JP6547431B2 - 給紙ローラ - Google Patents

Description

本発明は、給紙ローラに関する。

複写機やファクシミリ、プリンター等のＯＡ機器には、用紙などの紙葉類を１枚ずつ分離して給紙するため、給紙ローラが設けられる。給紙ローラは、シャフトの外周にゴム弾性層を備えて構成されており、例えば用紙を摩擦パッドとの間で狭持するように配置される。そして、この状態で給紙ローラが回転することにより、用紙とゴム弾性層との間で生じた摩擦で用紙が１枚ずつ分離され、送り出されることになる。

この給紙ローラにおいては、用紙との摩擦力を高め、用紙を分離させる分離性能を向上させるため、ゴム弾性層の低硬度化が図られている。低硬度化によりゴム弾性層を柔らかくすると、ゴム弾性層を潰れやすくできるため、ゴム弾性層と用紙とが接触する幅（ニップ幅）を大きくし、用紙との接触面積を広げることができる。これにより、用紙との間で生じる摩擦力を高め、給紙ローラの分離性能を向上させることができる。

ただし、ゴム弾性層の硬度が低くなると、耐摩耗性が低下し、耐久性が低下する傾向がある。そのため、ゴム弾性層を低硬度化するにしても限度がある。このように、給紙ローラにおいては、耐久性の観点から低硬度化が困難であり、耐摩耗性と分離性能とを両立することが困難となっている。

そこで、ゴム弾性層の耐摩耗性を確保しつつ、硬度を低くするため、硬度の異なるゴム弾性層を積層させる方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。具体的には、発泡性のウレタンゴムを用いた低硬度な内層と、非発泡性のウレタンゴムを用いて内層よりも高硬度な外層とを積層させた積層構造のゴム弾性層が提案されている。このような積層構造のゴム弾性層によれば、内層を低硬度に形成し、外層を高硬度に形成しているので、用紙と接触する表面の硬度を高くしつつ、全体としての硬度を低くできる。つまり、ゴム弾性層の耐摩耗性を確保しつつ、全体的に柔らかくして大きなニップ幅を得ることができる。その結果、耐摩耗性と分離性能とを両立することができる。

特許第３５７１９８３号公報

ところで、給紙ローラは、近年のＯＡ機器等の高性能化に伴って、より低硬度であり、分離性能に優れるものが求められている。そのため、内層を発泡ゴムで形成することにより柔らかくするだけでなく、外層の耐摩耗性を高く維持しつつ、硬度をより低くすることが求められている。

そこで、本発明は、耐摩耗性に優れ、かつ低硬度で大きなニップ幅を確保できる給紙ローラを提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、
紙葉類の給紙または搬送に用いられる給紙ローラであって、
発泡ゴムから形成される内層と、
前記内層の外周上に設けられ、ウレタンゴム組成物を硬化させて得られる、前記発泡ゴムよりも硬度の高いウレタンゴムから形成される外層と、を備え、
前記ウレタンゴム組成物が、ポリエーテルポリオールとイソシアネート化合物とを反応させて得られるエーテル系ウレタンプレポリマと、エチレングリコールとを含有する、給紙ローラが提供される。

本発明によれば、耐摩耗性に優れ、かつ低硬度で大きなニップ幅を確保できる給紙ローラが得られる。

本発明の一実施形態に係る給紙ローラの断面図である。

＜給紙ローラ＞
以下、本発明の一実施形態に係る給紙ローラについて図を用いて説明をする。図１は、本発明の一実施形態に係る給紙ローラの断面図である。

給紙ローラ１は、図１に示すように、シャフト１１の外周上に、発泡ゴムから形成される内層１２と、内層１２の外周を被覆し、発泡ゴムよりも硬度の高いウレタンゴムから形成される外層１３と、を備えて構成されている。

本実施形態では、発泡ゴムから形成される低硬度な内層１２と、内層１２よりも高硬度な外層１３とを積層させている。これにより、用紙と接触する給紙ローラ１の表面を硬くしつつ、給紙ローラ１全体を柔らかく構成することができる。その結果、給紙ローラ１において、用紙と接触する表面での耐摩耗性を確保しつつ、用紙と接触させたときに大きなニップ幅を得ることができる。つまり、本実施形態の給紙ローラ１によれば、用紙との間で大きな摩擦係数が得られ、安定した用紙分離性能を長期にわたった維持することができる。
しかも、本実施形態では、詳細は後述するが、外層１３を所定のウレタンゴムで形成することにより、外層１３を、耐摩耗性がより高く、かつ硬度がより低くなるように構成している。これにより、本実施形態の給紙ローラ１は、耐摩耗性と用紙分離性能とを高い水準でバランスよく得ることができる。

また、外層を形成するウレタンゴムはエーテル骨格を有しており、水で加水分解しにくいため、給紙ローラ１は高温高湿環境下であっても劣化しにくい。

以下、本実施形態の給紙ローラ１の各構成について詳述する。

（シャフト１１）
シャフト１１は、内層１２や外層１３を支持するものである。シャフト１１としては、特に限定されないが、例えばポリアセタール（ＰＯＭ）やアクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体（ＡＢＳ）、ポリカーボネート、ナイロン等の合成樹脂、もしくは鉄、ステンレス、アルミニウム等の金属材料からなるものが挙げられる。

（内層１２）
内層１２は、シャフト１１の外周上に設けられている。内層１２は、発泡ゴムから形成されており、外層１３よりも硬度が低くなるように構成されている。発泡ゴムは、気泡を有する架橋ゴムであり、例えば、原料ゴムに発泡剤や発泡助剤を添加したゴム組成物を加熱して発泡させるとともに架橋させることで形成されている。また例えば、液状の原料ゴム中に非反応性の気体を注入することにより発泡させた後、架橋させることで形成されている。

内層１２を形成する原料ゴムとしては、例えば、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）やアクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、エピクロロヒドリンゴム（ＣＯ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）およびノルボルネンゴム（ＮＯＲ）等を用いることができる。これらの中でもＥＰＤＭが特に好ましい。ＥＰＤＭによれば、主鎖に二重結合を持たないことから耐環境特性に優れるだけでなく、樹脂への圧入時にオゾンクラックなどを発生させるおそれがない。なお、原料ゴムとしては、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

内層１２を形成するゴム組成物には、有機系もしくは無機系の化学発泡剤を配合するとよい。また、内層１２を架橋させるために、有機過酸化物などの架橋剤もしくは架橋助剤を配合するとよい。

内層１２における平均気泡径は、特に限定されないが、内層１２の硬度を適度な大きさとする観点からは小さいことが好ましく、例えば３００μｍ以下であることが好ましく、１００μｍ以上３００μｍ以下であることがより好ましい。

また、内層１２の発泡倍率は、特に限定されないが、１．２倍〜５．０倍であることが好ましい。発泡倍率を１．２倍以上とすることにより、内層１２に適度な密度で気泡を形成でき、内層１２の硬度を低くすることができる。また、発泡倍率が過度に大きくなると、内層１２における気泡壁が薄くなるため、内層１２が圧縮永久歪みにより変形し、潰れやすくなるが、５．０倍以下とすることにより圧縮永久歪みを抑制しつつ、低硬度化が可能となる。なお、発泡倍率は、以下の式で算出される。
（発泡倍率）＝（発泡前の密度）／（発泡後の密度）

（外層１３）
外層１３は、内層１２の外周上に設けられている。外層１３は、内層１２を形成する発泡ゴムよりも硬度の高いウレタンゴムから形成されることで、内層１２よりも硬度が高くなるように構成されている。外層１３を形成するウレタンゴムは、所定のウレタンゴム組成物を硬化させることにより形成されている。以下、ウレタンゴム組成物について詳述する。

一般に、ウレタンゴム組成物は、ポリオール成分とイソシアネート化合物と硬化剤（鎖伸長剤）とを含有する液状の組成物であり、加熱により、これらの成分が反応することで硬化してウレタンゴムとなる。本発明者らは、耐摩耗性が高く、かつ硬度が低いウレタンゴムを形成するため、各成分の組み合わせを適宜変更して検討した。その結果、ポリオール成分としては、エステル骨格を有するポリエステルポリオールよりも、エーテル骨格を有するポリエーテルポリオールを用いた方が、耐摩耗性に優れ、かつ低硬度なウレタンゴムが得られることが分かった。また、硬化剤としてはグリコール成分やジアミン成分などがあるが、これらの中でもエチレングリコールを用いるとよいことが分かった。さらに、ウレタンゴムの形成には、ポリオール成分、イソシアネート化合物および硬化剤を加熱により一段階で反応させてウレタンゴムを得るワンショット法と、ポリオール成分とイソシアネート化合物とを予め反応させて得られたウレタンプレポリマを硬化剤と反応させてウレタンゴムを得るプレポリマ法とがあるが、プレポリマ法で得られるウレタンゴムの方が耐摩耗性および硬度の観点からはよりよいことが分かった。

これらの知見に基づき、本実施形態では、ポリエーテルポリオールとイソシアネート化合物とを反応させて得られるウレタンプレポリマと、エチレングリコールとを含有するウレタンゴム組成物を用いている。以下、各成分について詳細に説明をする。

ウレタンプレポリマは、ポリエーテルポリオールとイソシアネート化合物とを反応させて得られるものである。具体的には、過剰量のイソシアネート化合物にポリエーテルポリオールを反応させることにより、分子鎖の末端にイソシアネート化合物が結合するイソシアネート末端のウレタンプレポリマである。このウレタンプレポリマは、ポリエーテルポリオールに由来するエーテル骨格を化学構造中に有している。

ポリエーテルポリオールとしては、ウレタンゴムの合成に用いられる公知の成分を挙げることができ、例えば、２個以上の活性水素原子を有する化合物（たとえばポリオール、多価フェノール、アミンなど）にアルキレンオキサイドが付加した構造の化合物およびそれらの混合物が挙げられる。

ポリオール（多価アルコール）としては、エチレングリコールやジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，３−および１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、ジグリセリン、トリメチロールプロパン、ソルビトール、ペンタエリスリトール、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。多価フェノールとしてはピロガロール、ハイドロキノン、レゾルシン、フロログルシンなどの単環多価フェノール；ビスフェノールＡ、ビスフェノールスルフォンなどのビスフェノール類などが挙げられる。

アルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、１，２−、１，３−、１，４あるいは２，３−ブチレンオキサイド等、およびこれらの２種以上の併用（ブロックまたはランダム付加）が挙げられる。

イソシアネート化合物としては、ウレタンゴムの合成に用いられる公知の成分を挙げることができ、例えば芳香族ジイソシアネートや脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネートなどが挙げられる。
芳香族ジイソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、１，４−フェニレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）、トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、トリフェニルメタントリイソシアネートなどが挙げられる。
脂肪族ジイソシアネートとしては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート（ＴＭＨＤＩ）、リジンジイソシアネート、ノルボルナンジイソシアナートメチル（ＮＢＤＩ）などが挙げられる。
脂環族ジイソシアネートとしては、例えば、トランスシクロヘキサン−１，４−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン（Ｈ６ＸＤＩ）、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（Ｈ１２ＭＤＩ）などが挙げられる。なお、これらは１種単独で用いても２種以上を併用してもよい。

ウレタンプレポリマの数平均分子量は、特に限定されないが、ウレタンプレポリマの３０℃での粘度が５０ｃｐｓ以上４００００ｃｐｓ以下の範囲となるような分子量であることが好ましく、１００ｓｐｓ以上２５０００ｃｐｓ以下となるような分子量であることがより好ましい。ウレタンプレポリマは、分子量が低くなるほど、得られるウレタンゴム（外層１３）の硬度が高くなるおそれがあるが、粘度が５０ｃｐｓ以上となるような分子量とすることにより、十分な硬度を得ることができる。一方、分子量が高くなり、粘度が大きくなるほど、ウレタンプレポリマの取り扱い性（塗布性）が損なわれて外層１３の生産性が低下するおそれがあるが、粘度が４００００ｃｐｓ以下の範囲となるような分子量とすることにより、生産性を損なうことなく外層１３を形成することができる。

なお、ポリエーテルポリオールとイソシアネート化合物との反応は、従来公知の方法により行うことができ、例えば、これらの成分を撹拌しながら、６０〜１６０℃で反応させて行なうことができる。このとき、必要に応じてジブチル錫ラウリレートやジオクチル錫ラウリレート等の錫系触媒を使用することができる。

ウレタンゴム組成物に配合されるエチレングリコールは、硬化剤（鎖延長剤）として作用し、ウレタンゴム組成物を加熱するときにウレタンプレポリマを重合させるものである。本発明者らの知見によると、グリコール成分の中でもエチレングリコールを用いてエーテル系ウレタンプレポリマを硬化させると、その他のグリコール成分（例えば、比較例で後述する１，４−ブタンジオールなど）を用いる場合と比較して、ウレタンゴムの耐摩耗性を向上させるとともに、硬度を低くできることが見出されている。エチレングリコールおよび１，４−ブタンジオールは、ともに２つのヒドロキシ基を有するグリコール成分であるが、エチレングリコールは、１，４−ブタンジオールに比べて主鎖の長さが短く、両端の酸素部分での自由度が高いため、ウレタンゴム（外層１３）をより低硬度化することができる。

エチレングリコールの配合量は、特に限定されないが、耐摩耗性が高く、かつ硬度が低い外層１３を形成する観点からは、エーテル系ウレタンプレポリマ１００質量部に対して０．２質量部以上２．０質量部以下であることが好ましい。

ウレタンゴム組成物には、硬化剤として、エチレングリコール以外にトリメチロールプロパンを配合することが好ましい。２つのヒドロキシ基を有するエチレングリコールが分子鎖を２次元的に延長するのに対して、トリメチロールプロパンは、３つのヒドロキシ基を有するため、３次元的に分子鎖を架橋させて、ウレタンゴム（外層１３）の永久歪みを向上させることができる。外層１３に適度な永久歪みを付与する観点からは、トリメチロールプロパンの配合量は、エーテル系ウレタンプレポリマ１００質量部に対して０．５質量部以上３．０質量部以下であることが好ましい。

外層１３の厚さは、特に限定されないが、本実施形態では、外層１３を耐摩耗性の高いウレタンゴムで構成しているので、薄くした場合であっても所望の耐摩耗性を得ることができる。具体的には、外層１３の厚さを１．５ｍｍ以下とすることができる。一方、所定の耐摩耗性を得る観点からは、外層１３の厚さは０．２ｍｍ以上であることが好ましい。すなわち、外層１３の耐摩耗性を高く維持しつつ、硬度を低くする観点からは外層１３の厚さは０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることが好ましい。

外層１３は硬度が低くなるように構成されており、その硬度はデュロメータＡでの硬度で３０以上５０以下であることが好ましい。

また、外層１３は、硬度が低くなるように構成されているため、用紙との間で大きなニップ幅が得られ、大きな摩擦係数を得ることができる。具体的には、外層１３の摩擦係数は０．８以上３．５以下であることが好ましい。

本実施形態では、外層１３を薄く形成できるので、給紙ローラ１の弾性部材（内層１２および外層１３）に占める外層１３の厚さの割合を小さくでき、内層１２の厚さの割合を大きくできる。具体的には、外層１３の厚さと内層１２の厚さとの比率を、好ましくは１：５０〜１：２の範囲内とすることができる。これにより、外層１３よりも低硬度な内層１２の割合を大きくすることで、給紙ローラ１全体としての硬度を低くして、ニップ幅を広げることができる。

本実施形態において、内層１２および外層１３を備える給紙ローラ１は硬度が低くなるように構成されており、給紙ローラ１全体での硬度は、好ましくはアスカーＣ硬度で６０以下となる。

本実施形態の給紙ローラ１は、複写機等のＯＡ機器における給紙装置に組み込まれる。例えば、給紙ローラ１は、分離パッド方式の給紙装置において、分離パッドとの間に用紙を狭持するように配置されて用いられる。また例えば、リタード（リバース）ローラ方式の給紙装置において、ピックアップローラ、フィードローラおよびリタードローラとして好適に用いられる。また、本実施形態の給紙ローラ１は、ＯＡ機器だけでなく、自動販売機、自動改札機、現金自動引き取り装置、両替機、計数機、キャッシュディスペンサー等の給紙ローラ１として使用することも可能である。

なお、本実施形態の給紙ローラ１には、外層１３の外周上にコート層（図示略）などを形成してもよい。

＜給紙ローラの製造方法＞
続いて、上述の給紙ローラ１の製造方法について説明する。

まず、内層１２用のゴム組成物を用意する。例えば、ＥＰＤＭゴムと発泡剤と架橋剤とを含有するゴム組成物を用意する。

続いて、内層１２形成用の金型を用意し、金型内に上記ゴム組成物を加圧注入した。その後、金型を加熱することにより、ゴム組成物を発泡させるとともに架橋させることで、発泡ゴムからなる円筒状の内層１２を形成する。なお、内層１２は、形成後にその表面を研磨して厚さを適宜変更してもよい。

続いて、外層１３用のウレタンゴム組成物として、ポリエーテルポリオールとイソシアネート化合物とを反応させて得られるウレタンプレポリマと、エチレングリコールとを含有する、液状のウレタンゴム組成物を用意する。このウレタンゴム組成物の中に円筒状の内層１２を浸漬させ、内層１２の外周面にウレタンゴム組成物を一様に塗布する。その後、加熱することによりウレタンゴム組成物を硬化させた。これにより、内層１２の外周上にウレタンゴムからなる外層１３が形成された円筒状の成形体を得る。

そして、内層１２の外周上に外層１３が形成された円筒状の成形体の孔にシャフト１１を圧入し、挿通させた。

以上により、本実施形態の給紙ローラ１を得る。

なお、外層１３の形成方法としては、ウレタンゴム組成物中に内層１２を浸漬させて形成する以外に、ウレタンゴム組成物を内層１２の外周上にスプレー塗布したり、ロールコート等の方法を用いて所定の厚みに塗布してもよい。

次に、本発明について実施例に基づき、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されない。

（１）内層用のゴム組成物の調製
内層用のゴム組成物は、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）１００質量部に、充填剤として、ＭＴカーボン５０質量部、ＦＥＦカーボン２０質量部および炭酸カルシウム５０質量部と、加硫剤として、硫黄２質量部、チアゾール系加硫促進剤２質量部、チウラム系加硫促進剤１質量部および亜鉛華５質量部と、パラフィン系可塑剤１００質量部と、ＡＤＣＡ系発泡剤８質量部と、尿素系発泡助剤８質量部と、助剤としてのステアリン酸１質量部とを添加し、６インチロールで混練することにより、内層溶のゴム組成物を得た。

（２）外層用のウレタンゴム組成物の調製
＜実施例１＞
実施例１では、以下の表１に示すように、エーテル系ウレタンプレポリマとして、エーテル／ＭＤＩ系のポリマ（３０℃での粘度１６００ｃｐｓ、ＮＣＯ含量５．３％）を１００質量部と、硬化剤としてのエチレングリコール１．１質量部と、硬化剤としてのトリメチロールプロパン１．６質量部と、を混合することにより、液状のウレタンゴム組成物を調製した。なお、エーテル／ＭＤＩ系のウレタンプレポリマは、ポリオールとしてポリ（オキシテトラメチレン）グリコール（ＰＴＭＧ）と、イソシアネート化合物としてＭＤＩとを反応させたポリマである。

＜実施例２，３＞
実施例２，３では、エチレングリコールの配合量を１．１質量部から１．３質量部もしくは１．５質量部に変更した以外は、実施例１と同様に調製した。

＜実施例４，５＞
実施例４，５では、エーテル系ウレタンプレポリマの種類を、エーテル／ＴＤＩ系のポリマ（３０℃での粘度１１００ｃｐｓ、ＮＣＯ含量４．２％）、もしくはエーテル／Ｈ１２ＭＤＩ系のポリマ（３０℃での粘度１４０ｃｐｓ、ＮＣＯ含量４．７％）に変更した以外は、実施例１と同様に調製した。なお、エーテル／ＴＤＩ系およびエーテル／Ｈ１２ＭＤＩ系のポリマは、ポリオールとしてＰＴＭＧと、ＴＤＩ又はＨ１２ＭＤＩとを反応させたポリマである。

＜比較例１，２＞
比較例１，２では、硬化剤としてのエチレングリコールの代わりに１，４−ブタンジオールを用いて、その配合量をそれぞれ１．３質量部、１．１質量部とした以外は、実施例１と同様に調製した。

＜比較例３，４＞
比較例３，４では、エーテル系ウレタンプレポリマの代わりに、アジペート系ポリエステルポリオールを反応させたエステル系ウレタンプレポリマを用いた以外は、実施例１と同様に調製した。エステル系ウレタンプレポリマとして、比較例３では、エステル／ＭＤＩ系のポリマ（３０℃での粘度１７００ｃｐｓ、ＮＣＯ含量６．２％）を、比較例４では、エステル／ＴＤＩ系のポリマ（３０℃での粘度１６００ｃｐｓ、ＮＣＯ含量４．１％）を、それぞれ用いた。

（３）給紙ローラの作製
内径２３ｍｍの円筒形の金型に直径１６ｍｍのマンドレルを装着した。この金型内に、内層用のゴム組成物を加圧注入した。その後、金型を１５０℃で加熱することにより、内層用のゴム組成物を発泡させるとともに架橋させ、発泡ゴムからなる内層を形成した。加熱後、マンドレルの外周を被覆するように内層が設けられた成形体を金型から取り出した。この成形体からマンドレルを取り外し、円筒状の内層を得た。内層は、厚さが３．５ｍｍ、発泡倍率が０．３５倍、平均気泡径が２００μｍであった。
続いて、内径２５ｍｍの円筒形の金型に、上記で得られた内層を装着した。この金型内に、上記で調製した液状のウレタンゴム組成物を流し込んだ。その後、金型を１２０℃で加熱することによりウレタンゴム組成物を硬化させ、ウレタンゴムからなる外層を形成した。加熱後、内層の外周に外層が形成された円筒状の成形体を金型から取り出した。外層は、厚さが１．０ｍｍであった。
最後に、円筒状の成形体の孔に金属製のシャフトを圧入して挿通させることで、実施例１〜５および比較例１〜４の給紙ローラを作製した。

（４）評価方法
作製した給紙ローラについて、以下の方法により評価した。それぞれの評価結果を表１に示す。

（外層の硬度）
外層の硬度は、給紙ローラと同一の条件で、厚さ１２．５ｍｍ、φ２９の金型を用いて、外層を模擬したサンプルを作製し、デュロメータＡでの硬度計を用い、ＪＩＳ Ｋ ６２５１に準拠して測定した。

（外層材料の耐高温高湿性）
外層の硬度を評価するときに作製したサンプルを温度８０℃、湿度８０％ＲＨの環境下に１ヶ月間放置し、硬度の変化を測定した。
硬度変化率（％）＝［（初期硬度−試験後の硬度）／（初期硬度）］×１００

（給紙ローラにおける外層の摩擦係数）
摩擦係数の評価は以下の方法で行った。駆動軸に固定した給紙ローラと一定荷重（Ｗ）を掛けたフリードラムとの間にロードセルを連結した所定用紙を挟み、それから給紙ローラを回転させて摩擦力（Ｆ）を測定した。摩擦係数は、その摩擦力（Ｆ）と荷重（Ｗ）とを式＝Ｆ／Ｗに入力して算出した。

（給紙ローラ全体での硬度）
給紙ローラ全体での硬度は、アスカーＣ硬度計を用いて、荷重１ｋｇを掛けて測定した。

（分離性能）
分離性能は、富士通社製スキャナＦＩ−５６５０Ｃを使用し、このスキャナに普通紙、ノーカーボン紙および厚紙の各２００枚を通して、不送り、重送、多重送の発生やその他通紙に問題がないか確認した。

（耐摩耗性）
耐摩耗性試験は、富士通社製スキャナＦＩ−５６５０Ｃを使用し、普通紙１５，０００枚を通して、外径の変化量（減損量）を測定した。

（５）評価結果
表１に示すように、実施例１〜５は、いずれも外層の硬度がデュロメータＡでの硬度（Ｄｕｒｏ−Ａ硬度）で５０以下であり、低硬度であった。また、外径変化量が０．１０ｍｍ以下であり、耐摩耗性に優れていた。また、外層の摩擦係数が１．５以上であり、十分な摩擦係数を有することが確認された。また、給紙ローラ全体での硬度がアスカーＣ硬度で６０以下であり、全体的に硬度が低く、柔らかいことが確認された。また、ローラ全体での硬度を低くできたため、大きなニップ幅を得られ、用紙の種類によらず、高い分離性能を示すことが確認された。また、外層をエーテル系ウレタンゴムで構成したため、高温高湿環境下に放置した場合であっても硬度の変化率が少なく、劣化が抑制されていた。

これに対して、比較例１，２では、硬化剤としてのエチレングリコールの代わりに１，４−ブタンジオールを用いたため、外層の硬度が５０よりも大きくなり、それに伴って給紙ローラ全体での硬度も６０よりも大きくなることが確認された。そのため、大きなニップ幅を確保できず、分離性能に劣ることが確認された。また、外層の摩耗量が多く、耐摩耗性に劣っていた。また、高温高湿環境下での硬度の変化率が大きく、劣化しやすいことが確認された。

比較例３，４では、外層をエーテル系ウレタンゴムではなくエステル系ウレタンゴムで形成したため、給紙ローラ全体での硬度が大きく、分離性能に劣っていた。また、外径変化量が多く、耐摩耗性にも劣っていた。しかも、加水分解しやすいエステル系ウレタンゴムで外層を形成したため、高温高湿環境下において大きく劣化することが確認された。

＜本発明の好ましい態様＞
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。

［付記１］
本発明の一態様によれば、
紙葉類の給紙または搬送に用いられる給紙ローラであって、
発泡ゴムから形成される内層と、
前記内層の外周上に設けられ、ウレタンゴム組成物を硬化させて得られる、前記発泡ゴムよりも硬度の高いウレタンゴムから形成される外層と、を備え、
前記ウレタンゴム組成物が、ポリエーテルポリオールとイソシアネート化合物とを反応させて得られるエーテル系ウレタンプレポリマと、エチレングリコールとを含有する、給紙ローラが提供される。

［付記２］
付記１の給紙ローラであって、好ましくは、
前記ウレタンゴム組成物が、前記エーテル系ウレタンプレポリマ１００質量部に対して前記エチレングリコールを０．２質量部以上２．０質量部以下含有する。

［付記３］
付記１又は２の給紙ローラであって、好ましくは、
前記エーテル系ウレタンプレポリマの粘度が、３０℃において５０ｃｐｓ以上４００００ｃｐｓ以下である。

［付記４］
付記１〜３のいずれかの給紙ローラであって、好ましくは、
前記外層の厚さが０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。

［付記５］
付記１〜４のいずれかの給紙ローラであって、好ましくは、
前記外層のデュロメータＡでの硬度が３０以上５０以下である。

［付記６］
付記１〜５のいずれかの給紙ローラであって、好ましくは、
前記外層の厚さと前記内層の厚さとの比率が１：５０〜１：２である。

［付記７］
付記１〜６のいずれかの給紙ローラであって、好ましくは、
全体でのアスカーＣ硬度が６０以下である。

［付記８］
付記１〜７のいずれかの給紙ローラであって、好ましくは、
前記ウレタンゴム組成物が、前記エーテル系ウレタンプレポリマ１００質量部に対してトリメチロールプロパンを０．５質量部以上３．０質量部以下、含有する。

１ 給紙ローラ
１１ シャフト
１２ 内層
１３ 外層

Claims (5)

1. 紙葉類の給紙または搬送に用いられる給紙ローラであって、
   発泡ゴムから形成される内層と、
   前記内層の外周上に設けられ、ウレタンゴム組成物を硬化させて得られる、前記発泡ゴムよりも硬度の高いウレタンゴムから形成される外層と、を備え、
   前記ウレタンゴム組成物が、ポリエーテルポリオールとイソシアネート化合物とを反応させて得られるエーテル系ウレタンプレポリマと、エチレングリコールと、トリメチロールプロパンと、を含有し、
   前記エーテル系ウレタンプレポリマ１００質量部に対して、前記トリメチロールプロパンを０．５質量部以上３．０質量部以下、前記エチレングリコールを０．２質量部以上２．０質量部以下含有し、
   前記外層のデュロメータＡでの硬度が３０以上５０以下である、
   給紙ローラ。
2. 前記エーテル系ウレタンプレポリマの粘度が、３０℃において５０ｃｐｓ以上４００００ｃｐｓ以下である、請求項１に記載の給紙ローラ。
3. 前記外層の厚さが０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である、請求項１又は２に記載の給紙ローラ。
4. 前記外層の厚さと前記内層の厚さとの比率が１：５０〜１：２である、請求項１〜３のいずれかに記載の給紙ローラ。
5. 全体でのアスカーＣ硬度が６０以下である、請求項１〜４のいずれかに記載の給紙ローラ。

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