JP2742608B2 - 高摩擦ローラ及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、例えば紙送りローラなどに好適な高摩擦ロ
ーラの製造方法に関する。

「従来の技術」 Ｘ−Ｙプロッタ、ファックス、コピーなどの機械にお
いては、紙を所定の寸法で送り出すために紙送りローラ
が用いられている。

例えば、上記Ｘ−Ｙプロッタにおいては、紙の送り方
向と直角な方向に移動するペンを用い、紙を送り方向に
直進後退させつつ、ペンを実質的に紙面上のＸ−Ｙ方向
に走らせて作図を行なうため、紙を極めて正確に移動さ
せる必要があった。

このような紙送りローラとしては、寸法精度が高く、
弾性変形を起こさず、紙を確実にグリップし、耐摩耗性
の高いものが望まれる。

特開昭60−23248号には、中空のローラ本体を、回転
軸によって、この回転軸に対する距離が弾力的に変位可
能に支持し、しかも、ローラ本体がそれ自身変形できる
ようなばね弾性を有する金属部材で形成され、その表面
に実質的に等しい高さの微小突起を、実質的に均一微小
間隔をおいて集合させて構成した紙送りローラが示され
ている。そして、好ましい態様としてステンレス鋼板の
表面にフォトエッチングによって微小突起を形成し、こ
の鋼板をスパイラル状に巻いて接合し、筒状に形成した
ローラが示されている。

しかしながら、この紙送りローラは、回転軸に対する
距離が弾力的に変位可能に支持されているので、正確な
送りが困難である。また、ステンレス鋼板の表面にエッ
チングによって微小突起を形成した後、この鋼板をロー
ラ本体の表面に貼り付けて製造するため、軸心に対する
円周面の精度が充分に得られないという問題がある。

上記問題を解決するため、金属の円筒体の表面に直接
フォトエッチングを施して、微小突起を有する高摩擦ロ
ーラを製造することも考えられる。このように、金属の
円筒体の表面に直接微小突起を形成することにより、軸
心に対する円周面の精度を向上させることができる。し
かし、円筒体のような曲面に直接フォトエッチングを施
すことは、技術的に困難であり、生産性も悪いという問
題が生じる。

そこで、本発明者は、予め内周面及び外周面を正確に
加工した金属の円筒体を形成し、この円筒体の外周面
に、レジスト用樹脂をスクリーン印刷によりドット状に
塗布し、この円筒体をエッチング液に浸漬してエッチン
グ処理することにより、微小突起を形成することを考え
た。

この方法によれば、スクリーン印刷という手段を用い
ることによって、円筒体の表面にレジスト用樹脂を容易
に塗布することができ、軸心に対する円周面の精度が良
好な高摩擦ローラを生産性良く製造することができる。

しかし、この方法では、円筒体表面にレジスト用樹脂
をスクリーン印刷するに際して、シルクスクリーンによ
る印刷開始部分と印刷終了部分との接続部分において、
ドットが重なったり、ドットのないスペースが広く開い
たりする不都合があった。ドットが重なると突起径が大
きくなり、紙などに対する食い込みが不足して、その部
分の摩擦係数が低下し、十分なグリップ力が得られな
い。また、ドットのないスペースが広くとられると、同
様にその部分の摩擦係数が低下し、十分なグリップ力が
得られないし送り精度を悪化させる。

また、本発明者は、種々研究した結果、微小突起の配
列は、千鳥状のドットがより好ましいということを見出
したが、スクリーン印刷で千鳥状のドットを印刷する場
合、印刷開始部分と印刷終了部分との接続部分における
整合がより一層難しくなるという問題があった。

「発明が解決しようとする課題」 本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、金属の円筒体の外周にレジスト
用樹脂をスクリーン印刷する際に、印刷開始部分と印刷
終了部分との整合における問題を解決できるようにした
高摩擦ローラ及びその製造方法を提供することにある。

「課題を解決するための手段」 上記目的を達成するため、本発明の高摩擦ローラは、
金属の円筒体の表面にドット状の微小突起が形成されて
なる高摩擦ローラにおいて、前記円筒体の周方向に対し
て斜めに、前記微小突起のないスペースが所定幅で設け
られていることを特徴とする。

また、本発明の高摩擦ローラの製造方法は、内周面お
よび外周面を正確に加工した金属の円筒体を形成する工
程と、この円筒体の外周面にレジスト用樹脂をドット状
にスクリーン印刷する工程と、この円筒体をエッチング
液に浸漬してエッチングする工程とを含み、前記スクリ
ーン印刷は、印刷開始部分では徐々に印刷幅が増加し、
印刷終了部分では徐々に印刷幅が減少するような平行四
辺形の転写領域を有するシルクスクリーンを用いて、前
記印刷開始部分と前記印刷終了部分との間に周方向に対
して斜めに所定幅のスペースが設けられるように行なう
ことを特徴とする。

「作用」 本発明では、上記のようにレジスト用樹脂をスクリー
ン印刷する際に、印刷開始部分と印刷終了部分との間に
周方向に対して斜めに所定幅のスペースが設けられるよ
うにしたので、印刷が重複することによるドットの重な
りを確実に防止することができる。また、上記のスペー
スには、微小突起が形成されないことになるが、このス
ペースが円筒体の周方向に対して斜めに設けられている
ため、紙やベルトに接触する部分の全部がスペースにな
ってしまうことはなく、接触部分の一部はスペースであ
っても他の部分には突起が設けられている状態にするこ
とができる。このため、スペースの部分が紙やベルトに
接触しても、摩擦係数が大幅に低下することはなく、全
体として良好なグリップ力を得ることができる。

したがって、本発明によれば、内周面及び外周面を予
め正確に加工された円筒体を用いて、スクリーン印刷及
びエッチング処理という簡単な工程により、寸法精度が
高く、グリップ力の強い高摩擦ローラを生産性良く製造
することができる。

また、上記のようなスペースを設けることにより、千
鳥状のドットも容易に印刷することが可能となり、その
結果として千鳥状に配列された微小突起も容易に形成で
きる。千鳥状に配列された微小突起を有する高摩擦ロー
ラは、後述する実施例に記載したように碁盤目状に配列
された微小突起を有する高摩擦ローラよりも、同じ配列
密度であってもより高い摩擦係数が得られる。したがっ
て、千鳥状の配列を採用することにより、より強いグリ
ップ力を有する高摩擦ローラを提供することもできる。

「実施例」 第２図（ａ）〜（ｅ）には、本発明の実施例による高
摩擦ローラの製造工程が示されている。

まず、同図（ａ）に示すように、鋳造、圧延成形、円
柱の孔あけなどの方法で金属の円筒体１を形成する。金
属としては、耐摩耗性に優れ、錆などが付着しない材
質、例えばステンレスなどが好ましく採用される。

この円筒体１は、孔２の内周面を所定の内径となるよ
うに切削・研磨加工した後、この孔２に対して外周面３
が正確な円筒面を形成するように外周面３を同じく切削
・研磨加工する。これによって正確な軸心及び円周面を
有する円筒体１が得られる。

次に、同図（ｂ）に示すように、円筒体１の外周面３
にレジスト用樹脂をドット状にスクリーン印刷する。ス
クリーン印刷は、公知のスクリーン印刷機を用いて次の
ようにして行なわれる。

まず、円筒体１の孔２に回転軸５を挿入して固定し、
円筒体１を枠体７により保持されたシルクスクリーン６
の下面に当接して配置する。このシルクスクリーン６に
は、多数の微細なドット孔８が形成されている。シルク
スクリーン６の転写領域6aは、平行四辺形をなしてい
る。シルクスクリーン６の上面には、ドクターブレード
９が配置されており、ドクターブレード９とシルクスク
リーン６との接触面には、レジスト用樹脂10が所定量塗
布されている。

この状態で、回転軸５と共に円筒体１を図中矢印Ａで
示すように回転させ、また、シルクスクリーン６を図中
矢印Ｂで示すように移動させる。この場合、円筒体１の
周速度とシルクスクリーン６の移動速度とを同一にする
ことが好ましい。シルクスクリーン６の上面に塗布され
たレジスト用樹脂10は、ドクターブレード９によって圧
接され、シルクスクリーン６のドット孔８を通して円筒
体１の外周面３にドット状に塗布される。

同図（ｃ）は、前記製造工程において用いられるシル
クスクリーン６の形状を示す平面図である。破線で示さ
れた円筒体１は、枠体７により保持されたシルクスクリ
ーン６の下面に当接し、図中C₁より印刷を開始するよう
配置されている。シルクスクリーン６の形状は、シルク
スクリーン６が矢印Ｂ方向に移動する場合、C₁よりC₂ま
での間は印刷幅が徐々に増加し、C₂よりC₃までの間は印
刷幅が一定となり、C₃よりC₄までの間は印刷幅が徐々に
減少する平行四辺形の形状をなしている。更に、C₁より
C₃、及びC₂よりC₄までの長さを、円筒体１の円周長より
若干短い長さとする。これにより、円筒体１の外周面３
に、周方向に対して斜めの一定の間隔を有するスペース
を設けることができる。

同図（ｄ）は、こうして円筒体１の外周面３にレジス
ト用樹脂10がドット状に塗布された状態が示されてい
る。この状態で、円筒体１をエッチング液に浸漬してエ
ッチング処理する。エッチング液としては、塩酸、硫
酸、硝酸などの酸性溶液、その他の溶液を用いることが
できる。また、エッチング速度を高めるため、エッチン
グ液に浸漬すると共に電圧を印加して電解エッチングを
行なってもよい。

同図（ｅ）は、こうしてエッチング処理した状態を示
している。円筒体１の外周面３におけるレジスト用樹脂
10が塗布された部分は、エッチング液によって腐食され
ずに残り、レジスト用樹脂10が塗布されていない部分11
は、エッチング液によって腐食される。この結果、レジ
スト用樹脂10が塗布された部分がドット状の微小突起12
となって残る。

第１図には、上記のようにして得られた本発明の実施
例による高摩擦ローラの概略斜視図が示されている。

この高摩擦ローラは、金属の円筒体１の外周面３に多
数の微小突起12がドット状に形成されてできている。円
筒体１の軸心の孔２は図示しない回転軸等が挿通される
ものである。外周面３は、紙、ベルトなどに接触する摩
擦面となり、上記微小突起12が紙などに食い込んで強い
摩擦力が得られ、優れたグリップ力を発揮する。

外周面３には、円筒体１の一方の端面から他方の端面
に亙って周方向に対して斜めに、微小突起12が形成され
ていないスペース４が所定の幅で設けられている。この
スペース４は、前記製造工程のスクリーン印刷におい
て、レジスト用樹脂10が塗布されていなかった部分に該
当する。

ここで、微小突起12は、例えば第３図に示すような形
状をなしている。

この場合、微小突起12の径ｗは25〜150μｍが好まし
く、25μｍ未満では耐摩耗性が充分に得られなくなると
いう問題があり、150μｍを超えると充分なグリップ力
が得られなくなるという問題がある。

また、微小突起12の高さｈは30〜150μｍが好まし
く、30μｍ未満では充分なグリップ力が得られず、150
μｍを超えるとエッチングに時間がかかると共に耐摩耗
性が低下する。

さらに、微小突起12の配列間隔ｐは0.5〜2.0mmが好ま
しく、この範囲を外れると充分なグリップ力が得られな
くなる。

また、微小突起12の配列は、特に限定されないが、例
えば第４図（ａ）、（ｂ）に示すような形状が採用でき
る。

同図（ａ）は碁盤目状をなすもの、同図（ｂ）は千鳥
状をなすものを示している。これらはパターンが単純で
あり、どちらの方向にもほぼ同様なグリップ力が得られ
る利点がある。しかし、同図（ａ）の碁盤目状配列は、
紙などの送り方向及びそれと直角な方向に見たとき、微
小突起12が前後に重なりやすい配列となっている。これ
に対して同図（ｂ）の千鳥配列は、紙などの送り方向及
びそれと直角な方向に見たとき、微小突起12の重なりが
少なく、分散した配列となっている。このため、千鳥配
列の方がより高い摩擦力、すなわち優れたグリップ力が
得られる。

実際に、同図（ａ）において微小突起12の配列間隔ａ
を0.6mmとし、また同図（ｂ）の配列間隔ｂを0.7mm、配
列間隔ｃを0.35mmとした場合、単位面積あたりの微小突
起12の密度は同じになるが、摩擦係数μは、同図（ａ）
の場合0.9となり、同図（ｂ）の場合1.1となる。

第５図は、円筒体１の外周面３と、斜めに設けられる
スペース４との相対的位置関係を示す概略平面図であ
る。

スペース４の傾斜角、即ち円筒体１の端面1a、1bとス
ペース４とのなす角度ｒは、60度以下が好ましく、45度
以下が更に好ましい。この角度が60度より大きくなる
と、スペース４の部分に紙やベルトが接触するときの摩
擦係数が著しく低下し、全周に亙って十分なグリップ力
が得られなくなる。

また、スペース４の幅ｓは、0.5〜2.0mmの範囲が好ま
しく、1.0〜2.0mmが更に好ましい。この幅ｓが0.5mmよ
り狭いと、スクリーン印刷時におけるパターンが重なり
合って、その部分の突起12の径が大きくなり摩擦係数が
低下する。一方、この幅ｓが2.0mmより広くなると、微
小突起12のない部分が広くなるため、同様に摩擦係数が
低下する。

第６図には、本発明で得られた高摩擦ローラをＸ−Ｙ
プロッタの紙送りローラに応用した例が示されている。
高摩擦ローラ20は、回転軸21の軸方向に３つ配列されて
おり、これらの高摩擦ローラ20と対向してゴムローラ22
が配置されている。紙23は、高摩擦ローラ20とゴムロー
ラ22とに挟まれ、回転軸21が図示しないモータ等で回転
させることにより、紙23が高摩擦ローラ20によりグリッ
プされながら送り出される。高摩擦ローラ20の表面にお
いてドット状に形成された微小突起12が紙23の繊維に食
い込むため、紙23は高摩擦ローラ20に確実にグリップさ
れる。従って、紙23の送り量を正確にコントロールする
ことができる。

なお、本発明の高摩擦ローラは、上記のような紙送り
ローラだけでなく、Ｘ−Ｙプロッタ、ロボット、減速機
械などにおける金属ベルト用の高摩擦プーリとしても利
用することができる。

また、上記実施例では、円筒体１の表面にレジスト用
樹脂10をドット状にスクリーン印刷し、これをエッチン
グ処理して微小突起12を形成しているが、円筒体１の表
面にローレット加工、切削加工などの機械的加工を施し
て所定の突起を形成し、この突起の頂部にスクリーン印
刷によってレジスト用樹脂10を塗布し、これをエッチン
グ処理して、上記突起を更に鋭くした微小突起12を形成
することも可能である。本発明は、このように、機械的
加工とエッチング処理とを組み合わせて製造する高摩擦
ローラにも適用できる。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明によれば、円筒体の周方
向に対して斜めに微小突起のないスペースを所定幅で設
けたことにより、円筒体の表面にレジスト用樹脂をスク
リーン印刷してエッチング処理するという簡単な工程
で、高摩擦ローラを生産性良く製造することが可能とな
る。この高摩擦ローラは、微小突起のないスペースを有
するにもかかわらず、全周に亙って比較的均一なグリッ
プ力を有し、円筒体の表面を直接エッチングして微小突
起を形成したので寸法精度が高く、正確な送りを実現す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による高摩擦ローラの概略斜視
図、第２図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は
本発明の実施例による高摩擦ローラの製造工程を順に示
す図、第３図は本発明の実施例で得られた高摩擦ローラ
の微小突起の形状を示す拡大斜視図、第４図（ａ）、
（ｂ）は高摩擦ローラの微小突起の配列のそれぞれ異な
る例を示す平面図、第５図は本発明の実施例による高摩
擦ローラに形成される斜線状のスペースを示す平面図、
第６図は本発明で得られた高摩擦ローラをＸ−Ｙプロッ
タの紙送りローラに適用した例を示す斜視図である。 図中、１は円筒体、２は孔、３は外周面、４はスペー
ス、６はシルクスクリーン、７は枠体、８はドット状の
孔、９はドクターブレード、10はレジスト用樹脂、12は
微小突起、20は高摩擦ローラである。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属の円筒体の表面にドット状の微小突起
   が形成されてなる高摩擦ローラにおいて、前記円筒体の
   周方向に対して斜めに、前記微小突起のないスペースが
   所定幅で設けられていることを特徴とする高摩擦ロー
   ラ。
2. 【請求項２】前記微小突起が千鳥状に配列されている請
   求項１記載の高摩擦ローラ。
3. 【請求項３】内周面および外周面を正確に加工した金属
   の円筒体を形成する工程と、この円筒体の外周面にレジ
   スト用樹脂をドット状にスクリーン印刷する工程と、こ
   の円筒体をエッチング液に浸漬してエッチングする工程
   とを含み、前記スクリーン印刷は、印刷開始部分では徐
   々に印刷幅が増加し、印刷終了部分では徐々に印刷幅が
   減少するような平行四辺形の転写領域を有するシルクス
   クリーンを用いて、前記印刷開始部分と前記印刷終了部
   分との間に周方向に対して斜めに所定幅のスペースが設
   けられるように行なうことを特徴とする高摩擦ローラの
   製造方法。
4. 【請求項４】前記レジスト用樹脂を千鳥状に配列された
   ドット状に印刷する請求項３記載の高摩擦ローラの製造
   方法。