JP2009203075A - 用紙加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所定の折り位置で用紙に適切なたわみを作り、折り誤差が少ない用紙加工装置を提供すること。
【解決手段】用紙加工装置は、用紙を搬送する第１の回転体対と第２の回転体対とがある用紙搬送路と、第１の回転体対と第２回転体対の間の用紙搬送路から分岐する分岐路と、用紙搬送路を搬送される用紙を引き込む分岐路にある引込回転対と、第１の回転体対と第２の回転体対とを制御し分岐部に沿うたわみを用紙に生成する制御部と、分岐部を狭めるたわみ調整部とを備え、引込回転体対は調整されたたわみを引込み用紙を加工する。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転体対を用いて用紙を加工する用紙加工装置に関する。

従来、複写機やプリンタ等に外付けまたは内蔵される形で、用紙に画像を形成したり、印刷後の用紙に紙折りなどを施す用紙加工装置が用いられてきた。従来の用紙加工装置は、複写機やプリンタ等から排出されたシートを紙折りした後そのまま排出するか、紙折りした後に次工程の紙綴じ装置などに搬出する。

この種の用紙加工装置は、用紙を搬送する経路中に一対の圧接した紙折りローラ対を配置し、経路中を搬送される用紙の折り目位置をこのローラ対で挟んで繰り出すことによって用紙を折りたたんでいる。折り目位置を割り出す方法としては、紙折りローラ対のニップへ向けて移動する押し出し部材（チョッパ）を使用する方法と、用紙の先端または後端を規制することで用紙にたわみを作り、そのたわみを紙折りローラ対が引き込むことで用紙を折りたたむ方法とがある。前者は後者に比べて精度良く折り位置を割り出すことが出来るが、押し出し部材の追加が必要であるためコスト面や紙折り装置としての大きさの面で後者に劣る。

ここで、後者の方法においては、用紙にたわみを作るために用紙の先端または後端を規制する際の方法として、さらに、物理的な突き当て部材による方法と、ローラ対による方法とが提案されている。

物理的な突き当て部材による方法の例としては、例えば、特許文献１がある。
特許文献１には、シート材に第１折り目を付ける一方の折りローラ対と、シート材に第２折り目を付ける他方の折りローラ対と、搬送されるシート材の搬送方向先端を突き当てて位置決めする一方の突き当て部材と、シート材の第１折り目を突き当ててシート材を位置決めする他方の突き当て部材とを備え、一方の突き当て部材にシート材を突き当てて第１の撓みを形成し、これを一方の折りローラ対のニップ間に案内して第１折り目を付け、第１折り目を付けたシート材を他方の突き当て部材に突き当ててシート材に第２の撓みを形成し、これを他方の折りローラ対のニップ間に案内して第２折り目を付けており、一方の突き当て部材及び他方の突き当て部材は搬送方向に移動自在にしてあることで、シート材をＺ折りする際に、折り目の位置を自在に変えることができる技術が開示されている。

ローラ対による方法の例としては、例えば、特許文献２や特許文献３がある。シート材先端側または後端側の所定位置をローラ対のニップで保持する一方、他端側から用紙を繰り出すことで、シート材の所定位置にたわみを作る。このたわみを紙折りローラ対が引き込んだ位置が折り目位置になる。

しかし、特許文献１に開示されている方法も、追加の部材（突き当て部材）が必要になる。

また、特許文献２や特許文献３に開示されている方法では、追加の部材が必要ないためコスト面や紙折り装置としての大きさの面で他の方法より優れているものの、押し出し部材を使用する方法に比べて折り位置の精度が悪いという問題点があった。

この問題の原因は、紙折りローラ位置に用紙の所定の折り位置を停止させただけでは、用紙の厚さの影響により紙折りローラ対が用紙のたわみを引き込む際の誤差が大きくなることである。一般に、たわみのできにくい厚い用紙でも紙折りローラ対がたわみを引き込めるようたわみを作るスペースが広くなっている。このため、用紙にできるたわみが逃げるスペースが大きいために薄い用紙の場合は意図しない場所で用紙がたわむ（うねる）ことがあり、紙折りローラ対が引き込むたわみ位置が均一になりにくくなる（図８参照）。

さらに、一般に用紙加工装置は、外付け、内蔵いずれの場合も画像形成に必要な部材に加えて、搬送ローラや紙折りローラ等の部材を別途追加する形態であることが多い。

そこで、本発明は、上記の課題を解消するため、所定の折り位置で用紙に適切なたわみを作り、折り誤差が少ない用紙加工装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、用紙を搬送するための第１の回転体対と第２の回転体対とが配置された用紙搬送路と、第１の回転体対および第２回転体対との間に位置する分岐部を介して用紙搬送路から分岐する分岐路と、用紙搬送路を搬送される用紙を引き込む、分岐路に設けられた引込回転体対とを備えるとともに、第１の回転体対と第２の回転体対とを制御し、分岐部に沿うたわみを用紙に生成する制御部と、分岐部の側面に設けられた、分岐部を狭めることにより生成されたたわみを調整するたわみ調整部とを備え、引込回転体対は、調整されたたわみを引き込むことにより用紙を加工することを特徴とする用紙加工装置である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の用紙加工装置において、用紙に画像を形成する画像形成部を備え、分岐路は、用紙を反転させ該用紙の両面に画像を形成させるための反転搬送路を兼ねることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の用紙加工装置において、たわみ調整部は、用紙に応じて分岐部を狭める度合いを変化させることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の用紙加工装置において、用紙搬送路を搬送される用紙の厚さを検知する検知部を備え、たわみ調整部は、検知部の検知結果に応じて分岐部を狭める度合いを変化させることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の用紙加工装置において、用紙搬送路における用紙の位置を取得する位置取得部を備え、制御部は、取得された用紙の位置に応じて第２の回転体対を停止させることによって用紙にたわみを生成することを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の用紙加工装置において、制御部は、取得された用紙の位置に応じて第２の回転体対を停止させ、さらに逆回転させることによって用紙にたわみを生成することを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の用紙加工装置において、引込回転体対は正逆回転可能に構成され、用紙の加工の程度に応じて用紙の引き込み時間を変化させるとともに、逆回転することで加工された用紙を排紙することを特徴とする。

所定の折り位置で用紙に適切なたわみを作り、折り誤差が少ない用紙加工装置を実現できる。

本発明の第一の実施の形態に係る用紙加工装置の機能構成を示す図である。 本発明の第一の実施の形態に係る用紙加工装置における制御部の構成例を示す図である。 本発明の第一の実施の形態の動作を示すフローチャートである。 本発明の第一の実施の形態に係る用紙加工を示す図である。 本発明の第二の実施の形態に係る用紙加工装置の機能構成を示す図である。 本発明の第二の実施の形態でたわみ規制ガイドをたわみの用紙後端側にのみ備えていることを示す図である。 本発明の第三の実施の形態に係る用紙加工装置の機能構成を示す図である。 従来の用紙加工装置の構成を示す図である。

図１は、本発明の第一の実施の形態に係る用紙加工装置１００の機能構成を示す図である。
本実施の形態に係る用紙加工装置は、第１の回転体対としての第１ローラ対１、第２の回転体対としての第２ローラ対２、引込回転体対としての第３ローラ対３、用紙搬送路としての第１用紙搬送路４、分岐路としての第２用紙搬送路５、たわみ調整部としてのたわみ規制ガイド６、そして第１用紙搬送路と第２用紙搬送路との分岐部としての、たわみ規制ガイド６を有するたわみ空間７、用紙検知センサ８、および検知部としての紙厚検知センサ９を備えている。さらに、第１ローラ対１、第２ローラ対２、たわみ規制ガイド６等の各構成を制御するための制御部２０（不図示）、ユーザからの指示を入力し、制御部２０に伝達するためのユーザインターフェース１０（不図示）を備えている。

第１ローラ対１、および第２ローラ対２は、いずれも第１用紙搬送路４において２つのローラが当接することにより構成される。

ここで、たわみ規制ガイド６の材質は、たわみの形状を規制できればいずれの材質を用いても構わない。例えば、プラスチックやゴムが挙げられ、特にゴムは摩擦係数が高いという点から用紙のたわみを規制するためには好ましい。たわみ規制ガイド６の位置および角度は、図示しないモータやバネ、あるいはユーザ調節によりＮ段階（Ｎ＝２以上）に調整可能な構成になっている。
また、本実施の形態では、たわみをより正確に調整するために、たわみ空間７におけるたわみの用紙先端側と用紙後端側の両側面にたわみ規制ガイド６が配置されている。しかし、どちらか一方だけであっても構わない。

また、用紙検知センサ８は、例えばフィラー型センサを用いることにより実現可能である。なお、用紙検知センサ８の位置は、第１ローラ対１より搬送方向上流側でも構わない。

紙厚検知センサ９は、搬送される用紙の厚さを検知するためのセンサである。紙厚検知センサ９は、例えば、ＬＥＤなどの発光素子とフォトダイオードなどの受光素子とを、発光素子から照射された光が用紙により遮られる位置に配置し、光の透過率から紙厚を検知する。なお、ユーザインターフェース１０を介してユーザから紙厚を指示入力させる構成を採用する場合には、紙厚検知センサ９は不要である。

図２は、用紙加工装置１００における制御部２０の構成例を示す図である。

中央制御部２１としてのＣＰＵは、インターフェース２２から入力される各種データやメモリ２６に記憶されているデータに基づいて、たわみ規制ガイド調整部２３、第１モータ２４、第２モータ２５およびタイマ２７を制御する。

インターフェース２２は、ユーザインターフェース１０を介してユーザからの紙厚や紙の長さの指示入力を受け取り、中央制御部２１に送信する。さらに、ユーザからの指示入力は、用紙種別（Ａ３、Ａ４、再生紙、上質紙等）でも可能である。

たわみ規制ガイド調整部２３は、紙厚検知センサ９が検知した紙厚、またはユーザインターフェース１０を介して指示入力された紙厚に応じて図１に図示したたわみ規制ガイド６の位置を調整する。

第１モータ２４は、図１に図示した第１ローラ対１に接続されている駆動用のモータであり、第２モータ２５は、図１に図示した第２ローラ対２に接続されているモータである。いずれのモータも、中央制御部２１の指示にしたがって駆動するモータである。第１モータ２４と第２モータ２５とは、用紙を挟持した状態で各ローラ対を構成する２つのローラを同じ回転速度で回転することにより、用紙を搬送する。特に、少なくとも第２ローラ対２に接続される第２モータ２５は、ステッピングモータであり、第２ローラ対２を時計回りと反時計回りとの両方向への回転および停止が可能なように駆動する。

用紙位置検知センサ２６は、図１に図示した用紙検知センサ８が第１用紙搬送路４を搬送される用紙の先端を検知したことを示す信号を、用紙検知センサ８から受け取り、中央制御部２１に送信する。中央制御部２１は、用紙位置検知センサ２６から受信した信号と、図１に図示した各ローラ対の回転量およびローラ半径とによって用紙の搬送量を把握できるようになっている。

メモリ２７としてのＲＯＭ、ＲＡＭは、各種のデータを記憶する。メモリ２７は、例えば、用紙種別（Ａ３、Ａ４、再生紙、上質紙等）に応じたサイズ、および厚さ、並びに用紙検知センサ８からたわみ空間７までの距離を記憶する。

タイマ２８は、図１に図示した用紙検知センサ８が用紙の先端を検知してからの時間を計時し、中央制御部２１に伝達する。

次に、図３のフロー図を用いて、用紙の中央を境にして、用紙を２つ折りするときの動作について説明する。

まず、紙厚検知センサ９により搬送する用紙の厚さを検知する（Ｓ３０１、Ｓ３０２）。
次に、たわみ規制ガイド調整部２３により紙厚に応じてたわみ規制ガイド６の位置を調整する（Ｓ３０３）。より具体的には、紙厚検知センサ９により検知された用紙の厚さが基準値より小さい場合には用紙がたわみやすいと考えられる。したがって、たわみをより鋭角に作成するために、たわみ空間７を狭める位置へとたわみ規制ガイド６の位置を移動させる（例えば図１の破線位置）。

そして、第１ローラ対１によって第１用紙搬送路４を搬送される用紙を、第２ローラ対２によってさらに搬送する（Ｓ３０４）。

用紙の長さをＬ、用紙検知センサ８からたわみ空間７までの距離をＳとすると、用紙検知センサ８が用紙先端を検知してから、距離(Ｌ÷２)＋Ｓ分用紙を搬送する（Ｓ３０５、Ｓ３０６）。ここで、用紙検知センサ８が用紙先端を検知してから、上記距離を搬送速度（＝角速度×ローラ半径）で除した時間だけタイマ２８が計時したことをもって、用紙の中央部がたわみ空間７まで搬送されたと判断する。

そうすることで、用紙の中央が第１用紙搬送路４と第２用紙搬送路５の分岐位置に到達する。このとき、第２モータ２５により第２ローラ対２を逆回転させると（Ｓ３０７）、用紙の先端側および後端側から押されるため、用紙にたわみが形成される。

以上の処理により用紙の中央にたわみが形成され、たわみ規制ガイド６により正確なたわみ形状が形成される。このとき、第３ローラ対３が用紙のたわみを引き込みながら圧接することで、用紙の中央位置で紙折りが行われる（Ｓ３０８）。
この際の様子を図４に示す。

次に、本発明の第二の実施の形態を説明する。図５は、本実施の形態の紙折り機能付き画像形成装置としての用紙加工装置の構成を示す図である。

本実施の形態の用紙加工装置は、画像形成部５０１と、用紙収納部５０２と、用紙排紙部５０３とを有している。用紙収納部５０２に収容されている用紙に画像形成部５０１で画像を形成して、用紙排紙部５０３へと排出するものである。用紙排紙部５０３において、上記の第一の実施の形態で示した紙折り機構を備えている。すなわち、上記の第一の実施の形態で示した用紙加工装置との主な相違点は、画像を形成するための機構である画像形成部５０１および用紙収納部５０２が追加された点である。

この用紙排紙部２０３は、上記の第一の実施の形態における第１ローラ対１に対応する第１の回転体対としての定着ローラ５１、上記の第一の実施の形態における第２ローラ対２に対応する第２の回転体対としての排紙ローラ５２、上記の第一の実施の形態における第３ローラ対３に対応する引込回転体対としての紙折りローラ５３、上記の第一の実施の形態における第１用紙搬送路４に対応する用紙搬送路としての第１用紙搬送路５４、上記の第一の実施の形態における第２用紙搬送路５に対応する反転搬送路としての両面搬送路５５、上記の第一の実施の形態におけるたわみ規制ガイド６に対応するたわみ調整部としてのたわみ規制ガイド５６、上記の第一の実施の形態におけるたわみ空間７に対応するたわみ空間５７、上記の第一の実施の形態における用紙検知センサ８に対応する排紙センサ５８、および上記第一の実施の形態における紙厚検知センサ９に対応する検知部としての紙厚検知センサ５９で構成されている。さらに、定着ローラ５１、排紙ローラ５２、たわみ規制ガイド５６等の各構成を制御するための制御部８０（不図示）、ユーザからの指示を入力し、制御部８０に指示を伝達するためのユーザインターフェース７０（不図示）を備えている。

本実施の形態の用紙加工装置は、両面印刷する機能を備えており、両面印刷時には用紙を両面搬送路に反転搬送（スイッチバック）させる。つまり、両面搬送路５５が紙折りのための第２用紙搬送路を兼ねているため、省スペースな紙折り機能付き画像形成装置としての用紙加工装置になる。また、本実施の形態では、第１用紙搬送路５４がたわみ空間５７のたわみ空間位置を基点に曲がっており、第１用紙搬送路５４自体が用紙先端側のたわみを支持する。

たわみ空間５７の大きさを変動させるためには、すくなくとも一方にたわみ規制ガイドがあればよいため、たわみ規制ガイド５６はたわみの用紙後端側にのみ備えている（図６参照）。
なお、上記の第一の実施の形態のように両方にたわみ規制ガイドを備える方がより適切な形状・大きさのたわみ空間を作ることができるが、たわみ規制ガイドを配置する空間やコストと紙折り精度はトレードオフの関係にあるため、重視する事項により構成を異ならせることができる。

また、排紙ローラ５２及び紙折りローラ５３は、正逆回転可能なステッピングモータに接続されている。

次に用紙先端を基準として折り位置を決定する場合の流れを示す。

まず、定着ローラ５１により用紙先端が排紙センサ５８で検出されるまで、用紙を第１排紙トレイ６０方向に搬送する。排紙ローラ５２も用紙を第１排紙トレイ６０方向に搬送する方向に回転させる。

排紙センサ５８が用紙先端を検出してから、タイマにより計時を開始し、所定時間経過後に排紙ローラ５２を停止させることで、用紙先端を規制する。

所定時間とは、用紙の長さをＬ、排紙センサ５８から第１用紙搬送路５４と両面搬送路５５の分岐位置までの距離をＳ、分岐位置から紙折りローラ５３のニップ部までの距離をＤとすると、排紙センサ５８が用紙先端を検知してから、距離(Ｌ÷２)＋Ｓ−Ｄ分用紙を搬送する時間である。分岐位置から紙折りローラ５３のニップ部までの距離分、上記の第一の実施の形態よりも早く停止するのは、本実施の形態では用紙後端側から押されることだけによりたわみが作成されることを考慮するためである。

以後は上記の第一の実施の形態で示したものと同じである。

なお、排紙センサ５８の位置を定着ローラ５１よりも用紙収納部５０２側に配置して、用紙後端部を基準として折り位置を決定しても良い。

用紙のたわみを紙折りローラ５３が引き込んで用紙を折った後、第１排紙トレイ６０に用紙を搬送する方向に排紙ローラ５２および紙折りローラ５３を回転させることで、用紙が第１排紙トレイ６０に排紙される。第１排紙トレイ６０に用紙を搬送する方向に排紙ローラ５２および紙折りローラ５３を回転させるタイミングにより、用紙に折り目のみ付いた状態で第１排紙トレイ６０に排紙することも、用紙が折られた状態で第１排紙トレイ６０に排紙することも可能である。
つまり、紙折りローラ５３が用紙を折ってから用紙の後端がたわみ空間５７に到達するまでの間に、第１排紙トレイ６０に用紙を搬送する方向に排紙ローラ５２および紙折りローラ５３を回転させることで、用紙に折り目のみが付いた状態で排紙される。用紙の後端がたわみ空間５７に到達した以降に第１排紙トレイ６０に用紙を搬送する方向に排紙ローラ５２および紙折りローラ５３を回転させると、用紙の先端と後端が合わさった状態で第１排紙トレイ６０に搬送されるため、用紙は折られた状態で排紙される。

折り目のみが付いた状態で排紙する際、定着ローラ５１が用紙を挟持している場合には、用紙に対する負荷を少なくするために、排紙ローラ５２の搬送速度は定着ローラ５１の搬送速度よりも速い方が好ましい。また、排紙ローラ５２が用紙を挟持している場合には、紙折りローラ５３は離間する形でも構わない。

次に、本発明の第三の実施の形態を説明する。図７は、本実施の形態の紙折り機能付き画像形成装置としての用紙加工装置の構成を示す図である。

図３は、上記の第二の実施の形態で示した用紙加工装置の両面搬送路５５の排紙先を、第２排紙トレイ７０としたものである。

用紙のたわみを紙折りローラ５３が引き込んで用紙を折った後、そのまま第２排紙トレイ７０に用紙を搬送する。紙折りローラ５３は第２排紙トレイ７０に搬送する方向に回転すればよく、逆回転や離間する機構を備えていなくても良い。

なお、上述する各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更実施が可能である。用紙加工装置は、複写機、プリンタなどにも適用可能である。

１ 第１ローラ対
２ 第２ローラ対
３ 第３ローラ対
４ 第１用紙搬送路
５ 第２用紙搬送路
６ たわみ規制ガイド
７ たわみ空間
８ 用紙検知センサ
９ 紙厚検知センサ
１００ 用紙加工装置

特開２００６−２１３４７３号公報 特開２００３−１１８９３２号公報 特開２００６−７６７７７号公報

Claims (7)

1. 用紙を搬送するための第１の回転体対と第２の回転体対とが配置された用紙搬送路と、
   前記第１の回転体対および前記第２回転体対との間に位置する分岐部を介して前記用紙搬送路から分岐する分岐路と、
   前記用紙搬送路を搬送される用紙を引き込む、前記分岐路に設けられた引込回転体対と、
   を備えるとともに、
   前記第１の回転体対と前記第２の回転体対とを制御し、前記分岐部に沿うたわみを用紙に生成する制御部と、
   前記分岐部の側面に設けられた、前記分岐部を狭めることにより生成された前記たわみを調整するたわみ調整部とを備え、
   前記引込回転体対は、調整された前記たわみを引き込むことにより用紙を加工することを特徴とする用紙加工装置。
2. 用紙に画像を形成する画像形成部を備え、
   前記分岐路は、用紙を反転させ該用紙の両面に画像を形成させるための反転搬送路を兼ねることを特徴とする請求項１記載の用紙加工装置。
3. 前記たわみ調整部は、用紙に応じて前記分岐部を狭める度合いを変化させることを特徴とする請求項１または２に記載の用紙加工装置。
4. 前記用紙搬送路を搬送される用紙の厚さを検知する検知部を備え、
   前記たわみ調整部は、前記検知部の検知結果に応じて前記分岐部を狭める度合いを変化させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の用紙加工装置。
5. 前記用紙搬送路における用紙の位置を取得する位置取得部を備え、
   前記制御部は、取得された用紙の位置に応じて前記第２の回転体対を停止させることによって用紙にたわみを生成することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の用紙加工装置。
6. 前記制御部は、取得された用紙の位置に応じて前記第２の回転体対を停止させ、さらに逆回転させることによって用紙にたわみを生成することを特徴とする請求項５記載の用紙加工装置。
7. 前記引込回転体対は正逆回転可能に構成され、用紙の加工の程度に応じて用紙の引き込み時間を変化させるとともに、逆回転することで加工された用紙を排紙することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の用紙加工装置。

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