JP7276976B1 - 搬送装置および搬送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、厚い媒体と薄い媒体とに適切な回転を作用させて幅寄せする技術に関する。【解決手段】搬送装置は、駆動軸１の外周に設けられて一体に回転する第１の回転体２と、該第１の回転体２と接触する第２の回転体３と、該第２の回転体３を一端に備え、媒体Ｓに接触して該媒体Ｓの面に沿う方向へ移動させる第３の回転体４を他端に備え、前記駆動軸１と共通の平面内で該平面と交差する軸線Ｃを中心として回転自在でかつ前記平面に含まれる回転中心軸を中心として回転する従動軸５とを有し、第１の回転体２と第２の回転体３との一方は、一方の回転体と回転中心軸を共通にする球面または円錐面６、６’を有し、第１の回転体２と前記第２の回転体３との他方は、他方の回転体と回転中心軸を共通にする円筒面７、７’を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、搬送装置および搬送方法に関する。

プリンタ、スキャナ等、処理対象となるシート状の媒体を搬送しながら印刷、読み取り等の処理を施す装置にあっては、定規となる案内面に沿って前記媒体を搬送することにより、該媒体をプリンタヘッド、読み取り装置等に対して所定の位置に位置決めする動作が行われる。この位置決めは、前記媒体へ幅方向（媒体の送り方向に対して直交する方向）への力を作用させることにより前記案内面へ幅寄せすることにより行われる。
この幅寄せに関連する技術として、特許文献１、特許文献２に記載された媒体搬送装置、紙葉類斜行規制機構がある。
これらの特許文献１、２に記載された装置は、媒体を搬送するとともに、回転するローラを媒体に接触させることによって幅方向への力を作用させることにより幅寄せする機構を採用している。

特開２０１７－２１４１８７号公報 特開平４－７２２５４号公報

ところで、媒体にローラを接触させて幅寄せしようとする場合、幅寄せしようとする力が不充分であると、媒体を前記案内面に確実に沿わせることができないため、媒体の位置決めの目的を達成することができない。
そこで、厚い媒体を案内面へ寄せるに足る十分に大きな幅寄せ力を媒体へ与えようとすると、薄い媒体に過剰な幅寄せ力を与えることとなって、媒体を曲げてしまうという不具合がある。これに対して、薄い媒体を曲げることなく案内面に寄せる程度に弱い幅寄せ力を与えようとすると、厚い媒体を確実に案内面に沿わせることができないという不具合がある。

この不具合を解消するには、当該装置で搬送される媒体の最大の厚さと最小の厚さとの中間的となる厚さの媒体に合わせた幅寄せ力を与えることを選択するか、媒体の厚さに対応して、幅寄せローラから媒体に作用する力を増減する制御を行うことを選択することが必要となる。
しかしながら、前者の対策では、中間の幅寄せ力は、厚さに幅のある種々の媒体へ最適な幅寄せ力を与えることが難しく、後者の対策では、媒体の厚さの検出～検出された厚さに応じた幅寄せ力の設定～当該幅寄せ力を与えるための機構の調整といった処理が必要となって、プリンタ等における媒体の搬送機構の運用が複雑になるという課題がある。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、媒体の厚さに応じて適切に幅寄せ力を調整することができる搬送装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、この発明の第１の態様にかかる搬送装置は、以下の構成を有する。
この搬送装置は、駆動軸と、該駆動軸の外周に設けられて一体に回転する第１の回転体と、該第１の回転体と接触する第２の回転体と、該第２の回転体を一端に備え、搬送対象となる媒体に接触して該媒体の面に沿う方向へ移動させる第３の回転体を他端に備え、前記駆動軸と共通の平面内で該平面と交差する回転中心軸を中心として回転自在であって、前記平面に含まれる回転中心軸を中心として回転する従動軸と、を有し、前記第１の回転体と前記第２の回転体との一方は、該一方の回転体と回転中心軸を共通にする球面または円錐面を有し、前記第１の回転体と前記第２の回転体との他方は、該他方の回転体と回転中心軸を共通にする円筒面を有する。

本発明の第２の態様にかかる搬送方法は、以下の構成を有する。
この搬送方法は、駆動軸と従動軸とのいずれか一方に設けた球面または円錐面と、いずれか他方に設けた円筒面との間で回転を伝達する工程と、前記従動軸と一体に回転する円筒面を搬送の対象である媒体に接触させて該媒体を面に沿って移動させる工程と、前記従動軸を自身の回転中心軸と交差する回転中心軸を中心として回転させることにより、前記球面または円錐面の前記円筒面との接触個所の回転半径を変化させる工程と、を有する。

本発明によれば、媒体の厚さに応じて幅寄せ力を調整することができる。

本発明にかかる搬送装置の最小構成例の正面図である。 本発明にかかる搬送方法の最小構成例の工程図である。 本発明の第１実施形態にかかる搬送装置の正面図である。 第１実施形態における厚い媒体の搬送状態の説明図である。 第２実施形態における薄い媒体の搬送状態の説明図である。 図３に示す搬送装置の従動軸の軸受部の説明図である。 本発明の第２実施形態にかかる搬送装置の正面図である。

本発明に係る搬送装置の最小構成例について図１を参照して説明する。
この搬送装置は、駆動軸１と、該駆動軸１の外周に設けられて一体に回転する第１の回転体２と、該第１の回転体２と接触する第２の回転体３と、該第２の回転体３を一端に備え、搬送対象となる媒体Ｓに接触して該媒体Ｓの面に沿う方向へ移動させる第３の回転体４を他端に備え、前記駆動軸１と共通の平面内で該平面と交差する軸線Ｃを中心として回転自在であって、前記平面に含まれる回転中心軸を中心として回転する従動軸５と、を有し、前記第１の回転体２と前記第２の回転体３との一方は、該一方の回転体と回転中心軸を共通にする球面または円錐面６、６’を有し、前記第１の回転体２と前記第２の回転体３との他方は、該他方の回転体と回転中心軸を共通にする円筒面７、７’を有する。

上記構成によれば、前記駆動軸１の回転によって第１の回転体２が回転し、この第１の回転体２と接触する第２の回転体３が回転することによって前記従動軸５が回転する。該従動軸５の回転により、その他端が接触する媒体Ｓに回転力が作用し、この回転力によって媒体Ｓが搬送される。前記従動軸５の他端が前記媒体Ｓに接触すると、該媒体Ｓの厚さが異なることによって前記従動軸５が軸線Ｃを中心として回動し、この回動により、第１の回転体２と第２の回転体３との接触個所が移動する。前記第１の回転体２と第２の回転体３とは、球面または円錐面６と円筒面７との接触、あるいは、球面または円錐面６’と円筒面７’との接触によって回転が伝達されるから、円筒面７、７’が球面または円錐面６、６’の異なる回転半径の個所（異なる周速の個所）と接触することになり、前記第１の駆動軸１から前記従動軸５へ伝達される回転の減速比（あるいは増速比）を変化させることができる。

本発明の第２の態様にかかる搬送方法の最小構成例について図２を参照して説明する。
この搬送方法は、駆動軸と従動軸とのいずれか一方に設けた球面または円錐面と、いずれか他方に設けた円筒面との間で回転を伝達する工程ＳＰ１と、前記従動軸と一体に回転する円筒面を搬送の対象である媒体に接触させて該媒体を面に沿って移動させる工程ＳＰ２と、前記従動軸を自身の回転中心軸と交差する軸線を中心として回転させることにより、前記球面の前記円筒面との接触個所の回転半径を変化させる工程ＳＰ３とを有する。

上記構成によれば、前記駆動軸の回転によって第１の回転体が回転し、この第１の回転体と接触する第２の回転体が回転することによって前記従動軸５が回転する。該従動軸の回転により、その他端が接触する媒体に回転力が作用し、この回転力によって媒体が搬送される。前記第１の回転体と第２の回転体とは、球面または円錐面と円筒面との接触によって回転が伝達されるから、円筒面’が球面または円錐面の異なる回転半径の個所（異なる周速の個所）と接触することになり、前記媒体Ｓとの接触個所に応じて、前記第１の駆動軸１から前記従動軸５へ伝達される回転の減速比（あるいは増速比）を変化させることができる。

図１、図２を具現化した本発明の第１実施形態を図３～６を参照して説明する。なお、図３～６において図１と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を簡略化する。
図３は第１実施形態にかかる搬送装置の要部を上方から見た斜視図であって、この搬送装置は、印刷用紙等の媒体Ｓを図示しない搬送ローラ等によって図３の矢印Ａ方向へ搬送する。
また、図３の搬送装置は、前記媒体Ｓを前記矢印Ａと直交する矢印Ｂ方向（媒体Ｓの幅方向）へ移動させて、図示しない案内面に沿わせるもので、前記矢印Ｂ方向へのいわゆる幅寄せを行うための、駆動軸１、第１の回転体２、第２の回転体３、第３の回転体４、従動軸５を備える。

前記駆動軸１は、図示しないモータによって駆動されて前記媒体Ｓの上方で回転中心軸Ｃ１を中心として回転し、その外周には、ゴム等の材料により構成された、円柱状の（外周が円筒面をなす）第１の回転体２を備える。
前記従動軸５は、前記駆動軸１の回転中心軸Ｃ１と共通の平面（例えば、媒体Ｓに対して垂直な平面）に含まれる回転中心軸Ｃ２を中心として回転自在に支持され、かつ、該回転中心軸Ｃ２と直交する（前記回転中心軸Ｃ１、Ｃ２が共通して含まれる平面と直交する）軸線Ｃを中心として回動可能に支持されている。

前記従動軸５の一端は、前記第１の回転体２と接触して回転が伝達される、ゴム等の材料により構成された球状をなす、第２の回転体３を備え、他端は、媒体Ｓと接触して回転力を与える、ゴム等の材料により構成された円柱状をなす（外周が円筒面状の）、第３の回転体４を備える。
前記従動軸５は、例えば、図６に示す支持機構により支持されている。すなわち、前記従動軸５は全体としてＣ字状をなす軸受け部１１によって回転中心軸Ｃ２を中心として回転自在に支持され、この軸受け部１１は、両基端部からそれぞれ外方へ突出して設けられた支持軸１２によって軸線Ｃを中心として回動自在に支持されている。
また前記従動軸５は、自身に作用する重力によって軸線Ｃ回りに生じるモーメント（図４の反時計回りのモーメント）によって、あるいは、前記従動軸５の支持軸１２にねじりばね等によって与えられる弾性力によって、前記第２の回転体３を第１の回転体２に押し付けるよう構成されている。

上記構成の搬送装置の作用とともに、この搬送装置による搬送方法について説明する。
前記駆動軸１が回転すると、これと一体の前記第１の回転体２が回転し、この第１の回転体２と接触する第２の回転体３に摩擦力によって回転が伝達される。ここで、前記従動軸５には、図４における反時計回りのモーメントが与えられていることから、前記第２の回転体３が第１の回転体２へ付勢されることとなり、第１の回転体２から第２の回転体３へ摩擦によって回転が伝達される。また前記モーメントにより、前記従動軸５の他端の第３の回転体４の回転が媒体Ｓ１へ伝達され、この回転によって媒体Ｓ１へ幅寄せ方向（図４の紙面と直交する方向）への力が生じ、媒体Ｓ１が図示しない案内面に押し付けられる。

ここで、前記第２の回転体３は、球状をなしていて、図４に示すように媒体Ｓ１が厚い場合（図５に示す媒体Ｓ２より相対的に厚いことを意味する）には、前記第３の回転体４が媒体Ｓ１の厚さ（上面の位置）にあり、この厚さに応じた位置に前記従動軸５が軸線Ｃを中心として回動している。前記第１の回転体２と第２の回転体３とは、球面６と円筒面７との接触によって回転が伝達されるから、円筒面７が接触する球面６の回転半径ｒが異なっていれば、その個所の周速も異なる。すなわち、前記従動軸５は、第３の回転体４の前記媒体Ｓ１との接触個所に応じて、前記第１の駆動軸１の回転数に対して所定の減速比（あるいは増速比）で回転する。

一方、図５に示すように、媒体Ｓ２が薄い場合には、前記第３の回転体４が媒体Ｓ２の上面の位置が低くなることから、前記従動軸５が軸線Ｃを中心として図４よりさらに反時計回りに回転し、第２の回転体３の球面６の回転半径ｒが小さい個所が第１の回転体２に接触し、回転が伝達される。ここで、図５の場合、図４に比べて半径ｒが小さい個所で回転が伝達されることから、前記駆動軸１の回転に対する前記従動軸５の回転の減速比が小さくなり、前記駆動軸１の同一の回転数に対する前記従動軸５の回転数が大きくなる。
この回転数の増加により、媒体Ｓ２を幅寄せする力が小さくなり、比較的薄い媒体Ｓ２を幅寄せ力によって屈曲させるような不具合を生じ難くなる。

したがって、厚い媒体Ｓ１を幅寄せするに足る一定の回転数で駆動軸１を回転させた場合であっても、薄い媒体Ｓ２を幅寄せしようとする場合には、前記第２の回転体３の半径ｒが小さい個所が前記第１の回転体２に接触して回転が伝達されることから、第３の回転体４の幅寄せする力が小さくなり、薄い媒体Ｓ２を屈曲させることなく幅寄せすることができる。

以上説明したように、第１実施形態にあっては、厚さの異なる媒体Ｓ１、Ｓ２によって第３の回転体４との接触個所が変化し、この変化に伴って前記従動軸５が軸線Ｃを中心として回動することにより前記第２の回転体３の前記第１の回転体２との接触個所の回転中心軸Ｃ２を中心とする回転半径ｒが変化する。この回転半径ｒの変化により、前記駆動軸１の回転による前記従動軸５への回転の伝達の際の減速比が変化し、前記従動軸５の端部の第３の回転体４の周速が変化して媒体Ｓに作用する力も変化する。この変化により、媒体Ｓの厚さに応じて該媒体Ｓに作用する幅寄せ力を自動的に調整することができる。

図７は本発明の第２実施形態を示すものである。
この第２実施形態では、第１の回転体２Ａが球面状の凹部６Ａを有する。また第２の回転体３Ａは、円筒面７Ａを有する。

この第２実施形態にあっては、媒体Ｓの厚さに応じて第３の回転体４の接触個所が上下に移動することにより、前記従動軸５が上下に回動し、その一端の第２の回転体３Ａが上下に移動して、その外周の円筒面７Ａと前記第１の回転体２Ａの球面状の凹部６Ａとの接触位置が移動する。すなわち、前記駆動軸１と一体に回転する第１の回転体２Ａの第２の回転体３Ａとの接触個所の回転半径が変化し、前記駆動軸１から従動軸５への減速比が変化して第３の回転体４から媒体Ｓへ作用する幅寄せ力も変化する。

すなわち、前記第１実施形態にあっては、前記第２の回転体３の凸面状の球面としたが、この第２実施形態にあっては、第１の回転体２Ａを凹面状の球面とすることにより、前記媒体Ｓの厚さの変化に連動して第１の回転体２Ａと第２の回転体３Ａとの接触個所を移動させて従動軸５の回転数を調整して、媒体Ｓへ適切な幅寄せ力を与えることができる。

上記実施形態にあっては、球面と円筒面との間の回転の伝達に伴う接触位置の回転半径を変更する構成を採用したが、円錐面と円筒面との間の回転の伝達に伴う接触位置の回転半径を変更する構成を採用しても良い。

媒体に接触して幅寄せする第３の回転体の回転数は、媒体の寸法、媒体の表面、第３の回転体の表面の摩擦係数、第３の回転体の自重（従動軸の回転中心となる軸線Ｃ回りのモーメント）の条件によって最適な値に設定することが望ましい。また設定された回転数に応じて、駆動軸の回転数、第１の回転体、第２の回転体、第３の回転体の回転半径等の諸元が決定される。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

本発明は、シート状の媒体の搬送装置および搬送装置に利用することができる。

１ 駆動軸
２ 第１の回転体
３ 第２の回転体
４ 第３の回転体
５ 従動軸
６、６’ 球面
６Ａ 凹部（球面）
７、７’、７Ａ 円筒面
１１ 軸受け部
１２ 支持軸
Ｃ 軸線
Ｃ１、Ｃ２ 回転中心軸
Ｓ、Ｓ１、Ｓ２ 媒体

Claims (7)

1. 駆動軸と、
   該駆動軸の外周に設けられて一体に回転する第１の回転体と、
   該第１の回転体と接触する第２の回転体と、
   該第２の回転体を一端に備え、搬送対象となる媒体に接触して該媒体の面に沿う方向へ移動させる第３の回転体を他端に備え、前記駆動軸と共通の平面内で該平面と交差する軸線を中心として回転自在であって、前記平面に含まれる回転中心軸を中心として回転する従動軸と、
   を有し、
   前記第１の回転体と前記第２の回転体との一方は、該一方の回転体と回転中心軸を共通にする球面または円錐面を有し、前記第１の回転体と前記第２の回転体との他方は、該他方の回転体と回転中心軸を共通にする円筒面を有する、
   搬送装置。
2. 前記第１の回転体が円筒面を有し、前記第２の回転体が該円筒面に接触する凸状の球面を有する、
   請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記第１の回転体が凹状の球面を有し、前記第２の回転体が該球面に接触する円筒面を有する、
   請求項１に記載の搬送装置。
4. 前記駆動軸は、前記媒体の上面との間に所定の間隔をおいて配置され、
   前記従動軸は、前記駆動軸と前記媒体との間に配置された、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の搬送装置。
5. 前記第１の回転体、第２の回転体、第３の回転体は、前記駆動軸、従動軸を構成する材料より摩擦係数が大きい材料により構成された、
   請求項１～４のいずれか１項に記載の搬送装置。
6. 駆動軸と従動軸とのいずれか一方に設けた球面と、いずれか他方に設けた円筒面との間で回転を伝達する工程と、
   前記従動軸と一体に回転する円筒面を搬送の対象である媒体に接触させて該媒体を面に沿って移動させる工程と、
   前記従動軸を自身の回転中心軸と交差する他の回転中心軸を中心として回転させることにより、前記駆動軸と従動軸とのいずれか一方に設けた球面と、いずれか他方に設けた円筒面との接触個所の回転半径を変化させる工程と、
   を有する搬送方法。
7. 前記従動軸は、その一端で前記駆動軸から回転が伝達され、その他端で前記媒体と接触するとともに、該媒体との接触によって、前記従動軸の自身の回転中心軸と交差する他の回転中心軸を中心として回転する、
   請求項６に記載の搬送方法。

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