JP2737314B2 - 静電吸着搬送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、複写装置等において使用される原稿搬送装
置などの自動用紙搬送装置に関し、特に、用紙を静電吸
着力により吸着して搬送する静電吸着搬送装置に関す
る。

（従来の技術） 従来、自動用紙搬送装置を備えた複写装置において
は、プラテン部に用紙を搬送する手段として、一般に無
端状ベルトが用いられており、そして、搬送を確実にす
るため、静電気による吸着作用を利用して用紙を無端状
ベルトに吸着させて搬送するものが用いられている（例
えば特公昭56−51964号公報参照）。

第９図は、その場合の一例である。静電吸着搬送装置
は、半導電性材料よりなる基材ベルトの内側に、櫛の歯
状に形成された複数の電極14及び15が互いに組み合わさ
れて対向するように設けられた無端状ベルト11を、給電
機構を有する一対のロール12及び13に張架し、搬送され
るように構成されている。第９図の場合、ロールの片側
に金属部分15が設けられ、電源５とシャフト４を介して
電気的に接続されている。それぞれのロールの金属部分
16が、無端状ベルト端部の電極14及び15に接触し、給電
が行われる。

また、複数の無端状ベルト上に電極を形成し、この電
極に通電して、隣り合う無端状ベルトの電極間に電位差
を持たせ、静電吸着力により用紙を無端状ベルトに吸着
させた状態で搬送するようになっているものも知られて
いる。

第11図（ａ）及び（ｂ）は、その静電吸着搬送装置の
概略断面図及び平面図であり、第12図（ａ）及び（ｂ）
は、無端状ベルトの断面図及び裏面図である。複数の無
端状ベルト18が、複数の絶縁性ローラ19よりなる第１ロ
ーラ列20と複数の給電ローラ21よりなる第２ローラ列22
との間に、それぞれ張架されている。各無端状ベルト18
は、半導電性材料からなる基材ベルトの内側に電極が形
成されている。また、ローラ列22の各給電ローラ21に
は、第13図に示す電圧印加回路によって、例えば、奇数
番目がアース24に接続され、偶数番目には電源５からス
イッチ23を介してプラスの電圧を印加し、各無端状ベル
ト間で電位差をもたせるようになっている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、第９図に記載のような櫛の歯状に形成され
た複数の電極を有する無端状ベルトを用いる静電吸着搬
送装置において、その電極を銅エッチングによる極薄銅
箔、或いは極薄い導電性ゴムで形成した場合には、摩耗
による電極の劣化は生じにくいが、直径20mm以下の小径
ローラに張架させると、耐久性が劣り、電極が容易に剥
がれてしまうという問題があり、したがって静電吸着搬
送装置を小型化できないという欠点があった。

また、電極を銀、カーボン、銅、ニッケル等を含む導
電性インクで印刷して形成した場合には、上記の場合よ
りもかなり小径のローラに張架させて使用することが可
能であるが、時間の経過と共に、摩耗が進行し、そして
電極が櫛の歯状であって組み合わされて対向しているた
め、第10図に示すように、摩耗粉17が隣接する電極に延
び、ついには電極14と電極15が短絡するという問題があ
り、耐久性及び信頼性に欠けるという欠点があった。

一方、第11図に示されるような、複数の無端状ベルト
上に電極を形成し、この電極に通電して、隣り合う無端
状ベルトの電極間に電位差を持たせ、静電吸着力により
用紙を無端状ベルトに吸着させた状態で搬送する装置に
おいては、無端状ベルトに形成する電極を、搬送方向の
全周にわたって形成すると、無端状ベルトの継目部分で
電極の補修作業を行う必要がなくなる。そして、電極を
銀インク等で形成した場合、上記の場合と同様に摩耗に
よって生じた摩耗粉が経時的にベルト内面に広がるが、
１本の無端状ベルト内は等電位であるため、第９図の場
合のような無端状ベルト内でのショートは起こらない。

しかしながら、A3程度のサイズの用紙を搬送する場合
には、少なくとも無端状ベルト５本が必要であり、通常
は10本程度使用している。そのため個々の無端状ベルト
への給電機構及び張架方式が複雑になり、製造コストの
増大につながると共に、多数本の無端状ベルトによって
平面を形成することが困難になり、画像読取装置など、
用紙の３次元的位置精度が要求される搬送に対しては、
調整が難しくなるという欠点がある。

したがって、本発明は、上記従来の技術における問題
点を解決する静電吸着搬送装置を提供することを目的と
してなされたものである。すなわち、本発明の目的は、
構造が簡単で小型化が可能であり、耐久性が高い静電吸
着搬送装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の静電吸着搬送装置は、軸方向に配列された給
電端子を有する複数のローラと、該ローラに張架され搬
送される無端状ベルトと、該複数のローラの給電端子に
電圧を印加する電圧印加手段とからなり、前記無端状ベ
ルトは、体積抵抗率10⁸〜10¹²Ωcmの半導電性材料から
なる基材ベルトと、ローラに接触する側に形成された搬
送方向に平行な多数の線状電極とからなり、前記複数の
給電端子のそれぞれは、ローラの円周方向全周にわたっ
て形成され、かつ、各ローラの複数の給電端子は、前記
無端状ベルトの搬送方向において、互いに他のローラの
給電端子の配列位置と重ならないように配置されてな
り、前記電圧印加手段により、各ローラの給電端子に互
いに電位差が生じるように電圧が印加されるものである
ことを特徴とする。

（作用） 本発明の静電吸着搬送装置において、無端状ベルトに
は、ローラに接触する側に搬送方向に平行に多数の線状
電極が形成されており、そしてその無端状ベルトは、軸
方向に配列された複数の給電端子を有する複数のローラ
に張架され、搬送される。その際、ローラ上の複数の給
電端子と、無端状ベルトに形成された多数の線状電極の
一部とが、接触して無端状ベルトが搬送される。本発明
の静電吸着装置においては、各ローラの複数の給電端子
は、前記無端状ベルトの搬送方向において、互いに他の
ローラの給電端子の配列位置と重ならないように配置さ
れているので、一方のローラの給電端子と接触する線状
電極は、他方のローラの給電端子に接触することはな
い。

また、ローラ上に配列する複数の給電端子は、ローラ
の全周にわたって形成され、一方無端状ベルトの線状電
極は、その搬送方向全周にわたって連続して形成されて
いるので、ベルトの継目部分がローラの位置にきた場
合、線状電極のどこかが必ず給電端子と接触し、無端状
ベルト全領域が給電領域になる。

したがって、複数のローラの給電端子には、電圧印加
手段によってそれぞれ互いに電位差が生じるように電圧
を印加すると、搬送する無端状ベルトに形成された多数
の線状電極には、所定の間隔を隔てて互いに異なる電位
差の電圧が付与されることになり、無端状ベルト上に線
状の静電パターンが形成され、静電吸着力が発生する。

（実施例） 以下、本発明を実施例によって説明する。

第１図（ａ）は本発明の静電吸着搬送装置の部分破砕
平面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）は無端状ベルトの
Ａ−Ａ線部分断面図である。

図中、１は無端状ベルトであり、半導電性材料よりな
る基材ベルト1aのローラに接触する側、すなわち内側
に、搬送方向に平行な多数の線状電極1bが形成されてい
る。基材ベルト1aは、体積抵抗率が10⁸〜10¹²Ω・cmの
半導電性材料、例えば、ポリエステル、ニトリルゴム、
アクリロニトリル、NBR（ニトリルブタジエンゴム）、
ポリ塩化ビニル等のプラスチックまたはゴムをベースと
し、これにカーボン等の導電性粉末或いはイオン系導電
性付与材、帯電防止剤を溶かし込んだプラスチックもし
くはゴムで形成されている。

また、線状電極1bは、体積抵抗率10³Ω・cm以下の
銀、銅、ニッケル、カーボン等の導電性ペーストや、導
電性ポリマー、金属箔等で形成される。線状電極のピッ
チは、適宜設定することができるが、隙間が最少0.51mm
程度までならばどの様に形成してもよい。

上記無端状ベルト１は、周方向全長に形成された複数
の給電端子を有する二つのローラ２及び３に張架されて
おり、一方のローラは駆動ロールになっている。

ロール２及び３は、その軸方向に配列された複数の給
電端子を有している。図中、3bは、給電端子である金属
部であって、ステンレス鋼、黄銅等の金属より形成さ
れ、シャフト４と電気的に導通している。各金属部3bの
間は、絶縁部3aによって絶縁されている。絶縁部を構成
する材料は、駆動搬送能力を必要とするために、体積抵
抗率10¹⁴Ω・cm以上のゴム材で構成するのが好ましい。

第２図はロール２及び３の配置状態を説明する説明図
である。ローラ２にもその周面には、絶縁材料2aと金属
部2bとが所定の間隔で配置されている。そして、ローラ
２の金属部2bの配列位置と、ローラ３の金属部3bの配列
位置とは、第２図に示すように、互いに無端状ベルトの
搬送方向において重ならないように配置されている。こ
れら金属部2bと3bとは、それぞれシャフト４を介して電
源５に導通しており、電圧を付与して電位差が生じてい
るようになっている。印加電圧は、750V以上が必要であ
り、無端状ベルトの耐電圧、電流制限等の関係から、3K
V程度までが良好な範囲である。

上記の構成を有する静電吸着搬送装置によって用紙を
搬送するには、駆動ロールを作動させて無端状ベルト１
を回転させる。その際、多数の線状電極1bの一部が、ロ
ーラ２及び３の金属部2b及び3bと接触する。電源５によ
って金属部2bと3bに電圧を印加することによって、無端
状ベルトに静電吸引力を発生させ、用紙６を吸引して搬
送するが、本発明においては、ローラ２の金属部2bの配
列位置と、ローラ３の金属部3bの配列位置とが、上記の
ように互いに無端状ベルトの搬送方向において重ならな
いように配置されているので、無端状ベルトには、一定
の線状パターンで電位差が形成される。なお、その場
合、電気回路の短絡を防止するために、一方のローラの
金属部に接触する線状電極と他方のローラの金属部に接
触する線状電極との間には、いずれの金属部とも接触し
ないフロート部が生じるようにする必要がある。

なお、体積抵抗率は、JIS K6911に準じて下記の条件
で測定された値である。

（１）試験片:100mm×100mm各３枚とる。

（２）厚さ:5点の平均をとる。

（３）電極（シート上）：（第７図参照） 上面：中央50mmφの円、外部70mmφ〜80mmφのリング
を導電性銀ペーストで形成する。

下面:80mmφの円を導電性銀ペーストで形成する。

（４）測定電極： 上面：シート電極と同形のものを黄銅で作製し、第８
図のように配置する。

下面：黄銅板を第８図のように配置し、接続する。

（５）操作：第８図に示す回路にて、温度22±２℃、湿
度55±10％の大気中で100〜3000Vを印加し、１分後の電
流で測定する。

印加電圧をＶ、電流をｉ、シート厚みをｔとすると、
体積抵抗率ρＶは次式で求められる。

次に、本発明の静電吸着搬送装置をさらに具体的に説
明する。無端状ベルトとして、体積抵抗率10¹⁰Ω・cmの
半導電性ウレタンゴムよりなる厚さ0.6mmの基材ベルト
（ポリエステルの芯入り）を作成した。サイズとして、
直径20mmのローラ２及び３の軸間距離が125mmで、幅が2
00mmのものを作成した。この基材ベルトの内側に、銀ペ
ーストを印刷することにより、搬送方向に平行に全周に
わたって幅1.5mmの線状電極1bをピッチ1.5mm（隙間幅1.
5mm）になるように形成した。

ローラ２及び３は、それぞれ周表面に5mm幅の金属部2
b及び3bと、12mm幅の絶縁部2a及び3aが形成されたもの
を使用した。なお、絶縁部は、ゴム硬度60度、体積抵抗
率10¹⁴Ω・cm以上のEPDMゴムを用いて形成した。これら
のローラを、第２図に示すように、無端状ベルトの搬送
方向に対して電位パターンが重ならないように配置し
た。すなわち、無端状ベルト上に、5mm幅の正電荷部、7
mm幅のフロート部、5mm幅の負電荷部、7mm幅のフロート
部が反復して形成されるように配置した。

比較のために上記と同様にサイズの基材ベルトに、銀
ペーストを用い、第９図に示すように櫛の歯状に電極
を、電極幅2.5mm、隙間幅5mmとなるように形成し、無端
状ベルトを作成した。（比較例） 上記の無端状ベルトをベルトテンション1Kgで張架
し、22℃、55％RHの環境下、搬送速度:656mm/秒で駆動
し、同時に1.5KVの電圧を印加した。ローラの駆動及び
電圧の印加を0.5秒オン、0.5秒オフの周期で間欠運転
し、電気回路が短絡するまでの無端ベルトの回転数を測
定した。

その結果、比較例の無端状ベルトの場合は、35万回の
回転で短絡が発生したが、本発明における無端状ベルト
の場合は、50万回の回転でも短絡しなかった。

また、電極間の抵抗の変化を見たところ、第６図の結
果が得られた。すなわち、比較例の無端状ベルトを用い
る場合は、ベルトの回転回数と共に摩耗が急速に進行
し、ある時点で突然短絡が生じる（第６図曲線Ａ）のに
対して、本発明の場合には、電極の摩耗がベルトの搬送
方向に起こるので、ローラ回転軸方向への摩耗粉の広が
りが小さく、電極間の抵抗変化が非常に小さいことが分
かった（第６図曲線Ｂ） 次に、本発明の上記静電吸着搬送装置を用い、22℃、
55％RHの条件下、用紙としてA5サイズの上質紙を使用
し、1.5KVの電圧を印加して吸着し、背面搬送させた。
その際の用紙の平坦度を、非接触の変位計で測定した。
その結果、用紙のうねりの最大値は0.4mmであった。

比較のために、10本の無端状ベルトを張架した第11図
に示される構造の静電吸着搬送装置を使用し、上記と同
様の条件で用紙を背面搬送した。用紙の平坦度を同様に
測定したところ、用紙のうねりの最大値は0.8mmであっ
た。

この結果から、本発明の静電吸着搬送装置を使用する
場合には、分割ベルトを使用する場合の２倍の平坦度が
得られることが分かる。

本発明の静電吸着搬送装置を使用すると、A3サイズの
用紙の横送りが可能なローラ軸間距離350mmベルト幅440
mmの一枚の無端状ベルトを使用した場合においても、耐
久性のある安定した用紙搬送を行うことが可能であっ
た。

本発明の静電吸着搬送装置は、用紙、フィルム状物等
ベルト上面に吸着させて搬送させる外、第３図に示すよ
うに背面搬送或いは第４図に示すように垂直搬送を行う
場合に適用することも可能である。また給紙ベルトとし
て、第５図に示されるように、ボトムフィーダーのピッ
クアップベルトとして使用する用紙の送り出しのために
適用することが可能である。また、同様にトップフィー
ダーの送り出しに適用することも可能である。なお、第
３〜５図において、７はシュート、８はペーパーガイ
ド、９はフィードロール、10はリタードロールであり、
他は、上記したと同意義を示す。

（発明の効果） 本発明の静電吸着搬送装置は、無端状ベルトの全周に
わたって多数の線状電極を有し、そして無端状ベルトを
張架するローラの給電端子が上記のように配列されてい
るから、複数のローラの給電端子に給電することによっ
て、無端状ベルトの上に所定の静電パターンを形成する
ことができ、したがって、構造が簡単で小型化が可能で
あると共に、一つの無端状ベルトで非常に大きな面積の
用紙を安定して搬送することが可能になる。しかも、従
来の櫛の歯状電極を有する無端状ベルトのように、反復
使用により摩耗する電極の摩耗粉が隣接する電極と短絡
を起こすという現象が発生し難くなるので高い耐久性を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の静電吸着搬送装置の部分破砕平
面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）は無端状ベルトのＡ
−Ａ線部分断面図、第２図は本発明の静電吸着搬送装置
における給電端子を有するローラの配置を説明する説明
図、第３図ないし第５図は、それぞれ本発明の静電吸着
搬送装置の他の実施例要部断面図、第６図は隣接電極間
の抵抗と無端状ベルトの回転回数との関係を示すグラ
フ、第７図は体積抵抗率を測定するための電極の説明
図、第８図は体積抵抗率測定の接続状態を説明する説明
図、第９図は、従来の静電吸着搬送装置の部分破砕斜視
図、第10図は電極が摩耗した状態を説明する説明図、第
11図（ａ）、（ｂ）は、比較のための静電吸着搬送装置
の概略断面図及び平面図、第12図（ａ）及び（ｂ）は第
11図において使用する無端状ベルトの側面図及び背面
図、第13図は給電ロールへの電圧印加状態を示す説明図
である。 １……無端状ベルト、1a……基材ベルト、1b……線状電
極、2,3……ローラ、2a,3a……絶縁部、2b,3b……金属
部、４……シャフト、５……電源、６……用紙、７……
シュート、８……ペーパーガイド、９……フィードロー
ル、10……リタードロール、11……無端状ベルト、12,1
3……ローラ、14,15……電極、16……金属部分、17……
摩耗粉、18……無端状ベルト、19……絶縁性ローラ、20
……第１ローラ列、21……給電ローラ、22……第２ロー
ラ列、23……スイッチ、24……アース。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸方向に配列された給電端子を有する複数
   のローラと、該ローラに張架され搬送される無端状ベル
   トと、該複数のローラの給電端子に電圧を印加する電圧
   印加手段とからなり、前記無端状ベルトは、体積抵抗率
   10⁸〜10¹²Ωcmの半導電性材料からなる基材ベルトと、
   ローラに接触する側に形成された搬送方向に平行な多数
   の線状電極とからなり、前記複数の給電端子のそれぞれ
   は、ローラの円周方向全周にわたって形成され、かつ、
   各ローラの複数の給電端子は、前記無端状ベルトの搬送
   方向において、互いに他のローラの給電端子の配列位置
   と重ならないように配置されてなり、前記電圧印加手段
   により、各ローラの給電端子に互いに電位差が生じるよ
   うに電圧が印加されるものであることを特徴とする静電
   吸着搬送装置。