JP4353879B2 - シート折り用ローラ - Google Patents

Description

本発明は、ローラ対の間にシートを２つ折りして挟むことによりシートに折り目をつけるシート折り用ローラに関するものである。

現在、画像形成装置により画像形成されたシートにステイプル処理や穴開け（パンチ）処理、２つ折り（中折り）処理等の処理を施すシート処理装置（画像形成装置の後処理装置）が普及している。一般に、このようなシート処理装置では、シートに中折り処理を施す場合、対向配置された２つのシート折り用ローラの間にシートを２つ折りして挟むことによってシートに折り目をつけるよう構成されている。このシート折り用ローラは、通常、円柱状の芯金の表層に、ゴム層（ＣＲゴム等の層）を設けたローラである。

ここで、シート折り用ローラとして、その外径が軸方向に均一な通常の円柱形状のローラ（ゴム層厚が全周面で均一なローラ）を用いると、ローラのたわみ等により、ローラの軸方向両端部側に近い部分におけるシート圧接力の方が軸方向中央部付近におけるシート圧接力よりも強くなる。このため、ローラ間を通過するシートに対してその幅方向（シート折り用ローラの軸方向）の外側から内側に向かう力が加わり、シートにシワが生じるという問題点がある。

この問題を解決するため、特許文献１や特許文献２では、シート折り用ローラの軸方向の中央部に比べ両端部の外径を小さくすることにより、シート（及びシート束）の折り圧の逃げ場を確保し、シワの発生を防止することが提案されている。

また、特許文献３や特許文献４では、２つのシート折り用ローラの軸方向両端部外周上に欠け部をそれぞれ設け、２つのローラの欠け部同士が対向するタイミングでシート折り動作を開始し、前記欠け部をシート（及びシート束）圧接力の逃げ場とすることで、シワの発生を防止することが提案されている。

また、特許文献５では、画像形成装置の定着装置の加圧ローラのたわみに起因して軸方向中央部のシート圧接力が低下することに対して、軸方向中央部の硬度を両端部の硬度より低く設定することにより、圧力分布を均一化することが提案されている。

また、特許文献６では、画像形成装置の定着装置の加圧ローラにて軸方向端部の局部的な変形によるゴム材質の劣化に対し、軸方向端部の硬度を軸方向中央部の硬度より高く設定することが提案されている。
特開２００２−１９３５４４号公報 特開２００４−１２３２４５号公報 特開２００１−３３５２３４号公報 特開２００１−１９２７０号公報 特開平７−２１９３７４号公報 特開２００２−１１６６４６号公報

しかしながら、上記特許文献１や特許文献２のシート折り用ローラでは、ニップ圧が高い中央部に比べニップ圧が低い両端部では折り能力が低下し、折りが甘くなるという問題がある。この問題は、特に折り枚数の少ないときに顕著に表れる。

また、上記特許文献３や特許文献４のシート折り用ローラでは、（１）組立時、折りローラ対の欠け部を同期させる必要があり、作業に手間がかかる、（２）折りローラの周方向の位置検出手段が必要となり、また、制御等複雑となる、（３）ローラの弾性層の欠け部を形成するには、一般的な旋盤削では行えないため時間と手間がかかるといった課題がある。

また、上記特許文献５や特許文献６の定着装置の加圧ローラでは、加圧ローラの軸方向中央部の硬度を軸方向両端部の硬度より低く設定して圧力分布を均一化を図っているが、シート折り用ローラにそれを適用した場合、加圧ローラのようにゴム硬度が柔らかくないので逆に軸方向中央部の圧力が増加する現象が発生し、シワの発生を避けることができない。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、安価な構成でありながら、シートの折り処理において、シートにシワを生じさせないとともに、必要なセンサや制御を簡略化でき、製造が容易なシート折り用ローラを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、表層に弾性層を設けた一対のシート折り用ローラを対向配置し、該シート折り用ローラ間にシートを２つ折りして挟むことにより該シートに折り目をつけるシート折り用ローラにおいて、シート通過領域のうち軸方向中央部の所定領域（中央領域）に配置される弾性層の硬度が高く、シート通過領域のうち前記中央領域の外側の領域（両端領域）に配置される弾性層の硬度が低くなるように構成し、さらに、前記両端領域に隣接するシート非通過領域に、前記中央領域に配置された弾性層と同等の硬度を有する弾性層を配置したことを特徴とする。

本発明によると、安価な構成でありながら、シートの折り処理においてシート折り用ローラのたわみ等によって生じるローラ軸方向のシート圧接力の分布をなくす（均一化させる）ことができ、シートにシワを生じさせないとともに、必要なセンサや制御を簡略化でき、製造が容易なシート折り用ローラを提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。

本発明の実施の形態に係るシート処理装置Ｘは、図１に示すような断面を有し、図示の右側側面において画像形成装置と連結される。従って、本シート処理装置Ｘの図１に向かって右側の側面には、画像形成装置から排出される画像形成されたシートを受け入れるシート入口１１が設けられている。また、前記シート入口１１に続けて設けられたシートの搬送路ｒ１の途中には、シートに穴開け処理を施すパンチ手段７０が設けられており画像形成装置からの所定の制御指令に従って、シートに穴開け処理がなされる。

前記搬送路ｒ１は、シートを上向きに導く搬送路ｒ２と下向きに導く搬送路ｒ３とに分岐しており、いずれの搬送路にシートを導くかは、揺動可能に設けられた可動ガイドｇ１により切り替えられるよう構成されている。

シートを上向きに導く前記搬送路ｒ２は、さらに、搬送中のシートを大型の退避ドラム２１の周面に沿う方向へ導いた後に下側へ向かう前記搬送路ｒ３へ導く搬送路ｒ２２に繋がっている。

そして、前記搬送路ｒ２２へ搬送されたシートは、前記退避ドラム２１の周面に沿った状態で一時退避した後、前記退避ドラム２１の回転によって前記搬送路ｒ３へ送り出される。

また、下側へ向かう前記搬送路ｒ３へ導かれたシートは、前記可動ガイドｇ１の下方（本シート処理装置の中央部）に設けられた中間処理ユニット３０に導かれる。

前記中間処理ユニット３０は、斜めに傾けて設けられた中間トレイ３１、該中間トレイ３１の上下方向中央付近の所定位置に揺動可能に設けられた第１のシート端部受け部３２、前記中間トレイ３１に沿って上下に移動可能に設けられた第２のシート端部受け部３３、前記中間トレイ３１の上下方向中央付近に設けられシートにステイプル処理を施すステイプル手段３４とを具備している。前記第２のシート端部受け部３３は、無端ベルト３７ａに取付けられており、該無端ベルト３７ａの正転／逆転によって上下に移動するよう構成されている。

また、前記中間処理ユニット３０は、前記中間トレイ３１や前記第１及び第２のシート端部受け部３２、３３、前記ステイプル手段３４等が設けられている受け側ユニット３０ａと前記ステイプル手段３４に対向するステイプル受け部３５等が設けられているカバーユニット３０ｂとに区分されており、前記カバーユニット３０ｂが前記受け側ユニット３０ａに対して離接可能に構成されている。

前記搬送路ｒ３に導かれたシートは、前記中間処理ユニット３０の上方に設けられた搬送ローラＲｏ１により下側へ搬送され、前記搬送ローラＲｏ１から外れて落下する。この落下してくるシートは、その一方の面（図１に向かって左側の面）が前記中間トレイ３１により受けられ、その先端部（下側端部）が前記第１又は第２のシート端部受け部３２、３３のいずれかにより受けられる。これにより、前記中間トレイ３１上にシートが複数重ねて溜められ（集積され）、溜められたシートに前記ステイプル手段３４によってステイプル処理が施される。

前記第１及び第２のシート端部受け部３２、３３のいずれによってシートの先端部を受けるかは、前記第１のシート端部受け部３２の揺動動作によって切り替えられる。即ち、前記第１のシート端部受け部３２が前記中間トレイ３１に沿う位置（近接する位置、以下、使用位置という）にある場合は、シートの先端部は前記第１のシート端部受け部３２により受けられ、前記第１のシート端部受け部３２がその揺動動作により前記中間トレイ３１から離間した退避位置にある場合は、前記搬送ローラＲｏ１により搬送されてきたシートの先端部は前記第１のシート端部受け部３２を通り過ぎて前記第１のシート端部受け部３２よりも下方に移動して待っている前記第２のシート端部受け部３３により受けられるよう構成されている。また、小サイズのシートを受ける場合は、前記第２のシート端部受け部３３を前記第１のシート端部受け部３２よりも上側へ移動させてシートを受けることも可能である。この場合、前記第１のシート端部受け部３２は前記使用位置にあっても前記退避位置にあってもかまわない。

前記中間処理ユニット３０においてステイプル処理が施されたシート（シート束）は、さらに２つ折り処理（以下、中折り処理という）を施す場合には前記中間処理ユニット３０内からその下側に設けられた中折りユニット４０内の搬送路ｒ５へ送り出され、前記中折り処理を施さない場合には上側の搬送路ｒ４へ送り出される。

前記シートの前記搬送路ｒ５への送り出しは、前記中間処理ユニット３０の下部に揺動可能に支持された搬送ローラＲｏ２により行われる。前記搬送ローラＲｏ２は、通常は、前記搬送ローラＲｏ２に対向して配置された従動ローラＲｏ２'と離間する位置に退避しており、シートを前記搬送路ｒ５へ送り出す際に、前記従動ローラＲｏ２'に近接する位置に揺動して前記従動ローラＲｏ２'との間にシートを挟み、前記搬送ローラＲｏ２の回転力により前記搬送路ｒ５へシートを送り出す（搬送する）。

前記中折りユニット４０内の前記搬送路ｒ５に導かれたシート（シート束）は、前記中折りユニット４０内の搬送ローラＲｏ３によってさらに搬送されて所定位置に停止させられる。そして、シートの搬送方向中央部に押し型４１が押し当てられ、シートが前記押し型４１の押し当て面と反対側において対向配置されて回転する２つの中折り用ローラ４２の間に２つ折りされながら挟まれる。２つの前記中折り用ローラ４２は、互いに対向する方向に付勢されており、この付勢力（シートへの圧接力）によってシートに折り目がつけられる。このようにして中折り処理がなされたシートは、前記中折り用ローラ４２の回転力によってその折り部が先頭となる方向に搬送され、前記中折り用ローラ４２上方の搬送路ｒ６を経て、前記中折りユニット４０内の排出ローラＲｏ４によって、前記シート入口１１の反対側の側面に設けられた下段シート出口１４からその外側に設けられた中折りシート排出トレイ６０上に排出される。このとき、前記下段シート出口１４の上方に回動自在に設けられたシート抑え部材６１により、中折り処理されたシートが抑えられて整合される。

一方、前記中間処理ユニット３０上側の前記搬送路ｒ４へのシートの送り出しは、前記中間トレイ３１に沿って上下に移動可能に設けられた断面Ｔ字形状のシート送り出し部材３６によって行われる。前記シート送り出し部材３６は、無端ベルト３７ｂに取付けられており、該無端ベルト３７ｂの正転／逆転によって上下に移動するよう構成されており、前記中間トレイ３１の裏面側（下側）へ退避させることも可能である。また、前記シート送り出し部材３６と前記第２のシート端部受け部３３との上下動の範囲は一部で重複しており、前記シート送り出し部材３６を最下端へ移動させた位置の方が、前記第２のシート端部受け部３３を最上端へ移動させた位置よりも下側となるよう構成されている。

このように構成された前記シート送り出し部材３６により、以下のようにしてシートが上側の前記搬送路ｒ４へ送り出される。

まず、前記シート送り出し部材３６を裏面側へ退避させた状態で、シートを積載した前記第２のシート端部受け部３３を最上端まで移動させる。次に、前記シート送り出し部材３６を最下端からおもて面側へ移動させ、さらに前記第２のシート端部受け部３３よりも上側へ移動させることにより前記第２のシート端部受け部３３に積載されたシートを前記シート送り出し部材３６上に積み替えられる。そして、さらに前記シート送り出し部材３６を上側へ移動させることにより、積み替えられたシートが前記搬送路ｒ４へ送り出される。

このようにして前記搬送路ｒ４に搬送されてきたシート（シート束）は、シート排出手段８０により搬送が引き継がれて、該シート排出手段８０の具備する排出ローラＲｏ６の回転力により中段シート出口１３からその外側に複数設けられた可動トレイ５０のいずれかに排出される。該可動トレイ５０は、それぞれシートの排出方向に向かって上向くように傾斜して設けられている。さらに、前記可動トレイ５０は上下方向に移動可能に構成され、その停止位置によって前記中段シート出口１３から排出されるシートをいずれの前記可動トレイ５０で受けるかが切り替えられる。

次に、図２を用いて、本シート処理装置Ｘの具備する前記中折り用ローラ４２（前記シート折り用ローラの一例）の形状について説明する。

図２は、前記中折り用ローラ４２の一実施例の断面正面図を表す。

図２に示すように、前記中折り用ローラ４２は、円柱状の芯金４２１の周面にＣＲゴム等からなるゴム層４２２が設けられたローラである。

２つの中折り用ローラ４２は、シート処理装置Ｘの機械本体に対して芯金４２１の両端で回転可能に支持され、その両端支持部で互いに対向する方向に付勢されている。従って、中折り用ローラ４２は軸方向中央部を支点にして両端部で撓みが多くなり、２つの中折りローラ４２のゴム層４２２同士によるシートへの圧接力（ニップ圧）が軸方向中央部よりも両端部で強くなる傾向がある。このため、中折りされながら搬送されるシート（束）はその幅方向両端部から中央部にかけてしごかれ、シート（束）の中央部にシワが発生しやすくなる。

この問題に対処するために、本実施形態の中折り用ローラ４２は、シート通過領域のうち軸方向中央部の所定領域（中央領域）に配置される弾性層の硬度が高く、シート通過領域のうち前記中央領域の外側の領域（両端領域）に配置される弾性層の硬度が低くなるよう構成したものである。具体的には、図２に示すように、前記中折り用ローラ４２周面の軸方向領域全体を、シート通過領域Ｗ（ここでは、Ａ３サイズのシートの幅（短辺側）＋α（余裕分）の幅の通過領域）とシート通過領域Ｗの外側のシート非通過領域Ｙとに区別し、シート通過領域Ｗのうち、軸方向中央部の所定領域を中央領域Ｗ１、前記シート通過領域Ｗの残り（中央領域Ｗ１の外側）の領域を両端領域Ｗ２とした場合、中央領域Ｗ１はゴム層の硬度が比較的高くなり（ゴム層４２２Ａ）、両端領域Ｗ２とシート非通過領域Ｙはゴム層の硬度が比較的低くなる（ゴム層４２２Ｂ）ように設定されている。

このように中折り用ローラ４２の中央領域Ｗ１を硬度の高いゴム層４２２Ａ、両端領域Ｗ２とシート非通過領域Ｙを硬度の低いゴム層４２２Ｂにて構成することにより、前記中折り用ローラ４２のたわみ等によって生じる軸方向のシート圧接力の分布をなくす（均一化させる）ことができ、シートにシワが発生することを防止できる。

また、上記の構成で硬度の低いゴム層４２２Ｂの硬度を低くしすぎると、中折りローラ４２のシート非通過領域Ｙでゴム層４２２Ｂの変形が局部的に大きくなり、繰り返し荷重が掛かることによる疲労でゴム層４２２Ｂの破壊の原因になる。

この問題に対処するため、図３のように、硬度の低いゴム層４２２Ｂを形成する領域を中央領域Ｗ１の外側のシート通過領域Ｗ（すなわち両端領域Ｗ２）にとどめ、その両端領域Ｗ２に隣接するシート非通過領域Ｙに中央領域Ｗ１に配置されたゴム層４２２Ａと同程度の硬度を有するゴム層４２２Ｃを配置する構成としてもよい。こうすると、シート非通過領域Ｙのゴム層４２２Ｃの変形を押さえることができるため、硬度の低いゴム層４２２Ｂの長寿命化が図られ、また少数枚のシートの中折り処理持の中折りローラ４２のたわみ量を少なくすることができる。

なお、本実施形態では中折りローラ４２の芯金４２１の周面に配置する弾性層がゴム層４２２である場合について説明したが、弾性を有する層であればゴム層に限定されないことは言うまでもない。

本発明は、ローラ対の間にシートを２つ折りして挟むことによりシートに折り目をつけるシート折り用ローラに関するものであり、画像形成装置により画像形成されたシートにステイプル処理や穴開け（パンチ）処理、２つ折り（中折り）処理等の処理を施すシート処理装置に利用することができる。

は、本発明の実施の形態に係るシート処理装置の概略断面図である。 は、上記シート処理装置が具備する中折り用ローラの一例の断面正面図である。 は、上記シート処理装置が具備する中折り用ローラの他の例の断面正面図である。

符号の説明

Ｘ シート処理装置
１１ シート入口
１３ 中段シート出口
１４ 下段シート出口
２１ 退避ドラム
３０ａ 受け側ユニット
３０ｂ カバーユニット
３０ 中間処理ユニット
３１ 中間トレイ
３４ ステイプル手段
３７ａ 無端ベルト
３７ｂ 無端ベルト
４０ 中折りユニット
４２ 中折り用ローラ（シート折り用ローラ）
５０ 可動トレイ
６０ シート排出トレイ
７０ パンチ手段
８０ シート排出手段
４２１ 芯金
４２２ ゴム層
４２２Ａ 硬度の高いゴム層
４２２Ｂ 硬度の低いゴム層
４２２Ｃ 硬度の高いゴム層
ｇ１ 可動ガイド
ｒ１ 搬送路
ｒ２ 搬送路
ｒ２２ 搬送路
ｒ３ 搬送路
ｒ４ 搬送路
ｒ５ 搬送路
ｒ６ 搬送路
Ｒｏ１ 搬送ローラ
Ｒｏ２ 搬送ローラ
Ｒｏ２' 従動ローラ
Ｒｏ３ 搬送ローラ
Ｒｏ４ 排出ローラ
Ｒｏ６ 排出ローラ
Ｔ 断面
Ｗ シート通過領域
Ｗ１ 中央領域
Ｗ２ 両端領域
Ｙ シート非通過領域

Claims (1)

1. 表層に弾性層を設けた一対のシート折り用ローラを対向配置し、該シート折り用ローラ間にシートを２つ折りして挟むことにより該シートに折り目をつけるシート折り用ローラにおいて、シート通過領域のうち軸方向中央部の所定領域（中央領域）に配置される弾性層の硬度が高く、シート通過領域のうち前記中央領域の外側の領域（両端領域）に配置される弾性層の硬度が低くなるように構成し、さらに、前記両端領域に隣接するシート非通過領域に、前記中央領域に配置された弾性層と同等の硬度を有する弾性層を配置したことを特徴とするシート折り用ローラ。

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