JP5111832B2 - 紙送りローラ - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、自動預金支払機（ＡＴＭ）等における紙送り機構に用いられる紙送りローラに関し、詳しくは、芯体の外周面に装着される環状弾性体（ゴムロール）を内層、外層からなる２層構造として、摩擦係数の低下や鳴き現象の発生を抑制するものである。

静電式複写機、各種プリンタ、普通紙ファクシミリ装置、自動預金支払機（ＡＴＭ）等の紙送り機構には各種の紙送りローラが用いられている。該紙送りローラとは、紙（紙以外の薄葉体状物を含む。以下同様。）と接触して回転およびロール表面の摩擦によって紙を移送するローラであって、給紙ローラ、レジストローラ、搬送ローラ、転写ローラ等を指すものである。
前記紙送りローラのゴムロールの材料には、従来、天然ゴム、ウレタンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭゴム）、ポリノルボルネンゴム、シリコーンゴム、塩素化ポリエチレンゴム等が使用されている。

この種の紙送りローラとして用いるゴムロールは、従来、非発泡層からなる１層構造のものが多いが、１層構造の場合、通紙枚数が多くなると摩擦係数が低下しやすい。摩擦係数が低下すると紙を送る能力が低減するため、搬送不良が生じたり、紙がロール表面を滑ることによる鳴き現象が発生したりする。そこで、近年は、２層構造もしくは３層構造とすることにより、耐摩耗性の向上や摩擦係数の低減の抑制を図ることが提案されている。

例えば、特開２００１−３４１８６２号公報（特許文献１）には、発泡層の内層と非発泡層の外層とからなる２層構造の給紙ローラや、非発泡層の最内層と発泡層の内層と非発泡層の外層とからなる３層構造の給紙ローラが開示されている。
前記特許文献１では、十分なニップ量を得る観点から、発泡層のＡＳＫＡ−Ｃ硬度が５０度以下、非発泡層のＪＩＳ−Ａ硬度が６０度以下に制御されていることが好ましいとされている。なお、３層構造の給紙ローラにおける最内層は、ゴムロールの芯体への固定を強固にするためのものである。

また、特開２００２−３４７９７２号公報（特許文献２）には一定範囲にＪＩＳ−Ａ硬度を制御した上層と下層とからなる２層構造のゴムロールが開示されている。ここでは、上層の耐摩耗性の向上と搬送不良および鳴き現象の低減とを両立させる観点から、上層のＪＩＳ−Ａ硬度が３５度〜５０度、下層のＪＩＳ−Ａ硬度が２５度以下に制御されている。

前記特許文献１、２のように、外層のゴム硬度を高く、内層のゴム硬度を低くする場合、外層の耐摩耗性の向上や搬送不良および鳴き現象の低減に対しては一定の効果が得られるが、内層−外層間における物質移動やブリードが生じないような配慮がなされておらず、その効果が十分ではないという問題がある。

そこで、本出願人は、前記問題を解決すべく、一定範囲にＪＩＳ−Ａ硬度を制御した非発泡の内層および外層の間に非発泡の中間層が挟まれている３層構造のゴムロールを開発した（特開２００６−１１１４０１号公報（特許文献３））。
このように内層と外層との間に中間層を設けることにより、内層−外層間における物質移動やブリードを阻止することができる。

特開２００１−３４１８６２号公報 特開２００２−３４７９７２号公報 特開２００６−１１１４０１号公報

本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、高い摩擦係数および耐摩耗性を有すると共に、通紙枚数が多くなっても摩擦係数の低下が少なく、通紙時における鳴き現象の発生を大幅に低減することができると共に、内層−外層間での物質移動も抑制して長期間にわたって優れた性能を維持できる、より簡便な構造の紙送りローラを提供することを課題としている。

前記課題を解決するため、本発明は、
内層と外層との２層のゴム層を備え、内層の外周面と外層の内周面とは空隙なく密着しており、
前記内層はゴム成分としてシリコーンゴムを含み、該内層の硬度はＪＩＳ−Ａ硬度で１０度以下、厚さは２ｍｍ以上１０ｍｍ以下とされる一方、
前記外層はゴム成分としてＥＰＤＭゴムまたは／およびウレタンゴムのみを含み、該外層の硬度は２５度以上３０度以下、厚さは１ｍｍ以上８ｍｍ以下とされ、
前記内層および外層が非発泡層であることを特徴とする紙送りローラを提供している。

特許文献１〜３の実施例では内層のゴム成分としてＥＰＤＭゴムを用いているが、ＥＰＤＭゴムを用いてＪＩＳ−Ａ硬度を１０度以下にすることは可能である。しかし、ＪＩＳ−Ａ硬度を１０度以下まで低減させるためには多量の軟化剤の添加が必要となるため、外層への軟化剤の移行やブリードが発生する。このような内層−外層間における物質移動やブリードに対し特許文献１および２のように何ら対策を講じないと、外層の耐摩耗性の向上や搬送不良および鳴き現象の低減という発明の効果が減弱される。そこで、特許文献３に記載の発明においては内層−外層間における物質移動やブリードをなくすために内層と外層との間に中間層を設ける必要があった。
これに対し、本発明においては発想の転換を図り、軟化剤の移行やブリードを遮断するのではなく、内層に含有される軟化剤の量を減ずることにより軟化剤の移行やブリードを発生しにくくすることを検討した。その結果、内層のゴム成分をシリコーンゴムとすることにより、軟化剤を多量に添加しなくてもＪＩＳ−Ａ硬度を１０度以下とすることができることを知見した。これにより、特許文献３に記載の発明においては必須であった中間層を設ける必要がなく、より簡便な構造の紙送りロールが提供できる利点がある。

本発明においては、紙送りローラを内層と外層の２層のゴム層から構成し内層の外周面と外層の内周面とを空隙なく密着させることにより、内層と外層を積層させた状態でのローラの硬度を全体にわたってバラツキなく所定の硬度とすることができる。その結果、ローラの偏磨耗を防止できると共にローラの外径フレの発生を抑制することができる。
特に本発明の紙送りローラにおいては外層が内層の外周面に接着剤を介さずに嵌装して一体化されていることが好ましい。このように接着剤を用いない構造とすることにより、外層が外気や紙との直接接触で劣化して寿命に達した際、外層のみを交換することができる。

前記内層の硬度はＪＩＳ−Ａ硬度で５度以上、前記外層の硬度はＪＩＳ−Ａ硬度で３０度以下とされることが好ましい。
本発明においては、内層のＪＩＳ−Ａ硬度を１０度以下と低く設定することで、ローラと紙との接触面積を十分に確保することができ、ローラの摩擦係数の低下を抑制することができると共に鳴き現象の発生を低減することができる。前記内層のＪＩＳ−Ａ硬度が１０度より高くなると、長期間にわたり紙送りローラと紙との接触面積を十分に確保することが困難になり、摩擦係数の低下を抑制することが困難になる。
なお、内層のＪＩＳ−Ａ硬度の下限は限定されず、硬度はあるが低すぎて硬度計では針が動かず「０」を指している状態も含まれるが、５度以上が好ましい。

一方、外層のＪＩＳ−Ａ硬度を２５度以上３０度以下と高く設定することで、耐摩耗性と摩擦係数とのバランスを図ることができる。外層のＪＩＳ−Ａ硬度が２５度より小さい場合にはローラの耐摩耗性が低下し、３０度より大きい場合には摩擦係数が低下してローラとしての性能が十分に出せない場合がある。

前記外層のＪＩＳ−Ａ硬度と前記内層のＪＩＳ−Ａ硬度との差は、紙送りローラの摩擦係数の低下と鳴き現象の発生とを十分に抑制する観点から１５度〜２５度であることが望ましい。硬度の差が１５度未満であると鳴きを抑制する効果が得られず、２５度を超えると外層ゴムの硬度が高くなって摩擦係数が低くなる。前記硬度差は特に好ましくは２０度〜２５度である。

前記のように、本発明の内層のゴム成分をシリコーンゴムとしている。
前記シリコーンゴムとしては自体公知の種々のシリコーンゴムを用いることができるが、ゴム材料と同様に取り扱うことができるミラブル型シリコーンゴムが好適に使用される。このミラブル型シリコーンゴムは、直鎖状で高重合度（６０００〜１００００）のポリオルガノシロキサン（シリコーンガム）を主原料とし、それにシリカ系の補強充填剤、増量用充填剤、分散促進剤等を配合したゴムコンパウンドとして供給されている。上記シリコーンガムとしては、メチルビニルシリコーン［（ＣＨ_２＝ＣＨ）（ＣＨ_３）ＳｉＯ］が最も一般的に用いられるが、その他ゴムの物性を改良するために例えば（ＣＨ_３）_２ＳｉＯ、（ＣＦ_３ＣＨ_２ＣＨ_２）_２ＳｉＯ、（Ｃ_６Ｈ_５）_２ＳｉＯ等の重合単位が直鎖中に導入されたポリオルガキサンも使用される。

前記シリコーンゴムとしては、内層の硬度を１０度以下にするために高伸び・低応力のシリコーンゴムが好ましい。
具体的には、５０％伸び時の引張応力が０．２ＭＰａ以下、もしくは１００％伸び時の引張応力が０．５ＭＰａ以下であることが好ましい。また、伸びが６００％以上であることが好ましい。
なお、引張応力や伸びはＪＩＳ Ｋ６２４９に従って測定することができる。

内層に含まれるゴム成分としてはシリコーンゴムのみであることが好ましいが、必要に応じてシリコーンゴム以外の他のゴム成分を配合することもできる。内層の全ゴム成分に占める前記「他のゴム」の比率は１０質量％以下とすることが好ましく、５質量％以下とするのがより好ましい。前記「他のゴム成分」としては、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム、スチレンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等から選択される１種または複数種のゴム成分を好適に用いることができる。

内層には必要に応じ軟化剤、充填剤、補強剤、着色剤または劣化防止剤等の添加剤が適宜配合されてもよい。例えば、軟化剤または充填剤の種類や配合量を選択することにより内層の硬度を調整することができる。
軟化剤を配合する場合は、ゴム成分１００質量部に対して０質量部以上１００質量部未満の割合で含むことが好ましい。軟化剤がゴム成分１００質量部に対して１００質量部を越えて含まれていると、外層への移行やブリードのおそれがあり、外層の耐摩耗性の向上や搬送不良および鳴き現象の低減という発明の効果が減弱される可能性があるからである。

本発明の外層のゴム成分は内層のゴム成分とは相違するＥＰＤＭゴムあるいはウレタンゴムからなる。
ＥＰＤＭゴムは主鎖の大半が飽和炭化水素からなり主鎖に二重結合をあまり含まないので、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く、耐オゾン性に優れた紙送りローラを得ることができる。
ウレタンゴムも同様に耐オゾン性に優れ、力学的特性にも優れているため耐摩耗性を向上させる上でも有効である。

前記ウレタンゴムはポリオールとイソシアネートを反応させて作られるゴムであり、ポリオールとしてポリエーテルポリオールを用いるエーテル系と、ポリエステルポリオールを用いるエステル系に大別される。本発明においてはいずれのタイプを用いてもよいが、エステル系ウレタンゴムを用いることが好ましい。
上記ポリエーテルポリオールとしては、例えばポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）系ポリオールまたはこれのエチレンオキサイド変性物もしくはアミン変性物、さらにはポリオキシテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）等が挙げられる。
上記ポリエステルポリオールとしては、例えばアジピン酸、イソフタル酸もしくはテレフタル酸等のジカルボン酸と、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ブチレングリコール、１，６−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパンもしくはネオペンチルグリコール等のポリオールとの縮合反応生成物や、ポリカプロラクトンポリオール、ポリカーボネートポリオール等が挙げられる。
上記イソシアネートとしては、例えば１，４−テトラメチレンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）もしくはリジンイソシアネート等の脂肪族系ジイソシアネート；イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、水添キシリレンジイソシアネートもしくは水添４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート等の脂環状系ジイソシアネート；キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、ｐ−フェニレンジイソシアネートもしくは１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）等の芳香族系ジイソシアネート等が挙げられる。

また、ウレタンゴムを加工面から分類すれば、注入成形タイプ、ミラブルタイプ、熱可塑性タイプ等が挙げられる。本発明においてはいずれのタイプを用いてもよいが、ミラブルタイプを用いることが好ましい。ミラブルタイプは、通常のゴムと同様に、ロール、バンバリーミキサー、ニーダー等による練りが可能で、硫黄や有機過酸化物等の架橋剤を用いて架橋することにより、イソシアネート架橋の場合と同様の耐摩耗性、耐圧縮永久歪み性に優れた架橋化合物を与えることができるものである。

外層にはゴム成分としてＥＰＤＭゴムあるいはウレタンゴムのみを含む。

外層には必要に応じ軟化剤、充填剤、補強剤、着色剤または劣化防止剤等の添加剤が適宜配合されてもよい。例えば、軟化剤または充填剤の種類や配合量を選択することにより外層の硬度を調整することができる。

以上のような構成を有する本発明の紙送りローラは、高い摩擦係数および耐摩耗性を有するとともに通紙枚数が多くなっても摩擦係数の低下が少ないことが特徴である。
その指標として、外層の外周面の初期摩擦係数は１．５以上であることが好ましい。なかでも、前記初期摩擦係数は１．７以上３．５以下であることがより好ましい。また、下記実施例に記載の方法で行う通紙試験後の摩擦係数が１．５以上であることが好ましい。なかでも、前記通紙後摩擦係数は１．６以上３．０以下であることがより好ましい。さらに、初期摩擦係数に対する通紙後摩擦係数の比率は０．８以上であることが好ましく、０．９以上であることがより好ましい。

本発明によれば、紙送りローラを内層と外層の２層のゴム層から構成し、内層の外周面と外層の内周面とを空隙なく密着させることにより、内層と外層を積層させたローラの硬度を全体にわたってバラツキなく所定の硬度とすることができ耐磨耗性を維持することができる。
本発明の紙送りローラにおいては、内層のＪＩＳ−Ａ硬度を１０度以下に設定することによりローラと紙との接触面積を十分に確保できるため、ローラの摩擦係数の低下を抑制することができると共に鳴き現象の発生を低減することが可能となり、外層のＪＩＳ−Ａ硬度を２５〜３０度に設定することにより耐摩耗性と摩擦係数のバランスをとることができる。

内層のゴム成分をシリコーンゴムとすることにより軟化剤の配合量が少なくても低硬度を実現できるため、外層との間にバリア層を設けなくても外層への軟化剤をはじめとする物質移行やブリードを抑制でき、より簡便な構造で、かつ長期にわたって優れた性能を維持できる紙送りローラを提供することができる。
また、外層のゴム成分がＥＰＤＭゴムあるいはウレタンゴムからなるため、耐磨耗性や耐オゾン性に優れた紙送りローラを得ることができる。

本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明にかかる紙送りローラ１０を芯体１１と共に示した概略斜視図である。芯体１１が紙送りローラ１０の中空部に圧入されることにより、紙送りローラ１０が芯体１１に固定されている。
紙送りローラ１０の肉厚は特に限定されないが、例えば１ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。また、紙送りローラ１０の長さは特に限定されないが、例えば３ｍｍ以上２００ｍｍ以下である。

図２の断面模式図は、図１の紙送りローラ１０を給紙ローラとして用いた給紙機構の一例を示している。この給紙機構は、紙送りローラ１０、分離パッド１２およびトレイ１３を備えている。分離パッド１２とトレイ１３とは一定間隔を介して設置され、分離パッド１２の上面とトレイ１３とは仰角を成している。分離パッド１２は基板１４に固定されており、分離パッド１２と紙送りローラ１０とは、互いに対向している。
紙送りローラ１０が図中の矢印Ｒで示される方向に回転することにより、該ローラ表面と接触しているトレイ１３上の紙１５が、１枚ずつ送り出される。

紙送りローラ１０は、図３の断面図に示すように、内層のゴム層１６と外層のゴム層１７の２層から構成され、内層のゴム層１６の外周面と外層のゴム層１７の内周面とは空隙なく密着している。当該構造は、外層１７が内層１６の外周面に接着剤を介さずに嵌装して一体化されることにより形成されている。

内層のゴム層１６は架橋されて円筒状に成形され、そのＪＩＳ−Ａ硬度が１０度以下、好ましくは５度以上１０度以下に調整されている。
内層１６の厚さは２ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。内層１６の厚さが小さすぎると鳴きを抑制する効果が低下しやすくなる。一方、内層１６の厚さが大きすぎると偏磨耗しやすくなる。

外層のゴム層１７は架橋されて円筒状に成形され、そのＪＩＳ−Ａ硬度が２５度以上３０度以下に調整されている。また、外層１７のＪＩＳ−Ａ硬度と内層１６のＪＩＳ−Ａ硬度との差は、ローラの摩擦係数の低下と鳴き現象の発生を十分に抑制する観点から１５度〜２５度、好ましくは２０度〜２５度となるようにしている。
外層のゴム層１７の厚さは１ｍｍ以上８ｍｍ以下である。外層１７の厚さが小さすぎるとローラの寿命が短くなる一方、外層１７の厚さが大きすぎると内層を柔らかくする効果がなくなる恐れがある。

内層のゴム層１６はゴム成分としてシリコーンゴムを単独で含む。
前記シリコーンゴムとしてはミラブル型シリコーンゴムを用い、なかでも内層の硬度を１０度以下にするために高伸び・低応力のシリコーンゴムを用いることが好ましい。具体的には、１００％伸び時の引張応力が０．１〜０．５ＭＰａであることが好ましく、伸びが７００％以上であることが好ましい。

外層のゴム層１７はゴム成分としてＥＰＤＭゴムを含む。
ＥＰＤＭゴムにはゴム成分のみからなる非油展タイプのＥＰＤＭゴムとＥＰＤＭのゴム成分と共に伸展油を含む油展タイプのＥＰＤＭゴムとが存在するが、いずれのタイプのものでも使用可能である。

内層のゴム層１６および外層のゴム層１７に含まれる上記ゴム成分は架橋されている。架橋形態は特に限定されず、硫黄架橋、金属塩架橋、パーオキサイド架橋、樹脂架橋、電子線架橋等を適用することができる。
前記架橋を形成させるための架橋剤としては、硫黄、硫黄化合物、金属酸化物、有機過酸化物、無機化酸化物、樹脂架橋剤等を用いることができる。架橋剤の種類はゴムの種類等に応じて適宜選択することができる。なかでも、内層１６を構成するシリコーンゴムについては有機過酸化物を用いたパーオキサイド架橋が形成されることが好ましく、外層１７を構成するＥＰＤＭゴムまたはウレタンゴムについては、硫黄または硫黄化合物を用いた硫黄架橋（加硫）か、有機過酸化物を用いたパーオキサイド架橋が形成されることが好ましい。使用条件によっては、硫黄架橋またはパーオキサイド架橋でローラ表面にブルームが発生する場合があり、その際には樹脂架橋剤を用いた樹脂架橋を形成させてもよい。

硫黄化合物としては、テトラメチルチウラムモノスルフィド（ＴＭＴＭ）、テトラメチルチウラムジスルフィド（ＴＭＴＤ）、テトラエチルチウラムジスルフィド（ＴＥＴＤ）、テトラブチルチウラムジスルフィド（ＴＢＴＤ）もしくはジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド（ＤＰＴＴ）等のチウラム系化合物；２−メルカプトベンゾチアゾール（ＭＢＴ）、ジベンゾチアジルジスルフィド、２−メルカプトベンゾチアゾール亜鉛塩（ＺｎＭＢＴ）、２−メルカプトベンゾチアゾールナトリウム塩（ＮａＭＢＴ）、２−メルカプトベンゾチアゾールのシクロヘキシルアミン塩（ＣＭＢＴ）もしくは２−（２，４−ジニトロフェニルチオ）ベンゾチアゾール（ＤＰＢＴ）等のチアゾール系化合物；Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド（ＣＢＳ）、Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド（ＢＢＳ）、Ｎ−オキシチレン−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド（ＯＢＳ）、Ｎ，Ｎ’−ジイソプロピル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド（ＤＰＢＳ）もしくはＮ，Ｎ’−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド等のスルフェンアミド系化合物；ジメチルジチオカルバミン酸塩、ジエチルジチオカルバミン酸塩、ジ−ｎ−ブチルジチオカルバミン酸塩、ペンタメチレンジチオカルバミン酸塩もしくはエチルフェニルジチオカルバミン酸塩等のジチオカルバミン酸金属塩系化合物等を挙げることができる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

金属酸化物としては、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等を挙げることができる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

有機過酸化物としては、例えばジクミルパーオキサイド（ＤＣＰ）、１，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）−３−ヘキシン、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）バレレート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン等を挙げることができる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンを用いることが好ましい。
無機化過酸化物としては、例えば過酸化水素等を挙げることができる。

樹脂架橋剤としては、例えばフェノール樹脂、メラミン・ホルムアルデヒド樹脂、トリアジン・ホルムアルデヒド縮合物、ヘキサメトキシメチル・メラミン樹脂等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、フェノール樹脂を用いることが好ましく、アルキルフェノール・ホルムアルデヒド樹脂またはそのハロゲン化物を用いることがより好ましい。

上記架橋剤の配合量は架橋剤の種類またはゴム成分の種類等に応じて適宜選択することができる。
架橋剤として硫黄または／および硫黄化合物を用いる場合、その配合量はゴム成分１００質量部に対して好ましくは０．２〜５質量部、より好ましくは０．５〜３質量部である。 架橋剤として有機過酸化物を用いる場合、その配合量はゴム成分１００質量部に対し０．２〜３．０質量部であることが好ましい。
架橋剤として樹脂架橋剤を用いる場合、その配合量はゴム成分１００質量部に対し２〜２０質量部であることが好ましい。

上記架橋剤とともに加硫促進剤、加硫促進助剤、共架橋剤または架橋活性剤等を用いてもよい。
加硫促進剤としては、消石灰、マグネシア（ＭｇＯ）もしくはリサージ（ＰｂＯ）等の無機促進剤や以下に記す有機促進剤を用いることができる。有機促進剤としては、２−メルカプト・ベンゾチアゾールもしくはジベンゾチアジルジスルフィド等のチアゾール系；Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド等のスルフェンアミド系；テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィドもしくはジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等のチウラム系；テトラメチルチオウレア、トリメチルチオウレアもしくはエチレンチオウレア等のチオウレア系等が挙げられ、これらを単独でまたは適宜組み合わせて用いることができる。加硫促進剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して０．５〜５質量部が好ましい。
加硫促進助剤としては、酸化亜鉛（亜鉛華）等の金属酸化物；ステアリン酸、オレイン酸もしくは綿実脂肪酸等の脂肪酸；その他従来公知の加硫促進助剤が挙げられる。加硫促進剤の添加量は、ゴム成分１００質量部に対して０．５〜１０質量部が好ましく、２〜８質量部がより好ましい。
なお、架橋剤として硫黄または／および硫黄化合物を用いる場合に加硫促進剤または／および加硫促進助剤を配合することが好ましい。

共架橋剤とはそれ自身も架橋するとともにゴム分子とも反応して架橋し全体を高分子化する働きをするものである。とくに架橋剤として有機過酸化物を用いる場合には、この共架橋剤を用いて共架橋することにより架橋分子の分子量が増大し、耐摩耗性を向上させることができる。
上記共架橋剤としては、例えば多官能性モノマー、メタクリル酸あるいはアクリル酸の金属塩、メタクリル酸エステル、芳香族ビニル化合物、複素環ビニル化合物、アリル化合物、１，２−ポリブタジエンの官能基を利用した多官能ポリマー類、ジオキシム類等が挙げられる。
有機過酸化物とともに共架橋剤を配合する場合、当該共架橋剤の配合量は共架橋剤の種類または用いる他の成分との関係で適宜選択することができるが、ゴム成分１００質量部に対して好ましくは５〜２０質量部、より好ましくは１０〜１５質量部である。

架橋活性剤としては金属酸化物が使用され、特に酸化亜鉛、炭酸亜鉛が好ましい。架橋活性剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して０．５〜１０質量部であることが好ましく、さらには１〜５質量部であることがより好ましい。
なお、架橋剤として樹脂架橋剤を用いる場合に架橋活性剤を配合することが好ましい。

内層１６および外層１７には、上記ゴム成分およびゴム成分を架橋させるための架橋剤以外にも、必要に応じ軟化剤、充填剤、補強剤、着色剤または劣化防止剤等の添加剤が適宜配合されてもよい。
前記軟化剤としてはオイルまたは可塑剤等が用いられる。軟化剤の添加により内層および外層の硬度を調整することが可能である。オイルとしては、例えばパラフィン系、ナフテン系、芳香族系等の鉱物油、炭化水素系オリゴマーからなる合成油、プロセスオイル等を用いることができる。ここで、合成油としては、例えばα−オレフィンのオリゴマー、ブテンのオリゴマー、エチレンとα−オレフィンとの非晶質オリゴマー等が好ましい。また、可塑剤としては、例えばジオクチルフタレート（ＤＯＰ）、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）、ジオクチルセパケート（ＤＯＳ）、ジオクチルアジペート（ＤＯＡ）、ジ−（ブトキシ・エトキシ・エチル）アジペート等を用いることができ、なかでもジ−（ブトキシ・エトキシ・エチル）アジペートが好ましい。

内層１６における軟化剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して０〜３０質量部であることが好ましく、０〜１５質量部であることがより好ましく、全く配合しないことが更に好ましい。軟化剤の配合量が少ないほど外層への移行やブリードのおそれが少なくなり、ひいては外層の耐摩耗性の向上や搬送不良および鳴き現象の低減という発明の効果が十分に発揮されるからである。
外層１６における軟化剤の配合量は、硬度を所望の値に調整でき、かつ軟化剤がブリードして他の部材を汚染することがない量からゴム成分の種類等に応じて適宜選択することができるが、具体的にはゴム成分１００質量部に対して２０〜３００質量部であることが好ましい。

前記充填剤としては、炭酸カルシウム、酸化チタン、炭酸マグネシウム等の鉱物質の無機充填剤の他、セラミック粉、木粉等を挙げることができる。このような充填剤の添加により、本発明の紙送りローラの機械的強度を向上させることができる。なお、本発明においては、外層を構成するゴム組成物に鉱物質の無機充填剤を添加することが好ましい。
充填剤は内層１６または外層１７を構成する組成物全質量の２５質量％以下で配合するのが好ましく、２０質量％以下で配合するのがより好ましい。これは充填剤の配合は本発明の紙送りローラの引張強度および引裂強度等の改善には有効であるものの、あまり多く配合すると柔軟性が低下してローラの摩擦係数が低下する傾向を示すためである。

前記補強剤としては、カーボンブラック等が用いられる。カーボンブラックの添加により、本発明の紙送りローラの耐摩耗性を向上させることが可能である。カーボンブラックとしては、例えばＨＡＦ、ＭＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＳＡＦ、ＭＴ、ＦＴ等のカーボンブラックを用いることができる。
カーボンブラックの粒径は、ゴム組成物への分散性の観点から１０μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましい。
本発明においては、ゴム強度を上げる観点から、特に外層を構成するゴム組成物にはカーボンブラックを添加することが好ましい。

内層１６を構成するゴム組成物の好ましい配合例として、シリコーンゴム１００質量部に対して０．２〜１質量部の有機過酸化物とを配合したものを挙げることができる。

外層１７を構成するゴム組成物の好ましい配合例として、ＥＰＤＭゴム１００質量部に対し、１〜６０質量部の鉱物質の無機充填剤と、０〜１４０質量部のパラフィンオイルと、０〜５質量部の補強剤とを配合したものを挙げることができる。
また、好ましい他の配合例として、ウレタンゴム１００質量部に対し、１〜３０質量部の鉱物質の無機充填剤と、５０質量部以下の軟化剤、特にジ−（ブトキシ・エトキシ・エチル）アジペートと、０〜５質量部の補強剤とを配合したものを挙げることができる。
鉱物質の充填剤としては、酸化珪素、炭酸カルシウム、酸化チタン等を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることが好ましい。
架橋剤としては、いずれの態様においてもゴム成分１００質量部に対して０．５〜２質量部の粉末硫黄を用い、これと共に１〜５質量部のジベンゾチアジルジスルフィド等のチアゾール系または／およびテトラメチルチウラムモノスルフィド等のチウラム系の加硫促進剤と、４〜８質量部の酸化亜鉛（亜鉛華）等の金属酸化物または／およびステアリン酸等の脂肪酸などの加硫促進助剤を用いることが好ましい。

本発明の紙送りローラは公知の方法で製造することができる。
架橋ゴム組成物のローラ状の成形品を得る場合、まず上記各原料を混練するが、この混練物の架橋は混練物の成形前または成形後に行っても、また作業時間を短縮するために混練物の成形と同時に行ってもよい。混練物の成形と同時に架橋を行いローラ状のゴム層を作製する場合、型部を所望のチューブ形状にした金型を加熱し、該加熱した金型内に上記混練物を充填し、圧縮成形（プレス加硫）することにより得られる。

内層および外層の各層を構成するゴム組成物の調整は、従来から行われている通常の方法で行えばよい。例えば、ゴム成分、架橋剤、その他の添加剤からなる配合物を、オープンロール、バンバリーミキサーまたはニーダー等の公知のゴム混練装置を用いて混練りすることにより、ゴム組成物を得ることができる。混練り中の配合物の温度は例えば７０℃〜１００℃であり、混練り時間は例えば３分〜１０分である。

ゴム組成物の加硫・成形方法としては、押し出し成形、トランスファ成形等を挙げることができる。例えば、未加硫のゴム組成物を、所定のトランスファ成形用金型に導入し、例えば１５０℃〜２００℃の温度で５分〜３０分程度の加熱を行うことにより、ゴム組成物の加硫とチューブ状への成形を同時に行うことができる。その後、成形されたゴムチューブを円筒研磨盤で所望の外径になるまで研磨し、所望の長さにカットすることにより、内層のゴム層１６や外層のゴム層１７を得ることができる。

このように別個に夫々のゴム層を成形し、外層側のゴム層の中空部に内層のゴム層を内部に圧入し、あるいは、内層のゴム層に外層のゴム層を外挿して密着させることにより得ることができる。この際、外層が内層の外周面に接着剤を介さずに嵌装して一体化されている。この場合、外層１７の内径φａは内層１６の外径φｂより僅かに小さくすることが望ましい。具体的には、内径φａ／外径φｂの比は０．８０〜０．９５に設定することが望ましい。

以下、本発明の紙送りローラの実施例１〜２、参考実施例１および比較例１〜３について詳述する。
まず、表１に示す配合Ａ〜Ｇに従ってゴム組成物を調整した。表１中、成分量を示す数値の単位は質量部である。

表１中に記載の各成分は以下の通りである。
・シリコーンゴムＡ：ジーイー東芝シリコーン（株）製「ＸＥ２０−Ｃ０５１０（商品名）」
・シリコーンゴムＢ：ジーイー東芝シリコーン（株）製「ＴＳＥ２９１３ｕ（商品名）」
・ＥＰＤＭゴムＡ：住友化学工業（株）製「エスプレン６７０Ｆ（商品名）」（ＥＰＤＭゴム５０質量％および伸展油５０質量％からなる油展ゴム）
・ＥＰＤＭゴムＢ：住友化学工業（株）製「エスプレン５０５Ａ（商品名）」
・酸化珪素：日本シリカ工業（株）製「ニプシール ＶＮ３（商品名）」
・炭酸カルシウム：備北粉化工業（株）製「ＢＦ３００（商品名）」
・酸化チタン：チタン工業（株）製「クロノス 酸化チタン ＫＲ３８０（商品名）」
・カーボンブラック；東海カーボン（株）製「シースト ＳＯ（商品名）」
・パラフィンオイル：出光興産（株）製「ＰＷ−３８０（商品名）」
・酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製「酸化亜鉛２種（商品名）」
・ステアリン酸：日本油脂（株）製「つばき（商品名）」
・粉末硫黄：鶴見化学工業（株）製の粉末硫黄
・加硫促進剤Ａ：ジベンゾチアジルスルフィド（大内新興化学工業（株）製「ノクセラー ＤＭ（商品名）」）
・加硫促進剤Ｂ：テトラエチルチウラムジスルフィド（大内新興化学工業（株）製の「ノクセラー ＴＥＴ（商品名）」）
・過酸化物：２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン（ジーイー東芝シリコーン（株）製「ＴＣ−８（商品名）」）

（比較例１）
ここでは、以下の要領でソリッド（１層）構造のゴムロールを作製した。
まず、配合Ｅのゴム組成物を所定の金型に導入し、１７０℃で２０分間のプレス加硫を行い、内径φ９ｍｍ、外径φ２１ｍｍ、長さ３８ｍｍのコットを作製した。このコットを円筒研磨盤で外径φ２０ｍｍになるまで研磨し、長さ１０ｍｍにカットした。カットで得られたゴムロールを紙送りローラとして専用の芯体に填め込んだ。

（実施例１〜２、参考実施例１および比較例２〜３）
（ｉ）内層の作製
表１，２に示す所定配合のゴム組成物を所定の金型に導入し、１６０℃で３０分間のプレス加硫を行い、内径φ９ｍｍ、外径φ１５ｍｍ、長さ６０ｍｍのコットを作製した。このコットを長さ１０ｍｍにカットし、内層のゴム層とした。
（ｉｉ）外層の作製
表１，２に示す所定配合のゴム組成物を所定の金型に導入し、１６０℃で２０分間のプレス加硫を行い、内径φ１４ｍｍ、外径φ２１ｍｍ、長さ６０ｍｍのコットを作製した。このコットを円筒研磨盤で外径φ２０ｍｍになるまで研磨し、長さ１０ｍｍにカットして、外層のゴム層を作製した。
（ｉｉｉ）２層構造の紙送りローラの作製
内層のゴム層の中空部に専用の芯体を填め込み、さらに接着剤を用いずに外層のゴム層を内層のゴム層の外周面に嵌着して、紙送りローラを作製した。

表２に示した紙送りローラの評価は下記のように行った。
（内層および外層の硬度）
ＪＩＳ Ｋ６２５３の「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴムの硬さ試験方法」の記載に従い、試験機デュロメータタイプＡにてＪＩＳ−Ａ硬度を測定した。この硬度は国際規格表示である従来のショアＡと同じである。内層および外層のＪＩＳ−Ａ硬度、内層と外層とのＪＩＳ−Ａ硬度差を表２に示す。

（初期摩擦係数）
図４に模式的に示す方法により摩擦係数を測定した。
まず、紙送りローラ１０と固定されたポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）製の板１８との間に、ロードセル１９に一端を接続した６０ｍｍ×２１０ｍｍサイズのＰ紙２０（富士ゼロックス（株）製）の他端を挟持した。次いで、２５０ｇｆの鉛直加重Ｗを紙送りローラ１０から板１８に向けて印加した。
次に、温度２３℃、湿度５５％の条件下で、紙送りローラ１０を図４中の矢印Ｒで示す方向に周速３００ｍｍ／秒で回転させた。そして、このときロードセル１９に印加される搬送力Ｆを測定した。摩擦係数μは、測定された搬送力Ｆ（ｇｆ）および荷重Ｗ（Ｗ＝２５０ｇｆ）から下記の数式１を用いて求めた。
＜数式１＞ μ＝Ｆ（ｇｆ）／２５０（ｇｆ）
なお、紙送りローラが所望の機能を果たすためには、初期摩擦係数が少なくとも１．５以上が必要であると考えられる。

（通紙評価）
富士ゼロックス（株）製の複写機「ＶＩＶＡＣＥ４５５（商品名）」に紙送りローラを装着し、Ｐ紙（富士ゼロックス（株）製）５万枚を通紙し、通紙状況を観察した。
通紙状況は、○：良好、×：不送り並びに重送有り、の２段階で判断した。

（通紙後摩擦係数）
前記の通紙評価を行った後、複写機から紙送りローラを脱着し、初期摩擦係数の場合と同様の方法で、通紙後の紙送りローラの摩擦係数を測定した。
なお、紙送りローラが十分な耐久性を有すると認めるためには、通紙後摩擦係数として、少なくとも１．２以上が必要であると考えられる。

（鳴き評価）
富士ゼロックス（株）製の複写機「ＶＩＶＡＣＥ４５５（商品名）」に紙送りローラを装着し、Ｐ紙（富士ゼロックス（株）製）１０００枚を通紙し、鳴きの有無を確認した。
１０００枚通紙する間に、鳴きが発生した場合は「有り」と、鳴きが発生しなかった場合は「無し」と評価した。

１層構造の比較例１の紙送りローラの場合、通紙評価は良好であったが、鳴きの発生が見られた。また、初期摩擦係数に対する通紙後摩擦係数の比率はおよそ０．７９であり、摩擦係数の低下が比較的大きかった。

２層構造の比較例２の紙送りローラの場合、通紙評価は良好であったが、内層のＪＩＳ−Ａ硬度が１５度と高すぎたため、鳴きの発生が見られた。また、初期摩擦係数に対する通紙後摩擦係数の比率はおよそ０．７５であり、摩擦係数の低下が比較的大きかった。

また、２層構造の比較例３の紙送りローラの場合、鳴きの発生は見られなかったが、外層のＪＩＳ−Ａ硬度が２０度と低すぎたため、通紙評価では外層の磨耗が激しく、実用レベルに達していなかった。また、通紙後の摩擦係数は測定不能であった。

一方、実施例１〜２の紙送りローラの場合、いずれも内層のＪＩＳ−Ａ硬度が１０度以下で外層のＪＩＳ−Ａ硬度が２５度以上３０度以下であったため、鳴きの発生が見られず、通紙評価も良好であった。さらに、初期摩擦係数に対する通紙後摩擦係数の比率はいずれもほぼ０．９４以上であり、摩擦係数の低下はほとんど見られなかった。

本実施形態の紙送りローラの概略斜視図である。 本実施形態の紙送りローラを用いた給紙機構の一例を示す断面模式図である。 本実施形態の紙送りローラの断面図である。 紙送りローラの摩擦係数を測定する方法を模式的に示す図である。

符号の説明

１０ 紙送りローラ
１１ 芯体
１２ 分離パッド
１３ トレイ
１４ 基板
１５ 紙
１６ 外層のゴム層
１７ 内層のゴム層
１８ ＰＴＦＥ製の板
１９ ロードセル
２０ Ｐ紙

Claims (6)

1. 内層と外層との２層のゴム層を備え、内層の外周面と外層の内周面とは空隙なく密着しており、
   前記内層はゴム成分としてシリコーンゴムを含み、該内層の硬度はＪＩＳ−Ａ硬度で１０度以下、厚さは２ｍｍ以上１０ｍｍ以下とされる一方、
   前記外層はゴム成分としてＥＰＤＭゴムまたは／およびウレタンゴムのみを含み、該外層の硬度は２５度以上３０度以下、厚さは１ｍｍ以上８ｍｍ以下とされ、
   前記内層および外層が非発泡層であることを特徴とする紙送りローラ。
2. 前記内層の硬度はＪＩＳ−Ａ硬度で５度以上、前記外層の硬度はＪＩＳ−Ａ硬度で３０度以下とされ、
   前記外層のＪＩＳ−Ａ硬度と前記内層のＪＩＳ−Ａ硬度との差が、１５度〜２５度とされている請求項１に記載の紙送りローラ。
3. 前記外層が前記内層の外周面に、接着剤を介さずに外嵌されて一体化されている請求項１または請求項２に記載の紙送りローラ。
4. 前記外層の外周面の初期摩擦係数が１．５以上とされている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の紙送りローラ。
5. 前記内層に、軟化剤がゴム成分１００質量部に対して０質量部以上１００質量部以下の割合で配合されている請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の紙送りローラ。
6. 前記内層に含まれるシリコーンゴムが、１００％伸び時の引張応力０．１〜０．５ＭＰａ、伸び７００％以上である請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の紙送りローラ。

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