JP2006052089A - 記録媒体のシートをさばく装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シートさばきの信頼性が改善された記録媒体のシートをさばく装置を提供する。
【解決手段】記録媒体のシートをさばく装置が前送りヘッド２２を備え、この前送りヘッドの前送りローラ５８は、水平に置かれた記録媒体パイルの１番上のシートに載っている。前送りローラ５８は、１番上のシートを上り勾配のスロープに向かって押すので、このシートの前端はパイルから持ち上げられて、さばかれる。前送りヘッド２２はアーム１８に取り付けられ、このアームは、スロープの平面に平行な旋回面内を自由に旋回可能な状態で取り付けられている。前送りローラ５８は、前送りヘッド２２にあって、パイルの平面に平行に、スプリング力に対抗して、スロープから離れる方向に動くことができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載する、記録媒体のシートをさばく装置に関する。

この種類の装置における公知の装置の場合、さばかれるシートのパイルの上に前送りヘッドが載せられている。このヘッドは駆動可能な前送りローラを備えて、このローラがパイルの１番上のシートをスロープに向かって押す。１番上のシートの前端はスロープにそって持ち上げられ、これによりパイルの続く２番目のシートから分離される。前送りヘッドは、旋回可能な状態で取り付けられたアームの自由な末端に設けられているので、パイルの高さに追随することができる。１番上のシート前端をスロープで持ち上げることができるようにするには、その前端をパイル平面から上方に曲げなければならない。そのため、さまざまな要因に依存する曲げしろを、シート前端と前送りローラの作用線との間に設ける必要がある。

これらの要因とは、たとえばシート厚さ、シートの組織、空気湿度などである。前送りローラは他に依存せず独立して、この必要とされる曲げしろに適合するが、それは次のようにして行われる。すなわち前送りローラは、バネの復元力に対抗して、スロープおよびこのスロープに密着するシート前端から離れる方向に動き、この動きはこのシート前端がスロープに持ち上げられるまで続く。この公知の装置の場合、前送りローラがスロープから離れるとただちに、戻しバネの力によってアームの旋回運動がブロックされる。前送りローラは１つの揺り腕に取り付けられており、前送りローラがスロープを離れる方向に動くと、前送りヘッドにおけるこの揺り腕の迎え角が増大する。これによって１番上のシートに対する前送りローラの加圧力と摩擦が増大し、１番上のシートは信頼性をもって前送りされる（例えば、特許文献１）。

独国特許第１９９５０３０７号明細書

上記の公知の装置は、実践の場で真価を認められている。この公知の装置の場合、戻しバネの力がアームの旋回運動をブロックするので、前送りローラがホームポジションにあるとき、戻しバネに初期応力があってはならない。したがって前送りローラは、スロープからある程度の最小限間隔を遵守しなければならない。これは、前送りローラがスロープに接触することによって、アームの旋回運動をブロックする初期応力が、戻しバネに働くことのないようにするためである。しかしスロープに接触する１番上のシート前端と、このシートにおける前送りローラの作用線との間の間隔をできるだけ小さくすることは、シートさばきの信頼性のため重要である。これはとくにシートの曲げ剛性がきわめて小さいときにあてはまることである。
本発明の課題は、シートさばきの信頼性の点で、冒頭に挙げた種類の装置をさらに改善することである。

本発明はこの課題を、請求項１の特徴を持つ装置によって解決する。
本発明の有利な実施形態を従属請求項に記載した。
本発明による装置の場合、前送りヘッドを支持するアームは、自由な運動による旋回が可能である。したがって前送りヘッドは、記録媒体のパイルの高さが異なっても、自由にそれに追随することができる。そしてアームと前送りヘッドの重量がかかるだけの状態で、パイルの１番上のシートに載っている。前送りヘッドに前送りローラを取り付けるにあたっては、前送りローラが、パイルの平面およびパイルの 番上のシートに平行に、スプリング力に対抗して、スロープから離れる方向に動くことができるように取り付ける。アームの旋回面は、パイルの平面の垂線に対して傾き、好ましくはスロープの平面に平行に位置するものとする。アームの旋回面がこのような斜めの位置を取るため、スプリング力は１番上のシートの平面に垂直な法線成分が、前送りローラに作用する。この法線成分はスプリング力に比例し、したがって前送りローラとスロープの間隔が増加するにともなってスプリング力が増加するとき、この法線成分も増加する。したがって前送りローラがシート剛性への適合のためスロープから離れるならば、前送りローラが１番上のシートを押し付ける法線力は増加する。スプリング力はアームの旋回運動に何ら影響しないので、前送りローラはホームポジションにおいても、バネのある程度の初期応力の下にある。これは、前送りローラもスロープに直接接触することができ、これにより戻しバネにわずかな初期応力を生じることができるようになるということである。したがって、スロープに接触する１番上のシート前端と、前送りローラの作用線との間隔を最小限に抑えることができる。その結果、曲げ剛性の小さいシートの場合でも、シートの増丁引き抜きを高い信頼性をもって防止できる。

図面に示す実施例を用いて、下記に本発明をさらに詳しく説明する。図１は本装置を前から見た図、図２は本装置を上から見た図、図３は本装置を後ろから見た図である。
記録媒体の個別シート、とくに枚葉紙は、パイル１０にストックされて準備され、さばかれて次の加工に供給される。次の加工は、たとえば印刷機、コピー機などの事務機で行われる。

パイル１０は、供給方向前端がスロープ１２に接触している。スロープ１２は平面の形状であって、この平面はシートの供給方向、パイルから離れる方向に傾いている。スロープ１２の平面と、パイル１０の平面の垂線とがなす角度αは、好ましくは約２０〜２５°とする。パイル１０の収容スペースの内壁１４は、パイル１０の支持面とスロープ１２に垂直であって、図１〜３に細部を示す装置が取り付けられている。

内壁１４にはハウジング１６が固定されている。内壁１４に平行であって、かつパイル１０の平面に垂直なハウジング１６壁面に、アーム１８が、第１のベアリング軸２０を中心に旋回可能な状態で取り付けられている。この第１のベアリング軸２０は、内壁１４の平面に平行に位置し、１つの角度を取ってパイル１０の平面に対して傾斜する。この角度は好ましくはスロープ１２の角度αに相当するものとする。

第１のベアリング軸２０がこのような配置であるため、アーム１８は、スロープ１２の平面にほぼ平行な１つの平面の中を旋回することができる。第１のベアリング軸２０がスロープ１２に垂直に配置されるならば、アーム１８はスロープ１２の平面に平行な平面の中を正確に旋回することができる。

アーム１８は、内壁１４ないしハウジング１６からパイル１０の上に突き出し、その自由な末端で前送りヘッド２２を支持する。アーム１８の長さは、前送りヘッド２２がパイル１０の縦方向中央線にほぼ位置するような寸法とする。好ましくはこのアーム１８を幅広のプレート状とし、充分な曲げ剛性とねじれ剛性を得るものとする。これにより第１のベアリング軸２０の長さを大きく取ることになり、アーム１８の取り付け部として傾斜モーメントに耐えるものが得られる。

前送りヘッド２２は、アーム１８の自由な末端に、第２のベアリング軸２４を用いて、旋回可能な状態で取り付けられている。第２のベアリング軸２４は、第１のベアリング軸２０と平行に位置する。アーム１８の下に平行ロッド２６が設けられ、これはアーム１８と平行に位置する。この平行ロッド２６はその一方の末端が、第１のベアリング２８を用いて、ハウジング１６の壁面に旋回可能な状態で取り付けられている。平行ロッド２６の他方の末端は、第２のベアリング３０を用いて、旋回可能な状態で前送りヘッド２２に把握されている。第１のベアリング２８および第２のベアリング３０の各軸は、第１のベアリング軸２０および第２のベアリング軸２４と平行に位置する。したがってアーム１８と平行ロッド２６とは１つの平行四辺形を形成し、これにより前送りヘッド２２は、アーム１８が旋回運動する際、平行して上下運動する。

前送りヘッド２２はフレーム３２を備える。フレーム３２は、ハウジング１６の壁面に平行なフランジプレート３４を備える。このフランジプレートでは、アーム１８が第２のベアリング軸２４と、そして平行ロッド２６が第２のベアリング３０と揺動連結されている。アーム１８と平行ロッド２６が平行四辺形を形成することによって、フランジプレート３４は、アーム１８の旋回運動時に、ハウジング１６の壁面および内壁１４と平行に動く。

フランジプレート３４から垂直に２つの案内具３６が突出する。これら案内具はそれぞれフランジプレート３４に成形によって設けられた突起からなり、これら突起を案内穴が貫通している。案内具３６は軸方向にたがいに間隔を取り、案内穴は１本の軸でたがいに一列に並び、この軸は一方ではフランジプレート３４と平行に、他方ではパイル１０の表面と平行に位置する。

さらに前送りヘッド２２はキャリッジ３８を備え、このキャリッジのアングル材レール４０は、案内具３６の突起を把握する。案内具３６の案内穴は、アングル材レール４０に取り付けられた案内ロッド４２を、軸方向にスライド可能な状態で受けている。キャリッジ３８はこのような方法で、軸方向すなわち案内具３６および案内ロッド４２の方向を向いて、スライド可能な状態でフレーム３２に取り付けられているが、案内ロッド４２の軸を中心にねじることができない。前側案内具３６に取り付けられたピン４４と、アングル材レール４０の末端面４６との間に、バネ４８を張り渡している（図１では、見やすくするためバネの記載省略）。ここではバネを引っ張りバネとしている。したがってこのバネはキャリッジ３８をフレーム３２内で前方へ、すなわちスロープ１２の方向に引っ張る。このバネ４８の力に対抗して、キャリッジ３８はフレーム３２においてスロープ１２から離れる方向に動くことができる。

当然のことながら同じスプリング力を、圧縮ばねによってもキャリッジ３８に加えることができる。このことを図５、７、８、９に示す。

さらにキャリッジ３８は作動可能な電動機５０を支持する。案内ロッド４２に平行なこの電動機の軸は、ウォーム５２を介してウォーム歯車５４を駆動する。ウォーム歯車５４はフリーホイールを介して軸５６を駆動するが、この軸は案内ロッド４２に垂直に、そしてパイル１０の表面に平行に位置する。軸５６には、たがいに回転しないように固定された状態で前送りローラ５８が取り付けられ、このローラの摩擦接触が、パイル１０のそのときどきに１番上のシートに作用する。

図式的に示した図４〜１０を用いて、本装置の機能形態を下記に説明する。
図４および５はホームポジションにある本装置を示す。この場合本装置にはパイル１０がいっぱいに装入されている。図６および７は同じくホームポジションにあるこの装置を示すが、この場合パイル１０はすでにかなり消費されている。アーム１８は第１のベアリング軸２０によって、自由に旋回可能な状態で内壁１４に取り付けられているので、前送りヘッド２２は、その重量とアームの重量との下で、自由に動ける状態でパイル１０の１番上のシートに載っている。シートの取り出しによってパイル１０の高さが減少すると、前送りヘッド２２はパイルの減少に追随する。これについては図４および５と図６および７を比較されたい。この場合アーム１８が旋回運動するため、パイル１０に対する前送りヘッド２２の接触ポジションは、パイル１０の縦方向中央線に対してわずかに移動する。これについては図４と６を比較されたい。前送りヘッド２２にかかる重力は、パイル１０の１番上のシートに垂直に働く。アーム１８にかかる重力のうち、パイル１０表面の法線方向に働く成分は、第１のベアリング軸２０の傾斜角度に依存する。第１のベアリング軸２０の傾斜角度が大きくなればなるほど、第１のベアリング軸２０が受け取る重力の成分はそれだけ大きくなる。そしてまた前送りヘッド２２がパイル１０の１番上のシートを垂直に押す重力成分は、それだけ小さくなる。

この装置がホームポジションにあるとき、モータ５０は作動、通電されないので、前送りローラ５８は駆動されない。したがって前送りローラ５８は、法線力を受けながらパイル１０の１番上のシートに載っている。この法線力は、前送りヘッド２２の重量と、アーム１８の重量の法線成分とによって決定される。バネ４８は、図５、７、８、９では、図１〜３の仕様とは異なって圧縮バネが用いられている。前送りローラ５８がスロープ１２に接触するまで、このバネがキャリッジ３８を前方に押す。

シート要求信号に応えてモータ５０は通電され、前送りローラ５８―図４〜９を参照―を反時計回りに駆動する。このとき前送りローラ５８は当初、図８に示すように、スロープ１２に直接接触している。駆動された前送りローラ５８は、１番上のシートに対して、スロープ１２の方向に前送り力を加える。スロープ１２は傾斜角度を持つため、当初は１番上のシートを固定保持するので、このシートは動かない。駆動される前送りローラ５８はそのため、図９に示すように、パイル１０の１番上のシートの上を、スロープ１２から離れる方向に転がる。その際キャリッジ３８は、フレーム３２においては、バネ４８の力に対抗してスライドされる。前送りローラ５８は、バネ４８の力に対抗してスロープ１２から離れる方向に動く。この動きは、１番上のシートが―シートの剛性とシートクォーリティに応じて―前送りローラ５８とスロープ１２に接触するシート前端との間の領域で、充分にたわむまで行われる。このたわみの結果として、シート前端はスロープ１２にそって上昇し、パイルの２番目のシートから持ち上げられ、スロープ１２を経由して次の搬送装置に供給される。１番上のシートはこの時点では前送りローラ５８による前送りに抵抗しないので、前送りローラ５８は、バネ４８の作用の下で、図８に示す初期ポジションにふたたび戻される。１番上のシートはその前端が、続く次の搬送手段に把握される。するとただちにモータ５０がふたたびスイッチオフされ、１番上のシートはその残るシート長さが、前送りローラ５８の下から引き抜かれる。前送りローラにはこのためフリーホイールが装備されている。

本発明で重要なのは、前送りローラ５８がスロープ１２から離れる方向に動くとき、前送りローラ５８をパイル１０の１番上のシートに向かって押す法線力が、増加するということである。このことは図１０の力ベクトル図から明らかである。バネ４８は前送りローラ５８に対して、案内ロッド４２の方向に働く次の力を加える。
Ｆ＝ｃ・ｓ
ここでｃはバネ４８のバネ定数、ｓはフレーム３２内におけるキャリッジ３８のストロークであるが、このストロークはパイル上側に平行に位置する案内ロッド４２の方向におけるものである。スプリング力Ｆはアーム１８によって支持される。このアームは角度αを旋回可能なので、アーム１８の取り付け部は、このスプリング力のうち、ベアリング軸２０、２４の方向の成分を受ける。この成分に垂直な力の成分Ｆ・ｓｉｎαが、アーム１８の旋回面の方向に働く。アーム１８の旋回方向におけるこの力の成分から、さらに力の成分Ｎが、パイル１０表面の垂直方向に働く。したがってバネ４８から生じたこの法線力は下記により得られる。
Ｎ＝Ｆ・ｓｉｎα・ｃｏｓα＝（ｃ・ｓｉｎα・ｃｏｓα）・ｓ

したがって上記に説明した前送りヘッド２２およびアーム１８にかかる重力に、バネ４８によって生じた法線力が加算される。この法線力は、前送りローラ５８がスロープ１２から離れる方向に動くストロークｓに比例する。前送りローラ５８がスロープ１２から離れる方向に動くとともに、パイル１０の１番上のシートに対する前送りローラ５８の加圧力が増加する。これにより、１番上のシートに対する前送りローラ５８の摩擦力が増加する。

アーム１８の旋回面がスロープ１２の平面に平行に位置する場合、フレーム３２におけるキャリッジ３８の変位は、アーム１８のいかなる旋回角度でも等しい。したがってバネ４８は、パイル１０の高さに影響されることなく、そのスプリング特性曲線の同一の領域で働く。

前送りローラ５８は、ホームポジションで直接スロープ１２に接触することができ、しかもこのポジションでバネ４８のある程度の初期応力も可能である。パイル１０のシートのクォーリティに左右されず、モータ５０を作動すれば装置をただちに作動状態とすることができる。

装置を前から見た図。 装置を上から見た図。 装置を後ろから見た図。 さまざまな運転状態における装置の略図。 さまざまな運転状態における装置の略図。 さまざまな運転状態における装置の略図。 さまざまな運転状態における装置の略図。 さまざまな運転状態における装置の略図。 さまざまな運転状態における装置の略図。 装置の機能を説明する力ベクトル図。

符号の説明

１０ パイル
１２ スロープ
１４ 内壁
１６ ハウジング
１８ アーム
２０ 第１のベアリング軸
２２ 前送りヘッド
２４ 第２のベアリング軸
２６ 平行ロッド
２８ 第１のベアリング
３０ 第２のベアリング
３２ フレーム
３４ フランジプレート
３６ 案内具
３８ キャリッジ
４０ アングル材レール
４２ 案内ロッド
４４ ピン
４６ 末端面
４８ バネ
５０ モータ
５２ ウォーム
５４ ウォーム歯車
５６ 軸
５８ 前送りローラ
α＝２１°
ｓｉｎα＝０．３２
ｃｏｓα＝０．９３
ｓｉｎα・ｃｏｓα＝０．３４

Claims (7)

1. 記録媒体のシートをさばく装置において、すなわちこの装置では、ほぼ水平に置かれたパイルの形状でシートがストックされており、またこの装置は第１に、このパイルの１番上のシートに載せることができる前送りヘッドを備え、第２には、この前送りヘッド内に取り付けられた少なくとも１つの前送りローラを備え、パイルの１番上のシートを摩擦接触により把握するために、またこのパイルに隣接してシート面より上方に延びるスロープへとこの１番上のシート前端を押してシートさばきをするために、前記前送りローラを駆動することができ、その際この前送りローラは、前送りヘッドの中で駆動されている間、スプリング力に対抗して、１番上のシートの上でスロープから離れる方向に動き、この離れる動きは、このシートの前端がスロープにそって持ち上げられるまで行われ、またこの装置は第３に１本のアームを備え、このアームは、旋回可能な状態でシートのパイルの横に取り付けられており、そしてシートの送り方向を横切る方向にパイルの上に突き出し、そしてアームの自由な末端に前送りヘッドを支持し、その際この旋回面は、シート面に垂直かつシート前端に平行な平面からスロープの方へと傾斜している、上記の装置において、アーム（１８）が旋回運動する際に前送りヘッド（２２）が平行して案内されることと、前送りヘッド（２２）内の少なくとも１つの前送りローラ（５８）が、パイル（１０）の表面に平行に運動可能な方法で案内されることとを特徴とする、上記の装置。
2. アーム（１８）の旋回面がスロープ（１２）の平面に平行に位置することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. アーム（１８）と、アーム（１８）に平行に配置されてアーム（１８）の旋回面内を旋回可能な平行ロッド（２６）が、前送りヘッド（２２）のための平行案内装置を形成することを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
4. 前送りヘッド（２２）が、アーム（１８）に、またはアーム（１８）と平行ロッド（２６）とに、旋回可能な状態で取り付けられたフレーム（３２）を備え、このフレームにはキャリッジ（３８）が取り付けられ、このキャリッジは、パイル（１０）の平面に平行かつシート前端に垂直にスライド可能な状態で案内され、またこのキャリッジには前送りローラ（５８）が取り付けられていることを特徴とする、前記各請求項のいずれかに記載の装置。
5. キャリッジ（３８）がフレーム（３２）内のバネ（４８）の力に対抗してスライド可能であることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
6. 前送りローラ（５８）駆動のためのモータ（５０）がキャリッジ（３８）に配置されていることを特徴とする、請求項４または５に記載の装置。
7. 前送りローラ（５８）が駆動されないときは、少なくとも１つの前送りローラ（５８）が、スプリング力によってスロープ（１２）に密着して保持されることを特徴とする、前記各請求項のいずれかに記載の装置。
   

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