送纸辊和具备该送纸辊的图像形成装置的制作方法

本发明涉及一种送纸辊和具备该送纸辊的图像形成装置，该送纸辊在静电式复印机、各种打印机等图像形成装置中用于送纸。

背景技术：

在静电式复印机、各种打印机等图像形成装置中用于送纸的送纸辊中，通常使用具备利用橡胶的交联物等弹性材料以筒状形成的辊主体的送纸辊，其外周面为与纸的接触面。

送纸辊的外周面上容易附着由纸产生的纸粉、污垢，与纸反复接触后，纸粉、污垢蓄积在在辊的外周面上，由此辊的外周面对纸的摩擦系数降低，有时过早产生纸的输送不良，因此研究了各种表面形状并达到了实用化(参照例如专利文献1)。

例如专利文献1中公开了一种送纸辊，该送纸辊利用弹性材料在外周面上等间隔配设有两个以上的凸条。对于该专利文献1中记载的凸条，与辊主体的轴向正交方向的截面形状为大致直角三角形，其中，以辊主体的周向上辊主体的旋转方向的前方侧为斜边、以后方侧为与通过辊主体的中心轴的直线一致的邻边。此外，该凸条按照凸条的斜边与邻边的交点成为圆弧状的方式形成。此外，专利文献1中公开了下述内容：对于该凸条，以中心轴为中心，相邻的凸条之间的开度角为2°以上8°以下，且凸条的径向高度为0.1mm以上0.5mm以下，通过使凸条的高度为0.1mm以上来提高对纸的压接力，防止纸的输送不良。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-34428号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

但是，在专利文献1的送纸辊中，利用凸条的高度、形状来提高对纸的压接力，良好地维持了纸与辊之间的摩擦系数，但凸条所形成的凹凸的某些形状下，在供纸试验的初期，有时产生辊的橡胶的磨削所导致的较长的(例如5mm以上的)带状磨耗粉，并导致图像瑕疵。另一方面，若仅降低凸条的高度，则辊对纸的压接力降低，与纸接触时的橡胶的移位不充分，且无法充分确保形成于凸条之间的谷部的区域。因此，纸粉、污垢的排出不充分，导致纸的输送不良。

因此，鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种送纸辊和图像形成装置，从使用初期起经过长期间，该送纸辊也不会由于大的橡胶磨削而产生较长的带状磨耗粉，能够持续维持良好的供纸性能。

用于解决课题的手段

本发明的送纸辊为具备由弹性材料以筒状整体形成的辊主体的送纸辊，所述辊主体在外周面上等间隔配设有两个以上凸条，该送纸辊的特征在于，所述辊主体的与所述辊主体的轴向正交的方向的截面上，峰部与谷部在周向上连续形成，以中心轴为中心，相邻的凸条之间的开度角为2°以上8°以下，成为所述峰部与所述谷部之间的高度差的凸条的径向高度为0.051mm以上0.1mm以下，且所述峰部中曲率半径最小的肩部的曲率半径为0.55mm以上。

此外，优选所述肩部的曲率半径为0.9mm以下。

此外，所述辊主体优选由橡胶组合物的交联物整体地形成，所述橡胶组合物含有乙丙橡胶橡胶成分、含有过氧化物作为交联剂。

此外，本发明的图像形成装置的特征在于，其具备上述送纸辊。

发明效果

根据本发明的送纸辊和图像形成装置，从使用初期起经过长期间也不会由于大的橡胶磨削而产生较长的带状磨耗粉，能够持续维持良好的供纸性能。

附图说明

图1为本发明的一个实施方式的送纸辊的立体图。

图2为图1的送纸辊的与辊主体的轴向正交方向的截面图(辊主体的外周面附近)。

图3为比较例1的送纸辊的与辊主体的轴向正交方向的截面图(辊主体的外周面附近)。

图4为比较例2的送纸辊的与辊主体的轴向正交方向的截面图(辊主体的外周面附近)。

图5为比较例3的送纸辊的与辊主体的轴向正交方向的截面图(辊主体的外周面附近)。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的一个实施方式的送纸辊进行说明。需要说明的是，本发明的送纸辊可以用作组装至例如静电式复印机、激光打印机、普通纸传真机装置和这些的复合设备、或者喷墨打印机等图像形成装置、以及现金自动存取款机(ATM)等设备类中的送纸机构的进纸辊、输送辊、压纸辊、出纸辊等各种送纸辊。

如图1所示，本实施方式的送纸辊1具备利用弹性材料整体形成的圆筒状的辊主体2、插入辊主体2的中心通孔3的轴4。轴4利用例如金属、陶瓷、硬质树脂等形成。在辊主体2的外周面5上，在辊主体2的周向上等间隔配设有两个以上的凸条6，所述凸条6与辊主体2的中心轴L的方向大致平行(参照图2)。送纸辊1安装至未图示的图像形成装置上，利用马达等驱动部驱动轴4，使送纸辊1旋转。辊主体2与进纸至辊主体2的纸抵接而送出纸。

辊主体2由橡胶等弹性材料构成，例如优选利用含有乙丙橡胶作为橡胶成分、含有过氧化物作为交联剂的橡胶组合物的交联物整体地形成。橡胶组合物的交联物的低温特性优异，例如即使在低温低湿环境下也能够确保充分的柔软性，能够维持辊主体2对纸的压接力，同时能够维持良好的摩擦系数。因此，特别是在低温低湿环境下使用时，能够从使用初期起长期间地维持良好的摩擦系数，能够提高防止纸的输送不良的效果。

此外，成为橡胶组合物的原料的橡胶成分包含乙丙橡胶和IR(异戊二烯橡胶)，且IR相对于乙丙橡胶的比例以质量比计为10/90以上，优选为50/50以下。与乙丙橡胶相比，IR对纸粉中起到使纸粉附着在辊主体2表面的作用的施胶剂等有机成分的亲和性低。因此，通过以上述比例混配IR，能够更加有效地抑制纸粉在辊主体2的外周面5上的附着。此外，IR的玻璃化转变温度低，因此通过以上述比例混配IR，能够进一步提高交联物的低温特性。因此，特别是使用灰分较多的纸时、在低温低湿环境下使用时，均能够从使用初期起长期间地维持良好的摩擦系数，能够进一步提高防止纸的输送不良的效果。

作为乙丙橡胶，可以举出作为乙烯与丙烯的共聚体的狭义上的二元乙丙橡胶(EPM)和作为乙烯、丙烯和二烯的共聚体的三元乙丙橡胶(EPDM)，特别优选EPDM。此外，作为EPDM，可任意使用使乙烯、丙烯和二烯共聚而得到的各种共聚体。作为二烯，可以举出亚乙基降冰片烯(ENB)、双环戊二烯(DCPD)等。此外，作为EPDM，可以使用利用增量油进行增量的所谓充油EPDM和未利用增量油进行增量的非充油EPDM的任一种。其中，若考虑到提高在2种橡胶成分中添加、混炼交联剂等添加剂进行橡胶组合物制备时、将橡胶组合物成型为送纸辊的形状时的加工性等，则EPDM优选充油EPDM。

作为二烯为ENB的ENB系的充油EPDM，可以举出例如住友化学(株)制的ESPRENE(注册商标)670F(橡胶成分：增量油＝100：100(质量比))、671F(橡胶成分：增量油＝100：70(质量比))、三井化学(株)制的三井EPT3042E(橡胶成分：增量油＝100：120(质量比))等的1种或2种以上。此外，作为二烯为DCPD的DCPD系的充油EPDM，可以举出例如住友化学(株)制的ESPRENE400(橡胶成分：增量油＝100：100(质量比))等。EPDM可以单独使用上述示例的任1种，也可以合用2种以上。

使用充油EPDM作为EPDM的情况下，之前说明的IR的比例为相对于充油EPDM中所含的橡胶成分(EPDM)的比例。作为IR，例如使用齐格勒催化剂、锂催化剂等，利用溶液聚合法，以异戊二烯进行合成而得到的IR等各种IR均可以使用。作为IR，对其没有限定，可以举出例如Nippon Zeon(株)制的NIPOL(注册商标)IR2200(比重：0.91、门尼粘度(中心值)：82)、IR2200L(比重：0.91、门尼粘度(中心值)：70)等的至少1种。

过氧化物交联剂无需如以往的硫交联系的交联剂那样合用在辊主体2的外周面5等上起霜而引起摩擦系数降低的硫化促进剂、硫化促进助剂(硬脂酸等)，而且其本身也不会起霜，因此其具有能够从使用初期起长期间地维持良好的摩擦系数的优点，能够进一步提高防止纸的输送不良的效果。

作为过氧化物交联剂，可以举出例如过氧化苯甲酰、1,1-双(叔丁基过氧化)-3,3,5-三甲基环己烷、2,5-二甲基-2,5-二(过氧化苯甲酰)己烷、二(叔丁基过氧化)二异丙苯、1,4-双[(叔丁基)过氧化异丙基]苯、二(叔丁基过氧化)苯甲酸酯、苯甲酸过氧化叔丁酯、过氧化二异丙苯、叔丁基过氧化异丙苯、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、二叔丁基过氧化物和2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)-3-己烯等的1种或2种以上。

相对于橡胶成分的总量100质量份，过氧化物交联剂的混配比例优选为0.8质量份以上、特别优选为1.5质量份以上，优选为5质量份以下、特别优选为3.5质量份以下。过氧化物交联剂的混配比例小于上述范围时，送纸辊的耐磨耗性有可能降低。此外，超过上述范围的情况下，送纸辊过硬，有可能难以表现出期望的摩擦系数。

此外，可以适当选择炭黑等增强剂/填充剂、或油、增塑剂等各种添加剂混配至橡胶组合物中。

辊主体2可以如下形成：制备含有上述各成分的橡胶组合物，并使用该橡胶组合物，利用例如冲压成型法、挤出成型法等形成。例如在冲压成型法中，准备具备对应辊主体2的立体形状的型腔的模具，向模具的型腔内填充橡胶组合物，同时在加压下进行加热使橡胶组合物交联，由此形成辊主体2，在辊主体2的外周面5上具有后述规定形状的两个以上凸条6。

此外，在挤出成型法中，使用连接有对应辊主体2的截面形状的模头的挤出成型机，挤出成型为筒状后使其交联，由此形成辊主体2，在辊主体2的外周面5上具有规定形状的两个以上凸条6。辊主体2和轴4一体化，例如以大于辊主体2的通孔3的内径的尺寸形成的轴4的外径，并将轴4压入通孔3内而使其一体化；或者利用粘接剂将两者粘接而使其一体化；或者在辊主体2的交联时利用硫化粘接剂进行硫化粘接而使其一体化。

此外，在辊主体2与轴4的一体化前后的任意时刻，可以根据需要进一步切割辊主体2的两端使辊主体2的轴向的长度、即送纸辊1的宽度成为规定值。由此，能够制造图1所示的送纸辊1。需要说明的是，辊主体2可以形成为外周面5侧的外层和轴4侧的内层这2层结构。该情况下，至少将外层利用上述橡胶组合物形成即可。

接着，对辊主体2的外周面5的结构进行说明。如图2所示，在本实施方式中，辊主体2利用两个以上的凸条6，在相对于辊主体2的中心轴L延伸的方向为正交的方向的截面中，在周向上连续形成有峰部6a与谷部6b。峰部6a和谷部6b的形状不限于图示的形状，但如图2所示，在本实施方式中，峰部6a以峰部6a的顶部为中心，谷部6b以谷部6b的最深部为中心，在辊主体2的旋转方向的前后呈对称的形状。在辊主体2的周向上，峰部6a和谷部6b分别以波状曲面形式形成圆弧状。

在送纸辊1送纸时，峰部6a压接于纸的表面，在峰部6a压接于纸的表面的状态下，随着辊主体2的旋转而将纸送出。在本实施方式中，峰部6a形成为连续的光滑的曲面，因此与纸的表面的接触面积大，能够稳定地送出纸。

此外，与峰部6a同样，谷部6b形成为连续的光滑的曲面，按照朝辊主体2的径向外侧变宽的方式张开，从而能够顺利排出进入谷部6b内的纸粉、污垢。

所形成的本实施方式的送纸辊1上，以中心轴L为中心，相邻的凸条6之间的开角度θ(参照图2)为2°以上8°以下，且成为峰部6a(峰部6a的顶部)与谷部6b(谷部6b的最深部)之间的高度差的凸条6的径向的高度h为0.051mm以上0.1mm以下，且峰部6a中的曲率半径最小的肩部S的曲率半径(峰部6a的曲率不变化的情况下为峰部6a的曲率半径)r1为0.55mm以上。

相邻的凸条6之间的开度角θ是指从中心轴L向邻接的2个谷部6b的最深部延伸的2条直线所成的角度。在本实施方式中，通过使开度角θ为2°以上8°以下，能够增大凸条6对纸的接触面积，同时能够增大峰部6a的曲率半径。此外，开度角θ更优选为3°以上4°以下，通过使其为3°以上4°以下，能够充分确保对纸的接触面积，同时也能够进一步提高从谷部6b排出纸粉、污垢的效果，能够进一步提高防止纸的输送不良的效果。

此外，在本实施方式中，使凸条6的径向的高度h为0.051mm以上0.1mm以下、优选为0.07mm以上0.1mm以下，由此充分赋予凸条6对纸的压接力，同时抑制由于对凸条6的峰部6a的过度压力而导致的带状磨耗粉的产生。凸条6的径向的高度h小于0.051mm的情况下，与纸接触时的橡胶的移位不充分，且无法充分确保谷部6b的区域，排出纸粉、污垢的效果差，导致纸的输送不良。此外，凸条6的径向的高度h大于0.1mm的情况下，向峰部6a局部施加过度的压力，容易产生由于橡胶磨削而导致的带状磨耗粉。

此外，肩部S是指峰部6a中曲率半径最小的部位，肩部S的曲率半径r1是指形成为曲面的峰部6a中，曲率半径最小的部位的曲率半径。因此，峰部6a在周向上形成为具有一定(不变化)曲率的曲面的情况下，肩部S的曲率为峰部6a的曲率。在本实施方式中，通过使肩部S的曲率半径r1为0.55mm以上，能够使峰部6a形成为光滑的曲面，在峰部6a中没有角度急剧变化的部位，从而在与纸的压接时能够消除部分集中压力的部位，防止峰部6a的部分磨耗。此外，肩部S的曲率半径r1优选为0.7mm以上0.9mm以下，通过在该范围，能够充分赋予对纸的压接力，同时能够抑制由于对凸条6的肩部S的过度压力而导致的带状磨耗粉的产生。

此外，谷部6b形成为与峰部6a连续的曲面状。对于谷部6b的曲率半径r2没有特别限定，在本实施方式中，谷部6b的曲率半径r2优选为0.1mm以上0.6mm以下。通过使谷部6b的曲率半径r2为0.1mm以上0.6mm以下，能够将峰部6a与谷部6b形成为光滑的连续的曲面，能够顺利排出进入谷部6b的纸粉、污垢。此外，更优选使峰部6a的曲率半径r1为0.55mm以上0.7mm以下，使谷部6b的曲率半径r2为0.4mm以上0.6mm以下，峰部6a与谷部6b的曲率半径r1与r2之间的差减小，由此峰部6a与谷部6b形成更光滑的曲面。因此，能够抑制由于对谷部6b的过度压力而导致的龟裂的产生等，能够从使用初期起长期间地发挥稳定的送纸性能。

如上所述，本发明人着眼于开度角θ、凸条6的径向的高度h和峰部6a的肩部S的曲率半径这三个参数，发现通过使这些参数为规定的范围，从使用初期起经过长期间也不会由于大的橡胶磨削等而产生较长的带状磨耗粉(例如5mm以上的带状磨耗粉)。于是，能够由此持续维持良好的供纸性能，能够抑制由于较长的带状磨耗粉导致的图像瑕疵。

特别是，在本实施方式中，压接于纸上的峰部6a的曲率半径r1为0.55mm以上，峰部6a形成为光滑连续的曲面。因此，压接于纸上时，峰部6a上没有急剧弯曲的部位，因此没有局部集中施加压力的部分。并且，辊主体2压接于纸上时，消除峰部6a上局部集中施加压力的部位，而且使凸条6的高度h为0.051mm以上0.1mm以下，由此将施加于峰部6a的压力限制在规定的范围。因此，能够防止由于向辊主体2的峰部6a局部施加的压力而导致的较长的带状磨耗粉的产生。此外，利用凸条6之间的开度角、凸条6的径向的高度h，形成光滑的曲面，确保凸条6对纸的接触面积，同时赋予凸条6对纸的足以得到供纸时的输送所需要的输送力的压接力。因此，本实施方式利用上述三个参数，能够维持良好的供纸性能，能够抑制由于较长的带状磨耗粉而导致的图像瑕疵。

实施例

基于实施例对本发明进行说明，但本发明并不仅限于实施例。

<实施例1>

使用ENB系的充油EPDM(上述住友化学(株)制的ESPRENE(注册商标)670F、橡胶成分：增量油＝100：100(质量比))作为基材橡胶。向充油EPDM200质量份中混配作为过氧化物交联剂的过氧化二异丙苯(日油(株)制的Percumyl(注册商标)D)3质量份和作为增强剂/填充剂的炭黑(HAF、东海碳素(株)制的商品名Sheast3)5质量份，进行混炼制备橡胶组合物。

接着，将制备的橡胶组合物填充至具备与外周面5上具有规定形状的两个以上凸条6的辊主体2的立体形状对应的型腔的模具的型腔内，同时在加压下于160℃交联20分钟，形成最大径23.6Φ、内径20.13Φ、长度23.6mm的辊主体2。并且，向辊主体2的通孔中压入Φ21.19的树脂制的轴4，制造实施例1的送纸辊1。

如图2所示，凸条6中峰部6a与谷部6b形成连续的光滑弯曲形状。辊主体2的各尺寸和凸条6(峰部6a)的数量如下。

(a)凸条6之间的开角度θ：3.8°

(b)凸条6之间的距离(谷部6b的最深部之间的距离)：0.8mm

(c)凸条6的高度h：0.076mm

(d)肩部S(峰部6a)的曲率半径r1：0.55mm

(e)谷部6b的曲率半径r2：0.54mm

(f)凸条6的条数：95条

<实施例2>

对模具进行变更，除此之外，利用与实施例1同样的方法制造实施例2的送纸辊1。模具的变更导致的与实施例1不同点仅为肩部S的曲率半径r1和谷部6b的曲率半径r2。辊主体2的各尺寸和凸条6(峰部6a)的数量如下。

(a)凸条6之间的开角度θ：3.8°

(b)凸条6之间的距离(谷部6b的最深部之间的距离)：0.8mm

(c)凸条6的高度h：0.076mm

(d)肩部S(峰部6a)的曲率半径r1：0.65mm

(e)谷部6b的曲率半径r2：0.42mm

(f)凸条6的条数：95条

<实施例3>

对模具进行变更，除此之外，利用与实施例1同样的方法制造实施例3的送纸辊1。模具的变更导致的与实施例1不同点仅为肩部S的曲率半径r1和谷部6b的曲率半径r2。辊主体2的各尺寸和凸条6(峰部6a)的数量如下。

(a)凸条6之间的开角度θ：3.8°

(b)凸条6之间的距离(谷部6b的最深部之间的距离)：0.8mm

(c)凸条6的高度h：0.076mm

(d)肩部S(峰部6a)的曲率半径r1：0.75mm

(e)谷部6b的曲率半径r2：0.3mm

(f)凸条6的条数：95条

<实施例4>

对模具进行变更，除此之外，利用与实施例1同样的方法制造实施例4的送纸辊1。模具的变更导致的与实施例1不同点仅为凸条6的高度h、肩部S的曲率半径r1和谷部6b的曲率半径r2。辊主体2的各尺寸和凸条6(峰部6a)的数量如下。

(a)凸条6之间的开角度θ：3.8°

(b)凸条6之间的距离(谷部6b的最深部之间的距离)：0.8mm

(c)凸条6的高度h：0.083mm

(d)肩部S(峰部6a)的曲率半径r1：0.81mm

(e)谷部6b的曲率半径r2：0.15mm

(f)凸条6的条数：95条

<实施例5>

对模具进行变更，除此之外，利用与实施例1同样的方法制造实施例5的送纸辊1。模具的变更导致的与实施例1不同点仅为肩部S的曲率半径r1和谷部6b的曲率半径r2。辊主体2的各尺寸和凸条6(峰部6a)的数量如下。

(a)凸条6之间的开角度θ：3.8°

(b)凸条6之间的距离(谷部6b的最深部之间的距离)：0.8mm

(c)凸条6的高度h：0.076mm

(d)肩部S(峰部6a)的曲率半径r1：0.85mm

(e)谷部6b的曲率半径r2：0.18mm

(f)凸条6的条数：95条

<比较例1>

对模具进行变更，除此之外，利用与实施例1同样的方法制造比较例1的送纸辊。如图3所示，模具的变更导致的与实施例1不同点为在辊主体10的凸条11的峰部12的中央部设置有平坦的区域12a；和凸条11的高度h、肩部13的曲率半径r1和谷部14的曲率半径r2。辊主体10的各尺寸和凸条11(峰部12)的数量如下。

(a)凸条11之间的开角度θ：3.8°

(b)凸条11之间的距离(谷部14的最深部之间的距离)：0.8mm(平坦的区域12a的长度：0.2mm)

(c)凸条11的高度h：0.165mm

(d)肩部13的曲率半径r1：0.1mm

(e)谷部14的曲率半径r2：0.25mm

(f)凸条11的条数：95条

<比较例2>

对模具进行变更，除此之外，利用与实施例1同样的方法制造比较例2的送纸辊。

如图4所示，模具的变更导致的与实施例1不同点仅为辊主体20的凸条21(峰部22)的高度、肩部23的曲率半径r1和谷部24的曲率半径r2。辊主体20的各尺寸和凸条21(峰部22)的数量如下。

(a)凸条21之间的开角度θ：3.8°

(b)凸条21之间的距离(谷部24的最深部之间的距离)：0.8mm

(c)凸条21的高度h：0.165mm

(d)肩部23的曲率半径r1：0.4mm

(e)谷部24的曲率半径r2：0.15mm

(f)凸条21的条数：95条

<比较例3>

对模具进行变更，除此之外，利用与实施例1同样的方法制造比较例3的送纸辊。

如图5所示，模具的变更导致的与实施例1不同点为在辊主体30的凸条31的峰部32的中央部设置有平坦的区域32a；和凸条31的高度h、肩部33的曲率半径r1和谷部34的曲率半径r2。辊主体30的各尺寸和凸条31(峰部32)的数量如下。

(a)凸条31之间的开角度θ：3.8°

(b)凸条31之间的距离(谷部34的最深部之间的距离)：0.8mm(平坦的区域32a的长度：0.35mm)

(c)凸条31的高度h：0.08mm

(d)肩部33的曲率半径r1：0.1mm

(e)谷部34的曲率半径r2：0.25mm

(f)凸条31的条数：95条

<供纸试验>

将实施例1～5和比较例1～3的送纸辊分别组装至激光打印机(HewlettPaekard社制的LaserJet(注册商标)M4555MFP)中，进行5000张的供纸(普通纸产生带状磨耗粉)，供纸后取下送纸辊，进行带状磨耗粉的确认。将带状磨耗粉的长度为5mm以上的情况设为×、将带状磨耗粉的长度小于5mm的情况设为○。将结果列于表1。

【表1】

如表1所示，凸条的径向的高度超过0.1mm的情况下、肩部的曲率半径小于0.55mm的情况下，产生超过5mm的较长的带状磨耗粉。另一方面，由表1的结果可知，凸条的径向的高度为0.051mm以上0.1mm以下，且峰部中曲率半径最小的肩部的曲率半径为0.55mm以上的情况下，不产生5mm以上的较长的带状磨耗粉。

如上所述可知，通过使凸条的开度角、凸条的径向的高度、肩部的曲率半径这三个参数为本发明的范围内，能够维持良好的供纸性能，能够抑制由于较长的带状磨耗粉而导致的图像瑕疵。

符号说明

1 送纸辊

2 辊主体

3 通孔

4 轴

5 辊主体的外周面

6 凸条

6a 峰部

6b 谷部

h 凸条的径向的高度

L 辊主体的中心轴

r1 肩部的曲率半径

r2 谷部的曲率半径

S 肩部

θ 凸条的开角度