JPH03152032A - 静電吸着搬送装置 - 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】 （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、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が知られて
いる。

第５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、複数の無端状ベルト６が、
複数の絶縁性ローラ１よりなる第１０−ラ列２と複数の
給電ローラ４よりなる第２０−ラ列３との間に、それぞ
れ張架されている。各無端状ベルトは、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３の各給電ローラ４には、第４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９に接続
され、偶数番目には電源５からスイッチ【０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。

上記の静電吸着搬送装置において使用する従来公知の無
端状ベルトは、第１１図（ａ）及び（ｂ）に示すように
半導電性材料より構成される基材ベルト２０ａの内面に
、全周にわたってＶ字状の電極２０ｂが形成されており
、各電極２０ｂは互いに独立している。

ところが、上記無端状ベルト２０は、帯状の基材ベルト
２０ａ上に電極２０ｂを形成した後、基材ベルト２０ａ
の両端を溶着或いは接着することによって作製している
が、基材ベルト２Ｏａ上の電極２０ｂには、継目部分で
電気的に不連続な部分が生じ、そのため、継目部分で電
極２０ｂの一部に通電されなくなるという不都合が生じ
る。

この不都合を解決するために、継ぎ目部分において、対
応する電極が電気的に接続されるように導電性ペースト
を塗布するなどの補修作業を行う必要がある。しかしな
がら、この補修作業は手間がかかるものであり、そのた
め無端状ベルトの製造コストが高くなるという欠点があ
った。

また、各電極２０ｂは独立しており、給電ローラとはベ
ルト材料を介しているので、用紙の排出時に用紙等から
の電荷の放電が遅く、無端状ベルト２０からの用紙の剥
離がスムーズに行われないという欠点があった。

本発明者等は、上記従来の技術の欠点に鑑み、無端状ベ
ルトの長さ方向全域に給電することにより、継目部分に
おける電極の補修を不要にすると共に、電荷の放電を早
める静電吸着搬送装置を提案した。すなわち、本発明者
等が提案した静電吸着搬送装置においては、第２図及び
第３図に示すように、半導電性材料からなる基材ベルト
６ａの内面の搬送方向に連続した電極６ｂを形成した無
端状ベルトを使用する。これにより、上記従来の技術に
おける欠点が改善される。

（発明が解決しようとする課８） ところで、上記の静電搬送装置を使用する場合、第５図
（ａ）に示すように用紙ａが無端状ベルトに吸着され搬
送されるとき、電気回路は、第６図（ａ）に示されるよ
うに、用紙を介して形成される。

すなわち、電源５、電極６ｂ１基材ベルト６ａ及び用紙
ａの間に、矢印で示されるように電流経路が形成される
。

ところが、この静電搬送装置を使用する際に、用紙の抵
抗が大きい場合（例えば、低温低湿条件下での操作の場
合、或いは高抵抗特種紙を使用する場合）、吸着力の発
生に関して大きな時定数を持ってしまい、高速での使用
に当たっては吸着搬送不良を起こすという欠点があるこ
とが判明した。

また、静電吸着力は、その実質的な有効範囲が垂直方向
０．１〜０．２ｍｍ＋程度であるため、無端状ベルトに
平行に進入する用紙に対しては、良好な吸着性能を示す
が、カールした紙（第８図参照、図中ａは用紙）や、用
紙の入射方向が曲がっていたりして、無端状ベルトに平
行でない場合には、部分的に吸着不良を起こしたり、用
紙全体が吸着されず、背面搬送の場合には落下してしま
うという欠点があることを見出した。

したがって、本発明の目的は、上記従来の技術における
問題点を解決すると共に、用紙の抵抗が高い場合、或い
は用紙の進入姿勢が変動した場合においても、吸着不良
が生じない良好な搬送性能を維持することができる静電
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、内面の搬送方向全周にわ
たって電極を有し、体積抵抗率１０８〜１０１２Ω（７
）の半導電性材料からなる複数の無端ベルトと、該複数
の無端状ベルトの各々を並列して張架し搬送するための
複数のローラよりなる一対のローラ列と、前記複数の無
端状ベルトの隣り合う無端状ベルトに互いに異なった電
圧を印加する電圧印加手段と、前記複数の無端状ベルト
の外周面と接触するように該無端状ベルトの搬送方向と
直交する方向に配置された導電性ロールとからなり、前
記導電性ロールと前記複数の無端状ベルトの対面領域を
搬送用紙の入口部としたことを特徴とする。

本発明において静電吸着搬送装置における前記導電性ロ
ールは、１０６Ω印以下の体積抵抗率、及びＪＩＳ　Ａ
５０度以下のゴム硬度を有するゴムロールであるのが好
ましい。

（作用） 本発明の静電吸着搬送装置においては、無端状ベルトに
は、その搬送方向全周にわたって連続した電極が形成さ
れているので、電極が不連続になっているベルトの継目
部分が給電ローラの位置にきても、電極のどこかが必ず
給電ローラと接触し、無端状ベルト全領域が給電領域に
なる。

また、本発明においては、導電性ロールが、前記複数の
無端状ベルトの外周面に接触するように無端状ベルトの
搬送方向と直交する方向に配置されているので、用紙ａ
が無端状ベルトに吸着され搬送されるとき、第６図（ｂ
）に示されるように、電源５からの電流は、電極８ｂ、
基材ベルト６ａ及び用紙ａを経由して、主として導電性
ロール７を流れる（実線矢印）。第７図はその際の抵抗
モデルを示す。図中、５は電源、Ｒｂは無端状ベルトの
抵抗、Ｒｐｖは用紙の厚さ方向の抵抗、ＲＰ、、は用紙
の長さ方向の抵抗、ＲＲＯＬＬは導電性ロール７のロー
ル抵抗である。この場合、ロール抵抗Ｒ３゜、がバイパ
ス回路を形成し、用紙厚み分の時定数で回路が形成され
るため、導電性ロールの接触位置において急激に電流が
流れ、用紙と無端状ベルトの間の吸着が急速に進むよう
になる。例えば、導電性ロールの体積抵抗率が１０６Ω
・国、用紙の抵抗率が１０１２Ω・（２）の場合で、Ｒ
ＲＯＬＬ−１０’Ω、ＲＰ）＋（用紙）−１０６Ωとな
れば、時定数が２桁の減少になり、吸着力の立ち上がり
が速められる。

（実施例） 以下、本発明を実施例によって説明する。

第１図（ａ）及び（ｂ）は、本発明のの静電吸着搬送装
置の一例の概略断面図及び平面図である。内側面の搬送
方向全周にわたって電極６ｂを形成した体積抵抗率１０
８〜１０１２Ω・印の半導電性材料よりなる無端状半導
電性ベルト６の複数本が、複数の絶縁性ローラ１よりな
る第１０−ラ列２と複数の給電ローラ４よりなる第２０
−ラ列３との間に、それぞれ張架され、並列に配置され
ている。第１０−ラ列の絶縁性ローラは、ＥＰＤＭ等の
ゴムよりなり、駆動ロールになっている。また、第２０
−ラ列の給電ロールは、無端状ベルトにテンションを付
与すると共に、無端状ベルト上の電極に給電する為の給
電機構を備えた導電性の金属ロールである。そして、こ
れ等各給電ロールは、それぞれ隣り合う無端状ベルトと
は異なる電圧が印加されるように、電源５に、導電性支
持枠やスプリングを介して接続されている。

上記複数の無端状ベルトの外周面には、無端状ベルトの
搬送方向と直交する方向に導電性ロール７が配置されて
おり、導電性ロール７は、スプリング等の押し付は部材
８によって無端状ベルトに押し付けられている。そして
、導電性ロールと前記複数の無端状ベルトの対面領域が
搬送用紙ａの人口部になっている。

上記導電性ロールは、１０’Ω印以下の体積抵抗率を有
するものであり、ベルト−ベルト間の用紙抵抗より抵抗
値で１０２Ω以上低いことが望ましい。

また、硬さは、ＪＩＳ　Ａ５０度以下のゴム硬度を有す
るものであって、材質としては、例えば、高導電性ＥＰ
ＤＭ、シリコーン等が使用される。また、無端状ベルト
と用紙の密着性を良くすると共に、用紙と導電性ロール
の接触面積をある程度の大きさ以上に保つようにする為
に、ニップ幅を２　ｍ＋ｓ以上にするのが好ましい。

なお、体積抵抗率は、ＪＩＳ　Ｋ６９１１に準じて下記
の条件で測定した値である。

（１）試験片：　１００　ｔａ■ＸＩＯＩ）ａｍ各３枚
とる。

■厚さ１５点の平均をとる。

■電極（シート上）：（第９図参照） 上面：中央５０１■φの円、外部７（ｌｏｗφ〜８０ｍ
ｍφのリングを導電性銀ペーストで形成する。

下面：　８０＋ｖｓφの円を導電性銀ペーストで形成す
る。

り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１０
図のように配置する。

下面：黄銅板を第１０図のように配置し、接続する。

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

印加電圧をｖ１電流を１１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。

１９．８　　　　Ｖ ρＶ　″　　　　　　０ ｉ 上記の無端状ベルトは、第２図に示されるように、外側
の半導電性材料からなる基材ベルト６ａと、内側の導電
性材料からなる電極６ｂの２層構造になっている。基材
ベルト６ａは、体積抵抗率が１０６〜１０１２Ω・国の
半導電性材料、例えば、°ポリプロピレン、ポリ塩化ビ
ニル、ＮＢＲにトリルブタジェンゴム）、クロロブレン
、ニトリルゴム、ポリアクリロニトリル、ポリウレタン
、ポリエステル、ポリオレフィン等をベースにして、カ
ーボン等の導電性粉末或いはイオン系導電性付与材を溶
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、電極６ｂは、体積抵抗率１０３Ω・（至）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。

この電極６ｂは、無端状ベルト６の裏面に搬送方向の全
周にわたって連続的に形成されている。例えば、第３図
（ａ）に示すように無端状ベルト６の全面に形成されて
いてもよく、また、同図（ｂ）に示すように無端状ベル
ト６の両側端を除いた部分に形成されていてもよい。さ
らに同図（Ｃ）に示すように、無端状ベルト６の長さ方
向に、縞状に導電性材料を塗布し、列状に形成しいても
よい。

第３図（ａ）及び（ｂ）の場合は、導電性材料を貼り合
わせることにより電極ｅｂを形成することができる。ま
た、導電性インキによるスクリーン印刷を使用すれば、
第３図（ａ）　、（ｂ）　、（ｃ）のいずれの場合でも
電極６ｂを形成することができる。

いずれの構造にしても、電極６ｂは無端状ベルトＢの内
周を一周するように継目部分を除いて連続的に形成され
る。したがって、この無端ベルト６の電極ｅｂが上記給
電ローラ４に接触することにより、無端状ベルト６の全
周にかけて給電領域が形成される。

次に、無端状ベルトの製造法の一例を説明すると、まず
、ポリエステルをベースにカーボンを溶かし込んだ体積
抵抗率ｔｏｌｌΩφ口で、厚さ０．２５ｍｍの面状の半
導電性材料を短冊状に切断して、基材ベルト６ａ部分を
切り出し、次に電極６ｂを、例えば、銀ペーストのスク
リーン印刷により形成し、最後に基材ベルト６ａの両端
を融着する。形成された無端状ベルトには、継目部分で
電極６ｂが不連続になっている。しかしながら、本発明
の場合、電極６ｂを無端状ベルトの搬送方向に連続して
形成され、そして、無端状ベルト６は常に給電ローラ４
の半周に接触しているので、無端状ベルト６の継目部分
が給電ローラ４の部分を通過する際に、電極６ｂのどこ
かに必ず接触することになる。したがって、継目の位置
に係わりなく無端状ベルト６の全周にかけて給電領域が
形成される。

次に、前記給電ローラ４に電圧を印加するための電圧印
加回路について第４図を参照して説明する。

各給電ローラ４は、各無端状ベルト６に対応して設けら
れており、例えば、奇数番目がアース９に接続され、偶
数番目には電源５がらスイッチ１０を介してプラスの電
圧が印加されている。なお、給電ローラ４を接地する代
わりに、第１図（ｂ）に示すようにマイナス電位を印加
するようにしてもよい。

そして、スイッチ１０をオンにすることにより、電源５
からは給電ローラ４を介して、１本おきに無端状ベルト
６に電圧が印加される。これにより、無端状ベルト６と
用紙ａとの間に静電吸着力が生じ、用紙ａが無端状ベル
トＢに吸着される。この状態で無端状ベルト６が回転す
ると、用紙ａは無端状ベルト６に吸着された状態のまま
搬送される。

なお、上記第１図に記載の場合は、用紙を無端ベルトの
下面で搬送する背面搬送の例であるが、本発明の静電吸
着搬送装置は、用紙を垂直搬送或いは上面搬送するもの
についても適用することができる。

次に、本発明の静電吸着搬送装置を用いた場合の評価結
果を述べる。

ローラ軸間隔４００　＋＊ｍの一対のローラ列に、内面
の円周方向全周にわたって電極を有し、体積抵抗率ｌＯ
目Ω■で幅３８ｍｍのウレタンゴムよりなる無端状ベル
ト１０本を、８關間隔で平行に配置した。これに、体積
抵抗率１０６Ω（７）でＪＩＳ　Ａ５０±５度のゴム硬
度を有するシリコーンゴムロールをロールニップ圧力２
００ｇで押し付けた。この静電吸着搬送装置を搬送スピ
ード１２００ｍ■／秒で作動させ、１０℃、３０％Ｒ１
の環境下で、体積抵抗率１０１２Ω印で坪量１２８ｇの
普通紙を搬送した。なお、この普通紙は、通常の用紙に
比べて厚みがあり、搬送し難いものとされている。種々
の印加電圧の下で５０枚を背面搬送した結果を評価した
。それらの結果を第１表に示す。

体積抵抗率１０６Ω（至）でＪＩＳ　Ａ７０又は３０度
のゴム硬度を有するシリコーンゴムロールを用いた以外
は、上記と同一条件で用紙の搬送を行った。それらの結
果を第１表に示す。

また、シリコーンゴムロールを使用しなかった場合につ
いても、上記と同様の条件で評価した。

その結果を第１表に示す。

第１表 ６２４５枚以上搬送された場合を示す。

Ｘ：４５枚未満が搬送された場合を示す。

（搬送されないものは主として落下し た。） 第１表から、静電吸着力による搬送能力は、印加電圧の
増大と共に増大することが分かるが、本発明における導
電性ロールを配設した静電吸着搬送装置においては、導
電性ロールを配設しない場合に比べてはるかに小さな電
圧の印加により、必要な搬送能力が得られることが分か
る。

また、導電性ロールのゴム硬度が７０″の場合は、搬送
能力がやや劣るが、５０°以下の場合には、優れた結果
が得られることが分かる。この結果から、ある程度の押
し付は幅にツブ幅）が確保されれば、導電性ロールの押
し付は効果が発揮されるものと考えられる。そのニップ
幅は２　ｙ１ｍ程度あればよいものと考えられる。

さらに、用紙として坪量１２８．で、先端部１０關が上
方にＬＯｍ＋ｓカールしたものを使用して、上記と同様
に評価を行った。その結果、導電性ロールを使用しなか
った場合には、印加電圧３．５ＫＶでも４５枚以上の搬
送は不可能であった。一方導電性ロールを使用した場合
には、印加電圧１．５ＫＶ以上であれば、５０枚全部の
搬送が可能であった。

（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
たって列状電極を形成して給電するようにしたので、継
目部分によって電極が不連続になっても、常に全域給電
が確保される。したがって、従来の技術のように、継目
部分における電極の補修作業が不要になり、コストが低
減できる。

また、本発明の静電吸着搬送装置においては、導電性ロ
ールが、無端状ベルトの外周面に接触するように無端状
ベルトの搬送方向と直交する方向に配置されている。し
たがって、導電性ロールを経由してバイパス電気回路が
形成するので、吸着力の立ち上がりが速められ、高い抵
抗を有する用紙を用いた場合、或いは、環境によって用
紙の抵抗が高くなった場合でも、高速での使用にあたっ
て吸着搬送不良を生じることがなくなり、また、カール
した用紙等、用紙の進入姿勢が正常でない場合において
も、吸着不良を生じることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は、本発明の静電吸着搬送装置の
実施例の概略断面図及び平面図、第２図は、本発明に使
用する無端状ベルトの要部断面図、第３図は、電極の各
パターン例を示す背面図、第４図は給電ロールへの電圧
印加状態を示す説明図、第５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
６図（ａ）及び（ｂ）は給電ロールに電圧を印加した場
合の電流経路の説明図、第７図は第６図（ｂ）の場合の
電気回路の抵抗モデル図、第８図は、カールした紙が付
着した状態を説明する説明図、第９図は体積抵抗率を測
定するための電極の説明図、第１０図Ｃよ体積抵抗率測
定の接続状態を説明する説明図、第１１図（ａ）　、（
ｂ）は従来例のＶ字状電極を使用した無端状ベルトの断
面図及び背面図である。 １・・・絶縁性ローラ、２・・・第１０−ラ列、３・・
・第２０−ラ列、４・・・給電ローラ、５・・・電源、
６・・・無端状ベルト、６ａ・・・基材ベルト、６ｂ・
・・電極、７・・・導電性ロール、８・・・押し付は部
材、９・・・アース、ＩＯ・・・・・・スイッチ、２０
・・・無端状ベルト、２０ａ・・・基材ベルト、２０ｂ
・・・電極、ａ・・・用紙。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内面の搬送方向全周にわたって電極を有し、体積
   抵抗率１０＾８〜１０＾１＾２Ωｃｍの半導電性材料か
   らなる複数の無端ベルトと、該複数の無端状ベルトの各
   々を並列して張架し搬送するための複数のローラよりな
   る一対のローラ列と、前記複数の無端状ベルトの隣り合
   う無端状ベルトに互いに異なった電圧を印加する電圧印
   加手段と、前記複数の無端状ベルトの外周面と接触する
   ように該無端状ベルトの搬送方向と直交する方向に配置
   された導電性ロールとからなり、前記導電性ロールと前
   記複数の無端状ベルトの対面領域を搬送用紙の入口部と
   したことを特徴とする静電吸着搬送装置。
2. （２）前記導電性ロールが、１０＾６Ωｃｍ以下の体積
   抵抗率、及びＪＩＳＡ５０度以下のゴム硬度を有するゴ
   ムロールであることを特徴とする請求項（１）記載の静
   電吸着搬送装置。