ファクシミリの紙送り時間と安定性を劇的に改善したキャノンの事例

　これは1997年の品質工学研究発表大会で、キャノン(株)の高橋貢司さんが発表した「リタードローラを用いた用紙送り機構の安定性設計」を、要約掲載したものです。

1．技術と課題

　複写機やファクシミリ等に用いる用紙送り機構には、多数の用紙をミスすることなくスピーディーに送るという機能が要求されます。従来は、設計パラメータを試行錯誤的に決定したり、大量のデータを統計的に解析するなどして対応していました。

2．用紙送り機構の原理と機能

　ファクシミリの原稿読み取りに用いる自動原稿送り装置（ADF）は、①セットした原稿を最上位から繰り出す「上繰り出し」、②原稿を繰り出す「リター ドローラ」、③原稿の間隔を一定距離だけ離間させる「分離/搬送速度差方式」、④原稿を搬送しながら読み取る「流し読み」、⑤原稿の繰り出しが滞つたとき以外はピックアップローラを退避させる「タイムリーピックアップ」から構成されます。

 　今回は「ADFの連続繰り出し性能の安定化」を最大のポイントと考え、目的機能を「複数枚の原稿をその枚数に比例した時間をかけて送ること」として、動 特性のSN比を評価しました。

3．実験方法

　制御因子は①分離部入口深さ、②原稿台の傾斜角度、③原稿台のリフト形状、④トルクリミッタのリミット値、⑤リタードローラ押圧力、⑥ピックアップローラ押圧力という6因子を選定し、L18直交表に割り付けました。

 　誤差因子は、ピックアップローラ/繰り出しローラ/リタードローラの研磨方向/紙の種類の4因子を総給紙時間が短くなる方向と長くなる方向で調合して2水準としました。すなわち、総給紙時間が短くなる方向で「順目/順目/逆目/μの高い薄紙」、総給紙時間が長くなる方向で「逆目/逆目/順目/μの低い厚紙」です。

 　L18直交表の組み合わせに対して、信号因子である紙の量を3水準に調合誤差の2水準を掛け合わせた6通りのデータを計測し、段取りを含めて1時間×18通り＝18時間ほどの実験となりました。

4．実験結果

 　解析の結果、SN比すなわち安定性に影響が大きい制御因子は、④トルクリミッタのリミット値と⑤リタードローラ押圧力であることがわかり、最適組み合わせで確認実験したところ、初期条件に対するSN比の利得が9.27dbでほぼ推定値と一致し、全体としては信頼できる結果と考えられます。

 　これは総給紙時間のばらつきが1/8以下に改善されたことを意味し、また感度も初期条件の9.99から4.92になったことから給紙時間そのものも30%短縮されています。

 　さらに確認実験における最適条件で、まだ重送が発生していたため、リタードローラ押圧力とトルクリミッタのリミット値を、L18実験の結果からさらに良 くなると考えられる方向に振つて実験してみたところ、重送が皆無になって約5dBのSN比の改善が見られ、以後全く送り不具合は発生しませんでした。

5．成果

　以上の結果により重要因子が把握でき、総給紙時間とそのばらつきを減少しただけでなく、ピックアップローラの必要動作回数が減り、動作音が減って騒音低減に貢献...