JPS63227362A - プラテンロ−ル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 童！上■剋里立国 本発明は、インパクトタイプのプリンターにおける印字
時の騒音を低減させかつ、軽量化させた低騒音プラテン
ロールに関するものである。

皿米皇侠術 インパクト印字方式のプリンターに用いられている従来
のプラテンロールは、第２図（ａ）に示したように、金
属シャフト１のまわりに、高硬度のゴム層２を同心状に
設けたもの或いは、第２図（ｂｌに示したように金属シ
ャフト１と金属製円筒３との一体ロールの外側に高硬度
のゴム層２を設けたものであり、これらのものが一般に
多用されている。

これら従来のプラテンロールの問題点として（１）印字
時の騒音が高く、作業者の保健上、又周辺の室内事務環
境上好ましくない （２）重量が大であり、駆動モーターの大型化が必要な
ため、機器のコンパクト化さらには電力節約などに対し
対応できない という問題があった。

このため金属シャフト又は金属シャフトに樹脂を被着し
たものを芯とし、これに同心的に固着されたゴム状弾性
体よりなる２層構造及び３層構造のプラテンロールが先
に提案されているが（特願昭６０−２７３３９０号、特
願昭６０−２７３３９１号、特願昭６０−２７３３９２
号）、これらの発明は、２　ｋｆｌｚ〜４　ｋＨｚに対
して可成りの効果を有し、低騒音化を達成することが出
来たが、８ｋＨｚの比較的高い高周波域においての低騒
音化には期待がもてなかった。また軽量化については先
に本発明者らが内層に樹脂を用いることを提案（特願昭
６ｌ−１３２６６９）　したが、さらにモーターの小型
化、機器のコンパクト化、省エネルギーの観点からみる
とまだ充分なものではなかった。

が　°　しようとする」　占 前述したように従来のプラテンロールは高周波域の低騒
音化に対し充分満足しうるちのではなく、また先の本発
明者らの提案は低騒音化は達成したものの軽量化におい
て充分ではなかった。

。　占を”するための 本発明者らは、インパクトタイプのプリンターにおいて
高周波域での低騒音化性能を充分に発揮し、かつ軽量で
あるプラテンロールにつき鋭意検討した結果、第１図（
ａ）　、　（ｂｌに示すように（１）外層４に高硬度の
ゴム、又はエラストマーからなるゴム組成物を使用し、
内層５に樹脂発泡体を用いロールを構成することにより
、充分な印字適性を維持し、高周波域での低騒音化と軽
量化を図ることが出来た。

（２）低騒音化には、内層５に比べ外層４の寄与の方が
大であり、その材料特性としては粘性項を表わすｔａｎ
δと、バネ環を表わすＥｓ（５％引張り弾性率）とが支
配的であり、最適な物性範囲があることを知見し、先に
提案した（特開昭６１−２４１４６２号公報）。即ち、
最適な物性範囲としては、ｔａｎδが０．１５〜０．３
０でありかつ５％伸張時の引張り弾性率が２００〜４５
０ｋｇ／−であった。

本発明者らはその後さらに鋭意研究を進めた結果、ｔａ
ｎδが０．１５〜０．５０かつ５％伸張時の引張り弾性
率が２０’　０〜５００ｋｇ／ｃｎｌの範囲であっても
低騒音化が達成されることを見出した。即ちプラテンロ
ールの発生騒音としては印字衝撃により直接的に発生す
る騒音と、衝撃によりプラテンロールが振動して発生す
る騒音とから構成され、前者の直接的騒音には低ｔａｎ
δでかつ低弾性率が効果的であり、後者の振動により発
生する騒音では高ｔａｎδでかつ低弾性率が望ましいこ
とが判った。さらに、高ｔａｎδとすることにより印字
衝撃により発生した振動がプリンター〇ケーシングに伝
達し、そこから発生するケーシングの固体音の低減にも
有効であり、総合的な低騒音化を達成しうる。

この研究結果より、ｔａｎδが０．１５以下では印字衝
撃に起因し、ロールの振動により発生する騒音が大きく
なり低騒音化が図れず、一方０．５以上では弾性率の温
度依存性が大きくかつゴム弾性体の衝撃時の挙動が硬く
なることで結果的に低騒音化が図れないことになる。

またＥｓの効果であるが振動の伝播速度は縦波で示され
、又横波の場合では ここでμはポアソン比、Ｅは弾性率（ここでは［！ｓが
相当）、ρは密度である。ポアソン比が小成いは変形量
が微小の場合はμは無視出来て速度は縦明らかなように
弾性率Ｅｓは小さい方が伝播速度が遅（なり、その間に
振動エネルギーの拡散等によって低騒音化が図れる。具
体的にはＥｓは５００ｋｇ／ｃｉ以下の低弾性率とする
ことにより目的が達成される。但し、Ｅｓが２００ｋｇ
／−以下となると印字品質がとくに高温域において悪化
し望ましくない。即ち５％伸張時の引張弾性率としては
２００〜５００ｋｇ／−が低騒音化、印字品質の保持の
観点から最適な物性範囲である。上記した二つの物性領
域は、同時に満されていなければならず、そのどちらか
でも満されていないと効果的な低騒音化を達成すること
は出来ない。

（３）外層は上記した騒音に深く関わっているとともに
、印字適性にも大きく影響する。特に硬度、弾性率及び
粘性項であるｔａｎδと相関し、硬度が９５（ＪＩＳ−
Ａ）以下で、ｔａｎδが０．５以上のような高粘性系で
はインパクトヘッドの打撃時、印刷用紙に孔があいたり
、彼れが生じてプラテンロールとしての機能を果さず、
また、硬度が１００以上でｔａｎδが０．１５以下の場
合は反撥が大となるため、印刷用紙とヘッドとの接触時
間が極めて短かくなり、例えば、Ｍ或いはＷ等のシャー
プな角のある文字では文字がかすれたり、文字の一部が
印刷されず不鮮明となり、印字適性に欠ける。

このように、印字適性の観点からは、硬度が９５〜１０
０の範囲にあり、又ｔａｎδは０．１５〜０．５０の範
囲にあることが必要である０弾性率では（２）項でも言
及したようにとくに高温域での印字適正を保持するため
には２００ｋｇ／ｃａ１以上が望ましい。

（４）　　内層５としては、軽量イ４を図るため熱可塑
性樹脂発泡体、或いは熱硬化性樹脂発泡体を用いるが、
当該プラテンロールは印刷時インパクトヘッドで連続的
に打撃されながら自らも回転しているのでこのような外
力に対し、曲がり、変形等を生じると騒音の発生源にな
るとともに印字適性も失なわれることになり、充分な剛
性を有していなければならない。これを満すためには内
Ｎ５として用いる樹脂発泡体は曲げ弾性率が１５．００
０〜３５．０００ｋｇ／−であることが必要である。

上記した検討結果に基づいて本発明をさらに詳細に説明
すると、ゴム組成物からなる外層４を構成する材料とし
ては、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、スチレン−ブタ
ジエン共重合ゴム、ポリクロロプレンゴム、エチレン−
プロピレン共重合ゴム、ポリブタジェンゴム（１，２−
ポリブタジエン樹脂を含む）、ポリウレタンゴム、ポリ
アクリレートゴム、ポリノルボルネンゴム、ポリブチル
ゴムよりなる群から選ばれる１種又は２種以上であるこ
とを特徴とするもの又は天然ゴム、ポリイソプレンゴム
、スチレンブタジェン共重合ゴム、ポリクロロプレンゴ
ム、エチレン−プロピレン共重合ゴム、ポリブタジェン
ゴムよりなる群から選ばれる１種又は２種以上と、分子
中に＋Ｃ−Ｎ　Ｈ−）−基を有する熱可塑性ポリマーの
短繊維がフェノールホルムアルデヒド系樹脂の初期重合
物を介してグラフトしている強化ゴムで熱可塑性ポリマ
ーの割合が全ゴム成分１００重量部に対して２〜３０重
量部であることを特徴とするものであって、ｔａｎδが
０．１５〜０．５０．　Ｅｓが２００〜５００ｋｇ／−
を満すものであれば良い。

また内Ｎ５を構成する材料としては、ＡＢＳ樹脂、ポリ
スチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂
、ポリアミド樹脂、ＡＳ樹脂、ノリル樹脂などの熱可塑
性樹脂発泡体、及びフェノール樹脂、エポキシ樹脂、硬
質ポリウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂発泡体などがあ
るが曲げ弾性率が１５，０００〜３５．０００ｋｓｒ／
　ｃｒＡであれば良く、これらの樹脂を単独或いはブレ
ンド系で発泡させて使用しても良い。

以上に説明した外層４を２〜５ｆｌの厚さとし、内層５
を１０〜２５ｍの厚さとし、金属シャフト上に同心円状
に一体的に形成することにより印字適性を維持しながら
プラテンロールの軽量化、低騒音化を図ることが可能に
なった。

次に、本発明を実施例に基いて詳細に説明するが、本発
明はこれらの実施例に、何ら制限されるものではない。

実施例１ 外層４を構成する材料として、エチレン・プロピレン共
重合体１００！量部、１．２−ポリブタジエン３０重量
部、カーボンブランク１００重量部からなるゴム組成物
であって、その物性は、５％伸張引張り弾性率３２Ｑ　
ｋｇ／ｃｇＪ、　ｔａｎδ０．１８１　。

硬度９８である。

一方、内層５を構成する材料としては、ＡＢＳ樹脂（新
日鉄化学製Ａ　Ｂ　Ｓ−３００）を用い、更に、発泡剤
を含有するＡＢＳ樹脂のマスターペレットを用いて発泡
させ直径１０龍の金属製シャフトを芯ｌとして前述の材
料をもって内層の厚さ１０龍。

外層の厚さ３ｍｍとして芯１と同心円状に一体成形した
プラテンロールを得た。

実施例２ 内Ｎ５の発泡樹脂としてポリスチレン発泡体（新日鉄化
学製Ｈ−４５の発泡グレード）を用いた以外は芯１及び
外層４を構成する材料等は実施例１と同様であるものを
用い、内層の厚さ１０ｎ。

外層の厚さ３１ｍとして芯１と同心円状に一体成形した
プラテンロールを得た。

実施例３ 外Ｎ４を構成する材料として天然ゴム４０重量部、スチ
レン・ブタジェン共重合体６０重量部、カーボンブラン
ク９０重量部からなるゴム組成物であってその物性は５
％伸張弾性率３１０　ｋｇ／ｃＩａ。

ｔａｎ　６０．２３２．硬度９８である。一方向層５を
構成する材料としては実施例１で用いたＡＢＳ樹脂発泡
体を用い、内層の厚さＬｏｗ、外層の厚さ３１ｍとして
芯１と同心円状に一体成形したプラテンロールを得た。

実施例４ 外層４を構成する材料として、天然ゴム５０重量部、ス
チレンブタジェン共重合体４０重量部、ＦＲＲ（組成は
下記に示す）１０重量部、カーボンブラック９０重量部
からなるゴム組成物であってその物性は５％伸張弾性率
３３　Ｑ　ｋｇ／ｃａ１，ｔａｎδ０．１８９　、硬度
９８である。

なお上記のＦＲＲの組成は、天然ゴム１００重量部に対
して、６−ナイロン（宇部興産■製１０３０　Ｂ　）５
０重量部、ノボラック型フェノールホルムアルデヒド初
期縮金物（昭和化成■製５５０ＰＬ）２．１４重量部を
混練し、グラフト反応させて得られた強化ゴムである。

製造法の詳細は先に提案した特願昭６１−７６３１３に
明記した。

内層５を構成する材料としては実施例１で用いたＡＢＳ
樹脂発泡体を用い、内層の厚さ１ＯＮ。

外層の厚さ３　ｍｍとして芯１と同心円状に一体成形し
たプラテンロールを得た。

実施例５ 外層４を構成する材料としてスチレン・ブタジェン共重
合体８０重量部、ＦＲＲ（実施例４で使用したもの）２
０重量部、カーボンブラック５０重量部からなるゴム組
成物であって、その物性は５％伸張弾性率４７０　ｋｇ
／　ｃｄ、　　ｔａｎ　６０．４６８．硬度９７である
。一方向層５を構成する材料としては実施例１で用いた
ＡＢＳ樹脂発泡体を用い、内層の厚さ１０＋ｎ、外層の
厚さ３１ｍとして芯１と同心円状に一体成形したプラテ
ンロールを得た。

比較例１ 内層（第２図（Ｃ））の樹脂としてＡＢＳ樹脂（新日鉄
化学製Ａ　Ｂ　Ｓ−３００）を用いたく非発泡）こと以
外、芯１及び外層４を構成する材料等を実施例１と同様
であるものを用い、内層の厚さ１０ｍ、外層の厚さ３龍
として芯ｌと同心円状に一体成形したプラテンロールを
得た。

比較例２ 内層６の樹脂としてＡＢＳ樹脂（新日鉄化学製Ａ　Ｂ　
Ｓ−３００）を用いた（非発泡）こと以外、芯１及び外
Ｎ４を構成する材料等を実施例３と同様であるものを用
い、内層の厚さ１０ｍ、外層の厚さ３Ｎとして芯１と同
心円状に一体成形したプラテンロールを得た。

比較例３ 内層６の樹脂としてＡＢＳ樹脂（新日鉄化学製Ａ　Ｂ　
Ｓ−３００）を用いた（発泡させていない）こと以外、
芯１及び外層４を構成する材料等を実施例４と同様であ
るものを用い、内層の厚さＪ　Ｏ鶴、外層の厚さ３鶴と
して８工と同心円状に一体成形したプラテンロールを得
た。

比較例４ 外層４を構成する材料としてスチレン、ブタジェン共重
合体１００重量部、カーボンブラック８０重量部からな
るゴム組成物であって、その物性は、５％伸張引張り弾
性率５２３　ｋｇ／　ｃｄ、　ｔａｎδ０．４６６、硬
度９７を用い、芯ｌ及び内層２を構成する材料等は、実
施例と同様であるものを用い、内層の厚さ１５１Ｔｍ、
外層の厚さ３１）として芯１と同心状に一体成型したプ
ラテンロールを得た。

比較例５ 第２図（ｂ）に示した様な両端に直径１０ｆｌの突出し
た金属製シャフト１を具備した内径２４＋＋ｎ、外径３
０ｍの中空円筒体のロールの外側に、厚さ３鶴の熱硬化
性ポリウレタンゴムの外Ｎ２を設けた。

その熱硬化性ポリウレタンゴムの物性は、５％伸張引張
り弾性率は８４２　ｋｇ／ｄ、ｔａｎδ０．１）４゜硬
度９８である。

以上の実施例１〜５及び比較例１〜５の詳細については
第１表に示した通りである。

以上に述べた実施例１〜５及び比較例１〜５のプラテン
ロールを用い、プリンター実機に装着してこれを７０ｃ
ｍのテーブル上に置き、その前方水平方向１００ｃｍの
位置にマイクロホンを置いて印刷用紙を介在させながら
騒音レベルの測定を実施した。その測定結果をオーバー
・オール値（以後０、Ａ値と略す）としまた、プラテン
ロールの重量についても第１表に示す、第１表に示した
結果より明らかなように、樹脂発泡体を用いた実施例１
〜５は比較例１〜３の無発泡樹脂を内層とするものに比
べて重量で６〜７％軽量化されている。

さらに騒音レベルをＯ，Ａ値でみると実施例１〜５は比
較例１〜３とほぼ同等であり比較例４より優れることが
判る。比較例４が低騒化に劣るのは外層ゴム特性（５％
伸張弾性率が大）によるものでこれは先の提案（特願昭
６ｌ−１３２６６９）の中で詳述した通りである。また
従来多用されている比較例５と比較すると、軽量化、低
騒音化の効果は顕著である。なお、騒音レベルの測定と
同時に目視による印字適性をＭ及びＷの角のある文字の
連打によって判定したが、この場合は実施例１〜５及び
比較例１〜５には差がなく良好であった。

光里二塾末 以上に詳述したように本発明におけるプラテンロールは
大きく軽量化が図れており、また低騒音化にも有効であ
り、しかも印字適性をｊ員なうことなく、省エネルギー
及びモーターの小型化による機器のコンパクト化が可能
であり、さらには騒音の作業環境を改善、向上に貢献し
うるちのである。

【図面の簡単な説明】

第１図ｆａ）は本発明に係わるプラテンロールの縦断面
図、第１図（ｂｌはそのシャフトに対して垂直な断面図
、第２図（ａ）、第２図（ｂｌは従来のプラテンロール
の縦断面図、第２図（Ｃ）は内層が無発泡の樹脂を用い
たプラテンロールの縦断面図である。 図中１・・・シャフト、２・・・ゴム層、３・・・金属
製円筒、４・・・外層、５・・・内層（発泡体）、６・
・・樹脂層（非発泡体）。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）シャフトを芯とし当該芯の周囲を同心状に緊着せ
   しめた樹脂発泡体で構成された内層と当該内層の周囲に
   更に芯と同心状に緊着せしめたゴム組成物で構成された
   外層との二層で構成されたプラテンロール。
2. （２）内層の樹脂発泡体が熱可塑性発泡体又は熱硬化性
   樹脂発泡体であることを特徴とする特許請求の範囲第（
   １）項記載のプラテンロール。
3. （３）内層の樹脂発泡体が曲げ弾性率１５，０００〜３
   ５，０００ｋｇ／ｃｍ＾２なる物性を有することを特徴
   とする特許請求の範囲第（１）項記載のプラテンロール
   。
4. （４）外層のゴム組成物が、 （ａ）エチレン−プロピレン共重合ゴム、ポリブタジエ
   ンゴム（１，２−ポリブタジエン樹脂を含む）ポリウレ
   タンゴム、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、スチレン−
   ブタジエン共重合ゴム、ポリクロロプレンゴム、ポリア
   クリレートゴム、ポリノルボルネンゴムよりなる群から
   選ばれる１種又は２種以上であること又は （ｂ）天然ゴム、ポリイソプレンゴム、スチレンブタジ
   エン共重合ゴム、ポリクロロプレンゴム、エチレン−プ
   ロピレン共重合ゴム、ポリブタジエンゴムよりなる群か
   ら選ばれる１種又は２種以上と、加硫可能なゴムに、分
   子中に▲数式、化学式、表等があります▼基 を有する熱可塑性ポリマーの短繊維がフェノールホルム
   アルデヒド系樹脂の初期重合物を介してグラフトしてい
   る強化ゴム組成物であってゴム組成物中の熱可塑性ポリ
   マーの短繊維の割合が全ゴム成分１００重量部に対して
   ２〜３０重量部であること を特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のプラテン
   ロール。
5. （５）外層のゴム組成物が５％の伸張の引張り弾性率が
   ２００〜５００ｋｇ／ｃｍ＾２であり、１００Ｈｚ、０
   ．３％歪におけるｔａｎδが０．１５〜０．５０である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のプラ
   テンロール。