JP2851799B2

JP2851799B2 - ゴムローラ

Info

Publication number: JP2851799B2
Application number: JP24650594A
Authority: JP
Inventors: 靖時伊藤
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1994-10-12
Filing date: 1994-10-12
Publication date: 1999-01-27
Anticipated expiration: 2014-01-27
Also published as: JPH08108591A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、たとえばレーザービ
ームプリンタ、静電式複写機、ファクシミリ、自動現金
支払い機（ＡＴＭ）等において、紙送りに使用されるゴ
ムローラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】紙送りに
使用されるゴムローラの周面は、紙との摩擦係数を大き
くして、紙の搬送性を向上するために、研削加工等によ
って、その表面粗さが１０点平均粗さで３０μｍ程度と
なるように粗面化されている。しかしゴムローラの周面
は、紙と繰り返し接触するうちに摩耗して平滑化し、摩
擦係数が低下して、紙の搬送不良を生じるという問題が
あった。

【０００３】とくに灰分の多い記録紙の場合には、多量
に発生する紙粉がゴムローラの摩擦係数を下げるため、
短期間で上記のような問題が発生していた。そこでゴム
ローラの周面に、１０点平均粗さが２０〜３０μｍのシ
ボ模様をつけることが提案された（特開平５−２２１０
５９号公報参照）。かかるゴムローラは、当該ゴムロー
ラの周面に対応する型面に、シボ模様に対応する加工を
施した金型を用いて、ゴム組成物を加硫、成形すること
で製造される。

【０００４】上記のように表面粗さの大きいゴムローラ
は、前記表面粗さの小さいものと比較して、摩耗により
平滑化するまでの時間が長くかかるので、紙の搬送不良
の発生を抑えて、ゴムローラの寿命を向上できることが
予測された。ところが発明者らの検討によると、上記シ
ボ模様を施したゴムローラは、紙の搬送性が必ずしも良
好でない場合があることがわかった。

【０００５】なお、ここでいう１０点平均粗さは、以下
のようにして求めたものである。すなわちまず、ゴムロ
ーラの断面曲線から基準長さ０．８ｍｍの範囲を設定し
て、その範囲内で、ゴムローラの周面に対応する平均線
より突出した山部の、当該平均線からの高さを測定する
とともに、平均線より凹陥した谷部の、平均線からの深
さを測定する。測定には、後述する粗さ計等を使用す
る。

【０００６】つぎに、上記測定値の中から、山部の場合
は最高の高さのものから５番目の高さのものまで５つの
山部を選び、その高さの平均値を求める。一方、谷部の
場合は、最深の深さのものから５番目の深さのものまで
５つの谷部を選び、その深さの平均値を求める。そして
上記山部の高さの平均値と、谷部の深さの平均値とを引
算した値が１０点平均粗さである。

【０００７】この発明の目的は、紙の搬送性にすぐれる
とともに、長期間にわたって、上記良好な紙の搬送性を
維持できるゴムローラを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段および作用】上記課題を解
決するため、発明者らが、先の公報に開示されたゴムロ
ーラのシボ模様について検討したところ、図３に示すよ
うに不規則な波９が滑らかに連続した形状であって、紙
の引っ掛かりが小さいために、摩擦係数が不十分となっ
て紙の搬送性が悪化する場合を生じることがわかった。

【０００９】そこで発明者らは、ゴムローラの周面に施
すシボ模様について種々検討を行った結果、たとえば図
１(a)(b)にその一例を示すように、ローラの周面に沿っ
た陸地部１と、この陸地部１より凹陥した海部２とがラ
ンダムに分布したシボ模様にすると、摩擦係数を向上し
て、紙の搬送性を改善できることを見出した。但し、上
記シボ模様であっても、陸地部１と海部２のバランス如
何によっては摩擦係数が不十分になり、十分な紙の搬送
性が得られない場合があった。そこで発明者らは、良好
な紙の搬送性を確保できる、陸地部と海部のバランスに
ついてさらに検討した結果、この発明を完成するに至っ
た。

【００１０】すなわちこの発明のゴムローラは、ゴム製
のローラの周面に、当該周面に沿った陸地部と、この陸
地部より凹陥した海部とからなるシボ模様が形成された
ものであって、式：

【００１１】

【数２】

【００１２】（式中Ｘは、ローラ周面の１辺約６ｍｍの
正方形の領域の、２０倍の拡大写真を撮影し、その中
の、１辺１００ｍｍの正方形の領域を４００個の小正方
形に仕切った際に、海部を含まず全て陸地部である小正
方形の個数を示し、Ｙは、陸地部と海部とが混在してい
る小正方形の個数を示す。）により求められる陸地部の
占有率Ｒ（％）の、ローラ周面の複数箇所での測定結果
の平均値が、３０〜８０％であることを特徴とする。

【００１３】かかるこの発明のゴムローラは、シボ模様
を構成する陸地部と海部とが、ローラ周面で適度にバラ
ンスされているため、摩擦係数が高く、紙を確実に搬送
することができる。また上記シボ模様は、研削加工面等
に比べて表面粗さが大きいため、長期間にわたって上記
の摩擦係数を維持し、良好な紙の搬送性を確保すること
ができる。

【００１４】以下にこの発明を説明する。この発明にお
いて、前記計算式によって求められる陸地部の占有率Ｒ
（％）の、複数箇所での測定結果の平均値が３０〜８０
％の範囲内に限定されるのは、前述したように、良好な
紙の搬送性を確保するためである。すなわち、上記平均
値が３０％未満である場合には海部の割合が大きすぎ、
逆に上記平均値が８０％を超える場合には陸地部の割合
が大きすぎて、いずれの場合も、ローラの周面が、シボ
模様を施していない平滑な状態に近くなって、摩擦係数
が低下し、紙の搬送性が悪化してしまう。これに対し、
上記平均値が３０〜８０％の範囲内であれば、シボ模様
を構成する陸地部と海部とが、ローラ周面で適度にバラ
ンスされているため、摩擦係数が高く、紙を確実に搬送
することが可能となる。

【００１５】なお上記平均値は、紙の搬送性の点で、上
記範囲内でもとくに４０〜７０％であるのが好ましく、
４５〜６５％であるのがさらに好ましい。また、１つの
ゴムローラ内での紙の搬送性を均一にするには、上記陸
地部の占有率Ｒ（％）の、複数箇所での測定値のばらつ
きは、できるだけ小さいことが好ましい。

【００１６】前記計算式において、個数Ｘ中に数えられ
る小正方形とは、たとえば図１(b)中に一点鎖線で囲っ
た小正方形Ｓ１のように、その領域内に海部２を含ま
ず、全て陸地部１であるものを示す。また、個数Ｙ中に
数えられる小正方形とは、上記図において、小正方形Ｓ
１に隣接して描かれた小正方形Ｓ２のように、その領域
内に陸地部１と海部２とが混在しているものを示す。こ
の場合、陸地部１と海部２の割合はとくに限定されず、
少しでも陸地部１と海部２とが混在していればＹに計数
するが、小正方形Ｓ３のように陸地部１を含まず、全て
海部２であるものは計数しない。

【００１７】この発明のゴムローラにおいては、ローラ
周面の表面粗さが、近似的に、陸地部１と海部２の段差
の寸法に相当する。かかる表面粗さの範囲は、この発明
ではとくに限定されないが、前記のように長期間にわた
って良好な紙の搬送性を維持するためには、表面粗さ
が、１０点平均粗さで表して２０μｍ以上であるのが好
ましく、３０μｍ以上であるのがより一層好ましい。

【００１８】図３に示す従来のシボ模様の場合は、先願
公報の第００１１欄に開示されているとおり、１０点平
均粗さが３０μｍを超えると、波９の高さが高くなりす
ぎて、たとえば紙への圧接力によって不規則に変形しや
すくなり、その結果、紙送りの不良が生じるという問題
がある。これに対し、この発明のゴムローラの場合に
は、紙への圧接力が加えられても、図２に二点鎖線で示
すように、陸地部１が横方向へ変形するだけで、紙送り
等に影響を及ぼすような大きな変形は発生しないので、
表面粗さを、１０点平均粗さで３０μｍ以上とすること
も可能であり、その場合には、表面粗さが３０μｍ以下
のものよりもさらに長期間にわたって、良好な紙の搬送
性を維持できるという効果がある。

【００１９】なお、前記計算式によって求められる陸地
部の占有率Ｒ（％）が一定値である場合には、後述する
実施例の結果より明らかなように、その表面粗さが大き
いほど、すなわち陸地部１と海部２との段差が大きいほ
ど、紙の搬送性が向上する。これは、陸地部１と海部２
との段差が大きいと、前記図２のように、陸地部１が横
方向へ変形しやすくなり、ローラ周面の紙への食いつき
が向上して、摩擦係数が高くなるのが原因と考えられ
る。

【００２０】このため、摩擦係数だけを考慮すると、ロ
ーラ周面の表面粗さは大きければ大きいほど好ましい
が、陸地部の占有率Ｒ（％）、すなわち陸地部の大きさ
に比してあまりに表面粗さが大きすぎるときは、上記変
形によって陸地部１が途中で折損する等のおそれがあ
る。したがって、ローラを構成するゴムの機械的、物理
的な強度や、陸地部の占有率Ｒ（％）、すなわち陸地部
の大きさ等を考慮して、最適な表面粗さを設定するのが
望ましい。

【００２１】この発明のゴムローラは、従来同様に、そ
の周面に対応する型面に、シボ模様に対応する加工を施
した金型を用いて、ゴム組成物を加硫、成形することで
製造される。ゴム組成物は、基材ゴムと、必要に応じて
各種の添加剤とを溶融し、混練することで製造される。

【００２２】基材ゴムとしては、たとえば天然ゴム（Ｎ
Ｒ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン−ブタジエン
共重合ゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン
共重合ゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ふ
っ素ゴム（ＦＫＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン
−プロピレン共重合ゴム（ＥＰＭ）、エチレン−プロピ
レン−ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、シリコーンゴ
ム、エピクロロヒドリンゴム（ＣＯ，ＥＣＯ）、多硫化
ゴム（Ｔ）、ウレタンゴム（Ｕ）等があげられる。これ
らは単独で使用される他、２種以上を併用することもで
きる。

【００２３】添加剤としては、たとえばカーボンブラッ
ク、シリカ、クレー、タルク等の補強剤あるいは充填
剤、各種軟化剤、可塑剤、加工助剤、加硫剤、加硫促進
剤、加硫遅延剤、老化防止剤等があげられる。

【００２４】

【実施例】以下にこの発明のゴムローラを、実施例、比
較例に基づいて説明する。実施例１〜５、比較例１，２下記の各成分を配合し、混練してゴム組成物を製造し
た。（成分）（重量部）・ＥＰＤＭ１００（住友化学（株）製の商品名エスプレン）・充填剤２０・パラフィンオイル１０・硫黄０．５・加硫促進剤５．５つぎに、ゴムローラの周面に対応する型面に、エッチン
グにより、前記陸地部と海部とからなるシボ模様に対応
する加工を施した金型を用いて、上記ゴム組成物を、１
７０℃、２０分間の条件で加硫、成形してゴムローラ
（直径２４ｍｍ×幅２８ｍｍ）を製造した。

【００２５】各実施例、比較例のゴムローラの周面に形
成されたシボ模様における、陸地部の占有率Ｒ（％）
の、ローラ周面５箇所での平均値〔５点平均Ｒ
（％）〕、ならびに１０点平均粗さ（μｍ）を、表１，
２に示す。なお５点平均Ｒ（％）は、製造したゴムロー
ラの周面の５個所から、１辺約６ｍｍの正方形のサンプ
ルを切り取り、その２０倍の拡大写真を撮影し、その中
の、１辺１００ｍｍの正方形の領域を４００個の小正方
形に仕切って、前記の基準により計数した小正方形の個
数から、前記式により算出した陸地部の占有率Ｒ（％）
を平均して求めた。

【００２６】また１０点平均粗さは、東京精密（株）製
の粗さ計（ＳＵＲＦＣＯＭ）を使用して求めた、各実施
例、比較例のゴムローラの表面状態のデータから、前述
した方法により算出した。測定条件は、ＣＵＴＯＦＦ：
０．８ｍｍ（前述した基準長さに相当）とした。従来例１ゴムローラの周面に対応する型面に、図３に示すような
不規則な波９が滑らかに連続した形状のシボ模様に対応
する加工を施した金型を用いて、上記ゴム組成物を、同
様の条件で加硫、成形してゴムローラ（直径２４ｍｍ×
幅２８ｍｍ）を製造した。摩擦係数の測定上記各実施例、比較例ならびに従来例のゴムローラを、
住友ゴム工業（株）製の通紙試験機にセットし、紙への
圧接力２００ｇ、ローラー周速５０ｍｍ／秒の条件で回
転させて、Ａ４上質紙を２０００枚通紙した後、紙に対
する摩擦係数を、以下の方法で測定した。結果を表１，
２に示す。

【００２７】まず図４に示すように、一端をロードセル
３に接続した普通紙コピー用紙４を、表面にテフロンシ
ート等を貼って摩擦を抑えたアクリル板製の圧着プレー
ト５上に載置する。つぎに、サンプルとしてのゴムロー
ラＲを、上記圧着プレート５の上方に配置された回転軸
６にセットし、圧着プレート５を上方へ移動させて、所
定の圧接力Ｗ（ｇ）にて、ゴムローラＲに当接させる。
図中黒矢印で示す圧接力Ｗ（ｇ）は、たとえば圧着プレ
ート５に接続したプッシュプルゲージ（図示せず）等に
て測定する。

【００２８】そして、ゴムローラＲを、図中一点鎖線の
矢印で示す方向に、一定の速度で回転させて、普通紙コ
ピー用紙４に生じる、図中白矢印で示す方向の搬送力Ｆ
（ｇ）を、ロードセル３によって測定して、下記式：

【００２９】

【数３】

【００３０】により摩擦係数を算出する。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【表２】

【００３３】上記表１，２の結果より、５点平均Ｒ
（％）が３０％未満の２１％である比較例１のゴムロー
ラ、逆に５点平均Ｒ（％）が８０％を超える８５％であ
る比較例２のゴムローラ、ならびに図３の従来のシボ模
様を施した従来例１のゴムローラはいずれも、摩擦係数
が低く、紙の搬送性が不十分であることがわかった。こ
れに対し、５点平均Ｒ（％）が３０〜８０％の範囲内で
ある実施例１〜５のゴムローラはいずれも、摩擦係数が
高く、紙の搬送性が良好であることがわかった。

【００３４】また各実施例を比較すると、５点平均Ｒ
（％）が４５〜６５％の範囲内である実施例３，４のゴ
ムローラがとくに摩擦係数が高く、紙の搬送性にすぐれ
ることもわかった。さらに、５点平均Ｒ（％）がほぼ同
じで、かつ１０点平均粗さの違う実施例１，２を比較す
ると、１０点平均粗さが大きい実施例２の方が摩擦係数
が高く、紙の搬送性にすぐれることがわかった。

【００３５】

【発明の効果】以上、詳述したように、この発明のゴム
ローラは、その周面に特有のシボ模様を形成したものゆ
え、紙の搬送性にすぐれるとともに、長期間にわたっ
て、上記良好な紙の搬送性を維持できるという特有の作
用効果を奏する。したがってこの発明のゴムローラは、
レーザービームプリンタ、静電式複写機、ファクシミ
リ、ＡＴＭ等において、紙送りに好適に使用することが
できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】同図(a) は、この発明のゴムローラの周面に形
成された、シボ模様の一例を示す断面図、同図(b) は平
面図である。

【図２】加圧時のシボ模様の変形を説明する断面図であ
る。

【図３】従来のシボ模様の例を示す断面図である。

【図４】ゴムローラの、紙との摩擦係数を測定するため
の装置の概略を説明する図である。

【符号の説明】

１陸地部２海部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ゴム製のローラの周面に、当該周面に沿っ
た陸地部と、この陸地部より凹陥した海部とからなるシ
ボ模様が形成されたゴムローラにおいて、式：【数１】（式中Ｘは、ローラ周面の１辺約６ｍｍの正方形の領域
の、２０倍の拡大写真を撮影し、その中の、１辺１００
ｍｍの正方形の領域を４００個の小正方形に仕切った際
に、海部を含まず全て陸地部である小正方形の個数を示
し、Ｙは、陸地部と海部とが混在している小正方形の個
数を示す。）により求められる陸地部の占有率Ｒ（％）
の、ローラ周面の複数箇所での測定結果の平均値が、３
０〜８０％であることを特徴とするゴムローラ。