JP3744215B2

JP3744215B2 - Paper alignment device

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Publication number: JP3744215B2
Application number: JP22252398A
Authority: JP
Inventors: 智原田; 剛近藤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1997-11-13
Filing date: 1998-08-06
Publication date: 2006-02-08
Anticipated expiration: 2018-08-06
Also published as: JPH11199100A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機等の画像形成装置における用紙整合装置に関し、特に搬送中の用紙のスキュー（ｓｋｅｗ；斜行）や搬送方向と交わる方向における位置ずれなどを補正するための用紙整合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置において、搬送中の用紙が斜行したり、あるいは搬送方向と交わる方向において位置ずれを生じた場合には、用紙に対して画像がずれた状態で形成されてしまうことになる。特に、両面コピー機能を持つ複写機等においては、第１面に画像を形成した後、反転装置で用紙を反転してから第２面に画像を形成するため、搬送中の用紙が斜行したり、あるいは搬送方向と交わる方向における位置ずれがあると、第１面と第２面の画像がずれてしまうことになる。
【０００３】
このため、搬送中の用紙のスキューや、搬送方向と交わる方向における位置ずれ、即ちサイドレジストレーション（以下、サイドレジと略称する）などを修正するための用紙整合装置が用いられる。この用紙整合装置として、従来種々提案されており、その代表的なものを以下に挙げる。
【０００４】
その従来装置の１つとして、用紙の搬送路中に搬送方向と交わる方向において異なる位置に一対のストッパーを進退自在に設け、搬送中の用紙の先端をこの一対のストッパーに突き当てることによってリードスキューを矯正し、その後一対のストッパーを搬送路から退避させて用紙を引き続き搬送させる構成のものが知られている（例えば、特開昭６３‐２２５０５２号公報参照）。
【０００５】
また、他の従来装置として、用紙の搬送中に搬送方向と交わる方向において異なる位置に一対の用紙検知センサを設け、この一対の用紙検知センサを用紙の先端が通過する時間差からスキュー量を算出し、そのスキュー量に基づいて搬送方向と交わる方向に離間して設けられた２つの搬送ローラの回転速度を独立に制御することによってリードスキューを矯正する構成のものが知られている（例えば、特公平３‐５３２１９号公報参照）。
【０００６】
さらに他の従来装置として、用紙の搬送路の一方側に搬送方向に沿って基準壁を設けるとともに、用紙の搬送路中に斜行ローラを配置し、この斜行ローラによって搬送中の用紙を基準壁方向へ寄せ、用紙のサイドエッジを基準壁に突き当ててサイドスキューを矯正すると同時にサイドレジを合わせる構成のものが知られている（例えば、特開昭５７‐９０３４４号公報参照）。
【０００７】
さらに他の従来装置として、用紙を搬送する搬送ローラをその軸方向に移動可能に設けるとともに、その搬送ローラの近傍のサイドレジの基準位置に用紙のサイドエッジを検知する用紙検知センサを配置し、この用紙検知センサによって搬送中の用紙のサイドエッジが基準位置にあるか否かを検知し、その検知結果に基づいて搬送ローラを軸方向へ移動させることによってサイドレジを合わせる構成のものが知られている（例えば、特開昭５９‐４５５２号公報参照）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭６３‐２２５０５２号公報に開示の従来装置では、用紙の先端をストッパーに突き当てる構成を採っているので、用紙のリードスキューについては矯正できるものの、サイドレジを合わせることはできなく、しかも用紙をストッパーに突き当てる際に衝突音が発生するとともに、用紙が一旦停止することになるため生産性が悪い。
【０００９】
さらに、矯正可能な入力スキューの範囲が狭く、しかも一般的に用紙の先辺と後辺の平行度がゼロでないことから、両面コピー機能を持つ複写機などの場合には、反転装置によって用紙を反転した際に用紙の先辺と後辺が入れ替わってしまうため、用紙の先端をストッパーに突き当ててスキュー補正を行うと、第１面と第２面の画像がずれてしまう。
【００１０】
特公平３‐５３２１９号公報に開示の従来装置では、上記の従来装置の場合と同様に、用紙の先端を基準にスキュー補正を行う構成を採っているので、サイドレジを合わせることができないとともに、両面コピーの際に第１面と第２面の画像がずれてしまう。さらに、用紙の先端が一対の用紙検知センサを通過する時間差からスキュー量を算出し、そのスキュー量から搬送ローラの速度プロファイルを計算する必要があることから、その計算を行うための演算手段が必要となり高価であり、しかも搬送ローラが磨耗するとその分だけスキューが悪くなる。
【００１１】
特開昭５７‐９０３４４号公報に開示の従来装置では、斜行ローラの搬送力によって用紙を基準壁に突き当ててサイドレジを合わせる構成を採っているので、その搬送力が強すぎると用紙の紙厚が薄い場合に用紙が座屈したり、逆に搬送力が弱すぎると用紙の紙厚が厚い場合に用紙を基準壁まで搬送できなかったりし、適用できる紙質の範囲が狭い。さらに、斜行ローラが摩耗し易いとともに、サイドレジ精度が紙質によってばらつくことになる。
【００１２】
特開昭５９‐４５５２号公報に開示の従来装置では、搬送中の用紙を単に横方向（搬送方向と直交する方向）に平行移動させることによって用紙のサイドエッジを基準位置に合わせる構成を採っているので、スキューを矯正することはできなく、その効果を発揮できるのはスキューが無い状態で搬送されている用紙に対してのみである。
【００１３】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、用紙の紙質に関係なくスキューおよびサイドレジを同時にかつ確実に矯正でき、しかも両面コピーなどの場合であっても第１面と第２面の画像にずれを生じさせることのない用紙整合装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明による用紙整合装置は、用紙の搬送方向において異なる位置に設けられ、用紙に対してそれぞれ搬送力を付与する第１，第２の用紙搬送手段と、前記第１，第２の用紙搬送手段をそれぞれ搬送方向と交わる方向に移動させることで用紙の位置を補正する用紙位置補正手段と、前記第１，第２の用紙搬送手段による搬送中の用紙の側端を検知する用紙側端検知手段と、前記用紙側端検知手段の検知結果に基づいて前記用紙位置補正手段による前記第１，第２の用紙搬送手段の移動方向を制御して用紙整合を行うとともに、その用紙整合の開始時には前記第１，第２の用紙搬送手段を高速移動させ、この高速移動によって前記用紙の側端を前記用紙側端検知手段が検知した後は前記第１，第２の用紙搬送手段を低速移動させる制御手段とを備えた構成を採用している。
【００１５】
上記構成の用紙整合装置においては、第１，第２の用紙搬送手段によって搬送中の用紙が斜行した場合、その側端が用紙側端検知手段によって検知される。制御手段は、用紙側端検知手段の検知結果に基づいて用紙位置補正手段を駆動し、第１，第２の用紙搬送手段の移動方向を制御する。このとき、第１，第２の用紙搬送手段の移動方向に応じて搬送中の用紙が回転又は平行移動し、これによって用紙のスキューおよびサイドレジの矯正が同時に行われる。また制御手段は、用紙整合時には第１，第２の用紙搬送手段を高速移動させるため、実際に搬送されてきた用紙の側端が用紙側端検知手段の検知位置（以下、基準位置）から大きくずれていた場合でも、そのずれ分が短時間で補正される。さらに制御手段は、記第１，第２の用紙搬送手段の高速移動によって用紙の側端を用紙側端検知手段が検知した後は第１，第２の用紙搬送手段を低速移動させるため、基準位置を境に用紙の側端を往復動させる場合に、その往復動の振幅が小さくなる。
【００１６】
本発明による他の用紙整合装置は、用紙の搬送方向において異なる位置に設けられ、用紙に対してそれぞれ搬送力を付与する第１，第２の用紙搬送手段と、前記第１，第２の用紙搬送手段をそれぞれ搬送方向と交わる方向に移動させることで用紙の位置を補正する用紙位置補正手段と、前記第１，第２の用紙搬送手段による搬送中の用紙の側端を検知する用紙側端検知手段と、前記用紙側端検知手段の検知結果に基づいて前記用紙位置補正手段による前記第１，第２の用紙搬送手段の移動方向を制御して用紙整合を行う制御手段と、前記第１，第２の用紙搬送手段をそれぞれ搬送方向と交わる方向に付勢する付勢手段とを備え、第１，第２の用紙搬送手段は、それぞれ搬送方向と交わる方向に沿って固定状態で設けられた回転支軸上に回転かつ移動自在に支持されるとともに、回転支軸に対する回転摺動部と移動摺動部とが同一部で構成されたものである。
【００１７】
上記構成の他の用紙整合装置においては、第１，第２の用紙搬送手段によって搬送中の用紙が斜行した場合、その側端が用紙側端検知手段によって検知される。制御手段は、用紙側端検知手段の検知結果に基づいて用紙位置補正手段を駆動し、第１，第２の用紙搬送手段の移動方向を制御する。このとき、第１，第２の用紙搬送手段の移動方向に応じて搬送中の用紙が回転又は平行移動し、これによって用紙のスキューおよびサイドレジの矯正が同時に行われる。また、第１，第２の用紙搬送手段をそれぞれ搬送方向と交わる方向に付勢しておけば、用紙位置補正手段の駆動系にギヤを用いた場合でも、バックラッシュによる動作の遅れが生じなくなる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明が適用される用紙整合装置の概略構成図である。
【００１９】
図１においては、搬送ローラ１ａ，１ｂが用紙２の搬送方向（図の矢印方向）において異なる位置に設けられている。搬送ローラ１ａ，１ｂは、回転軸３ａ，３ｂの一端にそれぞれ固定されている。回転軸３ａ，３ｂは、その中間部においてフレーム４ａ，４ｂに対して回転自在にかつその軸方向、即ち搬送方向と交わる方向に移動可能に軸受５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂによって保持されている。
【００２０】
回転軸３ａ，３ｂのフレーム４ａ，４ｂ間の部位には、駆動ギヤ７ａ，７ｂが取り付けられている。また、駆動ギヤ７ａ，７ｂの中間位置には、これら駆動ギヤ７ａ，７ｂの各々に噛合した状態で中間ギヤ８が設けられている。この中間ギヤ８は、フレーム４ｂに固定された回転駆動モータ９の回転軸９ａに取り付けられている。回転駆動モータ９としては、サーボモータやステッピングモータなどが用いられる。
【００２１】
回転駆動モータ９は、搬送ローラ１ａ，１ｂを回転駆動する駆動源となる。すなわち、回転駆動モータ９によって中間ギヤ８が回転駆動され、その回転力が駆動ギヤ７ａ，７ｂに同じ回転方向の回転力として伝達され、さらに回転軸３ａ，３ｂを介して搬送ローラ１ａ，１ｂに用紙２の搬送力として伝達される。以上の回転軸３ａ，３ｂ、駆動ギヤ７ａ，７ｂ、中間ギヤ８、回転駆動モータ９およびその周辺部品を駆動系とした搬送ローラ１ａ，１ｂにより、用紙２に対してそれぞれ搬送力を付与する第１，第２の用紙搬送手段が構成されている。
【００２２】
回転軸３ａ，３ｂの他端には、軸方向に溝が切られたラック１０ａ，１０ｂが取り付けられている。これらのラック１０ａ，１０ｂには、移動駆動モータ１１ａ，１１ｂの各回転軸に取り付けられたピニオン１２ａ，１２ｂが噛合している。移動駆動モータ１１ａ，１１ｂとしては、ステッピングモータやＤＣモータなどが用いられる。
【００２３】
移動駆動モータ１１ａ，１１ｂは、搬送ローラ１ａ，１ｂを搬送方向と交わる方向（図の左右方向）に移動させる駆動源となる。すなわち、移動駆動モータ１１ａ，１１ｂによってピニオン１２ａ，１２ｂが回転駆動され、その回転運動がラック１０ａ，１０ｂを介して回転軸３ａ，３ｂに直線運動として伝達されることで、回転軸３ａ，３ｂの各一端に固定された搬送ローラ１ａ，１ｂが搬送方向と交わる方向に移動する。このとき、搬送ローラ１ａ，１ｂの移動方向は、移動駆動モータ１１ａ，１１ｂの回転方向に対応したものとなる。
【００２４】
以上の回転軸３ａ，３ｂ、ラック１０ａ，１０ｂ、移動駆動モータ１１ａ，１１ｂ、ピニオン１２ａ，１２ｂおよびその周辺部品により、搬送ローラ１ａ，１ｂをそれぞれ搬送方向と交わる方向（図の左右方向）に移動させることで用紙２の位置を補正する用紙位置補正手段が構成されている。すなわち、搬送ローラ１ａ，１ｂの一方のみを移動させるときや互いの移動方向を異にするときは、用紙２を回転させるように機能し、搬送ローラ１ａ，１ｂを共に同じ方向に移動させるときは、搬送方向と交わる方向に用紙２を平行移動させるように機能することで、用紙２の位置を補正する。
【００２５】
因みに、搬送ローラ１ａ，１ｂはそれぞれ図示せぬピンチローラと対をなし、搬送ローラ１ａ，１ｂとピンチローラとの間に用紙２を把持しつつ搬送するように構成されている。ピンチローラは、用紙２の回転動作や移動動作を容易にするために、搬送ローラ１ａ，１ｂに連動して軸方向に移動可能な構成が採られる。ただし、必ずしも軸方向に移動自在な構成である必要はなく、軸方向において固定とした構成を採る場合には、用紙２が滑りやすいような材質のローラ、例えばプラスチック製のローラをピンチローラとして用いれば良い。
【００２６】
搬送ローラ１ａ，１ｂの図の左側には、搬送方向において異なる位置、例えば搬送ローラ１ａ，１ｂの近傍の位置に２つの用紙検知センサ１３ａ，１３ｂが、用紙２の側端を検知する用紙側端検知手段として設けられている。これらの用紙検知センサ１３ａ，１３ｂの配設位置が用紙側端基準位置となる。用紙検知センサ１３ａ，１３ｂとしては、発光素子と受光素子との組み合わせからなる光学センサなどが用いられる。
【００２７】
また、用紙２の搬送路中には、用紙２の先端／後端が搬送ローラ１ｂの位置を通過したことを検知する用紙パスセンサ１４が設けられている。この用紙パスセンサ１４としては、用紙検知センサ１３ａ，１３ｂと同様に、発光素子と受光素子との組み合わせからなる光学センサなどが用いられる。
【００２８】
用紙検知センサ１３ａ，１３ｂの各検知出力は制御回路１５ａ，１５ｂにそれぞれ供給される。また、用紙パスセンサ１４の検知出力はシステムコントローラ１６に供給される。システムコントローラ１６は、制御回路１５ａ，１５ｂに対して用紙整合の開始／終了を指令する指令信号を与える。
【００２９】
制御回路１５ａ，１５ｂは、システムコントローラ１６から整合開始の指令信号が与えられると、用紙検知センサ１３ａ，１３ｂの検知結果に基づいて移動駆動モータ１１ａ，１１ｂの回転方向、即ち搬送ローラ１ａ，１ｂの移動方向の制御を行う。これらの制御回路１５ａ，１５ｂの具体的な制御ロジックを図２に示す。
【００３０】
図２において、用紙検知センサ１３ａが用紙２の側端を検知しないとき、つまり用紙無し（ｃａｓｅ１）のときは、この用紙検知センサ１３ａの検知出力を受けて制御回路１５ａは移動駆動モータ１１ａを図のｃｃｗ（反時計回り）方向に回転駆動する。
これにより、搬送ローラ１ａは回転軸３ａと一緒に図の左方向に移動し、用紙２を用紙検知センサ１３ａがその側端を検知する位置まで移動させる。
【００３１】
用紙検知センサ１３ａが用紙２の側端を検知したとき、つまり用紙有り（ｃａｓｅ２）のときは、この用紙検知センサ１３ａの検知出力を受けて制御回路１５ａは移動駆動モータ１１ａを図のｃｗ（時計回り）方向に回転駆動する。
これにより、搬送ローラ１ａは回転軸３ａと一緒に図の右方向に移動し、用紙２を用紙検知センサ１３ａがその側端を検知しない位置まで移動させる。
【００３２】
用紙検知センサ１３ｂが用紙２の側端を検知しないとき、つまり用紙無し（ｃａｓｅ１）のときは、この用紙検知センサ１３ｂの検知出力を受けて制御回路１５ｂは移動駆動モータ１１ｂを図のｃｃｗ方向に回転駆動する。
これにより、搬送ローラ１ｂは回転軸３ｂと一緒に図の左方向に移動し、用紙２を用紙検知センサ１３ｂがその側端を検知する位置まで移動させる。
【００３３】
用紙検知センサ１３ｂが用紙２の側端を検知したとき、つまり用紙有り（ｃａｓｅ２）のときは、この用紙検知センサ１３ｂの検知出力を受けて制御回路１５ｂは移動駆動モータ１１ｂを図のｃｗ方向に回転駆動する。
これにより、搬送ローラ１ｂは回転軸３ｂと一緒に図の右方向に移動し、用紙２を用紙検知センサ１３ｂがその側端を検知しない位置まで移動させる。
【００３４】
このように本実施形態の用紙整合装置においては、回転駆動モータ９を駆動源とする搬送ローラ１ａ，１ｂを搬送方向において異なる位置に設け、これらの搬送ローラ１ａ，１ｂを移動駆動モータ１１ａ，１１ｂを駆動源とする用紙位置補正手段によって搬送方向と交わる方向に移動可能にするとともに、用紙側端基準位置上に用紙検知センサ１３ａ，１３ｂを設け、用紙検知センサ１３ａ（１３ｂ）が用紙２の側端を検知していないときは、当該センサに対応する搬送ローラ１ａ（１ｂ）を用紙側端基準位置に近づく方向に、また用紙２の側端を検知しているときは、離れる方向に移動させるように移動駆動モータ１１ａ，１１ｂを制御するようにしている。
【００３５】
これにより、搬送中の用紙２の側端は、用紙検知センサ１３ａ，１３ｂで検知される基準位置、即ち用紙検知センサ１３ａ，１３ｂの検知ポイントを結んだライン上（図１では一線鎖線で示す）を境にして図３に示すように往復動しながら収束し、所望の基準位置へと合わせ込まれるため、搬送中の用紙２のスキューおよびサイドレジを共に矯正できる。
【００３６】
特に、搬送ローラ１ａ，１ｂの双方を搬送方向と交わる方向において移動可能とし、搬送中の用紙２を図の時計回りおよび反時計回りの両方向に回転可能な構成としたことで、用紙２のスキューおよびサイドレジの矯正動作を素早く行うことができる。また、搬送ローラ１ａ，１ｂを同時に同じ方向に移動させることで、搬送中の用紙２を平行移動させることができるので、用紙側端基準位置から極端に離れた状態で用紙２が搬送されてきた場合には、この機能を使って用紙２を用紙側端基準位置まで平行移動させることにより、スキューおよびサイドレジの矯正動作に素早く移行できる。
【００３７】
ところで、搬送ローラ１ａ，１ｂにより搬送されかつ移動駆動モータ１１ａ，１１ｂの駆動に伴う搬送ローラ１ａ，１ｂの移動によって基準位置に合わせ込まれた用紙２は、その後、搬送ローラ１ｂよりも搬送方向下流側に配設された搬送ローラ１７（図１参照）に受け渡される。その際、用紙２の側端は前述のように基準位置を境に往復動しながら収束し、基準位置へと合わせ込まれていく。
したがって、用紙２の側端をより高精度に基準位置に合わせ込むには、用紙側端の往復動の時間周期を短縮して、用紙２の先端が下流側の搬送ローラ１７に到達するまでの間に、用紙側端を出来るだけ多く往復動させること、さらにその往復動の振幅を出来るだけ小さくすることが重要となる。
【００３８】
ここで、基準位置を境にした用紙側端の往復動の様子を図４に示す。
図４においては、縦軸に往復動の振幅をとり、横軸に時間をとっている。
図示のように、用紙整合中における用紙側端の往復動では、移動駆動モータ１１ａ，１１ｂにステッピングモータを用いた場合、用紙検知センサ１３ａ，１３ｂの検知出力（ＯＮ／ＯＦＦ）が切り替わるセンサ検知幅Ｗに対し、これを超えた領域で少なくとも１ステップ（パルス）分の移動量Ｊが発生する。
ところが実際には、上記移動量Ｊ分を超えた用紙のオーバーランＲが発生し、このオーバーランＲによって用紙側端の往復動の振幅が大きくなり、それ以上用紙の整合精度を高めることができなくなる。この原因の主なものとしては、搬送ローラ１ａ，１ｂの移動速度、駆動系のバックラッシュ、搬送ローラ１ａ，１ｂを含む移動部品の質量（慣性）がある。
【００３９】
また、移動駆動モータ１１ａ，１１ｂの回転方向（正転／逆転）が切り替わる際にも、上記駆動系のバックラッシュがあるために、移動駆動モータ１１ａ，１１ｂの回転方向が切り替わってから搬送ローラ１ａ，１ｂの移動方向が切り替わるまでにＴ時間分のタイムラグが生じる。このタイムラグ（時間Ｔ）によって用紙側端の往復動の時間周期は長くなるため、それに伴って用紙側端を基準位置への収束させる際の収束時間が長くなってしまう。
【００４０】
これに対して、移動駆動モータ１１ａ，１１ｂにステッピングモータを用いた場合の、用紙側端の往復動作としては、図５に示すように、センサ検知幅Ｗからステッピングモータの１ステップ分の移動量Ｊを超えた範囲内で振幅動作することが理想的である。
【００４１】
そこで、搬送ローラ１ａ，１ｂの移動速度を高速にした場合（高速動作時）と低速にした場合（低速動作時）とで、それぞれの用紙側端の往復動の様子を調べたところ、図６に示すように、高速動作時の往復動（実線）に比較して低速動作時の往復動（破線）の方が振幅が小さくなるという結果が得られた。
ところが、搬送ローラ１ａ，１ｂの移動速度を低速にすると、用紙２の側端が基準位置から大きく離れた状態で、搬送ローラ１ａ，１ｂへと用紙２が受け渡された場合に、その用紙側端を基準位置まで移動させる最初の整合動作に多くの時間を要し、結果的に用紙位置の補正範囲（許容ずれ量）が小さくなって補正能力の低下を招いてしまう。
【００４２】
また、用紙側端を確実に基準位置へと収束させるには、用紙整合動作が許容される用紙搬送路の長さ（例えば、図１の搬送ロール１ｂから搬送ロール１７までの長さ）を十分に長く確保して、用紙側端の往復動の実行回数を増やすことも考えられるが、そうした場合は整合処理時間の増大とともに整合装置の大型化を招いてしまうため、得策とは言えない。
【００４３】
こうした点に鑑みて本実施形態においては、先ず、上記オーバーラン対策の有効手段として、図７に示すような制御系を採用することとした。
【００４４】
なお、搬送ローラ１ａ，１ｂを制御する制御回路１５ａ，１５ｂはそれぞれ共通のシステムコントローラ１６に接続され、このシステムコントローラ１６と制御回路１５ａ，１５ｂ間の信号のやり取りは同様に行われるため、ここでは搬送ローラ１ａの移動動作を制御する制御回路１５ａと、これに対応する用紙検知センサ１３ａおよびステッピングモータ（移動駆動モータ）１１ａの関係についてのみ説明する。
【００４５】
図７に示す制御系の構成において、システムコントローラ１６には、用紙パスセンサ１４から用紙通過検知信号Ｓ１が与えられ、この用紙通過検知信号Ｓ１に基づいてシステムコントローラ１６から制御回路１５ａに整合開始／終了指令信号Ｓ２が与えられる。また、制御回路１５ａには、用紙検知センサ１３ａから用紙検知信号Ｓ３が与えられ、この用紙検知信号Ｓ３に基づいて制御回路１５ａからシステムコントローラ１６にパルス切り替え信号Ｓ４が与えられる。これに対して、システムコントローラ１６から制御回路１５ａへはモータ駆動用のパルスＳ５が与えられ、このパルスＳ５が制御回路１５ａからのパルス切り替え信号Ｓ４に応じて高速用と低速用に切り替えられるようになっている。さらに、制御回路１５ａからステッピングモータ１１ａへは、そのモータを起動／停止させるためのモータオン／オフ信号Ｓ６が与えられる。
【００４６】
続いて、上記構成の制御系によるステッピングモータ（移動駆動モータ）１１ａの駆動制御動作につき、図８のタイミングチャートを用いて説明する。
【００４７】
先ず、システムコントローラ１６は、用紙パスセンサ１４から“Ｈ”レベルの通過検知信号Ｓ１が入力されると、所定時間ｔ１後に“Ｈ”レベルの整合開始指令信号Ｓ２を出力するとともに、高速動作に対応した高速用のパルスＳ５を出力する。このとき、制御回路１５ａは、システムコントローラ１６からの“Ｈ”レベルの整合開始指令信号Ｓ２を受けて、“Ｈ”レベルのモータオン信号Ｓ６を出力する。
これにより、システムコントローラ１６からの整合開始指令信号Ｓ２をトリガとしてステッピングモータ１１ａが起動するとともに、システムコントローラ１６から供給される高速用のパルスＳ５により回転駆動し、これに連動した搬送ローラ１ａの高速移動によって用紙整合が開始される。
【００４８】
こうして搬送ローラ１ａの高速移動により用紙整合が開始されたのち、用紙検知センサ１３ａが用紙２の側端を検知した時点、即ち用紙検知センサ１３ａからの用紙検知信号Ｓ３が“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルまたは“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに切り替わった時点で、制御回路１５ａから“Ｈ”レベルのパルス切り替え信号Ｓ４が出力される。すると、その“Ｈ”レベルのパルス切り替え信号Ｓ４を受けてシステムコントローラ１６は、それまでの高速用のパルスＳ５を低速用のパルスＳ５に切り替えて制御回路１５ａに供給する。
これにより、ステッピングモータ１１ａは、システムコントローラ１６から供給される低速用のパルスＳ５により回転駆動するため、搬送ローラ１ａの移動動作が高速動作から低速動作に切り替わる。
【００４９】
以降、用紙の整合動作は、搬送ローラ１ａの低速動作によって行われる。そして、この用紙整合中においても、先の図２に示した制御ロジックに従ってステッピングモータ１１ａの回転方向が制御される。
【００５０】
その後、システムコントローラ１６は、整合開始から所定時間ｔ３が経過すると、“Ｌ”レベルの整合終了指令信号Ｓ２を出力するとともに、低速用のパルスＳ５の供給を停止する。このとき、制御回路１５ａは、システムコントローラ１６からの“Ｌ”レベルの整合終了指令信号Ｓ２を受けて、“Ｌ”レベルのモータオフ信号Ｓ６を出力する。
これにより、システムコントローラ１６からの整合終了指令信号Ｓ２をトリガとしてステッピングモータ１１ａが停止状態となり、用紙のレジ合わせ（用紙整合）が終了する。
【００５１】
以降、レジ合わせを終えた用紙２の後端が用紙パスセンサ１４を通過することで当該センサからの用紙通過信号Ｓ１が“Ｌ”レベルとなり、その後、後続の用紙２の先端が用紙パスセンサ１４を通過して当該センサの用紙通過信号Ｓ１が再び“Ｈ”レベルになると、上記同様の駆動制御動作が繰り返される。
【００５２】
因みに、上記所定時間ｔ３の間に制御回路１５ａから“Ｈ”レベルのパルス切り替え信号Ｓ４が出力されなかった場合、システムコントローラ１６は、搬送されてきた用紙２の位置ずれ量が最大許容ずれ量（補正可能な用紙の位置ずれ量）を超えていると判断し、直ちに装置全体の駆動を停止して異常発生の表示処理を行う。
これにより、複写機やプリンタにあっては、ミスコピーやミスプリントを未然に防止することができる。
【００５３】
以上の制御構成によれば、用紙整合時においては、先ずシステムコントローラ１６から高速用のパルスＳ５を供給することにより、搬送ローラ１ａを高速移動させるようにしたので、実際に搬送されてきた用紙２の側端が基準位置から大きくずれていた場合でも、そのずれ分を搬送ローラ１ａの高速移動によって短時間で補正することができる。また、その高速移動によって用紙２の側端を用紙検知センサ１３ａが検知した後は、制御回路１５ａからのパルス切り替え信号Ｓ４を受けてシステムコントローラ１６から低速用のパルスＳ５を供給することにより、搬送ローラ１ｂを低速移動させるようにしたので、用紙側端の往復動の振幅を小さくすることができる。
これにより、用紙位置の補正範囲（許容ずれ量）を小さくすることなく、センサ検知幅からの用紙側端のオーバーラン分を最小限に抑えて、用紙整合精度を高めることができる。
【００５４】
なお、上記制御系による駆動制御動作では、用紙整合を開始して一番最初に用紙検知センサ１３ａの検知出力が変化した時点で、システムコントローラ１６からのパルスＳ５を高速用から低速用に切り替えるようにしたが、これ以外にも以下のような方法を採ることができる。
【００５５】
即ち、用紙整合を開始してから用紙検知センサ１３ａの検知出力が変化するまでの最大所要時間は、用紙の最大許容ずれ量と高速動作時の搬送ローラ１ａの移動速度との関係から求めることができる。具体的には、基準位置からの用紙の最大許容ずれ量がＡ／２（ｍｍ）で、搬送ローラ１ａの移動速度がＹ（ｍｍ／ｓｅｃ）であったとすると、上記最大所要時間（ｔ２）は以下の式で求まる。
ｔ２＝Ａ／２Ｙ
【００５６】
このことから、図９に示すように、システムコントローラ１６から“Ｈ”レベルの整合開始指令信号Ｓ２を出力してから上記最大所要時間ｔ２が経過した時点で、システムコントローラ１６からのパルスＳ５を高速用から低速用に切り替えるようにしても、先ほどの場合と同様に用紙２の側端を用紙検知センサ１３ａが検知した後に、搬送ローラ１ａの移動動作を高速から低速に切り替えることができる。
【００５７】
また、搬送ローラ１ａの移動速度を切り替える手段としても、先述したパルスの変更以外に、例えばステッピングモータ１１ａの励磁モードを高速動作時は２相励磁、低速動作時は１−２相励磁とすることにより、上記同様に高速から低速に切り替えることが可能となる。さらに、より細かなステップ駆動制御を実現するモータ制御回路（例えば、三洋電機株式会社製のステッピングモータ用ドライバＩＣ：ＳＴＫ６７２−０４０等）を用いることで、Ｗ１−２相励磁、２Ｗ１−２相励磁、４Ｗ１−２相励磁を選択できるようになるため、高速／低速の速度比を大きくとることが可能となる。また、このような切り替え方式を採用することで、システムコントローラ１６からは一定のパルスを出力するだけで済むようになるため、システムコントローラ１６のＣＰＵの負荷が軽減されるという効果も期待できる。
【００５８】
図１０は、ローラ移動の駆動源となる移動駆動モータにＤＣモータを採用した場合の制御系の構成を示す図である。
この制御系の構成においては、ＤＣモータ（移動駆動モータ）１１ａに駆動電圧を供給するための電源ユニット１８が設けられている。この電源ユニット１８には、高速移動用電源と低速移動用電源とが設けられ、これらの電源から制御回路１５ａにモータ駆動用の電圧が供給されるようになっている。これに対して制御回路１５ａには、ＤＣモータ１１ａへの駆動電圧を切り替えるための切り替えスイッチ（不図示）が内蔵されている。
【００５９】
上記構成の制御系においては、用紙整合の開始時に電源ユニット１８の高速移動用電源による駆動電圧がＤＣモータ１１ａに供給されることで、搬送ローラ１ａが高速移動する。その後、図８における用紙検知信号Ｓ３の切り替わりタイミング、または図９における整合開始から所定時間Ｔ２が経過すると、制御回路１５ａに内蔵された切り替えスイッチがスイッチング動作し、これによってＤＣモータ１１ａへの供給電圧が低速用に切り替わる。
こうした供給電圧の切り替わりに連動してＤＣモータ１１ａの回転速度も切り替わり、かつ搬送ローラ１ａの移動速度が高速から低速に切り替わるため、先述と同様の駆動制御動作が実現される。
【００６０】
続いて、駆動系のバックラッシュ対策として有効なメカ機構につき、図１１を用いて説明する。なお、図１１においては、搬送ローラ１ａ周りのメカ機構のみ示しているが、搬送ローラ１ｂ周りも同様のメカ機構を採用するものとする。
【００６１】
図１１においては、用紙の搬送方向と交わる方向に沿って設けられた回転支軸３３ａに、用紙搬送駆動用のギア部１９ａを介してローラ移動用のラック２０ａが取り付けられている。ギヤ部１９ａとラック２０ａは、回転支軸３３ａ上で互いに連結されている。一方、搬送ローラ１ａとギア部１９ａは、スライダ２１ａを介して回転支軸３３ａ上に回転かつスライド自在（移動自在）に取り付けられ、これによって移動ローラアッセイ２２ａが構成されている。また、移動ローラアッセイ２２ａの近傍にはピンチローラアッセイ２３ａが配設されている。このピンチローラアッセイ２３ａは、回転支軸３３ａと平行に配設された回転支軸２４ａと、この回転支軸２４ａにスライダ２５ａを介して回転かつスライド自在に支持されたピンチローラ２６ａとによって構成されている。ピンチローラアッセイ２３ａには、図示せぬバネ力等によって回転支軸２４ａの軸方向と直交する方向から所定の押圧力が付与され、この押圧力がピンチ圧としてピンチローラアッセイ２３ａ（ピンチローラ２６ａ）から移動ローラアッセイ２２ａ（搬送ローラ１ａ）に印加されている。
【００６２】
移動ローラアッセイ２２ａのスライダ２１ａには、２枚の挟持板２７ａが取り付けられ、ピッチローラアッセイ２３ａのスライダ２５ａには、１枚の係合板２８ａが取り付けられている。そして、移動ローラアッセイ２２ａ側の挟持板２７ａの間にピンチローラアッセイ２３ａ側の係合板２８ａが挟み込まれ、これによって搬送ローラ１ａとピンチローラ２６ａとが、互いの回転支軸３３ａ，２４ａに沿って一体的にスライドし得る構成になっている。
【００６３】
一方、ローラ移動用のラック２０ａにはピニオン２９ａが噛み合っている。ピニオン２９ａはこれと同軸上に設けられたアイドルギヤ３０ａと一体に回転するもので、このアイドルギヤ３０ａに移動駆動モータ（不図示）のモータ軸ギヤ３１ａが噛み合っている。さらに、回転支軸３３ａの端部には、付勢手段としての圧縮コイルバネ３２ａが巻装されている。この圧縮コイルバネ３２ａの一端は、回転支軸３３ａを固定状態に支持する固定部に圧接し、同他端は、搬送ローラ１ａの側端面に圧接している。これにより、搬送ローラ１ａには圧縮コイルバネ３２ａのバネ力が加えられ、このバネ力が搬送ローラ１ａを回転支軸３３ａの軸方向、即ち搬送方向と交わる方向に付勢する付勢力となって作用している。
【００６４】
上記構成のメカ機構においては、図示せぬ移動駆動モータによってモータ軸ギヤ３１ａが回転すると、この回転力がアイドルギヤ３０ａを介してピニオン２９ａに伝達され、これに伴うピニオン２９ａの回転運動がラック２０ａで直線運動に変換される。これにより、搬送ローラ１ａは回転支軸３３ａ上でスライダ２１ａと一緒に移動し、これに連動してピンチローラ２６ａも回転支軸２４ａ上でスライダ２５ａと一緒に移動する。
【００６５】
このとき、搬送ローラ１ａの移動方向は、モータ軸ギヤ３１ａの回転方向に対応したものとなる。即ち、モータ軸ギア３１ａが図のｃｗ方向（時計回り）に回転した場合は搬送ローラ１ａが図の左方向に移動し、モータ軸ギア３１ａが図のｃｃｗ方向（反時計回り）に回転した場合は搬送ローラ１ａが図の右方向に移動する。
【００６６】
こうしたモータ軸ギヤ３１ａ（移動駆動モータ）の回転方向の切り替えに際しては、各々の駆動力伝達部分、例えば図１２に示すように、モータ軸ギヤ３１ａとアイドルギヤ３０ａの噛み合い部分にバックラッシュ（隙間）Ｇが介在していても、上述のように圧縮コイルバネ３２ａによって搬送ローラ１ａを一方向（搬送方向と交わる方向）に付勢しておくことで、モータ軸ギヤ３１ａとアイドルギヤ３０ａの間では、ギヤ相互の回転方向にかかわらず、常に同じ側の歯面同士が接触した状態（バックラッシュをつめた状態）に保持される。
【００６７】
これにより、モータ軸ギヤ３１ａの回転方向が切り替わった際に、バックラッシュＧの存在によってアイドルギヤ３０ａの回転方向の切り替わりタイミングに時間的な遅れが生じなくなる。つまり、モータ軸ギヤ３１ａと同時にアイドルギヤ３０ａの回転方向が切り替わるようになる。この点は、ピニオン２９ａとラック２０ａの噛み合い部分でも同様のことが言える。
【００６８】
このように回転支軸３３ａに巻装した圧縮コイルバネ３２ａによって搬送ローラ１ａを搬送方向と交わる方向に付勢することで、モータ軸ギヤ３１ａからラック２０ａに至る駆動系においては、モータ軸ギヤ３１ａの回転方向を切り替えた際のバックラッシュに起因したタイムラグ（図４のＴ時間）を解消できるため、その分だけ用紙側端の往復動の時間周期を短縮することが可能となる。
その結果、用紙整合処理時間の増大や整合装置の大型化を招くことなく、用紙側端を基準位置を境にしてより多く往復動させ、迅速に基準位置へと収束させることができるため、用紙整合精度を高めることが可能となる。
【００６９】
さらに、図１のメカ機構では、搬送ローラ１ａが回転軸３ａと一緒に移動する構成であるのに対し、図１１のメカ機構では、搬送ローラ１ａが回転支軸３３ａ上で独立に移動する構成となっているため、質量増加の主要因となる軸部品（金属軸）を移動部品から除外でき、移動部品の軽量化を図ることができる。
また、搬送ローラ１ａを含めた移動部品の中で、用紙搬送駆動用のギア部１９ａやロール移動用のラック２０ａなどを金属ではなく樹脂等で構成すれば、移動部品の軽量化に寄与できる。
【００７０】
このように移動部品の軽量化を図ることにより、搬送ローラ１ａを移動させる際の移動部品の慣性を小さくし、整合動作時における用紙側端のオーバーランを抑えることができる。その結果、用紙側端の往復動作の振幅が小さくなって、用紙整合精度の向上につながる。
【００７１】
なお、上記実施形態においては、搬送方向において異なる位置に設けられた搬送ローラ１ａ，ｂをそれぞれ搬送方向と交わる方向に移動させることで用紙整合を行うメカ機構に対し、圧縮コイルバネ３２ａのバネ力によりバックラッシュ対策を施すようにしたが、これ以外にも、例えば搬送方向の一箇所で搬送ローラを軸方向（搬送方向と交わる方向）に移動させて用紙の位置を補正するメカ機構（第１，第２の用紙搬送手段のうちの一方のみを備えたメカ機構）に対しても、上記同様に付勢力を作用させることにより、駆動系のバックラッシュに起因したサイドレジの合わせずれを防止することができる。
【００７２】
また、図１１のメカ機構においては、圧縮コイルバネ３２ａのバネ力を直に搬送ローラ１ａに作用させるようにしているが、これ以外にも、回転支軸３３ａ上で搬送ローラ１ａと一緒に移動する部材、例えばギヤ部１９ａやラック２０ａを介して間接的に搬送ローラ１ａに付勢力を付与するようにしてもよい。また、搬送ローラ１ａを付勢する方向としても、搬送方向と交わる方向（図１１の左右方向）であれば、いずれの方向に付勢してもかまわない。
【００７３】
ところで、搬送ローラを含む用紙搬送手段を、用紙の搬送方向と交わる方向に移動させることで用紙の位置を補正するメカ機構において、上述のようにバネ力等を利用した付勢力により駆動系のバックラッシュをつめる場合、バックラッシュ対策として必要な付勢力は、搬送ローラが止まっていようとする力（スライド抵抗）よりも大きく設定しなくてはならず、確実に機能させるにはスライド抵抗の１．５倍以上に設定する必要がある。しかしながら付勢力を大きくすると、それに合わせて移動駆動モータの出力トルクを大きくする必要があるため、モータのコストアップや消費電力の増大を招いてしまう。また、付勢力によって周辺部品が変形しないように各部品の剛性を高くしなければならないため、周辺部品のコストもアップしてしまう。さらに、実際の用紙整合動作においても、移動駆動モータを停止したときに、付勢力によってモータ軸が回転させられることで搬送ローラが目標位置で止まらずにオーバーランしてしまい、用紙位置の補正精度が悪化することもある。
【００７４】
これに対して、先の図１１に示すメカ機構では、搬送方向と交わる方向に沿って設けられた回転支軸３３ａ上に、搬送ローラ１ａを含む移動ローラアッセイ２２ａを回転かつスライド自在（移動自在）に支持するとともに、回転支軸３３ａに対する移動ローラアッセイ２２ａの回転摺動部と移動摺動部とを同一部で構成している。これにより、用紙の搬送中においては、移動ローラアッセイ２２ａを回転支軸３３ａ上で摺動回転させながら、その回転摺動部と同一部を移動摺動部としてスライドさせて用紙の整合を行うことになるため、バックラッシュ対策として必要な付勢力（図例では圧縮コイルバネ３２ａのバネ力）を小さくすることができる。以下に、その理由を詳しく述べる。
【００７５】
図１３は回転支軸３３ａと移動ローラアッセイ２２ａとの間で回転摺動部と移動摺動部に働く力を模式的に示した図である。なお、図１３では移動ローラアッセイ２２ａの構造を円筒状にして単純化してある。
図においては、回転支軸３３ａ上で移動ローラアッセイ２２ａが回転するときの回転摺動部と、回転支軸３３ａ上で移動ローラアッセイ２２ａが移動するときの移動摺動部とが、いずれも回転支軸３３ａの外周面（図のハッチング部分）で同一部となっている。
【００７６】
ここで、図中の軸周速度Ｖθは、用紙の搬送速度がＶt である時に、移動ローラアッセイ２２ａが回転支軸３３ａと接する位置（Ｒ1 ）における周速（軸周速度）である。軸周抵抗Ｆθは、移動ローラアッセイ２２ａが回転するときに回転支軸３３ａから受ける抵抗力で、これは搬送速度Ｖt とは逆向きの抵抗力となる。スライド速度Ｖs は、用紙整合動作時の移動ローラアッセイ２２ａの軸方向の移動速度である。
【００７７】
また、回転支軸３３ａ上で移動ローラアッセイ２２ａをスライドさせる場合、移動ローラアッセイ２２ａは回転支軸３３ａからスライド抵抗Ｆfdを受ける。ピンチローラアッセイ２３ａについても同様に、回転支軸２４ａからスライド抵抗Ｆfpを受ける。これらのスライド抵抗Ｆfd，Ｆfpは、いずれも各ローラアッセイ２２ａ，２３ａのスライド速度とは逆向きの抵抗力となる。
【００７８】
いま、搬送速度Ｖt が０のときのスライド抵抗をＦ0 とすると、このときのスライド抵抗Ｆ0 は、移動ローラアッセイ２２ａがピンチローラアッセイ２３ａから受けるピンチ圧と各ローラアッセイの質量の和に摩擦係数μを掛けたものとなる。一方、搬送速度Ｖt が０でないときには、スライド抵抗Ｆ0 が軸周速度Ｖθとスライド速度Ｖs の比に分けられる。これを式で表すと、以下のようになる。Ｆθ：Ｆf ＝Ｖθ：Ｖs
Ｆθ＋Ｆf ＝Ｆ0 （Ｆ0 は搬送速度が０のときのスライド抵抗）
【００７９】
また、軸周速度Ｖθと搬送速度Ｖt との間には以下の（１）式が成り立つ。
Ｆfd＝Ｆ0 Ｒ2dＶs ／（Ｒ2 Ｖs ＋Ｒ1dＶt ）・・・（１）
ここで、Ｒ1dは回転支軸３３ａの半径、Ｒ2dは搬送ローラ１ａの半径である。
こうした関係は、ピンチローラアッセイ２３ａと回転支軸２４ａとの間にも成り立つので、ピンチローラアッセイ２３ａ側でのスライド抵抗Ｆfpは、以下の（２）式で表される。
Ｆfp＝Ｆ0 Ｒ2pＶs ／（Ｒ2pＶs ＋Ｒ1pＶt ）・・・（２）
ここで、Ｒ1pは回転支軸２４ａの半径、Ｒ2pはピンチローラ２６ａの半径である。
こうした点から、移動ローラアッセイ２２ａとピンチローラアッセイ２３ａに加わるスライド抵抗はＦfd＋Ｆfpとなる。
【００８０】
これを縦軸にスライド抵抗、横軸に搬送速度をとってグラフに表すと、図１４のようになる。このグラフから、搬送速度が増加すると、それにつれてスライド抵抗が減少することが分かる。このことから、用紙整合動作（移動ローラアッセイ２２ａのスライド動作）を用紙搬送中（移動ローラアッセイ２２ａの回転中）に行う場合に、駆動系のバックラッシュ対策として必要な付勢力は、図中のハッチングで示す領域に設定されていればよいことになる。
【００８１】
具体的には、移動ローラアッセイ２２ａを回転させずに軸方向（用紙の搬送方向と交わる方向）に移動させる場合と、移動ローラアッセイ２２ａを例えば搬送速度１００（ｍｍ／ｓ）をもって回転させた状態で軸方向に移動させる場合とでは、後者のスライド抵抗が約１／５となるため、その分だけ、バックラッシュ対策として必要な付勢力を小さくすることができる。その結果、移動駆動モータの出力トルクを小さくできるため、モータの小型軽量化、省電力化ならびに低コスト化を図ることが可能となる。また、周辺部品の剛性を小さくできるため、各部品のコストを低減することが可能となる。さらに、付勢力による移動駆動モータ停止時のオーバーランを小さくできるため、用紙位置の補正精度を高めることができる。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による用紙整合装置においては、第１，第２の用紙搬送手段をそれぞれ搬送方向と交わる方向に移動させて用紙を位置を補正する用紙位置補正手段を設けるとともに、搬送中の用紙の側端を検知する用紙側端検知手段を設け、この用紙側端検知手段の検知結果に基づいて用紙位置補正手段による第１，第２の用紙搬送手段の移動方向を制御手段で制御するようにしたことにより、スキューとサイドレジを同時に矯正することが可能となる。さらに、整合時には第１，第２の用紙搬送手段を高速移動させ、この高速移動によって用紙の側端を用紙側端検知手段が検知した後は第１，第２の用紙搬送手段を低速移動させるようにしたので、用紙位置の補正範囲を小さくすることなく、用紙整合精度を高めることができる。
【００８３】
また、本発明による他の用紙整合装置においては、第１，第２の用紙搬送手段をそれぞれ搬送方向と交わる方向に移動させて用紙を位置を補正する用紙位置補正手段を設けるとともに、搬送中の用紙の側端を検知する用紙側端検知手段を設け、この用紙側端検知手段の検知結果に基づいて用紙位置補正手段による第１，第２の用紙搬送手段の移動方向を制御手段で制御するようにしたことにより、スキューとサイドレジを同時に矯正することが可能となる。さらに、第１，第２の用紙搬送手段を付勢手段によってそれぞれ搬送方向と交わる方向に付勢するようにしたので、用紙位置補正手段の駆動系にギヤを用いた場合でも、バックラッシュによる動作の遅れが発生せず、これによって用紙整合処理時間の増大や整合装置の大型化を招くことなく、用紙整合精度を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される用紙整合装置の概略構成図である。
【図２】実施形態に係る制御回路の制御ロジックを示す図である。
【図３】用紙整合中における用紙側端の基本動作を示す図である。
【図４】基準位置を境にした用紙側端の往復動の様子を示す図である。
【図５】用紙側端の往復動の理想状態を示す図である。
【図６】高速動作時と低速動作時における用紙側端の往復動の比較図である。
【図７】用紙のオーバーラン対策に有効な制御系の構成を示す図である。
【図８】制御系による駆動制御動作を示すタイミングチャートである。
【図９】制御系による駆動制御動作の他の例を示すタイミングチャートである。
【図１０】用紙のオーバーラン対策に有効な制御系の他の構成を示す図である。
【図１１】駆動系のバックラッシュ対策に有効なメカ機構の構成を示す図である。
【図１２】駆動系に組み込まれたギヤの噛み合い部分（駆動力伝達部分）を拡大した図である。
【図１３】回転摺動部と移動摺動部に働く力を示す模式図である。
【図１４】スライド抵抗と搬送速度の相関図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ…搬送ローラ、２…用紙、９…回転駆動モータ、１１ａ，１１ｂ…移動駆動モータ、１３ａ，１３ｂ…用紙検知センサ、１５ａ，１５ｂ…制御回路、１６…システムコントローラ、３２ａ…圧縮コイルバネ、３３ａ…回転支軸[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sheet aligning apparatus in an image forming apparatus such as a copying machine, and more particularly to a sheet aligning apparatus for correcting a skew of a sheet being transported or a positional deviation in a direction crossing the transport direction.
[0002]
[Prior art]
In the image forming apparatus, when the paper being transported is skewed or misaligned in the direction crossing the transport direction, the image is formed in a state of being misaligned with respect to the paper. In particular, in a copying machine or the like having a double-sided copy function, an image is formed on the first side, and then the sheet is reversed by a reversing device and then the image is formed on the second side. If there is a position shift in the direction crossing the transport direction, the images on the first surface and the second surface will be shifted.
[0003]
For this reason, a sheet aligning device is used to correct a skew of a sheet being conveyed, a positional deviation in a direction crossing the conveyance direction, that is, side registration (hereinafter abbreviated as a side registration). Various types of paper aligning devices have been proposed in the past, and typical ones are listed below.
[0004]
As one of the conventional apparatuses, a pair of stoppers are provided at different positions in a direction crossing the transport direction in the paper transport path so as to be able to advance and retreat, and the leading edge of the paper being transported is brought into contact with the pair of stoppers to lead skew. There is known a configuration in which the sheet is corrected and then the pair of stoppers are retracted from the conveyance path to continuously convey the sheet (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-225052).
[0005]
As another conventional apparatus, a pair of sheet detection sensors are provided at different positions in the direction intersecting the conveyance direction during conveyance of the sheet, and the skew amount is calculated from the difference in time when the leading edge of the sheet passes through the pair of sheet detection sensors. In addition, a configuration is known in which the lead skew is corrected by independently controlling the rotational speeds of two transport rollers provided apart from each other in the direction intersecting the transport direction based on the skew amount (for example, No. 3-53219).
[0006]
As another conventional apparatus, a reference wall is provided along the conveyance direction on one side of the paper conveyance path, and a skew roller is disposed in the paper conveyance path, and the paper being conveyed is referenced by the skew roller. There is known a configuration in which the side registration is adjusted at the same time as correcting the side skew by moving toward the wall and abutting the side edge of the sheet against the reference wall (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 57-90344).
[0007]
As another conventional apparatus, a conveyance roller for conveying a sheet is provided so as to be movable in the axial direction, and a sheet detection sensor for detecting a side edge of the sheet is disposed at a reference position of a side register in the vicinity of the conveyance roller. There is known a configuration in which a side detection is detected by detecting whether or not a side edge of a sheet being conveyed is at a reference position by a sheet detection sensor, and moving a conveyance roller in an axial direction based on the detection result. (For example, refer to JP-A-59-4552).
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. Sho 63-225052 employs a configuration in which the leading edge of the paper is brought into contact with the stopper. In addition, a collision sound is generated when the paper is abutted against the stopper, and the paper is temporarily stopped, so that productivity is poor.
[0009]
Furthermore, since the range of the input skew that can be corrected is narrow and the parallelism of the leading and trailing edges of the paper is generally not zero, in the case of a copying machine having a double-sided copy function, the paper is When the paper is reversed, the leading edge and the trailing edge of the sheet are interchanged. Therefore, when skew correction is performed by abutting the leading edge of the sheet against the stopper, the images on the first surface and the second surface are shifted.
[0010]
In the conventional apparatus disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-53219, as in the case of the above-described conventional apparatus, the skew correction is performed based on the leading edge of the paper. The images on the first side and the second side are shifted during copying. Furthermore, since it is necessary to calculate the skew amount from the time difference between the leading edge of the paper passing through the pair of paper detection sensors and to calculate the speed profile of the transport roller from the skew amount, an arithmetic means for performing the calculation is required. It is expensive, and the skew becomes worse as the conveying roller is worn.
[0011]
The conventional apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-90344 employs a configuration in which the sheet is abutted against the reference wall by the conveying force of the skew roller and the side registration is adjusted. When the thickness is thin, the paper is buckled, or conversely, if the transport force is too weak, the paper cannot be transported to the reference wall when the paper is thick, and the applicable paper quality range is narrow. Further, the skew roller is easily worn and the side register accuracy varies depending on the paper quality.
[0012]
The conventional apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-4552 adopts a configuration in which the side edge of the sheet is aligned with the reference position by simply translating the sheet being conveyed in the horizontal direction (direction orthogonal to the conveyance direction). Therefore, the skew cannot be corrected, and the effect can be exerted only on the sheet conveyed without the skew.
[0013]
The present invention has been made in view of the above problems, and the object of the present invention is to correct skew and side registration simultaneously and reliably regardless of the paper quality of the paper, and even in the case of duplex copying and the like. It is an object of the present invention to provide a sheet aligning device that does not cause a shift between images on the first and second surfaces.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The sheet aligning device according to the present invention is provided at different positions in the sheet conveying direction, and each of the first and second sheet conveying means applies a conveying force to the sheet, and the first and second sheet conveying means. A paper position correcting means for correcting the position of the paper by moving each in a direction crossing the conveying direction, and a paper side edge detecting means for detecting the side edge of the paper being conveyed by the first and second paper conveying means And paper alignment by controlling the moving direction of the first and second paper conveying means by the paper position correcting means based on the detection result of the paper side edge detecting means, and at the start of paper alignment, Control for moving the first and second paper conveying means at a low speed after the paper side edge detecting means detects the side edge of the paper by the high speed movement of the first and second paper conveying means. Means Have adopted the example was constructed.
[0015]
In the sheet aligning device having the above configuration, when the sheet being conveyed by the first and second sheet conveying units is skewed, the side edge thereof is detected by the sheet side edge detecting unit. The control means drives the paper position correcting means based on the detection result of the paper side edge detecting means, and controls the moving direction of the first and second paper conveying means. At this time, the paper being transported rotates or translates according to the moving direction of the first and second paper transporting means, thereby correcting the skew of the paper and the side registration simultaneously. Further, since the control means moves the first and second paper conveying means at a high speed at the time of paper alignment, the side edge of the actually conveyed paper is larger than the detection position (hereinafter referred to as the reference position) of the paper side edge detecting means. Even if there is a deviation, the deviation is corrected in a short time. Further, the control means moves the first and second paper conveying means at a low speed after the paper side edge detecting means detects the side edge of the paper by the high speed movement of the first and second paper conveying means. When the side edge of the sheet is reciprocated from the position, the amplitude of the reciprocation decreases.
[0016]
Another sheet aligning device according to the present invention is provided at different positions in the sheet conveyance direction, and each of the first and second sheet conveyance units applies a conveyance force to the sheet, and the first and second sheets. A sheet position correcting unit that corrects the position of the sheet by moving the conveying unit in a direction crossing the conveying direction, and a sheet side end that detects a side end of the sheet being conveyed by the first and second sheet conveying units. Detecting means; control means for controlling the moving direction of the first and second paper conveying means by the paper position correcting means based on the detection result of the paper side edge detecting means; Urging means for urging the second sheet conveying means in the direction intersecting with the conveying direction.The first and second paper transporting units are rotatably supported on a rotating support shaft provided in a fixed state along a direction intersecting with the transporting direction, and a rotating sliding portion with respect to the rotating support shaft. And the moving sliding part are composed of the same part.
[0017]
In another sheet aligning apparatus having the above configuration, when the sheet being conveyed is skewed by the first and second sheet conveying units, the side edge is detected by the sheet side edge detecting unit. The control means drives the paper position correcting means based on the detection result of the paper side edge detecting means, and controls the moving direction of the first and second paper conveying means. At this time, the paper being transported rotates or translates according to the moving direction of the first and second paper transporting means, thereby correcting the skew of the paper and the side registration simultaneously. Further, if the first and second paper transporting units are biased in the direction intersecting the transporting direction, even if a gear is used for the drive system of the paper position correcting unit, the operation delay due to backlash does not occur. .
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a sheet aligning apparatus to which the present invention is applied.
[0019]
In FIG. 1, the transport rollers 1a and 1b are provided at different positions in the transport direction of the paper 2 (the arrow direction in the figure). The transport rollers 1a and 1b are fixed to one ends of the rotation shafts 3a and 3b, respectively. The rotary shafts 3a, 3b are held by bearings 5a, 5b, 6a, 6b so as to be rotatable with respect to the frames 4a, 4b and movable in the axial direction, that is, in the direction crossing the transport direction, at the intermediate portion.
[0020]
Drive gears 7a and 7b are attached to portions of the rotary shafts 3a and 3b between the frames 4a and 4b. An intermediate gear 8 is provided at an intermediate position between the drive gears 7a and 7b in a state of being engaged with each of the drive gears 7a and 7b. The intermediate gear 8 is attached to a rotary shaft 9a of a rotary drive motor 9 fixed to the frame 4b. As the rotation drive motor 9, a servo motor or a stepping motor is used.
[0021]
The rotational drive motor 9 serves as a drive source that rotationally drives the transport rollers 1a and 1b. That is, the intermediate gear 8 is rotationally driven by the rotational drive motor 9, the rotational force is transmitted to the drive gears 7a and 7b as the rotational force in the same rotational direction, and further to the conveying rollers 1a and 1b via the rotational shafts 3a and 3b. This is transmitted as the conveying force of the sheet 2. The above-described rotary shafts 3a, 3b, drive gears 7a, 7b, intermediate gear 8, rotary drive motor 9 and the peripheral rollers 1a, 1b are used as drive systems to apply conveying force to the paper 2 respectively. First and second sheet conveying means are configured.
[0022]
Racks 10a and 10b with grooves in the axial direction are attached to the other ends of the rotary shafts 3a and 3b. These racks 10a and 10b mesh with pinions 12a and 12b attached to the rotary shafts of the movement drive motors 11a and 11b. Stepping motors, DC motors, and the like are used as the movement drive motors 11a and 11b.
[0023]
The movement drive motors 11a and 11b serve as a drive source for moving the transport rollers 1a and 1b in a direction intersecting the transport direction (left and right direction in the figure). That is, the pinions 12a and 12b are rotationally driven by the movement drive motors 11a and 11b, and the rotational motion is transmitted as linear motion to the rotational shafts 3a and 3b via the racks 10a and 10b. The transport rollers 1a and 1b fixed to each end move in a direction intersecting the transport direction. At this time, the movement direction of the transport rollers 1a and 1b corresponds to the rotation direction of the movement drive motors 11a and 11b.
[0024]
With the above rotating shafts 3a and 3b, racks 10a and 10b, movement drive motors 11a and 11b, pinions 12a and 12b, and peripheral components, the transport rollers 1a and 1b are moved in the direction intersecting the transport direction (left and right in the figure). By doing so, a sheet position correcting means for correcting the position of the sheet 2 is configured. That is, when only one of the conveying rollers 1a and 1b is moved or when the moving directions are different from each other, the sheet 2 functions to rotate, and when both the conveying rollers 1a and 1b are moved in the same direction. The position of the paper 2 is corrected by functioning to move the paper 2 in a direction crossing the transport direction.
[0025]
Incidentally, the transport rollers 1a and 1b are paired with a pinch roller (not shown), and are configured to transport the paper 2 while gripping the paper 2 between the transport rollers 1a and 1b and the pinch roller. The pinch roller is configured to be movable in the axial direction in conjunction with the transport rollers 1a and 1b in order to facilitate the rotation and movement of the paper 2. However, the configuration need not necessarily be movable in the axial direction, and in the case of adopting a configuration fixed in the axial direction, a roller made of a material that makes the paper 2 slip easily, such as a plastic roller, is used as the pinch roller. It ’s fine.
[0026]
On the left side of the drawing of the transport rollers 1a and 1b, two paper detection sensors 13a and 13b detect the side edges of the paper 2 at different positions in the transport direction, for example, positions near the transport rollers 1a and 1b. It is provided as a detection means. The arrangement positions of these paper detection sensors 13a and 13b become the paper side edge reference position. As the sheet detection sensors 13a and 13b, optical sensors composed of a combination of a light emitting element and a light receiving element are used.
[0027]
Further, a paper path sensor 14 is provided in the transport path of the paper 2 to detect that the front end / rear end of the paper 2 has passed the position of the transport roller 1b. As the paper path sensor 14, an optical sensor composed of a combination of a light emitting element and a light receiving element is used as in the paper detection sensors 13a and 13b.
[0028]
The detection outputs of the paper detection sensors 13a and 13b are supplied to the control circuits 15a and 15b, respectively. The detection output of the paper path sensor 14 is supplied to the system controller 16. The system controller 16 gives a command signal for instructing the control circuits 15a and 15b to start / end paper alignment.
[0029]
When the control circuit 15a, 15b receives a command for starting alignment from the system controller 16, the control circuits 15a, 15b rotate the movement drive motors 11a, 11b based on the detection results of the paper detection sensors 13a, 13b, that is, the conveyance rollers 1a, 1b. Control the direction of movement. Specific control logic of these control circuits 15a and 15b is shown in FIG.
[0030]
In FIG. 2, when the paper detection sensor 13a does not detect the side edge of the paper 2, that is, when there is no paper (case 1), the control circuit 15a receives the detection output of the paper detection sensor 13a and displays the movement drive motor 11a. Is driven to rotate in the ccw (counterclockwise) direction.
As a result, the transport roller 1a moves to the left in the drawing together with the rotation shaft 3a, and moves the paper 2 to a position where the paper detection sensor 13a detects the side edge.
[0031]
When the paper detection sensor 13a detects the side edge of the paper 2, that is, when the paper is present (case 2), the control circuit 15a receives the detection output of the paper detection sensor 13a and turns the movement drive motor 11a to cw (clock) in FIG. Rotation drive in the direction of rotation.
As a result, the transport roller 1a moves to the right in the drawing together with the rotating shaft 3a, and moves the paper 2 to a position where the paper detection sensor 13a does not detect the side edge.
[0032]
When the sheet detection sensor 13b does not detect the side edge of the sheet 2, that is, when there is no sheet (case 1), the control circuit 15b receives the detection output of the sheet detection sensor 13b and moves the movement drive motor 11b in the ccw direction in the figure. Rotating drive.
As a result, the transport roller 1b moves to the left in the drawing together with the rotating shaft 3b, and moves the paper 2 to a position where the paper detection sensor 13b detects the side edge.
[0033]
When the sheet detection sensor 13b detects the side edge of the sheet 2, that is, when there is a sheet (case 2), the control circuit 15b receives the detection output of the sheet detection sensor 13b and moves the movement drive motor 11b in the cw direction in the figure. Rotating drive.
As a result, the transport roller 1b moves to the right in the drawing together with the rotating shaft 3b, and moves the paper 2 to a position where the paper detection sensor 13b does not detect the side edge.
[0034]
As described above, in the sheet aligning apparatus of the present embodiment, the transport rollers 1a and 1b using the rotational drive motor 9 as a drive source are provided at different positions in the transport direction, and the transport rollers 1a and 1b are moved to the movement drive motors 11a and 11b. Can be moved in the direction crossing the transport direction by the paper position correcting means using as a driving source, and paper detection sensors 13a and 13b are provided on the paper side end reference position, and the paper detection sensor 13a (13b) is provided on the paper 2 side. When the edge is not detected, the conveyance roller 1a (1b) corresponding to the sensor is moved in a direction approaching the paper side edge reference position, and when the side edge of the paper 2 is detected, the sheet is moved away. Thus, the movement drive motors 11a and 11b are controlled.
[0035]
As a result, the side edge of the sheet 2 being conveyed is on the reference position detected by the sheet detection sensors 13a and 13b, that is, on the line connecting the detection points of the sheet detection sensors 13a and 13b (indicated by a chain line in FIG. 1). As shown in FIG. 3, it converges while reciprocating as shown in FIG. 3, and is adjusted to a desired reference position, so that both skew and side registration of the sheet 2 being conveyed can be corrected.
[0036]
In particular, both the transport rollers 1a and 1b are movable in a direction crossing the transport direction, and the paper 2 being transported is configured to be able to rotate in both the clockwise and counterclockwise directions in the figure, whereby the skew of the paper 2 And the correction operation of the side register can be performed quickly. Further, by simultaneously moving the transport rollers 1a and 1b in the same direction, the paper 2 being transported can be moved in parallel, so that the paper 2 has been transported in a state extremely away from the paper side end reference position. In this case, by using this function to move the paper 2 to the paper side end reference position in parallel, it is possible to quickly shift to the skew and side registration correction operation.
[0037]
By the way, the sheet 2 conveyed by the conveying rollers 1a and 1b and adjusted to the reference position by the movement of the conveying rollers 1a and 1b accompanying the driving of the movement drive motors 11a and 11b is then downstream in the conveying direction from the conveying roller 1b. It is delivered to the conveyance roller 17 (see FIG. 1) disposed on the side. At that time, the side edge of the sheet 2 converges while reciprocating from the reference position as described above, and is adjusted to the reference position.
Therefore, in order to align the side edge of the sheet 2 with the reference position with higher accuracy, the time period of the reciprocation of the sheet side edge is shortened until the leading edge of the sheet 2 reaches the transport roller 17 on the downstream side. In the meantime, it is important to reciprocate the paper side edge as much as possible, and to reduce the amplitude of the reciprocation as much as possible.
[0038]
Here, FIG. 4 shows the reciprocal movement of the paper side edge with the reference position as a boundary.
In FIG. 4, the vertical axis represents the amplitude of reciprocation, and the horizontal axis represents time.
As shown in the figure, in the reciprocating movement of the sheet side edge during sheet alignment, when the stepping motor is used for the movement drive motors 11a and 11b, the sensor detection width at which the detection outputs (ON / OFF) of the sheet detection sensors 13a and 13b are switched. A movement amount J corresponding to at least one step (pulse) is generated in a region exceeding W with respect to W.
However, in actuality, a paper overrun R exceeding the amount of movement J occurs, and the overrun R increases the amplitude of the reciprocation of the paper side end, and the paper alignment accuracy can be further increased. Disappear. The main causes are the moving speed of the conveying rollers 1a and 1b, the backlash of the drive system, and the mass (inertia) of the moving parts including the conveying rollers 1a and 1b.
[0039]
Further, when the rotation direction (forward / reverse rotation) of the movement drive motors 11a and 11b is switched, there is backlash of the drive system, so that the conveyance roller 1a is switched after the rotation direction of the movement drive motors 11a and 11b is switched. , 1b, a time lag of T time occurs before the moving direction is switched. Due to this time lag (time T), the time period of the reciprocating motion of the paper side edge becomes long, and accordingly, the convergence time for converging the paper side edge to the reference position becomes long.
[0040]
In contrast, when the stepping motor is used as the movement drive motors 11a and 11b, as the reciprocating operation of the paper side end, as shown in FIG. 5, the movement amount corresponding to one step of the stepping motor from the sensor detection width W. It is ideal that the amplitude operation is within a range exceeding J.
[0041]
Therefore, when the moving speed of the transport rollers 1a and 1b is increased (during high speed operation) and when it is decreased (during low speed operation), the state of reciprocation of the respective sheet side edges is examined. As shown in FIG. 4, the result shows that the reciprocating motion at the low speed operation (broken line) has smaller amplitude than the reciprocating motion at the high speed operation (solid line).
However, when the moving speed of the conveying rollers 1a and 1b is reduced, when the sheet 2 is transferred to the conveying rollers 1a and 1b with the side edge of the sheet 2 being far away from the reference position, the sheet side A long time is required for the initial alignment operation to move the edge to the reference position, and as a result, the correction range (allowable deviation amount) of the paper position is reduced and the correction capability is lowered.
[0042]
Further, in order to reliably converge the sheet side edge to the reference position, the length of the sheet conveyance path in which the sheet alignment operation is allowed (for example, the length from the conveyance roll 1b to the conveyance roll 17 in FIG. 1) is sufficient. It is conceivable to increase the number of times of reciprocating movement of the paper side edge by securing the length of the sheet, but in such a case, the alignment processing time increases and the size of the alignment device increases.
[0043]
In view of these points, in the present embodiment, first, a control system as shown in FIG. 7 is employed as an effective means for overrun countermeasures.
[0044]
The control circuits 15a and 15b for controlling the conveying rollers 1a and 1b are connected to a common system controller 16 and signals are exchanged between the system controller 16 and the control circuits 15a and 15b. Only the relationship between the control circuit 15a for controlling the movement operation of the transport roller 1a, the corresponding sheet detection sensor 13a and the stepping motor (moving drive motor) 11a will be described.
[0045]
In the configuration of the control system shown in FIG. 7, a paper passage detection signal S1 is given from the paper path sensor 14 to the system controller 16, and the system controller 16 sends a matching start / end to the control circuit 15a based on the paper passage detection signal S1. Command signal S2 is applied. Further, a paper detection signal S3 is given from the paper detection sensor 13a to the control circuit 15a, and a pulse switching signal S4 is given from the control circuit 15a to the system controller 16 based on this paper detection signal S3. On the other hand, a pulse S5 for driving the motor is given from the system controller 16 to the control circuit 15a, and this pulse S5 is switched between high speed and low speed according to the pulse switching signal S4 from the control circuit 15a. It has become. Further, a motor on / off signal S6 for starting / stopping the motor is supplied from the control circuit 15a to the stepping motor 11a.
[0046]
Next, the drive control operation of the stepping motor (moving drive motor) 11a by the control system having the above configuration will be described with reference to the timing chart of FIG.
[0047]
First, when an “H” level passage detection signal S1 is input from the paper path sensor 14, the system controller 16 outputs an “H” level alignment start command signal S2 after a predetermined time t1, and supports high-speed operation. A high-speed pulse S5 is output. At this time, the control circuit 15a receives an “H” level matching start command signal S2 from the system controller 16 and outputs an “H” level motor-on signal S6.
As a result, the stepping motor 11a is activated by using the alignment start command signal S2 from the system controller 16 as a trigger, and is driven to rotate by the high-speed pulse S5 supplied from the system controller 16, and the high speed of the conveying roller 1a linked to this is driven. The sheet alignment is started by the movement.
[0048]
Thus, after the sheet alignment is started by the high-speed movement of the transport roller 1a, when the sheet detection sensor 13a detects the side edge of the sheet 2, that is, the sheet detection signal S3 from the sheet detection sensor 13a changes from “H” level to “L”. At the time of switching from the “level” or “L” level to the “H” level, the control circuit 15a outputs the “H” level pulse switching signal S4. Then, upon receiving the “H” level pulse switching signal S4, the system controller 16 switches the high-speed pulse S5 so far to the low-speed pulse S5 and supplies it to the control circuit 15a.
As a result, the stepping motor 11a is rotationally driven by the low speed pulse S5 supplied from the system controller 16, so that the movement operation of the transport roller 1a is switched from the high speed operation to the low speed operation.
[0049]
Thereafter, the sheet alignment operation is performed by the low-speed operation of the transport roller 1a. Even during the sheet alignment, the rotation direction of the stepping motor 11a is controlled according to the control logic shown in FIG.
[0050]
Thereafter, when a predetermined time t3 has elapsed from the start of alignment, the system controller 16 outputs an “L” level alignment end command signal S2 and stops the supply of the low-speed pulse S5. At this time, the control circuit 15a receives the “L” level matching end command signal S2 from the system controller 16 and outputs the “L” level motor off signal S6.
As a result, the stepping motor 11a is stopped by using the alignment end command signal S2 from the system controller 16 as a trigger, and sheet registration (sheet alignment) ends.
[0051]
Thereafter, when the rear end of the sheet 2 that has undergone registration alignment passes the sheet path sensor 14, the sheet passing signal S 1 from the sensor becomes “L” level, and then the leading end of the subsequent sheet 2 passes the sheet path sensor 14. Then, when the paper passage signal S1 of the sensor again becomes “H” level, the same drive control operation as described above is repeated.
[0052]
Incidentally, when the “H” level pulse switching signal S4 is not output from the control circuit 15a during the predetermined time t3, the system controller 16 determines that the positional deviation amount of the conveyed paper 2 is the maximum allowable deviation amount ( It is determined that the amount of correctable sheet misalignment) has been exceeded, and immediately the driving of the entire apparatus is stopped to perform display processing of occurrence of abnormality.
Thereby, in a copying machine or a printer, it is possible to prevent miscopying and misprinting.
[0053]
According to the above control configuration, at the time of paper alignment, the high-speed pulse S5 is first supplied from the system controller 16 so that the transport roller 1a is moved at high speed. Even when the side edge of the sheet is greatly deviated from the reference position, the deviation can be corrected in a short time by the high-speed movement of the conveying roller 1a. Further, after the sheet detection sensor 13a detects the side edge of the sheet 2 due to the high speed movement, the sheet detection sensor 13a receives the pulse switching signal S4 from the control circuit 15a, and supplies the low speed pulse S5 from the system controller 16, thereby conveying the sheet. Since the roller 1b is moved at a low speed, the amplitude of the reciprocation of the paper side edge can be reduced.
Accordingly, the paper alignment accuracy can be improved by minimizing the overrun of the paper side edge from the sensor detection width without reducing the paper position correction range (allowable deviation amount).
[0054]
In the drive control operation by the control system, the pulse S5 from the system controller 16 is switched from the high speed to the low speed when the detection output of the paper detection sensor 13a is changed first after the start of paper alignment. However, in addition to this, the following method can be adopted.
[0055]
That is, the maximum required time from the start of paper alignment until the detection output of the paper detection sensor 13a changes can be obtained from the relationship between the maximum allowable deviation amount of the paper and the moving speed of the transport roller 1a during high-speed operation. it can. Specifically, if the maximum allowable deviation of the sheet from the reference position is A / 2 (mm) and the moving speed of the transport roller 1a is Y (mm / sec), the maximum required time (t2) is as follows. It is obtained by the following formula.
t2 = A / 2Y
[0056]
Therefore, as shown in FIG. 9, when the maximum required time t2 has elapsed since the output of the “H” level alignment start command signal S2 from the system controller 16, the pulse S5 from the system controller 16 is transmitted at high speed. Even when switching from low speed to low speed, the movement operation of the transport roller 1a can be switched from high speed to low speed after the paper detection sensor 13a detects the side edge of the paper 2 as in the previous case.
[0057]
Further, as means for switching the moving speed of the transport roller 1a, in addition to the above-described pulse change, for example, the excitation mode of the stepping motor 11a is set to two-phase excitation at high speed operation and 1-2 phase excitation at low speed operation. Thus, it is possible to switch from high speed to low speed as described above. Further, by using a motor control circuit that realizes finer step drive control (for example, a stepping motor driver IC manufactured by Sanyo Electric Co., Ltd .: STK672-040), W1-2 phase excitation, 2W1-2 phase excitation Since 4W1-2 phase excitation can be selected, a high speed / low speed ratio can be increased. Further, by adopting such a switching method, it is only necessary to output a fixed pulse from the system controller 16, so that an effect of reducing the load on the CPU of the system controller 16 can be expected.
[0058]
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a control system in the case where a DC motor is employed as a movement drive motor serving as a roller movement drive source.
In the configuration of this control system, a power supply unit 18 for supplying a drive voltage to a DC motor (moving drive motor) 11a is provided. The power supply unit 18 is provided with a high-speed moving power supply and a low-speed moving power supply, and a motor driving voltage is supplied from these power supplies to the control circuit 15a. On the other hand, the control circuit 15a incorporates a changeover switch (not shown) for switching the drive voltage to the DC motor 11a.
[0059]
In the control system having the above configuration, the driving roller 1a moves at a high speed by supplying a driving voltage from the power source for high-speed movement of the power supply unit 18 to the DC motor 11a at the start of paper alignment. Thereafter, when a predetermined time T2 elapses from the switching timing of the sheet detection signal S3 in FIG. 8 or the alignment start in FIG. 9, the switching switch built in the control circuit 15a performs a switching operation, thereby supplying the voltage to the DC motor 11a. Switches to low speed.
In conjunction with such switching of the supply voltage, the rotational speed of the DC motor 11a is also switched and the moving speed of the transport roller 1a is switched from high speed to low speed, so that the same drive control operation as described above is realized.
[0060]
Next, a mechanical mechanism effective as a countermeasure against backlash of the drive system will be described with reference to FIG. In FIG. 11, only the mechanical mechanism around the conveyance roller 1a is shown, but the same mechanical mechanism is also adopted around the conveyance roller 1b.
[0061]
In FIG. 11, a rack 20a for moving a roller is attached to a rotation support shaft 33a provided along a direction intersecting with the sheet conveyance direction via a gear section 19a for sheet conveyance drive. The gear portion 19a and the rack 20a are connected to each other on the rotation support shaft 33a. On the other hand, the transport roller 1a and the gear portion 19a are rotatably and slidably (movable) mounted on the rotation support shaft 33a via the slider 21a, thereby constituting a moving roller assay 22a. A pinch roller assay 23a is disposed in the vicinity of the moving roller assay 22a. The pinch roller assay 23a includes a rotation support shaft 24a disposed in parallel to the rotation support shaft 33a, and a pinch roller 26a supported on the rotation support shaft 24a via a slider 25a so as to be rotatable and slidable. ing. A predetermined pressing force is applied to the pinch roller assay 23a from a direction orthogonal to the axial direction of the rotation support shaft 24a by a spring force (not shown), and this pressing force is used as a pinch pressure to pinch roller assay 23a (pinch roller 26a). To the moving roller assay 22a (conveying roller 1a).
[0062]
Two holding plates 27a are attached to the slider 21a of the moving roller assay 22a, and one engagement plate 28a is attached to the slider 25a of the pitch roller assay 23a. Then, the engaging plate 28a on the pinch roller assay 23a side is sandwiched between the holding plates 27a on the moving roller assay 22a side, whereby the transport roller 1a and the pinch roller 26a are along the rotation support shafts 33a and 24a. It is configured to be able to slide integrally.
[0063]
On the other hand, a pinion 29a is engaged with the rack 20a for moving the roller. The pinion 29a rotates integrally with an idle gear 30a provided coaxially therewith, and a motor shaft gear 31a of a movement drive motor (not shown) meshes with the idle gear 30a. Further, a compression coil spring 32a as an urging means is wound around the end of the rotation support shaft 33a. One end of the compression coil spring 32a is in pressure contact with a fixed portion that supports the rotation support shaft 33a in a fixed state, and the other end is in pressure contact with the side end surface of the transport roller 1a. As a result, the spring force of the compression coil spring 32a is applied to the transport roller 1a, and this spring force acts as a biasing force that biases the transport roller 1a in the axial direction of the rotation support shaft 33a, that is, in the direction intersecting the transport direction. is doing.
[0064]
In the mechanical mechanism configured as described above, when the motor shaft gear 31a is rotated by a movement drive motor (not shown), this rotational force is transmitted to the pinion 29a via the idle gear 30a, and the rotational movement of the pinion 29a associated therewith is transmitted to the rack 20a. Is converted to linear motion. As a result, the transport roller 1a moves together with the slider 21a on the rotation support shaft 33a, and the pinch roller 26a moves together with the slider 25a on the rotation support shaft 24a.
[0065]
At this time, the moving direction of the conveying roller 1a corresponds to the rotating direction of the motor shaft gear 31a. That is, when the motor shaft gear 31a rotates in the cw direction (clockwise) in the figure, the transport roller 1a moves in the left direction in the figure, and the motor shaft gear 31a rotates in the ccw direction (counterclockwise) in the figure. The transport roller 1a moves to the right in the figure.
[0066]
When switching the rotation direction of the motor shaft gear 31a (moving drive motor), as shown in FIG. 12, for example, as shown in FIG. 12, a backlash (gap) is generated between the motor shaft gear 31a and the idle gear 30a. Even if G is interposed, by energizing the conveyance roller 1a in one direction (direction intersecting the conveyance direction) by the compression coil spring 32a as described above, between the motor shaft gear 31a and the idle gear 30a, Regardless of the rotation direction of the gears, the tooth surfaces on the same side are always kept in contact with each other (a state where the backlash is filled).
[0067]
Thereby, when the rotation direction of the motor shaft gear 31a is switched, there is no time delay in the switching timing of the rotation direction of the idle gear 30a due to the presence of the backlash G. That is, the rotational direction of the idle gear 30a is switched simultaneously with the motor shaft gear 31a. The same applies to the meshing portion of the pinion 29a and the rack 20a.
[0068]
In this way, in the drive system from the motor shaft gear 31a to the rack 20a, the conveyance roller 1a is biased in the direction intersecting the conveyance direction by the compression coil spring 32a wound around the rotation support shaft 33a. Since the time lag (T time in FIG. 4) caused by the backlash when the rotation direction is switched can be eliminated, the time period of the reciprocation of the paper side edge can be shortened accordingly.
As a result, the paper side edge can be reciprocated more frequently from the reference position as a boundary without causing an increase in paper alignment processing time and an increase in the size of the alignment device, so that the paper can be quickly converged to the reference position. It becomes possible to increase the alignment accuracy.
[0069]
Further, in the mechanical mechanism of FIG. 1, the conveying roller 1a moves together with the rotating shaft 3a, whereas in the mechanical mechanism of FIG. 11, the conveying roller 1a moves independently on the rotating support shaft 33a. Therefore, the shaft component (metal shaft), which is the main cause of the increase in mass, can be excluded from the moving component, and the moving component can be reduced in weight.
Further, among the moving parts including the conveying roller 1a, if the paper conveying driving gear portion 19a, the roll moving rack 20a, and the like are made of resin instead of metal, the moving parts can be reduced in weight.
[0070]
By reducing the weight of the moving parts in this way, it is possible to reduce the inertia of the moving parts when moving the transport roller 1a and to suppress the overrun of the paper side edge during the alignment operation. As a result, the amplitude of the reciprocating motion at the paper side edge is reduced, leading to an improvement in paper alignment accuracy.
[0071]
In the above-described embodiment, the conveying roller 1a, b provided at a different position in the conveying direction is moved in a direction crossing the conveying direction, so that the mechanical force is adjusted by the spring force of the compression coil spring 32a. In addition to this, a mechanical mechanism (first, first) that corrects the position of the sheet by moving the conveyance roller in the axial direction (direction intersecting the conveyance direction) at one location in the conveyance direction, for example, is provided. By applying an urging force to the mechanical mechanism including only one of the second paper transporting units), it is possible to prevent misalignment of the side registration due to backlash of the drive system. it can.
[0072]
Further, in the mechanical mechanism of FIG. 11, the spring force of the compression coil spring 32a is applied directly to the transport roller 1a. In addition to this, it moves together with the transport roller 1a on the rotation support shaft 33a. You may make it give urging | biasing force to the conveyance roller 1a indirectly via a member, for example, the gear part 19a, or the rack 20a. Also, the direction of biasing the transport roller 1a may be biased in any direction as long as the direction intersects the transport direction (the left-right direction in FIG. 11).
[0073]
By the way, in the mechanical mechanism that corrects the position of the sheet by moving the sheet conveying unit including the conveying roller in a direction crossing the sheet conveying direction, the back of the drive system is applied by the biasing force using the spring force or the like as described above. When the lash is squeezed, the urging force required as a countermeasure against backlash must be set larger than the force (slide resistance) that the conveying roller tries to stop. It is necessary to set to 5 times or more. However, if the urging force is increased, it is necessary to increase the output torque of the moving drive motor in accordance with the increase of the urging force. Moreover, since the rigidity of each component must be increased so that the peripheral component is not deformed by the biasing force, the cost of the peripheral component is also increased. Furthermore, even in the actual paper alignment operation, when the movement drive motor is stopped, the motor shaft is rotated by the urging force, causing the transport roller to overrun without stopping at the target position, thereby correcting the paper position. May get worse.
[0074]
On the other hand, in the mechanical mechanism shown in FIG. 11, the moving roller assay 22a including the transport roller 1a is rotatable and slidable (movable) on the rotation support shaft 33a provided along the direction intersecting the transport direction. ), And the rotational sliding portion and the movable sliding portion of the movable roller assay 22a with respect to the rotational support shaft 33a are configured as the same portion. Thus, during the conveyance of the paper, the moving roller assay 22a is slid and rotated on the rotation support shaft 33a, and the same portion as the rotational sliding portion is slid as the moving sliding portion to align the paper. Therefore, it is possible to reduce the urging force (the spring force of the compression coil spring 32a in the illustrated example) necessary as a countermeasure against backlash. The reason will be described in detail below.
[0075]
FIG. 13 is a diagram schematically showing the force acting on the rotating sliding portion and the moving sliding portion between the rotating support shaft 33a and the moving roller assay 22a. In FIG. 13, the structure of the moving roller assay 22a is simplified to be cylindrical.
In the figure, both the rotation sliding part when the moving roller assay 22a rotates on the rotation support shaft 33a and the movement sliding part when the movement roller assay 22a moves on the rotation support shaft 33a rotate. The outer peripheral surface of the support shaft 33a (the hatched portion in the figure) is the same part.
[0076]
Here, the axial peripheral speed Vθ in the figure is the peripheral speed (axial peripheral speed) at the position (R1) where the moving roller assay 22a is in contact with the rotation support shaft 33a when the paper transport speed is Vt. The axial resistance Fθ is a resistance force received from the rotation support shaft 33a when the moving roller assay 22a rotates, and this is a resistance force opposite to the conveyance speed Vt. The slide speed Vs is the moving speed in the axial direction of the moving roller assay 22a during the sheet aligning operation.
[0077]
Further, when the moving roller assay 22a is slid on the rotating support shaft 33a, the moving roller assay 22a receives the slide resistance Ffd from the rotating support shaft 33a. Similarly, the pinch roller assay 23a receives the slide resistance Ffp from the rotation support shaft 24a. These slide resistances Ffd and Ffp are both resistance forces opposite to the slide speeds of the roller assays 22a and 23a.
[0078]
Assuming that the slide resistance when the conveying speed Vt is 0 is F0, the slide resistance F0 at this time is obtained by adding the friction coefficient μ to the sum of the pinch pressure that the moving roller assay 22a receives from the pinch roller assay 23a and the mass of each roller assay. Multiplied by. On the other hand, when the transport speed Vt is not 0, the slide resistance F0 is divided into the ratio between the axial peripheral speed Vθ and the slide speed Vs. This is expressed as follows. Fθ: Ff = Vθ: Vs
Fθ + Ff = F0 (F0 is the slide resistance when the transport speed is 0)
[0079]
Further, the following expression (1) is established between the shaft peripheral speed Vθ and the transport speed Vt.
Ffd = F0 R2dVs / (R2 Vs + R1dVt) (1)
Here, R1d is the radius of the rotation support shaft 33a, and R2d is the radius of the transport roller 1a.
Since such a relationship is also established between the pinch roller assay 23a and the rotation support shaft 24a, the slide resistance Ffp on the pinch roller assay 23a side is expressed by the following equation (2).
Ffp = F0 R2pVs / (R2pVs + R1pVt) (2)
Here, R1p is the radius of the rotating spindle 24a, and R2p is the radius of the pinch roller 26a.
From these points, the slide resistance applied to the moving roller assay 22a and the pinch roller assay 23a is Ffd + Ffp.
[0080]
FIG. 14 is a graph in which the vertical axis represents the slide resistance and the horizontal axis represents the conveyance speed. From this graph, it can be seen that as the conveyance speed increases, the slide resistance decreases accordingly. Therefore, when the paper alignment operation (sliding operation of the moving roller assay 22a) is performed during paper conveyance (during rotation of the moving roller assay 22a), the urging force required as a countermeasure for backlash of the drive system is It suffices if the area is indicated by hatching.
[0081]
Specifically, when the moving roller assay 22a is moved in the axial direction (direction intersecting with the sheet conveyance direction) without rotating, and when the moving roller assay 22a is rotated at a conveyance speed of 100 (mm / s), for example. In the case of moving in the axial direction, the slide resistance of the latter is about 1/5, and accordingly, the urging force necessary as a countermeasure against backlash can be reduced. As a result, since the output torque of the mobile drive motor can be reduced, the motor can be reduced in size, weight, power saving, and cost. Further, since the rigidity of the peripheral parts can be reduced, the cost of each part can be reduced. Furthermore, since the overrun when the moving drive motor is stopped by the urging force can be reduced, the correction accuracy of the paper position can be increased.
[0082]
【The invention's effect】
As described above, in the sheet aligning device according to the present invention, the first and second sheet transporting units are moved in the direction intersecting the transporting direction, and the sheet position correcting unit for correcting the position of the sheet is provided, and the transporting is performed. A paper side edge detecting means for detecting the side edge of the sheet inside is provided. Based on the detection result of the paper side edge detecting means, the movement direction of the first and second paper conveying means by the paper position correcting means is controlled by the control means. By controlling, skew and side registration can be corrected at the same time. Further, at the time of alignment, the first and second paper conveying means are moved at a high speed, and after the side edge of the paper is detected by the high speed movement, the first and second paper conveying means are moved at a low speed. Thus, the sheet alignment accuracy can be increased without reducing the sheet position correction range.
[0083]
In another sheet aligning device according to the present invention, the first and second sheet transporting units are respectively moved in a direction intersecting the transporting direction to provide a sheet position correcting unit for correcting the position of the sheet, Paper side edge detection means for detecting the side edge of the paper is provided, and the movement direction of the first and second paper conveyance means by the paper position correction means is controlled by the control means based on the detection result of the paper side edge detection means. By doing so, it becomes possible to simultaneously correct the skew and the side registration. Further, since the first and second paper conveying means are urged by the urging means in the direction intersecting with the conveying direction, respectively, even when a gear is used for the drive system of the paper position correcting means, the operation by backlash is performed. Thus, the sheet alignment accuracy can be improved without increasing the sheet alignment processing time and increasing the size of the aligning device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a sheet aligning apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a diagram illustrating a control logic of a control circuit according to the embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating a basic operation of a sheet side edge during sheet alignment.
FIG. 4 is a diagram illustrating a reciprocal motion of a sheet side edge with a reference position as a boundary.
FIG. 5 is a diagram illustrating an ideal state of reciprocation of a sheet side end.
FIG. 6 is a comparison diagram of the reciprocation of the paper side edge during high speed operation and low speed operation.
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a control system effective for countermeasures against paper overrun.
FIG. 8 is a timing chart showing a drive control operation by the control system.
FIG. 9 is a timing chart showing another example of the drive control operation by the control system.
FIG. 10 is a diagram showing another configuration of a control system effective for countermeasures against paper overrun.
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a mechanical mechanism effective for measures against backlash of a drive system.
FIG. 12 is an enlarged view of a meshing portion (driving force transmitting portion) of a gear incorporated in a driving system.
FIG. 13 is a schematic diagram showing the forces acting on the rotating sliding part and the moving sliding part.
FIG. 14 is a correlation diagram between slide resistance and conveyance speed.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a, 1b ... Conveyance roller, 2 ... Paper, 9 ... Rotation drive motor, 11a, 11b ... Movement drive motor, 13a, 13b ... Paper detection sensor, 15a, 15b ... Control circuit, 16 ... System controller, 32a ... Compression coil spring, 33a ... Rotating spindle

Claims

First and second paper transporting units that are provided at different positions in the paper transporting direction and respectively apply a transporting force to the paper;
Paper position correcting means for correcting the position of the paper by moving each of the first and second paper transporting means in a direction crossing the transport direction;
Paper side edge detecting means for detecting a side edge of the paper being conveyed by the first and second paper conveying means;
Based on the detection result of the paper side edge detecting means, the moving direction of the first and second paper conveying means by the paper position correcting means is controlled to perform paper alignment, and at the time of paper alignment, the first and first Control means for moving the first and second paper conveying means at a low speed after the paper side edge detecting means detects the side edge of the paper by the high speed movement. A sheet aligning device characterized by that.

First and second paper transporting units that are provided at different positions in the paper transporting direction and respectively apply a transporting force to the paper;
Paper position correcting means for correcting the position of the paper by moving each of the first and second paper transporting means in a direction crossing the transport direction;
Paper side edge detecting means for detecting a side edge of the paper being conveyed by the first and second paper conveying means;
Control means for controlling paper alignment by controlling the moving direction of the first and second paper transport means by the paper position correcting means based on the detection result of the paper side edge detecting means;
Urging means for urging the first and second paper conveying means in directions crossing the conveying direction ,
The first and second paper transporting units are rotatably supported on a rotating support shaft provided in a fixed state along a direction intersecting the transporting direction, and are slidably rotated with respect to the rotating support shaft. Part and moving sliding part are composed of the same part
A sheet aligning apparatus characterized by that.

Paper transport means for applying a transport force to the paper;
A paper position correcting means for correcting the position of the paper by moving the paper conveying means in a direction crossing the paper conveying direction;
Paper side edge detecting means for detecting the side edge of the paper being conveyed by the paper conveying means;
Control means for controlling paper alignment by controlling the movement direction of the paper conveying means by the paper position correcting means based on the detection result of the paper side edge detecting means;
Urging means for urging the sheet conveying means in a direction crossing the conveying direction ;
The sheet conveying means is supported on a rotating spindle provided in a fixed state along a direction intersecting the conveying direction so as to be rotatable and movable, and a rotating sliding portion and a moving sliding portion with respect to the rotating spindle. Are composed of the same part
A sheet aligning apparatus characterized by that.