(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体搬送用の第1のローラに第２のローラを圧接させる圧接手段と、
この圧接手段により圧接された前記第1及び第２のローラを所定の回転方向及び外周速度差で回転させる駆動手段と、
前記第2のローラを前記第1のローラに対し接離する方向に移動自在に支持し、前記第1及び第2のローラの回転に伴い、前記第1のローラに対する前記第2のローラの押圧力を増大させる支持手段とを具備し、
前記第1のローラは媒体を第1の方向に搬送する送りローラで、前記第２のローラは媒体を前記第1の方向と逆の第2の方向に戻す分離ローラであることを特徴とするローラ清掃装置。
【請求項２】
前記支持手段は回動自在に設けられ、その回動中心が前記第1及び第2のローラの接触位置の高さと同一ではなく、
前記第1及び第2のローラの外周速度差は60mm／ｓ以上とすることを特徴とする請求項１記載のローラ清掃装置。
【請求項３】
媒体搬送用の第1のローラに第２のローラを圧接させる圧接手段と、
この圧接手段により圧接された前記第1及び第２のローラを所定の回転方向及び外周速度差で回転させる駆動手段と、
前記第2のローラを前記第1のローラに対し接離する方向に移動自在に支持し、前記第1及び第2のローラの回転に伴い、前記第1のローラに対する前記第2のローラの押圧力を増大させる回動自在な支持手段と、
前記第1及び第2のローラの回転に伴う前記第1のローラに対する前記第2のローラの押圧力を所定値内に制御する制御手段とを具備し、
前記第1のローラは媒体を第1の方向に搬送する送りローラで、前記第２のローラは媒体を前記第1の方向と逆の第2の方向に戻す分離ローラであることを特徴とするローラ清掃装置。
【請求項４】
前記制御手段は前記支持手段の回動量を規制するストッパであることを特徴とする請求項３記載のローラ清掃装置。
【請求項５】
前記制御手段は前記支持手段の回動量を規制するバネ材であることを特徴とする請求項３記載のローラ清掃装置。
【請求項６】
前記第1及び第2のローラの表面には研磨加工により階段状の研磨模様が形成され、前記第1及び第2のローラはその研磨模様の階段を互いになぞる方向に回転することを特徴とする請求項３記載のローラ清掃装置。
【請求項７】
媒体搬送用の第1のローラに第２のローラを圧接させる圧接手段と、
この圧接手段により圧接された前記第1及び第２のローラを所定の回転方向及び外周速度差で回転させる駆動手段と、
前記第2のローラを前記第1のローラに対し接離する方向に移動自在に支持し、前記第1及び第2のローラの回転に伴い、前記第1のローラに対する前記第2のローラの押圧力を増大させる支持手段とを具備し、
前記駆動手段は前記第1及び第2のローラを回転駆動させる第1及び第2の駆動モータを備え、
前記第1或は第2のローラの摩擦係数が所定の水準に回復して前記第1或は第2のローラの駆動モータの少なくとも一方が脱調して連れ回りしたことに基づき清掃作業を自動的に完了させることを特徴とするローラ清掃装置。
【請求項８】
媒体を搬送する第1のローラに第２のローラを圧接させる圧接手段と、
この圧接手段により圧接された前記第1及び第２のローラを所定の回転方向及び外周速度差で回転させる駆動手段と、
前記第2のローラを前記第1のローラに対し接離する方向に移動自在に支持する支持手段とを具備し、
前記第1のローラは媒体を第1の方向に搬送する送りローラで、前記第２のローラは媒体を前記第1の方向と逆の第2の方向に戻す分離ローラとし、
前記支持手段は回動自在に支持され、その回動中心を前記第1及び第2のローラの接触位置と同一水準とすることを特徴とするローラ清掃装置。
【請求項９】
媒体を搬送する第1のローラに第２のローラを圧接させる圧接手段と、
この圧接手段により圧接された前記第1及び第２のローラを所定の回転方向及び外周速度差で回転させる駆動手段と、
前記第2のローラを前記第1のローラに対し接離する方向に移動自在に支持し、前記第1及び第2のローラの回転に伴い、前記第1のローラに対する前記第2のローラの押圧力を増大させる支持手段と、
前記第1及び第2のローラの少なくとも一方の表面に接触され、表面にスパイラル状の溝を有し、回転することによりローラの表面を研磨する砥石とを具備し、
前記第1のローラは媒体を第1の方向に搬送する送りローラで、前記第２のローラは媒体を前記第1の方向と逆の第2の方向に戻す分離ローラであることを特徴とするローラ清掃装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、熱感応染料を塗布した鉄道乗車券やラベルなどの媒体を搬送するローラの清掃装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道の自動改札機では、投入部から投入された紙券或は定期券等の券媒体を、券整列部、磁気読取り、磁気書込み、印字部、パンチ部、券取出し部から成る各処理部の大半を略２ｍ／ｓの高速で搬送するようになっている。これら券媒体の搬送にはゴムローラが多用されており、ゴムローラは高い摩擦係数によって券媒体との接触による搬送力を生み出している。
【０００３】
ところで、ゴムローラの表面がインクや油で汚れると、摩擦係数が大幅に低下し、その本来の搬送力を媒体に伝達することができなくなる。特に、最近の複数枚投入対応型の自動改札機、即ち、複数の券媒体が重ねて投入されても処理できるようにした自動改札機では、投入部にて投入された複数の券を１枚ずつ分離して後方に送り出す分離部を投入部と整列部の間に設けているが、この分離部での券媒体の分離が困難になる。
【０００４】
分離部は券媒体を前進方向へ搬送する送りローラと、この送りローラに接触して券媒体を後進方向へ戻す戻しローラとにより構成されているが、ローラの摩擦係数が低下すると、良好な分離が期待できなくなる。
【０００５】
即ち、券媒体にはローラとの摩擦によって駆動力が伝達されるので、重なった券媒体同士間のすべり抵抗つまり摩擦力よりもローラと券媒体との間の摩擦力が高いことが良好な分離を行うための条件である。
【０００６】
しかしながら、毎日膨大な量の券媒体を処理する自動改札機のゴムローラは券媒体との接触により外周面が汚れて摩擦係数を維持できないといった問題があった。
【０００７】
このため、本来の速度で券媒体を搬送できない場合や、複数枚の券媒体が投入された時に分離できないで重送してしまうという不具合を生じることがあった。
【０００８】
一方、ゴムローラに油類が付着すると膨潤してローラ形状が変化する。外周が変形したゴムローラを券媒体が通過するとスキュー（回転）や逸脱を生じる場合がある。このように、ローラ形状が変化すると、分離部では送りローラと戻しローラ間のギャップが変化し、券媒体を分離できなくなるといった問題があった。
【０００９】
これらの問題はゴムローラの外周面が券媒体に印刷されたインクなどにより汚染されてしまうために生じる問題であり、汚れを常時清掃する手段がこれまでなかった。
【００１０】
特に、自動改札機においては券媒体の処理量が膨大であるために毎日清掃する必要があるが、ゴムローラを毎日取り外して清掃することは困難であり、事実上実施されていないのが現状である。
【００１１】
このようなインクが塗布される券媒体としては鉄道の乗車券だけでなく、様々なラベルや会場の入場券にも採用され、それらの記録装置や発券機の搬送用ゴムローラの表面におけるインク付着も問題となっている。
【００１２】
またワープロ用の熱感応記録紙の製造装置でも同様のゴムローラの搬送能力低下が問題となっている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した問題の原因はゴムローラに付着する汚れであり，これらの発生源は券媒体や不特定多数の乗客から持ち込まれるものであり、汚れの発生源を無くすことはできない。
【００１４】
従って、ゴムローラに付着した汚れを除去する対策が必要であり、特に、自動改札機の場合は改札機内で短時間にゴムローラの汚れを除去することが求められている。
【００１５】
本発明は、上記事情に着目してなされたもので、ローラ表面に付着した汚れをローラを取り外すことなく短時間で除去して摩擦係数を良好に維持でき、また、膨潤によるローラの変形を防止できるようにしたローラ清掃装置を提供するものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するため、請求項１記載のものは、媒体搬送用の第1のローラに第２のローラを圧接させる圧接手段と、この圧接手段により圧接された前記第1及び第２のローラを所定の回転方向及び外周速度差で回転させる駆動手段と、前記第2のローラを前記第1のローラに対し接離する方向に移動自在に支持し、前記第1及び第2のローラの回転に伴い、前記第1のローラに対する前記第2のローラの押圧力を増大させる支持手段とを具備し、前記第1のローラは媒体を第1の方向に搬送する送りローラで、前記第２のローラは媒体を前記第1の方向と逆の第2の方向に戻す分離ローラとする。
【００１７】
請求項３記載のものは、媒体搬送用の第1のローラに第２のローラを圧接させる圧接手段と、この圧接手段により圧接された前記第1及び第２のローラを所定の回転方向及び外周速度差で回転させる駆動手段と、前記第2のローラを前記第1のローラに対し接離する方向に移動自在に支持し、前記第1及び第2のローラの回転に伴い、前記第1のローラに対する前記第2のローラの押圧力を増大させる回動自在な支持手段と、前記第1及び第2のローラの回転に伴う前記第1のローラに対する前記第2のローラの押圧力を所定値内に制御する制御手段とを具備し、前記第1のローラは媒体を第1の方向に搬送する送りローラで、前記第２のローラは媒体を前記第1の方向と逆の第2の方向に戻す分離ローラとする。
【００１８】
請求項８記載のものは、媒体を搬送する第1のローラに第２のローラを圧接させる圧接手段と、この圧接手段により圧接された前記第1及び第２のローラを所定の回転方向及び外周速度差で回転させる駆動手段と、前記第2のローラを前記第1のローラに対し接離する方向に移動自在に支持する支持手段とを具備し、前記第1のローラは媒体を第1の方向に搬送する送りローラで、前記第２のローラは媒体を前記第1の方向と逆の第2の方向に戻す分離ローラとし、前記支持手段は回動自在に支持され、その回動中心を前記第1及び第2のローラの接触位置と同一水準とする。
【００１９】
請求項９記載のものは、媒体を搬送する第1のローラに第２のローラを圧接させる圧接手段と、この圧接手段により圧接された前記第1及び第２のローラを所定の回転方向及び外周速度差で回転させる駆動手段と、前記第2のローラを前記第1のローラに対し接離する方向に移動自在に支持し、前記第1及び第2のローラの回転に伴い、前記第1のローラに対する前記第2のローラの押圧力を増大させる支持手段と、前記第1及び第2のローラの少なくとも一方の表面に接触され、表面にスパイラル状の溝を有し、回転することによりローラの表面を研磨する砥石とを具備し、前記第1のローラは媒体を第1の方向に搬送する送りローラで、前記第２のローラは媒体を前記第1の方向と逆の第2の方向に戻す分離ローラとする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態を参照して詳細に説明する。
【００２１】
図１は自動改札機に備えられ、券媒体を分離するためのＧＲＲ方式（ギャップリバースローラ方式）の分離部を示すものである。
【００２２】
分離部は第1のローラとしてのゴム製の送りローラ１を備え、この送りローラ１の上部側には第2のローラとしてのゴム製の戻しローラ２が当接されている。こられ送りローラ１と戻しローラ２との間には券媒体の厚さの１．５〜２倍のギャップが形成されている。送りローラ１及び戻しローラ２は駆動手段としての第１及び第２の駆動モータ２５，２６によって正逆方向に回転駆動できるようになっている。
【００２３】
また、送りローラ１と戻しローラ２の券媒体搬送方向の上流側には、券媒体を送りローラ１と戻しローラ２との間に向かって搬送する搬送ベルト３が設けられている。
【００２４】
このように構成される分離部に搬送ベルト３によって２枚の券媒体４，５が重なった状態で搬送されてその送りローラ１と戻しローラ２との間に送込まれると、送りローラ１は矢印で示す送り方向に回転し、戻しローラ２は送り方向とは逆向き方向に回転する。この回転により、下側の券媒体４は先方に送られ、上側の券媒体５は反対方向（後方）に戻されて分離されることになる。
【００２５】
図２は上記した送りローラ１と戻しローラ２の清掃装置６を示すものである。
【００２６】
清掃装置６は装置フレーム７を備え、この装置フレーム７の底板部７ａに送りローラ１が固定的に回転自在に取り付けられている。装置フレーム７の側板部７ｂには支持手段として支持アーム８が支軸９を介して回動自在に取り付けられている。この支持アーム８の一端部には戻しローラ２が回転自在に取り付けられ、戻しローラ２は高さ調整が可能となっている。
【００２７】
支持アーム８の支軸９はローラ１，２同士の接触点Ｓよりも高い場所に位置されている。支持アーム８の他端部にはバネ１０が接続され、戻しローラ2を引上げる方向に支持アーム８を弾性的に付勢している。
【００２８】
また、装置フレーム７の天井部7ｃには圧接手段としてのアクチュエーター１１が設けられ、このアクチュエーター１１により支持アーム８が押し下げられて戻しローラ２が送りローラ１に所定の力で押し付けられるようになっている。
【００２９】
次に、送りローラ１と戻しローラ２の清掃作業について説明する。
【００３０】
清掃作業は図２に示す状態で開始される。まず、送りローラ１及び戻しローラ２は矢印で示す方向（媒体分離時とは逆方向）に回転する。これにより、戻しローラ２と送りローラ１との接触点には後方への接線力１２が発生する。この接線力１２により、支持アーム８が支軸９を中心として下方に回動し、戻しローラ２には下向きの力が作用する。
【００３１】
即ち、戻しローラ２には摩擦力により送りローラ１に押付けられる力が働き、ローラ１，２同士の摩擦が促進される。摩擦摺動によりローラ１，２の表面の汚れが集積し、カスとなって脱落するにつれ、ローラ１，２の摩擦係数は回復することになる。このように摩擦係数が回復すると、駆動モータ２５，２５の一方が脱調して連れ回るようになるが、この連れ回りに基づいて清掃作業が自動的に完了される。
【００３２】
ところで、上記した清掃作用を得るには、送りローラ１及び戻しローラ２の周速度と回転方向の条件を満足する必要がある。
【００３３】
まず、両ローラの回転方向は媒体を送り出す方向の回転方向を正とする。つまり、下部側の送りローラ１では左回転を正方向とし、上部側の戻しローラ２では右回転を正方向とする場合、両ローラ１，２の周速度の関係は、回転方向の正負を加味して（１）式を満足することが必要であることを見出した。
【００３４】
戻しローラ２の周速度≧送りローラ１の周速度＋６０mm／ｓ…（１）
（１）式を満足するには、図２の回転方向の関係以外でも成立する。例えば、戻しローラ２が左回転（負の方向）で５００mm／ｓの場合、送りローラ１は右回転（負の方向）で５６０mm／ｓ以上の周速度であれば清掃が可能である。
【００３５】
この実施の形態によれば、自動改札機の分離部においてのローラ１，２同士の摩擦摺動による効率的な汚れ除去、即ち、消しゴムのカスのように汚れが表面から脱落させての清掃が可能となる。
【００３６】
図３は本発明の第2の実施の形態を示すものである。
【００３７】
第1の実施の形態で示した部分と同一部分については、同一番号を付してその説明を省略する。
【００３８】
この第2の実施の形態においては、装置フレーム７の天井部７ｃの一端側に制御手段としてのストッパ１３が設けられている。このストッパ１３により支持アーム８の傾き角度を規制し、ローラ１，２同士の食込み量を調整できるようになっている。
【００３９】
実際の装置においては使用するモータ２５，２６の許容トルク以上に負荷が掛かるとモータが脱調したり、指定速度から逸脱し、上記した第1の実施の形態で示した（１）式を満たすことができなくなる場合が生ずる。
【００４０】
特に、ローラ１，２の摩擦係数の回復に伴ない、ローラ２の押付力の増大により負荷がモータ２５，２６の許容トルク以上になる場合が生じる。
【００４１】
この第2の実施の形態によれば、戻しローラ２の押付け力増大を規制することができ、モータ２５，２６の脱調や速度変調を回避してローラ１，２の清掃作業を実施することができる。
【００４２】
図４は、バネ１４とアクチュエータ１５の取り付け位置を逆にして配置した例を示すものである。
【００４３】
この図４に示すものであっても、バネ１４によってローラ1に対するローラ２の過剰な押付力を制御することが可能である。
【００４４】
ところで、ゴムローラ１，２は一般に、寸法精度と製造プロセスでの離型材の除去を目的として研磨して用いられる。この研磨プロセスでローラ１，２の外周面には図５に示したような段階状の模様１６（アブレージョンパターンと呼ばれる）が形成される。この段階状の模様１６は研磨時におけるローラの回転方向１７に対して図示したように形成される。
【００４５】
本発明のゴムローラ１，２同士の摩擦摺動による清掃作業では、研磨方向１７に対して段階模様１６をなぞるように逆方向にローラ１，２を摺動させた場合には、その反対方向（研磨方向１７と同一方向）の場合の０．８〜０．６倍の摺動時間で新品のゴムローラの摩擦係数に回復させることを実験で見出した。
【００４６】
従って、清掃作業の効率を高めるためにはローラの清掃時の回転方向１８に対して研磨方向１７が逆になるよう予めローラ１，２を取付けることが重要である。
【００４７】
図６は本発明の第3の実施の形態を示すものである。
【００４８】
上記した実施の形態で示した部分と同一部分については、同一番号を付してその説明を省略する。
【００４９】
この第3の実施の形態は、使用するローラ用モータの許容トルクの余裕が小さい場合の提案である。
【００５０】
この第3の実施の形態では、支持アーム８の支軸２０をローラ１，２同士の接触点Ｓと同水準としている。これにより、ローラ２の回転により発生する押付力を０とすることができる。
【００５１】
従って、アクチュエータ１１の微調整により適性な押付力をローラ１，２間に与えて清掃作業することができる。
【００５２】
このアクチュエータ１１による支持アーム８の下げ量の制御は、ローラの一方だけを回転駆動させた状態でローラ２を下げていき、片方のローラが連れ回りした時を口―ラ接触原点とし、その高さから下げても脱調しない範囲を予め測定しておき、ローラ２の許容下げ量を把握することによって脱調しない安定した清掃作業を実施することができる。
【００５３】
また、ローラ２の摩擦摺動にともなう押付力を排除するには図７に示したようにローラ２の支持アーム２１を垂直可動とすることによっても可能である。
【００５４】
図８は本発明の第４の実施の形態を示すものである。
【００５５】
送り及び戻しローラ１，２に付着した油脂などによりローラ１，２が膨潤し、形状が変形した場合は、接触する位置が限定されるために上記のようなゴムローラ１，２同士の摩擦摺動による清掃が困難となる。
【００５６】
このような場合には、砥石２２でローラ１，２を機上ドレッシングすることを提案する。砥石２２による研磨は上記の清掃作業以上に負荷が大きいため、ローラ用モータの許容トルクを超える場合が多い。
【００５７】
そこで、砥石２２の表面をスパイラル状に形成し、ローラとの接触面積を小さくする。これにより、モータの負荷を低減して研磨することが可能となる。
【００５８】
また、砥石２２をスパイラル状とするため、研磨屑が溝に取り込まれ、砥石２２の目詰まりを抑制できる。従って、機上でも効率的な研磨作業が可能となる。
【００５９】
スパイラル砥石２２およびローラ１，２の回転方向を図９に示すようにしてスパイラル砥石２２よりもローラ１，２が速い周速度で回転させることにより、本発明のローラ１，２同士による摩擦摺動清掃プロセスを高効率で実施できる研磨方向条件とすることができる。
【００６０】
ここでは、２個のローラを用いた分離ローラでの清掃方法の実施例を説明したが、１個のローラであっても機上清掃用にもう一つのローラを設けることで、ゴムローラの機能性を充分に発揮させることができる。
【００６１】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように、ローラ同士を接触させて回転させ、この回転動作に伴ってローラ間の押圧力を増大させるから、ローラ同士の摩擦摺動を促進させてローラの摩擦係数を良好に維持できる。
【００６２】
従って、ローラを外部に取り外すといったことなく、簡単に汚れを清掃することができ、券媒体を良好に搬送し、或は分離することが可能である。
【００６３】
また、接触するローラの回転に伴ってローラ間に発生する押圧力を所定値に制御する制御手段を備えるため、ローラの駆動モータに許容トルク以上の負荷が掛かかて駆動モータを脱調させるといったことがなく、安定した清掃が可能となる。
【００６４】
さらに、ローラに接触する砥石を備え、この砥石の表面にスパイラル状の溝を形成するため、ローラが膨潤して変形した場合においても、モータの脱調なしに機上ドレッシングが実施でき、本発明の清掃プロセスに適合する研磨面を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である自動改札機に備えられる媒体分離装置を示す構成図。
【図２】図１の分離装置に備えられるローラの清掃装置を示す構成図。
【図３】本発明の第２の実施の形態であるローラの清掃装置を示す構成図。
【図４】ローラ間の押圧力を制御する制御手段の他の例を示す構成図。
【図５】ローラ同士の摩擦摺動による清掃プロセスの効率を高めるゴムローラの研磨方向との関係を示す図。
【図６】本発明の第３の実施の形態であるローラの清掃装置を示す構成図。
【図７】ローラの支持構造の他の例を示す構成図。
【図８】本発明の第4の実施の形態を示すローラ清掃装置を示す側面図。
【図９】図８のローラ清掃装置を示す下面図。
【符号の説明】
１…送りローラ、２…戻しローラ、３…搬送ベルト、４…券媒体、５…券媒体８…支持アーム（支持手段）、９…支軸、１０…バネ、１１…アクチュエータ（圧接手段）、１２…接線力、１３…ストッパ（制御手段）、１４…バネ（制御手段）、１５…アクチュエータ（圧接手段）、１６…段階模様、１７…研磨方向、１８…清掃時の回転方向、Ｓ…接触点、２０…支軸、２１…アーム、２２…スパイラル砥石、２５…第1の駆動モータ（駆動手段）、２６…第2の駆動モータ（駆動手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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