JP3271039B2 - 高摩擦ローラ及びその製造方法 - Google Patents

高摩擦ローラ及びその製造方法

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JP3271039B2
JP3271039B2 JP24691294A JP24691294A JP3271039B2 JP 3271039 B2 JP3271039 B2 JP 3271039B2 JP 24691294 A JP24691294 A JP 24691294A JP 24691294 A JP24691294 A JP 24691294A JP 3271039 B2 JP3271039 B2 JP 3271039B2
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博 高橋
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/06Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor for performing particular operations
    • B21J5/068Shaving, skiving or scarifying for forming lifted portions, e.g. slices or barbs, on the surface of the material

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
  • Facsimiles In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特にOA機器等の紙送
りローラとして好適な高摩擦ローラ及びその製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】X−Yプロッタ、ファクシミリ、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
に紙送り用のローラが用いられている。例えば、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
するペンを用いて、紙送りローラを正転或いは逆転させ
て、紙を送り方向に前進後退させつつ、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。このため
に、特にX−Yプロッタに用いる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
グリップする耐摩耗性の高いものが望まれている。
【0003】従来、上記のような用途に用いられる紙送
りローラとしては、金属の円筒体の表面にスクリーン
印刷等によってレジスト用樹脂をドット状に塗布してマ
スキングし、この円筒体の表面をエッチングすることに
より表面に微細な突起を形成したもの(特開平3−94
080号、特開平3−256950号、特開平5−11
6789号参照)、金属の円筒体の周面にセラミック
ス粒子などを溶射したもの、金属の円筒体の周面にダ
イヤモンド粒子などを電着したもの、ステンレス鋼板
等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溶接し、筒状に形
成したもの(特開昭60−23248号参照)、ゴム
ローラからなるものなどが知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
の紙送りローラでは、製造工程数が多くなり複雑となる
ためコストがかさみ、突起の高さもあまり高くすること
ができないという問題点があった。
【0005】また、上記の紙送りローラでは、セラミ
ックス粒子の粒度や付着量にばらつきがあるため、外径
の寸法精度が悪く、したがって十分な送り精度が得られ
ず、紙などの繊維が付着しやすいという問題点があっ
た。
【0006】更に、上記の紙送りローラにおいても、
上記と同様な理由から外径の寸法精度が悪く、また、材
料費が高価でコストが高くなるという問題点があった。
【0007】更にまた、上記の紙送りローラにおいて
も、ステンレス鋼板を巻いて溶接することにより円筒状
にするので、外径の寸法精度を高めることが困難であ
り、工程が複雑なのでコストも高くなるという問題点が
あった。
【0008】更にまた、上記の紙送りローラでは、ゴ
ムローラが弾性的に変形するので、正確な送り精度が得
られず、耐久性も乏しいという問題点があった。
【0009】したがって、本発明の目的は、グリップ力
を強くするために、突起の高さを自由に形成でき、しか
もその先端部は先鋭な形状となっており、かつ上記突起
の立上り方向も自由に調整してつくることができる高摩
擦ローラ及びその製造方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の一の手段は、金属の円筒体又は円柱体の外
周面に、多数の突起が所定間隔に形成された高摩擦ロー
ラにおいて、前記突起は、先端がとがった工具を任意の
傾斜角度で斜め方向から突き刺すことにより形成された
凹部に隣接して、塑性変形して立上る先端が鋭利な突起
あって、周方向に隣接する突起を向かい合わせて形成
したことを特徴とするものである。同じく、他の手段
は、金属の円筒体又は円柱体の外周面に、多数の突起が
所定間隔に形成された高摩擦ローラにおいて、前記突起
は、先端がとがった工具を任意の傾斜角度で斜め方向か
ら突き刺すことにより形成された凹部に隣接して、塑性
変形して立上る先端が鋭利な突起であって、軸方向に隣
接する突起を向かい合わせて形成すると共にそれぞれを
円周方向に所定間隔で配列したことをしたことを特徴と
するものである
【0011】
【0012】
【0013】
【0014】
【作用】本発明の高摩擦ローラは、金属の円筒体又は円
柱体の外周面に工具を衝撃的に突き刺すことにより、盛
り上がって形成された多数の立上り突起を有するので、
工具の形状や突き刺し角度や深さなどを調整することに
より、所望の形状及び高さの突起を比較的自由に作るこ
とができる。
【0015】また、工具を所定間隔又はランダムに突き
刺すだけで製造できるので、例えば回転送り装置に金属
の円筒体を支持し、金属の円筒体を螺旋状に回転させな
がら工具を所定タイミングで突き刺すというような機械
的な方法で製造することができる。したがって、製造工
程が簡略化されると共に、機械的に自動化して製造でき
るので、製造コストを低減することができる。
【0016】更に、工具を突き刺して立上り突起を形成
するので、その先端が鋭利な形状となり、これによって
紙への食い込みが確実となる。また、突起が紙に確実に
食い込むことにより、円筒体と紙との密着性がよくな
り、送り精度も向上する。
【0017】
【実施例】図1には、本発明の高摩擦ローラの製造工程
の実施例が示されている。まず、図1(a)に示すよう
に、炭素鋼、ステンレス、アルミニウムなどの金属材料
を用いて、鋳造、引抜き加工、円柱の穴開けなどの各種
の方法で、金属の円筒体11を成形する。そして、円筒
体11の内周面12及び外周面13を正確な円筒体とな
るように切削又は研削加工をする。これにより、正確な
軸芯及び円周面を有する円筒体11が得られる。なお、
円筒体11に代わりに円柱体を用いることもできる。
【0018】次に、図1(b)に示すように、図中2点
鎖線で示す工具21を用いて、上記円筒体11の外周面
13に、立上り突起14を形成する。工具21として
は、工具鋼、高速度鋼、超硬などを材質とし、棒体22
の一方の先端部を角錐形状などの先鋭部23としたもの
が好ましく用いられる。そして、工具21の先鋭部23
を、上記円筒体11の外周面13に対して衝撃をもって
機械的に突き刺すと、先鋭部23によって刺された部分
が凹部14aとなり、この凹部14aに隣接する部分が
盛り上がって立上り突起14が形成される。
【0019】そして、円筒体11を例えば間欠的に回転
させつつ所定ピッチで軸方向に送りながら、上記工具2
1を所定角度で突き刺すことにより、円筒体11の外周
面に多数の立上り突起14を所定間隔、すなわち一定間
隔又はランダムに平均化された間隔で螺旋状に形成する
ことができる。この立上り突起14は、上記工具21の
衝撃による突き刺し圧力を一定にすることにより、その
立上り突起14の大きさ、高さを均一にすることができ
る。また、工具21の突き刺し方向や角度、あるいは突
き刺し圧力を変化させることにより、所望の形状、高さ
の突起14を形成することができる。
【0020】なお、本発明者らの実験によれば、上記工
具21の突き刺し角度(円筒体の外周面の接線と工具と
のなす角度)が50〜80°のとき、突起14が比較的高く
なり、立上り突起の高さのバラツキも小さくなる。ま
た、本発明において突起の平均高さhは、10〜300 μm
とされることが好ましく、高さhのばらつきは30μm以
内であることが好ましい。更に、突起の凹部に対して外
側の傾斜面が、円筒体の外周面に対する角度θ1 は、20
〜75°が好ましく、突起の凹部に対して内側の傾斜面
が、円筒体の外周面に対する角度θ2 は、45〜135 °が
好ましい。
【0021】図1(c)は、上記のようにして円筒体1
1の外周面13の全体に立上り突起14を形成して完成
した本発明の高摩擦ローラ10を示す。上記立上り突起
14は、一定間隔又はランダムに平均化された間隔で、
かつ比較的揃った一定の高さで形成されている。なお、
突起14の間隔のばらつきは、±100 μmであることが
好ましい。
【0022】図2には、工具の突き刺し方向を変えなが
ら立上り突起14を形成した他の実施例が示されてい
る。すなわち、この実施例では、円筒体の軸方向に隣接
する突起14、15が、工具21の突き刺し方向を変え
て形成されている。すなわち、突起14は、図中右方向
から工具を突き刺されて形成され、突起15は、図中左
方向から工具を突き刺されて形成されたものである。こ
のように、突き刺し方向を変えて形成した突起を軸方向
に向かい合わせて、それぞれを円周方向に所定間隔で配
列することにより、突起の形状の特性によって紙が送り
方向に対して横方向にずれることを防止できる。なお、
円筒体の周方向で工具21の突き刺し方向を交互に変え
ることにより、周方向に隣接する突起を向かい合わせて
形成してもよい。
【0023】図3〜5には、工具の突き刺し角度を変え
て形成した突起の100倍の走査型電子顕微鏡写真が示
されている。図3は、工具の突き刺し角度を72.7°とし
たもの、図4は、工具の突き刺し角度を66.6°としたも
の、図5は、工具の突き刺し角度を60°としたものであ
る。また、これらの突起の高さを表面粗さ計で測定した
ところ、図3の突起は225 μm、図4の突起は270 μ
m、図5の突起は290 μmであった。また、表面粗さ計
のデータから、同じ角度で突き刺して形成した突起は、
いずれも均一な高さであって、形状のばらつきが小さか
った。
【0024】図6は、上記高摩擦ローラ10を用いた紙
送り装置の一例を示す。すなわち、帯状をなす紙3の移
動経路を挟んで高摩擦ローラ10とピンチローラ2とを
対向配置させる。高摩擦ローラ10及びピンチローラ2
の前後には、図に示されるように板状のセパレータ3
1、32を配置する。この場合、セパレータ31、32
の位置は、高摩擦ローラ10とピンチローラ2との接触
面の位置よりも、ピンチローラ2の軸芯方向に寄った位
置とする。そして、ピンチローラ2を高摩擦ローラ10
に対して200 〜500g/mm2 で押圧させる。
【0025】この状態で、高摩擦ローラ10を図示しな
い駆動機構によって回転させると、紙3は高摩擦ローラ
10とピンチローラ2とに挟まれて、高摩擦ローラ10
のもつ立上り突起14によって滑ることなく移動する。
そして、紙3が高摩擦ローラ10とピンチローラ2との
間を通過するとき、図7に示すように、立上り突起14
の先端が紙3に確実に食い込むので、紙3が高摩擦ロー
ラ10の外周面に密着し、高摩擦ローラによる送り精度
を高めることができる。
【0026】この点、エッチングにより突起を形成する
従来方法では、エッチング中にレジストが剥れてしまう
と、突起が消失したり高さにばらつきが生じたりするの
で、レジストは最後まで残るような大きさとされ、その
結果、突起の頂面がある程度の面積を有している。この
ため、突起が紙に完全に食い込まず、紙が突起の中間の
高さで送られることがあり、送り精度が低下する原因と
なっていた。
【0027】試験例 工具の突き刺し角度を66.6°とした図4に示す突起を0.
7mm ×0.35mmのピッチで千鳥に配列した高摩擦ローラを
製造した。これを実施例品とする。
【0028】金属の円筒体の外周面に、ショットビーズ
(0.2mm の鋳鉄ビーズ)を、ショットガンで打ち付けて
多数の凹凸を形成し、高摩擦ローラを製造した。これを
比較例品1とする。
【0029】特開平3−94080号に記載された方法
で、突起径30μm、高さ80μmの突起を、0.7mm ×0.35
mmのピッチで千鳥に配列した高摩擦ローラを製造した。
これを比較例品2とする。
【0030】これらの高摩擦ローラの摩擦係数をそれぞ
れ測定した結果、実施例品は1.0 、比較例品1は0.2 、
比較例品2は1.0 であった。このように本発明の高摩擦
ローラ(実施例品)は、エッチング法により形成された
高摩擦ローラ(比較例品2)と同等な摩擦係数を有して
いる。
【0031】
【発明の効果】各請求項に係る発明によれば、次の特有
の効果が得られる。 a工具を斜め方向から突き刺すことにより立上った突起
の先端は必然的に薄肉であり、先鋭状に鋭利となる。こ
の結果、紙送りローラとして利用した時、突起の先端は
紙への喰い込みが良好であり、紙が滑ることなく、円筒
体又は円柱体の外周面に密着し、これにより高い送り精
度が得られる。 b工具の突き刺し圧力を一定にすることにより、立上り
突起の大きさ、高さを均一にすることができる。 c工具の突き刺し角度、あるいは突き刺し圧力を変化さ
せることにより所望の形状、高さの突起を形成すること
ができる。 d製造工程が簡略化され、機械的に自動化して製造する
ことができるので、製造コストを低減することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の高摩擦ローラの製造工程の一実施例を
示す説明図である。
【図2】本発明の高摩擦ローラの立上り突起の断面形状
を示す説明図である。
【図3】工具の突き刺し角度を72.7°として形成した突
起の100倍の走査型電子顕微鏡写真である。
【図4】工具の突き刺し角度を66.6°として形成した突
起の100倍の走査型電子顕微鏡写真である。
【図5】工具の突き刺し角度を60°として形成した突起
の100倍の走査型電子顕微鏡写真である。
【図6】本発明の高摩擦ローラを用いた紙送り装置の概
略側面図である。
【図7】本発明の高摩擦ローラで紙を送るときの状態を
示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
10 高摩擦ローラ 11 円筒体 12 内周面 13 外周面 14 立上り突起 14a 凹部 21 工具
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−70010(JP,A) 特開 平3−124657(JP,A) 特開 平5−116789(JP,A) 特開 平3−256950(JP,A) 特開 平3−94080(JP,A) 実開 昭63−62442(JP,U) 特公 平4−2511(JP,B2) 実公 昭34−5293(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16C 13/00 B65H 5/06 B65H 27/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属の円筒体又は円柱体の外周面に、多
    数の突起が所定間隔に形成された高摩擦ローラにおい
    て、前記突起は、先端がとがった工具を任意の傾斜角度
    で斜め方向から突き刺すことにより形成された凹部に隣
    接して、塑性変形して立上る先端が鋭利な突起であっ
    て、周方向に隣接する突起を向かい合わせて形成した
    とを特徴とする高摩擦ローラ。
  2. 【請求項2】 金属の円筒体又は円柱体の外周面に、多
    数の突起が所定間隔に形成された高摩擦ローラにおい
    て、前記突起は、先端がとがった工具を任意の傾斜角度
    で斜め方向から突き刺すことにより形成された凹部に隣
    接して、塑性変形して立上る先端が鋭利な突起であっ
    て、軸方向に隣接する突起を向かい合わせて形成すると
    共にそれぞれを円周方向に所定間隔で配列したことをし
    たことを特徴とする高摩擦ローラ。
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EP0842883B1 (en) * 1996-10-24 2002-03-06 Alps Electric Co., Ltd. Paper feed roller used for a printer
DE69806983T2 (de) * 1997-01-31 2002-12-12 Alps Electric Co Ltd Vorrichtung zum Zuführen von Blättern für Drucker
JP2005008328A (ja) 2003-06-18 2005-01-13 Alps Electric Co Ltd シート送りローラおよびこの製造方法
JP5509897B2 (ja) * 2010-02-10 2014-06-04 セイコーエプソン株式会社 搬送ローラーの製造方法

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