JPH0912191A

JPH0912191A - 搬送用機構部品

Info

Publication number: JPH0912191A
Application number: JP16646995A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Sawa; 勉澤; Hiroyoshi Takenoshita; 博敬竹之下; Hirohide Komatsu; 弘英小松
Original assignee: KRD Corp KK; International Business Machines Corp
Current assignee: KRD Corp KK; International Business Machines Corp
Priority date: 1995-06-30
Filing date: 1995-06-30
Publication date: 1997-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】摩擦係数が十分に大きく、その摩擦係数が温
湿度等の環境変化に影響されず、また経年変化が小さ
く、十分な耐摩耗性を有する材料をもとに、各種部材を
繰り出し、搬送、分離又は停止するための搬送用機構部
品を提供する。【構成】繰り出し、搬送、分離又は停止するためのロ
ーラー、ベルト、ブロック、シート等の搬送用機構部品
１をセラミック粒子５を均一に含有する弾性材料４より
成形したものとする。又は、搬送用機構部品１１をスポ
ンジ等の発泡性材料６よりなる基材層の表面にセラミッ
ク粒子５を均一に含有する弾性材料４よりなる被覆層を
形成したものとする。セラミック粒子５と弾性材料４と
の結合状態を良好とするため、セラミック粒子５には結
合剤を付着させてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機、プリンター、
ファクシミリ、スキャナー、分類機、印刷機、発券機、
自動改札機、現金自動支払機、カード式電話機、カード
リーダー等において、用紙、キップ、紙幣、カード、硬
貨その他各種部材を繰り出し、搬送、分離又は停止する
ための搬送用機構部品に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】繰り出し、搬送、分離又は停止するため
の搬送用機構部品、すなわち繰り出しローラー、搬送ロ
ーラー、搬送ベルト、分離ローラー、分離ブロック、分
離シート、停止ローラー、停止ブロック、停止シート等
としては、従来、各種ゴム材料（天然ゴム、合成ゴム）
より成形したものが使用されていた。尚、本明細書にお
いて搬送用機構部品という場合の搬送の概念は、部材を
繰り出し、搬送、分離又は停止するという狭義の搬送の
概念及びそれに関連する概念をも包含した最も広義の意
味で使用するものとする。

【０００３】繰り出し、搬送、分離又は停止するための
ローラー、ベルト、ブロック、シート等の材料として要
求される特性としては、以下のようなものが挙げられ
る。用紙類に十分な搬送力を与えられるよう、必要な摩
擦係数を有すること。温湿度変化（特に低温低湿）、経年変化、薬品、イ
ンク、ゴミ等による汚れにより、摩擦係数が低下しない
こと。耐摩耗性が高いこと。用途に応じて、硬度を広い範囲で調整できること。

【０００４】以上の４つの要求特性に対する現在のロー
ラー、ベルト、ブロック、シート等を形成するゴム材料
の性能は、以下の通りである。

【０００５】に関しては、ゴムの摩擦係数はゴム硬度
に反比例するため、高い摩擦係数を得ようとするとゴム
硬度を下げる必要があった。しかし、ゴム硬度を下げる
と、その他の、、の項目に関する性能が低下し、
両立しない。

【０００６】に関しては、ゴム自体が有する物性上の
弱点であり、低温低湿ではゴム硬化により摩擦係数が低
下し、用紙類の送り精度の悪化やスキューによる搬送障
害、用紙類の繰り出し不良を引き起こしていた。又、ゴ
ムは高分子材料であるために、時間とともに特性が劣化
するのも回避できず、使用用途によっては、定期的に交
換しなくてはならなかった。さらに、有機材料であるた
めに、耐薬品性が低いものが多く、インク成分中に含ま
れる油脂等が付着すると、ローラー、ベルト、ブロッ
ク、シート等の表層面が硬化し、摩擦係数の低下、さら
には変質による特性劣化が加速される。

【０００７】に関しては、ゴム硬度と耐摩耗性は比例
関係にあるため、ゴム硬度を下げることは即耐摩耗性を
下げることとなる。そのため、ローラー、ベルト、ブロ
ック、シート等の表層面は用紙類自体の素地（パルプ）
及び用紙類に付着したカーボン粒子（鉛筆、インク等）
によって削られ、ローラー、ベルト、ブロック、シート
等の寸法は徐々に小さくなり、使用頻度が高い場合や高
い信頼性が要求される場合は、定期的にローラー、ベル
ト、ブロック、シート等の交換が必要となる。

【０００８】に関しては、添加剤を加えることにより
調整可能であるが、同時に他の特性をも変えてしまうの
で、両者のバランスをとることは非常に難しい。

【０００９】このように、上記全ての要求を満たすゴム
材料は存在せず、又、それぞれの特性が相互に影響を及
ぼすため、従来は、設計者が最も重要な特性をもとに材
料を選定し、他の特性については定期的な調整、クリー
ニングや交換を繰り返すことで妥協して使用していた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の搬送
用機構部品の有する種々の問題点を解消すべく為された
ものであり、その目的とするところは、摩擦係数が十分
に大きく、その摩擦係数が温湿度等の環境変化に影響さ
れず、また経年変化が小さく、十分な耐摩耗性を有する
材料をもとに、用紙類の繰り出し、搬送、分離又は停止
に使用できるローラー、ベルト、ブロック、シート等を
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載した搬送用機構部品は、セラミック
粒子を均一に含有する弾性材料より成形してなるもので
ある。

【００１２】又、請求項３に記載した搬送用機構部品
は、スポンジ等の発泡性材料よりなる基材層の表面にセ
ラミック粒子を均一に含有する弾性材料よりなる被覆層
を形成したものである。

【００１３】尚、セラミック粒子と弾性材料との結合状
態を良好とするため、セラミック粒子には結合剤を付着
させてもよい。

【００１４】ここで、搬送用機構部品のうちのローラー
について、本発明のローラー材料及び従来用いられてい
た２種類のローラー材料の各種特性を比較したものを表
１に示す。

【００１５】

【表１】

【００１６】表１において、「繰り出しローラー」はプ
リンターやファックス等の自動給紙機構に使われるもの
で、用紙束より用紙を一枚ずつ繰り出す役目をする。こ
のローラーに要求される必須な特性は、２枚目以降の用
紙を引き止める力に対抗してより大きな力で一枚目の用
紙を引き出す力を発生する為の大きな摩擦係数であり、
これに用いられる材料を高摩擦係数ローラー材料と呼
ぶ。ここで、大きな摩擦係数を得るため、ゴム材料の中
でも表面の粘性が高く、硬度が低く、柔らかい材料を選
択する必要があり、その為に他の特性が犠牲になり、定
期的にクリーニングや交換を余儀なくされている。

【００１７】対して、「搬送ローラー」はプリンターや
ファックス等の搬送機構に使われるもので、スキュー等
を生じさせず、送り精度よく用紙を搬送する役目をす
る。このローラーにおいては、摩擦係数は中程度でよい
が、温湿度特性、耐摩耗特性が良好、そして経年変化が
小さい等の特性が求められ、これに用いられる材料は一
般ローラー材料と分類できる。しかし、現在入手可能な
ゴム材料で以上の条件を全て満足するものは無く、低温
低湿環境や経年変化により搬送障害を起こす原因となっ
ている。

【００１８】これら従来のローラー材料に比べて本発明
のローラー材料は、温湿度特性、耐摩耗特性及び経年変
化において特性が大きく改善されているのが分かる（表
１において＊印で表示してある。）その結果、母材のゴムの特性とセラミックの混入条件を
変えることにより、一般ローラー材料から高摩擦係数ロ
ーラー材料まで幅広く、本来の特性を維持しつつ高い耐
久性を有したローラー材料を提供でき、各種用途に適用
できるローラーを形成することが可能となった。

【００１９】又、本発明のローラー材料は、本発明者等
による特許出願（特開平７−５３０８４号）において開
示したローラー材料が不得意とする傷付き易い磁気テー
プ等の搬送に対しても最適な材料である。

【００２０】従来のセラミック被覆ローラーは、その外
周部分が先鋭状のセラミック砥粒で覆われているため
に、摩擦係数の値が低く、用紙類にセラミック砥粒が食
い込み、紙粉の発生が多いとともに、搬送障害発生時に
は用紙類に損傷を与える。又、セラミック砥粒の大きさ
のバラツキにより高精度の送りには不向きであった。

【００２１】そこで、本発明者等は、特開平７−５３０
８４号において、セラミック砥粒の先端部をダイヤモン
ド研削することにより台形状にし、用紙類に当接するセ
ラミック砥粒の先端部を平坦状にして用紙類に食い込み
難くし、インク転写防止能力と半永久的な搬送力を保有
させたままで、紙粉発生の少ない、用紙類に損傷を与え
難い、送り精度の高いセラミック被覆ローラーを実現し
たのである。

【００２２】しかし、磁気テープが付いた通帳、切符、
キャッシュカード等を搬送する場合には、上記改良した
セラミック被覆ローラーでも問題があった。特に、搬送
障害発生時には、磁気テープに損傷を与え易く、その結
果、データの読み取り不良が発生する。つまり、これま
でのセラミック被覆ローラーでは、磁気テープが付いた
用紙類は搬送できなかったのである。さらに、磁気テー
プ面は紙の表面と異なり、化学的なコーティング処理が
なされているため、表面が滑り易くなっており、用紙類
がスキューし易く、搬送障害の原因となり易い。

【００２３】このような磁気テープが付いた用紙類の搬
送や複写機、ファックス、現金自動支払機、プリンター
等の用紙類を一枚づつピックアップするローラーには、
摩擦係数の値が高いローラーで、しかも高速処理が可能
で、高信頼性を有する必要があるため、耐摩耗性も同時
に要求されていた。ところが、そのような高い摩擦係数
と耐摩耗性を同時に有するローラーは、これまで実現し
ていなかった。

【００２４】最も適した素材は各種ゴム（天然ゴム、合
成ゴム）であったが、ゴムの摩擦係数はゴム硬度に反比
例するため、高い摩擦係数を得ようとする場合には、ゴ
ム硬度を下げる必要があった。しかし、ゴム硬度を下げ
ると、温湿度変化（特に低温低湿）、経年変化、薬品、
インク、ゴミ等による汚れにより摩擦係数が低下し易く
なり、高い摩擦係数を保有したままその他のゴム特性を
も同時に実現することはできなかった。摩擦係数が低下
してしまうことはゴム自体が有する物性上の弱点であ
り、ゴム硬度と耐摩耗性は比例関係にあるため、ゴム硬
度を下げることは即耐摩耗性を下げることになる。

【００２５】本発明のセラミック含有ローラーとこれま
での各種ゴムローラー、セラミック被覆ローラーの主特
性を、磁気テープが付いた用紙類を搬送する場合につい
て比較したものを表２に示す。

【００２６】

【表２】

【００２７】つまり、本発明のセラミック含有ローラー
は、各種ゴムローラーでも、セラミック被覆ローラーで
も解決できなかった、例えば磁気テープが付いた用紙類
や硬貨、紙幣の搬送等においても、非常に有効であるこ
とが分かる。尚、本発明は、ローラーだけでなく、ベル
ト、ブロック、シート等についても適用できるため、産
業上の利用範囲は極めて広範なものである。

【００２８】

【作用】弾性材料本来の働きにより、用紙類等の繰り出
し、搬送に必要な十分な摩擦係数を得ることができ、硬
度の高いセラミック粒子により、用紙類等による摩耗を
防止することができる。

【００２９】一定期間使用後のインク、ゴミ、薬品等に
よる弾性材料の摩擦係数の低下を、鋭いセラミック粒子
が用紙類等に適度に喰い込むという作用が補完し、全体
として摩擦係数の低下を阻止できる。

【００３０】

【実施例】本発明の実施例を、搬送用機構部品のうちの
搬送ローラーについて、図面を参照しつつ説明する。本
発明の搬送ローラー１は、図１に示すように、ローラー
軸２の軸方向に所定間隔で複数嵌挿され、ローラー組付
部材３として使用される。

【００３１】搬送ローラー１は、図２に示すように、ゴ
ム材料４に粒径３〜３００μｍのセラミック粒子５を付
加し、よく混練してセラミック粒子５を均一に分散さ
せ、凝固したものを、研磨して円筒形状に成形したもの
である。

【００３２】又、搬送ローラー１１は、図３に示すよう
に、スポンジ等の発泡性材料６を研磨して円筒形状に成
形した基材層の表面に、ゴム材料４に粒径３〜３００μ
ｍのセラミック粒子５を付加し、よく混練してセラミッ
ク粒子５を均一に分散させ、凝固したものを、溶着、接
着等して被覆層を形成したものとしてもよい。

【００３３】尚、セラミック粒子５とゴム材料４との結
合状態を良好とするため、セラミック粒子５に結合剤を
付着させた後に、ゴム材料４に付加するようにしてもよ
い。結合剤としてはシラン系結合剤を使用できるが、ゴ
ム材料４との密着性が良好なものであれば、他の適宜結
合剤を使用してもよい。

【００３４】鋭いセラミック粒子５は、用紙、紙幣等の
軟らかい材料よりなるシート状部材には適度に喰い込
み、又、カード、フィルム等のやや硬い材料よりなるシ
ート状部材には所定圧力以上となるとゴム材料４の弾性
変形により変位するから、シート状部材を損傷させるこ
とはない。

【００３５】次に、本発明の搬送ローラーを実際に試作
し、従来のゴム製搬送ローラーと特性比較を行ったの
で、これについて説明する。

【００３６】（実施例１）硬度６０のクロロプレンゴム
（ＣＲ）に平均粒径５７μｍの炭化珪素粒子（ＳｉＣ）
を３０重量％で付加し、よく混練して均一に分散させ、
凝固したものを、研磨して円筒形状の本発明の搬送ロー
ラーを成形した。尚、成形後のゴム硬度は、セラミック
粒子を混入したことにより６７となった。

【００３７】成形した搬送ローラーを１組上下に組み込
み、下記条件により寿命加速試験を実施した。試験に使
用した印刷装置の概略図を図４に示す。＊試験条件・試験環境室温・印刷装置ＩＢＭ９０５５通帳・帳
票印刷装置・用紙連量１３５ｋｇ、Ａ４サ
イズカットフォーム・用紙搬送速度１０ｉｎｃｈ／ｓｅｃ・用紙搬送パターン用紙を順方向に１５ｍｍ
搬送して停止後、８ｍｍ用紙を戻す。又、順方向に１５
ｍｍ搬送し、８ｍｍ戻す。このような操作をＡ４サイズ
の用紙の最上部から最下部に亘って繰り返す。尚、１回
の加減速（１５ｍｍ搬送時又は８ｍｍ搬送時）で、用紙
搬送回数１回とカウントする。・用紙搬送回数５００万回・ローラー寸法１６．７７９×１２×６
（ｍｍ）（外径×幅×シャフト径）

【００３８】（比較例１）硬度６０のクロロプレンゴム
（ＣＲ）を研磨して円筒形状の従来のゴム製搬送ローラ
ーを成形した。成形した搬送ローラーを使用し、実施例
１と同様の条件により寿命加速試験を実施した。

【００３９】上記試験条件により寿命加速試験を実施し
た結果を、本発明の搬送ローラー及び従来のゴム製搬送
ローラーについて各種特性を比較して表３に示す。

【００４０】

【表３】

【００４１】表３において、搬送力とは、図１に示す用
紙搬送機構にローラーを組み込んだ状態で用紙を挟み、
用紙を引き抜いた時に用紙が働き始める時の力をいう。
また、摩擦係数μとは、図５に示すように、５１３ｇの
荷重をかけ上下可動かつ自由に回転可能なローラー（ピ
ンチローラー）を上部におき、試験用ローラーとなる下
側搬送ローラーを完全固定とした用紙を挟持した状態
で、用紙を引っ張った時に用紙が動きはじめた瞬間の引
張力、すなわち最大静止摩擦力Ｆを測定し、最大静止摩
擦力Ｆ及びピンチ力（搬送ローラーの重量を含む）より
μ＝Ｆ／６００として求めた。

【００４２】表３に示すように、本発明の搬送ローラー
は摩擦係数及び耐摩耗性において顕著な特性向上が見ら
れる。これは、セラミック粒子が均一にゴム材料内に分
散された結果、全体としての硬度は６７となったが、ゴ
ム材料自体の物性は変化しないから、ゴム材料の有する
摩擦係数はゴム硬度６０の物的特性そのままに維持され
るためであると考えられる。

【００４３】又、寿命加速試験後の本発明の搬送ローラ
ー及び従来のゴム製搬送ローラーの表面状態を図６及び
図７に示す。

【００４４】通常のゴムローラーの初期摩擦係数は加工
時に付いた表面の微小な凹凸が大きく影響し摩擦係数が
大きくなっている。これは凸部分のゴムと被搬送物との
接触圧が高まり等価的に摩擦係数が高くなる。この事実
は大きな摩擦係数を必要とする繰り出しローラー等に最
初から大きく溝等を形成し、大きな搬送力を得ることが
出来ることからも広く知られている。しかし、通常のゴ
ムローラーは使用するに従い図７（Ｂ）に示すように表
面が磨耗し平坦になってしまう為、次第に摩擦係数が低
下してしまう。それに引き換え本発明の搬送ローラー
は、図６（Ｂ）に示すように混入したセラミックの働き
によりローラー表面が均一に削りとられることが無く、
長期間使用後も表面の凹凸が保持されており摩擦係数の
低下が押さえられる。

【００４５】さらに、本発明の搬送ローラー及び従来の
セラミック被覆搬送ローラーが磁気テープに与える損傷
の程度を調べた。

【００４６】（実施例２）上記実施例１と同様の搬送ロ
ーラーを１組上下に組み込み、図８に示すように、用紙
を磁気ストライプの付いた通帳とし、磁気ストライプに
搬送ローラーを当接する以外は、実施例１の試験条件と
同様にして加速試験を実施した。

【００４７】（比較例２）スポンジを研磨して円筒形状
に成形した芯材の表面に硬度６０のクロロプレンゴム
（ＣＲ）を接着剤にて接合した後に研磨して被覆層を形
成し、この被覆層の表面に結合剤を塗布して平均粒径５
７μｍの炭化珪素粒子（ＳｉＣ）を固定して従来のセラ
ミック被覆搬送ローラーを作製した。そして、セラミッ
ク被覆搬送ローラーを使用し、実施例２と同様の条件に
より加速試験を実施した。

【００４８】試験後の各通帳の磁気ストライプ表面を図
９に示すように磁気ヘッドで擦過し、磁気ストライプに
記録された磁気情報を増幅回路の出力端におけるアナロ
グ電圧波形で観測した。

【００４９】本発明の搬送ローラー及び従来のセラミッ
ク被覆搬送ローラーによって搬送した後の磁気ストライ
プに記録された磁気情報の観測波形を図１０及び図１１
に示す。

【００５０】図１０においては、磁気ストライプの長さ
方向に亘って、最大電圧及び電圧振幅が一定かつ規則的
であり、本発明の搬送ローラーによって搬送された場合
には、磁気情報は十分保持されていることが分かる。一
方、図１１においては、磁気ストライプの長さ方向に亘
って、最大電圧及び電圧振幅が不定かつ不規則であり、
従来のセラミック被覆搬送ローラーによって搬送された
場合には、磁気情報がかなり消失していることが分か
る。

【００５１】

【発明の効果】本発明の搬送ローラーは、摩擦係数が高
く、その摩擦係数が温湿度等の環境変化に影響されず十
分な耐摩耗性を有し、そして、表面の摩擦係数の経年変
化も小さい。

【００５２】又、本発明の搬送ローラーは、使用される
用途によりセラミック粒子の粒子径、含有率等を適宜選
択することによって、耐摩耗性、摩擦係数、硬度等の諸
特性を多様に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の搬送ローラーを嵌挿したローラー組付
部材を搬送機構に装着した状態を示す斜視図である。

【図２】本発明の搬送ローラーの一実施例の縦断面図で
ある。

【図３】本発明の搬送ローラーの他実施例の（Ａ）は縦
断面図、（Ｂ）は外周部分の拡大縦断面図である。

【図４】寿命加速試験に使用した印刷装置の縦断面図で
ある。

【図５】搬送力の測定方法を示す説明図である。

【図６】寿命加速試験後の本発明の搬送ローラーの
（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は外周部分の拡大縦断面図で
ある。

【図７】寿命加速試験後の従来のゴム製搬送ローラーの
（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は外周部分の拡大縦断面図で
ある。

【図８】図１の搬送機構により磁気ストライプの損傷を
調べる加速試験を実施した場合の説明図である。

【図９】磁気ストライプに記録された磁気情報をアナロ
グ電圧波形として観測する方法を示す説明図である。

【図１０】本発明の搬送ローラーによって搬送した後の
磁気ストライプに記録された磁気情報の観測波形を示す
図である。

【図１１】従来のセラミック被覆搬送ローラーによって
搬送した後の磁気ストライプに記録された磁気情報の観
測波形を示す図である。

【符号の説明】

１，11 搬送ローラー４ゴム材料５セラミック粒子６発泡性材料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 391035902 ケイ・アール・ディコーポレーション株式会社神奈川県座間市緑ケ丘６−26−19 イミデンビル３Ｆ (72)発明者澤勉神奈川県藤沢市湘南台３−21−９ (72)発明者竹之下博敬神奈川県相模原市淵野辺３−10−18−901 (72)発明者小松弘英東京都町田市南成瀬５−15−２センチュリーハイツ10−307

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミック粒子を均一に含有する弾性材
料より成形してなる搬送用機構部品。
【請求項２】結合剤を付着したセラミック粒子を均一
に含有する弾性材料より成形してなる搬送用機構部品。
【請求項３】スポンジ等の発泡性材料よりなる基材層
の表面にセラミック粒子を均一に含有する弾性材料より
なる被覆層を形成した搬送用機構部品。
【請求項４】スポンジ等の発泡性材料よりなる基材層
の表面に結合剤を付着したセラミック粒子を均一に含有
する弾性材料よりなる被覆層を形成した搬送用機構部
品。