JPH1120979A - 送りロールとその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プリンター、ファックス、コピー機で使用さ
れる紙送り機構等に有効な送りロールであって紙等の接
触部に従来のゴムと異なり射出成形可能な熱可塑性エラ
ストマーを使用し製造工程を合理化してコスト低下に寄
与することが目的である。 【構成】 構造体にガスアシスト成形による中空構造樹
脂製軸ロールを使用して軽量化と形状設計の自由度を確
保し、ロール部に高融点の熱可塑性ポリエステルエラス
トマーを使用することでゴム質部分のクリープを押さえ
る。 この基本構造にて要点は、熱可塑性エラストマー
部分の厚みを薄くすることやスパイク状の突起を構造部
に設けてエラストマーでのクリープ発生時の実害を最小
限に押さえることにある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、情報通信機械分野、オ
フィスマシン分野、プリンター分野、ファックス分野、
コピー機分野、等に関する。 特に、これらの分野で使
用される機械の紙送り機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】情報通信機械やオフィスマシンには印字
機構が付いているものが多く、これらには紙送り機構が
必要である。 従来、紙送り機構にはゴムロールが使用
されてきた。 構造部は金属または樹脂製であるが、紙
が触れる（紙を挟む）部分にはゴムが使われてきた。
紙送り機構は、ゴムロール同志またはゴムロールと金属
または樹脂ロールの組み合わせで紙を挟み、ゴムロール
表面が紙をグリップして送り出す機構である。ゴムは荷
重で生じた変形も荷重が取れれば元に復帰する能力が高
い。 多くのマシンで印字に使用される時間の比率は極
小さく、紙送り機構が動いてロールが廻っている時間は
止まっている時間より遥かに少ない。 即ち、ロールは
殆どの時間停止している。 ロールが相手ロールと接触
して圧力を受け変形している箇所は次に紙送り機構が動
くまでの長い時間変形したままである。 しかしゴムは
そのような変形も圧力が解放されるとすぐ元の形に戻る
ことができる。 長い停止の後で紙送り機構が再駆動し
てもゴムロールはガタガタすることなく円滑に紙を送り
出すことができる。

【０００３】しかし、このゴムロールの製造法は合理的
とは言えない。 金属製や樹脂製の軸ロール構造部を作
成し、一方で筒状のゴム部分を作成しこれを軸ロール構
造部にかぶせて組み立てる。 ゴムの成形、即ち高温で
の加硫は０．１ｍｍレベルの高い精度が出ないからやや
小さ目に作り軸に無理やりかぶせる方法を取る。 最近
ではこの組立作業は一部でロボット化されているようだ
が対象物の精度が悪いだけに完全無人作業とは行かない
やっかいな作業である。 また通常は、この工程で得ら
れたゴムロールを高速で回転させゴム部表面を研磨して
精度を得ている。要するにゴムロールは非常に性能は良
いものの、製造に手間とコストが掛かるのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ゴムに似た素材として
熱可塑性エラストマーがある。 ゴムは熱硬化性だが熱
可塑性エラストマーは熱可塑性であり成形に射出成形機
が使用でき量産性に優れ精度も良い。 しかしながら熱
可塑性物質は、荷重で変形したまま長時間放置されると
荷重解放後も元の形に戻らない性質、即ちクリープがあ
る。 その意味で停止時間の方が遥かに長い紙送り機構
用のロールには本来向かない。 それ故に紙送りロー
ル、またはそれに類似したロールに熱可塑性エラストマ
ーが実用的に使用されたと言う例は聞かない。しかしな
がら、現行の紙送りロールは旧態依然とした製造方法が
取られている。実用面で支障なく製造法も合理的で低コ
ストの送りロールが求められている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は図３に示すが、
樹脂製中空構造の軸ロール構造部（１）に熱可塑性エラ
ストマー製の筒状ゴム質部（２）が固着または融着して
なる一体品に於いて、熱可塑性エラストマーが主として
熱可塑性ポリエステルエラストマーであることを特徴と
する送りロールを提供するものである。ここで、筒状ゴ
ム質部（２）の実質的な厚みが１ｍｍ以下であること、
軸ロール構造部から出た多数の突起（４）が筒状ゴム質
部に入り込んでいるか軸ロール構造部から出た多数の突
起（４）が筒状ゴム質部を貫通していること、などがあ
れば更にその性能を向上することができる。また、これ
らの送りロールを製造するの当たって、軸ロール構造部
（１）をガスアシスト成形によって得、これを金型にイ
ンサートし、そこ後に熱可塑性エラストマーを射出して
筒状ゴム質部（２）を形成させる製造法をも提供するこ
とができる。

【０００６】詳細に述べる。まず材料について述べる。
軸ロール構造部（１）に使用する樹脂は熱可塑性樹脂
であり、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネ
ート樹脂、変性ＰＰＥ樹脂、ポリオキシメチレン樹脂、
ポリプロピレン樹脂、その他の広く使用されている樹
脂、およびこれらのアロイ樹脂やガラス繊維、フィラー
のコンパウンド樹脂が使用できる。また、使用する熱可
塑性ポリエステルエラストマーは、現在多くのメーカー
から販売されている熱可塑性ポリエステルエラストマー
がそのまま使用できるが、これらを主成分とする組成物
でもよい。 即ち、市販熱可塑性ポリエステルエラスト
マーに可塑剤、未加硫ゴム、顔料、染料、その他添加剤
などを含めたコンパウンドでもよい。販売されている熱
可塑性ポリエステルエラストマーは、ポリテトラメチレ
ンテレフタル酸エステル（ＰＢＴ）からなるハードセグ
メントとポリメチレングリコールからなるソフトセグメ
ントが交互に結合したブロックポリマーであり、これら
は好ましく使用できる。 特に、ソフトセグメントがポ
リテトラメチレングリコールの物でハードセグメントと
ソフトセグメントが交互に連結したマルチブロックポリ
マーがより好ましく使用できる。可塑剤の添加は成形条
件を広げる上で役立つが、クリープをし易くするので添
加したとしても少量の方が好ましい。未加硫ゴムの添加
は若干の加硫剤との併用添加で成形時の動的加硫を進め
クリープを押さえる効果がある。 しかし動的加硫は材
料管理に気を使い成形機に於いて特に安定運転を必要と
するので生産管理上容易ではない。 熱可塑性ポリエス
テルエラストマーは熱可塑性エラストマーとして最も融
点の高い物の一つであり、オフィス機器での紙送りロー
ルでの通常使用条件下ではクリープはそれほど大きくな
いからゴム系品の添加は必要条件ではない。その他添加
剤としては、離型を円滑にするためのシリコーン系の離
型促進剤などがあるがこれも少量である。

【０００７】次に製造方法等について述べる。熱可塑性
樹脂製中空構造の軸ロール部分をまず製造する。 軸ロ
ール構造部は中空であることが必要である。 理由は紙
に触れるロール部部分の比率を増やすことにある。 そ
れは軸太部分の比率を増やすことである。 単純に金属
や樹脂で作れば重量が増加する。 重量増加は機器の構
造負担を増やし消費電力を増加するので好ましくない。
まして樹脂製の太い棒状物をヒケなく成形するのは実
際上難しい。 幸い中空構造の太い軸物を効率よく製造
する方法がある。 ガスアシスト成形である。 本発明
はガスアシスト成形品に限定されるものではないが、こ
の成形法を使用すれば設計の自由度が高く金属製では組
立品となる歯車付き駆動軸も一挙に製造することができ
る。ガスアシスト成形はＡＧＩ法、シンプレス法、その
他が知られるが、どの方法でも使用できる。 要点は、
軸太部分の比率の多い軸ロールを曲がり（軸ブレ）少な
く製造すれば良い。 金型や冷却方法に工夫が要るが、
３００ｍｍ軸長で中央部の軸ブレが±０．１ｍｍ以下程
度であればかなり良い成形と言える。図１にＡＧＩ法で
射出成形した軸ロール構造部の一例を示した。 ここで
（１）はその本体であるが、（３）はこれを駆動する歯
車部分である。 歯車が必要な部品であればこれを含め
て一体成形するのが好ましい。

【０００８】次に、前記で得た軸ロール構造部を第２金
型にインサートする。 その概要模式図を図２に示し
た。 （１０）（１１）は型板であり、（１２）はラン
ナーストリッパー板、（１３）はピンゲート、（１４）
はランナーであって、熱可塑性ポリエステルエラストマ
ーがランナー経由で射出され、冷却固化のあと型板が開
けば筒上ゴム質部（２）が軸ロール構造部（１）に付着
した一体化品が得られる。金型から製品が解放されると
熱可塑性ポリエステルエラストマーは更に放冷されるの
で収縮し、筒状ゴム質部（２）は強く軸ロール部分
（１）に固着する。更に特徴を言えば、熱可塑性樹脂に
ポリカーボネート系樹脂、例えばポリカーボネート樹脂
やＡＢＳ／ポリカーボネートアロイ樹脂を使用すれば、
熱可塑性ポリエステルエラストマーと熱可塑性樹脂が融
着し剥がれ難くなる。

【０００９】図３は本発明による送りロールの一例であ
る。 （１）は軸ロール構造部、（２）は筒状ゴム質
部、（３）は歯車部である。 筒状ゴム質部に厚み、図
上の（ａ）、は１ｍｍ以下が好ましい。図４、５も本発
明の送りロールの一例であり、軸ロール構造部と筒状ゴ
ム質部の接触部分を拡大した図である。 図４では軸ロ
ール構造部（１）から外周方向に向かう多数の突起
（４）が出ていて筒状ゴム質部を貫通している。 スパ
イクタイヤのようになっており、たとえ熱可塑性ポリエ
ステルエラストマー部分が多少のクリープを起こしても
実害の無いようにしたものである。 図５は、貫通にま
では至らず、０．１〜０．５ｍｍの薄膜を残したもので
ある。 図４、５の構造の製品は熱可塑性ポリエステル
エラストマーと熱可塑性樹脂が融着した方が構造上好ま
しく、熱可塑性樹脂としてポリカーボネート系樹脂の使
用が適している。

【００１０】以下、本発明の具体的実施例について説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 ＜実施例１＞材料として以下を用意した。 フィラー入
りポリカーボネート／ＡＢＳアロイ樹脂として「マルチ
ロンＴＮ３８１３Ｂ（帝人化成社製）」を用意した。熱
可塑性ポリエステルエラストマーとして「ＰＩＢＦＬＥ
Ｘ３５Ｍ（エニケミ社製）」を用意した。 なお、「Ｐ
ＩＢＩＦＬＥＸ３５Ｍ」はＰＢＴのハードセグメントと
ポリテトラメチレングリコールのソフトセグメントが交
互に連結したマルチブロックポリマーであり、分子量が
１０００００〜１５００００、軟化点１７５℃、融点１
９２℃、ＪＩＳＡ硬度９３度のものである。前記のポリ
カーボネート／ＡＢＳ樹脂を材料とし、ＡＧＩ装置付き
射出成形機にて窒素ガス使用で図１に示す軸ロール構造
部を成形した。 軸長３００ｍｍ、５箇所のロール部分
の外径は１９ｍｍ、長さ２５ｍｍであり、その他の軸部
分の外径は１０ｍｍとした。 両端を軸受けで支えて回
転させ各ロール外周部分のブレを測定したところ全て±
０．１２ｍｍ以下であった。続いて、前記で得た成形品
を図２で示す第２の金型に挿入し、熱可塑性ポリエステ
ルエラストマーを射出し製品を得た。 ここで５箇所の
ロール部分の外径は２０ｍｍ、軸方向の長さは２２ｍ
ｍ、厚みは０．５ｍｍであった。 両端を軸受けで支え
て回転させ各ロール外周部分のブレを測定したところ全
て±０．１２ｍｍ以下であった。 第２金型のパーテイ
ングラインによる薄バリが生じたが僅かな物であり実用
上障害になるとは思えなかった。キャノン社製のレーザ
ービームプリンターの排紙機構の実用ロールの１本を取
り外して軸受け部分を改造し、前記で得た送りロールを
取り付けて９７年３月から６月の間の３カ月の間実用使
用した。 異音もなく全く問題なく使用できた。

【００１１】

【発明の効果】本発明は、ゴムロールと実用上遜色無い
送りロールを簡単な製造工程で安価に得る方法を提供で
きる。しかも製品は全て熱可塑性材料であるから、機器
の廃棄時の処理が容易であり環境問題にも対処し易い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 軸ロール構造部の概略図である。

【図２】 本発明による製品をインサート成形で得ると
きの模式図である。

【図３】 本発明による製品の一例である。

【図４】 本発明による製品の一例でありロール部分の
拡大概念図である。

【図５】 本発明による製品の一例でありロール部分の
拡大概念図である。

【符号の説明】

（１） 軸ロール構造部 （２） 筒状ゴム質部 （３） 歯車部 （４） 突起部分 （１０）可動側型板 （１１）固定側型板 （１２）ランナーストリッパー板 （１３）ピンゲート （１４）ランナー

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂製中空構造の軸ロール構造部（１）
   に熱可塑性エラストマー製の筒状ゴム質部（２）が固着
   または融着してなる一体品に於いて、熱可塑性エラスト
   マーが主として熱可塑性ポリエステルエラストマーであ
   ることを特徴とする送りロール。
2. 【請求項２】 筒状ゴム質部（２）の実質的な厚みが１
   ｍｍ以下であることを特徴とする請求範囲第１項で示し
   た送りロール。
3. 【請求項３】 軸ロール構造部から出た多数の突起
   （４）が筒状ゴム質部に入り込んでいることを特徴とす
   る請求範囲第１項で示した送りロール。
4. 【請求項４】 軸ロール構造部から出た多数の突起
   （４）が筒状ゴム質部を貫通していることを特徴とする
   請求範囲第１項で示した送りロール。
5. 【請求項５】 軸ロール構造部（１）をガスアシスト成
   形によって得て、これを金型にインサートし、そこ後に
   熱可塑性エラストマーを射出して筒状ゴム質部（２）を
   形成させることを特徴とする請求範囲第１、第２、第３
   及び、第４項で示した送りロールの製造法。