JP2683122B2 - スチールローラ及びその製造方法 - Google Patents

スチールローラ及びその製造方法

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JP2683122B2 JP1322474A JP32247489A JP2683122B2 JP 2683122 B2 JP2683122 B2 JP 2683122B2 JP 1322474 A JP1322474 A JP 1322474A JP 32247489 A JP32247489 A JP 32247489A JP 2683122 B2 JP2683122 B2 JP 2683122B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はウエブ搬送用のスチールローラに関し、ま
た、ローラとウエブとが接触したときに、ローラ表面と
ウエブとの間に随伴された空気をローラ表面から逃がす
ことができるようにしてウエブを搬送するために使用す
るローラを製造する方法にも関する。
［従来の技術］ 多くのウエブ製造方法においては、ウエブを一連のス
テーションを通して搬送するときに、ウエブは複数個の
ローラのまわりで運ばれる。これらのローラの一部はウ
エブを前進させるための駆動ローラであり、残りのロー
ラは単純な遊動ローラである。典型的には、ウエブ搬送
装置は、ウエブにかき傷その他の損傷を与えないためロ
ーラ表面とウエブとの間の相対運動を阻止するように構
成されている。このことは、上記相対運動により最終製
品に表面上の欠陥を生じさせるような写真フイルム、印
画紙、磁気テープの如き敏感な材料のウエブを製造する
場合に、特に重要である。従って、ローラが駆動ローラ
であっても遊動ローラであってもローラによりウエブを
損傷させないように、ローラの表面を十分に円滑にする
のが望ましい。それと同時に、駆動ローラによりウエブ
を前進させることができ、かつ、ウエブが遊動ローラに
接触したときにウエブと同じ表面速度でウエブにより遊
動ローラを回転させることができるように、ローラとウ
エブとの間に十分な摩擦を生じさせることも重要であ
る。
［発明が解決しようとする課題］ 駆動ローラ又は遊動ローラを使用するウエブ搬送装置
においては、ローラとウエブ表面との間に空気が滞留す
ることがよくある。すなわち、特にウエブが高速で運動
しているときには、ウエブの運動により、空気がウエブ
とローラ表面との間のニップへ押し込まれる傾向があ
る。この空気の境界層はウエブ表面とローラ表面とを少
なくとも部分的に分離させてしまう。このような分離が
発生すると、ウエブを前進させる駆動ローラの能力を変
化させ、ウエブは遊動ローラを有効に回転させることが
できなくなる。このため、ローラとウエブとの間に相対
運動が生じ、ウエブの質を低下させてしまう。
ローラとウエブとの間の空気の境界層により発生する
諸問題点を解決する試みがなされてきた。例えば、米国
特許第4,426,757号明細書には、ウエブ案内ローラが開
示され、このローラは運動するウエブと一緒に運ばれた
空気を収容するキャビテイをローラ表面に具備してい
る。詳細には、キャビテイは、ウエブに接触する台地状
の円滑に研削し磨き仕上げした表面区域間のローラ表面
に配置した微細に分岐した網目状の圧縮室を備えてい
る。これらの室内の空気はウエブとローラとの間で圧縮
される。ウエブが最初にローラに接触する地点で、空気
は圧縮室へ進入し、ウエブがローラから離れる地点で、
空気は圧縮室から排出される。
また、米国特許第3,405,855号明細書には、空気の境
界層を制御するためローラ表面に設けた複数個のグルー
ブを開示している。これらのグルーブは空気を排出する
ための通路を提供する。これらのグルーブは例えば切削
加工で所定の反復パターンでローラ表面に特殊に形成さ
れ、従つて、高価で、多大な時間を要する。また、ロー
ラのまわりを搬送されているウエブに不当なマークを生
じさせないように、グルーブの形状及び寸法を注意深く
管理しなければならない。不当なマークは、例えば、グ
ルーブの縁部にウエブを押し付けたときに生じる痕跡で
ある。また、グルーブは、例えば、グルーブ上方のウエ
ブ部分とは別に乾燥させるローラ表面に接触したウエブ
部分により生じる熱的な欠陥をも生じさせる。更に、ウ
エブに付いたマークは無秩序なパターンのマークと異な
り、反復するパターンのマークなので、一層人目につき
やすい。従って、このようなマークは、特にフィルムや
印画紙の如き写真に使用するシート材料にとっては明ら
かに不利である。
本発明の目的は、スチールローラの表面と運動中のウ
エブとの間に滞留する空気を制御し、ローラに特別な反
復パターンのグルーブを形成することなくローラ表面と
運動中のウエブとの間から空気を排出させることであ
る。
［課題を解決するための手段］ 上記目的は、以下の特徴を有するスチールローラの表
面を仕上げる方法を提供することにより達成される。す
なわち、この方法の特徴とするところは、十分に丸みを
帯びた下向きの地肌（くぼみ）と鋭利な上向きの地肌
（突縁）とを有する凹凸組織をローラ表面に形成するよ
うにローラ表面をスチール弾丸で吹き付け加工する工程
と、相互連結したチャンネルにより包囲された台地（円
滑円筒部分）を形成するため、吹き付け加工工程で形成
された下向き地肌を50％以上除去することなく鋭利な上
向き地肌を除去するようにローラ表面を研削する工程
と、を備えてなることである。上記目的はまた、以下の
特徴を有するウエブ搬送用ステンレススチールローラを
提供することにより達成される。すなわち、このスチー
ルローラの特徴とするところは、ローラ表面が、ローラ
の表面積の50％以上を占める相互連結チャンネルを形成
するように重なつた実質上球面の多数の下向き地肌（く
ぼみ）と、ローラの表面積の少なくとも20％を占め相互
連結チャンネル間に位置した複数個の台地（円滑円筒部
分）とを備えていることである。
［実施例］ 第１図を参照すると、本発明のウエブ搬送用スチール
ローラ10は、その中心軸線のまわりで矢印にて示す右回
り方向に回転できる。ウエブ12はローラ10の一部のまわ
りを通るように搬送される。ローラ10は駆動ローラであ
っても遊動ローラであってもよい。いずれの場合におい
ても、ローラとウエブとの間に滑りを生じさせないよう
に、ローラ表面の周速度及びウエブの直線速度は同じ速
度にすべきである。このことは、ウエブ12が写真フィル
ム、印画紙、磁気媒体（テープ等）の如き損傷しやすい
材料でできている場合には、特に重要である。ローラ10
の表面14は、ローラとウエブとの間の相対運動を阻止す
るように、後述する方法で表面仕上げする。
第２図を参照すると、ローラ10を製造する方法は、種
々の円筒上シェル即ち無垢のローラに適用できる。この
方法は、特に、ステンレススチールローラ16に適用する
ことができる。スチールローラ16の長さ及び直径は任意
でよく、例えば、８フィート（約2.4m）又はそれ以上の
幅のウエブを取り扱うのに十分な長さを有するとよい。
まず、ローラ16の表面をスチール弾丸で吹き付け加工
して、ローラ表面上に凹凸表面組織20を形成する（第２
図）。表面組織20は十分に丸みを帯びた下向き地肌即ち
くぼみ22と、頂点を有する鋭利な上向き地肌即ち鋭利な
突縁24とを有する。下向きのくぼみ22は実質上球面形状
を有し、ローラ表面の全長及び全周にわたって存在す
る。
吹き付け加工期間中に形成された球面状の下向きくぼ
み22はステンレススチールの表面を打撃するときのスチ
ール弾丸の運動量により決定される深さを有する。スチ
ール弾丸の寸法は実質上一定であり、従って、スチール
弾丸の質量も一定である。それ故、スチール弾丸の運動
量は弾丸の速度にのみ依存する。弾丸の速度は使用する
（弾丸を射出する）ノズルの幾何学的形状及び吹き付け
圧力の影響を受ける。吹き付け加工工程中のノズルの幾
何学的形状は一定であるから、使用する空気圧（吹き付
け圧力）のみが下向きくぼみ22の深さを決定する因子と
なる。吹き付け工程期間中実質上一定となるように空気
圧を制御する。従って、下向きくぼみの深さは正確に制
御でき、実質上一定の深さの下向きくぼみを得ることが
できる。
下向きくぼみ22の数は弾丸の寸法及びパターン（凹凸
表面組織）の深さにより決まる。スチール弾丸の寸法を
大きくしパターンの深さを深くすればするほど、ローラ
表面上の下向きくぼみ22の数は少なくなる。それ故、本
質的には、下向きくぼみ22の数は、厳密な制約を受けた
弾丸の数とパターンの深さとにより決定される。例え
ば、弾丸の寸法が約0.006インチ（約0.15mm）ないし0.0
80インチ（約2mm）の範囲にあれば、１インチ（約25.4m
m）の長さ当り約50ないし500個の下向きくぼみを形成で
きる。大半の下向きくぼみ22は少なくとも部分的に重な
り、無秩序なパターンの相互連結チャンネルが最終製品
としてのローラ表面上に形成される（これについては、
第４図を参照して後に詳述する）。
ローラ表面を仕上げする次の工程は、上向き突縁24の
頂部を除去し、下向きくぼみ22により形成された相互連
結チャンネルによって包囲された台地即ち円滑円筒部分
を形成することである。詳細には、第２図に示すローラ
表面に対して、上向き突縁24の頂点を除去し一連の無秩
序に延在する円滑円筒部分30（第３図）を形成するよう
な積極的な複数方向の研削作用を含む超仕上げ加工を行
う。この超仕上げ工程期間中ローラは回転し、そのロー
ラの回転速度、研削圧力、及びローラ表面に沿う長手方
向の研削率はすべて一定になるように制御され、ローラ
の実質上全表面にわたり円滑円筒部分30の高さ及び円滑
度が一様になるようにする。
超仕上げ加工工程は、粒度が徐々に小さくなった一連
の研磨テープ（例えば、サンドペーパー）でローラ表面
を研削する工程を含む。たとえば、円滑円筒武運30を確
立するためローラ表面を最初に15ミクロンの粒度の研磨
テープで研削する。次いで、９ミクロンの粒度の研磨テ
ープでローラ表面を研削し、15ミクロンの粒度の研磨テ
ープで研削した円筒部分30上の傷を取り除く。次に、３
ミクロンの粒度の研磨テープでローラ表面を研削し、９
ミクロンの粒度の研磨テープで研削したときに生じたロ
ーラ表面上の傷を取り除く。超仕上げ加工工程の最終作
業は、ウエブにかき傷を生じさせない程度に円滑円筒部
分の縁部に丸みを持たせるようにローラ表面を研磨する
ことである。この最終研磨は、９ミクロンの酸化アルミ
ニウム製研磨混合物を水に懸濁したスラリーを使用して
実施するのが好ましい。
最終的なパターン（凹凸組織）の深さ及び下向きくぼ
み22の相互連結により形成されたチャンネルの量は、第
２図に示す吹き付け加工されたときの凹凸組織から所定
量の材料を除去することにより制御される。第２図に示
す吹き付け加工されたときのパターンの深さから、超仕
上げ加工工程で減少させるパターン深さの量が多いほ
ど、チャンネルの量は少なくなる。超仕上げ加工により
下向きくぼみ22の深さの50％以上を除去した場合には、
チャンネルの減少量は過剰になる。一方、弾丸で吹き付
け加工した表面組織によりウエブにかき傷を与える可能
性を払拭するためには、第２図のパターン深さの少なく
とも20％を除去し、超仕上げ加工の後の平滑円筒部分30
が十分に丸みを帯びた縁部を有するようにすることが望
ましい。
第４図は本発明のローラの表面14の一部の顕微鏡写真
図である。ローラ表面14は平滑円筒部分30と、複数個の
チャンネル32とを有する。チャンネルは弾丸吹き付け加
工で形成した下向きくぼみ22の相互接続により得られ
る。大半のチヤンネルは相互連結していて、ウエブ12
（第１図）とローラ表面14との間に空気滞留用の通路を
形成する。これらの通路はローラに沿って円周方向及び
長手方向に無秩序に延びている。従って、空気はローラ
とウエブとの間から逃げる際にローラに沿って軸方向及
び円周方向の双方に運動できる。このため、円滑円筒部
分30とウエブ表面との良好な接触が保証され、ローラと
ウエブとの間の牽引特性及び摩擦特性を制御できる。ロ
ーラとウエブとの間に滞留（捕捉）される空気量が極め
て少ないので、ローラとウエブとの間での牽引力の発生
を予期することができる。ローラとウエブとの間に多量
の空気が捕捉された場合は、牽引特性に悪影響を及ぼ
す。
研磨仕上げしたローラによる牽引特性よりも大きな牽
引特性を得るためには、弾丸で吹き付け加工した下向き
くぼみ22のパターンは10Rzパラメータにより決定される
ような500ミクロンインチ（約1270ミクロンセンチメー
トル）よりも深くし、表面パターンは、表面で観察して
50％以上のチャンネル（即ち、50％以下の円滑円筒部分
（30）を有するべきである。また、最終仕上げ表面の下
向きくぼみ22の深さは、ローラ表面のクリーニングを容
易にするため、約1000ミクロンインチ（約2540ミクロン
センチメートル）より浅い。クリーニングの容易性を考
慮しなければ、一層深いパターン深さを使用してもよ
い。更に、パターンによりウエブにかき傷を生じさせる
可能性を排除するためには、円滑円筒部分30はローラ表
面積の少なくとも20％を占めるのが望ましい。ウエブの
搬送速度が増大するに従って所要の深さも増大する。
ローラ表面の通路の無秩序配列は、特に写真に用いる
ウエブにとって望ましい。特に、ローラ表面の無秩序パ
ターンによりウエブにわずかなマークがついたとして
も、反復パターンのマークとは異なり、人目につきにく
い。
【図面の簡単な説明】
第１図は、ローラ表面の一部のまわりに随伴されたウエ
ブを伴った状態で示す、本発明のウエブ搬送用ローラの
斜視図、 第２図は弾丸で吹き付け加工した後のローラ表面の一部
の拡大断面図、 第３図は吹き付け加工した後に更に超仕上げ加工した後
のローラ表面の一部の拡大断面図、 第４図は本発明のローラの表面の一部を表わす拡大平面
図である。 符号の説明 10:スチールローラ、12:ウエブ 14:ローラ表面、20:凹凸組織 22:下向きくぼみ 24:上向き突縁、30:円滑円筒部分 32:チャンネル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エドワード・アール・シックラー アメリカ合衆国ニューヨーク州14580, ウェブスター，ペアー・ツリー・レーン 990 (56)参考文献 特開 昭54−118832（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−162452（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−110660（ＪＰ，Ｕ)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ウエブ（12）を搬送するために使用するス
    チールローラ（10）の表面を仕上げする方法において、 十分丸みを帯び少なくとも部分的に重なった実質上均一
    な深さを有する多数の下向き地肌（22）と極めて鋭利な
    上向き地肌（24）とを備えたパターンの凹凸組織（20）
    をローラ表面（14）に形成するようにスチール弾丸で該
    ローラ表面を吹き付け加工する工程と、 前記ローラ表面上に円滑円筒部分（30）を形成するた
    め、重なった前記下向き地肌により得られる相互連結チ
    ャンネルによって該円滑円筒部分を包囲するような状態
    で前記パターンの深さの50％以上を除去せずに、前記鋭
    利な上向き地肌を除去するように、吹き付け加工された
    ローラ表面を研削する研削工程と、 を有することを特徴とするスチールローラ表面の仕上げ
    方法。
  2. 【請求項２】請求項１に記載の方法において、前記研削
    工程が、粒度が徐々に小さくなる一連の研削テープでロ
    ーラ表面を研削する段階と、次いでローラ表面を磨く段
    階とを有する表面仕上げ方法。
  3. 【請求項３】ウエブ（12）を搬送するために使用するス
    チールローラ（10）の表面を仕上げする方法において、 十分丸みを帯び実質上均一な深さを有する下向きくぼみ
    （22）と極めて鋭利な上向き突縁（24）とを備えたパタ
    ーンの凹凸組織（20）をローラ表面（14）に形成するよ
    うにスチール弾丸で該ローラ表面を吹き付け加工する工
    程であって、前記スチール弾丸の寸法及びローラ表面の
    単位面積当りの下向きくぼみの数は相互連結チャンネル
    を形成すべく重なった多数の下向きくぼみを生じさせる
    ように選定されており、該吹き付け加工工程が、500ミ
    クロン以上の深さのパターンを生じさせるに十分な吹き
    付け圧力及びスチール弾丸寸法と、ローラ表面の表面積
    の少なくとも20％を占める円滑円筒部分（30）を残した
    状態でローラ表面の表面積の50％以上を占めるチヤンネ
    ルを形成するような重なった下向きくぼみの数とを利用
    して実施される、前記吹き付け加工工程と、 約15ミクロンから約３ミクロンまでの範囲で徐々に小さ
    くなる粒度での積極的な多方向の研削作用により前記の
    吹き付け加工したローラ表面を研削する研削加工工程で
    あって、相互連結チャンネルにより包囲された前記円滑
    円筒部分（30）を生じさせるため、前記吹き付け加工工
    程で形成したパターン深さの50％以上を除去せずに前記
    上向き突縁を除去する前記研削加工工程と、 酸化アルミニウムの磨き用混合物を水に懸濁してできた
    スラリーによりローラ表面を磨く工程と、を有すること
    を特徴とするスチールローラ表面の仕上げ方法。
  4. 【請求項４】ウエブ搬送用のステンレススチールローラ
    （10）において、ローラの表面積の少なくとも50％を占
    める相互連結チャンネル（32）を形成するように大半が
    相互に重なった実質上球面の下向きくぼみ（22）と、ロ
    ーラの表面積の少なくとの20％を占め前記相互連結チャ
    ンネル間に位置した複数個の円滑円筒部分とを有する表
    面を具備したことを特徴とするスチールローラ。
  5. 【請求項５】請求項４に記載のスチールローラにおい
    て、前記下向きくぼみの深さが約500ミクロンより大き
    く、約1000ミクロンより小さいスチールローラ。
JP1322474A 1988-12-12 1989-12-12 スチールローラ及びその製造方法 Expired - Lifetime JP2683122B2 (ja)

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US07/282,663 US4910843A (en) 1988-12-12 1988-12-12 A process for finishing the surface of a roller
US282663 1988-12-12

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