JP4640552B2 - 用紙搬送装置および用紙搬送方法 - Google Patents

Description

本発明は、用紙搬送装置および用紙搬送方法に係わり、たとえばデジタル複写機、ファクシミリ装置あるいはスキャナで原稿の画像情報を読み取る読取位置の手前にフィードローラとピンチローラを配置した構造の装置で好適な用紙搬送装置および用紙搬送方法に関する。

スキャナ（画像読取装置）等の原稿搬送装置では、ローラを使用してシート状の原稿を所定の読取位置まで搬送し、１次元イメージセンサを用いて画像情報を読み取ることが広く行われている。このような原稿搬送装置では、原稿を読取位置までフィードローラとピンチローラの対によって搬送することが本発明の第１の関連技術として用いられることが多い。

図６は、この第１の関連技術における原稿搬送装置の一例を表わしたものである。この原稿搬送装置１００で原稿１０１は、プラテンガラス１０２とその上方に配置された白色背景板１０３を備えた読取部１０４の間を、この図に矢印で示した副走査方向１０５に搬送される。この搬送状態で、プラテンガラス１０２側に配置された図示しない１次元イメージセンサによって画像が副走査方向１０５と直交する主走査方向にライン単位で読み取られるようになっている。原稿１０１はプラテンガラス１０２よりも上流側に配置されたフィードローラ１０６と、これと転接するピンチローラ１０７の対によって搬送されることで、読取部１０４に送り込まれるようになっている。

このような本発明の第１の関連技術では、原稿１０１の後端がフィードローラ１０６とピンチローラ１０７の対から離れるときに、ピンチローラ１０７による原稿の押し出しが生じて、図示のように後端部に撓みが発生する現象が生じていた。これにより、原稿１０１の後端近傍を読取部１０４が読み取る際に、副走査方向１０５の搬送速度が不均一となり、「ピッチムラ」の画像が生じるという問題があった。

図７〜図９は、この「ピッチムラ」の画像の発生原因を説明するためのものである。図７〜図９で図６と同一部分には同一の符合を付している。

図７でフィードローラ１０６は、ゴムローラである。フィードローラ１０６は、図６で示した原稿搬送装置１００内の図示しない所定の不動部材に回動自在に取り付けられており、図示しない駆動機構によって矢印１１１方向に回転する力を与えられている。ピンチローラ１０７は、簡略化して示したバネ１１２の一端に軸支されており、プラスチックで成形したプラスチックモールドローラとなっている。

この原稿搬送装置では、フィードローラ１０６が回転すると、その外周と接触する原稿１０１が副走査方向１０５に搬送される。ピンチローラ１０７は、バネ１１２によって矢印１１３方向としてのフィードローラ１０６方向に押し付けられている。したがって、ピンチローラ１０７は、原稿１０１の副走査方向１０５の移動に追随する形で、矢印１１４方向に回転することになる。

図８は、原稿１０１の後端がフィードローラ１０６とピンチローラ１０７の対から離れようとしている時点の様子を表わしたものである。この時点までピンチローラ１０７の周速度はフィードローラ１０６の周速度と同一となっている。

図９は、原稿１０１の後端がフィードローラ１０６を抜けた直後の状態を表わしたものである。ピンチローラ１０７は図８の状態から一時的にフィードローラ１０６からの拘束を解かれた状態となり、その慣性力とバネ１１２によって矢印１１３方向に移動する力が加わって原稿１０１の後端を矢印１０５方向に押し出すように回転する。この結果、原稿１０１の搬送速度が一時的に上昇することになる。

このような問題を解決するために、本発明の第２の関連技術として、用紙の後端がフィードローラとピンチローラが圧力による変形で面接触した領域としてのニップ領域を抜ける際にこれらのローラを強制的に離間させることが提案されている（たとえば特許文献１参照）。
特開２００６−１０３９４６号公報（第００１９段落、図１４）

この第２の関連技術によれば、図９のように、原稿１０１の後端がピンチローラ１０７とフィードローラ１０６のニップ領域を抜けるとき、ピンチローラ１０７が矢印１１３方向と反対方向に移動する。この機構によりピンチローラが原稿後端を押し出すという問題は解決する。しかしながら、このような機構を実現するためには、ピンチローラ１０７全体をバネ１１２に逆らって所定方向に短時間に移動させる駆動源としてのモータやソレノイド、動力伝達部品としてのシャフトやベルトといった新たな部品を必要とする。これにより、原稿搬送装置のコストが増大するだけでなく、これらの部品の占める空間が新たに必要となって装置の小型化を困難にするといった問題があった。

以上、原稿搬送装置についての問題点を指摘したが、同様にシート状の用紙を搬送する他の用紙搬送装置でも同様の問題があった。

そこで本発明の目的は、フィードローラとピンチローラのニップ領域を用紙の後端が抜ける際の、この後端に対する押し出し現象を抑制することのできる用紙搬送装置および用紙搬送方法を提供することにある。

本発明では、（イ）駆動系に接続されて回転するローラの外周部分を用紙の一方の面と接触させて回転方向に沿った力を与えるフィードローラと、（ロ）このフィードローラの下方にこのフィードローラと接離自在に配置され、その比重が少なくとも４以上となったピンチローラと、（ハ）前記したフィードローラとピンチローラの間に前記した用紙が存在する状態でピンチローラを前記した用紙の他方の面に圧接させる弾性部材とを用紙搬送装置に具備させる。

また、本発明の用紙搬送方法は、バネによる圧接で生じるピンチローラとこのピンチローラの上方に接離自在に配置されたフィードローラとのニップ領域を用紙が挟まれて搬送される際に、用紙の後端がこのニップ領域を抜ける時点で、前記したピンチローラが前記した用紙の後端の抜けにより生じる離間状態から前記したバネの復元によりフィードローラに再度接触するまでの時間を、前記した用紙の後端が前記したニップ領域を抜け始めてから完全に抜け切るまでの時間に比べて大きくなるように前記したピンチローラの重さを設定して用紙の搬送を行うことを特徴としている。

以上説明したように本発明によれば、フィードローラとその下方に接離自在に配置されたピンチローラとのニップ領域を用紙の後端が抜ける際の、この後端に対する押し出し現象を、特別の機構を設けることなく、抑制することができる。したがって、新たな機構を設けるためのコストアップを避けることができるだけでなく、用紙搬送装置の小型化の障害とならないという効果がある。

図１は、本実施の形態の画像形成装置における原稿搬送装置の部分を示したものである。原稿搬送装置２００は、たとえばファクシミリ装置や複写機の上部部分として、図示しない読取部に原稿を順次送り込む装置である。この原稿搬送装置２００の装置本体２０１の上部には、トレイ兼蓋部２０２が開閉自在に取り付けられている。

図２は、この原稿搬送装置のトレイ兼蓋部を開いた状態を表わしたものである。装置本体２０１の上部には、図示しない原稿を載置するためのプラテンガラス２１１が配置されており、その左端部の下方に１次元イメージセンサ（図示せず）を含んだ読取部（センサ側）２１２が往復動自在に配置されている。トレイ兼蓋部２０２におけるこの読取部２１２と対向する位置には、シート状の原稿を読み取る読取部（透光側）２１３が配置されており、これよりも原稿の搬送路の上流側に、ピンチローラ２１４が所定の間隔を置いて一列に配置されている。

図３〜図５は、本実施の形態でフィードローラとピンチローラの間を原稿が搬送される様子を表わしたものである。これら図３〜図５は、図７〜図９と対応している。本実施の形態の場合、ピンチローラ２１４と転接するフィードローラ２１５は、直径が８ミリメートルのゴムローラとなっている。フィードローラ２１５のサイズおよび材質は図７に示したフィードローラ１０６と同一である。また、フィードローラ２１５の駆動系も、従来と同様である。

一方、ピンチローラ２１４は、簡略化して示したバネ２２１の一端に軸支されており、矢印２２２方向（フィードローラ２１５の方向）に押し付けられる力を与えられている。ピンチローラ２１４は、直径が４ミリメートルの円柱状に加工された金属ローラとなっている。金属としては、ＳＵＳ（ステンレス鋼）あるいは真鍮が好適である。ＳＵＳは比重が７．８２であり、真鍮は、銅７０％、亜鉛３０％の配合の場合、８．５６である。他の金属でも比重がある程度大きいものであれば構わない。

このように本実施の形態のピンチローラ２１４は、図７に示した第１の関連技術のピンチローラ１０７と外形は同一である。ただし、第１の関連技術のピンチローラ１０７はプラスチック製のためにその比重が０．９前後であり、本実施の形態のピンチローラ２１４はこれに比べるとかなり重い。図３では、このピンチローラ２１４がフィードローラ２１５と転接して、原稿２２３を図に矢印で示した副走査方向２２４方向に搬送している。

図４は、原稿の後端がピンチローラとフィードローラのニップ領域を抜け出した直後の状態を表わしたものである。これに対応する図８の場合には、ピンチローラ１０７の重さが軽い。このため、ピンチローラ１０７自体が現在の位置に存在しようとする慣性力に対してバネ１１２が矢印２２２方向に移動させる力が比較的大きいことになり、ピンチローラ１０７は素早く移動する。この結果、原稿１０１の後端を押し出してしまう。

これに対して、本実施の形態の場合には、ピンチローラ２１４の自重がピンチローラ１０７と比較して８〜９倍も重くなる。このため、現在の位置に存在しようとする慣性力が遥かに大きくなって、ピンチローラ２１４の矢印２２２方向への変位の速度が大幅に遅くなる。この結果、ピンチローラ２１４は原稿２２３の後端部の動きに追随できず、取り残される。すなわち、原稿２２３の後端を矢印２２４方向に押し出すことができない。

図５は、原稿が下流側の図示しない搬送系で更に搬送された状態を表わしたものである。この時点でピンチローラ２１４はフィードローラ２１５にかなり接近している。しかしながら、この時点で原稿２２３の後端は副走査方向２２４方向にかなり前進しており、その後端を矢印２２４方向に押し出すことができない。

以上説明したように本実施の形態では、ピンチローラ２１４を比重の重い金属のローラに変えたので、特別の駆動系や伝達系といった機構を追加することなく、原稿２２３等の用紙の後端の一時的な押し出しの現象を回避あるいは抑制することができる。したがって、従来使用した原稿搬送装置の構成部品を一部交換するだけで、読み取り画像の「ピッチムラ」を抑えることができ、画質を向上させることができる。

以上の本発明の作用を別の観点から表現すると次のようになる。

バネ２２１による圧接で生じるピンチローラ２１４とフィードローラ２１５のニップ領域を原稿２２３が挟まれて搬送される際に、原稿２２３の後端がこのニップ領域を抜ける時点で、ピンチローラ２１４が原稿２２３の後端の抜けにより生じる離間状態からバネ２２１の復元によりフィードローラ２１５に再度接触するまでの時間を、原稿２２３の後端がニップ領域を抜け始めてから完全に抜け切るまでの時間に比べて大きくなるようにすること。これには、ピンチローラ２１４を、たとえば重金属の使用により、従来のゴムやプラスチックによるものよりも格段に重くする必要がある。

なお、実施の形態では用紙搬送装置のうち、原稿の搬送を行う原稿搬送装置に本発明を適用したが、駆動ローラ（フィードローラ）と従動ローラ（ピンチローラ）を対として用紙の搬送を行うその他の用紙搬送装置にも本発明を同様に適用することが可能である。

また、実施の形態ではピンチローラを金属ローラとしたが、主要部分が金属で構成され、外径部分あるいは内径部分がプラスチック等の他の材料で構成された混合部材によるローラに対しても本発明を同様に適用することができる。

本発明者は、ピンチローラを各種の金属で構成して比重に伴う慣性力との関係で発明の効果を検証した。これによれば、たとえば比重が２．７前後のアルミニウムでは、従来からロールとして多用されたプラスチックと比較して目立った効果がなかった。軽金属の部類でも比重が４以上となると、プラスチックと比較して重さが４倍以上あり、シート状部材の後端での一時的な押し出しの現象を回避あるいは抑制する効果が確認され、読み取り画像の「ピッチムラ」が大幅に減少した。ピンチローラの比重が７以上であれば、この効果が顕著に現われることも確認した。

鉄や多くのレアメタルは重金属の仲間であり、本発明の効果を有するが、さびやコストの面で多少問題があり、ＳＵＳや真鍮であれば、ロール全体を同一の材料として使用することができる。もちろん、鉄（比重は７．８５）であってもメッキ等の他の材料の被覆によって実用上問題のないローラを提供することができる。

また、実施の形態ではピンチローラ２１４を棒状のバネ２２１で弾性的に保持したが、他の同様な弾性部材を用いてもよいことは当然である。

本実施の形態の画像形成装置における原稿搬送装置の部分を示した斜視図である。 本実施の形態で原稿搬送装置のトレイ兼蓋部を開いた状態を表わした斜視図である。 本実施の形態でフィードローラとピンチローラの間を用紙が搬送されている状態を示した説明図である。 本実施の形態でフィードローラとピンチローラの間を用紙の後端が抜け出した直後の状態を示した説明図である。 本実施の形態で図４に示した時点からわずかに時間が経過した状態を示した説明図である。 第１の関連技術における原稿搬送装置の一例を表わした要部側面図である。 第１の関連技術でフィードローラとピンチローラの間を用紙が搬送されている状態を示した説明図である。 第１の関連技術でフィードローラとピンチローラの間を用紙の後端が抜け出した直後の状態を示した説明図である。 第１の関連技術で図８に示した時点からわずかに時間が経過した状態を示した説明図である。

符号の説明

２００ 原稿搬送装置
２１２、２１３ 読取部
２１４ ピンチローラ
２１５ フィードローラ
２２１ バネ
２２３ 原稿

Claims (6)

1. 駆動系に接続されて回転するローラの外周部分を用紙の一方の面と接触させて回転方向に沿った力を与えるフィードローラと、
   このフィードローラの下方にこのフィードローラと接離自在に配置され、その比重が少なくとも４以上となったピンチローラと、
   前記フィードローラとピンチローラの間に前記用紙が存在する状態でピンチローラを前記用紙の他方の面に圧接させる弾性部材
   とを具備することを特徴とする用紙搬送装置。
2. 前記ピンチローラはローラ部分がＳＵＳ（ステンレス鋼）で構成されていることを特徴とする請求項１記載の用紙搬送装置。
3. 前記ピンチローラはローラ部分が真鍮で構成されていることを特徴とする請求項１記載の用紙搬送装置。
4. 前記弾性部材はバネ材であることを特徴とする請求項１記載の用紙搬送装置。
5. バネによる圧接で生じるピンチローラとこのピンチローラの上方に接離自在に配置されたフィードローラとのニップ領域を用紙が挟まれて搬送される際に、用紙の後端がこのニップ領域を抜ける時点で、前記ピンチローラが前記用紙の後端の抜けにより生じる離間状態から前記バネの復元によりフィードローラに再度接触するまでの時間を、前記用紙の後端が前記ニップ領域を抜け始めてから完全に抜け切るまでの時間に比べて大きくなるように前記ピンチローラの重さを設定して用紙の搬送を行うことを特徴とする用紙搬送方法。
6. 前記ピンチローラはローラ部分が重金属で構成されていることを特徴とする請求項５記載の用紙搬送方法。

Images