴム硬度がＡｓｋｅｒＣで０°〜３０°の発泡ゴム状弾性層と、この発泡ゴム状弾性層上に設けられると共にゴム硬度がＡｓｋｅｒＣで３０°〜６５°のゴム状弾性層とを有し、ロール全体のゴム硬度がＡｓｋｅｒＣで１°〜３０°であり、表面粗さＲ_zが９０μｍ〜１４０μｍの研磨面からなるロール表面を具備することを特徴とする給紙搬送用ロールにある。
【０００７】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記芯金と前記発泡ゴム状弾性層との間には、薄肉のゴム状弾性層を具備することを特徴とする給紙搬送用ロールにある。
【０００８】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記発泡ゴム状弾性層の平均セル径が、１５０μｍ以上であることを特徴とする給紙搬送用ロールにある。
【０００９】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記ロール表面の初期摩擦係数が１．５〜２．５であり、３０万枚通紙後の摩擦係数が１．１以上であることを特徴とする給紙搬送用ロールにある。
【００１０】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、前記発泡ゴム状弾性層及び前記ゴム状弾性層が導電性を具備することを特徴とする給紙搬送用ロールにある。
【００１１】
本発明の第６の態様は、紙葉類の給紙または搬送に用いられる給紙搬送用ロールの製造方法において、ゴム硬度がＡｓｋｅｒＣで３０°〜６５°のゴム状弾性層からなる弾性チューブを成形する工程と、この弾性チューブの中心に芯金を配置して当該芯金と前記弾性チューブとの間に共にゴム硬度がＡｓｋｅｒＣで０°〜３０°の発泡ゴム状弾性層を形成する工程とを具備し、ロール全体のゴム硬度がＡｓｋｅｒＣで１°〜３０°であり、表面粗さＲ_zが９０μｍ〜１４０μｍの研磨面からなるロール表面を具備する給紙搬送用ロールを得ることを特徴とする給紙搬送用ロールの製造方法にある。
【００１２】
本発明の第７の態様は、第６の態様において、前記弾性チューブの成形では当該弾性チューブを半加硫状態とし、前記発泡ゴム状弾性層の発泡の際に完全加硫を行って当該発泡ゴム層と前記弾性チューブとの間を加硫接着することを特徴とする給紙搬送用ロールの製造方法にある。
【００１３】
本発明の第８の態様は、第６又は７の態様において、前記芯金の表面に予め薄肉のゴム状弾性層を設けておくことを特徴とする給紙搬送用ロールの製造方法にある。
【００１４】
本発明の第９の態様は、第８の態様において、前記薄肉のゴム層は、溶剤に溶解したゴム溶液を塗布することにより形成することを特徴とする給紙搬送用ロールの製造方法にある。
【００１５】
本発明の第１０の態様は、第６〜９の何れかの態様において、前記発泡ゴム状弾性層を平均セル径が１５０μｍ以上となるように発泡させることを特徴とする給紙搬送用ロールの製造方法にある。
【００１６】
ここで、本発明の給紙搬送用ロールの発泡ゴム状弾性層は、ゴム硬度がＡｓｋｅｒＣで０°〜３０°であれば、従来から公知の、各種発泡ゴムおよび発泡熱可塑性エラストマから選択される材質で製造することができる。具体的には、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、ＳＢＲ、ＮＲ、ポリウレタンゴム等のゴム材質、ポリエチレン系又はポリスチレン系エラストマ等の熱可塑性エラストマ材質を用いることができる。
【００１７】
また、かかる発泡ゴム状弾性層は、連続気泡でも独立気泡でもよいが、振動吸収性能の観点から平均セル径が１５０μｍ以上、好ましくは２５０μｍ以上のものを用いるのがよい。
【００１８】
一方、外側のゴム状弾性層は、従来から公知の、特に給紙搬送用ロールに用いられている各種ゴム材質および熱可塑性エラストマから選択される材質で製造することができる。具体的には、ＥＰＤＭ、塩素化ポリエチレンゴム、シリコーンゴム、ポリウレタンゴム等を用いるのが好ましい。
【００１９】
外側のゴム状弾性層は、ゴム硬度がＡｓｋｅｒＣで３０°〜６５°であり、表面粗さＲ_zが９０μｍ〜１４０μｍ、好ましくは、１００〜１１０μｍの研磨面からなるロール表面を具備するものである。
【００２０】
本発明の給紙搬送用ロールは、上述した発泡ゴム状弾性層と、その外側のゴム状弾性層とを併せた全体のゴム硬度がＡｓｋｅｒＣで１°〜３０°となる。このような二層構造で且つゴム硬度がＡｓｋｅｒＣで１°〜３０°と低硬度とすることにより、一定の押圧加重における変形量（ニップ量）を大きくとって給紙搬送特性を維持すると共に、耐久性を低下させることなく、高い振動吸収性能を得ることができ、鳴きを効果的に防止することができる。また、ロール表面を表面粗さＲ_zが９０μｍ〜１４０μｍの研磨面とすることにより、低硬度であっても所定の初期摩擦係数が得られ、これにより所定の給紙搬送特性を維持することができ、且つ表面に付着した紙粉等が研磨面の凹部（溝部）内に入り込むことによる、従来問題となっていた紙粉による摩擦係数の低下を抑えることができる。なお、表面粗さＲ_Zが上記範囲を外れると、紙粉による摩擦係数の低下を抑え且つ安定した摩擦係数が維持できるという効果が得られ難くなる。
【００２１】
本発明の給紙搬送用ロール表面に所望の表面粗さＲ_Zの値を有する研磨加工を施すには、研磨に使用する砥石、研磨スピードを適宜選択すればよい。表面粗さＲ_Zが９０〜１４０μｍの範囲とするには、例えば、研磨スピードを１５００ｒ．ｐ．ｍ．程度に設定して研磨すればよい。
【００２２】
また、本発明の給紙搬送用ロールの初期摩擦係数は１．５〜２．５を確保できるようにゴム材質のゴム硬度、反発弾性等を設計する。これにより所定の給紙搬送特性が得られ、且つ表面粗さが上述したとおりであるので、３０万枚通紙後の摩擦係数が１．１以上というレベルを確保できる。
【００２３】
本発明の給紙搬送用ロールは、再生紙等の酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、シリカ成分を含有する紙の給紙搬送に用いることもできる。なお、再生紙でない紙葉類を使用した場合においても本発明の給紙搬送用ロールが従来のロールと同様、あるいはそれ以上の効果を奏することはいうまでもない。
【００２４】
本発明の給紙搬送用ロールは、上述した発泡ゴム状弾性層を芯金上に直接設けてもよいが、当該発泡ゴム状弾性層と芯金との間のスリップを防止するために、芯金上に薄肉のゴム状弾性層を設けてもよい。
【００２５】
本発明の給紙搬送用ロールは、発泡ゴム状弾性層を芯金上、又は芯金に設けた薄肉のゴム状弾性層上に、発泡ゴム状弾性層を設けた後、その外側にゴム状弾性層を設けてもよいし、外側のゴム状弾性層を予め成形した後、芯金又は芯金上に設けた薄肉のゴム層と、ゴム状弾性層との間に発泡ゴム状弾性層を設けるようにしてもよい。
【００２６】
何れにしても、各層の間は、必要に応じて接着剤を介して最後のゴム材料を加硫する際に加硫接着により接合するのが好ましく、必要に応じて、予め成形する層を半加硫した状態で次の層を成形し、この層の加硫時に加硫接着するようにするのが好ましい。なお、半加硫とは、全加硫の５０〜９０％程度の加硫をいう。
【００２７】
ここで、各層を芯金を中心に同芯状に設けるためには、ゴム状弾性層のチューブを内径を規定した状態で予め成形したのち、このチューブを芯金の外側に配置して間に発泡ゴム状弾性体の原料を充填し、これを発泡させる製造方法とするのが好ましい。
【００２８】
また、各層の材質は、各層が接合し易い材質を選択するのが好ましく、同種の又は互いに相溶し易い材質を選択するのが好ましい。なお、芯金上に薄肉のゴム状弾性層を設ける場合には、ゴム材質を溶剤に溶解した溶液を塗布することにより形成するのが好ましい。
【００２９】
なお、各層に導電性を付与してもよく、このようにすることにより、給紙搬送時の静電気の発生を防止することできる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、これらの実施例は本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【００３１】
図１には一実施形態に係る給紙搬送用ロールの横断面を示す。図１（ａ）に示すように、給紙搬送用ロール１０は、芯金１１上に、発泡ゴム状弾性層１２、ゴム状弾性層１３を順次具備するものである。
【００３２】
発泡ゴム状弾性層１２は、ゴム硬度がＡｓｋｅｒＣで０〜３０°の厚さ１ｍｍ〜６ｍｍの発泡体からなり、ゴム状弾性層１３はゴム硬度がＡｓｋｅｒＣで３０°〜６５°で厚さが０．３ｍｍ〜３ｍｍ程度のソリッドタイプのゴム材質からなる。
【００３３】
なお、図１（ｂ）に示すように、芯金１１と発泡ゴム状弾性層１２との間に、薄肉のゴム状弾性層１４を具備してもよい。
【００３４】
このような給紙搬送用ロール１０の製造例を図２を参照しながら説明する。
【００３５】
まず、図２（ａ）に示すように、ゴム状弾性層１３となるチューブ部材１３Ａを予め押し出し成形し、所定の径の径出し芯金１５に被覆し、加熱処理により半加硫し、このチューブ部材１３Ａを脱型する。
【００３６】
次いで、図２（ｂ）に示すように、円筒状の第１の金型２１に底面を塞ぐ第２の金型２２をセットし、内方にチューブ部材１３Ａ及び周囲に発泡前ゴム状弾性層１２Ａを巻いた芯金１１をセットした状態で、上端部を第３の金型２３で塞ぐ。この状態で加熱処理することにより、発泡前ゴム状弾性層１２Ａを発泡させると共にチューブ部材１３Ａを完全に加硫し、両者を一体成形する。
【００３７】
その後、チューブ部材１３Ａの外周面を研磨して表面粗さ、外径及び芯ぶれを調整し、給紙搬送用ロール１０とした。
【００３８】
（実施例１〜５）
下記表１に示すように、発泡ゴム状弾性層である内層の硬度及びチューブ部材からなる外層の硬度を変化させて、実施例１〜５の給紙搬送用ロールを製造した。なお、内層の平均セル径（１００ヶのセルについて測定した平均値）及び全体のゴム硬度を併せて表１に示した。
【００３９】
（実施例６）
芯金と内層の発泡ゴム状弾性層との間に、薄肉のゴム状弾性層を設けた以外は実施例２と同様に給紙搬送用ロールを製造した。なお、外層のゴム材料を溶剤に熔解した溶液を塗布することにより、約０．２ｍｍのゴム状弾性層を形成した。
【００４０】
（比較例１〜１０）
下記表１に示すように、発泡ゴム状弾性層である内層の硬度及びチューブ部材からなる外層の硬度を変化させて、比較例１〜１０の給紙搬送用ロールを製造した。なお、内層の平均セル径（１００ヶのセルについて測定した平均値）及び全体のゴム硬度を併せて表１に示した。
【００４１】
（試験例１）
実施例１〜６及び比較例１〜１０の給紙搬送用ロールを用いて１５万枚（１５０Ｋ）の連続給紙を行い、１５０Ｋ通紙が安定して行えたものを◎及び○（◎は給紙の滑りが全くなかったもの、○は給紙の滑りが５枚以下であったものとした）、１００Ｋ以上の通紙が行えたものを△、１００Ｋまでの通紙が行えなかったものを×と評価した。また、鳴き現象については、全く生じなかったものを○、鳴きが一回でも生じたものを×とした。
【００４２】
【表１】

【００４３】
表１に示す結果より、全体の硬度がアスカーＣで３０°以下のものについては給紙及び鳴きについて問題がなく、３０°を越えると、鳴きが発生することがわかった。
【００４４】
（試験例２）
実施例１の給紙搬送用ロールについて、外層を加硫条件を変化させて製造し、外層の形状維持性を◎、○、△、×で評価すると共に、内層を発泡させた後の内層と外層との接着力を測定した。この結果を表２に示す。なお、各加硫条件における加硫曲線から求めた加硫の進行度を平衡トルク及び加硫割合で示した。
【００４５】
【表２】

【００４６】
表２に示す結果より、加硫割合は９０％程度以下に下げれば、接着力向上の効果が顕著であるが、５０％以上でないと外層の形状維持性で問題が生じることがわかった。なお、加硫を完全に行ったものでも接着力が十分であることもわかった。
【００４７】
（試験例３）
実施例２および６の給紙搬送用ロールについて、芯金と内層との間の滑りトルクを、測定トルク／芯金表面積（ｋｇ／ｃｍ^２）で表した結果を表３に示す。また、上述したものと同様に給紙能力および鳴き現象を併せて測定し、結果を表３に示した。
【００４８】
【表３】

【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、低硬度化により鳴きを防止すると共に耐久性に優れ、且つ紙粉の影響を受けず安定した摩擦係数を維持することができる給紙搬送用ロール及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る給紙搬送用ロールの概略断面図である。
【図２】本発明の給紙搬送用ロールの製造工程を示す概略図である。
【符号の説明】
１０給紙搬送用ロール
１１芯金
１２発泡ゴム状弾性層
１３ゴム状弾性層
１４ゴム状弾性層

Claims

紙葉類の給紙または搬送に用いられる給紙搬送用ロールであって、芯金側に設けられると共にゴム硬度がＡｓｋｅｒＣで０°〜３０°の発泡ゴム状弾性層と、この発泡ゴム状弾性層上に設けられると共にゴム硬度がＡｓｋｅｒＣで３０°〜６５°のゴム状弾性層とを有し、ロール全体のゴム硬度がＡｓｋｅｒＣで１°〜３０°であり、表面粗さＲ_zが９０μｍ〜１４０μｍの研磨面からなるロール表面を具備することを特徴とする給紙搬送用ロール。
請求項１において、前記芯金と前記発泡ゴム状弾性層との間には、薄肉のゴム状弾性層を具備することを特徴とする給紙搬送用ロール。
請求項１又は２において、前記発泡ゴム状弾性層の平均セル径が、１５０μｍ以上であることを特徴とする給紙搬送用ロール。
請求項１〜３の何れかにおいて、前記ロール表面の初期摩擦係数が１．５〜２．５であり、３０万枚通紙後の摩擦係数が１．１以上であることを特徴とする給紙搬送用ロール。
請求項１〜４の何れかにおいて、前記発泡ゴム状弾性層及び前記ゴム状弾性層が導電性を具備することを特徴とする給紙搬送用ロール。
紙葉類の給紙または搬送に用いられる給紙搬送用ロールの製造方法において、ゴム硬度がＡｓｋｅｒＣで３０°〜６５°のゴム状弾性層からなる弾性チューブを成形する工程と、この弾性チューブの中心に芯金を配置して当該芯金と前記弾性チューブとの間に共にゴム硬度がＡｓｋｅｒＣで０°〜３０°の発泡ゴム状弾性層を形成する工程とを具備し、ロール全体のゴム硬度がＡｓｋｅｒＣで１°〜３０°であり、表面粗さＲ_zが９０μｍ〜１４０μｍの研磨面からなるロール表面を具備する給紙搬送用ロールを得ることを特徴とする給紙搬送用ロールの製造方法。
請求項６において、前記弾性チューブの成形では当該弾性チューブを半加硫状態とし、前記発泡ゴム状弾性層の発泡の際に完全加硫を行って当該発泡ゴム層と前記弾性チューブとの間を加硫接着することを特徴とする給紙搬送用ロールの製造方法。
請求項６又は７において、前記芯金の表面に予め薄肉のゴム状弾性層を設けておくことを特徴とする給紙搬送用ロールの製造方法。
請求項８において、前記薄肉のゴム層は、溶剤に溶解したゴム溶液を塗布することにより形成することを特徴とする給紙搬送用ロールの製造方法。
請求項６〜９の何れかにおいて、前記発泡ゴム状弾性層を平均セル径が１５０μｍ以上となるように発泡させることを特徴とする給紙搬送用ロールの製造方法。