JP4232897B2 - カール取りロール - Google Patents
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Description
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機器等の各種給紙部位において、カールしてしまった紙葉類を平坦なものに是正するための加圧搬送に用いられるカール取りロールに関する。
従来、各種ＯＡ機器の給紙部位においては、特に、両面複写や印刷を行う場合、熱によりカールしてしまった紙葉類のカールを除去するカール取りロールが用いられている。
また、従来から、カールをとるために、低硬度のウレタンゴムやシリコーンゴムからなるロールを搬送ロールに対して大きく食い込むように配置し、カールした紙葉類を逆方向にカールさせるようにしたカール取りロールが用いられている（例えば、特許文献１等参照）。
このようなカール取りシステムでは、ローラの曲率とニップ量とによりカール取り能力が決定される。一方、このようなカール取りロールは、主に定着部に設けられるため、使用環境の温度変化が大きい。従って、従来、スポンジロールは温度変化による外径変化を考慮しないものが多く、ロール設置の際の調整が難しく、使用環境において所望のニップ量が得られるかどうかの判断が非常に難しかった。すなわち、スポンジロールが高温の使用環境で膨張した場合、どの程度のニップ量になるか予測できないという問題があった。
本発明は、このような事情に鑑み、設置の際の調整が容易で、所定の温度で所望のニップ量を得ることができるカール取りロールを提供することを課題とする。
前記課題を解決する本発明の第１の態様は、芯金上に発泡弾性体を有すると共に所定の圧力で加圧された状態で紙葉類の給紙または搬送に用いられるカール取りロールであって、使用環境温度１０℃〜８０℃にて、環境温度に対して前記発泡弾性体の外径が線形的に変化し、温度変化と外径変化との相関を回帰分析した結果の一次回帰直線の傾きＸ及び相関係数Ｒが下記式の範囲にあることを特徴とするカール取りロールにある。
１．８×１０−３≦ Ｘ ≦４．８×１０−３
０．９８８≦ Ｒ ≦１．０００
０．９８８≦ Ｒ ≦１．０００
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載のカール取りロールにおいて、前記発泡弾性体が、エチレンプロピレン共重合体ゴムからなることを特徴とするカール取りロールにある。
本発明によると、使用環境温度において外径変化が線形的であり、且つ変化率が所定の範囲にあるので、実際の使用温度での外径変化を予測してニップ量を設定することができるので、所望のカール取りを行うことができるカール取りロールを容易に提供することができる。
本発明のカール取りロールは、使用環境温度１０℃〜８０℃にて、環境温度に対して前記発泡弾性体の外径が線形的に変化し、温度変化と外径変化との相関を回帰分析した結果の一次回帰直線の傾きＸ及び相関係数Ｒが下記式の範囲にある。
１．８×１０−３≦ Ｘ ≦４．８×１０−３
０．９８８≦ Ｒ ≦１．０００
１．８×１０−３≦ Ｘ ≦４．８×１０−３
０．９８８≦ Ｒ ≦１．０００
本発明のカール取りロールは、温度変化に対して外径が線形的に変化し、一次回帰曲線の傾きＸが上述した範囲にあるので、使用環境温度１０℃〜８０℃においてカール取りロールとして最適に使用できる。なお、傾きＸが上述した範囲より大きくなると、外径変化量が大きすぎてカール取りロールとして不適となる。
ここで、傾きＸは、発泡弾性体のゴム材質、発泡状態、セル径、肉厚などによって決定されるので、これらを適宜調整することにより制御可能である。また、相関係数Ｒが上記範囲より小さいと、実質的に線形的に変化していないことになる。
また、本発明の発泡弾性層は、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が、特に、ＥＰＤＭを用いることにより、圧縮永久ひずみや耐摩耗性といった機械的特性の面で十分満足できるものを得ることができる。
本発明の発泡弾性体は、このようなゴム材質に、発泡剤、例えば、有機系のＡＤＣＡ、ＯＢＳＨや無機系の重曹などを添加して製造することができるが、メカニカルフロス発泡としてもよい。
また、発泡弾性体は研磨仕上げされるが、表面の平均発泡セル径Ｒが１５０μｍ以上４００μｍ以下であるのが好ましい。このようなセル径とするのは、所望の耐摩耗性を得るためである。なお、セル径の調整は、発泡成形時に加圧するなど発泡条件を制御することにより行うことができる。
また、発泡弾性体のゴム硬度が、Ａｓｋｅｒ Ｃで１０°以上４０°以下であるのが好ましい。カール取りロールとしての機能を有するためであり、これよりゴム硬度が大きいと所望のニップ量が確保できないからである。
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
（実施例１）
ＥＰＤＭ：１００重量部、ステアリン酸：１．０重量部、シリカ：５．０重量部、ファーネスブラック：２．０重量部、オイル：４５重量部、酸化亜鉛：５．０重量部、チウラム系加硫促進剤：４．０重量部、チアゾール系加硫促進剤：１．０重量部、硫黄：２．０重量部、有機系発泡剤ＡＤＣＡ：９．０重量部、尿素系発泡助剤：７．０重量部、無機系発泡剤：３．０重量部とを計量し、それぞれを周知のゴム練りロールで混練りして未加硫のロール用ゴム組成物を得た。
ＥＰＤＭ：１００重量部、ステアリン酸：１．０重量部、シリカ：５．０重量部、ファーネスブラック：２．０重量部、オイル：４５重量部、酸化亜鉛：５．０重量部、チウラム系加硫促進剤：４．０重量部、チアゾール系加硫促進剤：１．０重量部、硫黄：２．０重量部、有機系発泡剤ＡＤＣＡ：９．０重量部、尿素系発泡助剤：７．０重量部、無機系発泡剤：３．０重量部とを計量し、それぞれを周知のゴム練りロールで混練りして未加硫のロール用ゴム組成物を得た。
ゴムスポンジチューブの作製：得られたゴムをロールでシート出しし、φ９ｍｍの金属製のシャフトに巻き、オートクレーブ中１４０℃にて２０分加硫・発泡し、ついでオーブン中で１７０℃にて３０分追加熱し、ゴムスポンジチューブを作製した。
ゴムスポンジロールの作製：ついで、金属製のφ１０．０×長さ３００ｍｍのシャフトを上記ゴムスポンジチューブにエアーを用いて挿入し、スポンジ表面のスキン層を研磨し、外径をφ２２ｍｍとした。次に、長さ３０ｍｍになるよう突切りし、これをφ１０ｍｍの金属製のシャフトにエアーを用いて２ヶ挿入し、ゴムスポンジロールを作製した。
（実施例２）
実施例１で研磨後のスポンジロールの寸法外径をφ１６ｍｍに変更したこと以外は実施例１と同様に行った。
実施例１で研磨後のスポンジロールの寸法外径をφ１６ｍｍに変更したこと以外は実施例１と同様に行った。
（実施例３）
実施例１で研磨後のスポンジロールの寸法外径をφ１９ｍｍに変更したこと以外は実施例１と同様に行った。
実施例１で研磨後のスポンジロールの寸法外径をφ１９ｍｍに変更したこと以外は実施例１と同様に行った。
（実施例４）
実施例１で研磨後のスポンジロールの寸法外径をφ２５ｍｍに変更したこと以外は実施例１と同様に行った。
実施例１で研磨後のスポンジロールの寸法外径をφ２５ｍｍに変更したこと以外は実施例１と同様に行った。
（実施例５）
実施例１で研磨後のスポンジロールの寸法外径をφ２８ｍｍに変更したこと以外は実施例１と同様に行った。
実施例１で研磨後のスポンジロールの寸法外径をφ２８ｍｍに変更したこと以外は実施例１と同様に行った。
（実施例６）
実施例１のＡＤＣＡの添加量を１２．０重量部に変更すると共に、尿素系発泡助剤の添加量を７．０重量部にし、更に無機系発泡剤を使用しなかったこと以外は実施例１と同様に行った。
実施例１のＡＤＣＡの添加量を１２．０重量部に変更すると共に、尿素系発泡助剤の添加量を７．０重量部にし、更に無機系発泡剤を使用しなかったこと以外は実施例１と同様に行った。
（比較例１）：セル径が大きいスポンジロールの作製
実施例１でオーブン中で１５０℃にて２０分加硫・発泡し、更に１７０℃のオーブンにて３０分追加熱し、ゴムスポンジチューブを作製したこと以外は、実施例１と同様に行った。
実施例１でオーブン中で１５０℃にて２０分加硫・発泡し、更に１７０℃のオーブンにて３０分追加熱し、ゴムスポンジチューブを作製したこと以外は、実施例１と同様に行った。
（比較例２）：硬度が４０°以上であるスポンジロール（セル径が大きいロール）
ＥＰＤＭ：１００重量部、ステアリン酸：１．０重量部、シリカ５．０重量部、ファーネスブラック：２．０重量部、オイル：４５重量部、酸化亜鉛：５．０重量部、チウラム系加硫促進剤：３．０重量部、チアゾール系加硫促進剤：１．０重量部、硫黄：２．０重量部、マイクロカプセル型発泡剤：６．０重量部とを計量し、それぞれを周知のゴム練りロールで混練りして未加硫のロール用ゴム組成物を得た。
ＥＰＤＭ：１００重量部、ステアリン酸：１．０重量部、シリカ５．０重量部、ファーネスブラック：２．０重量部、オイル：４５重量部、酸化亜鉛：５．０重量部、チウラム系加硫促進剤：３．０重量部、チアゾール系加硫促進剤：１．０重量部、硫黄：２．０重量部、マイクロカプセル型発泡剤：６．０重量部とを計量し、それぞれを周知のゴム練りロールで混練りして未加硫のロール用ゴム組成物を得た。
ゴムスポンジチューブの作製：得られたゴムをロールでシート出しし、φ９ｍｍの金属製のシャフトに巻き、オーブン中１５０℃にて４０分加硫・発泡し、更にオーブン中で１７０℃にて２０分追加熱し、ゴムスポンジチューブを作製した。
ゴムスポンジロールの作製：ついで、金属製のφ１０．０ｍｍ×長さ３００ｍｍのシャフトを上記ゴムスポンジチューブにエアーを用いて挿入し、スポンジ表面のスキン層を研磨し、外径をφ２２ｍｍとした。また、長さを３０ｍｍになるよう突切りし、これをφ１０ｍｍの金属製のシャフトにエアーを用いて２ヶ挿入し、ゴムスポンジロールを作製した。
（比較例３）：（市販品）
スポンジロールの基材がウレタンスポンジで、セル径が微小である（セル径が１００μｍ）スポンジロールを比較例３とした。
スポンジロールの基材がウレタンスポンジで、セル径が微小である（セル径が１００μｍ）スポンジロールを比較例３とした。
（試験例１）
実施例１〜６及び比較例１〜３のスポンジロールについて、セル径及びゴム硬度（Ａｓｋｅｒ Ｃ）を測定した。また、環境温度１０℃〜８０℃において外径をレーザ測定器で測定し、回帰分析し、一次回帰直線の傾きＸ及び相関係数Ｒを算出した。この結果を表１に示す。また、温度と外径との関係及び回帰分析の結果を図１〜図９に示す。なお、実施例１〜６及び比較例３については、ｎ２のサンプルについて測定した結果の平均値とした。また、比較例１及び２については、ｎ２のデータをそれぞれ示した。
実施例１〜６及び比較例１〜３のスポンジロールについて、セル径及びゴム硬度（Ａｓｋｅｒ Ｃ）を測定した。また、環境温度１０℃〜８０℃において外径をレーザ測定器で測定し、回帰分析し、一次回帰直線の傾きＸ及び相関係数Ｒを算出した。この結果を表１に示す。また、温度と外径との関係及び回帰分析の結果を図１〜図９に示す。なお、実施例１〜６及び比較例３については、ｎ２のサンプルについて測定した結果の平均値とした。また、比較例１及び２については、ｎ２のデータをそれぞれ示した。
図１〜図６より実施例１〜６の外径変化と環境温度との間に強い相関関係があることがわかった。また、各回帰一次直線の傾きは、図１０に示すように、外径の大きさに対して線形的に比例することもわかった。
一方、比較例１及び２では、図７及び図８に示すように、個体毎の外径のバラツキが大きかった。これはセル径が大きいためか、表面に凹部やけば立ち状の凹凸が多いためと考えられる。また、比較例３では、回帰一次直線を設けると、相関係数が０．８より小さくなり、図１１に示すように、回帰二次曲線で相関係数が０．９５を示すことを考えると、線形的な変化ではないことが明らかである。
Claims (2)
- 芯金上に発泡弾性体を有すると共に所定の圧力で加圧された状態で紙葉類の給紙または搬送に用いられるカール取りロールであって、使用環境温度１０℃〜８０℃にて、環境温度に対して前記発泡弾性体の外径が線形的に変化し、温度変化と外径変化との相関を回帰分析した結果の一次回帰直線の傾きＸ及び相関係数Ｒが下記式の範囲にあることを特徴とするカール取りロール。
１．８×１０−３≦ Ｘ ≦４．８×１０−３
０．９８８≦ Ｒ ≦１．０００ - 請求項１に記載のカール取りロールにおいて、前記発泡弾性体が、エチレンプロピレン共重合体ゴムからなることを特徴とするカール取りロール。
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