(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
書物等が見開き状態で設置される背板と、
共に前記背板の縦幅相当の長さを有するめくりローラおよび押さえローラと、
前記背板の横幅中央の後方所定距離にある支点から、背板の上下の縁を越えて背板前方へ伸び、背板裏面に固定した揺動モータにより駆動され、揃って左右に揺動する上下の揺動腕とを備え、
前記めくりローラは上部および下部の連結桿に回転可能に軸支され、押さえローラはめくりローラと平行に前記連結桿に固定されてめくりローラと共にローラ対を構成し、
前記上下の連結桿上のローラ対間隔の中点が、前記上下の揺動腕の先端に立設した軸を介して支持され、
前記ローラ対が、上下の揺動腕のいずれか一方の先端に固定されたローラ・モータにより駆動されて、前記中点を通る軸の回りで一体に旋回可能であり、
ローラ対が書物等の見開きページに接触して旋回を妨げられたとき、めくりローラが前記ローラ・モータにより駆動されて、当該ページの紙葉をローラ対の間へ繰り込む方向に回転することを特徴とするページめくり機構。
【請求項２】
前記ローラ・モータの軸が、当該モータを固定した揺動腕に連結された連結桿の前記中点に設けた軸孔に、摩擦部材を介して摺動回転可能に嵌合すると共に、前記めくりローラの軸に伝動部材を介して連結されることを特徴とする請求項１記載のページめくり機構。
【請求項３】
下部連結桿が、前記押さえローラを挟んでめくりローラの反対側に所定長の延長部分を有し、該延長部分の先端から上方に伸びてページ下部に達する長さの押し上げ棒を備えることを特徴とする請求項１記載のページめくり機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、読書介助装置又は紙葉連写装置等において、書物や一側を結束された紙葉束（以下、「書物等」という。）のページを自動的に翻転するページめくり機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、書物等のページをめくる機構として、吸着パッドによるもの（特開平６−４８０６７）や、めくりローラを用いたもの（特開平６−３４５２７６）等がある。
【０００３】
これらのページめくり機構は、書物等の表面の１枚のページを選択する機構と、選択したページをめくり返す機構とが別個に構成されていたため、装置が大がかりで複雑になり、必要なセンサやアクチュエータの数が多かった。
【０００４】
上記の問題点を解決するため、本発明者は先頃、２個の駆動モータと１本のめくりローラを有する簡単な構造の「ページめくり機構」を提案した（特願平８−２５２１５７）。このページめくり機構はめくりローラの左右に短い押さえ棒を備えており、図１０（ａ）〜（ｄ）に示すように動作し、文庫本や新書判程度の大きさの書物ならば、垂直に立てた状態でも、あるいはページ面が斜め下方を向く位置においても、ほぼ確実にページめくりを行うことができた。
【０００５】
しかしながらこのページめくり機は、大判の雑誌等を垂直に立てた状態や、ページ面が斜め下方を向く状態でページをめくろうとすると、めくり動作の途中でページの紙葉が垂れ下がり、円滑に動作しない場合があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、本発明者の先の提案と同様に、少ない数のアクチェータを用い、しかも、大判の雑誌等をほぼ垂直に立てた状態、あるいはページ面が斜め下方を向く状態でも、めくり動作の途中でページ紙葉が垂れ下がることのない、簡単な構造のページめくり機構を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、
書物等が見開き状態で設置される背板と、共に前記背板の縦幅相当の長さを有するめくりローラおよび押さえローラと、背板の横幅中央後方へ所定距離にある支点から、背板の上下の縁を越えて背板前方へ伸び、背板裏面に固定した揺動モータにより駆動され、揃って左右に揺動する上下の揺動腕とを備え、
めくりローラは上部および下部の連結桿に回転可能に軸支され、押さえローラはめくりローラと平行に連結桿に固定されてめくりローラと共にローラ対を構成し、上下の連結桿上のローラ対間隔の中点が上下の揺動腕の先端に立設した軸を介して支持され、ローラ対および上下の連結桿が、上下の揺動腕のいずれか一方の前記先端に固定されたローラ・モータにより駆動されて前記中点を通る軸の回りで一体に旋回可能であり、ローラ対が書物等の見開きページに接触して旋回を妨げられたとき、めくりローラがローラ・モータにより駆動されて、当該ページの紙葉をローラ対の間へ繰り込む方向に回転することを特徴とするページめくり機構（以下、「本機構」という。）により解決することができる。
【０００８】
図６（ａ）〜（ｃ）は、本機構の作用を説明するための模式図である。
図６（ａ）は、めくりローラ１１と押さえローラ１２からなるローラ対が、図示しない揺動腕の作用により、見開き状態にある書物等の左面に適度な接触圧を加えつつ平らに接触した状態を示している。この状態で、めくりローラが回転して最上層のページ紙葉をローラ対の間へ繰り込むと、回転しない押さえローラが当該紙葉を受け止めるので、紙葉は湾曲してローラ対の間にせり上がる。
【０００９】
図６（ｂ）は、揺動腕の作用によりローラ対が空中へ移動した状態を示している。ローラ対の間には繰り込まれて湾曲した紙葉が挟持されており、ローラ対は全体として図で反時計方向に旋回し、紙葉の先端をめくりローラが押さえつつ、押さえローラが紙葉の左側へ回り込もうとしている。
【００１０】
図６（ｃ）は、ローラ対が図６（ｂ）の状態からほぼ１回転しローラ対の間に挟持されていた紙葉が解放されてローラ対の右側に移行した様子を示している。この状態からさらにローラ対を右側へ揺動させて当該紙葉を書物等の右面に押しつけ（この状態は図示省略）、次いでローラ対を図６（ａ）の状態以前の原位置へ戻すことにより、左から右への１回のめくり動作が完了する。ここでは左から右へのページめくり動作について説明したが、電気的に駆動モータを反転させることにより右から左へのページめくり動作が上と同様に可能であることはいうまでもない。なお、図６（ｃ）に示す点線はめくり動作の途中でページ紙葉が垂れ下がった状態を、符号２７の丸印は押し上げ棒の断面を示しているが、これらについては後述する。
【００１１】
本機構では、めくりローラが回転して最上層のページ紙葉をローラ対の間へ繰り込むとき回転しない押さえローラが紙葉を押さえつつ受け止めるので、２枚以上の紙葉が同時に湾曲してせり上がることがなく、１枚のページ紙葉のみを確実に繰り込むことができる。また、湾曲した紙葉をその復元力を利用してローラ対の間に挟持して持ち運ぶので、大判の雑誌等の場合にも持ち上げられたページ紙葉がめくり動作の途中で垂れ下がることが起きにくい。さらに先の提案同様に、本機構でもアクチュエータとして２個の駆動モータを用いるだけで良いから、簡単な構造という上記課題が達成されている。
【００１２】
なお、ページめくり動作の邪魔にならないように書物等の背を背板中央に固定するには、例えば見開き状態の左右各ページの境目の部分に丈夫なひもを張って押さえる方法が考えられる。そして書物等が閉じてしまわないように、また折角めくったページが元に戻らないように、めくり動作に連動して書物等の左右両端を交互に押さえるページ押さえ機構を設けることが望ましい。
【００１３】
また、ソフトカバーの書物や表紙が柔らかい紙葉束では、背が後方に突き出るため、見開き状態の書物等の左右各部が背板の表面から浮き上がり、ローラ対の接触圧をしっかりとに受け止めることができない場合がある。そのような状態では確実なページめくり動作を期待できないので、背板面の左右に支え台を設け、見開き状態にある書物等の左右各部を背板表面から一定の高さに支えることが望ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施形態を挙げる。
（第１の実施形態）
ローラ・モータの軸が、当該モータを固定した揺動腕に連結された連結桿の中点に設けた軸孔に、摩擦部材を介して摺動回転可能に嵌合すると共に、めくりローラの軸に伝動部材を介して連結される。
【００１５】
本実施形態および付帯する制御手段により、ローラ対がローラ・モータにより駆動されてローラ対の中央を通る軸の回りで一体に旋回し、ローラ対が書物等の見開きページに接触してその旋回を妨げられたとき、めくりローラがローラ・モータにより駆動されて当該ページの紙葉をローラ対の間へ繰り込む方向に回転する、という本機構の動作が実現される。
【００１６】
すなわち、揺動腕の作用によりローラ対が空中へ移動した状態ではローラ対の運動に対する外部からの抵抗がないので、連結桿とローラ・モータの軸とは摩擦部材の摩擦力により相互に拘束されて共回り状態となり、ローラ・モータの軸とローラ対とが一体となって旋回する。この状態では連結桿とローラ・モータの軸とは相対的に静止しているので、ローラ・モータの軸の回転運動が伝動部材を介してめくりローラの軸に伝達されることはなく、めくりローラも連結桿に対して静止する。ここにいう摩擦部材としては、連結桿の軸孔内面とローラ・モータの軸の外面との間に挿入した軟質ビニルチューブやゴムチューブのような粘弾性体が考えられる。そして連結桿の軸孔側面からビス等を螺入して摩擦部材を圧迫しあるいは緩めて、摩擦力を調節できるようにしてもよい。
【００１７】
次に、ローラ対が書物等の見開きページに接触してその旋回を妨げられたときは、ローラ・モータの軸は摩擦部材の摩擦力に打ち勝って連結桿に対して相対的に回転し、その回転運動が伝動部材を介してめくりローラの軸に伝達され、めくりローラを回転させる。なお、ここにいう伝動部材としては、例えばローラ・モータの軸とめくりローラの軸にそれぞれ取り付けた一対のギヤ、あるいは双方の軸ににかけ渡したベルト又はゴム輪のようなものが考えられる。
【００１８】
なお、めくりローラが対象ページの紙葉をローラ対の間へ繰り込むために、例えばローラ対が見開き状態の書物等の左面に接触する場合は、めくりローラを左側、押さえローラを書物等の中心寄りに位置させ、かつ、めくりローラが下から見て反時計方向に回転するように電気系統の制御が行われる。
【００１９】
（第２の実施形態）
下部連結桿が、押さえローラを挟んでめくりローラの反対側に所定長の延長部分を有し、該延長部分の先端から上方に伸びてページ下部に達する長さの押し上げ棒を備える。
【００２０】
前述のように、本機構では、湾曲した紙葉をその復元力を利用してローラ対の間に挟持して持ち運ぶので、大判の雑誌等の場合にも、持ち上げられたページ紙葉がめくり動作の途中で垂れ下がることが起きにくい。しかしページ紙葉の重さに比して腰が弱い場合には、紙葉の下方部分がローラ対による挟持を脱して垂れ下がり、図６（ｃ）に点線で示したように、部分的にめくり上げ前の状態に戻ることが起こりうる。
【００２１】
ローラ対が図６（ｃ）の姿勢を取った際、本実施形態では、図９に示すように押さえローラよりさらに書物等の見開き面に近い位置に押し上げ棒を設けてあるので、この押し上げ棒がめくり上げ前の状態に戻ろうとしている紙葉の下方部分をすくい上げて図の右側へ押しやる。
【００２２】
【実施例】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の一実施例について説明する。図１は本実施例たるページめくり機構を斜め前から見た斜視図、図２は斜め後から見た斜視図、図３は上部連結桿周辺の拡大断面図、図４はページ押さえ機構の一例を示す斜視図、図５はページ押さえ機構の他の例を示す分解斜視図、図９は下部連結桿の延長部分に設けた押し上げ棒を示す斜視図である。
【００２３】
図２のように、背板１の裏側に揺動モータ１７を固定し、モータ１７の回転軸に歯車１８を設ける。また、背板１の裏側に軸受１９1、１９2を固定し、これに歯車２０を設けた回動軸３を取り付ける。次いで図１のように、回動軸３の上端に上部揺動腕４1を設け、上部揺動腕４1の先端に、ローラ・モータ５を取り付けたモータ基板６を蝶ねじ７によって調節可能に取り付ける。また回動軸３の下端に下部揺動腕４2を設け、下部揺動腕４2の先端に連結軸１６を取り付けた連結軸基板９を図示しない蝶ねじによって調節可能に取り付ける。
【００２４】
図３は上部連結桿１０1周辺の拡大断面図である。図３において、ローラ・モータ５の回転軸と歯車２１を設けた延長軸２２とをカプリング２３によって結合する。上部連結桿１０1中央の軸孔に、一対の軸受２５1、２５2と、摩擦部材としての軟質ビニルチューブ２６を設ける。このとき、ビニルチューブ２６の両端を軸受２５1、２５2で上下から挟むようにする。そして、軸受２５1、２５2およびビニルチューブ２６に延長軸２２を通す。なお、軟質ビニルチューブ２６の代わりに、ゴムチューブその他の粘弾性体を用いてもよい。
【００２５】
さらに上部連結桿１０1にもう一対の軸受２５3、２５4を設け、延長軸２２に平行に、軸受２５3、２５4にめくりローラ１１の軸を通す。めくりローラ１１の上端には歯車２１と噛み合う歯車２４を固定する。上部連結桿１０1のめくりローラ１１とは反対側に押さえローラ１２を固定する。めくりローラ１１および押さえローラ１２の下端も、図１に示すように、下部連結桿１０2によって結合し、下部連結桿１０2の中央には連結軸１６を通す。延長軸２２と連結軸１６とは同軸上にある。
【００２６】
なお、図９に示すように、下部連結桿１０2の、押さえローラ１２を挟んでめくりローラ１１とは反対側に長さ１〜２ｃｍの延長部分を設け、その延長部分の端部から立ち上がり、書物等のページ面下部に達する長さの押し上げ棒２７を設けることができる。押し上げ棒２７により、大判の雑誌等のページをめくる際、めくり動作の途中での当該ページの垂れ下がりを防止することができる。
【００２７】
図１において、上部連結桿１０1側面の延長軸２２に対応する位置に、ねじ穴１３が切ってあり、ねじ穴１３にねじを螺入してビニルチューブ２６の締め加減を調節することができる。ねじ穴１３のねじは、めくりローラと押さえローラに何も触れていない状態では上部連結桿１０1が延長軸２２を介してローラ・モータ５により駆動され、めくりローラ１１と押さえローラ１２が一体となって旋回するように、まためくりローラ１１と押さえローラ１２が何か障害物に触れて旋回が妨げられたときは、上部連結桿１０1と延長軸２２の間に滑りが生じて延長軸２２が空転する程度に締めておく。
【００２８】
図１に示すように、背板１の横方向の中央線に沿って切り欠き２８1、２８2が設けてあり、ここに、図４に一例を示すページ押さえ機構２９1、２９2を取り付ける。図４の例はページ押さえモータ３０によりページ押さえ梃子３１を上下動させるように構成されており、書物等の見開き幅に合わせて切り欠き２８1、２８2に沿ってその位置を調節することができる。
【００２９】
ページ押さえ機構２９1、２９2の他の例を図５に示す。図５の例は、モータ３０により腕部材３２を回動させ、さらにスプリング３３および従動腕３４を介してページ押さえ棒３５を従動腕の描く円弧に沿って書物等の面に接近又は離間させるものである。図５のページ押さえ機構２９1、２９2は背板１の上縁部に取り付け、ページ押さえ棒３５が背板１の上縁部から書物等の面へ垂下する形でページを押さえるように構成されている。
【００３０】
図１に示すように、背板１の表面に見開き状態で設置される書物等の左右各部を支える支え台２1、２2、２3、２4を設ける。本実施例の場合、図４のページ押さえ機構を取り付けるために背板１に切り欠き２８1、２８2を設けるので、支え台は切り欠き２８1、２８2を避けて４分割になっている。図５のページ押さえ機構を採用する場合は切り欠きを設けないので、支え台は左右２分割のものでよい。さらに背板１の中央線上に上下の固定ピン１４1、１４2を設け、見開き状態の書物等の左右各ページの境目にひも１５を掛け、ひも１５の両端を固定ピン１４1、１４2に巻き付けることにより書物等の背を背板１に固定する。
【００３１】
以上のように構成される本実施例のページめくり機構の作用について、図６〜図８を用いて説明する。図６（ａ）〜（ｃ）は、図１における見開き状態の書物等のページを下方から見て左から右へめくる動作を説明する模式図、図７は、本実施例におけるページめくり動作の制御方法を示すフローチャート、図８は、揺動モータ１７およびページ押さえモータ３０を制御する電気回路のブロック図である。
【００３２】
図６に示していない当初の状態では、めくりローラ１１と押さえローラ１２からなるローラ対は書物等の中心上の空中にあって書物等の面に対して縦位置になり、めくりローラ１１が書物等から遠位置、押さえローラ１２が近位置にある。これがローラ対の原位置であり、この状態ではローラ・モータ５、揺動モータ１７とも停止している。
【００３３】
先ず、図７のステップＳ１により揺動モータ１７が正転して回動軸３を回し、これにより揺動腕４1、４2が左方へ揺動してローラ対を書物等の左面に適度の接触圧を与えつつ押しつける。この接触圧は揺動モータ１７の駆動電流の大小として、図８に示す抵抗器３６両端（Ａ−Ｂ間）の電圧降下により計測され、この電圧降下が所望の接触圧に応じて設定される比較電位を超えると、図７のステップＳ２により揺動モータ１７が停止する。抵抗器３６としては、例えばセメント抵抗が好適である。
【００３４】
かくしてローラ対が図６（ａ）の姿勢を取ると、図７のステップＳ３によりページ押さえモータ３０が所定時間だけ正転して、左側のページ押さえ機構２９1のページ押さえ梃子３１を開く。次いで図７のステップＳ４によりローラ・モータ５が正転し、延長軸２２、歯車２１、歯車２４を介してめくりローラ１１を図の反時計方向に回転させる。このめくりローラ１１の回転により書物等の左面最上層の紙葉が書物等の中心方向へ繰り込まれるが、その先では押さえローラ１２が紙面を押さえているので繰り込まれた紙葉はローラ対の間へせり上がる。
【００３５】
ローラ・モータ５は所定時間だけ回転した後、タイマーにより停止する。この時、図７のステップＳ５によりページ押さえモータ３０が反転してページ押さえ梃子３１を閉じる。梃子３１がページに接触したかどうかは同ステップＳ６により図８の抵抗器３６両端の電圧降下により判定される。
【００３６】
次いで図７のステップＳ７により揺動モータ１７が所定時間だけ逆転する。これにより揺動腕４1、４2が今度は右方へ揺動して、ローラ対に原位置同様の縦位置を取らせる。しかしローラ対の間に湾曲した紙葉が挟持されている点が当初の原位置の状態とは異なる。図７のステップＳ８によりローラ・モータ５が逆転し、ローラ対が一体となって書物等の中心上の空中で図上反時計方向に旋回する。図６（ｂ）はこの場合の旋回運動の初期を示している。
【００３７】
図６（ｂ）の状態におけるローラ対の旋回によりローラ対の間に挟持されている紙葉の先端がめくりローラ１１により押し下げられ、押さえローラ１２が紙葉の湾曲部を乗り越えて左側へ回り込む。かくしてローラ対が完全に１回転旋回すると、当該紙葉はローラ対の間に挟持されていた状態から解放されて完全にローラ対の右側へ移行する。図６（ｃ）はこの状態を示している。なおその際、紙葉の下方部分が図６（ｃ）に点線で示したように垂れ下がることがある。このような場合、連結桿に押し上げ棒２７を設けておけば、垂れさがろうとする紙葉の下方部分を押し上げ棒２７ですくい上げて図の右側へ押しやることができる。
【００３８】
このように図６（ｂ）から図６（ｃ）にかけて、所定時間後にローラ対が完全に１回転旋回するとローラ・モータ５が停止し、続いてステップＳ９により揺動モータ１７が逆転し、これにより揺動腕４1、４2が中央からに右方へ揺動してローラ対を図６（ａ）とは対称形になるように移動させ、図６（ｃ）の形にめくり上げた紙葉を書物等の右面へ押しつける。この場合も、ローラ対の書物の面への接触は、図７のステップＳ１０により抵抗器３６両端の電圧降下で判定される。この接触が確認されると、ステップＳ１１により右側のページ押さえモータ３０が正転してページ押さえ梃子３１を開いて最前めくられたページ紙葉を迎え入れ、所定時間後に図７のステップＳ１２によりモータ３０が逆転してページ押さえ梃子３１を閉じる。梃子３１がページに接触したかどうかは同ステップＳ１３により図８の抵抗器３６両端の電圧降下により判定される。最後に図７のステップＳ１４により揺動モータ１７が所定時間正転し、ローラ対を原位置に復帰させて停止する。かくして１回のページめくりのサイクルが完了する。
【００３９】
なお、上記実施例では、ローラ対を原位置へ復帰させる制御を揺動モータ１７の回転時間によって行っているが、この制御を、揺動腕４1、４2および連結桿１０1、１０2にリミットスイッチを設けて行うこともできる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、大判の雑誌等をほぼ垂直に立てた状態あるいはページ面が斜め下方を向く状態でもめくり動作の途中でページ紙葉の垂れ下がりが起こりにくく、各種の大きさの書物等のページを円滑にめくることができる構造簡単なページめくり機構が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例たるページめくり機構を示す斜視図である。
【図２】図１に示すページめくり機構を裏面から見た斜視図である。
【図３】ページめくり機構の部分拡大断面図である。
【図４】ページ押さえ機構の一例を示す斜視図である。
【図５】ページ押さえ機構の他の例を示す分解斜視図である。
【図６】ページめくり機構の動作を説明する模式図である。
【図７】制御方法を示すフローチャートである。
【図８】モータ制御回路のブロック図である。
【図９】連結桿の一端に設けた押し上げ棒を示す図である。
【図１０】従来例の動作を説明する模式図である。
【符号の説明】
１…背板                              ２1、２2、２3、２4…支え台
３…回動軸                            ４1、４2…揺動腕
５…ローラ・モータ                    ６…モータ基板
７…蝶ねじ
１９1、１９2、２５1，２５2、２５3、２５4…軸受
９…連結軸基板                        １０1、１０2…連結桿
１１…めくりローラ                    １２…押さえローラ
１３…ねじ穴                          １４1、１４2…固定ピン
１５…ひも                            １６…連結軸
１７…揺動モータ
１８、２０、２１、２４…歯車          ２２…延長軸
２３…カプリング                      ２６…軟質ビニルチューブ
２７…押し上げ棒                      ２８1、２８2…切り欠き
２９1、２９2…ページ押さえ機構        ３０…ページ押さえモータ
３１…ページ押さえ梃子                ３２…腕部材
３３…スプリング                      ３４…従動腕
３５…ページ押さえ棒                  ３６…抵抗器
【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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【図１０】
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