JP2002179263A

JP2002179263A - 紙送りローラ

Info

Publication number: JP2002179263A
Application number: JP2000386616A
Authority: JP
Inventors: Yasutoki Ito; 靖時伊藤
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2000-12-20
Filing date: 2000-12-20
Publication date: 2002-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】紙との摩擦係数が高く、耐摩耗性に優れ、従
って長期間にわたって優れた搬送力が発現される紙送り
ローラ１の提供。【解決手段】給紙ローラ１には、軸芯２が挿入されて
いる。給紙ローラ１は、ゴム組成物が架橋されることに
よって形成されている。このゴム組成物は、基材ゴムと
超高分子量ポリエチレンとを含む。超高分子量ポリエチ
レンの配合量は、基材ゴム１００部に対して５部以上５
０部以下、特には１０部以上４０部以下である。基材ゴ
ムは、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体を主成分
としている。超高分子量ポリエチレンの重量平均分子量
は、１００万以上、特には１８０万以上である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、事務機器等に装着
されて紙の搬送に寄与する紙送りローラに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】複写機、ファクシミリ、プリンター、Ａ
ＴＭ等の事務機器の給紙機構、画像形成機構、定着機
構、排紙機構等には、紙送りローラ（給紙ローラ、搬送
ローラ、排紙ローラ等と呼ばれている）が用いられてい
る。紙送りローラは紙を送るものなので、紙との摩擦係
数が高いことが要求され、しかもこの高い摩擦係数が長
期間維持されることが要求される。

【０００３】通常、紙送りローラは架橋ゴムから構成さ
れている。用いられるゴムとしては、天然ゴム、エチレ
ン−プロピレン−ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）、ウレタ
ンゴム、シリコーンゴム、ポリノルボルネン等が一般的
である。これらのゴムが用いられることにより紙送りロ
ーラに柔軟性が付与され、紙との摩擦係数が高められて
いる。

【０００４】このゴム製の紙送りローラは耐摩耗性が十
分ではなく、従って継続的な紙との接触により表面が徐
々に摩耗し、やがて紙の搬送ができなくなってしまうこ
とがある（搬送不良）。

【０００５】超高分子量ポリエチレンからなる外面層を
備えた紙送り用ピンチロール（特開平１０−２５０８７
０号公報）や、超高分子量ポリエチレン粒子を含む合成
樹脂からなる被膜層を備えた送りローラ（特開平８−１
４３１７６号公報）も提案されている。超高分子量ポリ
エチレンは耐摩耗性に優れるので、これが用いられるこ
とによって紙送りローラの耐摩耗性が向上する。

【０００６】しかしながら、超高分子量ポリエチレンか
らなる層は、概して硬度が高い。従って、紙との接触面
が超高分子量ポリエチレンからなる層である紙送りロー
ラでは、新品段階から紙との摩擦係数が低く、搬送力が
不十分となる傾向が見られる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題に鑑みてなされたものであり、紙との摩擦係数が高
く、耐摩耗性に優れ、従って長期間にわたって優れた搬
送力が発現される紙送りローラの提供をその目的とする
ものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めになされた発明は、基材ゴムと、この基材ゴム１００
部に対して５部以上５０部以下の超高分子量ポリエチレ
ンとを含むゴム組成物が架橋されてなる紙送りローラ、
である。

【０００９】この紙送りローラは、主成分がゴムなの
で、紙との摩擦係数が高い。また、この紙送りローラ
は、超高分子量ポリエチレンが配合されているので、耐
摩耗性に優れる。すなわち、この紙送りローラは、紙と
の高い摩擦係数と優れた耐摩耗性とが両立されたもので
ある。この紙送りローラでは、優れた搬送力が長期間に
わたって維持される。

【００１０】好ましくは、重量平均分子量が１８０万以
上である超高分子量ポリエチレンが用いられる。これに
より、紙送りローラの耐摩耗性がさらに高められる。

【００１１】好ましくは、基材ゴムは、エチレン−プロ
ピレン−ジエン共重合体を主成分とする。エチレン−プ
ロピレン−ジエン共重合体は、耐候性に優れるゴムであ
る。エチレン−プロピレン−ジエン共重合体が用いられ
ることにより、超高分子量ポリエチレンが配合されてい
ることと相まって、紙送りローラの性状の経時変化が抑
制される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、適宜図面が参照されつつ、
実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

【００１３】図１は、本発明の一実施形態にかかる紙送
りローラとしての給紙ローラ１が軸芯２とともに示され
た斜視図である。この給紙ローラ１は、ゴム組成物が成
形・架橋されることによって構成されている。給紙ロー
ラ１が軸芯２に圧入されることにより、又は両者が接着
剤で接合されることにより、給紙ローラ１が軸芯２に固
定されている。給紙ローラ１の肉厚は、通常１ｍｍから
８ｍｍ、特には２ｍｍから５ｍｍとされる。また、給紙
ローラ１の全長は、通常は１０ｍｍから２０ｍｍとされ
る。

【００１４】ゴム組成物の基材ゴムとしては、エチレン
−プロピレン−ジエン共重合体、シリコーンゴム、ウレ
タンゴム、ポリノルボルネン、塩素化ポリエチレン、ポ
リイソプレン、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン
共重合体、天然ゴム等が用いられうる。これらのゴム
は、２種以上が併用されてもよい。

【００１５】特に好適なゴムは、エチレン−プロピレン
−ジエン共重合体である。エチレン−プロピレン−ジエ
ン共重合体の主鎖は飽和炭化水素からなるので、この主
鎖には二重結合が含まれない。このため、エチレン−プ
ロピレン−ジエン共重合体が高濃度オゾン雰囲気、光線
照射等の環境下に長時間曝されても、分子主鎖切断が起
こりにくい（すなわち耐候性に優れる）。従って、後述
される超高分子量ポリエチレンの配合と相まって、良好
な搬送力が長期間維持される。複写機等では画像形成時
にオゾンが発生することがあるが、この場合であって
も、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体が用いられ
ることにより給紙ローラ１のオゾン劣化が抑制される。

【００１６】給紙ローラ１の強度向上、加工性改善等の
目的で、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体と他の
ゴムとが併用されてもよい。この場合でも、給紙ローラ
１の耐候性の観点から、エチレン−プロピレン−ジエン
共重合体が主成分であるのが好ましい。具体的には、全
基材ゴムに占めるエチレン−プロピレン−ジエン共重合
体の比率が５０質量％以上、特には８０質量％以上とさ
れるのが好ましく、１００質量％とされるのが理想的で
ある。

【００１７】エチレン−プロピレン−ジエン共重合体に
は、ゴム成分のみからなる非油展タイプのものとゴム成
分とともに伸展油を含む油展タイプのものとが存在する
が、給紙ローラ１にはいずれのタイプも用いられうる。
なお、油展タイプのエチレン−プロピレン−ジエン共重
合体が用いられる場合は、伸展油を除いたゴム成分が全
基材ゴムに占める比率が、上記の範囲内（５０質量％以
上、特には８０質量％以上、理想的には１００質量％）
とされればよい。

【００１８】エチレン−プロピレン−ジエン共重合体と
して、メタロセン触媒によって重合されたもの（いわゆ
る「メタロセンＥＰＤＭ」）が用いられてもよい。メタ
ロセンＥＰＤＭは、チーグラー・ナッタ系触媒によって
重合されたエチレン−プロピレン−ジエン共重合体に比
べて分子量分布が狭く、モノマーの分布が均一である。
このメタロセンＥＰＤＭが用いられることにより、給紙
ローラ１の耐摩耗性が向上する。従って、後述される超
高分子量ポリエチレンの配合と相まって、給紙ローラ１
の良好な搬送力が長期間維持される。

【００１９】ゴム組成物には、超高分子量ポリエチレン
が配合されている。超高分子量ポリエチレンとは、ＡＳ
ＴＭ−Ｄ−４０２０に準拠して測定された重量平均分子
量が５０万以上のポリエチレンのことである。超高分子
量ポリエチレンは、高分子量であるが故に機械的強度に
優れる。超高分子量ポリエチレンを含むことにより、給
紙ローラ１の耐摩耗性が向上する。

【００２０】超高分子量ポリエチレンの配合量は、基材
ゴム１００部に対して５部以上５０部以下である。配合
量が５部未満であると、給紙ローラ１の耐摩耗性が不十
分となることがある。この観点から、配合量は１０部以
上が好ましく、１５部以上が特に好ましい。逆に、配合
量が５０部を超えると、給紙ローラ１の製造工程におけ
る加工性（混練性、成形性等）が悪くなることがある。
この観点から、配合量は４０部以下が好ましく、３５部
以下が特に好ましい。なお、本明細書において「部」で
示される数値は、質量が基準とされたときの比を意味す
る。

【００２１】重量平均分子量が１００万以上の超高分子
量ポリエチレンが配合されるのが好ましく、重量平均分
子量が１８０万以上の超高分子量ポリエチレンが配合さ
れるのがより好ましく、重量平均分子量が５００万以上
の超高分子量ポリエチレンが配合されるのが特に好まし
い。重量平均分子量が高いほど、給紙ローラ１の耐摩耗
性が向上する。また、重量平均分子量が高いほど超高分
子量ポリエチレンの配合量が少なく設定されうるので、
加工性が向上しうる。なお、重量平均分子量の上限は特
にはないが、通常得られる超高分子量ポリエチレンは重
量平均分子量が７００万以下である。

【００２２】超高分子量ポリエチレンと共に、他の熱可
塑性ポリマーが配合されてもよい。配合されうる熱可塑
性ポリマーとしては、超高分子量ポリエチレンではない
ポリエチレン、ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、ポ
リアミド、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアセ
タール、アクリル樹脂、ソフトセグメントとハードセグ
メントとを備えた熱可塑性エラストマー等が挙げられ
る。

【００２３】給紙ローラ１の架橋形態は特には制限され
ないが、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体が基材
ゴムの主成分とされる場合は、通常は硫黄架橋が用いら
れ、また硫黄とともに加硫促進剤が併用される。この場
合の硫黄の配合量は、基材ゴム１００部に対して０．５
部以上４．０部以下が好ましい。また、加硫促進剤の配
合量は、基材ゴム１００部に対して１．０部以上７．０
部以下が好ましい。硫黄又は加硫促進剤の配合量が上記
範囲未満であると、給紙ローラ１の強度が不足すること
がある。逆に、硫黄又は加硫促進剤の配合量が上記範囲
を越えると、給紙ローラ１と紙との摩擦係数が低くなる
ことがある。

【００２４】ゴム組成物には、充填剤が配合されてもよ
い。充填剤により、給紙ローラ１の硬度、摩擦係数、表
面粗度等の調整がなされうる。好ましい充填剤として
は、例えば酸化ケイ素、炭酸カルシウム、酸化チタン等
が挙げられる。充填剤の好ましい配合量はその種類にも
よるが、通常は基材ゴム１００部に対して１０部以上５
０部以下、特には２０部以上４０部以下とされる。

【００２５】ゴム組成物には、オイル、可塑剤等の軟化
剤が配合されてもよい。これにより、給紙ローラ１が低
硬度となってその摩擦係数が向上する。配合されるオイ
ルとしては、例えばパラフィン系鉱物油、ナフテン系鉱
物油、芳香族系鉱物油、炭化水素系オリゴマー等が挙げ
られる。また、配合される可塑剤としては、ジオクチル
フタレート、ジブチルフタレート、ジオクチルセパケー
ト、ジオクチルアジペート等が挙げられる。なお、油展
タイプのゴムが用いられる場合は伸展油が軟化剤として
作用するので、他の軟化剤の配合が省略されてもよい。
もちろん、必要に応じ、油展タイプのゴムにさらに軟化
剤が添加されてもよい。

【００２６】ゴム組成物には、カーボンブラック等の補
強剤、架橋助剤、着色剤、劣化防止剤等の添加剤が、必
要に応じ適量配合されてもよい。

【００２７】給紙ローラ１の製造では、まず基材ゴム、
超高分子量ポリエチレン、架橋剤、各種添加剤等が混練
機に投入され、混練される。好ましい混練機としては、
ニーダー、バンバリーミキサー等の密閉式混練機が挙げ
られる。次に、混練によって得られたゴム組成物が金型
に投入され、加圧下で成形・架橋される。図１に示され
るように給紙ローラ１は円筒状なので、金型には中子
（マンドレル）が配される。もちろん、射出成形法等の
成形方法が採用されてもよい。成形後、成形品が所定寸
法に裁断され、給紙ローラ１が得られる。表面粗度の調
整等の目的で、成形品の表面が研磨されてもよい。この
給紙ローラ１に軸芯２が装着され、給紙機構において使
用される。

【００２８】図２は、図１の給紙ローラ１が用いられた
給紙機構３が示された模式的断面図である。この給紙機
構３は、給紙ローラ１の他に、分離パッド４、トレイ５
等を備えている。分離パッド４とトレイ５とは、離間し
ている。分離パッド４は基板６に固定されており、給紙
ローラ１と対向している。給紙ローラ１が図中の矢印Ｒ
で示される方向に回転することにより、トレイ５の上の
紙７が１枚ずつ送り出される。紙は、画像形成機構及び
定着機構へと搬送され、排出される。搬送には、搬送ロ
ーラが用いられる。また、排出には、排紙ローラが用い
られる。搬送ローラ及び排紙ローラに給紙ローラ１と同
様のゴム組成物が用いられることにより、これらのロー
ラにおける高い摩擦係数と良好な耐摩耗性とが達成され
うる。すなわち、本発明の紙送りローラには、給紙ロー
ラ１の他に搬送ローラ、排紙ローラ等の、紙の搬送に寄
与するローラが含まれる。

【００２９】

【実施例】以下、実施例に基づいて本発明の効果が明ら
かにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限
定的に解釈されるべきではない。

【００３０】［実施例１］１００％油展のエチレン−プ
ロピレン−ジエン共重合体（住友化学社の商品名「エス
プレン６７０Ｆ」）２００部（ゴム成分１００部）、重
量平均分子量が２００万の超高分子量ポリエチレン（三
井化学社の商品名「ミペロンＸＭ−２２０」）５部、酸
化ケイ素（日本シリカ社の商品名「ニプシールＶＮ
３」）５部、炭酸カルシウム（備北粉化社の商品名「Ｂ
Ｆ３００」）１０部、酸化チタン（チタン工業社の商品
名「クロノス酸化チタンＫＲ３８０」）１０部、パラフ
ィンオイル（出光興産社の商品名「ＰＷ−９０」）３０
部、カーボンブラック（東海カーボン社の商品名「シー
ストＳＯ」）３部、酸化亜鉛（三井金属社の商品名「酸
化亜鉛２種」）５部、ステアリン酸（日本油脂社の商品
名「つばき」）１部、硫黄（鶴見化学社の粉末硫黄）２
部、加硫促進剤としてのジベンゾチアジルスルフィド
（大内新興化学工業社の商品名「ノクセラーＤＭ」）１
部及び他の加硫促進剤としてのテトラエチルチウラムジ
スルフィド（大内新興化学工業社の商品名「ノクセラー
ＴＥＴ」）３部を密閉式混練機に投入し、混練してゴム
組成物を得た。

【００３１】このゴム組成物を金型に投入して１７０℃
で２０分間加熱し、ゴムを架橋させて円筒体（コット）
を成形した。この円筒体の内周直径は９ｍｍであり、外
周直径は２１ｍｍであり、長さは３８ｍｍであった。こ
の円筒体の外周面を外周直径が２０ｍｍとなるまで円筒
研削盤で研削し、さらに１０ｍｍの長さに切断して実施
例１の給紙ローラを得た。

【００３２】［実施例２］超高分子量ポリエチレンの配
合量を下記の表１に示されるように変量した他は実施例
１と同様にして、実施例２の給紙ローラを得た。

【００３３】［比較例１］超高分子量ポリエチレンを全
く配合しなかった他は実施例１と同様にして、比較例１
の給紙ローラを得た。

【００３４】［比較例２］超高分子量ポリエチレンの配
合量を下記の表１に示されるように変量した他は実施例
１と同様にして給紙ローラを得ようとしたが、混練がで
きなかった。以降の評価を中止した。

【００３５】［実施例３］超高分子量ポリエチレンとし
て、重量平均分子量が６００万のもの（三井化学社の商
品名「ハイゼックス・ミリオン６３０Ｍ」）２０部を用
いた他は実施例１と同様にして、実施例３の給紙ローラ
を得た。

【００３６】［比較例３］超高分子量ポリエチレンを配
合せず、重量平均分子量が５万のポリエチレン（三井化
学社の商品名「ウルトゼックス２００５ＨＣ」）２０部
を配合した他は実施例１と同様にして、比較例３の給紙
ローラを得た。

【００３７】［初期摩擦係数の測定］普通紙（富士ゼロ
ックス社の「Ｐ紙」）を用意し、縦が６０ｍｍで横が２
１０ｍｍの長方形に裁断して測定用紙９とした。この測
定用紙９を図３に示されるように給紙ローラ１とテフロ
ン（登録商標）プレート８との間にはさみ、軸芯２に２
５０ｇｆの荷重Ｗを加えて給紙ローラ１をテフロンプレ
ート８に圧接した。次いで、給紙ローラ１を矢印Ｒで示
される方向に、周速３００ｍｍ／秒で回転させた。そし
て、測定用紙９の一端に連結されたロードセル１０で、
図３中矢印Ｆで示される方向に発生した力（ｇｆ）を測
定した。この力Ｆを荷重Ｗで除した値を求めて初期摩擦
係数とした。測定は、温度２３℃、湿度５５％の条件下
で行った。この結果が、下記の表１に示されている。

【００３８】［摩耗量の測定］３個の給紙ローラを用意
し、フィードローラ１１、リタードローラ１２及びピッ
クアップローラ１３として図４に示されるように配置し
た。フィードローラ１１とピックアップローラ１３との
間隔（図４において両矢印Ｌで示される）を３６ｍｍと
した。ピックアップローラ１３と基台１４との間にＡ４
サイズの普通紙１５（前述の「Ｐ紙」）をはさみ、ピッ
クアップローラ１３の軸芯に鉛直下向きの荷重（２５０
ｇｆ）をかけた。また、リタードローラ１２の軸芯に、
鉛直上向きの荷重（２５０ｇｆ）をかけた。そして、リ
タードローラ１２の逆トルクを２４０ｇｆ・ｃｍとし、
フィードローラ１１及びピックアップローラ１３を矢印
Ｒで示される方向に周速３００ｍｍ／秒で回転させ、普
通紙１５を右側に向けて送り出した。５００００枚の普
通紙１５を送り出した後のリタードローラ１２の質量を
測定し、これを送り出し前の質量から減じて、リタード
ローラ１２の摩耗量を算出した。この結果が、下記の表
１に示されている。

【００３９】［通紙試験］給紙ローラを複写機（富士ゼ
ロックス社の商品名「ＶＩＶＡＣＥ４５５」）に装着し
た。そして、温度２３℃、湿度５５％の条件下で、Ａ４
サイズの普通紙（前述の「Ｐ紙」）を５００００枚通紙
して、通紙の後半における通紙状況を確認した。搬送不
良が全く生じなかったものを「○」とし、不送りが若干
発生したものを「△」とし、不送りが多発したものを
「×」とした。この結果が、下記の表１に示されてい
る。

【００４０】

【表１】

【００４１】表１より、超高分子量ポリエチレンが配合
されていない比較例１及び比較例３の給紙ローラの摩耗
量が大きいことがわかる。このような、耐摩耗性に劣る
給紙ローラでは、紙の不送りが発生しやすい。これに対
し、超高分子量ポリエチレンが配合された各実施例の給
紙ローラでは摩耗量が少なく、不送りが見られない。こ
れらの評価結果より、本発明の優位性は明らかである。

【００４２】

【発明の効果】以上説明されたように、本発明の紙送り
ローラは耐摩耗性に優れており、使用によっても紙との
摩擦係数が低下しにくい。この紙送りローラでは、長期
間にわたって良好な搬送力が維持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施形態にかかる紙送りロ
ーラとしての給紙ローラが軸芯とともに示された斜視図
である。

【図２】図２は、図１の給紙ローラが用いられた給紙機
構が示された模式的断面図である。

【図３】図３は、給紙ローラの摩擦係数測定の様子が示
された模式的正面図である。

【図４】図４は、給紙ローラの摩耗量測定の様子が示さ
れた模式的正面図である。

【符号の説明】

１・・・給紙ローラ２・・・軸芯３・・・給紙機構４・・・分離パッド５・・・トレイ６・・・基板７・・・紙８・・・テフロンプレート９・・・測定用紙１０・・・ロードセル１１・・・フィードローラ１２・・・リタードローラ１３・・・ピックアップローラ１４・・・基台

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基材ゴムと、この基材ゴム１００部に対
して５部以上５０部以下の超高分子量ポリエチレンとを
含むゴム組成物が架橋されてなる紙送りローラ。
【請求項２】上記超高分子量ポリエチレンの重量平均
分子量が１８０万以上である請求項１に記載の紙送りロ
ーラ。
【請求項３】上記基材ゴムの主成分がエチレン−プロ
ピレン−ジエン共重合体である請求項１又は請求項２に
記載の紙送りローラ。