JPH1155963A - 媒体搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 媒体３をのせて搬送する移動子２の上面
に、媒体搬送時に、媒体３の搬送方向後端に接して、媒
体を移動子２の移動に追随させる位置決め用の凸部４を
備えた。 【効果】 媒体内の分極状態に関係なく、媒体搬送が可
能になったため、分極のための待ち時間を必要としなく
なった。また分極のために、移動子に高い電圧を印加す
る必要もなくなった。その結果、移動子の高耐圧化処理
や、電荷計測用装置や電位センサの必要がなくなった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリ、現金自動入出金装置等に使われる静
電アクチュエータを用いた媒体搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機、プリンタ、ファクシミ
リ、現金自動入出金装置等に用いられる媒体搬送装置と
しては、ゴムローラを用いた回転型電磁モータ駆動の媒
体搬送装置が一般的であった。ところが、この装置は、
回転型電磁モータ自体の消費電力が大きいことや、発熱
量も大きいことが、問題であった。更に、回転型電磁モ
ータとゴムローラを使用するため、装置が大型になり小
形化するにも限界があった。

【０００３】そこで、これらの問題を改善するために、
近年静電アクチュエータを用いた媒体搬送装置の技術開
発が進行中である。例えば『特開平２−２８５９７８
号』により紹介されている。この装置は、絶縁層内部に
帯状電極を有する固定子と、同じく絶縁層内部に帯状電
極を有する移動子から構成される。固定子と移動子双方
の帯状電極に直流電圧を印加して、双方の帯状電極間に
発生する静電気力を用いて移動子を移動させている。こ
の動作については後に図を用いて詳細に説明する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な静電アクチュエータを用いた媒体搬送装置には、以下
に記すような解決すべき課題が残されていた。媒体を移
動子にのせて搬送すると、移動子だけが搬送されて、媒
体が搬送されずに取り残されることがあった。これを改
善するために、移動子の電極に直流電圧を印加したと
き、移動子の絶縁体表面に発生する静電荷を用いる方法
が提案されている。この静電荷と、媒体表面にも、同時
に発生する静電荷によって、媒体を移動子に吸着する方
法である。例えば『特開平７−２５７７７３号』に紹介
されている。

【０００５】ところがこの方法では、種々の材質からな
る媒体をすべて完全に吸着するためには、移動子に印加
する直流電圧を十分高くし、かつ吸着に要する時間を十
分長くとる必要があった。また、用途によっては、静電
分極の発生状態を把握するために、電荷量計測装置や、
電位センサを必要とすることもあった。ときには、吸着
に失敗して、媒体を脱落することも発生するため、脱落
箇所発見用センサと回収用機構が必要になることもあっ
た。その結果、装置全体のコスト上昇と、大型化を招く
ことになった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の点を解
決するために、次の構成を採用する。 〈構成１〉搬送されるべき媒体を搭載して移動する移動
子と、この移動子中に埋め込まれた正負電極にそれぞれ
所定の静電気力を加えて、移動子を所定の方向へ移動さ
せる固定子とを備え、媒体をのせる移動子の上面で、媒
体の搬送方向後端に接して、媒体を位置決めする凸部を
備えたことを特徴とする媒体搬送装置。

【０００７】〈構成２〉構成１に記載の装置において、
凸部の高さを、移動子の移動時に固定子と移動子との間
に生じる間隙の最大値以上の高さに設定したことを特徴
とする媒体搬送装置。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
について詳細に説明する。図１は、本発明による媒体搬
送装置の構成図である。本発明による媒体搬送装置の説
明をする前に発明の理解を容易にするために媒体搬送装
置の主要部である、静電アクチュエータについて図を用
いて説明する。

【０００９】（静電アクチュエータの構成）図２は、静
電アクチュエータの斜視図である。図より静電アクチュ
エータは、固定子１と移動子２とを備える。固定子１
は、基材１１と、帯状電極１２と、絶縁層１３とから構
成されている。基材１１は、絶縁体であり、ガラス、エ
ポキシ系樹脂、フッ素系樹脂、繊維混入樹脂、ポリイミ
ド系樹脂、ポリエチレン・テレフタレート樹脂（ＰＥ
Ｔ）等を用いることができる。

【００１０】帯状電極１２は、金、銀、銅等、導電性材
料であれば良い。基材１１の上に無電界メッキ、箔張り
付けなどした後、エッチング等によって形成される。電
極ピッチ及び電極幅は、この静電アクチュエータの目
的、用途に応じて設計される。更に複数の帯状電極１２
は、３相に相別接続されている。以後３相のそれぞれを
Ａ相、Ｂ相、Ｃ相と名付け、Ａ相に接続された電極を１
２Ａ、Ｂ相に接続された電極を１２Ｂ、Ｃ相に接続され
た電極を１２Ｃと記す。

【００１１】絶縁層１３は、帯状電極１２間相互の絶縁
を目的として電極表面、側面に塗布される。絶縁性の樹
脂、例えばフッ素系樹脂をコーティングしたり、ポリイ
ミドフィルムを接着したり等して形成される。厚さは任
意であるが、厚くし過ぎると搬送力が弱まり、逆に薄過
ぎると気中放電しやすくなるので、目的、用途に合わせ
た適切な設計が必要である。移動子２は、固定子１と類
似した構成をとっている。内部に固定子と同様にして形
成された電極２１を内蔵している。電極２１は最低でも
２相以上に分割接続されている。以後その分割相をＤ
相、Ｅ相と名付ける。次に静電アクチュエータの動作に
ついて説明する。

【００１２】（静電アクチュエータの動作）図３は、静
電アクチュエータの動作説明図である。（ａ）は、静電
アクチュエータの動作を説明するための、側面図であ
る。移動子２の電極２１はＤ相に接続する２１Ｄ１と、
Ｅ相に接続する２１Ｅ１、２１Ｅ２に相別接続する。固
定子１の電極１２は、Ａ相に接続する１２Ａ１、１２Ａ
２、１２Ａ３、Ｂ相に接続する１２Ｂ１、１２Ｂ２、１
２Ｂ３、Ｃ相に接続する１２Ｃ１、１２Ｃ２と、それぞ
れ相別接続する。（ｂ）は、Ａ相に正電圧、Ｂ相に負電
圧、Ｃ相に０電圧（接地電圧）、Ｄ相に正電圧、Ｅ相に
負電圧を印加した状態を示している。以後正電圧をＰ、
負電圧をＮ、０電圧をＧ、で表して、（ｂ）の状態を各
々（Ａ相、Ｂ相、Ｃ相、Ｄ相、Ｅ相）に対応して、
（Ｐ，Ｎ，Ｇ，Ｐ，Ｎ）と記す。

【００１３】（Ｐ，Ｎ，Ｇ，Ｐ，Ｎ）では、電極２１Ｄ
１と帯状電極１２Ａ１及び、電極２１Ｅ１と１２Ｂ１と
の間に強い反発力が、移動子２を固定子１から浮かす方
向に働く。以後、図中に、吸引力を実線で、反発力を点
線で記す。電極２１Ｄ１と帯状電極１２Ｂ１との間には
吸引力が働き、この力は移動子２の搬送方向に働く。電
極２１Ｅ１と帯状電極１２Ａ１との間には吸引力が働
き、この力は移動子２の搬送方向と逆方向に働く。電極
２１Ｅ２と帯状電極１２Ｂ１との間には反発力が働き、
この力は移動子２の搬送方向に働く。電極２１Ｅ２と帯
状電極１２Ａ２の間には吸引力が働き、この力は移動子
２の搬送方向に働く。

【００１４】以後反発力、又は吸引力が移動子２の搬送
方向に働く力にはマル印を、搬送方向と反対に働く力に
はバツ印を、図上の実線又は点線に付すことにする。以
上の結果、移動子２の搬送方向に働く力（図上マル印）
が、移動子２の搬送方向と反対に働く力（図上バツ印）
よりも大きいので移動子２は搬送方向に移動して（ｃ）
の状態になる。この状態では、電極２１Ｄ１と帯状電極
１２Ｂ１及び、電極２１Ｅ２と１２Ａ２との間に強い吸
引力が、移動子２を固定子１に吸着する方向に働く。従
って移動子２の搬送方向に働く力（図上マル印）が、移
動子２の搬送方向と反対に働く力（図上バツ印）よりも
大きいが移動子２は、この位置にとどまる。

【００１５】次に固定子１と移動子２の位置は、（ｃ）
と同じ状態のままで印加電圧を（Ｇ，Ｐ，Ｎ，Ｐ，Ｎ）
に相切り換えする。この状態を（ｄ）に示す。電極２１
Ｄ１と帯状電極１２Ｂ１及び、電極２１Ｅ１と１２Ｃ１
との間に強い反発力が、移動子２を固定子１から浮かす
方向に働く。電極２１Ｄ１と帯状電極１２Ｃ１との間に
は吸引力が働き、この力は移動子２の搬送方向に働く。
電極２１Ｅ１と帯状電極１２Ｂ１との間には吸引力が働
き、この力は移動子２の搬送方向と逆方向に働く。電極
２１Ｅ２と帯状電極１２Ｃ１との間には反発力が働き、
この力は移動子２の搬送方向に働く。電極２１Ｅ２と帯
状電極１２Ｂ２の間には吸引力が働き、この力は移動子
２の搬送方向に働く。

【００１６】以上の結果、移動子２の搬送方向に働く力
（図上マル印）が、移動子２の搬送方向と反対に働く力
（図上バツ印）よりも大きいので移動子２は搬送方向に
移動して（ｅ）の状態になる。この状態では、電極２１
Ｄ１と帯状電極１２Ｃ１及び、電極２１Ｅ２と１２Ｂ２
との間に強い吸引力が、移動子２を固定子１に吸着する
方向に働く。従って移動子２の搬送方向に働く力（図上
マル印）が、移動子２の搬送方向と反対に働く力（図上
バツ印）よりも大きいが移動子２は、この位置にとどま
る。相切り換えする毎に、同様の動作を繰り返しなが
ら、移動子２は、搬送方向へ進む。この相切り換え周波
数を以後駆動周波数と記す。以上で静電アクチュエータ
の説明を終り、再び図１に戻って本発明による媒体搬送
装置について説明する。

【００１７】〈具体例の構成〉図１（ａ）及び（ｂ）よ
り、本発明による媒体搬送装置は、固定子１と、移動子
２と、電源５と、駆動部６と、制御部７とを備える。固
定子１は、すでに静電アクチュエータの構成で説明した
ものと同様であるが、本具体例では、基材１１としてエ
ポキシ系樹脂を用いた。厚さ形状等の設計に自由度をも
たせるためである。帯状電極１２として、銅電極を用い
て、電極ピッチ０．４ｍｍ、電極幅０．１ｍｍで形成し
た。絶縁層１３として、約８０μｍの厚さに絶縁性樹脂
をコーティングした。

【００１８】移動子２は、すでに静電アクチュエータの
構成で説明したものと同様であるが、本具体例では、厚
さ２５μｍのポリイミド基材の上に電極２１を形成し
た。この製法としては、フレキシブルプリント基板の製
法技術を用いた。各電極間絶縁を目的として、ポリイミ
ドをカバーコートした。電極２１を２層に分割してあ
る。各々をＤ相、Ｅ相とすると、搬送方向に順に、２１
Ｄ１，２１Ｅ１，２１Ｅ２，２１Ｄ２，２１Ｅ３，２１
Ｅ４，２１Ｄ３…のように、Ｄ相の次にＥ相が２本並ぶ
ように配置した。更に、移動子２は、搬送方向の後端に
凸部４を備えた。

【００１９】電源５は、帯状電極１２と電極２１に印加
する直流電圧を供給する電源であり正電圧と、負電圧
と、０電圧（接地電圧）の３出力を有している。駆動部
６は、電源５の出力を、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相、Ｄ相、Ｅ相
のそれぞれに、正電圧と、負電圧と、０電圧（接地電
圧）を切り換えて供給する部分である。制御部７は、駆
動部６の相切り換えを行う部分である。搬送方向、搬送
速度等の制御をこの相切り換えによって行う。

【００２０】移動子２の電極２１との接続を図を用いて
説明する。図４は、具体例による移動子の概略図であ
る。（ａ）より、本具体例では、Ｄ相、Ｅ相、Ｅ相、Ｄ
相、Ｅ相、Ｅ相…と、Ｅ相を２本毎にＤ相を１本配置し
て、Ｄ相に正電圧、Ｅ相に負電圧を印加している。この
ときの固定子１と、移動子２の静電気力を（ｂ）に示
す。移動子２の隣り合う電極２１Ｄ１と２１Ｅ１間の静
電容量をＣ２、印加電圧をＶ２とすると、この間に蓄積
される電荷は、 Ｑ＝Ｃ２Ｖ２ …（１）式となる。

【００２１】また固定子の隣り合う帯状電極１２Ａ１と
１２Ｂ１間の静電容量をＣ１、印加電圧をＶ１とする
と、この間に蓄積される電荷は、 ｑ＝Ｃ１Ｖ１ …（２）式となる。（１）式及び
（２）式から静電気力は、電極２１Ｄ１と帯状電極１２
Ａ１間の距離をｒ、真空中の誘電率をε０、電極間の絶
縁体の比誘電率をεｒとすると、 Ｆ＝（１／４πε０εｒ）×（Ｑ・ｑ／ｒ² ）…（３）式となる。

【００２２】この配置はあくまで１例であり、この配置
に固定する必要はない。目的用途に応じて変更可能であ
る。例えば、固定子１の帯状電極１２を３相以上に分割
した場合はそれに応じてこの移動子２の電極２１も変更
する必要がある。

【００２３】〈具体例の動作〉図１（ａ）に示すよう
に、媒体３をのせた移動子２が搬送開始位置に到達した
と仮定する。（ｂ）は、以後の動作を説明するために固
定子１と、移動子２と、媒体３と、移動子の凸部４との
位置関係を示した図である。すでに説明済みであるが、
図中移動子２と媒体３は一体になって移動する。

【００２４】搬送開始時に移動子２の電極２１Ｄ、及び
電極２１Ｅに駆動部６のＤ相、Ｅ相から、コードＤ、コ
ードＥを介してそれぞれ、正電圧、負電圧が印加され
る。同時に、この印加された正負の電圧によって生ずる
電界により、媒体３内部の電荷が分極して、媒体３は、
移動子２に吸着する。この媒体３が移動子２に吸着する
動作の詳細は、例えば、従来の技術で引用した『特開平
７−２５７７７３号』に記してある。次に、制御部７が
動作して、駆動部のＡ，Ｂ，Ｃ各相をＰ，Ｎ，Ｇに切り
換え、６相の極性を、すでに静電アクチュエータの動作
で説明した（Ｐ，Ｎ，Ｇ，Ｐ，Ｎ）にする。

【００２５】この状態で移動子２は搬送方向に帯状電極
１２の１ピッチ分移動する。次に駆動部６各相の極性
を、（Ｇ，Ｐ，Ｎ，Ｐ，Ｎ）に相切り換えする。この状
態で移動子２は搬送方向に更に帯状電極１２の１ピッチ
分移動する。以後同様の動作を繰り返しながら、移動子
２は、搬送方向へ進む。すでに静電アクチュエータの動
作で説明した動作と同様である。以上の動作は、媒体３
が正常に移動子２に吸着された場合の動作である。とこ
ろがこの方法では、すでに説明したように、種々の材質
からなる媒体をすべて完全に吸着するすることが難し
く、時には吸着に失敗することもあった。以下に、媒体
３と移動子２の間の、吸着が完全でない場合の動作につ
いて説明する。

【００２６】図５は、吸着不完全時の動作説明図であ
る。（ａ）は、各相に極性（Ｐ，Ｎ，Ｇ，Ｐ，Ｎ）の電
圧を印加した直後の状態である。電極２１Ｄ１と帯状電
極１２Ａ１及び、電極２１Ｅ１と１２Ｂ１との間に強い
反発力が、移動子２を固定子１から浮かす方向に働く。
電極２１Ｄ１と帯状電極１２Ｂ１との間には吸引力が働
き、この力は移動子２の搬送方向に働く。電極２１Ｅ１
と帯状電極１２Ａ１との間には吸引力が働き、この力は
移動子２の搬送方向と逆方向に働く。

【００２７】電極２１Ｅ２と帯状電極１２Ｂ１との間に
は反発力が働き、この力は移動子２の搬送方向に働く。
電極２１Ｅ２と帯状電極１２Ａ２の間には吸引力が働
き、この力は移動子２の搬送方向に働く。移動子２は、
固定子１から少し浮上して、搬送方向へまさに移動しよ
うとしている状態である。この状態で媒体３は、自重で
移動子２に密着している。移動子２の凸部４と媒体３の
後端の間にはｔなる隙間が存在している。

【００２８】（ｂ）は、各相の極性が（ａ）の状態のま
ま瞬時経過して、１電極ピッチ、移動子２が移動した状
態である。この状態は、電極２１Ｄ１と帯状電極１２Ｂ
１及び、電極２１Ｅ２と１２Ａ２との間に強い吸引力
が、移動子２を固定子１に吸着する方向に働いて移動子
２を固定子１に吸着した状態である。媒体３はまだこの
動作に追随できず、浮いた状態である。つまり、媒体３
を残したまま、移動子２のみが搬送方向に移動した状態
である。媒体３を残したまま、移動子２のみが搬送方向
に移動することにより、移動子２の凸部４と媒体３の後
端の間の隙間ｔは、無くなる。

【００２９】（ｃ）は、媒体３が、少し遅れて、移動子
２の動作を追随して、自重で移動子２に密着した状態で
ある。以後、移動子２は同様の動作を繰り返して搬送方
向へ進む。媒体３は、その後端を移動子２の凸部４に接
しながら、移動子２に追随する。従って、移動子２と媒
体３の相対位置は固定され、媒体３は位置決めされてい
る。更に、媒体３は、媒体２から脱落することなく搬送
される。以上の説明は、移動子２の、搬送方向後端に凸
部４を有する場合に限って説明したが、本発明はこの例
に限るものではない。

【００３０】例えば、移動子２が往復運動する場合は、
移動子２の先端と後端にそれぞれ凸部４を備えることに
よって往路と復路で同様な効果を得ることが可能であ
る。更に移動子２の搬送方向に向かって左右端に凸部４
を備えることによって、媒体３の左右方向への脱落防止
にも効果を発揮する。また、凸部の高さは、移動子２の
移動中に静電気力によって移動子２が固定子１から離れ
る間隙の最大値以上であることが望ましい。この間隙
は、装置の目的、用途によって最適に設定される。ま
た、凸部４自体の形状についても具体例に限るものでは
ない。他の例について、図を用いて説明する。

【００３１】図６は、移動子の断面図である。（ａ）
は、移動子２の先端又は、後端から離れた位置に移動子
２を折り曲げて凸部を形成した。（ｂ）は、移動子２に
他の部材を添付して凸部を形成した。（ｃ）は、移動子
２に樹脂を盛り上げて凸部を形成した。移動子２の先
端、後端、左右端に上記例による凸部を目的用途にあわ
せ、組み合わせて形成することも可能である。

【００３２】以上本具体例では、基板上の直線搬送装置
を例に挙げて説明した。しかし、固定子１をフィルム状
のフレキシブル基板等で制作することも可能である。従
って、湾曲状の曲線搬送路を備える媒体搬送装置も容易
に実現できる。

【００３３】

【発明の効果】本発明は、媒体をのせて搬送する移動子
の上面に、媒体を上記移動子の移動に追随させる凸部を
備えたことにより、以下の効果を有する。 １．媒体内の分極状態に関係なく、媒体搬送が可能にな
ったため、分極のための待ち時間を必要としなくなっ
た。また分極のために、移動子に高い電圧を印加する必
要もなくなった。 ２．その結果、移動子の高耐圧化処理、電荷計測用装
置、電位センサの必要がなくなった。

【００３４】３．更に移動子の媒体搬送方向左右端にも
凸部を備えることにより、媒体脱落を防ぐことが容易に
なり、脱落箇所発見用センサと回収用機構の必要がなく
なった。 ４．以上の結果、装置の大型化や、コスト上昇を防ぐこ
とができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による媒体搬送装置の構成図である。

【図２】静電アクチュエータの斜視図である。

【図３】静電アクチュエータの動作説明図である。

【図４】具体例による移動子の概略図である。

【図５】吸着不完全時の動作説明図である。

【図６】移動子の断面図である。

【符号の説明】

１ 固定子 ２ 移動子 ３ 媒体 ４ 凸部 ５ 電源 ６ 駆動部 ７ 制御部 １１ 基材 １２ 帯状電極 １３ 絶縁層 ２１ 電極

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送されるべき媒体を搭載して移動する
   移動子と、 この移動子中に埋め込まれた正負電極にそれぞれ所定の
   静電気力を加えて、移動子を所定の方向へ移動させる固
   定子とを備え、 媒体をのせる移動子の上面で、媒体の搬送方向後端に接
   して、媒体を位置決めする凸部を備えたことを特徴とす
   る媒体搬送装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の装置において、 凸部の高さを、移動子の移動時に固定子と移動子との間
   に生じる間隙の最大値以上の高さに設定したことを特徴
   とする媒体搬送装置。