JPH11263478A - 空気式ローラアッセンブリー - Google Patents

空気式ローラアッセンブリー

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JPH11263478A
JPH11263478A JP11026833A JP2683399A JPH11263478A JP H11263478 A JPH11263478 A JP H11263478A JP 11026833 A JP11026833 A JP 11026833A JP 2683399 A JP2683399 A JP 2683399A JP H11263478 A JPH11263478 A JP H11263478A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ペーパのような柔軟なシート材料を扱うため
の簡単で、正確かつコンパクトなローラアッセンブリー
を提供すること。 【解決手段】 ローラアッセンブリー10に、真空源ま
たは圧力源と選択的に連通する開口部18を外面に設け
る。この開口部18はローラの回転軸に沿った方向に向
いており、ローラの表面速度の接線方向に垂直な速度成
分をペーパに与える。さらに、この開口部18を圧力源
および真空源と選択的に接続することによって、ペーパ
のアライメントが向上し、複数の紙送り部を省くことが
でき、ローラの種々の速度を変化させることができ、ま
たはペーパを逆転できるため、プリントを第1または第
2の面で行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本願はシートまたはペーパ取
扱い装置に関し、特に写真複写機、プリンタなどのプリ
ント装置内のペーパ用のローラに関する。さらに詳細に
は、本願は開口部を有する複数の空気式のローラの使用
法に関し、この開口部を通して、空気を放出または吸
引、すなわち圧力を加えたり真空にしたりして、ペーパ
を管理および取り扱いをすることができる。
【0002】
【従来の技術】従来のプリント装置では、シート材料す
なわちペーパは、一連のローラおよびカウンターローラ
によって取り扱われる。カウンターローラは、シートを
扱うローラの表面の接線方向に直角な力を発生させるた
めに必要とされる。しかし、カウンターローラはシート
に対してジャム、紙を引き裂いてしまうこと、しわ、ま
たは別の表面の損傷を引き起こすことがある。ペーパに
対する好ましくない物理的損傷はさておき、プリント装
置はサービスまたはメンテナンスを必要とし、またサー
ビス担当者がジャムを取り除くために接近できる付加的
な空間が必要である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ペーパの取扱いには一
般に、例えばペーパの位置決めのために、ローラの運動
方向に垂直な運動成分も必要とする。このことは、標準
的な組のローラ(ローラとカウンターローラ)を用いて
達成できない。その代わり、シートを放したり掴んだり
する別のローラのセットを必要とする。こうすると不必
要なことだが、コスト、複雑性、およびペーパ経路が増
加する。さらに、この複雑性はみな究極的には信頼性が
なく、またペーパを扱うために必要な空間を減らすとい
う目標からかけ離れてしまう。
【0004】プリント装置におけるペーパの扱いに関す
るさらに別の関心事は、ペーパ経路において種々の速度
の変化が発生する可能性があることである。周知のプリ
ント装置では、ペーパのシートは処理経路を通過する間
に、非常に多くの速度の加速や減速を受けることは理解
されよう。例えば、ペーパのシートが給紙時に静止の位
置から前進し、第1のワークステーションに向かって速
度が加速され、第1のワークステーションで減速され、
次に下流すなわち第2のワークステーションに向かって
加速され、第2のワークステーションで減速されるなど
である。個別に取り扱うことと処理が増加することが、
ペーパシートをできるだけ離して置くことを必要とする
理由である。
【0005】他方、間隔を広げると、必然的にペーパの
速度変化を増加させることになる。このことは今度は、
速度変化すなわちペーパの屈曲を達成するために、ロー
ラを絶えず加速および減速させる必要がある。加速と減
速に関連する力は、ローラと関連するモータ系に大きな
ストレスを与えることになる。このため、加速と減速が
増加すると、組立体になおさらに空間が必要となる。
【0006】ローラ組立体に関連する圧力または真空構
造のいずれかにおける空気の一般的な使用方法は、従来
技術で周知である。例によると、米国特許第44935
48号、32541号、4062538号、45431
60号、4726502号、4792249号、499
7178号、5032875号、5127329号、5
197812号、5401721号、5431384
号、5299411号、および5411245号は、一
般にローラ組立体に関する従来技術の特許を示してい
る。しかしながら、これらの周知の構造は、ペーパ経路
における処理速度の増加、空間的な制約、種々のペーパ
ストックの扱い、および速度の変化に対するシステムの
要求の方向に十分に向いていない。
【0007】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、これらの問題のすべてを克服する新
規で改良した装置および方法を考慮すると共に、ペーパ
のような柔軟なシート材料を扱うための簡単で、正確か
つコンパクトな組立体を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を関係するための手段】本発明は、空気源と連通
するプレナムを備えるローラを持つローラアッセンブリ
ーを提供する。このローラは、シート材料に対して外面
の回転の接線方向に垂直な方向に速度成分を伝えるため
に適した開口部を外面に備えている。
【0009】また、別の態様によれば、このプレナム
は、シート材料をそれぞれローラ面に向かわせるまたロ
ーラ面から離すための真空源および圧力源とそれぞれ選
択的に連通させることもできる。
【0010】また、別の態様によれば、このローラアッ
センブリーは種々の速度で回転する第1および第2のロ
ーラを含むと共に、真空源および圧力源を用いて、種々
の速度で回転するローラ間をシート材料が容易にスムー
ズに移送できるようにすることもできる。
【0011】また、別の態様によれば、シート材料の第
1の面をローラに吸引するために開口部を真空源に選択
的に接続し、シート材料をローラの回転に合わせて約1
80度逆転させ、次に逆転したシート材料を回転してい
るローラから離すために開口部を圧力源に接続すること
によって、ペーパを逆転させるためにローラアッセンブ
リーを使用し、次に、ローラの開口部を真空源に接続し
て、シート材料の第2の面をローラに吸引することも可
能になる。
【0012】本発明の原理上の利点は、シート材料に対
して直角の力を及ぼすカウンターローラを省いて、ペー
パのジャムの発生を最小にすると共に機械設計を簡略化
することである。
【0013】本発明のさらに別の利点は、単一のローラ
でローラの運動方向に垂直な方向にペーパの動きを発生
する能力にある。
【0014】本発明のさらに別の利点は、単に圧力を変
えるだけで、ペーパに加わる直角の力を変化させる能力
にある。
【0015】本発明の別の利点は、ペーパに関してロー
ラのすべりすなわちクラッチ動作を可能にしながら、摩
擦および引きずりを減少させることにある。
【0016】本発明のさらに別の利点および恩恵は、後
述する詳細な説明を読みかつ理解すれば、当業者には明
白になるであろう。
【0017】
【発明の実施の形態】先ず図1を参照すると、本発明に
基づいて形成された空気式のローラアッセンブリーが示
されている。図1は、全体的に円柱形をした側壁12お
よび対向する終端壁14,16によって定義するローラ
アッセンブリー10を含む。外面すなわち側壁12に
は、所定の位置に一連の開口部18がある。この開口部
18は、中空の内部すなわちプレナム20(図2および
図3)と連通して、正の圧力または真空すなわち負の圧
力のいずれかの流体圧力のソースと選択的に連通する。
【0018】図1に示すように、このローラアッセンブ
リーは、矢印22で示すように、例えば反時計方向に回
転するようにできている。この特定の実施形態では、円
柱形のローラは回転する外側部分および固定した内側部
分30を有する。例えば図3に示すように、軸端部3
2,34は、回転する外側部分(側壁)12の中に収納
されプレナム20の両終端部の近くに、拡大した径方向
のショルダ36,38を含む。このショルダは、回転す
る外側部分の終端壁14,16の軸方向内側に収納さ
れ、密接して嵌合するが自由に回転できる組立体である
ことが望ましい。ベアリングアッセンブリー40,42
は両端部で、ローラの固定した内側部分と回転する外側
部分との間に挿入される。ベアリングアッセンブリー
(ローラベアリング)40,42は、相対的に回転する
外部シリンダ部分と固定した内側部分の間の摩擦を最小
限に抑える。調整駆動モータ50などの駆動手段を使用
して、外部シリンダを回転させる。あるいは、駆動手段
は、アッセンブリーを参照番号52で示す長手方向の軸
の回りを回転させるベルト、ギヤなどを含むことができ
る。
【0019】内部キャビティすなわちプレナム20は、
端部32,34を通って伸びる1つ以上の経路54,5
6を介して、正圧または負圧(図示せず)の外部ソース
と連通する。プレナムと空気源との間を連通するため
に、図示した以外の経路を設けることができることも理
解されよう。回転シリンダの開口部18は、空気源と絶
えず連通している必要はなく、正圧または真空のいずれ
かと選択的に連通すればよい。従って、図2に示すよう
に、外部シリンダの開口部18は、固定した内側部分で
定義する一対のチャンバ20a,20bと選択的に連通
する。シリンダの外面の円周上の位置は、いつ開口部が
プレナムと連通するかを決定する。さらに、外側部分の
回転速度は、開口部が圧力/真空を供給される時間の長
さを決定する。このため、回転動作の一部の間では、開
口部は圧力または真空を受けることができるが、回転動
作の選択された他の部分の間では、開口部は圧力または
真空を受けることができない。
【0020】図3に最も良く図示しているが、開口部1
8は所定の角度で外面の方向を向くことが好ましい。そ
れぞれの開口部18の角度は第1の軸端部(図2の左
端)を向いているが、選択性開口部は別の方向を向くこ
ともできることは理解されよう。この角度方向により、
ペーパシートがローラを横切るとき軸方向成分がペーパ
シートに伝えられる。軸方向成分を空気に与えると、ペ
ーパシート60を効率良く所望する方向に向けることが
できる。図1の開口部から伸びる矢印が示すように、ペ
ーパシートには矢印62で示す合成された速度が加えら
れる。この合成された速度は、接線方向64(ローラの
回転に対して接線方向)および軸方向66(ローラの回
転軸に平行な方向)に伸びる成分から成る。開口部をこ
のような方向に向けると、ペーパがローラを通過すると
きペーパの運動を再度管理することができる。上述した
ように、従来のローラアッセンブリーは、ローラの回転
軸に平行な方向の運動を得るためには、ペーパを放した
り掴んだりする複雑なローラのセットを必要とする。し
かしながら、本発明はこの運動を達成する効果的で簡単
なアッセンブリーを提供する。
【0021】あるいは、開口部を通って供給された空気
は空気ベアリングを形成して、直接接触せずにペーパを
支持することになる。上述したように、開口部に軸方向
の成分を持たせることにより、空気はローラ表面の速度
の接線方向に垂直な速度の成分をペーパに伝える。この
運動は、少なくともペーパの表面を損傷せずに、従来の
ローラ/カウンターローラの系を用いて行うことはでき
ない。
【0022】ローラアッセンブリーの固定の内側部分と
回転する外側部分との間の気流についてのインピーダン
スは、固定成分と回転成分との間で開口部18によるイ
ンピーダンスよりも大きくなければならないことは、図
3を観察すれば理解されよう。さらに、複数の正および
負の時々変化する圧力をローラのプレナムに加えて所望
のペーパ運動を行わせることによって、ローラアッセン
ブリーを各種の用途に使用する。例えば、プレナムをロ
ーラが回転している間の一時期に真空に接続して、ペー
パをローラに引き付ける。この結果、ペーパはローラの
表面に引き付けられると共に、その速度は回転する外部
ローラの速度の接線方向に一致することになる。このペ
ーパ速度のコントロールは、従来の構成におけるような
カウンターローラを必要とせずに達成される。さらに、
吸引圧力すなわち負圧を変化させることの結果、直交す
る力を連続して変化させることになる。同様に、選択し
た時間の間に工程を変える正の圧力を開口部に加えるこ
とによって、ペーパを所望の順序で管理する。
【0023】図4(a)〜図4(d)を参照すると、ペ
ーパ取扱いについてのこれらの原理による特別な応用が
図示されている。ここでは、ペーパシートをこのように
移動させるために従来の構成で必要とされたような多数
のローラを必要とするのではなく、わずかなローラしか
使用しないで、ペーパの位置決めを向上させている。さ
らにこの構成によって、従来技術の構成と比較すると、
使用するペーパのストックを一層軽くできる。
【0024】図4(a)に示すように、シート60が回
転するローラアッセンブリー10に接近している。空気
をローラの開口部から外側に吹き出してペーパに当て
て、ペーパをローラと異なる速度で移動できるようにす
ることが好ましい。いったんペーパがより完全にローラ
上に位置すると、開口部18は真空と連通して、ペーパ
をローラ表面に引き付ける。前に詳述したように、この
ときペーパはローラの速度に変わる。図4(c)に示す
ように、ペーパがローラの回転速度で右方向に進むと
き、真空が継続して印加されている。図4(d)に示す
ように、ペーパがローラから離れるとき、開口部18を
切り替えて正の圧力源と連通することによって、モーメ
ントをペーパに伝える。再び、速度の変化が起こる。さ
らに、所望すれば、開口部をこの段階でローラの回転の
接線方向に垂直な軸方向成分66を持たせることによっ
て、ペーパシートをガイド70に向かって移動できる。
【0025】前述したように、ペーパの供給不具合は、
従来のローラアッセンブリーに関連する共通の問題であ
る。それぞれが真空源と連通している一対のローラを使
用すれば、隣接するシート間の分離動作を向上させる
(図5)。例えば、隣接するシート60A,60Bが、
対向して回転するローラ10A,10B間のギャップ間
に送られる。それぞれのローラが、真空源と連通する一
連の開口部18を外面に含んでいるため、それぞれのペ
ーパシートはその関連するローラに向かって吸引され、
このため分離動作を向上させる。これによって、複数の
ペーパシートが下流に送られてしまうという、典型的な
ペーパ取扱い構成におけるカウンターローラに関連する
一層共通的な問題が発生する可能性が減少する。
【0026】図6(a)および図6(b)は、本発明の
さらに別の応用を示している。これらの2つの図面は、
この種のローラアッセンブリーを用いて容易に達成でき
る速度変化を示している。例えば、第1のローラすなわ
ち左側ローラ10Aは、速度V1で回転している。この
上流ローラ10Aが真空源と連通している場合、ペーパ
シート60の速度は第1のローラと同じである。このペ
ーパが下流に進むにつれて、その前端部は第2のローラ
すなわち下流ローラ10Bに接近する。正の圧力を速度
V2の第2のローラに加えることにより、空気ベアリン
グが作られて、ペーパシートの前端部は第2のローラ上
で容易に速度変化する。シート60の後端部が第1のロ
ーラからいったん離れると、第2のローラに加えた正の
圧力は次に真空源に切り替わる。これにより、ペーパシ
ートは第2のローラに吸引されて、第2のローラの速度
V2になることができる。さらに、正の圧力がこのとき
第1のローラに加えられて、ローラがその前端部と後端
部とで同時に異なる力を受けることが確実になくなる。
例えば、第1のローラからの正の圧力は、ペーパが第2
のローラの表面に向かって吸引されるとき、ペーパに別
のモーメントを与える。これにより、ペーパ表面への損
傷に関連する問題であるペーパとローラとの間の滑りが
除かれる。
【0027】図7では、別の代わりのローラアッセンブ
リーが示されている。ここでは、ローラアッセンブリー
の内側部分も回転する。これにより、ローラ全体を一体
に形成でき、相対的に回転する面間のシールの数を少な
くする。同様な方法で、上述した様々な利点と長所を達
成する。
【0028】入口80は内部のプレナムすなわち一連の
チャネル82と連通している。開口部84がローラの外
面86に形成されており、ベアリング88が回転するた
めにローラの両端部を支持している。この構成では、ロ
ーラの回転をペーパの位置と同期させる必要がある。こ
のため、このタイプのローラの用途は制限されるが、例
えば図8(a)〜図8(f)に示すように、重複して複
写するためのペーパシートを復帰(往復)させるために
使用できる。
【0029】ペーパシート60は、第1の面60’およ
び第2の面すなわち下側面60”を有する。第1の面6
0’はすでにプリントされており、第2の面60”上に
プリントする必要がある。ペーパの前端部60aがロー
ラアッセンブリー10に接近するとき、ローラの円周上
で隣接する対の四分円(クォードラント)およびその外
面を通って伸びる開口部は真空源(V)と連通してい
る。これにより、シートの第2の面60”がローラに引
き寄せられる。ペーパがローラと共に回転するとき、対
の四分円に対して真空を維持する(図8(b))。図8
(c)に示すように、第1の四分円が6時と9時の位置
の間の方向を向くと、第1の四分円に対する真空源は圧
力源(P)に切り替わる。これにより、シートがローラ
のこの部分から開放される。しかしながら、第2の四分
円では真空が維持されるので、ペーパの後端部60bは
まだローラの速度と同じ速度で回転している。時計方向
の回転を続けて、図8(d)に示すように、第2の四分
円が真空源から圧力源Pに切り替わると、ペーパをその
ローラとの接触から開放する。この段階で、ペーパは逆
にされたので、シートの上面と下面とはペーパの元の位
置から逆転されたことになる(図8(a))。
【0030】第1および第2の四分円は共に圧力源に接
続され、また外部のエアージェット92または機械的部
材がシートの第1の面60’を押し上げる。これによ
り、シートの後端部60bを図8(e)に示す位置まで
上方に押す。第1および第2の四分円は現在真空源と連
通する位置に来たので、第1の面60’はこのときロー
ラの面と接触するようになり、ペーパはローラの回転速
度になる。ローラの回転が時計方向に図8(f)に示す
位置まで継続すると、逆転プロセスが完了して、第2の
面60”がこのとき上向きになり、ペーパシートは、画
像形成ステーションなどの下流のワークステーションに
転送できる。
【0031】好適な実施形態を参照して、本発明を説明
してきた。無論、さらに別の変形例や変更例はこの分野
で普通の技術を持つものには理解できるであろう。これ
らの変形例や変更例は、添付の特許請求の範囲によって
カバーされると考える。
【0032】なお、本実施形態及び他の好ましい態様を
以下に示す。
【0033】(1)シート材料をプリント装置の中で扱
うローラアッセンブリーにおいて、空気源と、外面とそ
の回りを前記外面が回転する回転軸とを有する円柱状の
ローラと、空気源と連通するローラ内のプレナムと、シ
ート材料をローラに関して所望の方向に向けるための、
ローラの外面にありプレナムと連通する開口部と、から
成るローラアッセンブリー。
【0034】(2)開口部の少なくとも1つが速度成分
を外面の回転の接線方向に垂直な方向に伝える方向を向
いている、(1)に記載のローラアッセンブリー。
【0035】(3)開口部が回転軸に平行な方向を向い
ている、(1)に記載のローラアッセンブリー。
【0036】(4)プレナムが、シート材料をローラの
外面に向かわせたりローラの外面から離すために真空源
および圧力源と選択的に接続する第1および第2の部分
を含む、(1)に記載のローラアッセンブリー。
【0037】(5)外面がプレナムと相対的に回転す
る、(1)に記載のローラアッセンブリー。
【0038】(6)ローラのプレナムも回転軸の回りを
回転する、(1)に記載のローラアッセンブリー。
【0039】(7)シート材料をプリント装置内で処理
するローラアッセンブリーにおいて、ローラ内のプレナ
ムと連通する一連の開口部を備える外面であって、前記
プレナムがローラの回転時にシート材料を外面に向かわ
せたり外面から離すためにそれぞれ真空源および圧力源
と選択的に連通する外面を有するローラを備えるローラ
アッセンブリー。
【0040】(8)このアッセンブリーが、前記ローラ
と関連動作すると共に、シート材料をこのローラから受
け取るために前記ローラの下流に配置される第2のロー
ラを含む、(7)に記載のローラアッセンブリー。
【0041】(9)ローラおよび第2のローラが別の速
度で回転する、(8)に記載のローラアッセンブリー。
【0042】(10)シート材料がローラの外面を移動
するときローラは真空源に接続され、かつシート材料が
前記外面から離れるときローラは圧力源に接続される、
(9)に記載のローラアッセンブリー。
【0043】(11)シート材料が第2のローラの外面
に接近するとき第2のローラは圧力源に接続され、かつ
シート材料が第2のローラを移動するとき第2のローラ
は次に真空源に接続される、(10)に記載のローラア
ッセンブリー。
【0044】(12)シート材料の第1の面をローラに
接触させるために開口部を真空源に選択的に接続し、シ
ート材料をローラが回転するにつれてほぼ180度反転
させ、次に反転したシート材料を回転するローラから離
すために少なくとも幾つかの開口部を圧力源に接続し、
その後開口部を真空源に接続してシート材料の第2の面
をローラに接触させることによって、ペーパを逆転する
ためにローラを使用する、(7)に記載のローラアッセ
ンブリー。
【0045】(13)ローラはペーパを逆転させるプロ
セスの間は同一方向に回転する、(12)に記載のロー
ラアッセンブリー。
【0046】(14)ローラはローラが回転する間の所
定の一部の時間中には真空源に接続されると共に、ロー
ラが回転する残りの時間の間には圧力源に接続される、
(12)に記載のローラアッセンブリー。
【0047】(15)ローラの円周上の長さの一部のみ
が開口部を含む、(14)に記載のローラアッセンブリ
ー。
【0048】(16)シート材料の前端部が始めにロー
ラ上に受け取られ、かつシート材料が反転されると同じ
シート材料の後端部がローラに受け取られる、(12)
に記載のローラアッセンブリー。
【0049】(17)ペーパシートをプリント装置の中
で扱うローラアッセンブリーにおいて、回転軸と、外面
に設けた真空源に接続するための開口部とを有すると共
に、その回転軸の回りを時計方向に回転する第1のロー
ラと、第1のローラの回転軸に平行な回転軸と、真空源
に接続するための外面の開口部とを有すると共に、反時
計方向に回転する第2のローラと、ペーパシートを間に
受け入れるための第1および第2のローラの間に設けた
ギャップであって、開口部が真空になるとこれらのロー
ラがペーパシートを分離するギャップと、から構成する
ローラアッセンブリー。
【0050】なお、上述した実施の形態においては、プ
リント装置を参照して本発明を説明したが、本発明には
より広範な用途があり、他の関連する環境および用途に
好適に使用できることは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の係るペーパシートを扱う空気式ロー
ラアッセンブリーの概念斜視図である。
【図2】 固定した内部構造を持つ空気式ローラの端面
図である。
【図3】 図2のライン3−3に沿って切り取った断面
図である。
【図4】 ペーパシートを導入するために真空と圧力と
を選択的に使用することを説明する説明図である。
【図5】 一対のペーパシートに反対方向の直角の力を
加えてそのシートを互いに分離する一対のローラの使用
方法を説明する説明図である。
【図6】 速度変化を行うための一対のローラを用いる
真空および圧力の選択的な使用方法を概略的に説明する
説明図である。
【図7】 空気式ローラアッセンブリーの別の構成を説
明する断面図である。
【図8】 ペーパを逆転するために真空と圧力とを選択
的に採用することを説明する説明図である。
【符号の説明】
10 ローラアッセンブリー、12 外面、14,16
終端壁、18 開口部、20 プレナム、30 内側
部分、52 ローラの長手方向の軸、54,56 経
路、60 ペーパシート、62 合成された速度、64
接線方向、66軸方向。
フロントページの続き (72)発明者 デイビッド ケイ ベイゲルセン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 ポル トラ バリー ミモザ ウェイ 200 (72)発明者 ラーズ エリック スウォーツ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 サニ ー ベイル ラセット ドライブ 869

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シート材料をプリント装置の中で扱うロ
    ーラアッセンブリーにおいて、 空気源と、 外面とその回りを前記外面が回転する回転軸とを有する
    円柱状のローラと、 空気源と連通するローラ内のプレナムと、 シート材料をローラに関して所望の方向に向けるため
    の、ローラの外面にありプレナムと連通する開口部と、 から成るローラアッセンブリー。
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