JP2016008110A - 用紙搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送ローラに挟持されて搬送される用紙の後端や後端面に汚れや傷がつくのを防止できる用紙搬送装置を提供する。
【解決手段】用紙搬送装置１は、印刷部の下流に設けられて用紙を挟持搬送する二対の搬送ローラ2,3 と、搬送ローラの従動ローラ2a,3a を揺動して用紙の挟持を制御する挟持制御部４と、用紙の端部を検出して検出信号を出力する検出部８と、用紙の後端に加わる搬送ローラの挟持圧が、これ以外の部分に加えられる挟持圧より小さくなるように、検出信号に基づく所定のタイミングで挟持制御部を制御して用紙の後端が挟持されないようにする制御部を有する。用紙の後端は搬送ローラに挟まれないので、用紙の後端や後端面に端面に汚れや損傷が起きず、特に冊子印刷において外観性が向上する。
【選択図】図１

Description

本発明は、用紙を搬送ローラで挟んで搬送する用紙搬送装置に係り、特に用紙の後端が搬送ローラに挟まれることによって用紙の後端面に転写汚れや傷がついて外観を損ねるのを防止できるようにした用紙搬送装置に関するものである。

下記特許文献１に開示された印刷装置１は、同文献中の図面にも示すように、用紙に印刷を行うヘッドユニット４と、ヘッドユニット４で印刷された用紙を複数の搬送ローラ対でニップして搬送経路上を搬送する搬送部３とを備えている。そして、搬送方向についてヘッドユニットの下流側の搬送経路において、ヘッドユニット４に近い側での搬送ローラ対のニップ圧を、より遠い側にある搬送ローラ対のニップ圧よりも小さくなるようにした。これによって、印刷直後の色材が十分には定着していない状態の用紙から搬送ローラへ色材が転写されにくくなり、生産性の低下を抑えながら、印刷物の汚れを軽減することができるものとされている。

特開２０１２−４５８００号公報

特許文献１に記載の発明によれば、ヘッドユニット４の下流における搬送ローラのニップ圧を、ヘッドユニット４に遠い側よりも近い側でより小さくなるよう設定したため、印刷後の印刷物を一定のニップ圧で搬送する場合に較べれば搬送ローラにインクが転移しにくくなり、印面の汚れを軽減できる可能性はあるが、印刷直後の印刷物を前端から後端まで全長にわたって挟んで搬送していることに変わりはなく、程度の差はあっても、搬送ローラが印刷物の印面に接触することにより印面が汚れることを完全に避けることはできなかった。

さらに、本願発明者の知見によれば、上述したような通常の搬送ローラを、特に冊子を作製するために複数頁の用紙を印刷する場合に用いると、各頁ごとの印面の汚れが許容範囲内であったとしても、搬送ローラを抜け出る用紙の後端及び後端面にインク汚れが生じてしまい、これを重ねて作製する冊子の後端面には、搬送ローラと対応した位置に重ね方向（又は冊子の厚さ方向）に沿って汚れの帯が現れてしまう。本願発明者は、このような現象に気がつき、その原因について鋭意研究した結果、次のような知見を得るに至った。

図３は、このような従来の搬送ローラ１００で用紙を搬送している状態を示している。この搬送ローラ１００は、上下一対で構成され、軸方向については所定間隔をおいて２分割されている。図示はしないが、このような搬送ローラ１００が所定間隔をおいて複数対設けられており、印刷後、用紙Ｐを連続的に搬送する構成になっているものとする。

図３に示すような構成の搬送ローラ１００で印刷済みの用紙Ｐを搬送すると、上述したように、特許文献１記載のような発明を採用したとしても、搬送ローラ１００の周面がインクで汚れ、このインクの汚れが徐々に堆積していくことを完全には避けることができない。このため、搬送ローラ１００の周面に付着したインクの汚れは、用紙Ｐを搬送するにつれて用紙Ｐの表面に転移し、特に用紙Ｐの後端において次に述べるようなメカニズムで強く用紙Ｐに付着するため、上述したような用紙Ｐの後端に後端面汚れＳが生じる現象が発生すると考えられる。

すなわち、図４に示すように、搬送ローラ１００を構成する上下の従動ローラ１００ａ及び駆動ローラ１００ｂで用紙Ｐを挟持して搬送する際には、用紙Ｐは弾性変形した従動ローラ１００ａ及び駆動ローラ１００ｂの間に挟まれて一定の面積の領域において圧力を受け、その印面から搬送ローラ１００の周面にインクを転移させるとともに、用紙Ｐの圧力を受ける領域は後端に向けて移動していくため、用紙Ｐの表面は後側（上流側）に近いほど搬送ローラ１００からより多くのインクが付着していく傾向があると考えられる。

そして、図５に示すように、従動ローラ１００ａ及び駆動ローラ１００ｂの間から用紙Ｐの後端が抜ける際には、用紙Ｐが搬送ローラ１００から圧力を受ける面積が減少していき、後端に近い部分ほど高い圧力を受けるようになるため、用紙Ｐの後端に向かうに従って搬送ローラ１００からのインクの転写による汚れが顕著になると考えられる。また、軸線方向には搬送ローラ１００が存在しない部分があるので、圧力が加わらないローラがない部分と、圧力が最も大きくなる用紙端との圧力の差から、捲れなど用紙Ｐへの損傷が発生する場合もある。さらに、搬送ローラ１００が弾性体の場合には、変形した搬送ローラ１００が用紙Ｐの後端面に直接接触するため、用紙Ｐの後端面が汚れる場合も考えられる。

本発明は、このような従来の技術及びその課題に鑑みてなされたものであり、用紙を搬送ローラで挟持して搬送する用紙搬送装置において、用紙の後端が搬送ローラを抜ける際に用紙の後端部や後端面に汚れや傷がついて外観を損ねるのを防止できるようにした用紙搬送装置を提供することを主たる目的としている。

請求項１に記載された用紙搬送装置は、
印刷部の下流側に所定間隔をおいて配置され用紙を挟持して搬送する少なくとも二対の搬送ローラと、
前記搬送ローラによる用紙の挟持を制御する挟持制御部と、
前記搬送ローラによって搬送される用紙の端部を検出して検出信号を出力する検出部と、
用紙の後端が前記搬送ローラから与えられる挟持圧が、用紙の後端以外の部分が前記搬送ローラから与えられる挟持圧よりも小さくなるように、前記検出部の前記検出信号に基づく所定のタイミングで前記挟持制御部を制御する制御部と、
を具備することを特徴としている。

請求項２に記載された用紙搬送装置は、請求項１に記載の用紙搬送装置において、
前記制御部は、相対的に下流側にある第２の前記搬送ローラによって搬送されている用紙の後端が相対的に上流側にある第１の前記搬送ローラを通過する前に、前記挟持制御部を制御して第１の前記搬送ローラの挟持圧を減少させることを特徴としている。

請求項３に記載された用紙搬送装置は、請求項１又は２に記載の用紙搬送装置において、
前記制御部は、前記検出信号の出力タイミングと、搬送する用紙のサイズ情報と、前記搬送ローラの搬送速度に基づいて前記挟持制御部を制御することを特徴としている。

請求項１に記載された用紙搬送装置によれば、検出部は、搬送ローラによって搬送される用紙の端部、すなわち用紙の前端または後端を検出して検出信号を出力する。制御部は、検出部の検出信号に基づき、用紙の後端が搬送ローラを通過する所定のタイミングで挟持制御部を制御し、搬送ローラが用紙の後端に与える挟持圧が、用紙の後端以外の部分に与える挟持圧よりも小さくなるように挟持制御部を制御する。用紙の後端に対する挟持圧を小さくする手法としては、挟持圧を減少させてもよいし、用紙の挟持を解除してもよい。用紙の後端は搬送ローラから抜ける際に高い圧力を受けることがないので、用紙の後端や後端面に汚れや搬送ローラの接触に起因する損傷が起きず、外観性が向上する。

請求項２に記載された用紙搬送装置によれば、下流側にある第２の搬送ローラによって搬送されている用紙の後端が、上流側にある第１の搬送ローラを通過する前に、第１の搬送ローラの挟持圧を減少させることにより、用紙の後端に汚れや損傷を与えることなく、用紙の搬送を続行することができる。

請求項３に記載された用紙搬送装置によれば、制御部は、検出信号の出力タイミングと、搬送する用紙のサイズ情報と、搬送ローラの搬送速度に基づいて挟持制御部を制御するため、搬送中の用紙の端部に加わる搬送ローラの挟持圧を減少させるタイミングを的確に設定することができる。

用紙の搬送を説明する実施形態の制御部を含めた全体構成図である。 搬送される用紙の後端が、開放された搬送ローラを通過する際の制御動作を説明する制御部を省略した実施形態の全体構成図である。 従来の搬送ローラの構成と課題を説明する斜視図である。 従来の搬送ローラによる用紙の搬送を説明する正面図である。 従来の搬送ローラによる用紙の搬送において用紙の後端が搬送ローラから抜け出る際の作用を説明する正面図である。

実施形態の用紙搬送装置１を図１及び図２を参照して説明する。
図１に示すように、実施形態の用紙搬送装置１は、図中左方に配置される図示しない印刷部の下流側に、所定間隔をおいて配置された少なくとも二対の搬送ローラ２，３を備えている。図１において、相対的に上流側（図中左側）の搬送ローラを第１の搬送ローラ２と呼び、相対的に下流側（図中右側）の搬送ローラを第２の搬送ローラ３と呼び、用紙は図中矢印Ａで示すように左方の上流から右方の下流に向けて搬送される。

図１に示すように、各対の搬送ローラ２，３は上側の従動ローラ２ａ，３ａと下側の駆動ローラ２ｂ，３ｂによって構成されている。駆動ローラ２ｂ，３ｂには駆動モータＭ１，Ｍ１の各駆動軸が連動連結されており、駆動ローラ２ｂ，３ｂは後述する制御部１０の制御により必要な回転速度で回転駆動することができる。従動ローラ２ａ，３ａは、前記駆動ローラ２ｂ，３ｂとの協働により用紙Ｐの挟持を制御する挟持制御部４によって移動可能となっている。すなわち、従動ローラ２ａ，３ａは、挟持制御部４の一部を構成するアーム５の前端部に回動可能に取り付けられている。このアーム５は、その基端部を揺動自在に支持されており、また付勢手段６によって従動ローラ２ａ，３ａが駆動ローラ２ｂ，３ｂに接近する方向に付勢されている。また、アーム５の基端部の近傍、駆動ローラ２ｂ，３ｂの側には、挟持制御部４の一部を構成するカム７が設けられてアーム５に接触している。そして、カム７の回動軸は、図１に示すように、挟持制御部４の一部を構成するモータＭ２で駆動されるようになっており、モータＭ２は後述する制御部１０の制御により必要な量だけ回転駆動することができる。従って、挟持制御部４によれば、モータＭ２によってカム７を回動することにより付勢手段６に抗してアーム５を揺動させ、従動ローラ２ａ，３ａを駆動ローラ２ｂ，３ｂから離れる方向に移動させることができ、用紙Ｐに対する挟持圧を減少する方向に制御することができる。また、モータＭ２によってカム７を回動することにより付勢手段６の付勢力によってアーム５を反対方向に揺動させ、従動ローラ２ａ，３ａを駆動ローラ２ｂ，３ｂに接近する方向に移動させることができ、用紙Ｐに対する挟持圧を増大する方向に制御することができる。
なお、本実施形態では、従動ローラ２ａ，３ａ及びこれらが取り付けられたアーム５を揺動させる手段として、カム７及びこれを駆動するモータＭ２を示したが、これは搬送ローラによる用紙の挟持圧を可変制御するための構成上の例示にすぎず、その他、種々の機械的構成及び制御手法により、従動ローラによって用紙に与える挟持圧を可変制御することが可能である。他の一例を挙げれば、ソレノイドで従動ローラを直接又は間接に移動させて用紙に与える挟持圧を可変制御することもできる。

図１に示すように、第１の搬送ローラ２の上流には、用紙Ｐの端部を検出する検出部８が設けられている。検出部８による用紙Ｐの検出原理は特に問わないが、搬送ローラ２，３によって搬送される用紙Ｐの端部が通過するのを検出して検出信号を出力することができる。

図１に示すように、用紙搬送装置１は制御部１０を備えている。制御部１０には検出部８の出力端が接続されており、検出部８から検出信号が入力されるようになっている。制御部１０は、検出部８からの検出信号や、外部から取得した用紙Ｐの搬送に係る指令やジョブ情報に基づき、予め格納されたプログラムに従って、各搬送ローラ２，３のモータＭ１，Ｍ１を制御することにより駆動ローラ２ｂ，３ｂを必要な速度で回転駆動するとともに、各搬送ローラ２，３において挟持制御部４，４のモータＭ２，Ｍ２を制御することにより従動ローラ２ａ，３ａと駆動ローラ２ｂ，３ｂによる用紙Ｐの挟持状態を制御することができる。

なお、用紙Ｐの搬送に係るジョブ情報には、例えば搬送する用紙Ｐのサイズ情報や、用紙Ｐを搬送する速度情報等が含まれる。ジョブ情報は、図示しない制御パネルからの手動入力で制御部１０に与えてもよいし、外部のＰＣ等や記憶媒体を介して与えられてもよい。

この制御部１０によれば、検出部８から検出信号が出力される出力タイミングと、搬送する用紙Ｐのサイズ情報と、指定された（又は予め定められた）搬送ローラ２，３の搬送速度情報等に基づいて、挟持制御部４のモータＭ２を制御することにより、用紙Ｐの後端が搬送ローラ２，３を通過するタイミングに合わせて、搬送ローラ２，３による用紙Ｐの挟持圧が減少するように挟持制御部４を制御することができる。

図１は、用紙Ｐが第１及び第２の搬送ローラ２，３で搬送されている状態を示す図であり、図２は、開放された第１の搬送ローラ２を用紙Ｐの後端が通過する状態を示す図である。図１に示すように、用紙Ｐを搬送している時には、挟持制御部４のモータＭ２が作動し、従動ローラ２ａ，３ａが付勢手段６によって下方の搬送位置に設定され、各搬送ローラ２，３の従動ローラ２ａ，３ａと駆動ローラ２ｂ，３ｂは用紙Ｐを挟んだ状態にある。また、図２に示すように、搬送していた用紙Ｐの後端がローラ間から出て行く際には、挟持制御部４のモータＭ２が作動して用紙Ｐの後端に対応する搬送ローラ２の従動ローラ２ａが上方の離間位置に設定される。また、図示はしないが、用紙Ｐの先端が搬送ローラ２，３に入る際には、従動ローラ２ａ，３ａと駆動ローラ２ｂ，３ｂは用紙を受け入れるための隙間をおいて対峙した状態にある。

図１に示す状態の前段階において、用紙Ｐが前段の図示しない印刷部から排出されて下流方向に送られ、用紙Ｐの前端が検出部８を通過すると、検出部８はこれを検出して検出信号を制御部１０に出力する。

図１に示すように、用紙Ｐは、第１の搬送ローラ２及び第２の搬送ローラ３を通過し、両搬送ローラ２，３によって挟持され、下流に向けて搬送されていく。
制御部１０は、用紙Ｐの前端が検出部８を通過したタイミングに基づき、用紙Ｐのサイズ、印刷部から出てくる用紙Ｐの速度、検出部８と第１の搬送ローラ２の距離等の情報から、用紙Ｐの位置を把握している。すなわち、制御部１０は、検出部８と用紙Ｐの前端との距離Ｌ１を常時把握している。

図２において、第１の搬送ローラ２及び第２の搬送ローラ３で用紙Ｐが搬送されていくと、やがて用紙Ｐの後端が第１の搬送ローラ２の挟持部分に接近してくる。制御部１０は、用紙Ｐのサイズ、第１及び第２の搬送ローラ２，３による用紙Ｐの搬送速度、検出部８と第１の搬送ローラ２の距離等から、検出部８と用紙Ｐの前端との距離Ｌ２を把握しており、用紙Ｐの後端が第１の搬送ローラ２を通過するタイミングを算出することができる。制御部１０は、この算出結果に基づき、実際に用紙Ｐの後端が第１の搬送ローラ２を通過するタイミングで挟持制御部４を制御し、第１の搬送ローラ２の従動ローラ２ａを上昇させて駆動ローラ２ｂとの間での挟持を解除する。用紙Ｐの後端は第１の搬送ローラ２による挟持圧を受けることなく、汚れや損傷を受けることがない。用紙Ｐは、第２の搬送ローラ３に搬送されて第１の搬送ローラ２を抜け、下流に送られていく。

そして、図示はしないが、第２の搬送ローラ３の下流側に、さらに他の搬送ローラがあれば、用紙Ｐはこの他の搬送ローラに引き渡されてさらに下流へと搬送されていく。この時、以上説明したのと同様の制御により、用紙Ｐの後端が第２の搬送ローラ３を抜ける際には、その従動ローラ３ａを上方へ逃がして用紙Ｐの後端に挟持圧が加わらないように（又は挟持圧が搬送時より小さくなるように）して搬送を続行していく。なお、第１の搬送ローラ２と第２の搬送ローラ３の間や、第２の搬送ローラ３の下流側等にも検知部を設け、用紙Ｐの端部を適宜検出すれば、用紙Ｐの現在位置をより正確に把握することができるため、上記制御には有用である。また、図１及び図２を参照した説明では、検出部８が用紙Ｐの前端を検知していたが、検出部８は用紙Ｐの後端を検知するものとしてもよいし、両方を検知してもよい。

なお、以上説明した本実施形態の用紙搬送装置１は、用紙Ｐを搬送する搬送ローラとして少なくとも二対の搬送ローラ２，３を有しているものとしたのは、搬送手段としての搬送ローラが少なくとも二対あれば用紙Ｐを連続的に搬送できるからであり、また前述したように、用紙Ｐの後端に対する搬送ローラの挟持圧を減少させる制御を行ないつつ、用紙Ｐの搬送を継続するには、少なくとも二対の搬送ローラが必要だからでもある。また、用紙Ｐの端部を検出する検出部として第１の搬送ローラ２の上流に１個の検知部８を有することとしたのは、２対の搬送ローラの上流側で用紙Ｐの前端を検知すれば、用紙サイズや搬送速度等の諸情報の統合により、用紙Ｐの位置を把握することが可能だからである。しかしながら、先に説明したように、搬送ローラは３対以上が搬送経路に沿って所定間隔で配置されていてもよいし、検出部は必ずしも１個とは限らず、上記例示のように２個以上設けてもよい。

相当数の頁で構成される冊子の各頁を、各冊子単位で連続的に印刷して冊子状に積み上げていく冊子印刷モードと、通常の小枚数の通常印刷モードの何れかを選択的に実行できる画像形成装置において、印刷部の排出側に、以上説明した実施形態の用紙搬送装置１を設けるものとすれば、特に次のような効果が得られる。すなわち、「発明が解決しようとする課題」の項で説明したように、従来の用紙搬送装置によれば、冊子印刷モードを実行した場合には、各頁ごとの印面の汚れが許容範囲内であったとしても、各頁の後端を搬送ローラで強く挟持して後端面汚れが生じてしまうため、冊子の後端面に冊子の厚さ方向に沿って汚れの帯が現れてしまう。しかしながら、本実施形態の用紙搬送装置１によれば、用紙Ｐの後端に対する挟持圧を減少させることができるため、各頁の後端には後端面汚れは発生せず、各頁を重ねて作製する冊子の後端面に厚さ方向の汚れの帯が生じる不具合を確実に避けることができる。

１…用紙搬送装置
２…第１の搬送ローラ
３…第２の搬送ローラ
４…挟持制御部
８…検出部
１０…制御部
Ｐ…用紙
Ｍ１，Ｍ２…モータ

Claims (3)

1. 印刷部の下流側に所定間隔をおいて配置され用紙を挟持して搬送する少なくとも二対の搬送ローラと、
   前記搬送ローラによる用紙の挟持を制御する挟持制御部と、
   前記搬送ローラによって搬送される用紙の端部を検出して検出信号を出力する検出部と、
   用紙の後端が前記搬送ローラから与えられる挟持圧が、用紙の後端以外の部分が前記搬送ローラから与えられる挟持圧よりも小さくなるように、前記検出部の前記検出信号に基づく所定のタイミングで前記挟持制御部を制御する制御部と、
   を具備することを特徴とする用紙搬送装置。
2. 前記制御部は、相対的に下流側にある第２の前記搬送ローラによって搬送されている用紙の後端が相対的に上流側にある第１の前記搬送ローラを通過する前に、前記挟持制御部を制御して第１の前記搬送ローラの挟持圧を減少させることを特徴とする請求項１に記載の用紙搬送装置。
3. 前記制御部は、前記検出信号の出力タイミングと、搬送する用紙のサイズ情報と、前記搬送ローラの搬送速度に基づいて前記挟持制御部を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の用紙搬送装置。

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