JP2004091212A - 給紙装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シートを給送する方向に回転する給紙ローラ40とシートを給紙テーブル側へ戻す方向に回転する分離ローラ41からなり、それぞれが軸と平行方向にローラ表面に間隔をおいて開けられた複数の穴が選択的に負圧源と連通してシートを吸引するようになした給紙手段11と、給紙ローラと分離ローラによき付けるようにエアーノズルが配置されたエアー吹付手段63、からなり、これによって給紙テーブルに積載されたあらゆる条件のシートを高速に且つ確実に1枚ずつシートを繰り出すようにした。
【選択図】 図3
Description
【産業上の利用分野】
本発明は、給紙テーブル等に積載されたシートを、エアーの吸引とエアーの吹き付けを利用して、上から1枚ずつ取り出して繰り出す給紙装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
給紙テーブル上に積載されたシートを1枚ずつ繰り出すための機構として、従来から、エアーの吸引と吹き付けを利用した給紙装置が知られている。
【0003】
一例として、特開平1ー117139号公報に記載の給紙装置がある。これは、図12に示すように、シート1が積載された給紙テーブル2の上方に搬送ベルト3を配置すると共に、給紙テーブル2の上端部には前方側にエアー吹出手段を、又後方側に高さ位置検出レバー5を配置した構成となっている。搬送ベルト3には全体に亘って多数の吸引孔(図示せず)が形成されており、搬送ベルト3に配設された吸引手段6によって搬送ベルト3にシート1を吸着させながらシート搬送を行う。この給紙装置においては、給紙テーブル2を上昇させてシート1の最上紙面1aが高さ位置検出レバー5に接触したときに給紙テーブル2を停止し、それと同時にエアー吹き出し手段4からシート1の前端部に向けてエアーを吹き出してシート1の最上部付近を捌いた後、搬送ベルト3を回転させて最上紙をベルトに吸着して繰り出すこととしている。
【0004】
また、重ねられているシート類の最上シートを2枚目以下から分離して繰り出す手段として、特開昭56ー103037号公報に記載の給紙ドラムの下に配置された吸引手段が知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特開平1−117139号公報に記載の給紙装置にあっては、シート1を給紙する際の最上紙面1aの高さ位置を高さ位置検出レバー5によって設定しており、その後のエアー吹き付け時には最上紙面1aの高さ位置については何ら考慮していないために、エアーを吹き付けた時のシートのさばきが不十分であったような場合には、シート1が確実に搬送されない事態が生じ得た。さらに、給紙テーブルに積載されたシートが薄く座屈力が小さい場合には、必ずしも最上位のシートと2枚目以下のシートに吹き付けられたエアーによる空気の層が形成されるとは限らず、2枚目以下のシートを阻止する手段がないので、最上位のシートの吸引移動に連れられて2枚目以下のシートが繰り出されてしまうことがあった。
【0006】
また、上記の特開昭56−103037号公報に記載の給紙ドラムの下に配置された阻止用吸引手段は、その吸引口を如何に構成しても多数枚のシートが吸引口を覆うようなことがあれば、上部のシートに対してはその阻止力が及ばないこととなり、シートの重複供給を完全には排除し得なかった。
【0007】
本願発明は、給紙すべきシートの大きさ、厚さ又はシートの材質の違いによる座屈力等の如何に係わらず、また皺、ファイル癖等の変形状態の如何に拘わらず、高速に且つ確実に1枚ずつシートを繰り出すことを可能とする給紙装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本願発明に係る給紙装置は、シートを給送する方向に回転する給紙ローラとシートを給紙テーブル側へ戻す方向に回転する分離ローラからなり、それぞれが軸と平行方向にローラ表面に間隔をおいて開けられた複数の穴が選択的に負圧源と連通してシートを吸引するようになした給紙手段と、給紙ローラと分離ローラによって繰り出されたシートの比較的中央部にシートの進行方向前方からエアーを吹き付けるようにエアーノズルが配置されたエアー吹付手段からなる。
【0009】
更に、本願発明に係る給紙装置は、前記エアー吹付手段が給紙シートの種類に応じてエアーの吹き付け圧力を調整可能とする圧力調整手段を有するものである。
【0010】
【作用】
上述の構成により、給紙テーブルにおける最上面のシートを吸引力により確実に捉える給紙ローラと2枚目以下のシートを吸引力により確実に引き剥がす分離ローラの相互作用と共に、双方のローラによって積み重ねられていたシートが捌かれて1枚ずつ繰り出されようとする箇所に対して、シートの進行方向前方からエアーを吹き付けることにより、座屈力の弱いシートや、皺やファイル癖が付けられているシートであっても、1枚ずつ繰り出されることを確実とするのである。ファイル癖等により同時に複数枚のシートが繰り出されそうな場合には、前記前方からのエアー吹き付けによる捌きと、ローラ表面に間隔をおいて開けられた複数の穴が選択的に負圧源と連通してシートを吸引するようになした回転する分離ローラとの相互作用により、最上位面シートのみが給紙ローラに吸引されて繰り出されることを確実にするのである。そして、シートの進行方向前方からシートの比較的中央部に吹き付けることにより、幅の広いシートであっても、シート間の捌きを確実にでき、給紙テーブルに積載されたあらゆる条件のシートを、高速に且つ確実に1枚ずつシートを繰り出すことを可能とするのである。
【0011】
【実施例】
以下、本発明の給紙装置の詳細を図面に基づいて説明する。図1乃至図3は本発明に係る給紙装置の一実施例を示したものである。この給紙装置において、符号10はシート1を積載するための給紙テーブルであり、テーブル昇降手段22によって昇降可能となっている。この給紙テーブル10上の最上面シート1aの上方位置には前側中央部にキックローラ11が配設され、またその近傍にはシートの捌き具合を検出する検出手段が12が配設されている。キックローラ11は、バキュームポンプ(図示せず)に接続されているステータ13と、このステータ13の回りを回転するローラ部14とで構成されている。ローラ部14は中央にくびれ部23(図4)が形成された左右一対の略円筒体からなり、その円筒体の外周面には円弧の一部をカットした2つの平面部15を有し、その円筒部分にはゴム若しくは軟質プラスチック等からなる摩擦部材24が被着されている。また、この円筒部分には摩擦部材24も含めて前記ステータ13に貫通する多数の小孔16が形成されている。これらの小孔16は円筒部分に沿って複数設けられており、この小孔16の開設位置に対応したステータ13の下部側にも吸引孔17が設けられている。
【0012】
このキックローラ11は間欠駆動し、図2に示したように給紙待機時には上記平面部15が上下に位置しており、給紙時においてローラ部14がステータ13の回りを回転する。その時に、ローラ部14に開設された小孔16がステータ13の吸引孔17に順次一致し、給紙テーブル10に積載されているシート1の最上紙1aをこのローラ部14の表面に吸着することができる。
【0013】
上記キックローラ11は、図1に示したように後端にバランサ18を備えたアーム19の先端部に設けられている。アーム部19は回転軸20を支点として自由回転が可能である。従って、バランサ18の位置を変えることによってキックローラ11の押圧力を調整することでができる。なお、符号21はキックローラ11の最下端位置を決めるストッパである。この実施例では紙厚の違いによって給紙テーブル10の移動量を予め変えておき、薄紙のときよりも厚紙の方がシート最上紙面1aがキックローラ11により近ずくように設定しておく。そうすることによって、厚紙をキックローラ11で繰り出す場合には吸引力に加えて回転時の押し圧による摩擦力も働くことになるが、その時に上記のようなバランサ18の位置を変えるだけでキックローラ11に最適な押圧力を付与することができる他、キックローラ11も自在に可動し得るために最上紙面1aからの反発力が強い場合には上方に逃げることも可能であり、シート繰り出しに最適な摩擦力が得られ易くなる。なお、上記の実施例ではバランサ18によって押圧力を調整しているが、キックローラ11を常時下方向に付勢するスプリング(図示せず)をアーム19に設けることによっても同様の作用効果が得られる。
【0014】
一方、前記検出手段12は、図4に示したように、回転軸25に後端部が固定された検出レバー26と、この検出レバー26にピニオンギヤ27を介して回転力を与えるサーボモータ28と、検出レバー26の回転角を電圧値に換算して出力するポテンショメータ29とで構成されている。検出レバー26は上記キックローラ11の中央部に配置されるが、特に検出レバー26の回転時に検出レバー26の先端部がキックローラ11の中央部のくびれ部23内に挿入されるように配置されている。その結果、前記検出レバー26は、図1に示したように常時は上方向に回動していて紙面から離れているが、紙面のたわみ量を検出する際にはサーボモータ28の駆動によって反時計方向に回転し、キックローラ11のほぼ真下でシート1の最上紙面1aを押圧することができる。なお、紙面のたわみ量の検出では、前記最上紙面1aを押圧したときに、その押圧部分の紙面の凹みを検出するのみならず、最上紙面1aがたわむときには紙面全体のたわみを検出する場合も含む。
【0015】
本給紙装置には、分離ローラ41を回転軸の垂直方向に貫き、シートを給紙テーブル側へ押し戻す方向のエアーを吹き付けるエアー吹付手段61が配置されている。このエアー吹付手段61は、エアー供給管62の先端部にエアーノズル63を備えており、所定の高さ位置に設定されたシート1の進行方向前方からエアーを吹き付ける。本実施例においては、図2においてエアーノズル63を2個設けているが単数個でも3個以上設けてもよい。いずれにしても、エアーノズル63はシートの前方中央部を均等に吹き付けるように配置する。このように、給紙ローラ40と分離ローラ41の両ローラが接触する接点部であって、積み重ねられていたシートが1枚ずつ繰り出されようとする箇所に、シートの進行方向前方からエアーが吹き付けられるので、シート1の捌きが確実となる。
【0016】
また、本給紙装置には、前記エアー吹付手段61と共に、前記エアー吹付手段61のエアーノズル63から吹き付けられるエアーの高さとほぼ同等の位置にあって、シート1の進行方向の両サイド側からエアーを吹き付けるためのサイドエアー吹付手段を併設してもよい。このサイドエアー吹付手段は、エアーノズル33(図3にて点線で図示)を備えており、該ノズルへのエアー供給は通常前記エアー供給管62からの分岐管によるが、サイドエアー吹付手段専用のエアー供給管を設けることも可能である。この場合、前方からの吹き付けエアー圧力とサイドからの吹き付けエアー圧力を別個に設定することもできる。前方及びサイドからのエアー吹き付けは、薄く座屈力の弱いシートであっても、給紙テーブル10上に積載された上側のシート1を全面に亘って捌くことを可能とする。
【0017】
前記キックローラ11の前方には、該キックローラ11から繰り出されたシート1を搬送するための給紙ローラ40が配設され、またこの給紙ローラ40の下部近傍には逆方向に回転する分離ローラ41が配設されている。これらの給紙ローラ40及び分離ローラ41は電磁弁を介してバキュームポンプに接続されており、上記キックローラ11と同様にその表面にシート1を吸引して搬送する。前記給紙ローラ40は、支軸42とその回りを回転するローラ部43とで構成されている。そして、ローラ部43の外周面には前記キックローラ11と同様の摩擦部材50が被着されていると共に、全周面に亘って多数の小孔44が設けられている。また、ローラ部43の内部には前記小孔44と連通する吸引孔45が放射状に設けられており、これらの吸引孔45及び小孔44が給紙ローラ40の一方の側部に取り付けられた吸引部材46を通じてバキュームポンプと連通している。即ち、図1及び図6に示したように、吸引部材46の下部にはバキュームホース47の接続口48が開設されている他、この接続口48に続く凹部49が内側に設けられており、この凹部49と前記吸引孔45とが連通する構造となっている。そして、凹部49の大きさは上記吸引孔45の一つに対応しており、ローラ部43が回転したときには放射状に設けられている吸引孔45の一つ一つが順次に凹部49と連通するし、その連通した吸引孔45に続く小孔44を通して吸引することができる。
【0018】
一方、分離ローラ41は、前述のキックローラ11と同様に中空軸51とその回りを回転するローラ部52とで構成されている。そして、図7に示したように、上方に向けて設けられた中空軸51の吸引孔53は、前記給紙ローラ40の吸引孔45のやや後方側でほぼ向かい合うようにして近接配置されている。また、図1に示したように、ローラ部52は、円筒体の長手方向に数カ所のくびれ部59が形成された状態となっており、それらくびれ部59にガイド部材54のくし歯状に形成された先端部が入り込んでいる。そのために、キックローラ11から繰り出されたシート1は、ガイド部材54の先端部にガイドされて給紙ローラ40にスムーズに送り込まれることになる。なお、図3に示したように、ローラ部52の外周には前記給紙ローラ40のローラ部43と同様に摩擦部材58が被着されている他、全周に亘って小孔55が設けられており、更にこの小孔55の周縁部は、図7に示したように回転方向に対して後側の角部56(図7)が落としてある。この角部56を落としたことで、キックローラ11から繰り出されたシート1の先端部が分離ローラ41で吸引されても小孔55の周縁部に引っかからずに済むことができる。
【0019】
なお、前記給紙ローラ40及び分離ローラ41の前方には搬送シートの前端検出センサS1及び後端検出センサS2がそれぞれ設置されている他、その前方には一対のピンチローラ57が配設されており、これら検出センサS1,S2でシートの端部を検出したのち、搬送経路(図示せず)にシートを送り込む。
【0020】
また、給紙テーブル10の後方両サイドには、エアーを吹き付けてシートを捌いたときに、シート1の後端のばらつきを規制する押さえ部材34(図1にて、その一方のみを図示)が配置されている。この押さえ部材34は、図3に示したように、給紙テーブル10の後側部において、給紙テーブル10上のシートの後端位置P1から前方への繰り出し長Xの範囲に配置されるが、この繰り出し長Xは給紙テーブル10上のシート1の前端位置P2から給紙ローラ40と分離ローラ41との分離位置P3までの送り長Lに対して、L≧Xの位置関係となっている。その結果、エアー吹付装置61ないしはサイドエアー吹付装置でシート1を捌いた時の後端部の位置ずれを防止することができ、その状態でキックローラ11によるシート1の繰り出しが可能となると共に、前記分離位置P3ではシート後端部が押さえ部材34に拘束されないので、供給ローラ40によるシート搬送が妨げられるといったことがない。
【0021】
次に、図8に示すタイムチャートに基づいて本願給紙装置を用いたシートの給紙方法について説明する。給紙テーブル10の高さ位置、検出レバー26の押圧力、エアー吹付手段61のエアー圧力などの制御条件は、用紙サイズや用紙厚などの情報を操作パネルから入力することで自動的に設定される。先ず、操作パネルの電源スイッチを入れると給紙ローラ40及び分離ローラ41が回転し始め、更に分離ローラ41の吸引が始まる。次いで、スタートボタンを押すと前記給紙ローラ40が吸引し始めると同時に給紙テーブル10が上昇し、シート1の最上紙面1aに検出レバー26の先端部が当たる。検出レバー26は給紙テーブル10が更に上昇するのに伴って最上紙面1aを押さえながら上方向に回転し、所定角度まで回転したときに給紙テーブル10の上昇を停止させ、シート1の最上紙面1aを所定の高さ位置に設定する。その後、検出レバー26が上方向に回転してシート1の最上紙面1aから離れるとほぼ同時に、エアーノズル63からシート1の進行方向前側端面に向かってエアーが吹き付けられ、最上部付近のシート1が捌かれる。
【0022】
次に、このように捌かれたシート1の最上紙面1aを、前記検出レバー26の先端部で叩き、所定のトルクで最上紙面1aを押圧してシート1をたわませる。このときの検出レバー26の押圧力はさほど大きなものではなく、押圧したときにも最上紙の浮揚が保持される程度のものである。そして、撓ませたときに得られる検出レバー26の回転角θに対応する電圧値を紙面のたわみ量としてポテンショメータ29から得る。そして、この電圧値と制御部の補正手段において予め設定されている基準の電圧値とを比較して補正値を算出し、その補正値に基づいて再び給紙テーブル10が昇降動してシート1の最上紙面1aが最終的な給紙位置に設定される。検出レバー26はシート1の最上紙面1aを叩いたのち、すぐに上方向に回転して元の待機位置に戻る。
【0023】
この高さ位置を補正するための制御は、例えば、図9に示したように上記エアーノズル63からのエアーの吹き付けによってシート1が十分に捌けた場合と、図10に示したように捌きが不十分な場合とでは検出レバー26の回転角θに違いが生ずることを利用したものである。即ち、図9に示したように十分に捌けていてシート上部が粗の状態になっている場合の検出レバー26の回転角θ1より、図10に示したように捌きが不十分でシート上部が密の状態になっている場合の検出レバー26の回転角θ2の方が大きくなる。従って、この場合には図9における給紙テーブル10の上げ幅h1より、図10における給紙テーブル10の上げ幅h2を大きくしてシート1の最上紙面1aをキックローラ11に近づけ吸引を容易にしている。このように、シートの捌き具合によって最終的な給紙テーブル10の高さ位置を調整することで、キックローラ11に対するシート最上紙面1aの給紙位置を補正することができる。
【0024】
図11は、上述のようにして最上紙面1aの高さ位置を補正したことで、左に示すように捌きが十分である場合と、右に示すように捌きが不十分である場合とで最上紙面1aの高さ位置を同一にしたのち、再度検出レバー26によって最上紙面1aを押圧し、シートの撓み具合を検出するときの状態を示す。この場合には、捌きが十分である左に示す場合の方が最上紙面1aの撓みが大きくなるので、必然的に捌きが十分である場合のθ1の方が、捌きが不十分である場合のθ2より大きくなり、上述とは反対に、左の場合の給紙テーブル10の上げ幅を右の場合よりも大きくして、最上紙面1aを適正な給紙位置に設定する。このような高さ位置制御は、最初のシートを繰り出す場合に最上紙面1aの給紙位置を複数回に亘って調整する場合や、積載シートの2枚目以降を繰り出す場合などに用いられる。
【0025】
なお、図9乃至図11に示した何れの場合も、積載シートの最上紙が必要以上に捌かれて浮揚し過ぎてしまい、検出レバー26で検出した電圧値が前記基準の電圧値より小さくなったときには、上述とは逆に給紙テーブル10を下降させて最上紙面1aの高さ位置を下げるための補正が行われる。
【0026】
上述のようなエアー吹き付けによる上部シート1の捌きと給紙テーブル10の高さ調整が済んだ段階で、キックローラ11を駆動して半回転させる。このとき、浮揚している最上紙はキックローラ11により繰り出されたシート1は、先端部がガイド部材54のくし歯状先端部に沿って給紙ローラに吸引される。そして、更に前後の紙端検出センサS1、S2を介してピンチローラ57に送り込まれる。この場合に、キックローラ11で最上紙1枚だけを繰り出した場合には、分離ローラ41の吸引孔53位置に達する直前で給紙ローラ40の吸引孔45の負圧によって吸引されるために、分離ローラ41によって下側から吸引されたとしてもその影響は受けない。一方、キックローラ11が最上紙と共にその下のシートも一緒に繰り出してしまった場合には、最上紙は上述と同様に給紙ローラ40によって吸引されるが、下側のシートは分離ローラ41によって吸引されて逆方向に引き戻されるため、最上紙と一緒にピンチローラ57に送り込まれてしまうといったことを防止できる。特に、この実施例にあっては、くし歯状のガイド部材54に沿ってシート1が給紙ローラ40に送り込まれるために、シート1の先端部が分離ローラ41に巻き込まれてしまう事態が防止される。
【0027】
先端検出センサS1によって繰り出しシートの先端を検出した所定時間後に再び検出手段12が駆動し、検出レバー26を回転させて積載シートの最上紙面1aを叩き、前述と同様にその時の撓み量に基づいてシートの捌き具合を計測して、検出レバー26の回転角θに応じた給紙テーブル10の高さ調整を行う。そして、後端検出センサS2によって上記繰り出しシートの後端を検出した所定時間後に再びキックローラ11を駆動して最上紙を繰り出し、上述と同様の手段で給紙を行う。このようにして、最上紙を1枚ずつ給紙するごとに検出手段12で最上紙面1aの高さ位置を補正しながら連続給紙を行う。
【0028】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る給紙装置によれば、給紙テーブルにおける最上面のシートを吸引力により確実に捉える給紙ローラと2枚目以下のシートを吸引力により確実に引き剥がす分離ローラの相互作用と共に、双方のローラが接触する接点部であって、積み重ねられていたシートが捌かれて1枚ずつ繰り出されようとする箇所に、シートの進行方向前方からエアーが吹き付けられることにより、座屈力の弱いシートや、皺やファイル癖が付けられているシートであっても、1枚ずつ繰り出されることを確実とするのである。薄く、透気度が大きいシートを取り扱う場合は、エアーの吸引力が2枚目以降のシートに対しても及ぶこととなり、このことが従来のエアー吸引ローラ方式の弱点であった。本発明においては、給紙ローラによる吸引力の及ぶ領域に、エアー吹付手段によりエアー層を作り、2枚目以降のシートに対する吸引力の影響を遮断する効果を持たせつつ回転する分離ローラで2枚目以降のシートを引き剥がす、という2つの相乗効果によりシートの分離性能を著しく向上させることができたのである。
【0029】
さらに、シートに対してエアーを吹き付けたときのシートの捌きの程度を、最上紙面を押してシートを撓ませた時の撓み量から検出し、この検出値に基づいて給紙テーブルを昇降させるようにしているので、さばきの程度に拘わらず最上紙面の高さ位置を常に所定の高さ位置に設定することができる。その結果、吸引給紙する際の繰り出しが確実となり、シートの不送や重送を確実に防止することができる。また、最上紙を1枚ずつ給紙するごとに最上紙面の撓み量を検出し、その都度、最上紙面の高さ位置を補正することで、連続給紙を高速で確実に行うことを可能とした。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る給紙装置の一実施例を示す斜視図である。
【図2】本発明に係る給紙装置のエアーノズルの配置位置を示す図である。
【図3】本発明に係る給紙装置の側面概略図である。
【図4】シートの捌き具合を検出する検出手段を示す斜視図である。
【図5】エアーノズルの高さ位置を示す説明図である。
【図6】給紙ローラの断面図である。
【図7】給紙ローラと分離ローラとの小孔の位置関係を示す断面図である。
【図8】本発明に係る給紙装置を制御するためのタイムチャートである。
【図9】検出レバーによってシートの撓みを検出する場合の説明図である。
【図10】捌きが不十分であるシートの撓みを検出する場合の説明図である。
【図11】高さ位置調整後に再度シートの撓みを検出する場合の説明図である。
【図12】従来における給紙装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
1 シート
1a 最上紙面
10 給紙テーブル
11 キックローラ
12 検出手段
22 昇降手段
26 検出レバー
61 エアー吹付手段
Claims (2)
- 給紙テーブルに積載されたシートを上面から順次に1枚ずつ繰り出す給紙装置において、シートを給送する方向に回転する給紙ローラとシートを給紙テーブル側へ戻す方向に回転する分離ローラからなり、それぞれが軸と平行方向にローラ表面に間隔をおいて開けられた複数の穴が選択的に負圧源と連通してシートを吸引するようになした給紙手段と、給紙ローラと分離ローラによって繰り出されたシートの比較的中央部にシートの進行方向前方からエアーを吹き付けるようにエアーノズルが配置されたエアー吹付手段と、からなる給紙装置。
- 前記エアー吹付手段は、給紙シートの種類に応じてエアーの吹き付け圧力を調整可能とする圧力調整手段を有する請求項1に記載の給紙装置。
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