JP4593591B2

JP4593591B2 - 紙送り用従動ローラ

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Publication number: JP4593591B2
Application number: JP2007126142A
Authority: JP
Inventors: 章弘峯; 真武柿本; 英之奥山
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2007-05-10
Filing date: 2007-05-10
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2027-05-10
Also published as: JP2008280144A

Description

本発明は、画像形成装置に用いられる紙送り用従動ローラに関するものである。

プリンター、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置には、用紙を搬送する紙搬送機構が設けられている。
紙搬送機構の一つに、特開２００３−１８２８６９号公報で開示されているような分離シート方式が挙げられる。
図２に示したように、分離シート方式の紙搬送機構１においては、用紙２が収容されている給紙部３から給紙ロール４により用紙２が給紙口５から送り出され、紙葉類分離パッド６とこれに対接している送出ロール７とで形成される分離部８に送られ、用紙２が２枚以上重複して分離部８に送られてきても分離部８にて１枚づつに分離されて搬送される。

特許文献１では、上記紙搬送機構１における紙葉類分離パッド６および給紙ロール４として、膨張剤を内包した膨張カプセルを分散させたゴム基材を加熱することにより熱膨張し完全独泡のセルを形成した発泡体を用いることが記載されている。かかる発泡体は、高弾性であり、機械的強度に優れ、耐久性がある。

一方、他の紙搬送機構として駆動ローラと従動ローラを用いる機構も挙げられる。該紙搬送機構においては、用紙が給紙部に積載され、一対の駆動ローラと従動ローラが用紙の幅方向（搬送方向に対する直交方向）に１組または複数組並列するように搭載されている。図３に示すように、駆動ローラ１０は用紙２の裏面側に接触し、従動ローラ１１は用紙２の記録面側に接触し、前記駆動ローラ１０が駆動モータを動力源として回転量を制御されつつ回転駆動され、従動ローラ１１が駆動ローラ１０の回転に追従して回転し、前記両ローラのニップ部で用紙２を表裏から挟んで挟圧することにより用紙２の供給あるいは排紙の搬送操作が行われる。

従動ローラには用紙を適正に搬送させる役割を果たす必要から、適度な硬度を有し、表面の摩擦係数が低いことが要求される。かかる要求を満たすため、従来の従動ローラでは、ゴム等から成る弾性ローラの表面に低摩擦材料のフッ素樹脂（例えばポリフルオロエチレン樹脂等）から成るコーティング層が形成されていた。しかし、繰り返し使用されているうちにフッ素樹脂コーティング層が次第に摩滅損耗し、ついには該コーティング層が摩滅により一部消滅してしまったり、あるいは局部的に剥離したりしてゴム表面が露出することがあった。それにより、正常な搬送機能が妨げられたり、印刷品質の低下を招いたりという問題が生じていた。

特開２００３−１８２８６９号公報

本発明は、前記問題に鑑みてなされたもので、適度な硬度を有し、低摩擦性・高弾性であり、かつ当該特性を持続的に保持できる優れた耐久性を持ち、さらにローラ痕が付着しにくく、紙が貼り付きにくい紙送り用従動ローラを提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明は、エラストマー成分として熱可塑性ポリウレタンのみを含み、化学発泡剤は配合せずに、熱可塑性ポリウレタン１００phrに対し、０．２〜４phrの割合でマイクロカプセルを配合させた組成物からローラを形成しており、該ローラはトルエンに４０℃で２４時間放置したときの膨潤率が２．５％以下であることを特徴とする紙送り用従動ローラを提供している。
なお、前記１００phrとは、ゴム１００重量部に対する混合物の配合重量部を指す単位であり、「熱可塑性ポリウレタン１００phrに対して０．２〜４phrの割合でマイクロカプセルを含有させる」ことは、熱可塑性ポリウレンタン１００重量部に対してマイクロカプセルを０．２〜４重量部配合していることを指す。

本発明者らは、上記課題を解決するために種々のエラストマーについて試行錯誤の検討を重ねた結果、熱可塑性ポリウレタンを選択することにより、従動ローラに優れた耐摩耗性、弾性および機械的強度を持たせることでき、硬度も適度な値に調整しやすいことを知見した。しかし、熱可塑性ポリウレタンだけで従動ローラを形成すると表面の摩擦係数が高くなってしまうため、さらなる検討を重ねた結果、熱可塑性ポリウレタンにマイクロカプセルを配合すれば表面の摩擦係数を下げることができるうえに、従動ローラの弾性をも高めることができることを知見した。
かつ、近年の印刷装置においては高画質化が進んでおり、それに伴い従動ローラにもローラ痕がないこと、紙への貼り付きがないことなどさらなる特性が要求されるようになってきた。このような市場の要求を満たすべく、上記知見に更に検討を加えたところ、トルエン膨潤率を２．５％以下に抑えることにより、ローラ痕が付着しにくく、紙も貼り付きにくいことを知見した。本発明者らはこれら知見に基づき本発明を完成した。

本発明の紙送り用従動ローラにおいては、ローラのトルエン膨潤率が２．５％以下であることを特徴とする。トルエン膨潤率が２．５％を越えるとローラ痕が付きやすくなる。トルエン膨潤率の下限値は特に限定されないが、通常は０．０５％以上である。
トルエン膨潤率は下記のように測定している。
従動ローラを外径φ５ｍｍ程度、内径φ２．８ｍｍ程度、長さ１０ｍｍ程度のチューブ状とし、その質量を正確に測った後、４０℃に保ったトルエン中に２４時間浸漬し、その後トルエンから取り出して直ちに浸漬後の質量を正確に測定する。浸漬前の質量Ｍ０と浸漬後の質量Ｍ１から下記の(Ｉ)式に基づきトルエン膨潤率を算出している。
トルエン膨潤率（％）＝｛（Ｗ３−Ｗ４）ー（Ｗ１−Ｗ２）／（Ｗ１−Ｗ２）｝×１００
Ｗ１：膨潤前空中重量Ｗ２：膨潤前水中重量
Ｗ３：膨潤後空中重量Ｗ４：膨潤後水中重量

本発明で用いる熱可塑性ポリウレタンは、一般にポリウレタン構造のハードセグメントと、ポリエステルまたはポリエーテル構造のソフトセグメントとを有する。ソフトセグメントが軟らかく組成変形する性質を示し、ハードセグメントが加硫ゴムの架橋点のように塑性変形を阻止（拘束）する。この二つの働きによって、加硫ゴムと同様のゴム弾性を示しながらも、加熱によって軟化させて押出成形や射出成形などの溶融成形が可能であるという特徴を有する。

本発明で用いる熱可塑性ポリウレタンは、一般にポリオール、ジイソシアネートおよび鎖延長剤から調製される。
ポリオールとしては、ポリエステル系ポリオール、ポリエステルエーテル系ポリオール、ポリカーボネート系ポリオールおよびポリエーテル系ポリオールが挙げられる。これらの数平均分子量は５００〜５，０００であることが好ましく、特に１，０００〜３，０００であることがより好ましい。
ここで、ポリエステル系ポリオールとしては、例えばコハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸およびアゼライン酸等の炭素数４〜１２の脂肪族ジカルボン酸、例えばフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸およびナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、例えばヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸およびヘキサヒドロイソフタル酸等の脂環族ジカルボン酸、またはこれらの酸エステルもしくは酸無水物などのエステル形成性誘導体と、エチレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，３−オクタンジオールまたは１，９−ノナンジオール等の炭素数２〜１０の脂肪族ジオールの１種または２種以上との脱水縮合反応で得られるポリエステルポリオールが挙げられる。
また、ε−カプロラクトン等のラクトンモノマーの開環重合で得られるポリラクトンジオール等も挙げられる。
より具体的には、ポリ(エチレン−１，４−アジペート)グリコール、ポリ(ブチレン−１，４−アジペート)グリコール、ポリカプロラクトングリコール等が挙げられる。

ポリエステルエーテル系ポリオールとしては、例えばコハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸およびアゼライン酸等の炭素数４〜１２の脂肪族ジカルボン酸、例えばフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸およびナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、例えばヘキサヒドロフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸およびヘキサヒドロイソフタル酸等の脂環族ジカルボン酸、またはこれらの酸エステルもしくは酸無水物などのエステル形成性誘導体と、ジエチレングリコールもしくはプロピレンオキサイド付加物等のグリコール等またはこれらの混合物との脱水縮合反応で得られる化合物が挙げられる。
より具体的には、ポリ(ジエチレングリコールアジペート)グリコール等が挙げられる。

ポリカーボネート系ポリオールとしては、例えばエチレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオールおよびジエチレングリコール等の多価アルコールの１種または２種以上と、ジエチレンカーボネート、ジメチルカーボネートもしくはジエチルカーボネート等の炭酸エステルまたはホスゲンとを反応させて得られる化合物が挙げられる。
また、ポリカプロラクトンポリオール（ＰＣＬ）とポリヘキサメチレンカーボネート（ＰＨＬ）との共重合体であっても良い。
より具体的には、（ヘキサンジオール−１，６−カーボネート）グリコール等を挙げることができる。

ポリエーテル系ポリオールとしては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、テトラヒドロフラン等の環状エーテルをそれぞれ重合させて得られるポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール等、またはこれらのコポリエーテルが挙げられる。

上記ジイソシアネートとしては、例えばトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、１，５−ナフチレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、トリジンジイソシネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、水添ＸＤＩ、トリイソシアネート、テトラメチルキシレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）、１，６，１１−ウンデカントリイソシアネート、１，８−ジイソシアネートメチルオクタン、リジンエステルトリイソシアネート、１，３，６−ヘキサメチレントリイソシアネート、ビシクロヘプタントリイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（水素添加ＭＤＩ；ＨＭＤＩ）等が挙げられる。なかでも、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）が好ましく用いられる。

上記鎖伸長剤としては公知のものを使用することができ、その種類は特に限定されない。
具体的には、脂肪族ポリオール、脂環式ポリオールおよび芳香族ポリオールのうちの１種または２種以上が好ましく用いられる。
脂肪族ポリオールとしては、例えばエチレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール、ジエチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、グリセリン等が挙げられる。
芳香族ポリオールとしては、例えば１，４−ジメチロールベンゼン、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡのエチレンオキサイドもしくはプロピレンオキサイド付加物、１，４−ビス（β−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン等が挙げられる。
また、鎖伸長剤としてアミン類を用いることもでき、具体的にはジシクロヘキシルメチルメタンジアミン（水素添加ＭＤＡ）、イソホロンジアミン（ＩＰＤＡ）等を挙げることができる。

本発明で用いるマイクロカプセルは熱膨張性を有するものが好ましい。熱膨張性カプセルを用いて発泡させる方が表面の摩擦係数をより下げることができ、紙の貼り付きをより防ぐことができる。
前記熱膨張性マイクロカプセルは、ガスバリアー性のある熱可塑性樹脂をシェル（殻）とし、このシェルに低沸点物質（熱膨張剤）が内包された熱膨張性のマイクロカプセルが好ましい。該熱膨張性マイクロカプセルは加熱されると、シェルの熱可塑性樹脂が軟化し、低沸点物質の気化に伴って膨張してマイクロバルーン（中空球状粒子）になる。このため、各気泡は互いに連結することなく、独立気泡性が確保される。また、熱可塑性樹脂のガスバリアー性により低沸点物質の気化によるガスが膨張後のマイクロバルーン内に保持されるため、熱膨張性マイクロカプセルを含有する組成物からなるローラを連続的に加熱加圧しても、化学発泡剤を配合した場合のように気化したガスがローラ表面から抜けるようなことはなく表面にスキン層が形成されることがない。

前記熱膨張性マイクロカプセルのシェル（殻）を構成する熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリアミド、ポリブタジエン、アクリル系樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂、ウレタン系樹脂等が挙げられる。なかでもアクリル系コポリマーが好ましい。

シェルに内包される低沸点物質としては、シェルを構成する熱可塑性樹脂の軟化点以下でガス状になる物質が好ましい。かかる低沸点物質としては、例えばプロパン、プロピレン、ブテン、ノルマルブタン、イソブタン、イソペンタン、ネオペンタン、ノルマルペンタン、ヘキサン、ヘプタン、石油エーテル、メタンのハロゲン化物、テトラアルキルシランのごとき低沸点液体および加熱により熱分解してガス状になるＡＩＢＮのごとき化合物が挙げられる。これらのうち、好適にはイソブタン、ノルマルブタン、ノルマルペンタンまたはイソペンタンのごとき低沸点の液状炭化水素が用いられる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。

熱膨張性マイクロカプセルの膨張前の粒子径（ｐ）は５〜５０μｍであることが好ましい。粒子径（ｐ）が５μｍ未満であると凝集して均一に分散されない可能性があるからである。一方、粒子径（ｐ）が５０μｍを越えると膨張後の粒子径が大きくなりすぎて表面平滑性が損なわれたり、機械的強度が低下したりするおそれがあるからである。
熱膨張性マイクロカプセルの膨張後の粒子径（Ｐ）は３０〜２００μｍであることが好ましい。膨張径が３０μｍ未満である場合には、熱膨張体としての特性を十分に発現することができない。一方、膨張径が２００μｍを超える場合には、表面平滑性および機械的特性に劣るものとなる。膨張径はより好ましくは５０〜１５０μｍであり、さらに好ましくは７０〜１２０μｍである。
熱膨張性マイクロカプセルの膨張率（Ｐ／ｐ）としては２倍以上であることが好ましく、２〜２０倍であることがより好ましい。

また、本発明の従動ローラ自体の膨張倍率は１．２〜４．０であることが好ましい。膨張倍率が１．２未満である場合には、膨張体としての特性を十分に発現することができない。一方、膨張倍率が４．０を超える場合には、表面平滑性および機械的特性に劣るものとなる。膨張倍率はより好ましくは１．２〜３．０であり、さらに好ましくは１．３〜２．５である。

上述したように、本発明の従動ローラにおいては各空隙が独立していることが特徴であり、その指標として独立空隙率が８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましく、９５％以上であることがさらに好ましい。なお、独立空隙率とは、全空隙体積に対する他の空隙と連結していない空隙（独立空隙）の体積比率を意味し、例えば空気比重計（１〜１／２〜１気圧法）（東京サイエンス社製、商品名「１０００型」）を用いることにより算出することができる。

本発明で用いる熱膨張性マイクロカプセルは商業的に入手可能であって、例えば「エクスパンセル（商品名）」（ケマノーベル社製）、「マツモトマイクロスフェアー（商品名）」（松本油脂製薬（株）製）等の市販品の中から、適宜に選択して用いることができる。

本発明においてマイクロカプセルは、熱可塑性ポリウレタン１００phrに対して０．２〜４phrの割合で配合する。
マイクロカプセルの配合量が０．２phr未満である場合には、表面の摩擦係数の低減効果が十分でなく、紙の貼り付きがみられるようになる。マイクロカプセルの配合量が４質量部をこえる場合には、耐摩耗性が損なわれたり、機械的強度が低下したりするおそれがある。

本発明の従動ローラを構成する組成物には、本発明の目的に反しない限り当該技術分野で使用されている公知の添加剤を配合してもよい。
例えば機械的強度を向上させるために必要に応じて充填剤を配合することができる。前記充填剤としては、例えばシリカ、クレー、タルク、酸化ケイ素、カーボンブラック、炭酸カルシウム、酸化チタン等の粉体を挙げることができる。充填剤を配合する場合、充填剤の配合量はローラの柔軟性を保つためにエラストマー成分１００質量部に対して１００質量部以下とするのが好ましく、５０質量部以下とするのがより好ましく、３０質量部以下とするのがさらに好ましい。

硬度を調整するために必要に応じて軟化剤を配合することができる。軟化剤としては市販されている石油系軟化剤または可塑剤を任意に使用できる。石油系軟化剤としては、アロマ系、ナフテン系、パラフィン系等の鉱物油や炭化水素系オリゴマーからなる公知の合成油、またはプロセスオイルが挙げられる。可塑剤としては、フタラート系、アジペート系、セバケート系、フォスフェート系、ポリエーテル系、ポリエステル系等の可塑剤が挙げられる。軟化剤を配合する場合、軟化剤の配合量はエラストマー成分１００phrに対し２０〜２５０phrとすることが好ましい。軟化剤の配合量が２０phr未満であると、加工しにくくなると共に、硬度が高くなりすぎる場合がある。一方、軟化剤の配合量が２５０phrを超えると、従動ローラの強度や耐摩耗性が低下するという問題が生じ得る。

導電性材料を配合することもできる。導電性材料としては有機導電性材料および無機導電性材料のいずれを用いてもよい。有機導電性材料としては各種界面活性剤などの導電性ポリマーが挙げられる。無機導電性材料としては、ケッチェンブラック、ファーネスブラックもしくはアセチレンブラック等の公知の導電性カーボンブラック；酸化亜鉛、チタン酸カリウム、アンチモンドープ酸化チタン、酸化スズもしくはグラファイト等の導電性金属酸化物；ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃、ＮａＣ１Ｏ₄、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＢＦ₄、ＮａＳＣＮ，ＫＳＣＮ，ＮａＣ１等の金属塩；あるいは各種燐酸塩等の電解質が挙げられる。

そのほか添加剤としては、老化防止剤、ワックス、着色剤、劣化防止剤等が挙げられる。老化防止剤としては、例えば２−メルカプトベンゾイミダゾールなどのイミダゾール類、またはフェニル−α−ナフチルアミン，Ｎ，Ｎ’−ジ−６−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミンもしくはＮ−フェニル−Ｎ’−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミンなどのアミン類などが挙げられる。

本発明の従動ローラは公知の方法で製造することができる。
しかし、成形方法としては押出成形を採用することが好ましい。具体的には、上記組成物をチューブ状に押出成形し、所定の長さに切断後、芯金に挿入することにより本発明の従動ローラを製造することができる。このように押出成形、とくに連続押出成形を採用すれば生産性が極めてよく、材料ロスも少ないという利点が得られる。

マイクロカプセルとして熱膨張性のマイクロカプセルを用いた場合は、当該熱膨張性マイクロカプセルを押出成形時に膨張させるために、当然のことながら熱膨張性マイクロカプセルの膨張開始温度よりも押出成形温度を高く設定する必要がある。
具体的に前記押出成形時の温度は、前記熱膨張性マイクロカプセルを最大径に膨張させる膨張最高温度に対して０〜±３０℃に設定していることが好ましい。前記設定は、押出成形時の押出温度が膨張最高温度よりも３０℃以上高いと、熱膨張性マイクロカプセルが過膨張となり、マイクロバルーン内の低沸点物質が抜けてしまうため、逆に膨張径が小さくなり、膨張倍率も低下することによる。また、膨張最高温度よりも押出成形時の押出温度が３０℃以上低いと、熱膨張性マイクロカプセルが十分に膨張せず目的とする膨張径を有するマイクロバルーンが形成されないからである。

より具体的に、熱膨張性マイクロカプセルの膨張開始温度は、用いる熱可塑性ポリウレタンの溶融温度等により異なるので一概には言えないが、１００℃以上であることが好ましく、１２０℃以上であることがより好ましい。
熱膨張性マイクロカプセルの膨張最高温度と対応させる押出成形温度は、１００〜２５０℃であることが好ましく、１５０〜２３０℃であることがより好ましい。

このように製造される本発明の従動ローラは、プリンター、複写機またはファクシミリ等の印刷装置の紙搬送機構において、駆動ローラと対になって、用紙の幅方向（搬送方向に対する直交方向）に１組または複数組並列するように搭載される。そして、前記両ローラのニップ部で用紙を表裏から挟んで挟圧することにより用紙の供給あるいは排紙の搬送操作が行われる。
本発明の従動ローラには、駆動ローラの回転に追従して回転し、当該回転に駆動力が働かないローラはもちろん、駆動ローラの回転に追従して回転し、当該回転に駆動力が働かないが、回転軸にトルクリミッターを設けてあるローラも含まれる。さらには、紙の重送を防止するために駆動ローラと逆方向の回転トルクが負荷されており、二枚以上の紙が進入した場合にはトルクリミッターによる制限が解除され搬送方向と逆方向に回転駆動されるローラをも含まれる。

ここで、本発明の従動ローラが関わって搬送される「紙」または「用紙」とは、普通紙、表面に印刷用の層を有するコート紙、ＯＨＰ（オーバーヘッドプロジェクタ）用シート、光沢紙、光沢フィルム等の紙葉薄状体を全て含む。

本発明の従動ローラは、熱可塑性ポリウレタンに所定の割合でマイクロカプセルが配合されている組成物からなるため、適度な硬度と、優れた耐摩耗性、弾性および機械的強度を有し、表面の摩擦係数も低く抑えられている。さらには、トルエン膨潤率が２．５％以下に制御されていることから、ローラ痕が付着しにくく、紙も貼り付きにくい。
また、本発明の従動ローラは、表面にコーティング層が形成されている従来の従動ローラのようにコーティング層が消滅または剥離することがないため、上記性能を長期間にわたり維持することができ、正常な搬送機能および高画質な印刷品質を長期間にわたって発揮することができる。

本発明の従動ローラは従来の樹脂成形方法を用いて簡便に製造することができる。初期設備投資の必要もないため製造コストを抑えることもできる。さらに、連続押出成形を採用すれば生産性が極めてよく、材料ロスも少ないという利点が得られる。

図１に本発明の従動ローラの一実施形態である円筒形状の従動ローラ３１を示す。
従動ローラ３１の中空部には円柱形状の芯金（シャフト）３２が取り付けられている。芯金３２が従動ローラ３１に圧入されることにより、または両者が接着剤で接合されることにより、従動ローラ３１と芯金３２とは固定されている。
芯金３２は、鉄、鋼もしくはステンレス鋼等の鉄鋼類、真鍮、砲金等銅合金類、アルミニウムもしくはアルミニウム合金等の軽金属類、セラミックスなどの金属酸化物、または、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂もしくはポリアミド樹脂等の硬質エンジニアリングプラスチック等の材料からなるものが一般的であるが、これらに限定されるものではない。
従動ローラ３１の肉厚は特に限定されないが、通常は０．１〜１５ｍｍであり、特に０．５〜１０ｍｍとされることが好ましく、０．５〜５ｍｍとされることがさらに好ましい。肉厚が０．１ｍｍ未満であると十分なニップが得られず、一方肉厚が１５ｍｍを越えるとローラが大きくなりすぎて印刷装置に搭載しにくくなる。

本発明の従動ローラ３１は以下の成分からなるエラストマー組成物で構成されている。
エラストマー成分としては熱可塑性ポリウレタンを単独で含む。熱可塑性ポリ
ウレタンとしてはポリエステル系およびポリエーテル系のいずれも好適に用いることができるが、ポリエーテル系熱可塑性ポリウレタンの方が好ましい。

本発明の従動ローラ３１を構成するエラストマー組成物では、前記熱可塑性ポリウレタン１００phrに対し０．２〜４phrの割合でマイクロカプセルが含有されている。マイクロカプセルの配合量を当該範囲に設定することより、効率的に表面の摩擦係数を低下させることができ、紙の貼り付きも極力避けることができる。

当該マイクロカプセルとしては、熱膨張性のマイクロカプセルを用いる。なかでも、アクリル系コポリマーからなる殻（シェル）に低沸点物質として液状炭化水素が内包された熱膨張性マイクロカプセルが好ましい。
熱膨張性マイクロカプセルの特に好ましい態様としては、その膨張開始温度が１１０℃以上、膨張最高温度が１５０〜２００℃であるものが挙げられる。さらに、膨張前の粒子径（ｐ）は１０〜４０μｍ、膨張後の粒子径（Ｐ）は７０〜１２０μｍ、より好ましくは８０〜１１０μｍであり、該熱膨張性マイクロカプセルの膨張率（Ｐ／ｐ）が２〜１０倍であるものが挙げられる。

本発明の従動ローラ３１は、次のような方法で製造される。
まず、熱可塑性ポリウレタンに熱膨張性マイクロカプセルおよび所望により他の添加物を配合し、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサーまたはタンブラー型ミキサー等の公知の混練機で混練する。
得られた組成物を、押出機を用いて所要温度に加熱しながらチューブ状に押出成形する。その際、押出機内では熱膨張性マイクロカプセルには熱とともに圧力が付与されている。つまり、熱膨張性マイクロカプセルは低沸点物質が気化してカプセルの内圧が高まっているにもかかわらず、外圧がかかっているために十分に膨張していない状態にある。該状態で、押出口に設けた口金から出てきた熱膨張性マイクロカプセルは、外圧から解放されるため、膨張する。その後、熱膨張性マイクロカプセル内の低沸点物質は冷却されて、カプセルの内圧が低下するが、それよりも速く外側のシェルが冷却されて硬くなるため、空隙が存在することとなる。特にローラの内部および表面にほぼ均一に熱膨張性マイクロカプセルが存在することとなる。

押出成形時の温度は膨張最高温度に対して０〜±２０℃に設定していることが好ましい。熱膨張性マイクロカプセルとしてその膨張最高温度が１５０〜２００℃であるものが特に好適に用いられることから、押出成形時の具体的な温度は１３０〜２２０℃であることが好ましく、１５０〜２００℃であることがより好ましい。
得られた従動ローラは、初期摩擦係数を調整する等の目的で成形後に研磨工程に付してもよいし、研磨工程を経ないでそのまま使用することも可能である。

このようにして得られる本発明の従動ローラ３１は、トルエン膨潤率が０．５〜２．５％であることが好ましく、０．７〜２％であることがより好ましい。トルエン膨潤率を当該範囲に制御することにより、ローラ痕の付着を効果的に防ぐことができる。

さらに、本発明の従動ローラ３１は、ＪＩＳＡ硬度が６０〜９５度であることが好ましく、６５〜９０度であることがより好ましい。
この範囲の硬度であれば、駆動ローラと従動ローラとの圧接力が比較的小さくても従動ローラが充分に変形し、紙との間に大きい接触面積を得ることができるからである。ＪＩＳＡ硬度が６０未満であると摩耗量が多くなるという問題があり、ＪＩＳＡ硬度が９５を越えると通紙中に不送りが発生しやすくなるという問題がある。

以下に実施例を示して本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
（実施例１〜３、比較例１〜４）
表１に記載のエラストマー成分１００phrに対しマイクロカプセルを下記の表１に記載の配合割合で加えタンブラーにて混合し、樹脂用単軸押出機を用いて外径φ５ｍｍ、内径φ２．８ｍｍのチューブ状に押し出した。押出温度は、実施例１〜３および比較例１〜３においては１８０℃、比較例４においては２００℃とした。
得られたチューブを１０ｍｍ長さにカットし、外径３ｍｍのポリアセタール製芯金に挿入し、従動ローラとした。

表１中の配合成分としては、各々、以下の商品を使用した。
・ＴＰＵ１：熱可塑性ポリウレタン（ＢＡＳＦ製「エラストランＥＴ３８５（商品名）」）
・ＴＰＵ２：熱可塑性ポリウレタン（ＢＡＳＦ製「エラストランＣ７０Ａ１０ＷＮ（商品名）」）
・ＴＰＥＥ：ポリエステル系熱可塑性エラストマー（東洋紡績（株）製「ペルプレンＰ４０Ｂ（商品名）」
・マイクロカプセル：松本油脂製薬（株）製「マツモトマイクロスフェアーＦ１７０Ｄ（商品名）」（熱膨張性、膨張最高温度１７０℃）

実施例および比較例で得られた各従動ローラについて以下の測定を行った。
（トルエン膨潤率）
芯金を挿入する前のゴム単品（長さ１０ｍｍ）のトルエン膨潤率を測定した。
前記ゴム単品の質量を正確に測った後、４０℃に保ったトルエン中に２４時間浸漬した。その後、トルエンから取り出して直ちに浸漬後の体積を正確に測った。トルエン膨潤率は前記したトルエン膨潤率の（Ｉ）式を用いて算出した。
（硬度）
ＪＩＳＫ６２５３に準拠して、雰囲気温度２３℃にて測定した。
（マイクロカプセル膨張径）
任意の断面をマイクロスコープで観察し、空隙の大きなものから２０個選び、その平均値を算出し、膨張径とした。

（ローラ痕試験）
市販のプリンター（キャノン（株）製 Image PROGRAF P1=600）から採取した従動ローラを基準品として、実施例および比較例で得られた各従動ローラのローラ痕の発生状況を下記のように評価した。
ＯＨＰ用紙（キャノン（株）製「ＣＦ１０２」）に各試験体と基準品を置き、荷重（５００ｇｆ）をかけて温度２３℃、湿度５５％の環境下で２４時間放置した。その後、ＯＨＰの圧接部分にプリンター（キャノン（株）製「ＰＩＸＵＳ３２０ｉ」）にて黒色を印刷した。
印刷物におけるローラ痕の発生状況を目視で基準品の場合と比較し、評点をつけた。１〜５点の５段階で評価し、基準品を３点とし、基準品よりもローラ痕の発生が少ない場合を４点、ローラ痕の発生が見られない場合を５点とし、逆に基準品よりもローラ痕の発生が多い場合を２点、ローラ痕の発生が顕著な場合を１点とした。

（摩耗試験）
市販のプリンター（キャノン（株）製「ＰＩＸＵＳ３２０ｉ」）に各試験体および基準品を従動ローラとして装着し、普通紙を１０，０００枚通紙し、ローラ表面および通紙状況を観察した。
通紙前と通紙後の重量の差を摩耗量とし、基準品の摩耗量を１００とした倍、摩耗量が８０未満では５点、８０〜９０未満では４点、９０〜１１０未満では２点、１１０以上は１点とした。

（貼り付き試験）
光沢紙（キャノン光沢紙ＧＰ−４０１Ａ４５０）に各試験体と基準品を置き、荷重（５００ｇｆ）をかけて温度２３℃、湿度５５％の環境下で２４時間放置した。その後、当該光沢紙がローラ表面に貼り付いて付着するか否かを確認する。
光沢紙の貼り付き状況を目視で基準品の場合と比較し、評点をつけた。１〜５点の５段階で評価し、基準品を３点とし、基準品よりも貼り付きが弱い場合を４点、貼り付きが見られない場合を５点とし、逆に基準品よりも貼り付きが強い場合を２点、光沢紙の貼り付きが顕著な場合を１点とした。

実施例１〜３の本発明の従動ローラは「ローラ痕試験」、「摩耗試験」および「貼り付き試験」のいずれにおいても評点が４点または５点と現行品を上回る評点がつき、現行品よりもすべての性能が一挙に向上していた。
一方、マイクロカプセルの含有量が少ない比較例１においては紙の貼り付きの点で改善が見られない。マイクロカプセルの含有量が多い比較例２においては耐摩耗性の点で改善が見られない。トルエン膨潤率が大きい比較例３および比較例４においてはローラ痕の発生防止の点で改善が見られない。

本発明の従動ローラの概略図である。紙搬送機構の一態様を説明するための概略図である。紙搬送機構の他の態様を説明するための概略図である。

符号の説明

１紙搬送機構
２用紙
３給紙部
４給紙ローラ
５給紙口
６紙葉類分離パッド
７送出ローラ
８分離部
１０駆動ローラ
１１従動ローラ
３１従動ローラ
３２芯金

Claims

エラストマー成分として熱可塑性ポリウレタンのみを含み、化学発泡剤は配合せずに、熱可塑性ポリウレタン１００phrに対し、０．２〜４phrの割合でマイクロカプセルを配合させた組成物からローラを形成しており、該ローラはトルエンに４０℃で２４時間放置したときの膨潤率が２．５％以下であることを特徴とする紙送り用従動ローラ。
前記マイクロカプセルは加熱時に２倍以上に膨張する熱膨張カプセルであり、膨張後の粒子径は５０〜１５０μｍである請求項１に記載の紙送り用従動ローラ。
請求項１または請求項２に記載の紙送り用従動ローラの製造方法であって、
前記組成物をマイクロカプセルの膨張最高温度に対して０〜±３０℃の条件下でチューブ状に押出成形し、所定の長さに切断後、芯金に挿入している紙送り用従動ローラの製造方法。