JP7454047B2 - roll - Google Patents
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Description
本発明は、紙送りに用いられるロールに関する。 The present invention relates to a roll used for paper feeding.
複写機及びプリンター等の事務機器は、例えば、給紙等の紙送りに用いられるロールを有する。この種のロールでは、搬送力が大きく、かつ、耐摩耗性が高いことが求められる。例えば、特許文献1には、表面に凹凸が形成された給紙搬送用ロールが開示されている。 BACKGROUND OF THE INVENTION Office equipment such as copying machines and printers have rolls used for feeding paper, for example. This type of roll is required to have a large conveying force and high wear resistance. For example, Patent Document 1 discloses a paper feeding and conveying roll having an uneven surface.
ところで、ロールが、ある程度使用された場合、ロールの摩擦係数は、表面の凸部の摩耗、及び、表面への紙粉の付着等により、低下する。ロールの摩擦係数が低下した場合、紙送りに不具合が発生する場合がある。 By the way, when a roll is used for a certain amount of time, the friction coefficient of the roll decreases due to wear of the convex portions on the surface, adhesion of paper powder to the surface, and the like. If the friction coefficient of the roll decreases, problems may occur in paper feeding.
以上の事情を考慮して、本発明は、ロールの摩擦係数の低下を抑制することを目的とする。 In consideration of the above circumstances, an object of the present invention is to suppress a decrease in the coefficient of friction of a roll.
以上の課題を解決するために、本発明の一態様に係るロールは、紙送りに用いられるロールであって、紙と接触し、複数の凸部と複数の溝とを有する表面を有し、前記表面の凹凸の程度を示す表面粗さは、50マイクロメートル以上80マイクロメートル以下の範囲であり、前記複数の凸部における凸部の間隔は、0.6ミリメートル以上0.8ミリメートル以下の範囲である。 In order to solve the above problems, a roll according to one aspect of the present invention is a roll used for paper feeding, and has a surface that contacts paper and has a plurality of convex portions and a plurality of grooves, The surface roughness indicating the degree of unevenness of the surface is in the range of 50 micrometers or more and 80 micrometers or less, and the interval between the convex parts in the plurality of convex parts is in the range of 0.6 mm or more and 0.8 mm or less. It is.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。ただし、各図において、各部の寸法及び縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. However, in each figure, the dimensions and scale of each part are appropriately different from the actual ones. Furthermore, since the embodiments described below are preferred specific examples of the present invention, various technically preferable limitations are attached thereto. Unless there is a statement to that effect, it is not limited to these forms.
[1.実施形態]
以下、本発明の実施形態を説明する。先ず、図1を参照しながら、実施形態に係るロール10の概要の一例について説明する。
[1. Embodiment]
Embodiments of the present invention will be described below. First, an example of the outline of the
図1は、実施形態に係るロール10の概略的な構成を例示する説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration of a
本実施形態では、説明の便宜上、互いに直交するX軸、Y軸及びZ軸を有する3軸の直交座標系を導入する。以下では、X軸の矢印の指す方向は+X方向と称され、+X方向の反対方向は-X方向と称される。Y軸の矢印の指す方向は+Y方向と称され、+Y方向の反対方向は-Y方向と称される。また、Z軸の矢印の指す方向は+Z方向と称され、+Z方向の反対方向は-Z方向と称される。また、以下では、+X方向及び-X方向を、特に区別することなく、X方向と称し、+Y方向及び-Y方向を、特に区別することなく、Y方向と称し、+Z方向及び-Z方向を、特に区別することなく、Z方向と称する場合がある。 In this embodiment, for convenience of explanation, a three-axis orthogonal coordinate system having an X axis, a Y axis, and a Z axis that are orthogonal to each other is introduced. Hereinafter, the direction pointed by the X-axis arrow will be referred to as the +X direction, and the direction opposite to the +X direction will be referred to as the -X direction. The direction pointed by the Y-axis arrow is called the +Y direction, and the opposite direction to the +Y direction is called the -Y direction. Further, the direction pointed by the Z-axis arrow is called the +Z direction, and the opposite direction to the +Z direction is called the -Z direction. Furthermore, hereinafter, the +X direction and the -X direction will be referred to as the X direction without any particular distinction, the +Y direction and the -Y direction will be referred to as the Y direction without any particular distinction, and the +Z direction and the -Z direction will be referred to as the Y direction. , may be referred to as the Z direction without particular distinction.
ロール10は、例えば、給紙等の紙送りに用いられる。例えば、ロール10は、複写機及びプリンター等の事務機器に用いられる給紙ロール、分離ロール及び搬送ロールのいずれかであってもよい。本実施形態では、ロール10が給紙ロールである場合を想定する。図1の「斜視図」は、ロール10の全体を示す斜視図である。また、図1の「表面の模式図」は、ロール10を+Z方向から見た場合のロール10の一部(用紙PAと接触する部分)を模式的に示している。なお、図1の「表面の模式図」では、用紙PAが-X方向(破線の矢印の指す方向)に搬送される場合を想定する。以下では、用紙PAが搬送される方向は、搬送方向とも称される。
The
図1の「斜視図」に示すように、ロール10は、回転する軸部材16が挿入される軸孔HLが設けられた軸接続部分12と、軸接続部分12の周辺に設けられた円筒形状のゴム部14とを有する。軸部材16は、例えば、Z軸に沿う中心軸AXを回転軸として回転する。従って、軸部材16に接続されたロール10は、軸部材16が回転することにより、回転する。なお、軸部材16は、ロール10に含まれてもよい。また、例えば、軸部材16が挿入された軸接続部分12と同様な構造体として、軸部材16と軸接続部分12とが互いに一体に形成されてもよい。
As shown in the "perspective view" of FIG. 1, the
軸接続部分12は、例えば、ゴムより硬いプラスチック等の合成樹脂により形成されてもよいし、金属材料により形成されてもよい。ゴム部14は、例えば、EPDM(エチレンプロピレンジエンゴム)等の弾性材料により形成される。例えば、EPDMの硬度は、JIS(Japanese Industrial Standards) K6253に準拠するタイプA硬度で30°以上50°以下の範囲であってもよい。この場合、例えば、研磨によるパラメータ制御が可能であること(加工性)と耐摩耗性との両立をはかることができる。なお、タイプA硬度は、JIS K6253(ISO 7619に対応)に基づいて、タイプAデュロメーターにより測定された硬度を示す。以下では、JIS K6253に準拠するタイプA硬度は、JISAとも称される。
The
ここで、ゴム部14の材料自体の硬度を高くすることにより、耐摩耗性を高くする手法が考えられる。しかしながら、ゴム部14の材料自体の高硬度化は、ニップ幅が低下するため、初期の摩擦係数の低下に繋がる。このため、ゴム部14の材料自体の硬度を高くした場合、給紙効率が低下する傾向がある。また、耐摩耗性が高く、かつ、摩擦係数の低下が小さいウレタン等の材料をゴム部14の材料として採用した場合、コストが高くなる傾向がある。すなわち、本実施形態では、ゴム部14の材料としてEPDMを使用することにより、ゴム部14の材料としてウレタンを使用する場合に比べて、ロール10のコストを低減することができる。
Here, a method of increasing the abrasion resistance by increasing the hardness of the material itself of the
また、図1の「表面の模式図」に示すように、ゴム部14の外周面(ロール10の表面)には、複数の溝14ccと複数の凸部14cvとが、設けられている。すなわち、ロール10は、用紙PA等の紙と接触し、複数の凸部14cvと複数の溝14ccとを有する凹凸表面14cを有する。例えば、図1に示す凹凸表面14cでは、複数の凸部14cvの各々と複数の溝14ccの各々とはZ方向(ロール10の長手方向)に延在し、凸部14cvと溝14ccとが交互に配列されている。なお、図1に示す「表面の模式図」は、後述する凸部14cvの間隔S及び表面粗さRz等を分かり易く説明するための模式図であり、ロール10の実際の表面形状は、図1の「表面の模式図」に示す例に限定されない。例えば、ロール10を+Z方向から見た場合の凸部14cvの辺SDは、曲線であってもよい。辺SDは、ロール10を+Z方向から見た場合の凸部14cvの頂上(図1の頂点P1)に対して搬送方向に位置する頂点P2と、頂点P1とを結ぶ線である。なお、互いに隣接する2つの凸部14cvに着目した場合、2つの凸部14cvの一方の凸部14cvの頂点P3は、2つの凸部14cvの他方の凸部14cvの頂点P2でもある。
Further, as shown in the "schematic diagram of the surface" of FIG. 1, a plurality of grooves 14cc and a plurality of convex portions 14cv are provided on the outer circumferential surface of the rubber portion 14 (the surface of the roll 10). That is, the
ゴム部14の外周面の凹凸の程度を示す表面粗さRzは、初期状態において、50マイクロメートル以上80マイクロメートル以下の範囲である。初期状態は、例えば、ロール10が事務機器に取り付けられる前の未使用の状態である。なお、ゴム部14の外周面の表面粗さRzは、ロール10の表面(凹凸表面14c)の凹凸の程度を示す表面粗さRzに該当する。表面粗さRzは、例えば、JIS規格B0601(1994)に準拠する十点平均粗さであってもよい。
The surface roughness Rz, which indicates the degree of unevenness of the outer circumferential surface of the
また、凹凸表面14cに含まれる複数の凸部14cvにおける凸部14cvの間隔Sは、初期状態において、0.6ミリメートル以上0.8ミリメートル以下の範囲である。以下では、複数の凸部14cvにおける凸部14cvの間隔Sは、凸部間距離Sとも称される。例えば、凸部間距離Sは、互いに隣接する2つの凸部14cvの一方の凸部14cvの頂上(頂点P1)と他方の凸部14cvの頂上(頂点P1)との間の距離であってもよい。すなわち、凸部間距離Sは、例えば、JIS規格B0601(1994)に準拠する局部山頂の平均間隔であってもよい。また、表面粗さRzに対する凸部間距離Sの比率(S/Rz)は、7.5以上14以下の範囲である。以下では、マイクロメートルはμmとも表記され、ミリメートルはmmとも表記される。また、以下では、表面粗さRzに対する凸部間距離Sの比率(S/Rz)は、凸部アスペクト比とも称される。
Further, the interval S between the plurality of convex portions 14cv included in the
ここで、複数の凸部14cvのうちの一の凸部14cvに着目した場合、X軸上の凸部14cvの高さ(辺SDの軌跡)には、以下の関係がある。例えば、X軸上の一の位置における凸部14cvの高さは、一の位置に対して搬送方向(図1では、-X方向)に位置する他の位置における凸部14cvの高さより高い。なお、X軸上の一の位置における凸部14cvの高さが、一の位置に対して搬送方向(図1では、-X方向)に位置する他の位置における凸部14cvの高さより低い場合(すなわち、図1において、用紙PAが+X方向に搬送される場合)、本実施形態に比べて、用紙PAとロール10の表面との摩擦係数が小さくなる。換言すれば、本実施形態では、X軸上の一の位置における凸部14cvの高さが、一の位置に対して搬送方向に位置する他の位置における凸部14cvの高さより低い場合に比べて、用紙PAとロール10の表面との摩擦係数を大きくすることができる。この結果、本実施形態では、給紙性能が低下することを抑制することができる。
Here, when focusing on one of the plurality of convex portions 14cv, the height of the convex portion 14cv on the X axis (trajectory of side SD) has the following relationship. For example, the height of the convex portion 14cv at one position on the X-axis is higher than the height of the convex portion 14cv at another position located in the transport direction (−X direction in FIG. 1) with respect to the one position. In addition, when the height of the convex part 14cv at one position on the X axis is lower than the height of the convex part 14cv at another position located in the conveying direction (-X direction in FIG. 1) with respect to the one position. (That is, when the paper PA is transported in the +X direction in FIG. 1), the coefficient of friction between the paper PA and the surface of the
次に、図2から図5までの図面を参照しながら、ロール10を用いた通紙評価の結果について説明する。通紙は、例えば、用紙PAがロール10等を通過することである。
Next, the results of paper passing evaluation using the
図2は、通紙評価の評価項目と評価条件とを説明するための説明図である。 FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining evaluation items and evaluation conditions of paper passing evaluation.
図2に示す項目は、温度が10℃であり、かつ、湿度が20%である通紙環境において実施される通紙評価により、評価される。なお、通紙評価に用いた機器は、富士ゼロックス株式会社製のカラープリンター(DocuPrint C5000d)である。 The items shown in FIG. 2 are evaluated by paper passing evaluation performed in a paper passing environment where the temperature is 10° C. and the humidity is 20%. The device used for paper passing evaluation was a color printer (DocuPrint C5000d) manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd.
表面粗さRz(単位はμm)は、上述したように、JIS規格B0601(1994)に準拠する十点平均粗さである。測定装置は、株式会社小坂研究所製のサーフコーダSE-500である。測定条件としては、カットオフが0.8で、測定長が8mmで、測定速度が0.1mm/secである。 As described above, the surface roughness Rz (unit: μm) is a ten-point average roughness based on JIS standard B0601 (1994). The measuring device was Surfcorder SE-500 manufactured by Kosaka Institute Co., Ltd. The measurement conditions are a cutoff of 0.8, a measurement length of 8 mm, and a measurement speed of 0.1 mm/sec.
凸部間距離S(単位はmm)の測定装置は、株式会社キーエンス製のワンショット3D形状測定機VR-3000である。測定条件としては、モニタ上倍率が25倍で、HSC(ハイスポットカウント)における切断レベルが33%である。例えば、1画像11本垂直線×1本内2か所の平均値(凸部間距離の平均値)が、凸部間距離Sとして算出される。具体的には、凸部間距離Sの測定では、サンプル表面の1画像につき11本の垂直線が等間隔で引かれ、垂直線の1本毎にHSC及び凸部間距離が算出される。そして、11本の凸部間距離の平均値が1画像分の凸部間距離として算出される。さらに、製品1本につき、2か所撮影され、2画像分の凸部間距離の平均値が凸部間距離Sとして算出される。なお、本評価では、ハイスポットカウントは特に測定されないが、ハイスポットカウントは、測定曲線を任意の高さ(図2に示す測定条件では、切断レベルが33%)で切断したときに、切断した任意の高さより上に突出している部分の単位長さ当たりの数である。 The measuring device for the distance S between the protrusions (unit: mm) is a one-shot 3D shape measuring machine VR-3000 manufactured by Keyence Corporation. The measurement conditions were: the magnification on the monitor was 25 times, and the cutting level in HSC (high spot count) was 33%. For example, the average value of 11 vertical lines in one image x two locations within one line (average value of the distance between convex parts) is calculated as the distance S between convex parts. Specifically, in measuring the distance S between convex parts, 11 vertical lines are drawn at equal intervals for one image of the sample surface, and the HSC and the distance between convex parts are calculated for each vertical line. Then, the average value of the distances between the 11 convex portions is calculated as the distance between the convex portions for one image. Furthermore, images are taken at two locations for each product, and the average value of the distances between the protrusions for the two images is calculated as the distance S between the protrusions. In this evaluation, the high spot count is not particularly measured, but the high spot count is determined when the measurement curve is cut at an arbitrary height (under the measurement conditions shown in Figure 2, the cutting level is 33%). It is the number of parts per unit length that protrude above a given height.
凸部断面積AR(単位はmm^2)は、図2に示す凸部簡易モデルを用いて、凸部間距離S及び凸部14cvの高さにより算出される。なお、符号^はべき乗を示す。凸部14cvの高さとして、表面粗さRzが使用される。図2の凸部14cvの高さRz0は、初期状態の表面粗さRzを示す。また、図2の凸部断面積AR0は、例えば、X軸及びY軸を含むXY平面に平行な平面で初期状態のロール10を切断した場合の凸部14cvの断面積を示す。すなわち、凸部断面積AR0は、初期状態の凸部断面積ARを示す。摩耗断面積ARaは、凸部断面積AR0のうち、通紙により摩耗した部分の断面積を示す。摩耗幅Waは、通紙により摩耗した部分のX軸に沿う幅を示す。
The cross-sectional area AR (unit: mm^2) of the convex portions is calculated from the distance S between the convex portions and the height of the convex portions 14cv using the simple convex model shown in FIG. Note that the symbol ^ indicates a power. The surface roughness Rz is used as the height of the convex portion 14cv. The height Rz0 of the convex portion 14cv in FIG. 2 indicates the surface roughness Rz in the initial state. Further, the cross-sectional area AR0 of the convex portion in FIG. 2 indicates, for example, the cross-sectional area of the convex portion 14cv when the
摩擦係数は、測定方法概略図に示すように、ロール10とアルミ板102との間にセットされた用紙PAに対して2.5Nの荷重をかけた状態で、ロール10を反時計回りに線速度300mm/secで回転させることにより、測定される。例えば、ロール10を反時計回りに線速度300mm/secで回転させた場合に得られるロードセル100の測定値(用紙PAにかかるX方向の力)と用紙PAにかかる荷重(2.5N)とに基づいて、用紙PAとロール10の表面との摩擦係数が算出される。なお、摩擦係数の測定環境としては、温度が10℃であり、かつ、湿度が20%である。
The friction coefficient is measured by measuring the friction coefficient by rotating the
図3は、通紙評価の結果を示す説明図である。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing the results of paper passing evaluation.
図3に示す第1サンプルは、本実施形態のロール10である。なお、図3は、本実施形態の比較例として、第1比較サンプルから第4比較サンプルまでの4個のサンプルを用いた通紙評価の結果も示している。なお、以下では、説明の便宜上、第1比較サンプルから第4比較サンプルまでの4個のサンプルも、ロール10に付した符号と同じ符号を用いて説明される。
The first sample shown in FIG. 3 is the
第1サンプルでは、ゴム部14の材料はEPDMであり、ゴム部14の硬度はJISAで35°である。また、第1サンプルでは、初期状態の表面粗さRzは63μmであり、初期状態の凸部間距離Sは0.71mmであり、初期状態の凸部アスペクト比(S/Rz)は11.3である。
In the first sample, the material of the
第1比較サンプル及び第2比較サンプルでは、ゴム部14の材料及び硬度は、第1サンプルと同じである。なお、第1比較サンプルでは、初期状態の表面粗さRzは32μmであり、初期状態の凸部間距離Sは0.85mmであり、初期状態の凸部アスペクト比(S/Rz)は26.6である。また、第2比較サンプルでは、初期状態の表面粗さRzは35μmであり、初期状態の凸部間距離Sは0.7mmであり、初期状態の凸部アスペクト比(S/Rz)は20である。
In the first comparative sample and the second comparative sample, the material and hardness of the
第3比較サンプル及び第4比較サンプルでは、ゴム部14の材料は第1サンプルと同じであるが、ゴム部14の硬度は、第1サンプルのゴム部14の硬度より低い25°である。また、第3比較サンプルでは、初期状態の表面粗さRzは38μmであり、初期状態の凸部間距離Sは0.88mmであり、初期状態の凸部アスペクト比(S/Rz)は23.2である。また、第4比較サンプルでは、初期状態の表面粗さRzは36μmであり、初期状態の凸部間距離Sは0.69mmであり、初期状態の凸部アスペクト比(S/Rz)は19.2である。
In the third comparative sample and the fourth comparative sample, the material of the
なお、第3比較サンプル及び第4比較サンプルでは、用紙PAを30000枚通紙した場合における摩擦係数が測定不能となったため、通紙枚数が30000枚までの評価結果が図3に示されている。 In addition, in the third comparison sample and the fourth comparison sample, it became impossible to measure the friction coefficient when 30,000 sheets of paper PA were passed, so the evaluation results for up to 30,000 sheets of paper are shown in FIG. .
用紙PAを50000枚通紙した場合の凸部断面積ARは、初期状態の凸部断面積ARより小さい。すなわち、凸部断面積ARは、通紙により減少する。なお、第1サンプルの凸部断面積ARは、初期状態においても、用紙PAを50000枚通紙した場合においても、他のサンプルの凸部断面積ARより大きい。 The cross-sectional area AR of the convex portion when 50,000 sheets of paper PA are passed is smaller than the cross-sectional area AR of the convex portion in the initial state. That is, the cross-sectional area AR of the convex portion decreases as the paper passes through. Note that the cross-sectional area AR of the convex portion of the first sample is larger than the cross-sectional area AR of the convex portion of the other samples both in the initial state and when 50,000 sheets of paper PA are passed.
用紙PAを50000枚通紙した場合の摩擦係数は、初期状態の摩擦係数より小さい。すなわち、摩擦係数は、通紙により減少する。なお、第1サンプルの摩擦係数は、初期状態においては他のサンプルの摩擦係数より小さいが、用紙PAを50000枚通紙した場合においては、他のサンプルの摩擦係数より大きい。すなわち、第1サンプルでは、他のサンプルに比べて、通紙による摩擦係数の低下が抑制される。なお、図3の摩擦係数の各通紙枚数において、カッコ内に示した数値は、初期状態の摩擦係数に対する摩擦係数の減少率を示している。 The friction coefficient when 50,000 sheets of paper PA are passed is smaller than the friction coefficient in the initial state. That is, the coefficient of friction decreases as the paper passes. Note that the friction coefficient of the first sample is smaller than the friction coefficients of the other samples in the initial state, but it is larger than the friction coefficients of the other samples when 50,000 sheets of paper PA are passed through. That is, in the first sample, the decrease in the friction coefficient due to paper passing is suppressed compared to the other samples. In addition, in each number of sheets passed for the friction coefficient in FIG. 3, the numerical value shown in parentheses indicates the reduction rate of the friction coefficient with respect to the friction coefficient in the initial state.
図4は、凸部断面積ARの評価結果を示す図である。図4の縦軸は、凸部断面積AR(mm^2)を示し、横軸は通紙枚数(k枚)を示す。 FIG. 4 is a diagram showing the evaluation results of the cross-sectional area AR of the convex portion. The vertical axis in FIG. 4 indicates the cross-sectional area AR (mm^2) of the convex portion, and the horizontal axis indicates the number of sheets to be passed (k sheets).
第1サンプルの凸部断面積ARは、通紙枚数の増加に伴い、減少する。また、第1サンプルの凸部断面積ARは、初期状態(通紙枚数が0枚)、通紙枚数が15000枚、通紙枚数が30000枚、及び、通紙枚数が50000枚の場合において、第1比較サンプルの凸部断面積AR及び第2比較サンプルの凸部断面積ARより大きい。図4に示すように、本実施形態の第1サンプルでは、通紙枚数が増加しても、凸部断面積ARが大きい状態を維持することができる。これにより、本実施形態では、図5に示すように、摩擦係数の低下を抑制することができる。 The cross-sectional area AR of the convex portion of the first sample decreases as the number of sheets passed increases. In addition, the cross-sectional area AR of the convex portion of the first sample is as follows in the initial state (the number of sheets passed is 0), the number of sheets passed is 15,000, the number of sheets passed is 30,000, and the number of sheets passed is 50,000. It is larger than the cross-sectional area AR of the convex portion of the first comparative sample and the cross-sectional area AR of the convex portion of the second comparative sample. As shown in FIG. 4, in the first sample of this embodiment, even if the number of sheets to be passed increases, the cross-sectional area AR of the convex portion can maintain a large state. Thereby, in this embodiment, as shown in FIG. 5, it is possible to suppress a decrease in the coefficient of friction.
図5は、摩擦係数の評価結果を示す図である。図5の縦軸は、摩擦係数を示し、横軸は通紙枚数(k枚)を示す。 FIG. 5 is a diagram showing the evaluation results of the friction coefficient. The vertical axis in FIG. 5 shows the friction coefficient, and the horizontal axis shows the number of sheets (k sheets) passed.
摩擦係数は、通紙枚数の増加に伴い、減少する。初期状態(通紙枚数が0枚)では、第1サンプル、第1比較サンプル及び第2比較サンプルのうち、第1比較サンプルの摩擦係数が最も大きく、第1サンプルの摩擦係数が最も小さい。そして、通紙枚数が50000枚の場合では、第1サンプル、第1比較サンプル及び第2比較サンプルのうち、第1サンプルの摩擦係数が最も大きく、第1比較サンプルの摩擦係数が最も小さい。すなわち、第1サンプル、第1比較サンプル及び第2比較サンプルのうち、第1サンプルの摩擦係数の減少率が最も小さい。例えば、第1サンプルの摩擦係数の減少率は、-34.1%であり、第2比較サンプルの摩擦係数の減少率は、-55.9%であり、第1比較サンプルの摩擦係数の減少率は、-66.0%である。 The coefficient of friction decreases as the number of sheets passing through increases. In the initial state (the number of sheets passed is 0), the friction coefficient of the first comparison sample is the largest and the friction coefficient of the first sample is the smallest among the first sample, the first comparison sample, and the second comparison sample. When the number of sheets passed is 50,000, among the first sample, the first comparison sample, and the second comparison sample, the friction coefficient of the first sample is the largest, and the friction coefficient of the first comparison sample is the smallest. That is, among the first sample, the first comparison sample, and the second comparison sample, the rate of decrease in the friction coefficient of the first sample is the smallest. For example, the reduction rate of the friction coefficient of the first sample is -34.1%, the reduction rate of the friction coefficient of the second comparison sample is -55.9%, and the reduction rate of the friction coefficient of the first comparison sample is -34.1%. The rate is -66.0%.
このように、本実施形態の第1サンプルでは、通紙枚数が増加しても、摩擦係数が大きい状態を維持することができる。すなわち、本実施形態では、摩擦係数の低下を抑制することができる。 In this way, in the first sample of the present embodiment, even if the number of sheets to be passed increases, the friction coefficient can maintain a large state. That is, in this embodiment, it is possible to suppress a decrease in the coefficient of friction.
表面粗さRzに着目すると、表面粗さRzが63μmの第1サンプルと表面粗さRzが35μmの第2比較サンプルとの評価結果から、表面粗さRzが大きい方が、摩擦係数の低下が抑制されることが分かる。このため、表面粗さRzは、35μmより大きい50μm以上であることが好ましい。また、凸部間距離Sに着目すると、凸部間距離Sが0.85mmの第1比較サンプルと凸部間距離Sが0.7mmの第2比較サンプルとの評価結果から、凸部間距離Sが小さい方が、摩擦係数の低下が抑制されることが分かる。このため、凸部間距離Sは、0.85mmより小さい0.8mm以下であることが好ましい。 Focusing on the surface roughness Rz, the evaluation results of the first sample with a surface roughness Rz of 63 μm and the second comparative sample with a surface roughness Rz of 35 μm show that the larger the surface roughness Rz, the lower the friction coefficient. It can be seen that it is suppressed. Therefore, the surface roughness Rz is preferably 50 μm or more, which is greater than 35 μm. Also, focusing on the distance S between convex parts, from the evaluation results of the first comparison sample with the distance S between convex parts of 0.85 mm and the second comparison sample with the distance S between convex parts of 0.7 mm, the distance between convex parts It can be seen that the smaller S is, the more the reduction in the friction coefficient is suppressed. Therefore, the distance S between the convex portions is preferably 0.8 mm or less, which is smaller than 0.85 mm.
従って、本実施形態では、ロール10は、初期状態の表面粗さRzが50μm以上80μm以下の範囲で、かつ、初期状態の凸部間距離Sが0.6mm以上0.8mm以下の範囲である第1条件が満たされるように、形成される。また、第1条件を満たす表面粗さRz及び凸部間距離Sの組み合わせにおいて、摩擦係数の低下の抑制に着目した場合、表面粗さRzが50μmで、凸部間距離Sが0.8mmである組み合わせが、摩擦係数の低下を抑制する効果が最も小さくなると考えられる。このため、第1条件の他に、凸部アスペクト比(S/Rz)が16(=0.8mm/50μm)より小さい14以下である条件を加えることにより、摩擦係数の低下を抑制する効果を確実に得ることができると考えられる。従って、本実施形態では、凸部アスペクト比(S/Rz)が7.5以上14以下の範囲である第2条件と、第1条件との両方が満たされるように、ロール10が形成される。
Therefore, in the present embodiment, the
図6は、図1に示したロール10の作用を説明するための説明図である。なお、図6は、ロール10の表面の模式図と、上述した第1比較サンプルの表面の模式図とを示している。以下では、第1比較サンプルは、ロール10Zとも称される。
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the action of the
ロール10では、表面粗さRzがロール10Zの表面粗さRzより大きいため、凸部断面積ARがロール10Zの凸部断面積ARより大きくなる。これにより、ロール10では、通紙が行われた場合においても、凸部断面積ARが大きい状態を維持することができる。このため、ロール10では、ロール10Zに比べて、摩擦係数が低下することを抑制することができる。
In the
また、ロール10では、凸部間距離Sがロール10Zの凸部間距離Sより小さいため、所定の長さL当たりの用紙PAとロール10との接触部分の数が、所定の長さL当たりの用紙PAとロール10Zとの接触部分の数より多くなる。すなわち、ロール10では、ロール10Zに比べて、用紙PAとゴム部14との接触面積が大きくなる。これにより、ロール10では、ロール10Zに比べて、凸部14cvに加わる単位面積当たりの圧力を小さくすることができる。このため、ロール10では、ロール10Zに比べて、凸部14cvの通紙による摩耗の進行(すなわち、凸部14cvの減少速度)を遅くすることが期待できる。
Further, in the
また、ロール10では、凸部間距離Sがロール10Zの凸部間距離Sより小さいため、所定の長さL当たりの溝14ccの数が、ロール10Zに比べて多くなる。これにより、ロール10では、ロール10Zに比べて、溝14ccに紙粉等をトラップする紙粉トラップ効果を向上させることができる。なお、ロール10では、表面粗さRzがロール10Zの表面粗さRzより大きいため、溝14ccの体積(互いに隣接する2つの凸部14cvの間の空間の体積)は、ロール10Zの溝14ccの体積より大きくなる。これにより、ロール10では、ロール10Zに比べて、紙粉等が溝14ccに詰まることによる紙送り性能の低下を抑制することができる。すなわち、ロール10では、紙粉トラップ効果を向上させつつ、紙粉等が溝14ccに詰まることによる紙送り性能の低下を抑制することができる。
Further, in the
以上、本実施形態では、紙送りに用いられるロール10は、用紙PA等の紙と接触し、複数の凸部14cvと複数の溝14ccとを有する表面(凹凸表面14c)を有する。表面の凹凸の程度を示す表面粗さRzは、50μm以上80μm以下の範囲である。また、凹凸表面14cに含まれる複数の凸部14cvにおける凸部14cvの間隔S(凸部間距離S)は、0.6mm以上0.8mm以下の範囲である。
As described above, in this embodiment, the
このように、本実施形態では、表面粗さRzが50μm以上80μm以下の範囲で、かつ、凸部14cvの間隔Sが0.6mm以上0.8mm以下の範囲であるため、断面積(凸部断面積AR)が大きな凸部14cvを形成することができる。これにより、本実施形態では、通紙が行われた場合においても、凸部14cvの断面積(凸部断面積AR)が大きい状態を維持することができる。この結果、本実施形態では、ロール10の摩擦係数が低下することを抑制することができる。
As described above, in this embodiment, since the surface roughness Rz is in the range of 50 μm or more and 80 μm or less, and the interval S between the convex portions 14cv is in the range of 0.6 mm or more and 0.8 mm or less, the cross-sectional area (convex portion A convex portion 14cv having a large cross-sectional area AR) can be formed. Thereby, in this embodiment, even when paper is passed, the cross-sectional area of the convex portion 14cv (the cross-sectional area AR of the convex portion) can be maintained large. As a result, in this embodiment, it is possible to suppress a decrease in the coefficient of friction of the
また、本実施形態では、表面粗さRzに対する、複数の凸部14cvの間隔Sの比率は、7.5以上14以下の範囲である。すなわち、本実施形態では、表面粗さRzが50μm以上80μm以下の範囲で、かつ、凸部14cvの間隔Sが0.6mm以上0.8mm以下の範囲である第1条件と、表面粗さRzに対する凸部14cvの間隔Sの比率が7.5以上14以下の範囲である第2条件とが満たされる。 Further, in this embodiment, the ratio of the interval S between the plurality of convex portions 14cv to the surface roughness Rz is in the range of 7.5 or more and 14 or less. That is, in this embodiment, the first condition is that the surface roughness Rz is in the range of 50 μm or more and 80 μm or less, and the interval S between the convex portions 14cv is in the range of 0.6 mm or more and 0.8 mm or less, and the surface roughness Rz The second condition that the ratio of the interval S of the convex portions 14cv to the distance S is in a range of 7.5 or more and 14 or less is satisfied.
これにより、本実施形態では、第1条件を満たす表面粗さRz及び凸部14cvの間隔Sの組み合わせから、摩擦係数の低下を抑制する効果が小さくなると考えられる組み合わせ(例えば、表面粗さRzが50μmで、凸部14cvの間隔Sが0.8mmである組み合わせ等)が、省かれる。この結果、本実施形態では、摩擦係数の低下を抑制する効果を確実に得ることができる。 As a result, in this embodiment, from among the combinations of the surface roughness Rz and the spacing S of the convex portions 14cv that satisfy the first condition, combinations that are considered to reduce the effect of suppressing the decrease in the coefficient of friction (for example, when the surface roughness Rz is 50 μm and the spacing S between the convex portions 14cv is 0.8 mm, etc.) are omitted. As a result, in this embodiment, it is possible to reliably obtain the effect of suppressing a decrease in the coefficient of friction.
また、本実施形態では、ロール10の表面を形成する材料(ゴム部14の材料)は、EPDMである。これにより、本実施形態では、ロール10の表面を形成する材料にウレタン等のコストの高い材料を使用する場合に比べて、ロール10のコストを低減することができる。
Further, in this embodiment, the material forming the surface of the roll 10 (the material of the rubber portion 14) is EPDM. Thereby, in this embodiment, the cost of the
また、本実施形態では、ロール10の表面を形成するEPDMの硬度は、JISAで30°以上50°以下の範囲である。これにより、本実施形態では、研磨によるパラメータ制御が可能であること(加工性)と耐摩耗性との両立をはかることができる。
Further, in this embodiment, the hardness of the EPDM forming the surface of the
[2.変形例]
以上に例示した実施形態は多様に変形され得る。前述の実施形態に適用され得る具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された2以上の態様を、相互に矛盾しない範囲で併合してもよい。
[2. Modified example]
The embodiments illustrated above may be modified in various ways. Specific modifications that can be applied to the above-described embodiments are illustrated below. Two or more aspects arbitrarily selected from the following examples may be combined to the extent that they do not contradict each other.
[第1変形例]
上述した実施形態では、凸部アスペクト比(S/Rz)が7.5以上14以下の範囲である第2条件が満たされる場合を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、初期状態の表面粗さRzが50μm以上80μm以下の範囲で、かつ、初期状態の凸部間距離Sが0.6mm以上0.8mm以下の範囲である第1条件が満たされていれば、第2条件は、満たされていなくてもよい。この場合、第1条件と第2条件との両方が満たされている場合に比べて摩擦係数の低下を抑制する効果が小さくなる可能性はあるが、第1条件と第2条件とのいずれも満たされていない場合に比べて、摩擦係数の低下を抑制する効果が大きくなることが期待できる。
[First modification]
In the embodiment described above, the case where the second condition that the convex aspect ratio (S/Rz) is in the range of 7.5 or more and 14 or less is exemplified, but the present invention is limited to such an aspect. isn't it. For example, if the first condition that the surface roughness Rz in the initial state is in the range of 50 μm or more and 80 μm or less, and the distance S between the convex parts in the initial state is in the range of 0.6 mm or more and 0.8 mm or less, is satisfied. , the second condition may not be satisfied. In this case, the effect of suppressing the decrease in the coefficient of friction may be smaller than when both the first condition and the second condition are satisfied, but neither the first condition nor the second condition is satisfied. It can be expected that the effect of suppressing the decrease in the coefficient of friction will be greater than when the conditions are not satisfied.
[第2変形例]
上述した実施形態及び第1変形例では、ゴム部14の材料がEPDMである場合を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、ゴム部14の材料は、EPDM以外の弾性材料であってもよい。具体的には、ゴム部14の材料は、VMQ(ビニルメチルシリコーンゴム)及びFKM(フッ素ゴム)等の弾性材料であってもよい。また、例えば、コストが高くなることが許容される場合、ゴム部14の材料として、ウレタンを含む材料が使用されてもよい。第2変形例においても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
[Second modification]
In the embodiment and the first modification described above, the case where the material of the
[第3変形例]
上述した実施形態、第1変形例及び第2変形例では、ゴム部14の硬度がJISAで30°以上50°以下の範囲である場合を例示したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。ゴム部14の硬度は、加工性と耐摩耗性との両立をはかることができる硬度であればよい。例えば、ゴム部14の硬度は、JISAで29°であってもよいし、JISAで51°であってもよい。第3変形例においても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
[Third modification]
In the embodiment, the first modification, and the second modification described above, the hardness of the
10、10Z…ロール、12…軸接続部分、14…ゴム部、14c…凹凸表面、14cc…溝、14cv…凸部、16…軸部材、100…ロードセル、102…アルミ板、AR…凸部断面積、HL…軸孔、PA…用紙、Rz…表面粗さ、S…凸部間距離。 10, 10Z...roll, 12...shaft connection part, 14...rubber part, 14c...uneven surface, 14cc...groove, 14cv...convex part, 16...shaft member, 100...load cell, 102...aluminum plate, AR...convex section Area, HL...Shaft hole, PA...Paper, Rz...Surface roughness, S...Distance between convex parts.
Claims (5)
紙と接触し、複数の凸部と複数の溝とを有する表面を有し、
前記表面の前記複数の凸部と前記複数の溝とによる凹凸の程度を示す表面粗さは、50マイクロメートル以上80マイクロメートル以下の範囲であり、
前記複数の凸部における凸部の間隔は、0.6ミリメートル以上0.8ミリメートル以下の範囲である、
ことを特徴とするロール。 A roll used for paper feeding,
having a surface in contact with the paper and having a plurality of protrusions and a plurality of grooves;
Surface roughness indicating the degree of unevenness caused by the plurality of convex portions and the plurality of grooves on the surface is in a range of 50 micrometers or more and 80 micrometers or less,
The interval between the convex parts in the plurality of convex parts is in the range of 0.6 mm or more and 0.8 mm or less,
A roll characterized by:
ことを特徴とする請求項1に記載のロール。 The ratio of the interval between the convex portions to the surface roughness is in the range of 7.5 or more and 14 or less,
The roll according to claim 1, characterized in that:
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のロール。 The material forming the surface is EPDM (ethylene propylene diene rubber),
The roll according to claim 1 or 2, characterized in that:
ことを特徴とする請求項3に記載のロール。 The hardness of the EPDM is Type A hardness according to JIS (Japanese Industrial Standards) K6253, and is in the range of 30° or more and 50° or less.
The roll according to claim 3, characterized in that:
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のロール。 Among the plurality of protrusions, the height of one protrusion at one position is higher than the height of the one protrusion at another position located in the conveying direction with respect to the one position.
The roll according to any one of claims 1 to 4, characterized in that:
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