JPH1094272A

JPH1094272A - 媒体搬送装置

Info

Publication number: JPH1094272A
Application number: JP24076996A
Authority: JP
Inventors: Masayasu Sato; 正康佐藤; Shinji Hayakawa; 慎司早川; Hideyuki Kobayashi; 秀幸小林
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1996-09-11
Filing date: 1996-09-11
Publication date: 1998-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】静電気力により媒体を搬送する媒体搬送装置
において、初期分極時と媒体搬送時に、同じ電圧値で印
加を行っていたため、消費電力が大きく、コストがかか
り、発熱量が大となるという問題があった。【解決手段】絶縁体の基材１１に複数の帯状電極１２
を配列し、該帯状電極１２を３相以上に分割接続して固
定子１を形成し、前記各層の帯状電極１２への印加電圧
極性を切り換えることによって発生する静電気力によ
り、前記固定子１に沿って媒体を搬送する媒体搬送装置
において、電圧を可変に出力する電源部３と、該電源部
３より出力される電圧から、帯状電極１２の各相に印加
する駆動信号を生成して出力する駆動回路４と、その駆
動信号を生成するための制御信号を駆動回路４に出力す
るとともに電源部の出力電圧を変化させるための切り換
え信号を出力する制御回路５を設け、初期分極時と搬送
時とで、固定子１内の帯状電極１２へ印加する電圧を変
化させることとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、媒体搬送装置に係
り、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、現金自
動入出金装置等、用紙や紙幣等の紙葉類や、キャッシュ
カードやプリペイドカード等のカード状媒体を搬送・処
理する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では、「特開平５−２７０６
８１」に示されるように回転型電磁モータ駆動のゴムロ
ーラを紙類等の媒体に圧接する搬送機構が使用されてい
た。しかしこの技術では、モータ自体の発熱や消費電力
の大きさが問題となる上に、電磁モータとゴムローラを
使用する構成上、小型化にも限界がある。また、媒体の
搬送に用いる力としてゴムローラと搬送媒体間の摩擦力
を利用しているため、ゴムの磨耗、紙粉の付着等によ
り、安定した搬送力を得るためにはゴムローラ自体やゴ
ムローラと媒体の圧接力を定期的に検査、補修する必要
があった。

【０００３】これらの問題を改善する技術として、「特
開平５−３１９６０２」や「特開平６−５６２９０」に
静電気力を利用する搬送技術が示されている。この技術
は、帯状電極を有する固定子と、抵抗層を有する移動子
から構成される。「特開平５−３１９６０２」では、移
動子として、搬送する紙を直接使用し、「特開平６−５
６２９０」では、高い抵抗値を有する移動子の上に紙等
の搬送物を乗せることとしている。両者ともに、固定子
の電極は３系統（３相）に分割されており、それが順に
並んでいる。

【０００４】動作原理の詳細は、「特開平２−２８５９
７８」や「特開平５−３１９６０２」、「特開平６−５
６２９０」に述べられているので、ここでは、動作原理
の概要を述べると、搬送直前に固定子電極の各相に特殊
な電圧の組み合わせを印加することにより、移動子の抵
抗層内に存在する正負の電荷を静電分極させる（以後、
これを初期分極と呼ぶ）。

【０００５】移動子内で静電分極が十分進んだところ
で、搬送用の電圧パターン（組み合わせ）を切り換えな
がら固定子電極の各相に印加すると、電荷の反発と吸引
によって移動子は搬送される。この時、移動子を電極１
ピッチ毎に安定に移動させるには、移動子の表面抵抗率
が１０¹²〜１０¹⁵Ω／□の範囲でなければならないと
「特開平６−５６２９０」には記述されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、「特開
平２−２８５９７８」や「特開平５−３１９６０２」、
「特開平６−５６２９０」に述べられている従来の搬送
技術では、搬送媒体内に十分な電荷量を形成するための
初期分極時と初期分極後媒体を搬送するために帯状電極
の各層に印加される駆動パルスの電圧値が同じであった
ため、高電圧でしかも容量性負荷に対しても高周波数の
信号を出力できる電源を必要とし、電源容量の大きな高
圧電源を用いなければならず、（１）消費電力が大きい。

【０００７】（２）高圧、高出力電流の特別な電源を必
要とするためコストがかかる。（３）媒体を連続して高速搬送すると電源の発熱により
高温となるため放熱対策を施す必要がある。等の問題が
あった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、絶縁体の基材
に複数の帯状電極を配列し、これらの帯状電極を３相以
上に分割接続して固定子を形成し、各層の帯状電極への
印加電圧極性を切り換えることによって発生する静電気
力により、固定子に沿って媒体を搬送する媒体搬送装置
において、電圧を可変に出力する電源部と、この電源部
から出力される電圧から、帯状電極の各相に印加する駆
動信号を生成して出力する駆動回路と、その駆動信号を
生成するための制御信号を駆動回路に出力するとともに
電源部の出力電圧を変化させるための切り換え信号を出
力する制御回路を設け、初期分極時と搬送時とで、固定
子内の帯状電極へ印加する電圧を変化させることを特徴
とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て図を用いて説明する。図１は実施の形態を示す概略構
成図である。この図に示すように、搬送装置は固定子１
からなり、基本的には特別な移動子を必要とせず、搬送
媒体２に直接搬送力を作用させて搬送する。

【００１０】固定子１は、基材１１上に複数の帯状電極
１２を一定ピッチで配置し、絶縁耐圧性向上と搬送面の
平滑化、低摩擦化等のために電極面上に絶縁層１３を形
成したものである。以後、固定子１について搬送媒体２
と接触する面を搬送面、その対面を非搬送面と呼ぶ。基
材１１は、絶縁体であり、基板状、フィルム状等、形状
や厚さ等は自由に設計できる。本実施の形態では、エポ
キシ系樹脂材料を使用した。

【００１１】帯状電極１２は、銅や金等の導電性材料な
らばどのようなものでも使用可能であり、基材１１上に
印刷やエッチング等、公知の技術によって形成すること
ができる。本実施の形態では、基材１１上に接着した銅
箔をエッチングし、帯状電極１２を形成した。電極の幅
や電極間幅は自由に設計できる。また、帯状電極１２は
３相に分離接続されており、それぞれＡ相、Ｂ相、Ｃ相
と呼び、Ａ相に接続された電極は１２Ａ、Ｂ相に接続さ
れた電極は１２Ｂ、Ｃ相に接続された電極は１２Ｃとし
て表示する。

【００１２】電源部３は、帯状電極１２に印加する電圧
の電圧源であり、正電圧と負電圧を駆動回路４に供給す
るとともに外部からの切換信号によりその出力電圧値
を、例えばＶ_HとＶ_Lに可変として構成されている。駆
動回路４は、帯状電極１２のＡ相、Ｂ相、Ｃ相の各相
に、正電圧、負電圧、０〔Ｖ〕（接地電位）を自由に切
り換えて印加できるようにリレー回路あるいは増幅器等
で構成されており、制御回路５からの制御信号Ｓ１によ
って、各相に印加する電圧極性を変化させる。

【００１３】さらに、制御回路５からは出力電圧値を切
り換えるためのモード切換信号Ｓ２が電源部３に出力さ
れている。このモード切換信号Ｓ２は、ＨレベルとＬレ
ベルの２つの状態を持っており、電源部３はこのモード
切換信号Ｓ２がＨレベルの時はＶ_Hを出力し、Ｌレベル
の時はＶ_Lを出力するように構成されている。図２は動
作原理の説明図（１）、図３は動作原理の説明図（２）
をそれぞれ示している。搬送媒体２の搬送方向は、図
１、図２、図３中の矢印方向、すなわちこれらの図の右
手方向とする。

【００１４】図４は初期分極時と搬送時の印加電圧パタ
ーンを示す説明図であり、固定子１の帯状電極１２のＡ
相、Ｂ相、Ｃ相に、初期分極時と駆動時（搬送時）に印
加する電圧のパターンを説明するためのものである。こ
の図の（ａ）は、従来のように初期分極時と搬送時とで
印加電圧値を変えない場合について、そのＡ相のみを例
示したものであり、（ｂ１）〜（ｂ３）は本発明を適用
した場合、すなわち、搬送時には初期分極時よりも低い
電圧を印加するようにした場合を示している。なお、
（ｂ１）、（ｂ２）、（ｂ３）は、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相に
それぞれ対応している。

【００１５】搬送媒体２が固定子１上に配置されると、
制御回路５から電源部３にモード切換信号Ｓ２がＨレベ
ルで出力され、電源部３は初期分極時に必要な電圧±Ｖ
_Hを出力する。同時に制御回路５からは駆動回路４に駆
動信号Ｓ１が出力され、駆動回路４から帯状電極１２に
電圧が印加される。例えば、Ａ相に正電圧（Ｖ_H）、Ｂ
相に負電圧（−Ｖ_H）、Ｃ相に０〔Ｖ〕（以後、これを
Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の順に〔正、負、０〕と表現する）を
印加すると、搬送媒体２内で静電分極が発生し、正電圧
を印加した帯状電極１２Ａと対向する搬送媒体２内部に
は負電荷が、負電圧を印加した帯状電極１２Ｂと対向す
る搬送媒体２内部には正電荷がそれぞれ誘導される。

【００１６】その結果、搬送媒体２内の電荷は、図２の
（Ａ）に示すような分極状態となり、これを初期分極と
呼ぶ。つまり、初期分極時には、電源部３は、制御回路
５から出力されるモード切換信号Ｓ２により、高電圧±
Ｖ_Hを駆動回路４に出力するように制御される。初期分
極は、搬送媒体２内で電荷を図２（Ａ）に示すように分
極させるための操作であり、静電アクチュエータの安定
搬送動作のためには、搬送媒体２や移動子内にしっかり
としたストライプ状の分極パターンを形成する必要があ
る。搬送媒体２や移動子内にしっかりとした分極パター
ンを形成するためには、初期分極時の帯状電極１２への
印加電圧を上げるか、初期分極の時間を長くすればよい
が、後者の方法は、媒体の搬送までの待ち時間が長くな
るため実用的ではない。

【００１７】初期分極が終了すると、制御回路５からの
モード切換信号Ｓ２がＬレベルになり、電源部３の出力
電圧は、より低電圧の±Ｖ_Lに切り換えられる。さらに
制御回路５から出力される駆動信号Ｓ１により、駆動回
路４から帯状電極１２の各相に、例えば、図４の（ｂ
１）〜（ｂ３）に示すように、〔負、正、負〕の電圧、
Ａ相に−Ｖ_L、Ｂ相に＋Ｖ_L、Ｃ相に−Ｖ_Lが印加され
る。

【００１８】初期分極した搬送媒体２内の電荷は、帯状
電極１２の同極性電荷からは反発力を、また、逆極性電
荷からは吸引力をそれぞれ受ける。図２の（Ｂ）の状態
において、搬送媒体２内の正電荷は、帯状電極１２Ｂの
正電荷から搬送媒体２を押し上げる方向に反発力を受け
ると同時に帯状電極１２Ａ、１２Ｃの負電荷からそれぞ
れ反対方向に吸引力を受ける。

【００１９】搬送媒体２内の負電荷は、帯状電極１２Ａ
の負電荷から搬送媒体２を押し上げる方向に反発力を受
けると同時に帯状電極１２Ｂの正電荷から搬送方向（図
の右方向）に吸引力を受け、さらに帯状電極１２Ｃの負
電荷から搬送方向に押し上げられるような反発力を受け
る。搬送媒体２内の０〔Ｖ〕部は、電極間の吸引、反発
には特に関与しない。これらの力を総合すると、搬送媒
体２は押し上げられつつ搬送方向に力を受けるため、図
２中の左から右方向に移動して行き、１電極ピッチ分移
動したところで、搬送媒体２中の電荷は帯状電極１２の
電荷からそれぞれ下方向への吸引力を受け、固定子１表
面での摩擦力が増大して停止する。この状態を図２
（Ｃ）に示す。

【００２０】次に図４（ｂ１）〜（ｂ３）に示すように
〔負、負、正〕、つまり〔−Ｖ_L、−Ｖ_L、＋Ｖ_L〕の
電圧を各帯状電極１２に印加すると搬送媒体２中の電荷
と帯状電極１２の電荷との関係は図２（Ｄ）のようにな
り、図２（Ｂ）の時と同様な作用によって搬送媒体２は
搬送方向に１電極ピッチ分移動し、停止する。この状態
を図３（Ｅ）に示す。

【００２１】さらに図４（ｂ１）〜（ｂ３）に示すよう
に〔正、負、負〕の電圧を印加すると図２（Ｆ）の状態
になり、前述の作用により、図２（Ｆ）のように搬送媒
体２は搬送方向に１電極ピッチ分移動し、図２（Ｇ）の
ように停止する。従来、駆動回路５から帯状電極１２に
出力される信号の振幅は、図４（ａ）に示すように、初
期分極時、駆動時ともに同振幅であったが、本実施の形
態では、電源部３の出力電圧を初期分極時と駆動時で切
り換えることとした。

【００２２】特に駆動時の出力電圧を初期分極時の電圧
より下げるように切り換えることにより、初期分極時
は、高電圧で搬送媒体２内に安定搬送のために十分な電
荷量の分極パターンを短時間で形成し、駆動時には電圧
を下げ、高周波数で出力し、搬送媒体２を高速に連続搬
送しても、電源部の発熱を抑えられるようになり、設計
時の使用電源容量の増大を抑制することが可能となる。

【００２３】ここでは、初期分極用の印加電圧パターン
として〔正、負、０〕を用い、媒体搬送用の印加電圧パ
ターンとして〔負、正、負〕、〔負、負、正〕、〔正、
負、負〕を順に繰り返して媒体を所望の方向に搬送し
た。しかし、媒体を搬送する力は、前述したように、媒
体中の初期分極電荷の極性と、固定子電極に印加する電
圧極性とによる吸引力と反発力のバランスによるため、
ここで説明した初期分極パターンと各帯状電極１２に印
加する電圧パターン以外でも、媒体を搬送することがで
きるパターンの組み合わせは多数考えられる。

【００２４】上述のように、本実施の形態では、静電ア
クチュエータの固定子の帯状電極に印加する電圧を初期
分極時と搬送時とで切り換えるように構成したため、初
期分極時においては、短時間で搬送媒体内に安定搬送の
ために十分な電荷量の分極パターンを形成でき、搬送時
には、搬送媒体を高速に搬送しても、消費電力を低減で
き、電源部の発熱を抑えられ、かつ設計時の使用電源容
量の増大やそれに伴うコスト上昇を抑制できる静電アク
チュエータを実現することができる。

【００２５】なお、本実施の形態では、固定子に基板状
の直線搬送装置を用いる場合を例にとって説明したが、
使用する固定子はフィルム状のフレキシブルな基板で製
作することも可能なので、湾曲部を有する曲線搬送路を
形成することもできるし、円筒形等に変形して用いるこ
ともできる。また、本実施の形態では、搬送媒体に直接
搬送力を作用させて搬送を行うこととして説明したが、
特別な移動子を用意してその上に媒体を乗せ、その移動
子に搬送力を作用させること等、搬送媒体に直接搬送力
を作用させないようにした場合にも、本発明を同様に適
用することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、静電気を用
いる媒体搬送装置の帯状電極に印加する電圧を、初期分
極時と搬送時とで切り換えるように構成したため、初期
分極時においては、短時間で搬送媒体内に安定搬送のた
めに十分な電荷量の分極パターンを形成でき、搬送時に
は、搬送媒体を高速に搬送する場合にも、消費電力を低
減することが可能となり、電源部の発熱を抑えることが
きる効果を有する。

【００２７】さらに、設計時の使用電源容量の増大や、
それに伴うコスト上昇を抑制する効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態を示す概略構成図

【図２】動作原理の説明図（１）

【図３】動作原理の説明図（２）

【図４】初期分極時と搬送時の印加電圧パターンを示す
説明図

【符号の説明】

１固定子２媒体３電源部４駆動回路５制御回路１１基材１２帯状電極１３絶縁層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁体の基材に複数の帯状電極を配列
し、該帯状電極を３相以上に分割接続して固定子を形成
し、該固定子の搬送面の上に媒体を直接載置し、前記各
層の帯状電極への印加電圧極性を切り換えることによ
り、その固定子と媒体との間に発生する静電気力を利用
して媒体を搬送するか、または、絶縁体の基材に複数の
帯状電極を配列し、該帯状電極を３相以上に分割接続し
て固定子を形成し、該固定子の搬送面の上に抵抗値を制
御した移動子を載置し、該移動子の上に媒体を載置し、
前記各相の帯状電極への印加電圧極性を切り換えること
により、その固定子と移動子との間に発生する静電気力
を利用して、その移動子とともに媒体を搬送する媒体搬
送装置において、電圧を可変に出力する電源部と、該電源部から出力される電圧から、帯状電極の各相に印
加する駆動信号を生成して出力する駆動回路と、その駆動信号を生成するための制御信号を駆動回路に出
力するとともに電源部の出力電圧を変化させるための切
り換え信号を出力する制御回路を設け、初期分極時と搬送時とで、固定子内の帯状電極へ印加す
る電圧を変化させることを特徴とする媒体搬送装置。
【請求項２】請求項１において、初期分極時に印加す
る電圧よりも、媒体搬送時に印加する電圧を低くしたこ
とを特徴とする媒体搬送装置。