JP4190690B2

JP4190690B2 - 事務機器用部材及び給紙装置

Info

Publication number: JP4190690B2
Application number: JP2000012433A
Authority: JP
Inventors: 幸夫安藤
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1999-10-06
Filing date: 2000-01-21
Publication date: 2008-12-03
Anticipated expiration: 2020-01-21
Also published as: JP2001171862A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は事務機器用部材に関し、さらに詳しくは、複写機，レーザープリンター，ファクシミリなどの電子写真装置や静電記録装置、さらにはインクジェットプリンター，現金自動取引装置（ＡＴＭ），両替機，計数機，自動販売機，キャッシュディスペンサー（ＣＤ）などの各種給紙機構を有する装置において、紙粉の付着などによる摩擦係数の低下を抑制し、安定した紙送りが可能な給紙部材として用いられる事務機器用部材及び給紙部材を装着してなる給紙装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機，レーザープリンター，ファクシミリなどの電子写真装置や静電記録装置、さらにはインクジェットプリンターなどに搭載される帯電装置，転写装置，現像装置，除電装置，給紙装置又はクリーニング装置などには、ローラやベルトなどの事務機器用部材が用いられている。
これらのうち、ゴムローラなどの摩擦を利用して給紙する給紙部材には、優れた給紙特性、紙，フィルム，印画紙などの紙葉類に対する非汚染性、良好な耐久性などが要求され、その形状や材質について様々なものが提案されている。
従来、この給紙部材には、シリコーンゴム，ウレタンゴム，スチレン・ブタジエンゴム，ブタジエンゴム，エチレンプロピレンゴムなどの加硫ゴムが使用されており、さらに近年、熱可塑性エラストマーが注目され、軟化剤と組み合わせて用いられるようになってきた。
【０００３】
しかしながら、このような材料からなる給紙部材においては、一般に、使用中にシリカや炭酸カルシウムなどの粉末や繊維質等の紙粉が部材表面に付着し、摩擦係数が低下して、安定した紙送りができなくなるという好ましくない事態をしばしば招来する。このような不都合は、特に再生紙や高品位の印刷を行うために用いられるコート紙などの使用において、多く発生する傾向がある。
したがって、このような不都合を防止するために、これまで、例えば（１）紙送りする度に部材の表面層を摩耗させて、表面の摩擦係数を初期値に近づける、（２）部材の表面に凸部を設け、用紙に対して駆動力を与える、（３）部材の材料として、より摩擦係数の高いものを用い、紙粉付着による摩擦係数低下後も、適度の摩擦係数を維持させ、用紙搬送力を保持させる、（４）部材表面の粘着力を抑え、紙粉の付着を軽減させる、などの方法が用いられてきた。
しかしながら、上記（１）の方法においては、部材を紙送りする度に摩耗させていくと、給紙・搬送能力の低下や、部材自体の寿命が短くなるのを免れないという問題が生じ、また、上記（２）〜（４）の方法では、充分に満足しうる効果が得られていないのが実状である。
一方、紙送りによって給紙部材が摩耗するため摩耗かすが発生し、この場合、摩耗かすの量が多いことよりも、摩耗かすの形態が問題となる。すなわち、大きい摩耗かすが紙上に存在すると、その部分のトナー（現像剤）画像が欠けてしまうという事態が生ずる。そこで、加硫ゴムで給紙部材を形成する場合、摩耗かすをできる限り粒径の小さい粉末状とするために、原料ゴムに添加剤や充填剤を添加し、加硫することが行われている。摩耗かすが粉末状であると、給紙部材表面に付着した紙粉を摩耗かすにより取り除くことができるという利点がある。しかしながら、給紙部材を熱可塑性エラストマーで形成する場合、充填剤を添加しないので、熱可塑性エラストマーからなる給紙部材の摩耗かすは消しゴムかすのようなよじれた形態となってしまい、上記トナー画像の欠けを招いてしまう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような状況下で、各種給紙機構を有する装置において、紙粉の付着などによる摩擦係数の低下を抑制し、安定した紙送りが可能で、かつトナー画像の欠けを招くことのない給紙部材として好適な事務機器用部材及び給紙部材を装着してなる給紙装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、安定した紙送りが可能で、かつトナー画像の欠けを招くことのない給紙部材について鋭意研究を重ねた結果、加硫したエチレンプロピレンジエン三元共重合体ゴムの粉末（以下、加硫ＥＰＤＭということがある。）と、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレンのトリブロック共重合体（以下、ＳＥＢＳということがある。）とを特定の割合で配合してなる熱可塑性材料を用いた給紙部材が、前記目的に適合しうることを見出した。
すなわち、給紙部材においては耐熱性や機械的特性は特に要求されるものではなく（耐熱性は３０〜４０℃程度で十分）、加硫ＥＰＤＭに近い特性を有し、リサイクル利用が可能である点から、本発明者は、給紙部材を形成する材料として熱可塑性エラストマーに着目した。熱可塑性エラストマーの中でも、ＳＥＢＳは加硫ＥＰＤＭよりも紫外線やオゾンに対する耐性があり、摩擦係数は加硫ＥＰＤＭに極めて近いものであるが、耐摩耗性が加硫ＥＰＤＭよりも劣るものである。そこで、本発明者は、ＳＥＢＳに特定量の加硫ＥＰＤＭの粉末を添加した熱可塑性材料で給紙部材を形成した場合に耐摩耗性が向上し、かつ給紙部材の摩耗かすを粒径の小さい粉末とすることができることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレンのトリブロック共重合体と、加硫したエチレンプロピレンジエン三元共重合体ゴムの粉末とを、重量比５５：４５〜９８：２で配合した熱可塑性材料を用いたことを特徴とする事務機器用部材、及びこの事務機器用部材を給紙部材として装着してなる給紙装置を提供するものである。
なお、本発明の事務機器用部材とは、各種の電子写真装置用部材，静電記録装置用部材やインクジェットプリンター用部材、あるいは現金自動取引装置（ＡＴＭ），両替機，計数機，自動販売機又はキャッシュディスペンサー（ＣＤ）などの各種給紙機構を有する装置用部材を包含する概念である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の事務機器用部材（以下、単に本発明の部材ということがある。）は、各種給紙機構を有する装置において、主に給紙部材として用いられるものであって、その弾性層は熱可塑性エラストマーであるスチレン−エチレン／ブチレン−スチレンのトリブロック共重合体と、加硫したエチレンプロピレンジエン三元共重合体ゴムの粉末とを、重量比５５：４５〜９８：２で配合した熱可塑性材料から構成されている。ここで、ＳＥＢＳは重量平均分子量が１５万〜４０万であるものが好ましい。ＳＥＢＳとして具体的には、三菱化学社製のラバロン（ＳＪ４４００Ｂ），クラレ社製のセプトン，旭化成工業社製のタフテックなどが挙げられる。
ＳＥＢＳと加硫ＥＰＤＭの粉末との配合比は、重量比で５５：４５〜９８：２であるが、本発明の部材の耐摩耗性及び圧縮永久歪がより改良され、摩擦係数を増加させることができ、また、ＳＥＢＳのリサイクル性を向上させる点から、６０：４０〜９８：２が好ましく、８０：２０〜９８：２が特に好ましい。ＳＥＢＳの配合率が５５重量％未満では、熱可塑性材料の熱可塑性（熱流動性）が低下してしまい、また、ＳＥＢＳの配合量に対する加硫ＥＰＤＭの配合量が多くなるため、ＳＥＢＳのリサイクル利用ができなくなる。
なお、本発明においては、ＳＥＢＳと共に、スチレン−エチレン／プロピレン−スチレンのトリブロック共重合体（ＳＥＰＳ）を用いることもできる。
【０００７】
加硫ＥＰＤＭの粉末の粒径は、熱可塑性エラストマーとの相溶性及び分散性に関係する配合材料の成形流動性の点から１０００μｍ以下であることが好ましく、特に５００μｍ以下が好ましい。
加硫ＥＰＤＭを得るには、加硫剤（硫黄，ペルオキシド等）、加硫促進剤〔テトラメチルチウラムモノサルファイド（ノクセラーＴＳ），メルカプトベンゾチアゾール（ノクセラーＭ），Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルサルフェンアミド（ノクセラーＣＺ），ジフェニルグアニジン（ノクセラーＧ）等〕、加硫助剤〔エチレングリコールジメタクリレート（ＥＤＭＡ），トリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ），Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンジマレイミド（バルノックＰＭ）, 亜鉛華等〕、各種充填剤（カーボンブラック，ホワイトカーボン，白艶華ＣＣ，白艶華ＤＤ等）、老化防止剤〔スチレン化フェノール（アンテージＳＰ−Ｐ），２，６−ジ−ターシャリーブチル−４−メチルフェノール（ノクラック２００），ジブチルハイドロゲンホスファイト（ＤＢＰ）等〕、加工助剤などの一般的なゴム配合剤をＥＰＤＭに添加して加硫すればよい。得られた加硫ＥＰＤＭを冷凍し、粉砕するか、加硫ＥＰＤＭをロール等により粉砕するか、研磨等により粉砕することにより、加硫ＥＰＤＭの粉末を得ることができる。本発明の部材は、このようにして得られた加硫ＥＰＤＭの粉末をＳＥＢＳと混合し、圧縮成形又は射出成形するなどの方法により作製することができる。
本発明の部材は、ＪＩＳ−Ａ硬度で１５〜７０°のものが好ましく、特に２０〜６０°のものが好適である。したがって、本発明における熱可塑性材料には、得られる部材の硬度を上記範囲に調節するために、所望により、軟化剤を配合することができる。
【０００８】
この軟化剤としては特に制限はなく、従来プラスチックやゴムの軟化剤として慣用されているものの中から、任意のものを選択して用いることができるが、重量平均分子量が２００００未満の低分子物質が好ましく、物理的には、４０℃における動粘度が１００〜１００００ｍｍ²／ｓｅｃであることが好ましく、特に２００〜５０００ｍｍ²／ｓｅｃが好ましい。また、分子量の観点からは、重量平均分子量は２００００未満、特に１００００以下、とりわけ５０００以下であるものが好ましい。このような軟化剤としては、通常、室温で液体または液状のものが好適に用いられる。
また、親水性、疎水性のいずれの軟化剤も使用できる。このような性状を有する軟化剤としては、例えば鉱物油系，植物油系，合成系などの各種ゴム用又は樹脂用軟化剤の中から適宜選択することができる。ここで、鉱物油系としては、ナフテン系，パラフィン系などのプロセス油が挙げられ、植物油系としては、ひまし油，綿実油，あまに油，なたね油，大豆油，パーム油，梛子油，落花生油，木ろう，パインオイル，オリーブ油などが挙げられる。
なかでも、鉱物油系のパラフィン系オイル，ナフテン系オイル又は合成系のポリイソブチレン系オイルから選択される一種又は二種以上であって、その重量平均分子量が４５０〜５０００であるものが好ましい。
なお、これらの軟化剤は一種を単独で用いてもよく、互いの相溶性が良好であれば二種以上を混合して用いてもよい。
【０００９】
図１は、本発明の事務機器用部材として用いられる給紙部材の一例である給紙ローラの概略図であって、３はシャフト、４は輪状部材、５は給紙部材、１は給紙ローラであり、給紙部材５は樹脂又は金属などの材料からなる輪状部材４とその外周に設けた弾性層（本発明に係る熱可塑性材料を使用）２とからなり、複数個の給紙部材５が樹脂又は金属等の材料からなるシャフト３に貫通して給紙ローラ１が構成されている。
また、給紙部材の表面は、サンドブラスト処理することも可能であり、例えば、ダルマミキサー，オムニミキサーなどの攪拌装置による手段により、給紙部材の表面におけるタッキネスを適当にコントロールすることができ、また、必要に応じてローレット加工やシボ加工などにより凹凸等のパターンを付与することによって紙葉類との接触面積を物理的に低減してタッキネスをコントロールすることも可能である。特に皮シボ加工が、紙粉溜り防止に好適である。さらに、本発明の配合系を用いることにおいて、必要であれば円筒研削等の加工を行うことも可能である。
なお、ここでは複数個の給紙部材５がシャフト３に貫通した給紙ローラ１を例示したが、目的に応じてシャフトの外周に弾性層を形成した給紙ローラなどの様々な構成も可能である。
本発明の部材を上述したような給紙ローラとして用いた場合、ローラの摩耗粉は、粒径１０００μｍ以下の粉末となる。この摩耗粉により給紙ローラに付着した紙粉が取り除かれ、また、摩耗粉が紙上に存在することがあってもトナー画像に欠けが生ずることがない。
【００１０】
【実施例】
次に、本発明を実施例により、さらに詳しく説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
なお、得られた給紙部材の硬度及び性能は、下記の方法に従って評価した。
（１）硬度
ＪＩＳＫ６２５３規格に基づき、デュロメータ（Ａ型）硬度計を用いて硬度を測定した。
（２）ローラの摩擦係数
ＪＩＳＫ７１２５に準拠し、ローラへの印加荷重１００ｇ、用紙移動速度１５枚／分、普通紙（Ａ４，新東科学（株）製，ＨＥＩＤＯＮ１４型）について、温度２５℃、相対温度５５％の条件で、摩擦係数を測定した。
（３）ローラの耐摩耗性
ＪＩＳＫ６２６４のテーバー摩耗試験に準拠し、摩耗輪としてＨ２２を使用し、荷重２５０ｇの条件でテーバー摩耗試験を行った。
（４）ローラの圧縮永久歪
ＪＩＳＫ６２０６に準拠し、ローラと同一条件で作製したシート状のサンプルについて、７０℃において７０時間、２５％圧縮したときの歪を測定した。
（５）熱可塑性（熱流動性）
ＳＨＩＭＡＺＵ社製のフローテスターＣＦＴ−５００型を用い、荷重４０ｋｇ、温度１００℃で測定した。
の方法により測定し、下記の基準に従って評価した。
◎：熱可塑性が極めて良好である。
○：熱可塑性が良好である。
△：熱可塑性が少し劣る。
×：流動しない。
（６）ローラの摩耗粉の大きさ
摩耗粉の径を光学試験顕微鏡（５０倍）にて測長する方法で測定し、下記のランクにより評価した。
Ａ：粒径0.５ｍｍ未満
Ｂ：粒径0.５ｍｍ以上1.０ｍｍ未満
Ｃ：粒径1.０ｍｍ以上2.０ｍｍ未満
（７）通紙安定性
上記ローラの摩擦係数の測定と同様の方法により、５千枚、１万枚及び1.５万枚通紙後の摩擦係数を測定した。
【００１１】
実施例１〜３及び比較例１〜３
第１表に示す組成のＥＤＰＭゴム組成物を１７０℃、２０分の条件で加硫し、得られた加硫ＥＰＤＭを液体窒素を吹き込みながら冷凍粉砕する方法で粉末にし、加硫ＥＰＤＭ粉末とＳＥＢＳ（三菱化学社製，ラバロンＳＪ４４００Ｂ）とを第２表に示す配合比で混合し、射出成形し、径２０ｍｍ、厚さ３ｍｍ、長さ４０ｍｍの円筒形状の給紙ローラを作製した。このローラについて、上記の試験を行った。結果を第２表に示す。
【００１２】
【表１】

【００１３】
〔注〕
（１）ジェイエスアール社製，商品名；ＥＰ９５
（２）旭カーボン社製，＃５０（ＳＲＦ）
（３）加工助剤：旭電化社製のステアリン酸及び堺化学工業社製の亜鉛華
（４）プロセスオイル：出光興産社製，商品名；ダイアナプロセスオイルＫＬ−４
（５）ＴＭＴＭ（テトラメチルチウラムジスルフィド）：大内新興化学工業社製，商品名；ノクセラーＴＴ
ＭＢＴ（２−メルカプトベンゾチアゾール）：大内新興化学工業社製，商品名；ノクセラーＭ
【００１４】
【表２】

【００１５】
【表３】

【００１６】
【発明の効果】
本発明の事務機器用部材は、複写機，レーザープリンター，ファクシミリなどの電子写真装置や静電記録装置、さらにはインクジェットプリンター，現金自動取引装置（ＡＴＭ），両替機，計数機，自動販売機，キャッシュディスペンサー（ＣＤ）などの各種給紙機構を有する装置において、紙粉の付着などによる摩擦係数の低下を抑制し、安定した紙送りが可能で、かつトナー画像の欠けを招くことのない給紙部材として好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の事務機器用部材を給紙部材として用いる場合の一例である給紙ローラの概略図である。
【符号の説明】
１：給紙ローラ
２：弾性層
３：シャフト
４：輪状部材
５：給紙部材

Claims

スチレン−エチレン／ブチレン−スチレンのトリブロック共重合体と、加硫したエチレンプロピレンジエン三元共重合体ゴムの粉末とを、重量比５５：４５〜９８：２で配合した熱可塑性材料を用いたことを特徴とする給紙部材であって、給紙ローラに用いる給紙部材。
スチレン−エチレン／ブチレン−スチレンのトリブロック共重合体と、加硫したエチレンプロピレンジエン三元共重合体ゴムの粉末との配合比が、重量比で６０：４０〜９８：２である請求項１記載の給紙部材。
スチレン−エチレン／ブチレン−スチレンのトリブロック共重合体と、加硫したエチレンプロピレンジエン三元共重合体ゴムの粉末との配合比が、重量比で８０：２０〜９８：２である請求項１又は２記載の給紙部材。
スチレン−エチレン／ブチレン−スチレンのトリブロック共重合体の重量平均分子量が、１５万〜４０万である請求項１〜３のいずれかに記載の給紙部材。
加硫したエチレンプロピレンジエン三元共重合体ゴムの粉末が、粒径１０００μｍ以下のものである請求項１〜４のいずれかに記載の給紙部材。
給紙部材がローラ形状を有するものであり、該ローラを給紙の用途に供したときのローラの摩耗粉が、粒径１０００μｍ以下の粉末である請求項１〜５のいずれかに記載の給紙部材。
請求項１〜６のいずれかに記載の給紙部材を装着してなる給紙装置。