WO2021029281A1 - 搬送用ローラー及びその製造方法 - Google Patents

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WO2021029281A1
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resin
transport roller
body portion
shaft portion
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PCT/JP2020/029837
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基 森
大 阿久津
賀文 今津
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コニカミノルタ株式会社
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    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/14467—Joining articles or parts of a single article
    • B29C45/14491—Injecting material between coaxial articles, e.g. between a core and an outside sleeve for making a roll
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    • B65H3/52—Friction retainers acting on under or rear side of article being separated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C2045/145—Injecting material between coaxial articles, e.g. between a core and an outside sleeve for making a roll making rolls

Definitions

  • the present invention relates to a transport roller and a method for manufacturing the same, and more particularly to an inexpensive and highly accurate resin transport roller and a method for manufacturing the same, which does not require manual assembly of elastic members.
  • the paper transport roller used in laser beam printers and multifunction devices is a combination of an elastic body for gripping the paper, a roller for kicking the paper, a gear for transmitting rotational drive, and a shaft.
  • the number of parts is large and the assembly man-hours are high, which is a factor in increasing the cost.
  • FIG. 1 is a schematic view of a conventional transport roller having a metal shaft portion.
  • the metal transport roller 1 is composed of a metal shaft portion (also referred to as a shaft) 2, a kick-out roller portion 3, a tubular elastic body portion 4, and a gear portion 5.
  • a metal shaft portion also referred to as a shaft
  • a kick-out roller portion 3 a tubular elastic body portion 4
  • a gear portion 5 a gear portion 5.
  • an elastic body such as rubber is used in order to stably convey the paper in contact with the paper to be conveyed.
  • FIG. 2 is a schematic view of a transport roller having a resin shaft portion.
  • the resin transport roller 11 is composed of a resin shaft portion 12, a resin kick-out roller portion 13, a tubular elastic body portion 14, and a resin gear portion 15.
  • a resin shaft portion 12 a resin kick-out roller portion 13
  • a tubular elastic body portion 14 a resin gear portion 15.
  • the present invention has been made in view of the above problems and situations, and the problem to be solved thereof is to provide an inexpensive and highly accurate resin transport roller and a method for manufacturing the same, which does not require manual assembly of elastic body members. It is to be.
  • the present inventor has a transport roller for transporting the object to be transported, at least a resin shaft portion and an elastic body for transporting the object to be transported. Since the shaft portion and the elastic body portion are melt-bonded to each other, an inexpensive and highly accurate resin transport roller and a manufacturing method thereof can be obtained without the need for manual assembly of the elastic body member. I found that it was possible.
  • a transport roller that transports the object to be transported.
  • the transport roller is composed of at least a resin shaft portion and an elastic body portion that transports the object to be transported.
  • the absolute value of the difference between the solubility parameter values of the resin material contained in the shaft portion and the resin material containing the thermoplastic elastomer matrix material contained in the elastic body portion is 1.0 or less.
  • the resin portion constituting the shaft portion is in contact with both sides of the side surface portion of the elastic body portion, the height of the resin portion is within the range of 30 to 70% of the thickness of the elastic body portion, and
  • Item 2 The transport roller according to Item 5, wherein the rubber hardness of the elastic body portion is A80 ° or less.
  • the portion corresponding to the bearing portion of the shaft portion has a tubular sliding member, and the sliding member and the shaft portion have an insert-molded structure.
  • the transport roller according to any one of items up to item 7.
  • Items 2 to 4 are characterized in that the elastic body portion contains a thermoplastic elastomer containing polypropylene or polyethylene as a matrix material, and the shaft portion contains a thermoplastic resin containing polypropylene or polyethylene.
  • the transport roller according to any one of the above items or the eighth item.
  • thermoplastic elastomer contained in the elastic body portion is a styrene-based elastomer or an olefin-based elastomer.
  • a method for manufacturing a transport roller for transporting an object to be transported which is composed of at least a resin shaft portion and an elastic body portion for transporting the object to be transported.
  • a method for manufacturing a transport roller which comprises.
  • the resin portion constituting the shaft portion is formed by injection molding so as to be in contact with both sides of the side surface portion of the elastic body portion so that the height is within the range of 30 to 70% of the thickness of the elastic body portion.
  • a portion corresponding to the bearing portion of the shaft portion is formed of a tubular sliding member, the sliding member is set in a mold, and then molten resin is filled and transferred to the mold for solidification for the shaft portion.
  • the transport roller of the present invention is composed of a resin shaft portion and an elastic body portion that transports an object to be transported, and has a structure in which the shaft portion and the elastic body portion are insert-molded.
  • the elastic body portion contains a thermoplastic elastomer, and the value of the solubility parameter of the resin material used as the matrix material of the thermoplastic elastomer and the resin material used for the shaft portion is made extremely close to each other. It has been found that the elastic body portion and the shaft portion can be melt-bonded and integrated at the time of insert molding. in this way.
  • the shaft portion does not have a special position-regulating shape for preventing displacement around the elastic body portion.
  • An inexpensive and highly accurate resin transport roller and its manufacturing method which have structural advantages such as good condition and do not require the above-mentioned manual assembly of elastic body members due to integral molding. Can be provided.
  • FIG. 1 Schematic diagram of a transport roller with a conventional metal shaft
  • Schematic diagram of a transport roller having a resin shaft Schematic diagram showing a paper feed device in which a paper transport roller is arranged
  • Schematic diagram showing the outline of integral molding by insert molding of elastic body part and shaft part Schematic diagram of closing the mold and injecting molten thermoplastic resin from the injection molding means to mold the shaft
  • Schematic diagram of a transport roller in which the elastic body and shaft are integrally molded
  • Schematic diagram showing the flow of integral molding by insert molding of elastic body part, sliding member and shaft part Schematic diagram showing the flow of integral molding by insert molding of elastic body part, sliding member and shaft part
  • Schematic diagram illustrating a transport roller having a sliding member Schematic diagram showing a transport roller having a sliding member Enlarged view of the sliding member Schematic diagram illustrating the outline of the wear test Schematic diagram illustrating the wear depth of the wear test
  • the transport roller of the present invention is a transport roller that transports an object to be transported, and the transport roller is composed of at least a resin shaft portion and an elastic body portion that transports the object to be transported. It is characterized in that the portion and the elastic body portion are melt-bonded. This feature is a technical feature common to or corresponding to the following embodiments.
  • the elastic body portion contains a thermoplastic elastomer from the viewpoint of molding the elastic body portion by injection molding.
  • the absolute value of the difference between the solubility parameter values of the resin material contained in the shaft portion and the resin material contained in the elastic body portion, which is the matrix material of the thermoplastic elastomer, must be 1.0 or less.
  • the shaft portion and the shaft elastic body portion are melt-bonded and integrally molded, which is preferable.
  • the shaft portion does not have a shape for position regulation around the elastic body portion from the viewpoint of simplifying the structure of the shaft portion and the structure of the mold.
  • the resin portion constituting the shaft portion is in contact with both side surfaces of the elastic body portion, and the height of the resin portion is 30 to 30 to the thickness of the elastic body portion. It is preferable that the resin portion is within the range of 70% and has a structure in which the elastic body portion is held by shrinkage during molding. This is because one of the functions required of the transport roller is slidability (low friction, wear resistance), and polyacetal (POM: around SP value 11), which is generally good in slidability and inexpensive as a molding resin. , Or nylon (PA6, PA66: around SP value 13), etc., and in that case, since it is difficult to integrate the material by melt joining, the resin part is provided so as to be in contact with the side surface of the elastic body part. Therefore, it is preferable to use a method of holding the elastic body portion by the force of molding shrinkage of the resin portion.
  • the rubber hardness of the elastic body portion is A80 ° or less. This is because when the rubber hardness exceeds A80 ° when the vicinity of the end of the elastic body is deformed due to the shrinkage of the resin, the height of the resin portion needs to be 80% or more of the thickness of the elastic body. The nip (elastically deformed to grip the paper) as an elastic body is affected. On the other hand, the lower the rubber hardness, the less the deformation. Therefore, in order to hold the elastic body portion at the rubber hardness A40 ° and keep the degree of deformation below a predetermined range, the height of the resin portion is set to the thickness of the elastic body portion.
  • the rubber hardness of the elastic body portion is preferably A80 ° or less from the viewpoint of holding the elastic body portion and the effect of the nip.
  • the shaft portion contains polyacetal (POM) as another embodiment of the present invention from the viewpoint of the slidability.
  • POM polyacetal
  • the portion corresponding to the bearing portion of the shaft portion is made of a tubular sliding member, and the sliding member has a structure in which the sliding member and the shaft portion are insert-molded. It is preferable from the viewpoint of integrally molding the shaft portion.
  • the elastic body portion contains a thermoplastic elastomer containing polypropylene (PP) or polyethylene (PE) as a matrix material, and the shaft portion is polypropylene (PP) or polyethylene (PE). ) Is included in the preferred embodiment.
  • PP polypropylene
  • PE polyethylene
  • silicone rubber is usually used for the transport roller in such a high temperature portion, but when polypropylene (PP) or polyethylene (PE) is used for the matrix of the thermoplastic elastomer, toner adhesion can be suppressed, which is a preferred embodiment. Is.
  • thermoplastic elastomer contained in the elastic body portion is preferably a styrene-based elastomer or an olefin-based elastomer.
  • the sliding member contains polyacetal (POM) from the viewpoint of the slidability and cost.
  • the shaft portion contains a resin reinforcing agent from the viewpoint of suppressing deformation of the bearing portion and durability.
  • the method for manufacturing a transport roller of the present invention is a method for manufacturing a transport roller for transporting an object to be transported, which comprises at least a resin shaft portion and an elastic body portion for transporting the object to be transported. It is characterized by having an insert molding step of integrating the shaft portion and the elastic body portion by injection molding in which the elastic body portion is set in a mold, and the molten resin is filled and transferred to the mold to be solidified. To do.
  • the side surface of the elastic body portion is formed so that the height of the resin portion constituting the shaft portion is within the range of 30 to 70% of the thickness of the elastic body portion. It is characterized by having a step of molding by injection molding so as to be in contact with both sides of the portion, and then holding the elastic body portion by shrinkage during molding of the resin portion.
  • a portion corresponding to the bearing portion of the shaft portion is formed of a tubular sliding member, the sliding member is set in a mold, and then a molten resin is molded for the shaft portion. It is characterized by having an insert molding step of integrating the shaft portion and the sliding member by injection molding in which the mold is filled, transferred and solidified.
  • the transport roller of the present invention is a transport roller that transports an object to be transported, and the transport roller is composed of at least a resin shaft portion and an elastic body portion that transports the object to be transported. It is a technique common to the following first embodiment, second embodiment, and third embodiment, characterized in that the portion and the elastic body portion are melt-bonded.
  • the "elastic body” referred to in the present invention is a material having the property of rubber elasticity, which has a high elastic limit and a low elastic modulus (generally, Young's modulus is 50 MPa or less).
  • the “object to be transported” generally refers to a recording medium, and various media such as paper, resin plate, metal, cloth, and rubber can be used as the recording medium.
  • the paper include plain paper, paperboard, coated paper, resin-coated paper, and synthetic paper.
  • the “object to be transported” is not limited to the recording medium.
  • the basic paper feeding mechanism in devices such as laser beam printers and copiers is as introduced in Patent Document 1, for example. That is, as shown in the schematic view showing the paper feed device in which the paper transport roller is arranged in FIG. 3, the paper 52 is stacked and set in the paper feed cassette 50, and is taken out by the hopping roller 51. Further, after the hopping roller 51, lap feed prevention rollers 53 and 54, transport rollers 55 and 56 and the like are arranged. In FIG. 3, the stacking prevention roller 54 is operated by a drive shaft 57, and a friction rubber 58 is wound around the roller main body 61.
  • the transport roller of the present invention is used for the hopping roller 51, the stacking prevention rollers 53, 54, the transport roller 55, 56, etc., but is used in many laser beam printers, copiers, and the like. Transport rollers are used and are not limited to these.
  • the first embodiment of the transport roller of the present invention is a transport roller that transports an object to be transported, and the transport roller is at least a resin shaft portion and the object to be transported. It is characterized in that it is composed of an elastic body portion that conveys the above-mentioned material, and the elastic body portion is melt-bonded on the outer periphery of the shaft portion.
  • the elastic body portion according to the present invention is preferably a molded product obtained by molding a thermoplastic elastomer into a cylindrical shape (tube shape).
  • the absolute value of the difference between the solubility parameter values of the resin material contained in the shaft portion and the resin material contained in the elastic body portion used as the matrix material of the thermoplastic elastomer shall be 1.0 or less.
  • the shaft portion and the elastic body portion are melt-bonded and integrally molded (hereinafter, also referred to as integral molding).
  • thermoplastic elastomer used for the elastic body is a styrene elastomer, a chlorinated polyethylene elastomer, a vinyl chloride elastomer, an olefin elastomer, a urethane elastomer, an ester elastomer, an amide elastomer, an ionomer elastomer, or an ethylene / ethylene acrylate.
  • Elastomers selected from the group consisting of copolymerization-based elastomers and ethylene / vinyl acetate copolymer-based elastomers are preferable, and styrene-based elastomers and olefin-based elastomers are more preferable.
  • styrene-based elastomer examples include sbs (styrene-butadiene-styrene block copolymer), sis (styrene-isoprene-styrene block copolymer), sebs (styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer: hydride sbs), and seeds ( Styrene-ethylene-ethylene-propylene-styrene block copolymer), seps (styrene-ethylene-propylene-styrene block copolymer: hydride sis), hsbr (hydride styrene-butadiene random copolymer) and the like can be mentioned.
  • sbs styrene-butadiene-styrene block copolymer
  • sis styrene-isoprene-styrene block copolymer
  • thermoplastic elastomers examples include "Septon” (trade name, manufactured by Kuraray), “Tough Tech” (trade name, manufactured by Asahi Kasei Chemicals), and “Dynaron” (trade name, manufactured by JSR). be able to.
  • TPOs Thermoplastic Organic Elastomers
  • PP polypropylene
  • PE polyethylene
  • PE polyethylene
  • EPM ethylene-propylene rubber
  • the TPO is broadly divided into three types: a blend type of polyolefin and rubber components, their dynamic cross-linking type (TPV: Themoplastic Vulcanize), and a polymerization type (R-TPO: Reactor-TPO). Can be separated.
  • TPV Themoplastic Vulcanize
  • R-TPO Reactor-TPO
  • thermoplastic resin is blended in the range of 25 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the thermoplastic elastomer, and the thermoplastic elastomer is blended.
  • a composition that is dynamically vulcanized by sulfur vulcanization or resin vulcanization and dispersed in the thermoplastic resin is preferably used.
  • thermoplastic resin is used as the matrix material for the thermoplastic elastomer
  • thermoplastic resin used for the shaft portion is polyacetal (POM) or polypropylene (PP) from the viewpoint of slidability and abrasion resistance.
  • POM polyacetal
  • PP polypropylene
  • PE polyethylene
  • PC polycarbonate
  • ABS acrylonitrile-butadiene-styrene
  • the resin material used for the shaft portion and the resin material used as a matrix material for the thermoplastic elastomer contained in the elastic body portion is preferably 1.0 or less, and the resins are melted by heating and the resins are easily melt-bonded to achieve integral molding.
  • “Melting joint” generally means that heat or pressure or both are applied to the joints of two or more types of members, and if necessary, an appropriate filler metal is added to make the joints continuous. It refers to a joining method for forming a member, and in the present invention, it means that the resins are melted by heating or the like and come into contact with each other, so that the resins are mixed at the interface and integrally molded as one mixture.
  • integral molding refers to a state in which the members to be joined do not separate unless force is applied.
  • solubility parameter value (also referred to as “SP value”) of the resin material is calculated by the Bicerano method based on the regression equation obtained by statistically analyzing the correlation between the molecular structure and the physical property value of the polymer material. .. Specifically, in the software "Scigress Version 2.6" (manufactured by Fujitsu Limited) installed on a commercially available personal computer, the structure of each compound is substituted and the value calculated by the Bicerano method is adopted.
  • Table I shows the thermoplastic elastomer species (silicone rubber, fluorine-based rubber, ethylene propylene rubber (EPDM), natural rubber, olefin-type elastomer, styrene-based elastomer (SBR), and matrix grades) used for the elastic body portion according to the present invention.
  • the results of the degree of peeling of the shaft are shown.
  • the absolute value of the difference between the solubility parameter values of the resin material used for the shaft portion and the resin material used as the matrix material of the thermoplastic elastomer contained in the elastic body portion is within 1.0. It can be seen that sometimes the resin materials are melt-bonded to each other to enable integral molding.
  • the shaft portion does not have to have a special position-regulating shape for preventing displacement around the elastic body portion. It will have an advantage in mold design. For example. Advantages include the ability to accurately produce a molded product without the effects of mold release during molding, and the ease of designing the elastic body when obtaining a predetermined nip amount without interfering with the anti-displacement shape. Be done.
  • the toner used during printing (styrene acrylic and polyester are used and the melting point is around 100 ° C.) may adhere to the elastic body of the transport roller.
  • Table II shows the thermoplastic elastomer species (silicone rubber, fluororubber, ethylene propylene rubber (EPDM), natural rubber, olefin-type elastomer, styrene-based elastomer (SBR), and matrix grades) used for the elastic body portion according to the present invention.
  • the shaft portion contains a resin reinforcing agent in order to suppress deformation of the bearing portion and improve durability.
  • a fibrous filler such as polybenzazole fiber, carbon fiber, aramid fiber, metal fiber, glass fiber, ceramic fiber or polyparaphenylene terephthalamide fiber can be mixed in the thermoplastic resin forming the shaft portion.
  • the fibrous filler is more preferably at least one of carbon fibers and glass fibers.
  • the average diameter of the fibrous filler is preferably in the range of 0.2 to 10.0 ⁇ m, and the average aspect ratio is preferably in the range of 10 to 100.
  • the average length of the fibrous filler is preferably 100 ⁇ m or less because the shorter the average length, the less likely it is to affect the surface smoothness of the shaft portion. Further, if the average length of the fibrous filler is 10 ⁇ m or more, sufficient strength can be obtained.
  • the average aspect ratio of the fibrous filler is in the range of 10 to 100. If it is within this range, it is easily compatible with the resin, and it is considered that the reinforcing effect of the shaft portion is good.
  • fibrous filler examples include carbon fiber milled fiber (manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.), glass fiber T-289DE (manufactured by JEOL Ltd.), milled fiber (manufactured by Asahi Glass Fiber Co., Ltd.), and the like. Can be done.
  • composition for the elastic body portion and the shaft portion may contain various polymers and additives other than the thermoplastic elastomer and the thermoplastic resin as long as the object of the present invention is not impaired.
  • additives include antioxidants, heat-resistant stabilizers, weather-resistant stabilizers, light-resistant stabilizers, UV absorbers, antistatic agents, anti-aging agents, fatty acid metal salts, softeners, dispersants, nucleating agents, and lubricants. , Flame retardants, pigments, dyes, organic fillers.
  • Each component and other additives are injection-molded when a predetermined amount thereof is uniformly mixed using a Henschel mixer, V-blender, ribbon blender, tumbler blender, etc., and then processed into a normal pellet shape using an extruder. It can be used as a resin composition suitable for.
  • the method for manufacturing a transport roller of the present invention is a method for manufacturing a transport roller for transporting an object to be transported, which comprises at least a resin shaft portion and an elastic body portion for transporting the object to be transported.
  • the elastic body part does not need to be made of the same mold as the shaft part, and can be made of a rubber product as well as a thermoplastic elastomer, and the manufacturing method may be injection molding or cutting out of an extruded tube.
  • the elastic body portion is molded by the following method.
  • Known molding methods for obtaining a molded product include, for example, an injection molding method, an injection compression molding method, an extrusion molding method, a deformed extrusion method, a transfer molding method, a hollow molding method, a gas-assisted hollow molding method, and a blow molding method.
  • Extrusion blow molding, IMC (in-mold coating molding) molding method, rotary molding method, multi-layer molding method, two-color molding method, insert molding method, sandwich molding method, foam molding method, pressure molding method and the like can be mentioned.
  • the present invention is characterized in that the elastic body portion and the shaft portion are insert-molded by an injection molding method.
  • insert molding means that a molten thermoplastic resin is injected into a tube such as an elastic body portion or a sliding member described later that is inserted and set in a mold to form an elastic body portion or a sliding member.
  • a molding method that integrates the elastic body portion and the shaft portion that penetrates the sliding member.
  • FIG. 4 is a schematic view showing an outline of integral molding by insert molding of an elastic body portion and a shaft portion.
  • the elastic body portion 102 is set at a predetermined position on the open / close mold 101 by the member setting means 106.
  • thermoplastic resin molten resin 104
  • the injection molding means 103 is injected into the space forming the shaft portion to mold the shaft portion 105.
  • the one-sided mold 101 is removed to obtain a transport roller in which the elastic body portion 102 and the shaft portion 105 are integrally molded.
  • the transport roller of the present invention is characterized by having a structure in which the thermoplastic elastomer layer is integrated on the outer periphery of the roller shaft portion by insert molding.
  • FIG. 5 shows the case where the absolute value of the difference between the solubility parameter values of the resin material used for the shaft portion and the resin material used for the elastic body portion exceeds 1.0 and is melt-bonded, and within 1.0. It is a schematic diagram which shows the transport roller at the time of melt-joining in.
  • FIG. 5A is a schematic view showing a case where the absolute value of the difference between the solubility parameter values of the resin material used as the matrix material of the thermoplastic elastomer and the resin material used for the shaft portion exceeds 1.0. is there.
  • D of FIG. 5 and E of FIG. 5 are schematic views showing a conventional case in which a shape for preventing displacement to the periphery of an elastic roller is provided in response to such an idling defect.
  • a convex shape 107 made of resin is given to the shaft portion 105 around the elastic body roller 102 (see D in FIG. 5), or a concave shape in which resin is injected into the elastic body part is given to the elastic body part. (See E in FIG. 5).
  • the absolute value of the difference between the values of the solubility parameters of the resin material used for the shaft portion and the resin material used as the matrix material of the thermoplastic elastomer contained in the elastic body portion is 1.
  • the resin materials are integrally molded for fusion bonding, and even if molding shrinkage occurs when the thermoplastic resin of the shaft is cooled, the resin materials are fusion-bonded.
  • the shaft portion does not peel off from the elastic body portion, and idling failure can be suppressed (see G in FIG. 5 and H in FIG. 5).
  • FIG. 6 is a schematic view showing a specific flow of integral molding by insert molding of an elastic body portion, a sliding member described later, and a shaft portion.
  • a specific example of integrally molding the elastic body portion, the sliding member described later, and the shaft portion will be shown.
  • FIG. 6A is a step of setting an elastic body portion and a tube which is a sliding member at a necessary position during mold opening.
  • the tubular elastic body portion 102 and the tubular sliding member 152 for bearings are set in the mold opening mold 151.
  • the tube may be inserted into the mold by hand, but it is desirable to use a robot such as a take-out machine during mass production. Further, the tube may be set on either the fixed side or the movable side of the mold. You can judge the better one from the mold mechanism.
  • the mold holding of the tube can be carried out by light press-fitting the diameter of the tube, but it is also possible to incorporate a mechanism such as air suction or adhesion into the mold.
  • FIG. 6B is a step of molding the mold and injecting the thermoplastic resin for the shaft portion from the gate portion.
  • the mold opening mold 151 in which the tubular elastic body portion 102 and the tubular sliding member 152 for bearings are set is closed, and the molten resin 154 is injected from the injection molding means 153 to form the shaft portion. ..
  • the gate portion 155 prevents leakage of the molten resin.
  • FIG. 6C is a step of cooling the injected and filled resin in the mold and integrating the elastic body portion, the sliding member and the shaft portion.
  • FIG. 6D is a step of opening the mold 151 and taking out the insert molded product. It is preferable to project and take out by an ejector pin or the like as in normal injection molding. After taking it out, the gate is cut to separate the molded part from the runner or the like.
  • the transport roller of the present invention is obtained in which the elastic body portion 102, the sliding member 152 described later, and the shaft portion 105 are integrally molded by insert molding.
  • the resin portion constituting the shaft portion is in contact with both sides of the side surface portion of the elastic body portion, and the resin portion It is preferable that the height of the elastic body portion is within the range of 30 to 70% of the thickness of the elastic body portion, and that the resin portion has a structure in which the elastic body portion is held by shrinkage during molding.
  • FIG. 7 is a schematic view showing a method of providing a resin portion on the side surface of the elastic body portion and physically holding the elastic body portion by a force of molding shrinkage, and holding the elastic body portion on the side surface resin portion of the elastic body portion by molding shrinkage. It is a graph which shows the relationship between the deformation of an elastic body part.
  • a to C of FIG. 7 are schematic views showing a method of providing a resin portion on the side surface of the elastic body portion and physically holding the elastic body portion by the force of molding shrinkage.
  • a convex resin portion is provided on the shaft portion 105 on the side surface of the elastic body portion 105, and 0% (see A in FIG. 7) and 70% (see B in FIG. 7) with respect to the thickness of the elastic body portion. ) And 100% (see C in FIG. 7) and physically held.
  • FIG. 7 is a schematic view showing that the elastic body portion 102 is deformed by the resin portion on the side surface of the elastic body portion due to the molding shrinkage of the shaft portion 105.
  • the arrow indicates the direction of molding shrinkage.
  • FIG. 7E of FIG. 7 is a graph showing the relationship between the holding of the elastic body portion side resin portion by molding shrinkage and the deformation of the elastic body portion.
  • the horizontal axis indicates the ratio (%) of the height of the resin for the shaft portion in contact with the elastic body, and the vertical axis indicates the roundness indicating the degree of deformation of the elastic body. Due to the molding shrinkage of the resin for the shaft portion, the elastic body portion is deformed and the roundness is deteriorated. Therefore, it is necessary to adjust the shape within a certain degree of deformation (roundness).
  • “Roundness” measures the contours of the elastic body surface on the 2 or 3 equatorial planes that form 90 ° with each other using a commercially available roundness measuring device, and measures the contours of the elastic body surfaces in the radial direction from the respective minimum circumscribed circles to the elastic body surface. The maximum value of the distance can be calculated as the roundness.
  • the degree of deformation of the elastic body can achieve the target roundness change of 0.2 mm or less in the area below the black dotted line.
  • the rubber hardness is as low as A40 °, which does not deform. Further, in order to hold the elastic body portion and keep the roundness change within the target even at A40 °, which has a low rubber hardness, the height of the side resin needs to be 30% of the thickness of the elastic body portion. On the other hand, if the rubber hardness is A80 or higher, the height of the side resin needs to be 80% or more of the thickness of the elastic body part, and a nip (the elastic body part elastically deforms to grip the paper) is obtained. It becomes a problem because it cannot be transformed.
  • the rubber hardness of the elastic body portion is A80 ° or less, and in order to keep the change in roundness within the target and to obtain the effect of the nip of the elastic body, the elastic body
  • the height of the resin for the shaft portion in contact with the elastic body portion is preferably in the range of 30 to 70% with respect to the thickness of the elastic body portion.
  • the resin portion constituting the shaft portion is said to have a height within a range of 30 to 70% of the thickness of the elastic body portion. It is characterized by having a step of molding by injection molding so as to be in contact with both sides of a side surface portion of the elastic body portion, and then holding the elastic body portion by shrinkage during molding of the resin portion.
  • the elastic body portion is set in the mold according to the flow of integral molding by insert molding of the elastic body portion and the sliding member and the shaft portion shown in FIG. 6 (FIGS. 6A to 6D).
  • create a mold so that the resin portions constituting the shaft portion are in contact with both sides of the side surface portion of the elastic body portion at a predetermined height, inject the thermoplastic resin for the shaft portion, cool it, and then take out the insert molded product. Just do it.
  • the portion corresponding to the bearing portion of the shaft portion has a tubular sliding member, and the sliding member and the shaft portion. It is preferable that and have an insert-molded structure.
  • Plasticizing metal shafts include dimensional accuracy and rigidity.
  • Materials with good slidability are usually crystalline resins such as polyacetal (POM) and nylon (PA6, PA66), but their dimensional accuracy is not very good.
  • POM polyacetal
  • PA6, PA66 nylon
  • amorphous resin having good dimensional accuracy or a resin to which a resin reinforcing agent such as glass fiber is added to increase the rigidity is used, a problem occurs in slidability. Therefore, a material having good slidability may be used only for the sliding member.
  • FIG. 8 is a schematic view illustrating a transport roller having a sliding member.
  • FIG. 8A shows a paper feed unit 160 having four bearings. The part surrounded by the alternate long and short dash line is the bearing.
  • FIG. 8B shows a transport roller in which four sliding members 152 are insert-molded on the shaft portion 105.
  • FIG. 8C is an enlarged view of the sliding member 152, which is a cylindrical (tube-shaped) member.
  • the limit PV value is a limit value at which the sliding surface of the material is deformed or melted due to frictional heat generation.
  • FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an outline of the wear resistance test.
  • the sliding member it is preferable to select a material having better wear resistance than polypropylene (PP), which is preferable as the shaft resin, according to the wear test apparatus and procedure shown in FIGS. 9A and 9B.
  • PP polypropylene
  • a steel wire spring 202 is brought into point contact with various cylindrical resin materials 201, and the resin material is rotated while applying a pressure (about 140 MPa) equivalent to that of a paper ejection roller. After the test for a certain period of time, the wear depth of the resin (see FIG. 9B) is measured and converted into a wear volume.
  • Table III shows the results of wear resistance tests for various resins.
  • the test materials are polymethylmethacrylate (PMMA), tetrafluoroethylene (PTFE), high-impact (impact-resistant) polystyrene (HIPS), tetrafluoroethylene (PFA), polypropylene (PP), and polyphenylene sulfide (shown in Table III).
  • PPS polyetheretherketone
  • nylon PA66
  • the sliding member As the sliding member according to the present invention, polyacetal (POM), ultrahigh molecular weight polyethylene (PE), nylon (PA66), polyphenylene sulfide (PPS), which have better wear resistance than polypropylene (PP), Alternatively, it is preferable to use polyetheretherketone (PEEK). Among them, it is preferable that the sliding member contains polyacetal (POM) from the viewpoint of wear resistance and cost.
  • POM polyacetal
  • PE ultrahigh molecular weight polyethylene
  • PA66 nylon
  • PPS polyphenylene sulfide
  • PEEK polyetheretherketone
  • the sliding member contains polyacetal (POM) from the viewpoint of wear resistance and cost.
  • a portion corresponding to a bearing portion of the shaft portion is formed of a tubular sliding member, the sliding member is set in a mold, and then the sliding member is set in a mold. It is characterized by having an insert molding step of integrating the shaft portion and the sliding member by injection molding in which the molten resin is filled in a mold and solidified for the shaft portion.
  • the molding of the tube-shaped sliding member may be injection molding or cutting out of an extruded tube in the same manner as the molding of the tubular elastic body.
  • the present invention has been described above based on a preferred embodiment, the present invention is not limited to this, and other detailed configurations of each member constituting the transport roller, a mold, and injection molding are performed.
  • the detailed configuration of the device can also be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
  • the transport roller of the present invention does not require manual assembly of elastic members, and is an inexpensive and highly accurate resin transport roller. Therefore, paper is transported used in laser beam printers, multifunction devices, and the like. Suitable for use as a roller.

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Abstract

本発明の課題は、弾性体部材の手組みを必要とせず、安価で高精度な樹脂製の搬送用ローラー及びその製造方法を提供することである。　本発明の搬送用ローラーは、被搬送物を搬送する搬送用ローラーであって、前記搬送用ローラーが、少なくとも樹脂製の軸部と前記被搬送物を搬送する弾性体部で構成され、前記軸部と前記弾性体部が溶融接合されたことを特徴とする。

Description

搬送用ローラー及びその製造方法
　本発明は、搬送用ローラー及びその製造方法に関し、より詳しくは、弾性体部材の手組みを必要とせず、安価で高精度な樹脂製の搬送用ローラー及びその製造方法に関する。
　レーザービームプリンターや複合機等に用いられている紙の搬送用のローラーは、紙をグリップするための弾性体部と紙を蹴り出すころ部と回転駆動を伝えるギア部とシャフトとを組み合わせた構成となっており、部品点数が多く組立工数もかかりコスト増の要因になっている。
　図１は、従来の金属製の軸部を有する搬送用ローラーの模式図である。
　金属製の搬送用ローラー１は、金属製軸部（シャフトともいう。）２に、蹴り出しころ部３とチューブ状の弾性体部４とギア部５から構成されており、弾性体部４は、ＯＡ機器等の紙送り用ローラー部品において、例えば、被搬送物である紙等と接触して安定的に紙を搬送するため、ゴム等の弾性体を用いている。
　近年、上記搬送ローラーのコストダウンのために金属製シャフトに代わり、シャフトと蹴り出しころ部とギア部を同一の摺動樹脂材料で成形し、弾性体部を後から組み立てる方式が考えられている。
　図２は、樹脂製の軸部を有する搬送用ローラーの模式図である。
　樹脂製の搬送用ローラー１１は、樹脂製軸部１２に、樹脂製蹴り出しころ部１３とチューブ状の弾性体部１４及び樹脂製ギア部１５から構成されている。しかしながら、この方式では弾性体部の組立のときに、チューブ状の弾性体部を蹴り出しころ部上を通す必要があるため、弾性体部は伸張しなければならない。したがって、ゴム硬度が低く厚みも薄くする等の設計的な制約が発生する。さらに弾性体の伸張のため径寸法が出しづらくなることや、手作業（手組み）であるため組立工数がかかってしまうことなどの問題が発生している。
　このような弾性体部の組立てを削減する方法として、弾性体部に熱可塑性エラストマーを用いて、弾性体部を２色成形する方法が知られている（例えば、特許文献１～３参照。）。ここで、２色成形とは異なる２種の樹脂を１つの部品に成形する技術をいう。
　しかしながら、上記方法では、２色成形用の設備が必要になることや、２回成形するために金型機構が複雑になるなど生産性が悪いこと、軸部を形成する樹脂に弾性体との密着性を持たせるために、凹凸形状を付与させるため金型加工、成形が困難になる等問題点も多くあり、手作業による組立工程はなくなってもコストダウンにはつながらないという現状があった。
特開平９－２０２４８６号公報 特開２００１－３１２６５号公報 特開２００６－３１２２９３号公報
　本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、弾性体部材の手組みを必要とせず、安価で高精度な樹脂製の搬送用ローラー及びその製造方法を提供することである。
　本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討する過程において、被搬送物を搬送する搬送用ローラーが、少なくとも樹脂製の軸部と前記被搬送物を搬送する弾性体部で構成され、前記軸部と前記弾性体部とが溶融接合されたことで、弾性体部材の手組みを必要とせず、安価で高精度な樹脂製の搬送用ローラー及びその製造方法が得られることを見出した。
　すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
　１．被搬送物を搬送する搬送用ローラーであって、
　前記搬送用ローラーが、少なくとも樹脂製の軸部と前記被搬送物を搬送する弾性体部で構成され、
　前記軸部と前記弾性体部が溶融接合されたことを特徴とする搬送用ローラー。
　２．前記弾性体部が、熱可塑性エラストマーを含有することを特徴とする第１項に記載の搬送用ローラー。
　３．前記軸部が含有する樹脂材料と、前記弾性体部が含有する熱可塑性エラストマーのマトリックス材である樹脂材料との溶解度パラメータの値の差の絶対値が、１．０以内であることを特徴とする第１項又は第２項に記載の搬送用ローラー。
　４．前記軸部が、前記弾性体部の周辺に位置規制用の形状を持たないことを特徴とする第１項から第３項までのいずれか一項に記載の搬送用ローラー。
　５．前記軸部を構成する樹脂部が、前記弾性体部の側面部の両面に接しており、前記樹脂部の高さが前記弾性体部の厚さの３０～７０％の範囲内であり、かつ、前記樹脂部が成形時の収縮により前記弾性体部を保持している構造を有することを特徴とする第１項に記載の搬送用ローラー。
　６．前記弾性体部のゴム硬度が、Ａ８０°以下であることを特徴とする第５項に記載の搬送用ローラー。
　７．前記軸部が、ポリアセタールを含有することを特徴とする第５項又は第６項に記載の搬送用ローラー。
　８．前記軸部の軸受け部に相当する部分が、チューブ状の摺動部材を有しており、前記摺動部材と前記軸部とがインサート成形された構造を有することを特徴とする第１項から第７項までのいずれか一項に記載の搬送用ローラー。
　９．前記弾性体部がマトリックス材としてポリプロピレン又はポリエチレンを含む熱可塑性エラストマーを含有し、かつ、前記軸部がポリプロピレン又はポリエチレンを含む熱可塑性樹脂を含有することを特徴とする第２項から第４項までのいずれか一項、又は第８項に記載の搬送用ローラー。
　１０．前記弾性体部が含有する熱可塑性エラストマーが、スチレン系エラストマー又はオレフィン系エラストマーであることを特徴とする第２項から第９項までのいずれか一項に記載の搬送用ローラー。
　１１．前記摺動部材が、ポリアセタールを含有することを特徴とする第８項から第１０項までのいずれか一項に記載の搬送用ローラー。
　１２．前記軸部が、樹脂強化剤を含有することを特徴とする第８項から第１１項までのいずれか一項に記載の搬送用ローラー。
　１３．少なくとも樹脂製の軸部と被搬送物を搬送する弾性体部とで構成された、被搬送物を搬送する搬送用ローラーの製造方法であって、
　前記弾性体部を金型にセットし、次いで前記軸部用として溶融樹脂を金型に充填及び転写して固化させる射出成形によって、前記軸部と前記弾性体部とを一体化させるインサート成形工程を有することを特徴とする搬送用ローラーの製造方法。
　１４．前記軸部を構成する樹脂部を、高さが前記弾性体部の厚さの３０～７０％の範囲内となるように、前記弾性体部の側面部の両面に接するように射出成形によって成形し、次いで、前記樹脂部の成形時の収縮により前記弾性体部を保持させる工程を有することを特徴とする第１３項に記載の搬送用ローラーの製造方法。
　１５．前記軸部の軸受け部に相当する部分をチューブ状の摺動部材で形成し、前記摺動部材を金型にセットし、次いで前記軸部用として溶融樹脂を金型に充填及び転写して固化させる射出成形によって、前記軸部と前記摺動部材とを一体化させるインサート成形工程を有することを特徴とする第１３項又は第１４項に記載の搬送用ローラーの製造方法。
　本発明の上記手段により、弾性体部材の手組みを必要とせず、安価で高精度な樹脂製の搬送用ローラー及びその製造方法を提供することができる。
　本発明の効果は、以下のように説明される。
　本発明の搬送用ローラーは、樹脂製の軸部と被搬送物を搬送する弾性体部で構成され、前記軸部と前記弾性体部とがインサート成形された構造を有している。特に、前記弾性体部が、熱可塑性エラストマーを含有し、前記熱可塑性エラストマーのマトリックス材として用いられる樹脂材料と、前記軸部に用いる樹脂材料との溶解度パラメータの値を極めて近くすることで、前記弾性体部と前記軸部とがインサート成形時に溶融接合されて一体化することが可能となることを見いだした。このように。当該弾性体部と軸部とがインサート成形された構造を有することによって、例えば、前記軸部が、前記弾性体部の周辺にズレ防止のための特別な位置規制用の形状を有さなくてもよいなどの構造上の利点を有し、かつ、一体化成形のため、前述の弾性体部材の手組みを必要としないなど、安価で高精度な樹脂製の搬送用ローラー及びその製造方法を提供することができる。
従来の金属製の軸部を有する搬送用ローラーの模式図 樹脂製の軸部を有する搬送用ローラーの模式図 紙搬送ローラーを配置した給紙装置を示す模式図 弾性体部と軸部とのインサート成形による一体化成形の概略を示す模式図 金型を閉じて、射出成形手段から溶融された熱可塑性樹脂を注入して軸部を成形する模式図 弾性体部と軸部が一体化成形された搬送用ローラーの模式図 軸部に用いる樹脂材料と、弾性体部に用いられる樹脂材料との溶解度パラメータの値の差の絶対値が、１．０を超えて溶融接合された場合と、１．０以内で溶融接合された場合の搬送用ローラーを示す模式図 弾性体部、摺動部材と軸部とのインサート成形による一体化成形のフローを示す模式図 弾性体部、摺動部材と軸部とのインサート成形による一体化成形のフローを示す模式図 弾性体部、摺動部材と軸部とのインサート成形による一体化成形のフローを示す模式図 弾性体部、摺動部材と軸部とのインサート成形による一体化成形のフローを示す模式図 弾性体部側面に樹脂部を設けて、成形収縮の力にて弾性体部を物理的に保持する方法を示す模式図と、弾性体部側面樹脂部での成形収縮での保持と弾性体部の変形の関係を示すグラフ 摺動部材を有する搬送用ローラーを説明する模式図 摺動部材を有する搬送用ローラーを示す模式図 摺動部材の拡大図 摩耗試験の概要を説明する概略図 摩耗試験の摩耗深さを説明する模式図
　本発明の搬送用ローラーは、被搬送物を搬送する搬送用ローラーであって、前記搬送用ローラーが、少なくとも樹脂製の軸部と前記被搬送物を搬送する弾性体部で構成され、前記軸部と前記弾性体部が溶融接合されたことを特徴とする。この特徴は、下記実施形態に共通する又は対応する技術的特徴である。
　本発明の実施形態としては、本発明の効果発現の観点から、前記弾性体部が、熱可塑性エラストマーを含有することが、弾性体部を射出成形によって成形する観点から、好ましい。
　さらに、前記軸部が含有する樹脂材料と、前記弾性体部が含有する熱可塑性エラストマーのマトリックス材である樹脂材料との溶解度パラメータの値の差の絶対値が、１．０以内であることが、前記軸部と前記軸弾性体部が溶融接合され、一体化して成形される観点から、好ましい。
　また、前記軸部が前記弾性体部の周辺に位置規制用の形状を持たないことが、軸部の構造と金型の構造を簡素化できる観点から、好ましい。
　本発明の別の実施形態として、前記軸部を構成する樹脂部が、前記弾性体部の側面部の両面に接しており、前記樹脂部の高さが前記弾性体部の厚さの３０～７０％の範囲内であり、かつ、前記樹脂部が成形時の収縮により前記弾性体部を保持している構造を有することが、好ましい。これは、搬送ローラーに求められる機能の１つに摺動性（低摩擦、耐摩耗性）があり、成形樹脂としては一般的に摺動性が良く安価なポリアセタール（ＰＯＭ：ＳＰ値１１付近）、又はナイロン（ＰＡ６、ＰＡ６６：ＳＰ値１３付近）などを使う要求もあり、その際は、当該材料では溶融接合での一体化が難しいことから、弾性体部側面に樹脂部を接するように設けて、当該樹脂部の成形収縮の力にて弾性体部を保持する方法で対応することが、好ましい。
　その際、前記弾性体部のゴム硬度が、Ａ８０°以下であることが、好ましい。これは、樹脂の収縮によって弾性体部端部付近が変形するときに、ゴム硬度がＡ８０°を超えると、前記樹脂部の高さが前記弾性体部の厚さの８０％以上が必要となり、弾性体部としてのニップ（弾性変形して紙をグリップ）に影響が出る。
　一方、ゴム硬度が低いほど変形しないため、ゴム硬度Ａ４０°では前記弾性体部を保持し、変形度合いを所定の範囲以下にするには、前記樹脂部の高さを前記弾性体部の厚さの３０％程度にする必要はあるが、この範囲ではニップに影響が出ない。以上から、弾性体部のゴム硬度はＡ８０°以下であることが、弾性体部の保持とニップの効果の観点から好ましい範囲である。
　その場合前記軸部が、ポリアセタール（ＰＯＭ）を含有することが、前記摺動性の観点から、本発明の別の実施形態として好ましい。
　さらに、前記軸部の軸受け部に相当する部分が、チューブ状の摺動部材でできており、前記摺動部材と前記軸部とがインサート成形された構造を有することが、前記摺動部材と前記軸部を一体化成形する観点から、好ましい。
　本発明に係る前記弾性体部として、前記弾性体部がマトリックス材としてポリプロピレン（ＰＰ）又はポリエチレン（ＰＥ）を含む熱可塑性エラストマーを含有し、かつ、前記軸部がポリプロピレン（ＰＰ）又はポリエチレン（ＰＥ）を含む熱可塑性樹脂を含有することが、好ましい実施形態である。これは、印刷時に使われるトナー（スチレンアクリル樹脂とポリエステル系樹脂が使われ、融点が１００℃付近である。）がローラーの弾性体部に付着する不具合が発生することがある。通常そのように高温になる部分の搬送ローラーにはシリコーンゴムが使われるが、ポリプロピレン（ＰＰ）又はポリエチレン（ＰＥ）を熱可塑性エラストマーのマトリックスに使用すると、トナー付着が抑制できる観点から、好ましい実施形態である。
　その場合前記弾性体部が含有する熱可塑性エラストマーが、スチレン系エラストマー又はオレフィン系エラストマーであることが好ましい。また、前記摺動部材が、ポリアセタール（ＰＯＭ）を含有することが、前記摺動性とコストの観点から、好ましい。
　加えて前記軸部が、樹脂強化剤を含有することが、軸受け部の変形抑制、耐久性の観点から好ましい態様である。
　本発明の搬送用ローラーの製造方法は、少なくとも樹脂製の軸部と被搬送物を搬送する弾性体部とで構成された、被搬送物を搬送する搬送用ローラーの製造方法であって、前記弾性体部を金型にセットして、溶融樹脂を金型に充填及び転写して固化させる射出成形によって、前記軸部と前記弾性体部とを一体化させるインサート成形工程を有することを特徴とする。
　また、本発明の別の実施形態として、前記軸部を構成する樹脂部を、高さが前記弾性体部の厚さの３０～７０％の範囲内となるように、前記弾性体部の側面部の両面に接するように射出成形によって成形し、次いで、前記樹脂部の成形時の収縮により前記弾性体部を保持させる工程を有することを特徴とする。
　さらに、別の実施形態として、前記軸部の軸受け部に相当する部分をチューブ状の摺動部材で形成し、前記摺動部材を金型にセットし、次いで前記軸部用として溶融樹脂を金型に充填及び転写して固化させる射出成形によって、前記軸部と前記摺動部材とを一体化させるインサート成形工程を有することを特徴とする。
　以上の搬送用ローラーの製造方法により、弾性体部材の手組みを必要とせず、安価で高精度な樹脂製の搬送用ローラーを提供できる。
　以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「～」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
　≪本発明の搬送用ローラーの概要≫
　本発明の搬送用ローラーは、被搬送物を搬送する搬送用ローラーであって、前記搬送用ローラーが、少なくとも樹脂製の軸部と前記被搬送物を搬送する弾性体部で構成され、前記軸部と前記弾性体部が溶融接合されたことを特徴とし、以下の第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態に共通する技術である。
　本発明でいう「弾性体」とはゴム弾性の性質を持っている材料であり、弾性限界が高く、弾性率が低いものである（概ねヤング率が５０ＭＰａ以下）。
　ここで、「被搬送物を搬送する搬送用ローラー」の一般的な形態について説明する。
　「被搬送物」とは、一般には記録媒体をいい、記録媒体としては、紙、樹脂板、金属、布帛、ゴムなどの種々の媒体が用いられ得る。また、紙としては、普通紙、板紙、塗工紙、レジンコート紙、合成紙などを挙げることができる。なお、「被搬送物」は記録媒体に限定されるものではない。
　レーザービームプリンターや複写機等の装置における基本的な紙送機構は、例えば、特許文献１において、紹介されているとおりである。すなわち、図３の紙搬送ローラーを配置した給紙装置を示す模式図に示されるように、用紙５２が給紙カセット５０内に積まれてセットされ、ホッピングローラー５１により取り出される。また、ホッピングローラー５１の後には重ね送り防止ローラー５３、５４及び搬送用ロ-ラー５５、５６等が配置されている。なお、図３では、重ね送り防止ローラー５４は、駆動軸５７で作動し、ローラー本体６１には摩擦ゴム５８が巻かれている。
　本発明の搬送用ローラーは、上記ホッピングローラー５１、重ね送り防止ローラー５３、５４及び搬送用ロ-ラー５５、５６などに使用されるものであるが、レーザービームプリンターや複写機等には多数の搬送用ローラーが使用されており、これらに限定されるものではない。
〔１〕第１実施形態
　本発明の搬送用ローラーの第１実施形態は、被搬送物を搬送する搬送用ローラーであって、前記搬送用ローラーが、少なくとも樹脂製の軸部と前記被搬送物を搬送する弾性体部で構成され、前記軸部の外周上に前記弾性体部が溶融接合されたことが特徴である。
　本発明に係る弾性体部は、熱可塑性エラストマーを円筒形（チューブ状）に成形した成形物であることが好ましい。
　さらに、前記軸部が含有する樹脂材料と、前記弾性体部が含有する熱可塑性エラストマーのマトリックス材として用いられる樹脂材料との溶解度パラメータの値の差の絶対値が、１．０以内であることが、前記軸部と前記弾性体部とを溶融接合して一体化して成形する（以下、一体化成形ともいう。）観点から、好ましい。
　前記弾性体部に用いられる熱可塑性エラストマーは、スチレン系エラストマー、塩素化ポリエチレン系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、エステル系エラストマー、アミド系エラストマー、アイオノマーエラストマー、エチレン・エチレンアクリレート共重合体系エラストマー及びエチレン・酢酸ビニル共重合体系エラストマーからなる群より選ばれたエラストマーであることが好ましく、中でもスチレン系エラストマー及びオレフィン系エラストマーであることが、より好ましい。
　前記スチレン系エラストマーとしては、例えば、ｓｂｓ（スチレン－ブタジエン－スチレンブロックコポリマー）、ｓｉｓ（スチレン－イソプレン－スチレンブロックコポリマー）、ｓｅｂｓ（スチレン－エチレン－ブチレン－スチレンブロックコポリマー：水素化ｓｂｓ）、ｓｅｅｐｓ（スチレン－エチレン－エチレン－プロピレン－スチレンブロックコポリマー）、ｓｅｐｓ（スチレン－エチレン－プロピレン－スチレンブロックコポリマー：水素化ｓｉｓ）、ｈｓｂｒ（水素化スチレン－ブタジエンランダムコポリマー）等を挙げることができる。市販のスチレン系熱可塑性エラストマーとしては、例えば、「セプトン」（商品名、クラレ社製）、「タフテック」（商品名、旭化成ケミカルズ社製）、「ダイナロン」（商品名、ｊｓｒ社製）を挙げることができる。
　オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ：Ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ　Ｏｌｅｆｉｎｉｃ　Ｅｌａｓｔｏｍｅｒ）は、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレン（ＰＥ）等のポリオレフィンをハードセグメント（本発明でいうマトリックス材）とし、エチレン－プロピレンゴム（ＥＰＭ、ＥＰＤＭ）などのゴム成分をソフトセグメントとする熱可塑性エラストマーである。また前記ＴＰＯは、ポリオレフィンとゴム成分のブレンドタイプ、それらの動的架橋タイプ（ＴＰＶ：Ｔｈｅｍｏｐｌａｓｔｉｃ　Ｖｕｌｃａｎｉｚａｔｅｓとして区別して呼ぶこともある）、及び重合タイプ（Ｒ－ＴＰＯ：Ｒｅａｃｔｏｒ－ＴＰＯ）の３タイプに大別できる。
　市販品としては、例えば、三菱化学（株）のＴＰＯである「サーモラン（登録商標）」及び「ＴＲＥＸＰＲＥＮＥ（登録商標）」が挙げられる。
　前記熱可塑性エラストマーと前記マトリックス材としての熱可塑性樹脂とを配合する場合は、熱可塑性エラストマー１００質量部に対して、熱可塑性樹脂を２５～１００質量部の範囲で配合し、前記熱可塑性エラストマーを硫黄加硫又は樹脂加硫により動的加硫して前記熱可塑性樹脂中に分散させた組成物が好ましく用いられる。
　前述のとおり、前記熱可塑性エラストマーは、マトリックス材として上記熱可塑性樹脂を用いられ、当該軸部に用いる熱可塑性樹脂としては、摺動性、耐摩耗性の観点からポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、又はポリエチレン（ＰＥ）が好ましく、剛性面・寸法精度面ではポリカーボネート（ＰＣ）やアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）が好ましく例示される。
　ここで、前記軸部と前記弾性体部が溶融接合された構造を有するためには、前記軸部に用いる樹脂材料と、前記弾性体部が含有する熱可塑性エラストマーのマトリックス材として用いられる樹脂材料との溶解度パラメータの値の差の絶対値が、１．０以内であることが好ましく、加熱により樹脂が溶融し、樹脂同士が容易に溶融接合することで、一体化成形が達成される。
　「溶融接合」とは、一般的に２種以上の部材の接合部に、熱又は圧力もしくはその両者を加え、必要であれば適当な溶加材を加えて、接合部が連続性を持つ一体化された部材とする接合方法をいい、本発明では、樹脂同士が加熱等により溶融し、かつ接することでその界面で樹脂の混合が起こり、一つの混合物として一体化成形されることをいう。
　また、「一体化成形」とは、接合している部材が、力を加えない限り分離しない状態をいう。
　ここで、樹脂材料の溶解度パラメータ値（「ＳＰ値」ともいう。）は、分子構造と高分子材料の物性値との相関を統計的に解析して得られる回帰式に基づくＢｉｃｅｒａｎｏ法によって算出する。具体的には、市販のパーソナルコンピュータにインストールしたソフトウェア「Ｓｃｉｇｒｅｓｓ　Ｖｅｒｓｉｏｎ　２．６」（富士通社製）において、それぞれの化合物の構造を代入し、Ｂｉｃｅｒａｎｏ法によって算出される値を採用する。
　表Ｉに、本発明に係る前記弾性体部に用いる熱可塑性エラストマー種（シリコーンゴム、フッ素系ゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、天然ゴム、オレフィン形エラストマー、スチレン系エラストマー（ＳＢＲ）及びマトリックス材種（ポリプロピレン、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂）と、前記軸部に用いる熱可塑性樹脂種（ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリアセタール）とのそれぞれの溶解度パラメータ値と、成形部品にしたときの弾性体部と軸部の剥離程度（剥離不可、簡単に剥離する、又は接合していないとの評価）の結果を示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表Ｉから、前記軸部に用いる樹脂材料と、前記弾性体部が含有する熱可塑性エラストマーのマトリックス材として用いられる樹脂材料との溶解度パラメータの値の差の絶対値が、１．０以内であるときに、樹脂材料同士が溶融接合して、一体化成形が可能になることが分かる。
　したがって、前記軸部に用いる樹脂材料と、前記弾性体部が含有する熱可塑性エラストマーのマトリックス材として用いられる樹脂材料との組み合わせを最適化することで、一体化成形が可能となり、しかも当該軸部と当該弾性体部とが溶融接合されたことによって、前記軸部が、前記弾性体部の周辺にズレ防止のための特別な位置規制用の形状を有さなくてもよいなどの構造上及び金型設計上の利点を有することになる。例えば。成形時の離型の影響などなく成形物を精度良く作れることや、ズレ防止形状が干渉することなく、所定のニップ量を得るときの弾性体部の設計が容易になるなど、の利点が挙げられる。
　また、印刷時には使われるトナー（スチレンアクリルとポリエステル系が使われ、融点が１００℃付近。）が搬送用ローラーの弾性体部に付着する不具合が発生することがある。
　表IIに、本発明に係る前記弾性体部に用いる熱可塑性エラストマー種（シリコーンゴム、フッ素系ゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、天然ゴム、オレフィン形エラストマー、スチレン系エラストマー（ＳＢＲ）及びマトリックス材種（ポリプロピレン、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂）の組み合わせを下記表IIに記載のように変化させ、かつ、搬送時の温度を８０～１００℃に変化させたときの弾性体部へのトナー付着程度を評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表IIから、搬送時の温度を８０～１００℃に変化させたときの弾性体部へのトナー付着を目視で評価したところ、オレフィン系エラストマー又はスチレン系エラストマーとマトリックス材としてポリプロピレン（ＰＰ）を用いた熱可塑性エラストマーを弾性体部に用いれば、各温度についてトナー付着が抑制できるとの実験結果が得られた。したがって、熱可塑性エラストマーのマトリックス材としてはポリプロピレン（ＰＰ）が優れていることが分かる。
　一方、前記軸部は、軸受け部の変形抑制、耐久性向上のために樹脂強化剤を含有することも好ましい。例えば、前記軸部を形成する熱可塑性樹脂中に、ポリベンザゾール繊維、カーボン繊維、アラミド繊維、金属繊維、ガラス繊維、セラミック繊維又はポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維などの繊維状フィラーを混合することが好ましい。中でも、当該繊維状のフィラーとしては、カーボン繊維又はガラス繊維のうちの少なくとも一方であることがより好ましい。
　前記繊維状フィラーの平均径は、０．２～１０．０μｍの範囲内であり、かつ平均アスペクト比が１０～１００の範囲内であることが好ましい。繊維状のフィラーの平均径は、小さい方が軸部の表面平滑性に影響を与えにくいため、１０μｍ以下が望ましい。また、０．２μｍ以上であれば十分な強度を得ることができる。
　また、繊維状のフィラーの平均長さも、短い方が軸部の表面平滑性に影響を与えにくいため１００μｍ以下が望ましい。また、繊維状の充填剤の平均長さは、１０μｍ以上であれば十分な強度を得ることができる。
　さらに、繊維状のフィラーの平均アスペクト比が１０～１００の範囲内であることが好ましい。この範囲内であると樹脂と相溶しやすく、軸部の補強効果が良好であると考えられる。
　具体的な繊維状のフィラーとしては、例えば、炭素繊維ミルドファイバー（三菱ケミカル株式会社製）、ガラス繊維Ｔ－２８９ＤＥ（日本電子硝子社製）、ミルドファイバー（旭グラスファイバー社製）等を挙げることができる。
　さらに、前記弾性体部及び軸部用組成物は、本発明の目的を損なわない範囲内で、熱可塑性エラストマーや熱可塑性樹脂以外の各種の重合体や添加剤を含有してもよい。添加剤の具体例としては、酸化防止剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、耐光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、老化防止剤、脂肪酸金属塩、軟化剤、分散剤、核剤、滑剤、難燃剤、顔料、染料、有機充填剤が挙げられる。
　各成分及びその他の添加剤は、その所定量を、ヘンシェルミキサー、Ｖ－ブレンダー、リボンブレンダーあるいはタンブラーブレンダー等を用いて均一に混合し、次いで押出機を用いて通常ペレット状に加工すると、射出成形に適した樹脂組成物として利用することができる。
　本発明の搬送用ローラーの製造方法は、少なくとも樹脂製の軸部と被搬送物を搬送する弾性体部とで構成された、被搬送物を搬送する搬送用ローラーの製造方法であって、前記弾性体部を金型にセットし、次いで前記軸部用として溶融樹脂を金型に充填及び転写して固化させる射出成形によって、前記軸部と前記弾性体部とを一体化させるインサート成形工程を有することを特徴とする。
　前記弾性体部は、軸部と同一金型で作る必要はなく、熱可塑性エラストマーはもちろん、ゴム製品でも可能であり、その製法も射出成形や押出加工チューブの切り出しでもよい。例えば、弾性体部が以下の方法によって成形されることが好ましい。
　１）熱可塑性エラストマー及びマトリックス材を用いて、円筒状（チューブ状）成形物を押出成形する。
　２）得られた円筒状成形物を寸法調整のために研摩し、目的とするローラーの長さに切断後、洗浄する。
　３）切断された円筒状成形物を軸部とのインサート成形による一体化成形のために金型にセットする。
　成形物を得るための公知の成形法としては、例えば、射出成形法、射出圧縮成形法、押出成形法、異形押出法、トランスファー成形法、中空成形法、ガスアシスト中空成形法、ブロー成形法、押出ブロー成形、ＩＭＣ（インモールドコ－ティング成形）成形法、回転成形法、多層成形法、２色成形法、インサート成形法、サンドイッチ成形法、発泡成形法、加圧成形法等が挙げられるが、本発明では、前記弾性体部と前記軸部とを射出成形法を用いて、インサート成形することを特徴とする。
　本発明において「インサート成形」とは、金型内に挿入、セットした弾性体部や後述する摺動部材などのチューブに、溶融した熱可塑性樹脂を注入して、弾性体部や摺動部材と当該弾性体部や摺動部材を貫通する軸部とを、一体化する成形方法をいう。
　図４は、弾性体部と軸部とのインサート成形による一体化成形の概略を示す模式図である。
　図４Ａにおいて、開閉型の金型１０１に部材セット手段１０６によって、弾性体部１０２を所定の位置にセットする。
　図４Ｂにおいて、金型１０１を閉じて、射出成形手段１０３から溶融された熱可塑性樹脂（溶融樹脂１０４）を軸部を形成する空間に注入して、軸部１０５を成形する。
　図４Ｃにおいて、一面金型１０１をはずし、弾性体部１０２と軸部１０５が一体化成形された搬送用ローラーを得る。
　上記のように、本発明の搬送用ローラーは、熱可塑性エラストマー層がローラー軸部の外周にインサート成形により一体化されている構造を有することを特徴とする。
　図５は、軸部に用いる樹脂材料と、弾性体部に用いられる樹脂材料との溶解度パラメータの値の差の絶対値が、１．０を超えて溶融接合された場合と、１．０以内で溶融接合された場合の搬送用ローラーを示す模式図である。
　図５のＡは、前記熱可塑性エラストマーのマトリックス材として用いられる樹脂材料と、前記軸部に用いる樹脂材料との溶解度パラメータの値の差の絶対値が１．０を超える場合を示す模式図である。
　この場合は、樹脂の充填時には、弾性体部１０２と軸部１０５は密着しているが（図５のＢ参照）、軸部の熱可塑性樹脂が冷却されると成形収縮により、弾性体部から剥がれ、空回り不良などが発生する（図５のＣ参照）。冷却時の軸部１０５に付与した矢印は成形収縮の方向を表す。
　図５のＤ及び図５のＥは、このような空回り不良に対して、弾性体ローラー周辺へのずれ防止形状を付与した従来のケースを示す模式図である。
　例えば、弾性体ローラー１０２周辺に軸部１０５に樹脂製の凸形状１０７を付与したり（図５のＤ参照）、弾性体部内部に樹脂が注入される凹形状を弾性体部に付与したりする（図５のＥ参照）必要がある。
　それに対し、図５のＦは、前記軸部に用いる樹脂材料と、前記弾性体部が含有する熱可塑性エラストマーのマトリックス材として用いられる樹脂材料との溶解度パラメータの値の差の絶対値が、１．０以内である場合であり、前記樹脂材料同士が溶融接合するために一体化成形し、軸部の熱可塑性樹脂が冷却されるときの成形収縮が生じたとしても溶融接合しているために、軸部が弾性体部から剥がれることがなく、空回り不良を抑制することができる（図５のＧ及び図５のＨ参照）。
　図６は、弾性体部、後述する摺動部材と、軸部とのインサート成形による一体化成形の具体的なフローを示す模式図である。なお、ここでは、弾性体部と後述する摺動部材と、軸部とを一体化成形する具体例を示す。
　図６Ａは、金型の型開き中に必要な箇所に弾性体部及び摺動部材であるチューブをセットする工程である。
　図中、型開きの金型１５１にチューブ状の弾性体部１０２及び軸受け用のチューブ状の摺動部材１５２をセットする。
　チューブの金型組み込みは手で金型に挿入しもよいが、量産時は取出し機などのロボット等を用いて実施するのが望ましい。また、チューブのセットは金型の固定側又は可動側のどちらでも構わない。金型機構などから良い方を判断すればよい。チューブの金型保持はチューブの径部の軽圧入で実施することができるが、エア吸引や粘着などの機構を金型に盛り込むことでも可能である。
　図６Ｂは、金型を型締めして軸部用熱可塑性樹脂をゲート部より注入する工程である。
　図中、チューブ状の弾性体部１０２及び軸受け用のチューブ状の摺動部材１５２をセットした型開きの金型１５１を閉じ射出成形手段１５３より、溶融樹脂１５４を注入し、軸部を成形する。樹脂を注入する際は、ゲート部１５５により溶融樹脂の漏れを防ぐ。
　樹脂の注入条件としては以下の条件が一例として挙げられるが、これに限定されるものではない。
　〈溶融接合ありのケース例：第１実施形態〉
　軸部用成形樹脂：ポリプロピレン（ＰＰ　ＳＰ値８．１）
　弾性体チューブ：ポリエチレン系エラストマー（ＴＰＳ：ポリプリピレン（ＰＰ）マトリックス　ＳＰ値８．１）
・樹脂温度：２２０℃
・金型温度：５０℃
・保圧条件：６５ＭＰａ－１０ｓサイクル
　図６Ｃは、注入、充填した樹脂を金型内で冷却し、弾性体部、摺動部材と軸部とを一体化する工程である。
　冷却は、低温のオイル等の低温媒体を金型１５１内の流路に循環させ、金型の温度が熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔｇ以下になるまで金型１５１を冷却する。このとき、以下定義される平均冷却速度を０．４～３．０Ｋ／ｓｅｃに調整することが好ましい。
（平均冷却速度）＝（金型１５１の冷却時の吸熱量：Ｊ／ｓｅｃ）／（金型１５１の熱容量：Ｊ／ｃｍ3／Ｋ）／（金型１５１の大きさ：ｃｍ3）
　図６Ｄは、金型１５１を型開きしてインサート成形品を取り出す工程である。通常の射出成形と同様にエジェクターピンなどにより突出し取り出すことが好ましい。取り出した後、ゲートカットして成形部をランナーなどから切り離す。
　この工程により、弾性体部１０２、後述する摺動部材１５２と、軸部１０５とがインサート成形により一体化成形された、本発明の搬送用ローラーが得られる。
〔２〕第２実施形態（変形例）
　本発明の別の実施形態（第２実施形態）として、本発明の搬送用ローラーが、前記軸部を構成する樹脂部が、前記弾性体部の側面部の両面に接しており、前記樹脂部の高さが前記弾性体部の厚さの３０～７０％の範囲内であり、かつ、前記樹脂部が成形時の収縮により前記弾性体部を保持している構造を有することが、好ましい。
　これは、搬送ローラーに求められる機能の１つに摺動性（低摩擦、耐摩耗性）があり、軸部の樹脂としては一般的に摺動性が良く安価なポリアセタール（ＰＯＭ：ＳＰ値１１付近）、又はナイロン（ＰＡ６、ＰＡ６６：ＳＰ値１３付近）などを用いる要求もあり、かつ弾性体部として、安価なシリコーンゴム、フッ素系ゴム、又はエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）などを用いる要求もあり、その際は、当該材料の組み合わせでは溶融接合での一体化が難しいことから、弾性体部側面に樹脂部を設けて、成形収縮の力にて弾性体部を物理的に保持する方法で対応することが好ましい。
　図７は、弾性体部側面に樹脂部を設けて、成形収縮の力にて弾性体部を物理的に保持する方法を示す模式図と、弾性体部側面樹脂部での成形収縮での保持と弾性体部の変形の関係を示すグラフである。
　図７のＡ～図７のＣは、弾性体部側面に樹脂部を設けて、成形収縮の力にて弾性体部を物理的に保持する方法を示す模式図である。
　図は、弾性体部１０５側面に軸部１０５に凸型の樹脂部を設けて、弾性体部の厚さに対して、０％（図７のＡ参照）、７０％（図７のＢ参照）及び１００％（図７のＣ参照）の高さで物理的に保持したケースである。
　図７のＤは、弾性体部１０２が軸部１０５の成形収縮により、弾性体部側面樹脂部によって変形することを示す模式図である。矢印が成形収縮の方向である。
　図７のＥは、弾性体部側面樹脂部での成形収縮での保持と弾性体部の変形の関係を示すグラフである。
　横軸は弾性体に接する前記軸部用の樹脂の高さの割合（％）を示し、縦軸は弾性体の変形の度合いを表す真円度を示す。軸部用樹脂の成形収縮により、弾性体部に変形が生じ、真円度が劣化するため、一定の変形度（真円度）以内に調整する必要がある。
　「真円度」は、市販の真円度測定器で互いに９０°をなす２又は３赤道平面上の弾性体表面の輪郭を測定し、それぞれの最小外接円から弾性体表面までの半径方向の距離の最大の値を真円度として求めることがきる。
　図７のＥのグラフでは、弾性体部のゴムチューブのゴム硬度違い（Ａ４０°、Ａ８０°）×接合方法違い（溶融接合、物理的接合）の４種の結果である。
　弾性体部の変形の度合いが目標の真円度変化として、０．２ｍｍ以下を達成できるのは、黒の点線以下の領域である。
　この結果から、ゴム硬度が低いＡ４０°ほど変形しないことがわかる。また、ゴム硬度が低いＡ４０°でも弾性体部を保持して真円度変化を目標以内にするには、側面樹脂の高さは弾性体部の厚さの３０％が必要となる。一方、ゴム硬度が高いＡ８０以上だと側面樹脂の高さは弾性体部の厚さの８０％以上が必要となり、ニップ（弾性体部が弾性変形して紙をグリップすること。）を得るための変形ができなくなり問題となる。
　したがって、上記結果から、前記弾性体部のゴム硬度が、Ａ８０°以下であることが、好ましく、真円度変化を目標以内にし、かつ前記弾性体のニップの効果を得るために、前記弾性体に接する前記軸部用の樹脂の高さは、弾性体部の厚さに対して３０～７０％の範囲であることが好ましい。
　なお、溶融接合する第１実施形態の場合は、真円度変化は図７のＥのグラフからゴム硬度の影響を受けないことが分かる。
　第２実施形態における本発明の搬送用ローラーの製造方法は、前記軸部を構成する樹脂部を、高さが前記弾性体部の厚さの３０～７０％の範囲内となるように、前記弾性体部の側面部の両面に接するように射出成形によって成形し、次いで、前記樹脂部の成形時の収縮により前記弾性体部を保持させる工程を有することを特徴とする。
　具体的には、図６で示した弾性体部、摺動部材と軸部とのインサート成形による一体化成形のフロー（図６Ａ～図６Ｄ）にしたがって、金型に弾性体部をセットし、当該弾性体部の側面部の両面に前記軸部を構成する樹脂部が所定の高さで接するように金型を作成し、軸部用の熱可塑性樹脂を注入、冷却後インサート成形品を取り出せばよい。
　例えば、以下の条件を例示することができるが、これに限定されるものではない。
　〈溶融接合なしのケース例：第２実施形態〉
　軸部用成形樹脂：ポリアセタール（ＰＯＭ　ＳＰ値１１）
　弾性体チューブ：ポリエチレン系エラストマー（ＴＰＳ：ポリプロピレン（ＰＰ）マトリックス　ＳＰ値８．１）
・樹脂温度：２１０℃
・金型温度：７０℃
・保圧条件：８０ＭＰａ－１０ｓサイクル
・前記弾性体部に接する樹脂部の高さ：前記弾性体部の厚さの３０～７０％
〔３〕第３実施形態（変形例）
　本発明の搬送用ローラーの第３実施形態（変形例）としては、前記軸部の軸受け部に相当する部分が、チューブ状の摺動部材を有しており、前記摺動部材と前記軸部とがインサート成形された構造を有することが好ましい。
　金属軸をプラスチック化する上での問題として、寸法精度面、剛性面などが挙げられる。通常摺動性がよい材料は、ポリアセタール（ＰＯＭ）やナイロン（ＰＡ６、ＰＡ６６）などの結晶性樹脂であるが、寸法精度はあまりよくない。しかしながら寸法精度がよい非晶性樹脂にしたり、剛性を上げるためにガラスファイバーなどの樹脂強化剤を加えた樹脂にしたりすると、摺動性に問題が発生する。したがって、摺動部材のみに摺動性のよい材料を用いればよい。
　図８は、摺動部材を有する搬送用ローラーを説明する模式図である。
　図８Ａは、軸受け部を４箇所有する給紙ユニット１６０を示す。一点鎖線の円で囲った部分が軸受け部である。
　図８Ｂは、軸部１０５に摺動部材１５２を４個インサート成形した搬送用ローラーを示す。
　図８Ｃは、摺動部材１５２の拡大図であり、円筒状（チューブ状）部材である。
　前記給紙ユニット中、軸受け部には圧力がかかり摩擦が発生するため、耐摩耗性が良い摺動材料が用いられることが好ましい。摺動特性を示す指標として、摩擦係数や限界ＰＶ値（荷重圧力×速度）などがあるが、使用する条件、環境により適切な材料を選択する必要がある。
　ここで、限界ＰＶ値とは、材料の摺動表面が摩擦発熱によって変形もしくは溶融する限界値である。
　図９は、耐摩耗試験の概要を説明する概略図である。
　摺動部材としては、図９Ａ及び図９Ｂで示す摩耗試験装置及び手順により、軸部用樹脂として好ましいポリプロピレン（ＰＰ）より耐摩耗性が良好な材料を選定することが好ましい。
　（耐摩耗試験）
　円柱形状の各種樹脂材料２０１に鋼製の線ばね２０２を点接触させ、排紙ころ相当の圧力（約１４０ＭＰａ）をかけながら樹脂材料を回転する。一定時間試験後に樹脂の摩耗深さ（図９Ｂ参照）を測定し、摩耗体積に変換する。
　各種樹脂の耐摩耗性試験の結果を表IIIに示した。
　試験材料は、表IIIに示す、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、テトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ハイインパクト（耐衝撃性）ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、テトラフルオロエチレン（ＰＦＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ナイロン（ＰＡ６６）、超高分子量ポリエチレン（ＰＥ）及びポリアセタール（ＰＯＭ）で実施した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表IIIより、本発明に係る摺動部材としては、ポリプロピレン（ＰＰ）より耐摩耗性が良好な、ポリアセタール（ＰＯＭ）、超高分子量ポリエチレン（ＰＥ）、ナイロン（ＰＡ６６）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、又はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を用いることが好ましい。なかでも、前記摺動部材が、ポリアセタール（ＰＯＭ）を含有することが、摩耗耐性とコストの観点から好ましい。
　本発明の第３実施形態に係る搬送用ローラーの製造方法は、前記軸部の軸受け部に相当する部分をチューブ状の摺動部材で形成し、前記摺動部材を金型にセットし、次いで前記軸部用として溶融樹脂を金型に充填及び転写して固化させる射出成形によって、前記軸部と前記摺動部材とを一体化させるインサート成形工程を有することを特徴とする。
　当該工程の詳細は、前述の図６Ａ～図６Ｄの工程に示すとおりである。チューブ状の摺動部材の成形は、前記チューブ状の弾性体の成形と同様に、射出成形や押出加工チューブの切り出しでもよい。
　以上、本発明について、好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他、搬送用ローラーを構成する各部材の細部構成及び金型や射出成形を行う装置の細部構成に関しても、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
　本発明の搬送用ローラーは、弾性体部材の手組みを必要とせず、安価で高精度な樹脂製の搬送用ローラーであることにより、レーザービームプリンターや複合機等に用いられている紙の搬送用ローラーに好適に利用される。
　１　金属製の搬送用ローラー
　２　軸部
　３　蹴り出しころ部
　４　弾性体部
　５　ギア部
　１１　樹脂製の搬送用ローラー
　１２　樹脂製軸部
　１３　樹脂製蹴り出しころ部
　１４　弾性体部
　１５　樹脂製ギア部
　５０　給紙カセット
　５１　ホッピングローラー
　５２　用紙
　５３、５４　重ね送り防止ローラー
　５５、５６　搬送用ローラー
　５７　駆動軸
　５８　摩擦ゴム
　６１　ローラー本体
　１０１　金型
　１０２　弾性体部
　１０３　射出成形手段
　１０４　溶融樹脂
　１０５　軸部
　１０６　部材セット手段
　１０７　凸形状
　１０８　凹形状
　１５１　型開きの金型
　１５２　摺動部材
　１５３　射出成形手段
　１５４　溶融樹脂
　１５５　ゲート
　１６０　給紙ユニット
　２０１　樹脂材料
　２０２　線ばね

Claims (15)

  1. 　被搬送物を搬送する搬送用ローラーであって、
    　前記搬送用ローラーが、少なくとも樹脂製の軸部と前記被搬送物を搬送する弾性体部で構成され、
    　前記軸部と前記弾性体部が溶融接合されたことを特徴とする搬送用ローラー。
  2. 　前記弾性体部が、熱可塑性エラストマーを含有することを特徴とする請求項１に記載の搬送用ローラー。
  3. 　前記軸部が含有する樹脂材料と、前記弾性体部が含有する熱可塑性エラストマーのマトリックス材である樹脂材料との溶解度パラメータの値の差の絶対値が、１．０以内であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の搬送用ローラー。
  4. 　前記軸部が、前記弾性体部の周辺に位置規制用の形状を持たないことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の搬送用ローラー。
  5. 　前記軸部を構成する樹脂部が、前記弾性体部の側面部の両面に接しており、前記樹脂部の高さが前記弾性体部の厚さの３０～７０％の範囲内であり、かつ、前記樹脂部が成形時の収縮により前記弾性体部を保持している構造を有することを特徴とする請求項１に記載の搬送用ローラー。
  6. 　前記弾性体部のゴム硬度が、Ａ８０°以下であることを特徴とする請求項５に記載の搬送用ローラー。
  7. 　前記軸部が、ポリアセタールを含有することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の搬送用ローラー。
  8. 　前記軸部の軸受け部に相当する部分が、チューブ状の摺動部材を有しており、前記摺動部材と前記軸部とがインサート成形された構造を有することを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の搬送用ローラー。
  9. 　前記弾性体部がマトリックス材としてポリプロピレン又はポリエチレンを含む熱可塑性エラストマーを含有し、かつ、前記軸部がポリプロピレン又はポリエチレンを含む熱可塑性樹脂を含有することを特徴とする請求項２から請求項４までのいずれか一項、又は請求項８に記載の搬送用ローラー。
  10. 　前記弾性体部が含有する熱可塑性エラストマーが、スチレン系エラストマー又はオレフィン系エラストマーであることを特徴とする請求項２から請求項９までのいずれか一項に記載の搬送用ローラー。
  11. 　前記摺動部材が、ポリアセタールを含有することを特徴とする請求項８から請求項１０までのいずれか一項に記載の搬送用ローラー。
  12. 　前記軸部が、樹脂強化剤を含有することを特徴とする請求項８から請求項１１までのいずれか一項に記載の搬送用ローラー。
  13. 　少なくとも樹脂製の軸部と被搬送物を搬送する弾性体部とで構成された、被搬送物を搬送する搬送用ローラーの製造方法であって、
    　前記弾性体部を金型にセットし、次いで前記軸部用として溶融樹脂を金型に充填及び転写して固化させる射出成形によって、前記軸部と前記弾性体部とを一体化させるインサート成形工程を有することを特徴とする搬送用ローラーの製造方法。
  14. 　前記軸部を構成する樹脂部を、高さが前記弾性体部の厚さの３０～７０％の範囲内となるように、前記弾性体部の側面部の両面に接するように射出成形によって成形し、次いで、前記樹脂部の成形時の収縮により前記弾性体部を保持させる工程を有することを特徴とする請求項１３に記載の搬送用ローラーの製造方法。
  15. 　前記軸部の軸受け部に相当する部分をチューブ状の摺動部材で形成し、前記摺動部材を金型にセットし、次いで前記軸部用として溶融樹脂を金型に充填及び転写して固化させる射出成形によって、前記軸部と前記摺動部材とを一体化させるインサート成形工程を有することを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の搬送用ローラーの製造方法。
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