JP5507750B1 - 弾性体ローラー - Google Patents
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Abstract
【解決手段】C硬度(SRIS 0101規格に規定するスプリング式アスカーC型による硬度)を低く規定したシリコーン樹脂(被覆層124)により内層側弾性材123の外層を被覆することに着目し、ローラーシャフト121の外周に設けた内層側弾性材123と、内層側弾性材123の外周に設けて帯状部材に接触する被覆層124と、を有し、被覆層124は、C硬度が20度以下のシリコーン樹脂からこれを構成するとともに、弾性体ローラーの弾性体ローラー直径を両端部に向けて漸減させておく。
【選択図】図1
Description
図7は、従来からの台紙なしラベル1をロール状に巻いた状態の斜視図であって、台紙なしラベル1は、図7中で、その一部を拡大断面で示すように、ラベル基材2と、裏面側の粘着剤層3と、表面側の感熱発色剤層4およびその上層側の透明な剥離剤層5と、を有する。
なお、ラベル基材2の裏面側に位置検出用マーク6をあらかじめ印刷してある。
また、ラベル基材2の表面側に必要に応じて、ラベル使用者のマークや名称その他のデザインなどの固定情報(図示せず)をあらかじめ印刷しておくこともできる。
この台紙なしラベル1は、切断予定線7において所定ピッチで切断することにより単葉のラベル片1Aとすることができる。
しかしながら、長期間の使用にあたっては、粘着剤の付着を完全に防止することが困難であり、プラテンローラー17を通過した台紙なしラベル1がそのままプラテンローラー17に貼り付いて巻き込まれてしまうため(図8中、仮想線を参照)、ラベル詰まりを起こし、台紙なしラベル1の正常な移送、印字およびラベル片1Aの発行に支障をきたすという問題がある。
さらに、台紙なしラベル1をサーマルヘッド16およびプラテンローラー17の間に挟持したままの状態で、印字発行を停止しているような場合には、台紙なしラベル1がプラテンローラー17の表面からはがれにくくなって、上述と同様に、台紙なしラベル1の巻込みが発生しやすくなるという問題がある。
また、プラテンローラー17以外にも、プリンターの構成に応じて台紙なしラベル1の移送用として回転駆動する一対のローラーからなるニップローラー(図示せず)や、ガイドローラー14のように台紙なしラベル1を単純に案内するためのローラーとしても、非粘着性、あるいは剥離性(離型性)に優れたラベル用弾性体ローラーが要請されている。
なお、台紙なしラベル1(粘着剤層3)との接触面積を減少させ、粘着剤層3による貼付き現象を回避するために、プラテンローラー17の外表面に溝などを形成することも試みられているが、台紙付きの一般的なラベルを移送印字する場合には、ラベルにおける台紙の裏面との接触面積が不十分なため台紙との間で必要な摩擦力(グリップ力)を発揮することができず、ラベルスリップが発生するなど移送機能に支障をきたしやすく、安定した移送および印字作用を期待することができないという問題がある。
また、プラテンローラー17に溝などを形成すると、これが摩耗しやすいという問題もある。
すなわち、硬度(SRIS 0101規格に規定するスプリング式アスカーC型による硬度、以下「C硬度」)を低くしたシリコーン樹脂による被覆層を設けることにより、シリコーン樹脂が粘着剤層に対して有する非粘着性ないし剥離性と、低い硬度(C硬度が20度以下)のゲル化した樹脂による帯状部材に対する必要な摩擦力(グリップ力)および耐摩耗性と、を併せ持つことが可能となり、台紙なしラベルや台紙付きの一般的なラベルその他の帯状部材を安定して移送案内することができる。
サーマルプリンター8には、設計上最も幅が広い帯状部材に合わせて弾性体ローラー(プラテンローラー17)を組み付けてあるが、たとえば幅6インチ用のサーマルプリンター8に幅1インチの幅狭な台紙なしラベル1を装填した場合、幅6インチから台紙なしラベル1の幅である1インチを差し引いた約5インチにおいて、プラテンローラー17とサーマルヘッド16とが直に接触することになる。プラテンローラー17は、帯状部材の移送を目的として十分なグリップ力を有しているため、プラテンローラー17とサーマルヘッド16との接触幅が広くなると、摩擦による負荷が大きくなり、帯状部材の正確な移送が困難になるという問題がある。
さらに当該弾性体ローラーの直径を弾性材の軸方向で中央部分の方が比較的大きくなるように異ならせたので、当該弾性体ローラーより幅が狭い帯状部材を装填した場合であっても、帯状部材が存在しない軸方向の領域において、この弾性体ローラーが対向するサーマルヘッドなどと接触することを回避し、幅が異なる台紙なしラベルや台紙付きの一般的なラベルその他の帯状部材を装填しても、これを安定して移送案内することができる。
図1は、プラテンローラー120の斜視図、図2は、プラテンローラー120の軸方向要部拡大断面図であって、プラテンローラー120は、ローラーシャフト121と、このローラーシャフト121の周囲に取り付けるとともに一体的に回転可能な弾性材122と、を有するとともに、この弾性材122にラベル(たとえば前述の台紙なしラベル1、図7)を接触させて移送するものである。
内層側弾性材123を構成する合成樹脂としては、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリブデン、結晶性ポリブタジエン、ポリブタジエン、スチレンブタジエン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビリニデン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体、アイオノマー、ポリメチルメタクリレート、ポリテトラフルオロエチレン、エチレンポリテトラフルオロエチレン共重合体、ポリアセタール(ポリオキシメチレン)、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリスチレン、ポリエーテルスルホン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリオキシベンゾイル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエステル、1,2−ポリブタジエン、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ケイ素樹脂を使用することができる。
また、たとえば、熱硬化性のシリコーンゴム、一液型RTV(Room Temperature Vulcanizing)ゴム、二液型RTVゴム、LTV(Low Temperature Vulcanizable)シリコーンゴム、耐油性熱硬化性ゴムなどの熱硬化性弾性材料を用いることができる。
A硬度が30度未満では、台紙なしラベル1などの帯状部材を移送案内するプラテンローラー120としては柔らかすぎ、すなわち、接触摩擦力が過剰となって、プラテンローラー120としての移送機能に支障が生ずる。また、サーマルプリンター8(図8)における印字品質が低下する。
A硬度が80をこえると、プラテンローラー120として硬くなりすぎ、移送力および移送精度が低下する。
シリコーン樹脂としては、たとえば、シリコーンゲルと呼ばれるシリコーン樹脂や、RTV(Room Temperature Vulcanizing)液状シリコーンゴム、LTV(Low Temperature Vulcanizable)液状シリコーンゴム、紫外線硬化型の液状シリコーンゴム、熱硬化性の液状シリコーンゴムなどを用いることができる。
熱硬化性のシリコーン樹脂は、熱硬化条件の調整および加工処理が比較的容易で、C硬度の設定も容易である。
したがって、プラテンローラー120は、台紙なしラベル1や台紙付きラベルその他の帯状部材のいずれに対しても必要な剥離性およびグリップ力を有し、安定した移送案内機能を発揮可能である。
C硬度が20度をこえると、被覆層124の弾性がゴム材のそれに近づくため、その表面の粘着性が急激に上がってしまい、摩耗しやすくなる。
この弾性体ローラー直径D1について、ローラーシャフト121の軸方向に沿う中央部における弾性体ローラー中央部直径D1Cと、両端部における弾性体ローラー両端部直径D1Eとの差ΔD=D1C−D1Eを、10〜250μmとしている。
さらに、被覆層124は、ローラーシャフト121の軸方向に沿って、均一な被覆層厚さTを有している。
すなわち、プラテンローラー120においては、内層側弾性材123は、ローラーシャフト121の軸方向に直交する面内の内層側弾性材直径D2を、ローラーシャフト121の軸方向に沿う中央部から両端部に向けて漸減させている。
被覆層厚さTが10μm未満では、被覆層124に厚さのムラが生じて、安定した剥離性およびグリップ力を得ることが困難になる。
被覆層厚さTが100μmをこえると、プラテンローラー20における内層側弾性材123の被膜として脆くなり、裂けやすくなる。
たとえば図3は、上記変形例を示すもので、図3(1)は、第1の変形例によるプラテンローラー120A(弾性体ローラー)の要部概略断面図、図3(2)は、第2の変形例によるプラテンローラー120B(弾性体ローラー)の要部概略断面図である。
図3(1)に示すように、プラテンローラー120Aにおいては、内層側弾性材123Aは、ローラーシャフト121の軸方向に直交する面内の内層側弾性材直径D2を、ローラーシャフト121の軸方向に沿う中央部から両端部に向けて均一としている。
一方、被覆層124Aは、ローラーシャフト121の軸方向に直交する面内の被覆層厚さTを、ローラーシャフト121の軸方向に沿う中央部から両端部に向けて連続的に漸減させている。
さらに、被覆層124Bは、ローラーシャフト121の軸方向に沿って、その被覆層厚さTを漸減させている。
平坦で水平な台板上に台紙なしラベル1を、その粘着剤層3を上方に向けて固定する。
粘着剤層3に試験体としてプラテンローラー120を載置し、さらにその上から、重量2Kgの重りを載せた状態で15秒間加重を加え、プラテンローラー120を台紙なしラベル1に接着する。
15秒経過後に重りを外し、プラテンローラー120の軸線に平行な台板の一端部を固定した状態で、他端部を徐々に上げて台板を傾斜させてゆく。
プラテンローラー120が下方に向かって転動し始めた時点で台板の傾斜を停止し、この時点での台板の傾斜角度(すなわち、転がり角度)を読み取る。
傾斜角度(転がり角度)が小さく、転がりやすいプラテンローラー120の方が非粘着性が高く、台紙なしラベル1の移送に適していることになる。
本発明者による実験では、弾性体ローラーにより台紙なしラベル1を距離20Km移送した状態で、この転がり角度が30度以内、好ましくは15度以内であれば、この弾性体ローラーは、たとえばサーマルプリンター8(図8)におけるプラテンローラー17やニップローラーとして実際の運用に問題がないことが判明している。
中央部直径が10.15mm、両端部直径が10.05mmの内層側弾性材123として熱硬化性シリコーンゴムを用い、その外周に被覆層厚さTが50μmと一定で、C硬度が15度の熱硬化性シリコーン樹脂(シリコーンゲル)による被覆層124を形成してプラテンローラー120とした。
このような本発明によるプラテンローラー120と、被覆層124を形成していない通常の円柱状プラテンローラー(比較品)と、を準備し、台紙なしラベル1および台紙付きラベルを移送した。
また、サーマルプリンター8などのプリンターでは、弾性体ローラーにより台紙なしラベル1あるいは台紙付きラベルを距離20Km移送した状態で、弾性体ローラーの直径の摩耗が1%以内であることが求められている。
上述の実験では、台紙なしラベル1を距離20Km移送したときのプラテンローラー120の摩耗率は、0.05%以下であった。また、台紙付きラベルを距離50Km走行させたときのプラテンローラー120の摩耗率は、0.5%以下であった。
さらに、幅が小さな台紙付きラベル(たとえば、幅23mm)を上記4インチ用のサーマルヘッド16およびプラテンローラー120の間に挟持して移送印字する場合にも、必要なグリップ力があり、同じく印字および移送に支障はなかった。
図5は、プラテンローラー130の斜視図、図6は、プラテンローラー130の軸方向要部拡大断面図であって、プラテンローラー130は、前述のプラテンローラー120(第1の実施例、図1)と同様に、ローラーシャフト121の軸方向に直交する面内の弾性体ローラー直径D1を、ローラーシャフト121の軸方向に沿うその中央部からその両端部に向けて漸減させており、プラテンローラー120は、いわゆる「タイコ形状」を呈している。
ただし、弾性体ローラー直径D1は、ローラーシャフト121の軸方向に沿うその中央部からその両端部に向けて段階的にこれを漸減させている。
なお、図6においては、図中左方から右方に向かって、弾性体ローラー直径D1が段階的に漸減する構成の要部を示している。
また、プラテンローラー130(弾性体ローラー)については、既述のプラテンローラー120と同様に、ローラーシャフト121の軸方向に沿う中央部における弾性体ローラー中央部直径D1Cと、両端部における弾性体ローラー両端部直径D1Eとの差ΔD=D1C−D1Eを、10〜180μmとしている。
内層側弾性材123は、内層溝131それぞれの間を平坦な内層台状頂部132として形成している。
被覆層124は、被覆層溝133それぞれの間を平坦な被覆層台状頂部134として形成している。
被覆層124は、ローラーシャフト121の軸方向においてほぼ均一の被覆層厚さTを有し、被覆層厚さTを10〜100μmとしている。
なお、内層溝131および被覆層溝133の断面形状としては、V字形状以外にも、U字形状ないしすり鉢形状、矩形状その他の多角形状とすることができる。
内層溝131のピッチPが500μm未満では、互いに隣り合う内層溝131の間に形成する内層台状頂部132を加工することができる範囲がほとんどなくなる。
内層溝131のピッチPが1500μmをこえると、プラテンローラー130全体における内層溝131あるいは被覆層溝133の割合が低下し、台紙なしラベル1その他の帯状部材との接触面積が増加する傾向になり、プラテンローラー130としては、その剥離性が低下することを否めない。
内層溝131の幅Wが25μm未満では、台紙なしラベル1その他の帯状部材との接触面積が増加する結果、プラテンローラー130としては、その剥離性が低下する傾向にある。
内層溝131の幅Wが1300μmをこえると、プラテンローラー130が台紙なしラベル1などを粘着剤層3側から適正に押さえ支える部分の押圧力が低下し、サーマルプリンター8の印字部12におけるラベル片1Aへの印字抜けが発生するなど印字精度が低下する傾向にある。
内層溝131の深さHが25μm未満では、台紙なしラベル1その他の帯状部材との接触面積が増加する結果、プラテンローラー130としては、その剥離性が低下する傾向にある。
内層溝131の深さHが500μmをこえると、プラテンローラー130が台紙なしラベル1などを粘着剤層3側から押さえ支える部分の押圧力が低下し、サーマルプリンター8の印字部12におけるラベル片1Aへの印字抜けが発生するなど印字精度が低下する傾向にある。
内層溝131の溝角度Gが50度未満では、台紙なしラベル1その他の帯状部材との接触面積が増加する結果、プラテンローラー130としては、その剥離性が低下する傾向にある。
内層溝131の溝角度Gが120度をこえると、プラテンローラー130が台紙なしラベル1などを粘着剤層3側から押さえ支える部分の押圧力が低下し、サーマルプリンター8の印字部12におけるラベル片1Aへの印字抜けが発生するなど印字精度が低下する傾向にある。
内層側弾性材123の外周に被覆層厚さTが50μmで、C硬度が15度の熱硬化性シリコーン樹脂(シリコーンゲル)による被覆層124を形成するとともに、内層溝131のピッチPを750μm、幅Wを410μm、深さHを350μm、溝角度Gを60度として形成した。
また、上記と同様の寸法による内層溝131を形成したのみで、被覆層124を形成していないプラテンローラー(比較品)を準備し、台紙なしラベル1および台紙付きラベルを移送した。
このプラテンローラー130では、内層側弾性材123の外周に厚さTが50μmで、C硬度が15度の熱硬化性シリコーン樹脂(シリコーンゲル)による被覆層124を形成するとともに、内層溝131のピッチPを750μm、幅Wを87μm、深さHを75μm、溝角度Gを60度として形成した。
また、上記と同様の寸法による内層溝131を形成したのみで、被覆層124を形成していないプラテンローラー(比較品)を準備し、台紙なしラベル1および台紙付きラベルを移送する実験を行った。
また、台紙なしラベル1を距離20Km移送した後のプラテンローラー30の摩耗率は0.05%以下、台紙付きラベルを距離50Km走行させた後のプラテンローラー30の摩耗率は0.5%以下であり、十分な耐磨耗性を有していることが判明した。
1A 台紙なしラベル1のラベル片
1B 幅が大きな台紙なしラベル(図4)
1C 幅が小さな台紙なしラベル(図4)
2 ラベル基材
3 粘着剤層
4 感熱発色剤層
5 剥離剤層
6 位置検出用マーク
7 切断予定線
8 サーマルプリンター(図8)
9 供給部
10 案内部
11 検出部
12 印字部
13 切断部
14 ガイドローラー
15 位置検出センサー
16 サーマルヘッド
17 プラテンローラー
18 固定刃
19 可動刃
120 プラテンローラー(弾性体ローラー、第1の実施例、図1)
120A プラテンローラー(弾性体ローラー、第1の変形例、図3(1))
120B プラテンローラー(弾性体ローラー、第2の変形例、図3(2))
121 ローラーシャフト
122 弾性材
123 内層側弾性材
123A プラテンローラー20Aの内層側弾性材
123B プラテンローラー20Bの内層側弾性材
124 被覆層
124A プラテンローラー20Aの被覆層
124B プラテンローラー20Bの被覆層
130 プラテンローラー(弾性体ローラー、第2の実施例、図5)
131 内層溝
132 内層台状頂部
133 被覆層溝
134 被覆層台状頂部
T 被覆層124の被覆層厚さ(図2、図6)
D1 プラテンローラー120、130の、ローラーシャフト121の軸方向に直交する面内の弾性体ローラー直径(図2、図6)
D1C プラテンローラー120、130の、ローラーシャフト121の軸方向に沿う中央部における弾性体ローラー中央部直径(図2、図6)
D1E プラテンローラー120、130の、ローラーシャフト121の軸方向に沿う両端部における弾性体ローラー両端部直径(図2、図6)
D2 内層側弾性材123、123A、123Bの、ローラーシャフト121の軸方向に直交する面内の内層側弾性材直径(図2、図3(1)、(2))
ΔD ローラーシャフト121の軸方向に沿う中央部における弾性体ローラー中央部直径D1Cと、両端部における弾性体ローラー両端部直径D1Eとの差(D1C−D1E、図2、図6)
P 内層溝131のピッチ(図6)
W 内層溝131の幅(図6)
H 内層溝131の深さ(図6)
G 内層溝131の溝角度(図6)
Claims (12)
- ローラーシャフトと、
このローラーシャフトの周囲に取り付けた弾性材と、を有するとともに、この弾性材に帯状部材を接触させて移送するための弾性体ローラーであって、
前記弾性材は、
前記ローラーシャフトの外周に設けた内層側弾性材と、
この内層側弾性材の外周に設けて前記帯状部材に接触する被覆層と、を有するとともに、
前記内層側弾性材は、JIS K6253規格に規定するデュロメータータイプAによるゴム硬度を30〜80度とし、
前記被覆層は、SRIS 0101規格に規定するスプリング式アスカーC型による硬度が20度以下のシリコーン樹脂からこれを構成しており、
前記被覆層は、その厚さを10〜100μmとし、
前記内層側弾性材には、その円周方向に沿って複数本の内層溝を形成するとともに、
この内層溝は、その幅を25〜1300μmとし、その深さを25〜500μmとし、さらに、断面V字形状であってその溝角度を50〜120度とし、
当該弾性体ローラーの、前記ローラーシャフトの軸方向に直交する面内の弾性体ローラー直径を、前記ローラーシャフトの軸方向に沿うその中央部からその両端部に向けて漸減させていることを特徴とする弾性体ローラー。 - 前記内層側弾性材は、前記ローラーシャフトの前記軸方向に直交する前記面内の内層側弾性材直径を、前記ローラーシャフトの前記軸方向に沿う前記中央部から前記両端部に向けて漸減させていることを特徴とする請求項1記載の弾性体ローラー。
- 前記被覆層は、前記ローラーシャフトの前記軸方向に直交する前記面内の被覆層厚さを、前記ローラーシャフトの前記軸方向に沿う前記中央部から前記両端部に向けて漸減させていることを特徴とする請求項1または2記載の弾性体ローラー。
- 当該弾性体ローラーの前記弾性体ローラー直径は、前記ローラーシャフトの前記軸方向に沿う前記中央部から前記両端部に向けて連続的に漸減していることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の弾性体ローラー。
- 当該弾性体ローラーの前記弾性体ローラー直径は、前記ローラーシャフトの前記軸方向に沿う前記中央部から前記両端部に向けて段階的に漸減していることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の弾性体ローラー。
- 当該弾性体ローラーの、前記ローラーシャフトの前記軸方向に直交する前記面内の前記弾性体ローラー直径について、前記ローラーシャフトの前記軸方向に沿う前記中央部における弾性体ローラー中央部直径と、前記両端部における弾性体ローラー両端部直径との差を、10〜250μmとしていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の弾性体ローラー。
- 前記シリコーン樹脂は、熱硬化性であることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の弾性体ローラー。
- 前記内層側弾性材は、これを熱可塑性弾性材料あるいは熱硬化性弾性材料から構成することを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の弾性体ローラー。
- 前記被覆層には、その円周方向に沿って複数本の被覆層溝を形成していることを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の弾性体ローラー。
- 前記内層側弾性材は、前記内層溝それぞれの間を平坦な内層台状頂部として形成していることを特徴とする請求項1ないし9のいずれかに記載の弾性体ローラー。
- 前記被覆層は、前記被覆層溝それぞれの間を平坦な被覆層台状頂部として形成していることを特徴とする請求項9記載の弾性体ローラー。
- 前記内層溝は、そのピッチを500〜1500μmとしていることを特徴とする請求項1ないし11のいずれかに記載の弾性体ローラー。
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