JP2005053613A - シート状媒体搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シート状媒体の搬送装置において、小型、特に薄型化し易く、厚みの異なるシート状媒体の搬送も容易にする。
【解決手段】基台１には、シート状媒体３の幅でガイド５ａ、５ｂを設け、ガイド５ａ、５ｂより外側からせり出す部分を支持台９ａ、９ｂとし、これに支持部１１、１３を設ける。基台１上にはシャフト７を配置し、ガイド５ａ、５ｂより外側へ突出するシャフト７部分を支持部１１、１３に支持させる。環状の振動波振動子１７は、その上面側に円周方向に進行する進行性振動波が生じるものであり、基台１上に固定する。シャフト７には回転ローラ１５を固定し、これを振動波振動子１７の上面にて、シート状媒体３の搬送方向に沿った部分に弾性的に圧接させる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシート状媒体搬送装置に係り、特に、当該上面側に進行性振動波を発生させる振動子、すなわち振動波振動子（超音波振動子）を用いたシート状媒体搬送装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機、プリンタ、ＦＡＸなどの機器には紙などのシート状媒体の搬送機構が具備されているが、そのシート状媒体の搬送機構としては、電磁モータで回転駆動するローラなどでシート状媒体を狭持して搬送する構成がごく一般的であった。
【０００３】
最近では、位置決め精度や駆動時の静粛性が良好で、低速持においても駆動トルクが得られることから、駆動源として振動波振動子を使用した搬送装置も提供されている。
【０００４】
この振動波振動子を使用した搬送装置としては、（１）振動波振動子でモータを形成して電磁モータの代わりにローラを回転駆動する構成（図示省略）、（２）特開平５−２７８８９０号公報（特許文献１）にあるように、長尺状のリニア型モータを形成して直接又はローラ等を介してシート状媒体を搬送する構成がある。
【０００５】
さらに、（３）特開平６−１４５６７号公報（特許文献２）のように、キャリッジに設けた長楕円型振動波アクチュエータの一部をレールと加圧接触させてそのキャリッジを移動可能とし、これに加えて紙送り機構として、別途２つの長楕円振動波アクチュエータの振動面を対向して配置し、これらの振動波アクチュエータの円弧の一部にシート状媒体を挟み込み、同一方向に進行波性振動波を発生させることによってシート状媒体を搬送する構成がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−２７８８９０号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開平６−１４５６７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の振動波振動子を使用した搬送装置では、以下のような難点があった。
【０００９】
すなわち、上述した（１）の構成では、低速時のトルクが不十分であるうえ減速装置が必要となって装置が大型化する難点がある。
【００１０】
また、（２）の構成では、薄型化し易い反面、加圧手段も必然的に長尺状の長方体となって加圧面積（摩擦面積）が大きくなり、シート状媒体の損傷を軽減する観点から加圧手段を可能な限り均等に加圧させる必要が生じて加圧手段が複雑化するうえ、棒状の振動波振動子に進行波を生じさせて駆動力を得るから、その末端で反射波が生じて駆動効率を低下させるおそれがある一方、シート状媒体（紙）の厚みが変化する複写機などに用いる場合、工夫が必要である。
【００１１】
さらにまた、（３）の構成では、（２）の構成と同様に薄型化し易い反面、振動波アクチュエータや圧電素子が長楕円となって構造が複雑化するうえ、（２）の構成と同様に加圧手段が必然的に長方体となり、反射波による課題を除き同様の問題が生じ易い。
【００１２】
本発明はそのような課題を解決するためになされたもので、小型、特に薄型化し易く、厚みの異なるシート状媒体への対応も容易で、製造も簡単で安価なシート状媒体搬送装置の提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
そのような課題を解決するために本発明のシート状媒体搬送装置は、環状振動体の下面に圧電振動板を配置し、この圧電振動板に位相の異なる周波数信号を印加することによりその振動体の上面側に進行性振動波を発生させる環状振動波振動子であって、搬送されるシート状媒体にその上面側を向けて配置された環状振動波振動子と、この環状振動波振動子の上面側にあってシート状媒体の搬送方向に沿ってその振動波が形成される位置に弾性的に圧接するようその環状振動波振動子を横切って配置された第１の加圧手段とを具備し、それら振動波振動子と第１の加圧手段の間を搬送路としてそのシート状媒体を位置させ、その振動波によってそのシート状媒体を直接搬送させることを特徴としている。
【００１４】
そして、本発明では、上記第１の加圧手段として、上記環状振動波振動子を横切って配置されたシャフトと、このシャフトに回転可能に支持されるとともに搬送方向に沿って上記振動波が形成される位置のみに弾性的に圧接するローラを有し、このローラとその環状振動波振動子によってシート状媒体を直接搬送するよう形成することが可能である。
【００１５】
さらに、本発明では、上記環状振動波振動子を上記シート状媒体の搬送方向と交差する方向に沿って可動可能に支持するとともに、これに加えて、上記搬送路にシート状媒体がないとき、上記環状振動波振動子の上面側にあってシート状媒体の搬送方向と交差する方向に沿ってその振動波が形成される位置に弾性的に圧接するよう配置された棒状の第２の加圧手段を設ける構成も可能である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るシート状媒体搬送装置の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
図１〜図３は本発明に係るシート状媒体搬送装置の実施の形態を示す平面図、シート状媒体の上流側から見た横断図およびシート状媒体の搬送方向に沿って見た側面図である。
【００１８】
図１〜図３において、基台１は、例えば大きさがＡ４版とかＡ３版の紙などのシート状媒体３の幅より大きな幅寸法を有し、シート状媒体３の搬送方向に沿って延びる板体である。
【００１９】
基台１は、シート状媒体３をそのほぼ中央に置いたとき、そのシート状媒体３の搬送方向（図１中の矢符Ａ方向）を規制する一対のガイド５ａ、５ｂが対向して搬送方向に延びている。
【００２０】
すなわち、ガイド５ａ、５ｂは、シート状媒体３の幅より僅かに幅広の間隔を置いて対向して搬送方向に延びるように、基台１の主面から一体的に立設されている。なお、ガイド５ａ、５ｂは基台１とは別体の例えば棒状であっても良い。
【００２１】
基台１は、対向するガイド５ａ、５ｂより両外側へせり出し、後述するシャフト７を支持する支持台９ａ、９ｂを形成している。
【００２２】
シャフト７は鉄製の丸棒状をなし、ガイド５ａ、５ｂに対して直交するとともに、ガイド５ａ、５ｂ上面との間で多少の間隔を置いてガイド５ａ、５ｂから突出するように渡され、支持部１１、１３に回転自在に支持されている。
【００２３】
支持部１１、１３は、各々支持台９ａ、９ｂに形成されており、互いに対称に形成されてほぼ同一の構成となっているので、支持部１１のみ説明して支持部１３の説明は省略する。
【００２４】
支持部１１（１３）は、ガイド５ａ（５ｂ）外側近傍において支持台９ａ（９ｂ）から立設された立設片１１ａ（支持部１３では図示せず。）と、図３に示すように、この立設片１１ａ（１３ａ）に一端をピン１１ｂ（１３ｂ）で回転可能にして支持台を９ａ（９ｂ）から若干浮かすように支持された細長い板状の軸受部１１ｃ（１３ｃ）と、この軸受部１１ｃ（１３ｃ）の他端と支持台９ａ（９ｂ）間を連結し、この間を狭めるように軸受部１１ｃ（１３ｃ）を、矢符Ｂのように付勢する引っ張りコイルバネのような付勢部材１１ｄ（支持部１３では図示せず。）を有して形成されている。
【００２５】
支持部１１（１３）の軸受部１１ｃ（１３ｃ）の中程には、軸受孔１１ｅ（支持部１３では図示せず。）が貫通形成されており、シャフト７の両端が通され抜けないように軸支されている。なお、抜け止め構成は公知のものであり、図示は省略した。
【００２６】
支持部１１（１３）に軸支されたシャフト７において、ガイド５ａ、５ｂ間のほぼ中央部には、外周がゴムなどの弾性部材からなるタイヤ状の回転ローラ（第１の加圧手段）１５が回転自在に通されるとともに、軸方向に変位が規制されている。
【００２７】
ガイド５ａ、５ｂ間において、シャフト７下方の基台１には、円環状の振動波振動子１７が位置されるとともに、シャフト７がその中心部の上方を通るとともに、シャフト７の回転ローラ１５が当接するような位置関係で固定されている。
【００２８】
すなわち、振動波振動子１７はガイド５ａ、５ｂ間において中央から片側（図１中では下側）に寄せて配置され、回転ローラ１５がその中央部に位置している。
【００２９】
振動波振動子１７自体は、従来公知の構成を有している。例えば、図４に示すように、上面側（図４中上側）に一体的に突出する凸環部１７ａを有する金属製の円盤状振動板１７ｂであって、その凸環部１７ａに放射状方向の切込みを形成して凸環部１７ａを周方向に多数分割した振動板１７ｂと、この振動板１７ｂの他方の下面（図４中下側）に凸環部１７ａと重合う位置に貼り付けられたリング板状の圧電振動板１７ｃとを有して形成されている。
【００３０】
圧電振動板１７ｃは、図示はしないが、その本体に、分極方向を交互に変えて厚み方向分極を施した円弧状の２個の分極領域が互いにλ／４ずれて形成されており、その本体片面には、それら分極領域にて円弧状の駆動電極を各々形成するとともに、対向面を振動板１７ｂに貼り付けて形成されている。
【００３１】
そして、振動波振動子１７は、振動板１７ｂを共通電極とし、互いに９０゜位相が異なる２種類の周波数信号を円弧状の各々の駆動電極に印加することによって屈曲振動し、振動板１７ｂの凸環部１７ａには円周方向に進行する進行性振動波が生じる。
【００３２】
振動波振動子１７は、２種類の交流駆動電圧の接続変更によって正逆回転が可能であるが、図１中で反時計回り方向に進行する進行性振動波が生じるように駆動可能になっている。
【００３３】
なお、振動波振動子１７に進行性振動波を生じさせる駆動回路やこれに接続するリードは、従来公知のものであるから図示は省略した。
【００３４】
そして、振動波振動子１７の凸環部１７ａには、図４に示すように、シャフト７の回転ローラ１５が当接しているが、回転ローラ１５を軸支するシャフト７が軸受部１１ｃ（１３ｃ）によって基台１（支持台９ａ、９ｂ）方向に付勢されているから、回転ローラ１５が振動波振動子１７の凸環部１７ａを弾性的に圧接するようになっている。
【００３５】
しかも、振動波振動子１７の凸環部１７ａにあって回転ローラ１５と圧接する部分は、シート状媒体３の搬送方向Ａに沿った進行性振動波を生じさせる部分である。
【００３６】
次に、本発明に係るシート状媒体搬送装置の動作を簡単に説明する。
【００３７】
まず、シート状媒体搬送装置は、振動波振動子１７の凸環部１７ａにシャフト７の回転ローラ１５が弾性的に圧接しているから、起動した振動波振動子１７には、図１中で反時計回り方向に進行する進行性振動波が生じるとともに、これに伴って回転ローラ１５が従動回転する。
【００３８】
この状態で、ガイド５ａ、５ｂ間に沿い、基台１上の振動波振動子１７の凸環部１７ａ上にシート状媒体３を滑り込ませれば、シート状媒体３が回転ローラ１５によって、回転ローラ１５と振動波振動子１７の凸環部１７ａ間に吸い込まれ、回転ローラ１５によって移動するが、回転ローラ１５と振動波振動子１７の凸環部１７ａとの接触範囲が狭いから、実質的に、シート状媒体３がガイド５ａ、５ｂ間に沿って直線的に移動し、シート状媒体３が搬送方向（Ａ方向）へ搬送される。
【００３９】
このように、本発明のシート状媒体搬送装置は、基台１の両側にシート状媒体３の搬送方向を規制する一対のガイド５ａ、５ｂを設け、ガイド５ａ、５ｂより外側からせり出す支持台９ａ、９ｂには支持部１１、１３を設け、ガイド５ａ、５ｂを直交して突出するシャフト７をその支持部１１、１３で軸支するとともに、シャフト７を基台１（支持台９ａ、９ｂ）方向に付勢させ、上面に円周方向の進行性振動波が生じる環状の振動波振動子１７を基台１上に固定し、搬送方向に沿った状態の進行性振動波が生じる部分にシャフト７の回転ローラ１５を弾性的に圧接する構成とした。
【００４０】
そのため、従来の円環状の振動波振動子１７をそのまま流用し、これにシャフト７に介して回転ローラ１５を弾性的に圧接させるといった構成で搬送装置を実現できるから、小型、特に薄型化し易く製造も簡単で安価となる。
【００４１】
さらに、振動波振動子１７と回転ローラ１５間の狭い領域の狭持・押圧による搬送であるから、シート状媒体３が他の部位に接触してもそれが抵抗となり難く、円滑な搬送の確保が可能である。
【００４２】
ところで、振動波振動子１７と回転ローラ１５の圧接部分は、厳密に言えば、シート状媒体３の搬送方向Ａに沿った進行性振動波を生じさせる部分が線状又はこれに近い領域であるが、本発明では、振動波振動子１７と回転ローラ１５でシート状媒体３を挟持するある程度幅を持った領域である。
【００４３】
次に、本発明に係るシート状媒体搬送装置の応用例を図５および図６を用いて説明する。
【００４４】
この構成は、上述した図１の構成が振動波振動子１７でシート状媒体３を搬送するのみの構成であったが、その搬送方向に交叉する方向に振動波振動子１７自体を移動させる構成である。
【００４５】
すなわち、図５および図６に示すように、振動波振動子１７は、これより大きい面積を有し基台１に置かれた載置台１９に載置固定されており、この載置台１９の側端部から延びる一対の支持腕２１によってスライド棒２３に支持されるとともに、基台１上を載置台１９とともにスライド棒２３をスライド可能に支持されている。
【００４６】
スライド棒２３は、基台１上にて、例えばシャフト７と平行にガイド５ａ、５ｂ間を直交するように渡され、例えばそれらガイド５ａ、５ｂに軸支されるとともに抜けないように係止されている。
【００４７】
なお、載置台１９の支持腕２１は、スライド棒２３の外周にはめられ、図５中の矢符Ｃ方向に滑らかにスライド可能になっている。
【００４８】
シャフト７を間にしてスライド棒２３と間隔を置いて対向する位置、すなわち載置台１９の支持腕２１とは反対側には、スライド棒２３と平行に加圧棒（第２の加圧手段）２５が位置し、振動波振動子１７の上面側（凸環部１７ａ）に当接可能に渡されている。
【００４９】
しかも、加圧棒２５は、振動波振動子１７の上面側に当接する位置とそれから上方に離れる位置とを、選択的に変位可能にソレノイドなどの変位部材２７によって、例えば上方から振動波振動子１７に向けて複数箇所で支持されている。なお、変位部材２７は図示しない装置ケースなどに固定されている。
【００５０】
従って、載置台１９に載置された振動波振動子１７の位置は、図６中の矢符Ｄに示すように、加圧棒２５が振動波振動子１７の上面側への当接と離反を選択的に変位可能なように位置選定されており、振動波振動子１７に例えば反時計回り方向に進行する進行性振動波が生じた状態で、加圧棒２５を振動波振動子１７へ当接させると、加圧棒２５がその軸方向に変位しないから、相対的に振動波振動子１７には加圧棒２５の軸方向応力が加わり、載置台１９ごと振動波振動子１７が図５中上方へスライドする。
【００５１】
なお、この構成では、回転ローラ１５も振動波振動子１７の位置に連動して一緒に変位するようになっている。
【００５２】
もっとも、シート状媒体３の搬送中に加圧棒２５を振動波振動子１７の上面側に当接させることはないから、シート状媒体３を搬送しない状態、例えば装置の起動時や、複写機であればシート状媒体３の紙幅を変更設定する時などに、可変支持部材２７を選択的に駆動させ、それ以外ではシート状媒体３の搬送に支障がないよう上方へ変位させておく。
【００５３】
このような構成のシート状媒体搬送装置は、基台１上にスライド棒２３を配置し、これに載置台１９を介して振動波振動子１７をスライド可能に支持させ、シャフト７を間にしてスライド棒２３と間隔を置いて対向した平行位置に、加圧棒２５を振動波振動子１７の端部に当接可能に配置し、この加圧棒２５を振動波振動子１７の端部に当接する位置と、それから離れる位置に選択的に変位可能に変位部材２７で制御支持する構成としたから、シート状媒体３を搬送しない状態で、加圧棒２５を振動波振動子１７に当接させれば、振動波振動子１７の位置をシート状媒体３の搬送路における幅方向で任意に変位可能となる。
【００５４】
そのため、例えばシート状媒体３の幅寸法に対応し、シート状媒体３の確実な搬送に適した位置に振動波振動子１７を変位させることが可能となり、別途変位部材を用いることなく、振動波振動子１７をそのまま用いてシート状媒体３の確実な搬送を確保できる。
【００５５】
シート状媒体３の幅寸法に応じてガイド５ａ、５ｂの対向幅を振動波振動子１７の変位と連動させて幅方向に変位可能に構成すれば、常にシート状媒体３の幅方向中央部でそれに搬送力を与えることができる。
【００５６】
なお、振動波振動子１７の変位方向は、シート状媒体３の幅方向に直交する方向に限定されるものではなく、シート状媒体３の幅方向に交差する方向でも良く、これに合わせて載置台１９、スライド棒２３および加圧棒２５などを形成すれば良い。
【００５７】
上述した実施例においては、第２の加圧部材としての加圧棒２５を変位させることによってそれを振動波振動子１７に当接させたが、本発明はこれに限定されず、例えばソレノイドなどの手段（図示せず。）によってスライド棒２３を支点として円環状の振動波振動子１７の端部を上昇又は降下させる構成も可能である。この構成では、加圧棒２５に対して振動波振動子１７を傾斜させて当接させることができるから、振動波振動子１７の縁との当接、すなわち点状態で当接可能となり、円環状に進行する進行波の接線方向に対しての駆動力のみを取り出すことが容易である。
【００５８】
さらにまた、本発明では、変位部材２７によって加圧棒２５を変位させるとともにその加圧棒２５としての第２の加圧手段の自重又は質量によって振動波振動子１７に付勢すれば、シート状媒体３の厚みによって加圧力が変化しないため紙などの軽量物においては好ましいが、第２の加圧手段としては機器の設置状況に左右され難いばね等の加圧部材と組合わせた構成が好ましい。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るシート状媒体搬送装置は、上面側に進行性振動波を発生させる環状振動波振動子をシート状媒体の搬送路にその上面側を向けて配置し、その環状振動波振動子の上面側にあってシート状媒体の搬送方向に沿って振動波が形成される位置に弾性的に圧接するよう、かつその環状振動波振動子を横切る位置に第１の加圧手段を配置し、その環状振動波振動子と第１の加圧手段の間でそのシート状媒体を直接搬送する構成としたから、構成を小型、特に薄型化し易く、厚みの異なるシート状媒体の搬送も容易で、製造も簡単で安価となる。
そして、上記第１の加圧手段として、上記環状振動波振動子を横切って配置されたシャフトに回転可能にローラを支持されるとともに、このローラを搬送方向に沿って上記振動波が形成される位置のみに圧接する構成では、第１の加圧手段をローラとしたから、シート状媒体への加圧面積が小さくなってシート状媒体への擦れが生じ難く、特に、厚みの異なるシート状媒体に適用して損傷させ難い。
さらに、上記環状振動波振動子として、上記シート状媒体の搬送方向と交差する方向に沿って変位可能に支持するとともに、これに加えて、上記環状振動波振動子の上面側にあってシート状媒体の搬送方向と交差する方向に沿ってその振動波が形成される位置にて、その環状振動波振動子の上面に圧接するようロール状の第２の加圧手段を配置する構成では、その第２の加圧手段による加圧の有無により、その環状振動波振動子の変位を介してシート状媒体へ搬送力を与える位置の調節をも１個の振動波振動子で兼ねることが可能で、構成を複雑化させないしコストアップを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシート状媒体搬送装置の実施の形態を示す平面図である。
【図２】図１のシート状媒体搬送装置においてシート状媒体の上流側から見た横断面図（図１中のＩＩ−ＩＩ間断面）である。
【図３】図１のシート状媒体搬送装置の側面図（図１中の符号ＩＩＩ側から見た側面）である。
【図４】図１のシート状媒体搬送装置に用いる振動波振動子を示す半断面図である。
【図５】本発明のシート状媒体搬送装置の他の実施の形態を示す平面図である。
【図６】図６のシート状媒体搬送装置の要部断面図である。
【符号の説明】
１ 基台
３ シート状媒体（紙）
５ａ、５ｂ ガイド
７ シャフト（第１の加圧手段）
９ａ、９ｂ 支持台
１１、１３ 支持部
１１ａ、１３ａ 立設片
１１ｂ ピン
１１ｃ、１３ｃ 軸受部
１１ｄ 付勢部材
１１ｅ 軸受孔
１５ ローラ（第１の加圧手段）
１７ 振動波振動子
１７ａ 凸環部
１７ｂ 振動板
１７ｃ 圧電振動板
１９ 載置台
２１ 支持腕
２３ スライド棒
２５ 加圧棒（第２の加圧手段）
２７ 変位部材

Claims (3)

1. 環状振動体の下面に圧電振動板を配置し、この圧電振動板に位相の異なる周波数信号を印加することにより前記振動体の上面側に進行性振動波を発生させる環状振動波振動子であって、搬送されるシート状媒体に前記上面側を向けて配置された環状振動波振動子と、
   前記環状振動波振動子の上面側にあって前記シート状媒体の搬送方向に沿って前記振動波が形成される位置に弾性的に圧接するよう、前記環状振動波振動子を横切って配置された第１の加圧手段と、
   を具備し、
   前記環状振動波振動子と第１の加圧手段の間を前記搬送路として前記シート状媒体を位置させ、前記振動波によって前記シート状媒体が直接搬送されることを特徴とするシート状媒体搬送装置。
2. 前記第１の加圧手段は、前記環状振動波振動子を横切って配置されたシャフトと、このシャフトに回転可能に支持されるとともに前記搬送方向に沿って前記振動波が形成される位置のみに弾性的に圧接するローラを有し、このローラと前記環状振動波振動子によって前記シート状媒体が直接搬送される請求項１記載のシート状媒体搬送装置。
3. 前記環状振動波振動子は、前記シート状媒体の搬送方向と交差する方向に沿って可動可能に支持され、前記搬送路に前記シート状媒体がないとき、前記環状振動波振動子の上面側にあって前記シート状媒体の搬送方向と交差する方向に沿って前記振動波が形成される位置にて前記環状振動波振動子の上面に弾性的に圧接するよう配置された棒状の第２の加圧手段を有する請求項１又は２記載のシート状媒体搬送装置。

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