JP3969572B2 - 紙葉類の重送防止ゴム部材 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙葉類の重送防止ゴム部材に関し、詳しくは、複写機、プリンター、ファクシミリ等の給紙機構に用いられる、分離シート、分離パッド等の紙葉類の重送防止ゴム部材の配合を調整し、その摩擦係数と耐磨耗性を改良するものである。
【０００２】
【従来の技術】
給紙機構では、ＰＰＣ用紙、ＯＨＰ用フィルム等の紙葉類が多数枚トレイに蓄えられ、この紙葉類が給紙ローラによって画像形成機構に送られる。この給紙ローラと紙葉類との摩擦係数は、ある程度大きめである必要がある。具体的には、紙葉類と給紙ローラとの摩擦係数が、紙葉類同士の摩擦係数よりも大きくなければならない。これによって、紙葉類が一枚ずつ確実に分離されて画像形成機構に送られ、いわゆる重送が防止される。
【０００３】
この給紙機構において、如何に紙葉類と給紙ローラとの摩擦係数が大きくても、トレイ内の紙葉類の残り枚数が少なく（例えば数枚程度と）なると、残りの紙葉類すべてが一度に送られて重送が発生してしまうことがある。これは、トレイと紙葉類との摩擦係数が紙葉類同士の摩擦係数よりも小さいため、紙葉類が一枚ずつ確実に分離されないことに起因する。紙葉類の残り枚数が少なくなった場合の重送を防止するには、トレイと紙葉類との摩擦係数がある程度大きめである必要がある。
【０００４】
ところが、トレイと紙葉類との摩擦係数が大きすぎて、給紙ローラと紙葉類との摩擦係数よりも大きくなると、トレイ内の最後の紙葉類が送られなくなっていわゆる紙残りが発生してしまう。紙残りを防止するには、トレイと紙葉類との摩擦係数が給紙ローラと紙葉類との摩擦係数よりも小さいことが必要である。即ち、この種の給紙機構において、重送防止と紙残り防止とを両立させるには、給紙ローラと紙葉類との摩擦係数μ１、トレイと紙葉類との摩擦係数μ２及び紙葉類同士の摩擦係数μ３との間には、μ１＞μ２＞μ３なる関係が成立していることが要求される。
【０００５】
例えば、紙葉類がＰＰＣ用紙である場合、μ１は１．５〜２．５程度であり、μ３は０．３〜０．３５程度である。従って、μ２は０．５〜１．２程度とされる必要がある。ところが、トレイの本体は通常合成樹脂製であり、この合成樹脂の表面は摩擦係数が小さいので、トレイ本体のみではμ２を適切な範囲内とすることは困難である。
【０００６】
よって、適切な摩擦係数を得るために、トレイ本体の給紙ローラと対向する位置に、分離シートや分離パッド、分離ローラ等の紙葉類の重送防止部材が設けられることがある。この種の重送防止部材は、ゴム組成物を用いて成形されるのが一般的であり、紙葉類の分離性能が安定し、さらに耐オゾン性や耐磨耗性等の耐久性に優れていることが要求されている。
【０００７】
例えば、特開平８−１５１４８９号では、耐久性に優れたゴム組成物として、エチレン−プロピレン−ジエン三次元共重合体９５〜５重量部とアクリルゴム５〜９５重量部とからなるゴム組成物１００重量部に対してブタジエンゴムを１〜３０重量部含むゴム組成物が提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平８−１５１４８９号のゴム組成物は、低硬度であるために、上記のように紙葉類の重送防止ゴム部材として良好な摩擦係数を得ることができないという問題がある。
【０００９】
このように、摩擦係数が高くても構わない給紙ローラと異なり、分離シート等の重送防止ゴム部材は、摩擦係数がある一定の範囲内であることが要求されるため、その配合が非常に重要である。通常、摩擦係数をコントロールするために、硬度が高くなるように調整されるが、硬度を高くしようとすると充填剤等の配合量が多くなり、耐磨耗性が悪くなるという問題がある。
【００１０】
本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、摩擦係数を一定の範囲に保持しながら、耐磨耗性にも優れた紙葉類の重送防止ゴム部材を提供することを課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、ＥＰＤＭゴムを主成分とするゴム成分と、酸化ケイ素及びシランカップリング剤と、該酸化ケイ素及びシランカップリング剤以外の充填剤が含有されてなるゴム組成物を用いて成形されてなる紙葉類の重送防止ゴム部材であって、
上記ゴム組成物は、上記ゴム成分１００重量部に対して酸化ケイ素が１０重量部〜３０重量部含まれると共に、上記酸化ケイ素に対して上記シランカップリング剤が１０重量％〜３０重量％含まれ、かつ、
上記酸化ケイ素及びシランカップリング剤以外の充填剤として炭酸カルシウムと酸化チタンとを含んでおり、該充填剤は上記ゴム成分１００重量部に対して１５重量部〜２５重量部含まれていることを特徴とする紙葉類の重送防止ゴム部材を提供している。
【００１２】
本発明者は、鋭意研究の結果、ＥＰＤＭゴムを主成分とするゴム組成物において、シランカップリング剤を酸化ケイ素と共に規定量配合することにより、配合する充填剤（炭酸カルシウム及び酸化チタン等架橋に関わらない配合薬品）の量を少なくして硬度を高くすることができる上に、耐磨耗性をも向上できることを見出した。よって、分離シート、分離パッド等の紙葉類の重送防止ゴム部材として適切な摩擦係数を有しつつ、耐磨耗性を向上させることができる。
【００１３】
上記ゴム成分１００重量部に対して酸化ケイ素を１０重量部〜３０重量部としているのは、酸化ケイ素が１０重量部より少ないと摩擦係数が高くなりすぎ重送防止ゴム部材として良好な性能を示さないためである。一方、酸化ケイ素が３０重量部より多いと摩擦係数が低くなりすぎ重送防止ゴム部材として良好な性能を示さない上に加工性も悪くなるためである。なお、好ましくは１５重量部〜３０重量部である。
【００１４】
シランカップリング剤は、２種類の反応性の異なる官能基を有しており、その反応基により無機質と有機質を化学的に結合させることができる。このため、シランカップリング剤が、酸化ケイ素と反応すると共に、ゴムの炭素とも結合することにより、紙葉類の重送防止部材の補強性を増大させることができる。シランカップリング剤は、酸化ケイ素以外の充填剤（アルミナ、酸化チタン等）とも反応するが、酸化ケイ素はシランカップリング剤と同じケイ素（Ｓｉ）を有するので特にシランカップリング剤と結合性が良く、両者を組み合わせて用いることにより、効率良く補強性を高めることができる。酸化ケイ素を配合するには、具体的にはシリカ（二酸化ケイ素）等として配合するのが好ましく、二酸化ケイ素を多く含む充填剤としてはカオリン、タルク等が挙げられる。
【００１５】
上記酸化ケイ素に対して上記シランカップリング剤が１０重量％〜３０重量％としているのは、シランカップリング剤が１０重量％より少ないと磨耗量が多くなるためである。一方、シランカップリング剤が３０重量％より多いとゴム硬度が高くなり、摩擦係数が低くなるためである。
【００１６】
上記ＥＰＤＭゴム（エチレン−プロピレン−ジエンゴム）はその配合量により摩擦係数の調節が容易とされる。またＥＰＤＭは主鎖が飽和炭化水素からなり、主鎖に二重結合を含まないため、高濃度オゾン雰囲気、光線照射等の環境下に長時間曝されても、分子主鎖切断が起こりにくい。従って、紙葉類の重送防止ゴム部材の耐オゾン性をも高めることができる。
【００１７】
高摩擦係数や耐オゾン性が高い点より、ゴム成分としては、ＥＰＤＭのみを使用することが最も好ましく、ＥＰＤＭと他のゴムとをブレンドする場合、全ゴムに占めるＥＰＤＭの比率は、５０重量％以上、さらに、８０重量％以上が好ましい。
【００１８】
さらに、上記ゴム成分１００重量部に対して、上記酸化ケイ素及びシランカップリング剤以外の充填剤は１５重量部〜２５重量部含まれるとしている。これは、１５重量部より少ないと硬度を高くしにくく、必要な摩擦係数が得にくくなるためである。一方、２５重量部より多いと耐磨耗性が悪くなりやすいためである。
上記酸化ケイ素以外の充填剤としては、炭酸カルシウム、酸化チタンを含有しており、さらにカーボンを含有するのが好ましい。その他、クレー、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、金属酸化物、マイカ、グラファイト、水酸化アルミニウム等の無機充填剤、その他金属粉、セラミック粉、ガラス粉、木粉等の架橋に関わらない配合薬品を１種又は複数種用いることができる。
【００１９】
上記紙葉類の重送防止ゴム部材の硬度はＪＩＳ Ａ硬度が７０度〜９０度の範囲であるのが良い。これにより、重送防止ゴム部材として良好な摩擦係数を得ることができ、紙葉類の分離性能を安定させることができる。
【００２０】
上記ゴム組成物にはＥＰＤＭ以外のゴム成分として、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム等のジエン系ゴム、ブチルゴム、ＢＲ，イソプレンゴム、ＳＢＲ、クロロプロピレンゴム（ＣＲ）、ＮＲ、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、アクリルゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）から選択される１種または２種以上を混合使用しても良い。
【００２１】
シランカップリング剤としては、下式で表されるものが挙げられる。なお、下式中、Ｘは有機反応基でアミノ基、エポキシ基、メルカプト基、メタクリル基、ビニル基等が挙げられる。Ｙは無機反応基であり、一般式（−ＯＲ）からなる反応基で、Ｒは同一または異なる炭素数１〜３の飽和アルキル基である。なお、ｎは１〜３の整数である。

【００２２】
また、具体的に、シランカップリング剤としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニル−トリ（２−メトキシエトキシ）シラン、ビニルトリクロルシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフェン等が挙げられる。
【００２３】
加硫剤としては、粉末硫黄が好ましい。また、硫黄、有機含硫黄化合物の他、過酸化物なども使用可能である。有機含硫黄化合物としては、例えば、テトラメチルチウラムジスルフィド、Ｎ，Ｎ−ジチオビスモルホリンなどが挙げられる。過酸化物としてはベンゾイルペルオキシド等を挙げることができる。
加硫剤の添加量は、ゴム成分１００重量部に対して、０．５重量部以上３重量部以下、好ましくは１重量部以上２重量部以下がよい。
【００２４】
また、加硫促進剤を配合してもよく、消石灰、マグネシア（ＭｇＯ）、リサージ（ＰｂＯ）等の無機促進剤や以下に記す有機促進剤を用いることができる。
有機促進剤としては、２−メルカプト・ベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジスルフィド、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェン等のチアゾール系、ｎ−ブチルアミン、ｔｅｒｔ−ブチルアミン、プロピルアミン等の脂肪族第１アミンと２−メルカプト・ベンゾチアゾールとの酸化縮合物、ジシクロヘキシルアミン、ピロリジン、ピペリジン等の脂肪族第２アミンと２−メルカプト・ベンゾチアゾールとの酸化縮合物、脂環式第１アミンと２−メルカプト・ベンゾチアゾールとの酸化縮合物、モリフォリン系化合物と２−メルカプト・ベンゾチアゾールとの酸化縮合物等のスルフェンアミド系、テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等のチウラム系、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカルバミン酸テルル等のジチオカルバミン酸塩系、トリメチルチオ尿素、Ｎ，Ｎ’−ジエチルチオ尿素等のチオウレア系、ジ−オルト−トリルグアニジン、１，３−ジフェニルグアニジン、１−オルト−トリルビグアニド、ジカテコールボレートのジ−オルト−トリルグアニジン塩等のグアニジン系を適宜組み合わせていることができる。
加硫促進剤の添加量は、ゴム成分１００重量部に対して、０．５重量部以上５重量部以下、好ましくは２重量部以上４重量部以下がよい。
【００２５】
また、加硫促進助剤を配合しても良く、例えば亜鉛華等の金属酸化物、ステアリン酸、オレイン酸、綿実脂肪酸等の脂肪酸、その他従来公知の加硫促進助剤が挙げられる。
【００２６】
また、ゴム組成物中に、必要に応じて、可塑剤やオイル等の軟化剤、老化防止剤、ワックス等を配合しても良い。
【００２７】
本発明の紙葉類の重送防止ゴム部材の作成方法としては、公知の方法が採用でき、例えば、以下の方法により作成できる。
ゴム組成物を２軸押出機、オープンロール、バンバリーミキサー、ニーダー等のゴム混練装置に投入し、混練りし、８０〜９０℃に加熱しながら、５〜６分程度混練りし、この混合物を金型内にセットして１６５〜１７５℃にてプレス加硫を行い、ゴムシートを作製する。このシートを所望の厚さにスライスした後、さらに所望の大きさの長方形に裁断し、紙葉類の重送防止ゴム部材としている。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の紙葉類の重送防止ゴム部材としての分離シートが用いられた給紙機構が示された模式的断面図である。
【００２９】
この給紙機構は、給紙ローラ２とトレイ４とを備えている。トレイ４は、その上面の給紙ローラ２寄りに分離シート６を備えている。トレイ４の上面には、多数枚の紙葉類８が重ねられて蓄えられている。トレイ４の給紙ローラ２寄りは、その下面に当接するバネ（図示されず）によって上方に押し上げられ、給紙ローラ２に向かって押し付けられている。
【００３０】
分離シート６と給紙ローラ２との間には、紙葉類８の先端部分１０が挟まれており、給紙ローラ２が図中の矢印Ｒで示される方向に回転することによって、紙葉類８が１枚ずつ画像形成機構に向けて送り出される構成としている。
【００３１】
紙葉類の重送防止ゴム部材である分離シート６は下記のゴム組成物を用いて成形されている。
ゴム成分としてＥＰＤＭゴムを単独で用い、ゴム成分１００重量部に対して酸化ケイ素を１５重量部配合すると共に、酸化ケイ素に対してシランカップリング剤を１０重量％配合している。また、酸化ケイ素以外の充填剤として、炭酸カルシウムを１５重量部、酸化チタンを２重量部、カーボン１重量部配合している。その他、硫黄、加硫促進剤、酸化亜鉛、ステアリン酸を配合している。
【００３２】
上記配合のゴム組成物を混練した後、金型内にセットして１６５〜１７５℃にてプレス加硫を行い、ゴムシートを作製する。このシートを所望の厚さにスライスした後、さらに所望の大きさの長方形に裁断し、紙葉類の重送防止ゴム部材である分離シート６としている。
【００３３】
このように、ＥＰＤＭゴムに対して、シランカップリング剤及び酸化ケイ素を規定量配合したゴム組成物を用いて分離シート６を成形している。このため、配合する充填剤の量を少なくしながら硬度を高くすることができる。その結果、摩擦係数を一定の範囲に調整することができると共に、耐磨耗性をも向上することができる。
【００３４】
図２は、本発明の紙葉類の重送防止ゴム部材としての分離パッドが用いられた給紙機構が示された模式的断面図である。
この給紙機構では、トレイ１２と給紙ローラ２とが離間しており、給紙ローラ２と対向する位置には、基板１４に固定された分離パッド１６が設けられている。給紙ローラ２が図中の矢印Ｒで示される方向に回転することにより、トレイ１２の上の紙葉類８が１枚ずつ画像形成機構に向けて送り出される構成としている。
【００３５】
また、分離パッド１６に代えて、分離ローラが設けられた給紙機構も存在し、分離パッドと分離シートとの両方を備えた給紙機構も存在する。
上記のような分離シート、分離パッド、分離ローラ等のいずれの場合でも、本発明の紙葉類の重送防止ゴム部材とすることができる。
【００３６】
また、分離シート、分離パッド、分離ローラ等の紙葉類の重送防止ゴム部材は、表面が研磨されることによって表面粗度を高め、その摩擦係数を調整しても良い。
【００３７】
以下、本発明の紙葉類の重送防止ゴム部材の実施例、参考実施例及び比較例について詳述する。
下記表１に示すように、実施例、参考実施例および比較例について、表に記載の配合からなる混練物を作成し、該混練物を１７０℃２０分の条件でプレス加硫して５０ｍｍ×２００ｍｍ×２ｍｍのシート状に成形し、このシートを１．２ｍｍにスライスした後、幅１０ｍｍ長さ６０ｍｍの長方形に裁断し、紙葉類の重送防止ゴム部材を製造した。
【００３８】
【表１】

【００３９】
表中の各配合の数値単位は重量部であり、使用した材料は下記の通りである。
ＥＰＤＭゴム：住友化学製「エスプレン５８６」
シランカップリング剤：デグサジャパン「Ｓｉ６９」
酸化ケイ素：日本シリカ製「ニプシール ＶＮ３」
炭酸カルシウム：備北粉化製「ＢＦ３００」
酸化チタン：チタン工業製「クロノス酸化チタン ＫＲ３８０」
カーボン：東海カーボン製「シーストＳＯ」
ステアリン酸：日本油脂製「つばき」
粉末硫黄：鶴見化学製「粉末硫黄」
加硫促進剤ＤＭ：ジベンゾチアジルジスルフィド、大内新興化学「ノクセラーＤＭ」
加硫促進剤ＴＥＴ：テトラエチルチウラムジスルフィド、大内新興化学「ノクセラーＴＥＴ」
【００４０】
（実施例１乃至実施例４、参考実施例１）
表１に示すように、ＥＰＤＭゴムと、ＥＰＤＭゴム成分１００重量部に対して酸化ケイ素が１０重量部〜３０重量部含まれると共に、上記酸化ケイ素に対して上記シランカップリング剤が参考実施例１では５重量％、実施例１〜実施例４では１０〜３０重量％含まれるゴム組成物を用いて紙葉類の重送防止ゴム部材を成形した。
【００４１】
（比較例１乃至比較例３）
比較例１は酸化ケイ素の配合量を規定量より少なくした。比較例２は酸化ケイ素の配合量を規定量より多くした。比較例３は酸化ケイ素の配合量を規定量より多くし、かつシランカップリング剤を配合しなかった。
【００４２】
上記実施例、参考実施例及び比較例の紙葉類の重送防止ゴム部材について、後述する方法により、初期摩擦係数、耐久性（磨耗量）、通紙状況の評価を行った。また、加工性についても良好なものを「○」、加工性があまり良くなかったものを「△」とした。評価結果を表１の下欄に示す。
【００４３】
［初期摩擦係数の測定］
ヘイドン１４型の摩擦係数測定機（新東科学社の商品名「トライボギア ＴＹＰＥ：ＨＥＩＤＯＮ−１４ＤＲ」）を用意し、測定紙としてキャノン社のプロパーボンド紙を用いて、初期摩擦係数を測定した。測定条件は、荷重が２００ｇｆで、速度が６００ｍｍ／ｍｉｎとした。
初期摩擦係数は０．６以上１．１以下を良好とした。
【００４４】
［通紙試験］
実施例、参考実施例及び比較例の紙葉類の重送防止ゴム部材を分離パッドとして装着したプリンター（キャノン社の商品名「ＬＢＰ４７０」）にて、通紙状況の観察を行った。通紙状況が良好なものを「○」、不送り並びに重送があったものを「△」、不送り並びに重送が多発したものを「×」とした。
また、観察は初期通紙１０００枚で行った。また、耐久試験は、上記プリンターを用い５万枚（５０Ｋ）通紙試験を行った。磨耗量は３５ｍｇ以下が最適とした。
【００４５】
［硬度の測定］
ＪＩＳ Ａ硬度（ＪＩＳ Ｋ６２５３スプリング式測定法）を測定した。
実施例１は７５°、参考実施例１は７０°、実施例２は７８°、実施例３は８２°、実施例４は８７°、比較例１は７２°、比較例２は９３°、比較例３は８６°であった。
【００４６】
表１に示すように、実施例１〜４、参考実施例１は、ＥＰＤＭに対して、規定量の酸化ケイ素とシランカップリング剤が配合されているため、初期摩擦係数が０．８〜１．１となり、いずれも重送防止ゴム部材として適切な値であり、通紙性能に優れていることが確認できた。また、耐磨耗性も１５ｍｇ〜３０ｍｇと少なく、耐磨耗性にも優れていた。さらには加工性にも優れていた。
【００４７】
一方、比較例１は磨耗量が６０ｍｇと多く不適であった。比較例２は摩擦係数が低く通紙性能が悪く、さらには加工性も良くなかった。比較例３は磨耗量が１００ｍｇと非常に多く耐磨耗性が悪く、加工性と通紙性能もあまり良くなかった。
【００４８】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、ＥＰＤＭゴムを主成分とするゴム成分に対して、シランカップリング剤及び酸化ケイ素を規定量配合したゴム組成物を用いて紙葉類の重送防止ゴム部材を成形している。このため、配合する充填剤の量を少なくしながら硬度を高くすることができる。その結果、摩擦係数を一定の範囲に調整することができると共に、耐磨耗性をも向上することができる。さらには、耐オゾン性にも優れ、耐久性を良好なものとすることができる。
【００４９】
よって、分離シート、分離パッド、分離ローラ等として、紙送りローラと対向させて配置すると、紙の分離性能を安定させることができる。従って、インクジェットプリンター、レーザプリンター、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置等の紙送り機構において、好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の紙葉類の重送防止ゴム部材としての分離シートが用いられた給紙機構が示された模式的断面図である。
【図２】 本発明の紙葉類の重送防止ゴム部材としての分離パッドが用いられた給紙機構が示された模式的断面図である。
【符号の説明】
２ 給紙ローラ
４、１２ トレイ
６ 分離シート
８ 紙葉類
１０ 先端部分
１４ 基板
１６ 分離パッド

Claims (3)

1. ＥＰＤＭゴムを主成分とするゴム成分と、酸化ケイ素及びシランカップリング剤と、該酸化ケイ素及びシランカップリング剤以外の充填剤が含有されてなるゴム組成物を用いて成形されてなる紙葉類の重送防止ゴム部材であって、
   上記ゴム組成物は、上記ゴム成分１００重量部に対して酸化ケイ素が１０重量部〜３０重量部含まれると共に、上記酸化ケイ素に対して上記シランカップリング剤が１０重量％〜３０重量％含まれ、かつ、
   上記酸化ケイ素及びシランカップリング剤以外の充填剤として炭酸カルシウムと酸化チタンとを含んでおり、該充填剤は上記ゴム成分１００重量部に対して１５重量部〜２５重量部含まれていることを特徴とする紙葉類の重送防止ゴム部材。
2. 上記ゴム組成物は硫黄により加硫されており、上記酸化ケイ素及びシランカップリング剤以外の充填剤としてさらにカーボンが含有されている請求項１に記載の紙葉類の重送防止ゴム部材。
3. ＪＩＳ Ａ硬度が７０度〜９０度である請求項１または請求項２に記載の紙葉類の重送防止ゴム部材。

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