JP7009473B2

JP7009473B2 - 給紙搬送用ロール

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Publication number: JP7009473B2
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Inventors: 大貴永井; 優一柴田
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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、印刷機、金融端末、自動改札機等の給紙や搬送に用いられる給紙搬送用ロールに関する。

複写機、ファクシミリ、各種プリンター等の各種ＯＡ機器、印刷機、金融端末、自動改札機等の給紙や搬送に用いられる給紙搬送用ロールは、搬送力が大きく、耐摩耗性に優れていることが求められている。このような理由から、給紙搬送用ロールのゴム材質として、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエンゴム）、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の機械的強度に優れ、高い摩擦係数を有する材料が用いられている。

給紙搬送用ロールとして、例えばＥＰＤＭを用いて形成された二層構造を有するロール（以下、「二層ロール」という）が提案されている（例えば特許文献１～３参照）。二層ロールは、芯材（シャフト）の外周面に内層と外層とからなる二層構造のロール材（以下、「二層ロール材」という）が装着されたものである。二層ロール材は、例えば芯材の外周面に内層として発泡ＥＰＤＭからなる発泡弾性層を配し、発泡弾性層の外周面に外層としてＥＰＤＭからなる弾性層を配して形成される。

このような二層ロールを、例えば各種ＯＡ機器の給紙搬送用のロールに適用した場合には、所定の押圧荷重における二層ロール材の変形量（潰れ量、ニップ量）の増加に伴い、周方向に隣接する相手材（例えば単層ロールや二層ロール）との接触幅（ニップ幅）が大きくなる。これにより、紙種を選ばず給紙や搬送を行うことができる。

特開２００３－２９２１８７号公報特許第３９３２２５５号公報特許第４５６２０７２号公報

しかしながら、給紙や搬送の条件（特に荷重や速度）が過酷になることで、内層の発泡弾性層に負荷がかかって破損が生じ、芯材と二層ロール材との間に隙間ができることで空転が生じるおそれがある。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて提案するものであり、過酷な給紙や搬送の条件下の使用にも耐え得る強度を有し、高耐久化を図ることが可能な給紙搬送用ロールを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明の第１の態様は、芯材と、前記芯材の外周面に形成された内層と外層とからなる二層構造のロール材とを有する給紙搬送用ロールであって、前記内層として前記芯材の外周面に形成される発泡弾性層と、前記外層として前記発泡弾性層の外周面に形成される弾性層とを有し、前記発泡弾性層は、シリコーン変性ＥＰＤＭの発泡弾性体からなることを特徴とする給紙搬送用ロールにある。

本発明の第２の態様は、前記弾性層がＥＰＤＭを含むことを特徴とする第１の態様の給紙搬送用ロールにある。

本発明によれば、過酷な給紙や搬送の条件下の使用にも耐え得る強度を有し、高耐久化を図ることが可能な給紙搬送用ロールを提供することができる。

本実施形態に係る給紙搬送用ロールの構成例を示す斜視図である。図１のＡ－Ａ′線断面図である。本実施形態に係る給紙搬送用ロールの製造例を示す斜視図である。本実施形態に係る給紙搬送用ロールの製造例を示す軸方向の断面図である。試験例１の試験方法を説明するための図である。試験例２の試験方法を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明は、本発明の一態様を示すものであって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で任意に変更可能である。また、各図面において示す構成要素、即ち、各部の形状や大きさ、層の厚さ、相対的な位置関係等は、本発明を説明する上で誇張して示されている場合がある。更に、本明細書の「上」という用語は、構成要素の位置関係が「直上」であることを限定するものではない。例えば、「芯材上の発泡弾性層」や「発泡弾性層上の弾性層」という表現は、芯材と発泡弾性層との間や、発泡弾性層と弾性層との間に、他の構成要素を含むものを除外しない。

（給紙搬送用ロール）
本発明の実施形態に係る給紙搬送用ロールは、複写機、ファクシミリ、各種プリンター等の各種ＯＡ機器、印刷機、金融端末、自動改札機等の給紙や搬送に用いることができ、特に各種ＯＡ機器等のＯＡ機器用ロール、具体的には給紙ロール、搬送ロール、帯電ロール、現像ロール、転写ロール、加圧ロール等に用いて好適なものである。本実施形態では、各種ＯＡ機器の給紙や搬送に用いられる給紙搬送用ロールを例示している。

図１は、本実施形態に係る給紙搬送用ロールの構成例を示す斜視図であり、図２は、図１のＡ－Ａ′線断面図である。図示するように、給紙搬送用ロール１は、芯材１０の外周面に内層２１と外層２２とからなる二層構造のロール材２０が装着されたものである。二層構造のロール材２０は、内層２１として芯材１０の外周面に形成される発泡弾性層２１Ａと、外層２２として発泡弾性層２１Ａの外周面に形成される弾性層２２Ａとを有している。即ち、給紙搬送用ロール１は、内側から芯材１０、発泡弾性層２１Ａ及び弾性層２２Ａが順次積層されたものである。なお、給紙搬送用ロール１は、芯材１０と発泡弾性層２１Ａとの間、或いは発泡弾性層２１Ａと弾性層２２Ａとの間に、必要に応じて更に１層以上設けてもよい。

芯材１０は、熱伝導性及び機械的強度に優れた金属材料又は樹脂材料からなる。芯材１０の材質に何ら制限はなく、例えば、ＳＵＳ合金、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル合金、鉄（Ｆｅ）、磁性ステンレス、コバルト－ニッケル（Ｃｏ－Ｎｉ）合金等の金属材料や、ポリイミド（ＰＩ）樹脂等の樹脂材料を用いることができる。また、芯材１０の形状に何ら制限はなく、中空であっても中空でなくてもよい。

二層構造のロール材２０の内層２１である発泡弾性層２１Ａは、過酷な給紙や搬送の条件（特に荷重や速度）下の使用にも耐え得る強度を有し、高耐久化を図ることが可能な、シリコーン変性エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）を含む発泡弾性体からなる。この発泡弾性体を形成する未加硫ゴム組成物には、少なくともシリコーン変性ＥＰＤＭ、発泡剤及び加硫剤が含まれているが、これらの他に、発泡助剤、加硫助剤、加硫促進剤、ゴム補強剤、無機充填剤、軟化剤、老化防止剤、加工助剤、有機過酸化物、架橋助剤、着色剤、分散剤、難燃剤等の添加剤を、本発明の目的を損なわない範囲で配合してもよい。なお、本実施形態の加硫の方法は限定されず、加硫剤を添加する方法の他、加硫剤を添加せず電子線の照射により架橋する方法（電子線架橋）等を適用してもよい。

ここで、シリコーン変性ＥＰＤＭとは、ケイ素化合物のＳｉＨ基がＥＰＤＭの分子内にある多重結合部に反応（ハイドロシリレーション反応、ヒドロシリル化反応）し、ケイ素化合物を媒介とした分子間結合（シロキサン結合）が形成された付加反応物である。シリコーン変性ＥＰＤＭの作製時に、付加反応を促進させるための触媒や反応促進剤等を用いてもよいし、必要に応じてその他の添加剤を用いてもよい。

ＥＰＤＭは、エチレンとプロピレンとジエンとのランダム共重合体である。ジエンとしては、１，４－ヘキサジエン、３－メチル－１，４－ヘキサジエン、４－メチル－１，４－ヘキサジエン、５－メチル－１，４－ヘキサジエン、４，５－ジメチル－１，４－ヘキサジエン、７－メチル－１，６－オクタジエン等の鎖状非共役ジエン；メチルテトラヒドロインデン、５－エチリデン－２－ノルボルネン、５－メチレン－２－ノルボルネン、５－イソプロピリデン－２－ノルボルネン、５－ビニリデン－２－ノルボルネン、６－クロロメチル－５－イソプロペニル－２－ノルボルネン、ジシクロペンタジエン等の環状非共役ジエン；２，３－ジイソプロピリデン－５－ノルボルネン、２－エチリデン－３－イソプロピリデン－５－ノルボルネン、２－プロペニル－２，２－ノルボルナジエン等のトリエン等が挙げられる。

ケイ素化合物は、ケイ素原子に直結した水素原子、即ちＳｉＨ基を含有する化合物であればよく、その分子構造に特に制限はない。例えば、線状、環状、分岐状構造、或いは三次元網目状構造の樹脂状物等を用いてもよいし、１分子中に少なくとも２個、好ましくは３個以上のＳｉＨ基を含んでいる化合物を用いてもよい。

そのようなケイ素化合物としては、トリクロロシラン、メチルジクロロシラン、ジメチルクロロシラン等のハロゲン化シラン類；トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン、フェニルジメトキシシラン、ビス（メチルエチルケトキシメート）メチルシラン等のアルコキシシラン類；トリアセトキシシラン、メチルジアセトキシシラン等のアシロキシシラン類；トリス（アセトキシメート）シラン、ビス（ジメチルケトキシメート）メチルシラン、ビス（シクロヘキシルケトキシメート）メチルシラン等のケトキシメートシラン類等が挙げられる。

また、ケイ素化合物として、１分子中のケイ素原子数が、好ましくは２個から１０００個、特に好ましくは２個から３００個、最も好ましくは４個から２００個のオルガノハイドロジェンポリシロキサンを用いることもできる。そのようなオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、１，１，３，３－テトラメチルジシロキサン、１，３，５，７－テトラメチルテトラシクロシロキサン、１，３，５，７，８－ペンタメチルペンタシクロシロキサン等のシロキサンオリゴマー；分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、分子鎖両末端シラノール基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、分子鎖両末端シラノール基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体、シリコーンレジン等が挙げられる。

シリコーン変性ＥＰＤＭにおいて、ケイ素化合物は、ＥＰＤＭ１００重量部に対して、０．１重量部から１００重量部、好ましくは０．１重量部から７５重量部、より好ましくは０．１重量部から５０重量部、更に好ましくは０．２重量部から３０重量部、更により好ましくは０．２重量部から２０重量部、特に好ましくは０．５重量部から１０重量部、最も好ましくは０．５重量部から５重量部の割合で用いられている。上記範囲内の割合でケイ素化合物を用いると、耐圧縮永久歪性に優れると共に、架橋密度が適度で強度特性及び伸び特性に優れた発泡弾性体を形成することが可能な未加硫ゴム組成物を得ることができる。一方、０．１重量部未満の割合でケイ素化合物を用いると、適度な架橋密度を得ることができないので好ましくない。また、１００重量部を超える割合でケイ素化合物を用いると、コスト高になるので好ましくない。

未加硫ゴム組成物は、発泡弾性体を製造するための発泡剤を含んでいる。このような発泡剤としては、重炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウム等の無機発泡剤；Ｎ，Ｎ’－ジメチル－Ｎ，Ｎ’－ジニトロソテレフタルアミド、Ｎ，Ｎ’－ジニトロソペンタメチレンテトラミン等のニトロソ化合物；アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル、アゾシクロヘキシルニトリル、アゾジアミノベンゼン、バリウムアゾジカルボキシレート等のアゾ化合物；ベンゼンスルホニルヒドラジド、トルエンスルホニルヒドラジド、ｐ，ｐ’－オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）、ジフェニルスルホン－３，３’－ジスルホニルヒドラジド等のスルホニルヒドラジド化合物；カルシウムアジド、４，４－ジフェニルジスルホニルアジド、ｐ－トルエンスルホルニルアジド等のアジド化合物等が挙げられる。

本実施形態では、発泡剤の種別や配合量により発泡倍率や発泡弾性体の気泡の大きさ（平均セル径）等を調整する。発泡剤の配合量は、未加硫ゴム組成物の全量に対して２５重量％以下であればよい。このような割合で発泡剤を用いることで、発泡弾性体の比重を０．２０から０．９５とすることができ、発泡倍率を１．５倍から５．０倍とすることができる。また、発泡弾性体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１０μｍ以上のものを用いることが好ましい。

未加硫ゴム組成物は、必要に応じて発泡剤と共に発泡助剤を使用してもよい。発泡助剤は、発泡剤の分解温度の低下、分解促進、気泡の均一化等に作用する。このような発泡助剤としては、サリチル酸、フタル酸、ステアリン酸、シュウ酸等の有機酸、尿素又はその誘導体等が挙げられる。

未加硫ゴム組成物中の加硫剤としては、硫黄の他、過酸化物等が挙げられる。添加する加硫剤の種別により、作製される発泡弾性体に対して、様々な特性を付与することができる。

未加硫ゴム組成物は、加硫剤の働きを促進させる目的で、無機系の酸化亜鉛や酸化マグネシウム等、有機系のステアリン酸やアミン類等の加硫助剤が添加されてもよい。また、加硫時間の短縮等の目的で、チアゾール系を中心とした加硫促進剤が添加されてもよい。

未加硫ゴム組成物は、シリコーン変性ＥＰＤＭに対し、本発明の目的を損なわない範囲で他のゴム材質をブレンドしてもよい。このような他のゴム材質としては、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、エチレン・プロピレンランダム共重合体（ＥＰＲ）等のエチレン・α－オレフィン系共重合体ゴム；天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）等のイソプレン系ゴム；ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル－ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）等の共役ジエン系ゴムを挙げることができる。

例えば、シリコーン変性ＥＰＤＭに他のゴム材質としてＥＰＤＭをブレンドして未加硫ゴム組成物とする場合には、ブレンド成分（ＥＰＤＭ）の配合量は、未加硫ゴム組成物の全量に対して４０重量％以下であればよい。

シリコーン変性ＥＰＤＭは、市販されているものを用いてもよい。シリコーン変性ＥＰＤＭの市販品としては、例えば信越化学工業株式会社製のＳＥＰラバーを用いることができ、具体的には製品名ＳＥＰ－１４１１－Ｕ、ＳＥＰ－１７１１－Ｕ、ＳＥＰ－１４２１－Ｕ、ＳＥＰ－１４２１－Ｕ、ＳＥＰ－１４３１－Ｕ、ＳＥＰ－３６３－Ｕ、ＳＥＰＸ－７１９－Ｕ、ＳＥＰＸ－９１０－Ｕ等を挙げることができる。

上述した未加硫ゴム組成物を用いて作製された発泡弾性体からなる発泡弾性層２１Ａは、所定の押圧荷重における変形量（潰れ量、ニップ量）を確保して給紙搬送用ロール１に対して給紙搬送特性を付与することが可能な範囲のゴム強度（ＡｓｋｅｒＣ）や厚さを有していることが好ましい。例えば、１０°から５０°のゴム強度を有していればよい。また、２.０ｍｍ以上の厚さを有していればよい。

このような発泡弾性層２１Ａを設けることで、給紙搬送用ロール１について、過酷な給紙や搬送の条件下の使用にも耐え得る強度を有し、高耐久化を図ることができる。

一方、二層構造のロール材２０の外層２２である弾性層２２Ａは、給紙や搬送用のロール全般に用いられる公知のゴム材質を含む未加硫ゴム組成物を加硫して得られる加硫物からなるものである。そのようなゴム材質としては、ＥＰＤＭ、塩素化ポリエチレンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ポリウレタンゴム等が挙げられる。

ここで、弾性層２２Ａのゴム材質は、発泡弾性層２１Ａと弾性層２２Ａとが接合し易いゴム材質、即ち同種の又は互いに相溶し易いゴム材質を選択することが好ましい。同種のゴム材質を選択した場合には、発泡弾性層２１Ａと弾性層２２Ａとを接合するための、例えば接着剤等を用いる必要がなくなり、製造工程を簡略化してコストを下げることができる。従って、発泡弾性層２１Ａにはシリコーン変性ＥＰＤＭが含まれていることから、弾性層２２Ａのゴム材質としては、同種のＥＰＤＭを用いることが好ましい。

弾性層２２Ａは、発泡弾性層２１Ａの押圧荷重における変形を阻害することなく給紙搬送用ロール１に対して給紙搬送特性を付与することが可能な範囲のゴム強度（ＪＩＳＡ硬度）を有していればよく、例えば、１５°から６０°が好ましい。また、発泡弾性層２１Ａを保護して耐久性を維持することが可能な範囲の厚さを有していればよく、例えば、０．５ｍｍから２．０ｍｍが好ましい。更に、給紙搬送用ロール１に対して給紙搬送特性を低下させない範囲のロール表面を有していればよく、例えば、５０μｍから１４０μｍの表面粗さＲｚが好ましい。

（給紙搬送用ロールの製造方法）
次に、図３及び図４を参照して、図１及び図２に示した給紙搬送用ロール１の製造方法について説明するが、以下の製法は一例であって、これに限定されない。本実施形態では、弾性層２２Ａとなるチューブ部材の内径を規定した状態で予め成形した後、このチューブ部材を芯材１０の外側に配置すると共に、芯材１０の外周面に発泡弾性層２１Ａとなる発泡弾性体を製造するための未加硫ゴム組成物を設置し、これを加硫・発泡させて発泡弾性層２１Ａを形成して給紙搬送用ロール１を製造する場合について例示する。この製造方法によれば、発泡弾性層２１Ａ及び弾性層２２Ａが芯材１０を中心に同芯状に設けられた給紙搬送用ロール１を製造することができる。

なお、弾性層２２Ａとなるチューブ部材を芯材１０の外側に配置して、その間に発泡弾性層２１Ａとなる発泡弾性体を製造するための未加硫ゴム組成物を充填し、これを加硫・発泡させて発泡弾性層２１Ａを形成して給紙搬送用ロール１を製造してもよい。

図３は、本実施形態に係る給紙搬送用ロールの製造例を示す斜視図である。図３に示すように、弾性層２２Ａとなるチューブ部材２２Ｂを予め押し出し成形し、所定の径の径出し芯金１００に被覆し、熱処理により半加硫し、このチューブ部材２２Ｂを脱型する。

図４は、本実施形態に係る給紙搬送用ロールの製造例を示す軸方向の断面図である。図４に示すように、円筒状の第１の金型２００にその底面２０１を塞ぐ第２の金型２１０をセットし、第１の金型２００の内周面にチューブ部材２２Ｂをセットする。次いで、第１の金型２００の内方に、外周面に未発泡弾性層２１Ｂ（未加硫ゴム組成物）を巻いた芯材１０をセットし、第１の金型２００の上端部２０２を第３の金型２２０で塞ぎ、この状態で熱処理を行う。これにより、未発泡弾性層２１Ｂを加硫・発泡させて発泡弾性層２１Ａを形成すると共に、チューブ部材２２Ｂを完全に加硫して弾性層２２Ａを形成し、両者を一体成形する。

その後、第１の金型２００から第２の金型２１０及び第３の金型２２０を取外し、一体成形した成形品を脱型し、その成形品の弾性層２２Ａ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１（図１及び図２参照）を得る。

（給紙搬送用ロールの変形例）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の基本的構成は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明は、各種ＯＡ機器、印刷機、金融端末、自動改札機等の給紙や搬送に用いられる給紙搬送用ロールであるが、帯電ロール、現像ロール、転写ロール、加圧ロール等のＯＡ機器用ロールにも適用することができる。そのような場合には、二層構造のロール材の外層である弾性層に用いるゴム材質を、用途に応じて変更すればよい。なお、発泡弾性層及び弾性層のゴム材質を異なるものとするときは、発泡弾性層の外周面に接合層を形成し、この接合層を介して弾性層を設けることにより、両者を接合することが好ましい。接合の際には、給紙搬送用ロールの給紙搬送特性や耐久性に影響を及ぼさない接着剤等を選択すればよい。

本発明の給紙搬送用ロールは、二層構造のロール材の内層である発泡弾性層を芯材の外周面に直接設けずに、芯材の外周面に例えば薄肉のゴム状弾性層を設けて当該ゴム状弾性層を介して発泡弾性層を設けてもよい。このような薄肉のゴム状弾性層を設けることで、発泡弾性層と芯材との間のスリップを防止することができる。なお、芯材の外周面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芯材の外周面に塗布した後に、ゴム状弾性層を形成することが好ましい。

本発明の給紙搬送用ロールは、二層構造のロール材の内層である発泡弾性層を芯材の外周面に設けた後に、外層である弾性層を設けるようにしてもよい。また、給紙搬送特性や耐久性を低下させなければ、必要に応じて弾性層や発泡弾性層をそれぞれ２層以上設けてもよい。

本発明の給紙搬送用ロールは、必要に応じて二層構造のロール材の発泡弾性層及び弾性層に絶縁性又は導電性を付与してもよい。導電性を付与することにより、給紙搬送時の静電気の発生を防止することができる。導電性を付与する場合には、上述した弾性材料に、カーボンや金属等からなる導電性粒子やイオン導電剤を混合すればよい。なお、必要に応じて、１種又は２種以上の導電性粒子やイオン導電剤を混合して添加してもよい。

添加するカーボンの態様としては、発泡弾性層及び弾性層に導電性を付与することができれば特に限定されず、例えば、粉末状、繊維状、糸状、針状、棒状等が挙げられる。このようなカーボンとしては、カーボンブラック、炭素繊維、炭素原子クラスター等又はこれらの混合物等が挙げられる。炭素繊維としては、アクリル繊維系炭素繊維（ＰＡＮ）、ピッチ系炭素繊維（ＰＩＴＣＨ）、炭素繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）等又はこれらの混合物等が挙げられ、炭素原子クラスターとしては、カーボンナノチューブ等又はこれらの混合物等が挙げられる。

金属としては、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、リン（Ｐ）、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、金（Ａｕ）等又はこれらの合金若しくはこれらの酸化物を、粉末状、繊維状、糸状、針状、棒状等の態様に形成したものが挙げられる。或いは、上記金属を、シリカ等の無機フィラーにコーティングして添加してもよい。

イオン導電剤としては、有機塩類、無機塩類、金属錯体、イオン液体等が挙げられる。有機塩類としては、三フッ化酢酸ナトリウム等が挙げられ、無機塩類としては、過塩素酸リチウム等が挙げられる。また、金属錯体としては、ハロゲン化第二鉄－エチレングリコール等が挙げられ、具体的には、特許第３６５５３６４号公報に記載されたものを挙げることができる。一方、イオン液体は、室温で液体である溶融塩（常温溶融塩）であり、特に、融点が７０℃以下、好ましくは３０℃以下のものをいう。具体的には、特開２００３－２０２７２２号公報に記載されたものを挙げることができる。

以下、実施例を示して本発明を更に具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されない。

（実施例１）
実施例１では、図１及び図２に示した給紙搬送用ロール１を、図３及び図４に示した製造方法により作製した。まず、弾性層２２Ａとなるチューブ部材２２Ｂの未加硫ゴム組成物Ｃ_１を作製した。チューブ部材２２Ｂの未加硫ゴム組成物Ｃ_１には、ゴム材質として２種類のＥＰＤＭ１，２、加硫剤（沈降イオウ）の他、複数の添加剤が含まれている。ＥＰＤＭ１は製品名「ＪＳＲＥＰ－９８」（ＪＳＲ株式会社製）であり、ＥＰＤＭ２は製品名「三井ＥＰＴ－Ｘ－３０４２ＥＨ」（三井化学株式会社製）である。

次いで、図３に示すように、作製した未加硫ゴム組成物Ｃ_１を用いたチューブ部材２２Ｂを予め押し出し成形し、所定の径の径出し芯金１００に被覆し、熱処理により半加硫し、このチューブ部材２２Ｂを脱型した。

次いで、発泡弾性層２１Ａとなる未発泡弾性層２１Ｂの未加硫ゴム組成物Ｃ_２を作製した。未発泡弾性層２１Ｂの未加硫ゴム組成物Ｃ_２には、ゴム材質としてシリコーン変性ＥＰＤＭ、発泡剤、加硫剤（沈降イオウ）の他、複数の添加剤が含まれている。シリコーン変性ＥＰＤＭは製品名「ＳＥＰＸ－７１９－Ｕ」（信越化学工業株式会社製）であり、発泡剤は製品名「ビニホールＡＣ＃Ｒ」（永和化成工業株式会社製）である。未加硫ゴム組成物Ｃ_２の全量（１１１．４３重量部）に対して、シリコーン変性ＥＰＤＭは１００重量部（８９．７４重量％）、発泡剤は３重量部（２．６９重量％）、加硫剤は０．７２重量部（０．６５重量％）含まれている。

次いで、図４に示すように、円筒状の第１の金型２００にその底面２０１を塞ぐ第２の金型２１０をセットし、第１の金型２００の内周面にチューブ部材２２Ｂをセットした。次いで、第１の金型２００の内方に、未加硫ゴム組成物Ｃ_２からなる未発泡弾性層２１Ｂを外周面に巻いた芯材１０をセットし、第１の金型２００の上端部２０２を第３の金型２２０で塞ぎ、この状態で熱処理を行った。これにより、未発泡弾性層２１Ｂを加硫・発泡させて発泡弾性層２１Ａを形成すると共に、チューブ部材２２Ｂを完全に加硫して弾性層２２Ａを形成し、両者を一体成形した。

その後、第１の金型２００から第２の金型２１０及び第３の金型２２０を取外し、一体成形した成形品を脱型し、その成形品の弾性層２２Ａの外周面を研磨して表面粗さ、外径及び芯ぶれを調整して、図１及び図２に示した給紙搬送用ロール１を得た。得られた給紙搬送用ロール１の二層構造のロール材２０は、それぞれ外径φ１６．２ｍｍ、内径φ９．０ｍｍ及び幅１５．０ｍｍであった。また、弾性層２２Ａのゴム硬度は２５°であった。なお、弾性層２２Ａのゴム硬度はタイプＡデュロメーター試験機を用いて測定した。

（実施例２）
実施例２では、ゴム材質としてシリコーン変性ＥＰＤＭとＥＰＤＭを用い、異なるシリコーン変性ＥＰＤＭを用いたこと以外は実施例１と同様にして給紙搬送用ロール１を得た。シリコーン変性ＥＰＤＭは製品名「ＳＥＰＸ－９１０－Ｕ」（信越化学工業株式会社製）であり、ＥＰＤＭは製品名「三井ＥＰＴ－Ｘ－４０１０Ｍ」（三井化学株式会社製）である。未加硫ゴム組成物Ｃ_２の全量（１０８．４３重量部）に対して、シリコーン変性ＥＰＤＭは９０重量部（８３．００重量％）、ＥＰＤＭは１０重量部（９．２２重量％）、発泡剤は３重量部（２．７７重量％）、加硫剤は０．７２重量部（０．６６重量％）含まれている。

（実施例３）
実施例３では、ゴム材質として異なるシリコーン変性ＥＰＤＭを用いたこと以外は実施例１と同様にして給紙搬送用ロール１を得た。シリコーン変性ＥＰＤＭは製品名「ＳＥＰＸ－９１０－Ｕ」（信越化学工業株式会社製）である。未加硫ゴム組成物Ｃ_２の全量（１０８．４３重量部）に対して、シリコーン変性ＥＰＤＭは１００重量部（９２．２３重量％）、発泡剤は３重量部（２．７７重量％）、加硫剤は０．７２重量部（０．６６重量％）含まれている。

（実施例４）
実施例４では、ゴム材質として異なるシリコーン変性ＥＰＤＭを用いたこと以外は実施例１と同様にして給紙搬送用ロール１を得た。シリコーン変性ＥＰＤＭは製品名「ＳＥＰＸ－１４１１－Ｕ」（信越化学工業株式会社製）である。未加硫ゴム組成物Ｃ_２の全量（１１１．４３重量部）に対して、シリコーン変性ＥＰＤＭは１００重量部（８９．７４重量％）、発泡剤は３重量部（２．６９重量％）、加硫剤は０．７２重量部（０．６５重量％）含まれている。

（比較例１）
比較例１では、ゴム材質として２種類のＥＰＤＭ１，２を用いたこと以外は実施例１と同様にして給紙搬送用ロール１を得た。ＥＰＤＭ１は製品名「ＪＳＲＥＰ－９８Ａ」（ＪＳＲ株式会社製）であり、ＥＰＤＭ２は製品名「三井ＥＰＴ－Ｘ－３０４２ＥＨ」（三井化学株式会社製）である。未加硫ゴム組成物Ｃ_２の全量（２６７．８重量部）に対して、ＥＰＤＭ１は７３重量部（２７．３重量％）、ＥＰＤＭ２は１４３重量部（５３．４重量％）、発泡剤は６重量部（２．２重量％）、加硫剤は１．５重量部（０．６重量％）含まれている。

（比較例２）
比較例２では、ゴム材質としてＥＰＤＭ１を用いたこと以外は実施例１と同様にして給紙搬送用ロール１を得た。ＥＰＤＭ１は製品名「ＪＳＲＥＰ－９８Ａ」（ＪＳＲ株式会社製）である。未加硫ゴム組成物Ｃ_２の全量（２２８．９重量部）に対して、ＥＰＤＭ１は１８７重量部（８１．７重量％）、発泡剤は６重量部（２．６重量％）、加硫剤は１．６重量部（０．７重量％）含まれている。

（試験例１）
（加速耐久試験）
図５は、試験例１の試験方法を説明するための図である。図示するように、実施例１～４及び比較例１，２で得られた給紙搬送用ロール１を金属板３００上に載置して、金属板３００を給紙搬送用ロール１側に向かって荷重Ｆ_１（８００ｇｆ）をかけながら、Ｒ方向に回転速度２００ｒｐｍで、給紙搬送用ロール１の発泡弾性層２１Ａが破損するまで回転させた。そして、破損までの時間（破損時間）を計測して下記表１に示した。なお、試験例１では、回転時間の上限を６０分（３６００秒）とし、６０分間の回転で破損しなかったものについては破損時間を３６００秒とし、下記表１に示した。

（試験例２）
（潰れ量の測定）
図６は、試験例２の試験方法を説明するための図である。図示するように、実施例１～４及び比較例１，２で得られた給紙搬送用ロール１上に金属板４００を載せ、金属板４００を給紙搬送用ロール１側に向かって所定の荷重Ｆ_２（５０ｇ、１００ｇ、２００ｇ、５００ｇ、１０００ｇ）をかけ、その際の潰れ量（変位量）ｄを計測して、各荷重Ｆ_２に対する潰れ量ｄを下記表１に示した。

（試験例３）
（機械特性の測定）
実施例１～４及び比較例１，２で得られた給紙搬送用ロール１の発泡弾性層２１Ａの未加硫ゴム組成物Ｃ_２を用いて試験片を作製し、この試験片から各種機械特性を測定し、その結果を下記表２に示した。各種機械特性の測定は、「ＪＩＳＫ６２４９：２００３」に基づき行い、作製した試験片の熱処理の条件は、一次加硫時に１７０℃で２５分間とし、また、試験例３では二次加硫を行わなかった。ただし、圧縮永久歪を測定する際の熱処理条件は、１００℃で２２時間とした。なお、試験片のゴム硬度はタイプＡデュロメーター試験機を用いて測定した。

（考察）
実施例１～４の給紙搬送用ロール１は、二層構造のロール材２０の内層２１として、シリコーン変性ＥＰＤＭと発泡剤とを含む加硫可能な未加硫ゴム組成物Ｃ_２の発泡弾性体からなる発泡弾性層２１Ａを用いた。一方、比較例１，２の給紙搬送用ロール１は、二層構造のロール材２０の内層２１として、ＥＰＤＭと発泡剤とを含む加硫可能な未加硫ゴム組成物Ｃ_２の発泡弾性体からなる発泡弾性層２１Ａを用いた。その結果、表１に示した通り、実施例１～４と比較例１，２の破損時間を比較すると、実施例１～４は比較例１，２に対して耐久性が良好であった。また、実施例１～４と比較例１，２の各荷重Ｆ_２における潰れ量ｄは同程度であった。

一方、表２に示した通り、実施例１～４と比較例１，２の給紙搬送用ロール１の各種機械特性を比較すると、反発弾性は比較例１，２の方が優れていたが、引張強度、破断伸び、引裂強度や耐圧縮永久歪特性は実施例１～４の方が優れていた。特に、ゴム硬度が同程度（２５°、３５°）の実施例２，３と比較例１，２とをそれぞれ比較すると、破断伸びが大きくなり引張強度や引裂強度といった機械的強度が著しく向上していた。このように、破断伸びが大きくなり機械的強度が向上することで、実施例１～４の耐久性が向上したと考えられる。

なお、実施例１～４の給紙搬送用ロール１は、脱型時に欠けや割れといった破損が生じることはないが、比較例１，２の給紙搬送用ロール１は、脱型時に破損が生じていた。このことも、実施例１～４の破断伸びの増加及び機械的強度の向上により、耐久性が向上したことを示すと考えられる。

また、実施例２の給紙搬送用ロール１は、発泡弾性層２１Ａを構成する未加硫ゴム組成物Ｃ_２において、シリコーン変性ＥＰＤＭとＥＰＤＭとの配合比を９：１にしたものを用いたが、上述した通り、他の実施例１，３，４と遜色ない耐久性を有しているという結果となった。

従って、シリコーン変性ＥＰＤＭを含んだ未加硫ゴム組成物Ｃ_２又は所定の配合比でシリコーン変性ＥＰＤＭとＥＰＤＭとを含んだ未加硫ゴム組成物Ｃ_２を用いて給紙搬送用ロール１の発泡弾性層２１Ａを形成することにより、過酷な給紙や搬送の条件下の使用にも耐え得る強度を有し、高耐久化を図ることが可能な給紙搬送用ロール１が得られることが明らかとなった。

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機器において用いられるＯＡ機器用ロールの他、テレホンカード、プリペイドカード、キャッシュカード等のカード類、紙幣、切符等の紙類等に印刷を行う印刷機、現金自動預払機（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＴｅｌｌｅｒＭａｃｈｉｎｅ；ＡＴＭ）や現金自動支払機（ＣａｓｈＤｉｓｐｅｎｓｅｒ；ＣＤ）等の金融端末、自動改札機等といったカード類や紙類を送るロール全般に適用することができる。これらの中でも、給紙ロール、搬送ロール、帯電ロール、現像ロール、転写ロール、加圧ロール等のＯＡ機器用ロール、特に給紙や搬送に用いられる給紙搬送用ロールに用いて好適である。

１給紙搬送用ロール
１０芯材
２０二層構造のロール材
２１内層
２１Ａ発泡弾性層
２１Ｂ未発泡弾性層
２２外層
２２Ａ弾性層
２２Ｂチューブ部材
１００径出し芯金
２００第１の金型
２０１底面
２０２上端部
２１０第２の金型
２２０第３の金型
３００，４００金属板

Claims

芯材と、前記芯材の外周面に形成された内層と外層とからなる二層構造のロール材とを有する給紙搬送用ロールであって、
前記内層として前記芯材の外周面に形成される発泡弾性層と、前記外層として前記発泡弾性層の外周面に形成される弾性層とを有し、
前記発泡弾性層は、シリコーン変性ＥＰＤＭの発泡弾性体からなり、
前記弾性層がＥＰＤＭを含むことを特徴とする給紙搬送用ロール。