(57)【要約】【課題】用紙の折り部がローラニップを通過する際に強い折りを施すことを可能にしつつ、同時に折り用紙にシワが発生することを防止する。【解決手段】折り加工のために対をなす２本のローラの各軸を共通部品に支持する支持部材と、２本のローラが接する方向にローラを加圧する加圧部材とを有し、前記支持部材が２本のローラのうち一方を位置固定に支持し他方を前記一方のローラに対し近接・離間できるよう変位可能に支持して、２本のローラの両表面によって形成される隙間の最大値と最小値の両方を規制する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転するローラ対を用いて折り加工する用紙折り装置において、対をなす２本のローラの各軸を共通部品に支持する支持部材と、２本のローラが接する方向にローラを加圧する加圧部材とを有し、前記支持部材が２本のローラのうち一方を位置固定に支持し他方を前記一方のローラに対し近接・離間できるよう変位可能に支持して、２本のローラの両表面によって形成される隙間の最大値と最小値の両方を規制することを特徴とする、用紙折り装置。
【請求項２】
２本のローラの両表面によって形成される最小隙間が０でない位置に前記他方のローラを規制することを特徴とする、請求項１に記載の用紙折り装置。
【請求項３】
２本のローラの両表面によって形成される最大隙間が、隙間を通過する用紙を折り重ねた状態の厚さ以下に規制されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の用紙折り装置。
【請求項４】
ローラを構成する表面ゴム層の硬度がショア硬さ６０〜１００の範囲に調整されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の用紙折り装置。
【請求項５】
ローラを構成する表面ゴム層の厚さが１〜５ｍｍの範囲に設定されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の用紙折り装置。
【請求項６】
ローラ対の少なくとも一方のローラが金属材のみで構成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の用紙折り装置。
【請求項７】
ローラ対の少なくとも一方のローラが、金属材の表面にコーティング処理された構成であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の用紙折り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、印刷機等の画像形成装置に内蔵され、あるいは画像形成装置に併設され、画像形成された用紙を受け入れて、Ｚ折り、二つ折り、三つ折りなど、所定の折り加工を行う用紙折り装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１は、用紙折り機の基本的な全体レイアウトを示す模式図である。図１において、位置固定された用紙引き込みローラ２００と複数の折りローラ２０１〜２０４および複数の搬送路１０１〜１０５が配置され、第１搬送路１０１と第２搬送路１０２にはそれぞれ位置調整可能なストッパ爪４０１、４０２が備えられている。用紙折りを行う際、各ストッパ爪４０１、４０２をそれぞれ移動して用紙の折り位置に対応する位置に設定する。そして、不図示の給紙部から同じく不図示の用紙搬送部を介して搬送される用紙を、用紙引き込みローラ２００と第１折りローラ２０１とにより引き込み、図示位置から切り替えられた第１切替爪３０１によって、第１搬送路（第１ストッパ搬送路）１０１に案内する。第１搬送路１０１の第１ストッパ爪４０１に用紙先端が当接すると、用紙引き込みローラ２００と第１折りローラ２０１とにより引き込まれた用紙は第１搬送路１０１の入口で撓み、その撓みを先端にして第１折りローラ２０１と第２折りローラ２０２の間に挿入されて用紙は折り畳まれて、１回目の折りが実現する。
【０００３】
第２搬送路１０２に位置するこの用紙を更に折る場合には、その折り位置を先端として第３折りローラ２０３と対向ローラ２０５の間を介して第３搬送路１０３に挿入する。第３搬送路１０３に挿入された先端は第２ストッパ爪４０２に当接し、用紙が第３搬送路１０３の入口で撓み、その撓みを先端にして第３折りローラ２０３と第４折りローラ２０４の間に挿入され、用紙は折り畳まれる。このような経路を経ることで用紙は複数回にわたり折り畳まれ、機外へ排出される。
【０００４】
用紙を折り畳むにあたり、従来、特許文献１に記載されているように、折りローラはスプリング等によって加圧されてローラ対で互いに当接しており、このスプリングの加圧力によって用紙を折りローラのニップ部で押し潰して折り加工を行っている。しかしながら、用紙折り部が折りローラニップを通過する際には、ローラニップが用紙の紙厚以上（１回目折りならば用紙２枚の厚さ分以上）に引き離される。これは用紙折り部が折りローラニップを通過する瞬間の勢いで加圧側の折りローラが開く方向に跳ね上げられる動きをするためであり、用紙搬送を素早くすると強い折りを施すことができない。
【０００５】
この跳ね上がりを低減させるために、折りローラのニップ圧（スプリングによる加圧力）を強くすることが考えられる。しかし、折りローラ両端に荷重を負荷する構成においては折りローラに撓みが生じて圧が均一にかからない点、またかなり強い圧をかけないとこの跳ね上がりを防止できないことが予想される点から、加圧力の増加のみでは跳ね上がり高さ低減対策として大きな効果を得ることが期待できない。その上、単純に加圧力を増大させてしまうと、シワ等のダメージが発生し易くなるという問題もある。
【０００６】
用紙に強い圧力を加えることでより強い折り目を施すやり方は、折り目が潰れ難い厚紙、あるいは複数枚の用紙に対する重ね折りに有効なものとして用いられてきているが、同じ装置を用いて薄い用紙を折ることも必要であり、その際にはシワの発生が課題となっていた。つまり、厚紙の場合は、用紙自体の剛性が高いため、撓みやよれが発生し難く、シワも発生しない（図１０ａ）が、薄紙に対してこのように強い圧力を加えた場合、用紙自体の剛性が低いため、用紙に撓みやよれが発生してしまう（図１０ｂ）。この状態が、ローラ対の両者のローラ表面に隙間のない従来の折りローラ部で発生した場合、折りローラによって加えられる強い圧力によって用紙に撓みが発生し、これがプレスされることでシワが発生してしまう（図１１ａ）。
【０００７】
また用紙束折りに際して適切な折り目をつけるための別の構成として、特許文献２には、対向する表面が近接、離間するよう移動可能な一対の折りローラに用紙束が巻き込まれた状態で一対の折りローラ支持部材の各々の当接面に規制部材が当接することにより、用紙間の隙間がなくなるように挟持された用紙束の厚みより大きくならないように、一対の折りローラの対向する表面間の距離を規制する、という構成が開示されている。特許文献２に開示された構成によれば、強い折り目を施すという目的には或る程度効果を奏することができるが、シワ等のダメージを回避することができない。また、折りローラ同士が必要以上に離れないように規制部材がソレノイド等の駆動部品による退避機構を有するなど、構成自体が複雑で、機械の大型化、高コスト化の要因になっている。
【０００８】
機械の大型化、高コスト化の要因の詳細を説明すると、特許文献２の例で示されている規制手段においては、部材の一辺を傾斜するようにカットした形状としているため、用紙に強い折り目を施す際に生じる加圧力の反力は、この傾斜面によって規制部材を押し戻す方向に作用し、用紙に加わる圧力が減少する、あるいは装置に対してこの圧力に耐え得るだけの機構が必要になることから、機械の大型化、高コスト化の要因となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、従来技術の問題点に鑑み、用紙の折り部がローラニップを通過する際に強い折りを施すことを可能にしつつ、同時に折り用紙にシワが発生することを防止できる構成を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するするため、本発明によれば、回転するローラ対を用いて折り加工する用紙折り装置において、対をなす２本のローラの各軸を共通部品に支持する支持部材と、２本のローラが接する方向にローラを加圧する加圧部材とを有し、前記支持部材が２本のローラのうち一方を位置固定に支持し他方を前記一方のローラに対し近接・離間できるよう変位可能に支持して、２本のローラの両表面によって形成される隙間の最大値と最小値の両方を規制する。
【００１１】
２本のローラの両表面によって形成される最小隙間が０でない位置に前記他方のローラを規制するのが好適である。また２本のローラの両表面によって形成される最大隙間が、隙間を通過する用紙を折り重ねた状態の厚さ以下に規制されているのも好ましい。
【００１２】
ローラを構成する表面ゴム層の硬度がショア硬さ６０〜１００の範囲に調整されていたり、ローラを構成する表面ゴム層の厚さが１〜５ｍｍの範囲に設定されているのが、よいが、ローラ対の少なくとも一方のローラが金属材のみで構成されていてもよい。ローラ対の少なくとも一方のローラが、金属材の表面にコーティング処理された構成であれば一層好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、対をなす２本のローラの各軸を共通部品に支持する支持部材が２本のローラのうち一方を位置固定に支持し他方を前記一方のローラに対し近接・離間できるよう変位可能に支持して、２本のローラの両表面によって形成される隙間の最大値と最小値の両方を規制するので、ローラの最大隙間を規制する点で、用紙の折り部がローラニップを通過する際のローラ同士の離間動作を抑制することができ、強い折りを施すことで折り高さ（厚み）が低減可能となる。合わせて、最小隙間を同時に規制する構成とする点で、従来強い折り目を施す際の副作用として課題であった「シワの発生」を防止することが可能になる。更には、最大、最小隙間の規制を共通部品で行う構成としているため、最小限の構成で上記効果を達成でき、従来に比べて小型で低価格な折り装置を提供できる。
【００１４】
２本のローラの両表面によって形成される最小隙間が０でない位置に前記他方のローラを規制することで、折り高さ低減とシワ発生の防止が同時に可能である。折りニップを形成するローラ表面に隙間を設けているため、折り通紙に際して用紙に必要以上に強い圧力が加わることがなくなり、薄紙折りに際して撓みやよれが発生し難くなる、あるいは撓みやよれが発生しても、折りニップに隙間が設けられていることによってこれらがプレスされないため、シワの発生を防止することができる（図１１ｂ）。
【００１５】
また２本のローラの両表面によって形成される最大隙間が、隙間を通過する用紙を折り重ねた状態の厚さ（二つ折りであれば紙厚Ｔに対して２Ｔ、三つ折りであれば３Ｔ）以下に規制されていることで、折り高さの低減に一層効果がある。特に、隙間を０．３ｍｍ以下に規制すると、折り高さ低減の点で効果が高い。一般的に用紙を折り重ねた状態の厚さが２Ｔであることは明らかだが、折り目部分に限っては２Ｔより大きくなるため、ローラ面の最大隙間が必ずしも、隙間を通過する用紙を降り重ねた状態の厚さ（二つ折りであれば紙厚Ｔに対して２Ｔ、三つ折りであれば３Ｔ）以下でなくとも、図４に示す２Ｔ＋α以下であることが必要である。
【００１６】
ローラを構成する表面ゴム層の硬度がショア硬さ６０〜１００の範囲に調整されていたり、ローラを構成する表面ゴム層の厚さが１〜５ｍｍの範囲に設定されていることで、折り高さ低減と同時にモーター等の駆動源にかかる負荷を最小限にでき、省エネに効果がある。一方、ローラ対の少なくとも一方のローラが金属材のみで構成されている場合には、ゴム材よりも強い折りを施すことができ、更なる折り高さの低減が可能となる。また同時に、ローラ表面摩擦係数が低いため、隙間を通る用紙に加わるストレスも小さく、シワ発生防止にも効果がある。金属材のみでローラを構成する場合にローラ表面の摩擦係数が低すぎて、用紙がスリップしローラにくわえ込み難くなる可能性が生じるが、金属材の表面にコーティング処理された構成とすることで、表面摩擦係数をアップさせてスリップを防止しつつ、ゴム材よりも強い折りを施すことができ、折り高さの低減が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】用紙折り装置の基本的な全体レイアウトを示す模式図である。
【図２】用紙折り部を形成するローラ対を示し、図２ａが正面図であり、図２ｂが側面図である。
【図３】最大隙間をとる場合のローラ対の側面図である。
【図４】用紙が折られる場合の状態を示す図である。
【図５】表面にゴム層を有する場合のローラ断面を示し、図５ａはゴム層が単層の場合、図５ｂは二層の場合の図である。
【図６】ローラが金属材のみで構成される場合のローラ断面を示す。
【図７】金属ローラの表面にコーティング処理が施された場合のローラ断面を示す。
【図８】用紙折り装置においてＺ折りを実施する場合を説明する図である。
【図９】用紙折り装置において内三つ折りを実施する場合を説明する図である。
【図１０】厚紙の場合と異なりローラ対の加圧によって薄紙が撓むことを説明する図で、図１０ａが厚紙通紙を、図１０ｂが薄紙通紙を示している。
【図１１】折りに際して従来機ではシワが発生し、本発明に係る機械ではシワが発生しない様子を示し、図１１ａが従来機を、図１１ｂが発明機を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の詳細を、図に示す例に基づいて説明する。なお本発明に係る用紙折り装置の全体的な機構としては従来と基本的に同じであり、用紙引き込みローラ対が用紙搬送入口部に設けられ、その後方に位置調整可能なストッパを備えた複数の搬送路と用紙折りのためのローラ対を備えているが、説明の簡略化のために、従来と同様な部分については、上記背景技術の項での説明に譲り、ここでは本発明と特にかかわりのある部分について述べる。
【００１９】
一例として第１折り部を形成する第１折りローラ２０１と第２折りローラ２０２について説明する。図２で分かるように、第１折りローラ２０１は装置筐体の前板１１と後板１２とによって回転可能にローラ軸を位置固定されている。第１折りローラ２０１に対向する第２折りローラ２０２も支持部材である前板１１、後板１２によってローラ軸両端を支承されているが、両端保持にあたって、前板１１、後板１２に開けられた第２折りローラ用の穴１３は長穴として形成されており、第２折りローラ２０２は、その長穴１３の範囲で変位可能に保持されていて、第１折りローラ２０１の方へ付勢されている。第２折りローラ２０２を付勢する加圧部材１４は回動可能に軸支され、スプリング等の加圧手段１５によって付勢力を与えられている。ただし、長穴１３の形成位置の関係で、図２ａで分かるように、初期状態で加圧手段１５に付勢されていても第２折りローラ２０２は第１折りローラに接触せず、最小間隙（＞０）を保っている。
【００２０】
折りローラ２０１，２０２間の隙間は、用紙折りに際して用紙を折りローラ間にくわえ込むことで第２折りローラ２０２が加圧手段１５の加圧力に抗して後退して、広がる。第２折りローラ２０２の後退は、長穴１３によってその変位範囲が規制されているので、長穴１３の領域に限られ、図３に示すように、折りローラ２０１，２０２間の最大隙間が穴形状によって特定される。この最大隙間は、用紙を折り重ねた状態の厚さ（二つ折りであれば紙厚Ｔに対して２Ｔ）以下であること（例えば２Ｔ＝０．３ｍｍ）が望ましく、このような最大隙間で構成すると折り高さ低減に効果が高い（図４）。なお、用紙を折りローラ間にくわえ込んだ際に必要な搬送力を確保するために、用紙に対する折りローラの圧力は１０Ｎ以下に調整されているのが好ましい。
【００２１】
次に各折りローラの具体的な構成を説明すると、例えば図５に示すように、芯材となる金属材１にゴム等の弾性体２を一体化してローラが構成されている。この時、ゴム硬度は６０〜１００Ｈｓ（ショア硬さ）、ゴムの厚さは１〜５ｍｍが適している。弾性体２の構成は、単一材料に限らず、図５ｂのように２重構造としてもよい。２重構造の場合は、内側の第１ゴム層２’に対して外側の第２ゴム層２”の方が柔らかい構成が好ましい。折りローラは、図６のように、金属材１のみで構成することも可能である。あるいは図７のように、金属材１の表面をコーティング３処理したものでも可能である。
【００２２】
最後に、用紙折り機の全体レイアウトを示す図１の構成に基づいて、Ｚ折り、外三つ折り、内三つ折りの各折り動作を以下に説明する。Ｚ折りを行う場合、先ず、図の右側に存在する不図示の用紙搬送部あるいは画像形成装置本体から送り込まれる用紙は、第１切替爪３０１によって第１搬送路（第１ストッパ搬送路）１０１へ案内される。第１搬送路１０１内の第１ストッパ爪４０１に用紙先端を突き当てて用紙を撓ませ（図８ａ）、第１折りローラ２０１と第２折りローラ２０２によって１回目の折りを行う。１回目の折り完了後、第２搬送路１０２から第３搬送路（第２ストッパ搬送路）１０３へ搬送され、第３搬送路１０３内の第２ストッパ爪４０２に第１折り部である用紙先端を突き当てて撓ませ（図８ｂ）、第３折りローラ２０３と第４折りローラ２０４によって２回目の折りを行い、Ｚ折り完了となる。折り完了後、第２切替爪３０２によって用紙は第４搬送路１０４へ案内され（図８ｃ）、機外へ、あるいは下流機へ搬送される（図８ｄ）。
【００２３】
内三つ折りを行う場合も先ず、受け入れられた用紙は、第１切替爪３０１によって第１ストッパ搬送路１０１へ案内される。第１ストッパ搬送路１０１内の第１ストッパ爪４０１に用紙先端を突き当てて用紙を撓ませ（図９ａ）、第１折りローラ２０１と第２折りローラ２０２によって１回目の折りを行う。第１ストッパ爪４０１は、Ｚ折りの場合よりも第１ストッパ搬送路１０１の奥側に位置している。これにより折り向きが図８の場合と逆になる。１回目折り完了後、第２搬送路１０２から第３搬送路（第２ストッパ搬送路）１０３へ搬送され、第３搬送路１０３内の第２ストッパ４０２に用紙先端（第１折り部）を突き当てて撓ませ（図９ｂ）、第３折りローラ２０３と第４折りローラ２０４によって２回目の折りを行う。この時、第３搬送路１０３の側面に配された内三つめくれ防止爪３０３によって、内側へ折り込まれた用紙先端を、第３折りローラ２０３、第４折りローラ２０４間の第２ニップの方へガイドしながら折りを行い（図９ｃ）、内三つ折り完了となる。折り完了後、第２切替爪３０２によって用紙は第５搬送路１０５へ案内され、機内スタッカー５００へ搬送される（図９ｄ）。
【００２４】
外三つ折りを行う場合、搬送ルートは内三つ折りの場合と同じであり、用紙は、第１切替爪３０１によって第１ストッパ搬送路１０１へ案内される。第１ストッパ搬送路１０１内の第１ストッパ爪４０１に用紙先端を突き当てて用紙を撓ませ（図８ａ）、第１折りローラ２０１と第２折りローラ２０２によって１回目の折りを行う。第１ストッパ爪４０１は、Ｚ折りの場合と同じように位置している。これにより折り向きが図９の場合と逆になる。１回目折り完了後、第２搬送路１０２から第３搬送路（第２ストッパ搬送路）１０３へ搬送され、第３搬送路１０３内の第２ストッパ４０２に用紙先端（第１折り部）を突き当てて撓ませ、第３折りローラ２０３と第４折りローラ２０４によって２回目の折りを行う。これにより、外三つ折りが実現する。折り完了後、第２切替爪３０２によって用紙は第５搬送路１０５へ案内され、機内スタッカー５００へ搬送される。
【符号の説明】
【００２５】
１１  前板（支持部材）
１２  後板（支持部材）
１３  長穴
１４  加圧部材
１５  加圧手段
１０１  第１搬送路（第１ストッパ搬送路）
１０２  第２搬送路
１０３  第３搬送路（第２ストッパ搬送路）
１０４  第４搬送路
１０５  第５搬送路
２００  用紙引き込みローラ
２０１  第１折りローラ
２０２  第２折りローラ
２０３  第３折りローラ
２０４  第４折りローラ
３０１  第１切替爪
３０２  第２切替爪
４０１  第１ストッパ爪
４０２  第２ストッパ爪
５００  機内スタッカー
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２６】
【特許文献１】特開２００７−２５４１１７号公報
【特許文献２】特開２００８−１７９４３１号公報
【図１】
2012166908.tif 000003
【図２】
2012166908.tif 000004
【図３】
2012166908.tif 000005
【図４】
2012166908.tif 000006
【図５】
2012166908.tif 000007
【図６】
2012166908.tif 000008
【図７】
2012166908.tif 000009
【図８】
2012166908.tif 000010
【図９】
2012166908.tif 000011
【図１０】
2012166908.tif 000012
【図１１】
2012166908.tif 000013