JPH03124655A - ウェブ搬送ローラ及び同ローラの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ウェブ搬送ローラに係ると共に、ウェブを搬
送するのに用いられ、ローラがウェブと接触した場合に
ウェブローラ表面とウェブとの間で共に運ばれている動
空気がローラ表面から逃げることができるローラの製造
方法に関する。

（従来技術及び解決すべき問題点） 多くの生産作業において、複数のステーションを通過し
てウェブが搬送される場合にウェブは複数のローラの回
りに巻回されている。これらのローラのあるものはウェ
ブを進行させるのに用いられる駆動ローラであり、他の
ものは単なる遊輪ローラである。一般にウェブ搬送機構
は、ウェブの擦過傷若しくはその他の損傷を防止するた
めにローラとウェブとの間の相互動作が生じないように
設計されている。そのような相互動作によって最終的な
成果物の表面に欠陥が生じる可能性のある、写真フィル
ム、紙、及び磁気媒体等の傷つきやすい素材を生産する
場合にはこのことは極めて重要である。すなわちローラ
が駆動ローラであっても遊輪ローラであっても、ローラ
によってウェブへの損傷を防止するためにローラの表面
が十分に滑らかであることが所望される。それと同時に
、ローラとウェブとの間に十分な摩擦が存在して駆動ロ
ーラがウェブを進行させることができ、またこれによっ
て、ウェブが遊輪ローラと接触している場合にウェブと
同じ表面速度でウェブによって遊輪ローラが回転される
ことが重要である。

駆動ローラ若しくは遊輪ローラを用いるウェブ移送機構
においては、ローラとウェブとの間に空気が入り込んで
くる。より詳しくは、ウェブの移動によって、特にウェ
ブが高速で動している場合にウェブとローラ表面との間
の加圧入口内に空気が入り込むことになる。ウェブ表面
とローラ表面との間における少なくとも部分的な分離を
この空気の境界層が生じさせる。これが生じると、ウェ
ブを進行させる駆動ローラの能力に変化が起こり、ウェ
ブが遊輪ローラを有効に回転させることができなくなる
。その結果、ローラとウェブとの間に相互動作が生じて
ウェブに質的欠陥を引き起こす。

σ−ラとウェブとの間の空気の境界層によって引き起こ
される不都合を解決しようとする試みがあった。Ｒ，Ｈ
ｏｕｒｔ　１ｃｏｌｏｎその他の名で１９８４年１月２
４日付で発行された米国特許１４．４２６，７５７号で
一つの例が説明されている。この特許で開示されたウェ
ブ案内ローラはその外側表面に凹部を有しており、これ
によって移動するウェブと共に運ばれる空気を収容する
。

より詳しくは凹部が圧縮チャンバの精密に分岐した網目
を有してなり、高子な滑らかな面とウェブと接触する磨
かれた領域との間においてローラ表面上にこれらチャン
バが配置されている。これらチャンバ内の空気がウェブ
とローラとの間で圧縮される。ウェブが最初にローラと
接触する地点でこれらのチャンバ内に空気が入り、次い
でウェブがローラを離れる地点で空気がチャンバから逃
げ去る。

Ｄ、Ａ、Ｄａｌｙその他の名で１９６８年１０月１５日
付で発行された米国特許第３，４０５゜８５５号により
、ローラ表面に複数の溝を形成して空気境界層を制御す
ることが知られている。この特許で開示されたような溝
が空気を逃がす通路を提供する。これらの溝は、高価で
かつ時間のかかるカット作業等によって予め決められた
反復パターンで特殊に形成される。更に、ローラの回り
で移送されるウェブに望まれない痕跡を残さないように
、溝の形状及び大きさは慎重に管理されなければならな
い。この望まれない痕跡は溝の縁に対して圧迫するウェ
ブによって生じる刻印を有してなることがある。また、
例えばローラ表面と接するウェブ部分が溝の上部のウェ
ブ部分とは乾燥が異なること等によって生じるような熱
損傷を溝が残すことも有り得る。それ以上に、これに起
因するパターン化された刻印はランダムパターンの刻印
よりも容易に視覚的に見分けられる。このようにこれら
の刻印が、特にフィルム若しくは紙などの写真成果物に
おいては望ましくないことは明白である。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ローラ表面
と移動するウェブとの間で運ばれる動空気を制御すると
共に、ローラに反復パターンの溝を特殊に形成せずに、
ローラ表面と移動するウェブとの間から空気を逃がすこ
とを目的とする。

（問題点の解決手段） 上記目的を達成するために本発明は、金属ローラにニッ
ケルの層を施し、このニッケル層の表面をスチールショ
ットによってブラストし、しかしながらパターンの深さ
の５０％より多くをブラスト工程によって除去しないよ
うにして、連通ずる溝によって囲まれた高台部分を形成
して、十分に丸く形成された球状凹部及び極めて鋭い尖
状凸部・を備えた深構造を表面上に形成する工程を有す
ることを特徴とする、ローラ表面を仕上げる方法を提供
する。上記目的を達成するために本発明は更に、ニッケ
ル層に球状凹部を有し、この球状凹部の多くが重複して
連通ずる溝を形成しており、これらの溝がローラ表面の
少なくとも５０％を占有しており、また溝の間の高台部
分がローラ表面の少なくとも２０％を占有しており、ニ
ッケル層が硬い耐久性の金属層で覆われていることを特
徴とするウェブ搬送ローラを提供する。

（実施例） 以下図面を参照して本発明の実施例について説明する。

第１図を参照すると、一般に符号１０で示される本発明
に係るウェブ搬送ローラが、ローラの長軸の回りにおい
て矢印で示されるように時計方向に回転される。ローラ
ｌＯが駆動ローラ若しくは遊輪ローラのどちらでも構わ
ない。どちらの場合でも、ローラ表面の速度とウェブの
線形速度とは互いに同じであり、ローラとウェブとの間
には摺動が存在しない状態でなければならない。ウェブ
１２が容易に損傷する写真フィルム、用紙、磁気媒体等
の素材を有してなっている場合には、このことは大変に
重要である。ローラｌＯの表面１４が後述される方法に
従って特殊に仕上げられており、これによってローラ１
０とウェブ１２との間に相互移動が生じないようになっ
ている。

第２図を参照すると、符号１６で示される普通のカーボ
ンスチールベースローラ等の、円筒形の殻体若しくは様
々な種類の基部ローラにローラｌ０を製造する工程が施
される。ローラ１６の長さ及び直径は様々であってよく
、例えば幅８フィート（約２．４４．ｍ）若しくはそれ
以上のウェブを収容するのに十分な長さである。

まず基礎となるローラ１６がニッケル層１８によって覆
われる。ニッケル層１８を施す一つの方法は表面上にニ
ッケル層を電気メツキするものである。、電気メツキ工
程はニッケル層が約５０ＨＲＣ以下の硬度を有するよう
に制御される。ｒＨＲＣ」とはＲｏｃｋｗｅ　ｌ　ｌ硬
度−Ｃ目盛りのことを指している。ニッケル層１８の実
際の硬度は様々であるが、硬度が５０１−Ｉ　ＲＣを越
えると、後に第３図と関連して説明される所望のブラス
トされたパターン深度を達成する力を制限することにな
る。基本のローラ１６からニッケル層が薄層に剥離する
のを防ぐの十分なニッケル層１８の厚みであり、かつシ
ョツトブラスト工程を実施することができるだけ十分に
厚くなければならない。少なくとも０．００４インチ（
約０．１０１１０ｌ６以上で０．０２０インチ（約０．
５０８ｍｍ）未満のニッケル層が望ましいということが
判明している。

電気メツキ処理によってニッケル層１８が加工される場
合、電気メツキ処理によってニッケル層が高レベルの内
部残余圧力を有することがある。

後述するショツトブラスト工程の間に更に内部圧力がニ
ッケル層１８に加えられる。これらの工程から生じる圧
力の組み合わせが圧力レベルを上昇させ、ローラ１６へ
のニッケル層１８の接着強度を上回らせてローラ１６か
らのニッケル層１８の剥離を生じさせることがある。

電気メツキされたニッケル層がローラ１６から剥離する
危険を防止するために、ニッケル層１８を金属皮膜処理
の方法で加工することが目下のところ望ましい。より詳
しくは、プラズマ吹き付けを用いてローラ１６上にニッ
ケル層１８を均一に皮膜化することが望ましい。プラズ
マ吹き付けによってニッケル層１８が吹き付けられる場
合、この層が約０．００４インチ（０，１０１６ｍｍ）
から０．０２０インチ（０，５０８ｍｍ）の厚みを有す
ることが望ましい。

次いで、ニッケル層１Ｂの外側表面がスチールショット
でショツトブラストされて第３図の符号２０で一般に示
される深溝造を表面に形成する。

表面構造２０が球状凹部２２と、頂部を有する非常に鋭
い、符号２４で示される尖状凸部とを有している・。球
状凹部２２はほぼ半球形をなしており、かつニッケル層
１８の全長及び全周囲に亙って広がっている。

ブラスト作業の間に形成された半球形をなす球状凹部２
２は、ニッケル表面にスチールショットが衝突する場合
のスチールショットの強度によって決定される深さを有
している。スチールショットの大きさがほぼ均一で、ス
チールショットの各破片の大きさが一定であることが望
ましい。すなわちスチールショットの強度はショットの
速度によってのみ決まる。また、ショットの速度はノズ
ル形状及び用いられるブラスト圧力によって増大される
。ブラスト作業の間ノズル形状が一定であるので、用い
られる空気圧だけが変化して球状凹部２２の深さを決定
する。空気圧が制御されてブラスト作業の間はほぼ一定
に維持される。すなわち球状凹部２２の深さが正確に管
理され、ほぼ均一の深さが得られる。

球状凹部２２の数量がショットの大きさ及びパターンの
深さによって決定される。ショットの大きさが大きくパ
ターンが深いほど、表面に作られる球状凹部２２の数が
減少する。すなわち球状凹部２２の数はショットの大き
さとパターンの深さとによって結果的に決定され、ショ
ットの大きさ及びパターン深度は狭い範囲内に維持され
ている。

例えば、ショットの大きさは約０．００６インチから約
０．０８０インチ（約０．１５２ｍｍ−２゜０３２ｍｍ
）に亙り、これは直線１インチ（２゜５４ｃｍ）当たり
約５０から５００個の球状凹部を形成する。多くの球状
凹部２２は少なくとも部分的に重複しており、第７図に
関連して後述するように仕上げられたローラ表面の外面
に相互に連通ずる溝のランダムパターンが形成される。

ローラ表面の準備における次の工程は、尖状凸部２４の
頂部を除去して、球状凹部２２によって形成される相互
に連通ずる溝に囲まれた高台部分を表面上に形成するも
のである。更に詳しく述べると、侵食的な多方向削り取
り作業を有する表面仕上げ作業を、第３図で示す表面に
施し、この削り取り作業によって上部構造から頂部２４
を除去して第４図において符号３０で示されるランダム
に広がる複数の高台部分を形成する。この作業の間ロー
ラ１６は回転されており、ローラ回転速度と削り取りの
間に影響を及ぼす力とローラ表面に沿って長軸方向にお
ける削り取りの速度とが、全て制御されてほぼ一定であ
り、これによってローラ１６のほぼ全表面に亙り高台部
分の高さ及び滑らかさが均一となる。

表面仕上げ工程は、連続して徐々に粒の大きさが小さく
なる複数のテープによって表面を研磨することから成っ
ている。例えば、まず１５ミクロンテープを用いて符号
３０で示される高台部分を形成するように表面を削り取
ることができる。その次に９ミクロンテープで研磨する
ことによりコーサー１５ミクロンテープの使用によって
付いた高台部分上の掻き傷を取り除く。次いで３ミクロ
ンテープを用いて表面が研磨され、９ミクロンテープに
よって付けられたより小さな掻き傷を取り除く。表面仕
上げ工程の最後の工程は、高台部分の縁を丸くしてウェ
ブに掻き傷を付けないように表面を磨くことを有して成
っている。これは、水中に９ミクロンの酸化アルミニウ
ム研磨混合物を浮遊体として有するスラリーを用いて行
われるのが望ましい。

最終的なパターン深さ及び球状凹部２２の連通によって
形成された溝の量は、予め決められる量の素材を第３図
で示すブラストされたパターンから除去することによっ
て制御される。表面仕上げ工程においてパターンの深さ
、すなわち第３図で示す「ブラストされた」パターンの
深さから深さを大きく減少させるほど、できる溝は少な
くなる。

表面仕上げ作業によって球状凹部２２の深さが５０％よ
り多く取り除かれた場合には、溝が減少し過ぎるであろ
う。他方、ショツトブラストされた表面構造に存在する
であろう掻き傷を取り除くためには、第３図のパターン
深さの少なくとも２０％を取り除き、また表面仕上げ工
程の後に高台部分が十分に丸められた縁を有することが
望ましい。

表面仕上げ作業が終わるとローラは使用に適した状態と
なる。しかしながら、ローラ表面の耐久性を増大させる
ために仕上げられた表面を硬質の物質の層で皮膜処理す
ることが望ましい。より詳しく述べると、ローラ表面に
クロミウムの層３２（第５図）を電気メツキすることが
望ましい。クロミウムは硬く耐久性のある素材であり、
非常に薄い層に取り付けることができる。厚み約０．０
００１００インチ（約０．００２５４ｍｍ）のクロミウ
ムの層がローラ上に十分な耐久性表面を提供する。

ローラ表面上にクロミウム層を電気メツキする工程は、
ローラ表面上に極めて細かな凹凸を残す。

この凹凸は研磨によって除去される。９ミクロンの酸化
アルミニウムを水中に浮遊体として有するスラリーを用
いてこの研磨工程を行うことができる。研磨工程によっ
てクロミウム層の高台部分３４から凹凸を除去する。ま
たこれによって高台部分の縁が丸められ、高台部分及び
その縁がローラ表面を移動するウェブに悪影響を及ぼし
たかもしれない掻き傷を付けなくなる。

第７図は本発明に係るローラの表面１４の断片の顕微鏡
写真である。表面１４が高台部分３４及び複数の溝３６
を有している。ショツトブラスト作業によって形成され
た球状凹部２２のつながりによって溝が形成されている
。溝の殆どが相互に連通して、ウェブ１２（第１図）と
ローラの表面１４との間に挟み込まれた空気の逃げ道を
形成する。これらの逃げ道がローラの円周方向及び長軸
方向の両方番こ亙って無作為に広がっている。すなわち
ローラに沿って軸方向にも円周方向にも空気が移動でき
てローラとウェブとの間から逃げられる。これによって
高台部分３４とウェブ１２の表面との間が確実に接触し
、ローラとウェブとの間における牽引力すなわち摩擦力
特性を制御することができる。ローラとウェブとの間で
運ばれる、すなわち挟み込まれた空気が殆どないのでロ
ーラとウェブとの間のこの牽引力が予測できる。非常に
大量の空気がローラとウェブとの間に挟み込まれた場合
には、ローラの牽引特性が悪影響を受けるであろう。

基部ローラ仕上げよりも大きな牽引特性を得るために、
球状凹部２２のショツトブラストされたパターンが、１
０Ｒｚパラメータによって決定されるように深さ５００
マイクロインチ（約０．０１２７ｍｍ）より大であるこ
とが望ましく、また表面を視覚検査して測定された場合
に表面パターンがその５０％より大きい溝部分（すなわ
ち５０％より少ない高台部分３４）を有していなければ
ならない。ローラ表面の汚れ除去を可能にするためには
仕上げ表面における球状凹部２２の深さは約１０００マ
イクロインチ（０，０２５４ｍｍ）より小さいのが望ま
しい。汚れ除去機能について考慮しないならば、パター
ンの深さをそれよりも幾分大きくして用いることができ
る。更に、パターンに潜在する掻き傷を取り除くために
は表面領域の２０％より広い部分を高台部分３４が有し
てなることが望ましい。ウェブの速度が増すにつれて必
要とされるパターンの深さが増す。

特に写真成果物にとってはローラ表面上の経路の無作為
性か極めて望ましい。更に詳しくは、そのようなランダ
ムパターンによってウェブ上に付けられるいかなるささ
いな痕跡も、標準型の、すなわち反復パターンの跡と同
様に人の目によって容易に見分けられることはない。

【図面の簡単な説明】

本発明の実施例の詳細な説明において、添付図面に関連
して参照される。 第１図はローラ表面の一部の回りにウェブが巻き掛けら
れている、本発明に係るウェブ搬送ローラの斜視図、 第２図はニッケル層を上に有する基部ローラの拡大部分
断面図、 第３図はショツトブラストされた後のローラのニッケル
層を示す、第２図に類似する部分断面図、第４図はショ
ツトブラストされたローラが仕上げされた後の、第３図
に類似する部分断面図、第５図はクロミウム層がローラ
表面上に電気メツキされた後の、第４図に類似する部分
断面図、第６図はクロムメッキされた表面が研磨された
後の、第５図に類似する部分断面図、 第７図は本発明に係るローラ表面の顕微鏡写真である。 １０：ウェブ搬送ローラ、１２：ウェブ、１４：ローラ
表面、１６：基部ローラ、１８：ニッケル層、２０：表
面構造、２２：球状凹部、２４：尖状凸部、３０：高台
部分、３２：クロミウム層。 ３４：高台部分、３６：溝。 ＦＩＧ、　２ （外４名） ＦＩＧ、　３ ＦＩＧ、　４ ＦＩＧ、　５ 手 書（方式） ％式％ ２、発明の名称 ウェブ搬送ローラ及び同ローラの製造方法３゜ 補正をする者 事件との関係 住所

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ウェブ（１２）を搬送するために用いられるウェブ
   搬送ローラ（１０）を製造する方法において、 ほぼ円筒形の形状をなす金属のローラ（１６）上にニッ
   ケル層を施し、 スチールショットによって前記ニッケル層の表面をブラ
   ストし、（ａ）ほぼ均一な深さを有すると共に、その多
   くが少なくとも部分的に重複する球状凹部（２２）と、
   （ｂ）尖状凸部（２４）とを備えた深構造（２０）を前
   記表面上に形成し、前記ブラスト工程によつて形成され
   たパターンの深さの５０％より多くは除去しないように
   して、ブラストされた前記表面を削り取って鋭い前記尖
   状凸部を取り除いて同表面上に高台部分（３０）を形成
   する工程を有し、同高台部分が重複する前記球状凹部に
   よって相互に連通した溝（３６）に囲まれることを特徴
   とするウェブ搬送ローラの製造方法。 ２、前記削り取り工程の後に前記表面にクロミウムの薄
   い層（３２）を電気メッキして前記表面の耐久性を増大
   させ、またクロミウム層の前記表面を磨くことを特徴と
   する請求項第１項記載のウェブ搬送ローラの製造方法。 ３、連続的に徐々に細かい粒の複数のテープで前記表面
   を削り取り、次いでその同表面を磨く工程を前記削り取
   り工程が有することを特徴とする請求項第１項記載のウ
   ェブ搬送ローラの製造方法。 ４、ウェブ（１２）を搬送するのに用いられるローラ（
   １０）を製造する方法において、ほぼ円筒形の形状をな
   すスチールローラ（１６）の上にニッケルの層（１８）
   を施し、 前記ニッケル層の表面をスチールショットによってブラ
   ストして、ほぼ均一の深さを有する球状凹部（２２）と
   頂部を備えた尖状凸部（２４）とを有するパターンを備
   えた深構造（２０）を前記表面上に形成し、前記スチー
   ルショットの大きさと前記表面の単位領域当たりに形成
   される前記球状凹部の数とによって、同球状凹部の多く
   が重複して相互に連通する溝（３６）を形成し、 約１５ミクロンから約３ミクロンに亙る範囲の徐々に大
   きさが小さくなる粒を連続的に用いる侵食的な多方向削
   り取り作業によつて、ブラストされた前記表面を仕上げ
   、また前記削り取り作業が前記ブラスト工程によって形
   成されたパターンの前記深さの５０％より多くを取り除
   かないようにして前記頂部を除去し、相互に連通する溝
   に囲まれた高台部分（３６）を形成し、 仕上げられた前記表面に、硬く耐久性を有する素材の薄
   い層（３２）を皮膜処理し、 その前記表面を磨く工程を特徴とするウェブ搬送ローラ
   の製造方法。 ５、スチールローラ（１６）と同スチールローラ上の薄
   いニッケル層（１８）とを有し、同ニッケル層が球状凹
   部（２２）を備えた表面を有し、多くの前記球状凹部が
   重複して前記スチールローラ表面の少なくとも５０％を
   有する相互に連通する溝を形成し、また同ローラの表面
   領域の少なくとも２０％を有する同溝の間に複数の高台
   部分（３０）を形成することを特徴とするウェブ搬送ロ
   ーラ。 ６、前記球状凹部の深さが約５００ミクロンインチ（０
   ．０１２７ｍｍ）より大きく、かつ約１０００ミクロン
   インチ（０．０２５４ｍｍ）より小さいことを特徴とす
   る請求項第５項記載のウェブ搬送ローラ。 ７、硬度が約５０ＨＲＢ以上であり厚みが少なくとも約
   ０．００４インチ（０．１０１６ｍｍ）のニッケル層を
   有することを特徴とする請求項第５項ないし第６項記載
   のウェブ搬送ローラ。 ８、滑らかで、ウェブに損傷を与えるような粗さがほぼ
   全くないクロミウムの耐久性層（３２）で前記ニッケル
   層が覆われており、クロミウムの前記層が約０．０００
   １００インチ（０．００２５４ｍｍ）を有していること
   を特徴とする請求項第７項記載のウェブ搬送ローラ。