JP2008100828A - シート材供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】重送が発生した場合に自動的に重送を解消することが可能なシート材供給装置の提供を目的とする。
【解決手段】ホッパ１上のシート材を繰り出すピックアップローラ２と、このピックアップローラ２により繰り出されるシート材を送り方向に搬送する分離ローラ３と、この分離ローラ３の下側に空転負荷をもって所定の圧力で圧接し、シート材に捌き効果を与えるリタードローラ４と、分離ローラ３とリタードローラ４のニップ位置近傍の上側に配置され、シート材の後退を阻止する針状部材と、シート材の重送を検知する重送検知センサ６と、この重送検知センサ６により重送を検知した際に分離ローラ３を停止保持し、リタードローラ４を逆転させる制御手段１００とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置や画像読取装置等の装置本体内へ連続的にシート材を供給するシート材供給装置に関する。

従来のシート材供給装置は、画像形成装置や画像読取装置等の装置本体内へ連続的にシート材を１枚ずつ供給するために、積載されたシート材を繰り出すピックアップローラと、互いに当接した分離ローラおよびリタードローラとでシート材を捌く分離メカニズムを有する。この分離メカニズムでは、ピックアップローラを所定の荷重でシート材に当接させ、ピックアップローラの回転によりシート材を１枚ずつ繰り出して画像形成装置や画像読取装置等の装置本体内へ送り込む。

また、このようなシート材供給装置においてシート材を繰り出した際の重送の発生を検出するため、例えば（特許文献１）に記載のような重送検知装置を備えたものがある。この重送検知装置は、シート材が通過する通路に向かって所定強度の超音波を発信し、シート材を通過した超音波の強度を検出することにより重送を検出するものである。
特開平５−４００３０号公報

従来、このような重送検知装置によりシート材の重送を検出した場合は、オペレータに重送エラーを通知してシート材の搬送を停止し、オペレータに重送したシート材を除去させることが一般的である。そのため、重送が発生する都度、オペレータは装置の蓋を開閉して、手作業によりシート材を除去しなければならず、面倒である。

そこで、本発明においては、重送が発生した場合に自動的に重送を解消することが可能なシート材供給装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のシート材供給装置は、ホッパ上のシート材を繰り出すピックアップローラと、このピックアップローラにより繰り出されるシート材を送り方向に搬送する分離ローラと、この分離ローラの下側に空転負荷をもって所定の圧力で圧接し、シート材に捌き効果を与えるリタードローラと、分離ローラとリタードローラのニップ位置近傍の上側に配置され、シート材の後退を阻止する逆送阻止部材と、シート材の重送を検知する重送検知手段と、この重送検知手段により重送を検知した際に分離ローラを停止保持し、リタードローラを逆転させる制御手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、重送が発生した場合に自動的に重送を解消することが可能なシート材供給装置が得られる。

本願の第１の発明は、ホッパ上のシート材を繰り出すピックアップローラと、このピックアップローラにより繰り出されるシート材を送り方向に搬送する分離ローラと、この分離ローラの下側に空転負荷をもって所定の圧力で圧接し、シート材に捌き効果を与えるリタードローラと、分離ローラとリタードローラのニップ位置近傍の上側に配置され、シート材の後退を阻止する逆送阻止部材と、シート材の重送を検知する重送検知手段と、この重送検知手段により重送を検知した際に分離ローラを停止保持し、リタードローラを逆転させる制御手段とを有するシート材供給装置である。

本発明によれば、シート材の重送を検知した際に、上側のシート材が逆送阻止部材により後退を阻止された状態で下側のシート材がリタードローラの逆転により戻される。これにより、重送が発生した場合に自動的に重送を解消することが可能となる。

本願の第２の発明は、逆送阻止部材は、外周が鋸歯状に形成され、分離ローラと同軸に配置されたスターローラであることを特徴とするシート材供給装置としたものであり、分離ローラに対して外周が鋸歯状に形成されたスターローラを追加するだけで、このスターローラにより重送を解消することが可能となり、コストの増大を防止することができる。

本願の第３の発明は、逆送阻止部材は、シート材の搬送路に設けられたものであることを特徴とするシート材供給装置としたものであり、シート材の搬送路に逆送阻止部材を設けるだけで、重送を解消することが可能となり、コストの増大を防止することができる。

本願の第４の発明は、逆送阻止部材は、先端がシート材の送り方向へ傾斜したものであるシート材供給装置としたものであり、逆送阻止部材は、シート材が送り方向へ搬送される場合には、この逆送阻止部材と接触するシート材に作用せず、重送が発生した場合にリタードローラの逆転により下側のシート材が戻される際には、上側のシート材に作用して後退を阻止するので、重送が発生していない場合に、逆送阻止部材を離間させる必要がなく、逆送阻止部材を離間動作させる機構を省略することができる。

本願の第５の発明は、制御手段は、リタードローラの逆転動作を起動と停止を繰り返し行う間欠動作とするものであるシート材供給装置としたものであり、停止状態から起動状態へ移行する際の静止摩擦力を繰り返し利用して強い力でシート材を戻すことができ、より効率良くシート材の重送を解消することが可能となる。

本願の第６の発明は、制御手段は、リタードローラを逆転させる際にピックアップローラをホッパ上のシート材から離間させるものであるシート材供給装置としたものであり、ピックアップローラをホッパ上のシート材から離間させて、この離間させたピックアップローラとホッパ上のシート材との間へ重送されたシート材を戻すことが可能となる。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について、図面を参照して説明する。

図１は本発明の実施の形態におけるシート材供給装置の断面図、図２は図１のピックアップローラモジュールの斜視図、図３は図２のピックアップローラモジュールの上ハウジングを取り外した状態の斜視図、図４はピックアップローラの軸方向を含むピックアップローラモジュールの断面図、図５はピックアップモジュールの別の例を示す断面図、図６の（ａ）は分離ローラ部分の側面図、（ｂ）は正面図である。

図１において、本発明の実施の形態１におけるシート材供給装置は、画像形成装置や画像読取装置等の装置本体内へ連続的にシート材Ｓ（図４参照。）を１枚ずつ供給するものであって、シート材Ｓが積載される昇降可能なホッパ１と、ホッパ１上のシート材Ｓに当接して１枚ずつ繰り出すピックアップローラ２と、ピックアップローラ２により繰り出されたシート材Ｓを送り方向に搬送する分離ローラ３と、分離ローラ３に所定の空転負荷をもって所定の圧力で圧接し、送られたシート材Ｓに捌き効果を与えるリタードローラ４と、ホッパ１、ピックアップローラ２、分離ローラ３やリタードローラ４等の各部を制御する制御手段１００等により構成される。

ピックアップローラ２、分離ローラ３およびリタードローラ４は、それぞれ個別に駆動源が接続され、制御手段１００により独立して駆動することが可能である。

また、ピックアップローラ２および分離ローラ３には、それぞれの駆動軸に対して搬送方向へ回転（空転）し、逆方向に関してはロックするワンウェイクラッチを搭載している。

また、分離ローラ３とリタードローラ４のニップ位置近傍の搬送方向の上流位置および下流位置には、シート材Ｓを検知するシート材検知センサを配置する。このシート材検知センサは、それぞれ上流側を給紙検知センサ５ａ、下流側を分離検知センサ５ｂとする。

また、分離ローラ３とリタードローラ４のニップ位置近傍の搬送方向の下流位置に、重送検知手段としての重送検知センサ６が配置されている。重送検知センサ６は、超音波式や光学式等を用いることができる。

ピックアップローラ２は、図２に示すように保持部材としての上ハウジング７ａおよび下ハウジング７ｂによってモジュール化され、ピックアップローラモジュール７を構成している。ピックアップローラ２は、下ハウジング７ｂに回転可能に軸支され、保持されている。

ピックアップローラモジュール７は、軸８を支軸として揺動自在に軸支されている。上ハウジング７ａは下ハウジング７ｂに固定されている。また、分離ローラ３は、装置筐体Ｃに図示しない軸受けによって回転可能に支持されている。

上ハウジング７ａ上にはピックアップローラ２のシート材Ｓへの当接圧力を検出するための圧力検出機構として、ピックアップローラ２がシート材Ｓに当接する位置近傍のピックアップローラ２の軸方向に梁部材９が架設されている。図４に示すように、この梁部材９の中央部表面には歪みゲージ１０が貼り付けられている。

また、ピックアップローラモジュール７は、ピックアップローラモジュール７全体の自重によるモーメントを相殺するように、ばね１１を介して装置筐体Ｃに支持されている。

梁部材９の中央は、張力調整機構１３により圧縮量可変に装置筐体Ｃに保持された弾性部材としてのばね１２によって付勢されており、ピックアップローラ２はこのばね１２によってシート材Ｓへ押圧される。

ピックアップローラ２の当接圧力は、図４に示すように梁部材９の撓みによって生じる梁部材９中央部表面の撓みを歪みゲージ１０によって検出し、演算することにより求める。

図１において、ばね１２および張力調整機構１３は、ピックアップローラ２の所定の当接圧力を得る押圧機構および押圧力調整機構を構成し、張力調整機構１３の位相を調整することによりばね１２の位置を調整して、発生する押圧力を最適にすることが可能である。

すなわち、図４に示すように、所定厚さの薄いシート材Ｓについて最適に設定された圧力に押圧力を調整しておき、ピックアップローラ２とシート材Ｓとの間ですべりが生じている場合には、ホッパ１の高さを調整して押圧力をさらに強く設定する。なお、この当接圧力は歪みゲージ１０ではなく、梁部材９の撓みを計測する変位センサ２０によって検出することも可能である。

なお、図２において、このばね１２の付勢力によって梁部材９に撓みが生じると、歪みゲージ１０の電気抵抗値が変化するので、歪みゲージ１０をいわゆるホイートストンブリッジの未知抵抗として接続して抵抗値を検出することにより、梁部材９の歪εを検出することができる。したがって、この検出した歪εを用いて梁部材９の撓み量を算出することができる。

また、図５に示す例では、梁部材９と対応する位置に、位置検出素子（ＰＳＤ）を用いた変位センサ２０を配設している。この場合、変位センサ２０の発光ダイオード（ＬＥＤ）から射出された光が梁部材９で反射してＰＳＤに入射した位置の変化を検出することにより、変位センサ２０と梁部材９との距離を測定して、梁部材９の撓みを検出することができる。梁部材９の撓みは、中央に印加される付勢力によって決定するので、前記した方法で梁部材９の撓みを検出することにより、ピックアップローラ２に印加される当接圧力を検知することができる。

ここで、ホッパ１は、パンタグラフ状のリンク機構（図示せず。）やカム機構（図示せず。）等の押圧機構により上下方向に略平行移動（昇降）可能に構成され、上面にシート材Ｓを載置可能な構成である。

ホッパ１は、上下方向に昇降し、シート材Ｓを繰り出す際はシート材Ｓがピックアップローラ２に当接するまで上昇させ、ピックアップローラ２をシート材Ｓに押圧する。ホッパ１は、上述のように検出した当接圧力が所定の圧力となった際に停止させ、さらに所定厚さの薄いシート材Ｓについて最適に設定された圧力になるまで上昇させる押圧力調整機構を備える。

ピックアップローラ２は、この当接圧力が設定圧力となる位置までシート材Ｓが上昇したときに、回転させ、シート材Ｓを繰り出すものである。

また、ピックアップローラ２と同軸に、回転自在のローラ（以下、「すべり検知ローラ」と称す。）２１ａが配置されている（図３参照。）。このすべり検知ローラ２１ａは、ピックアップローラ２の回転により繰り出されるシート材Ｓに連れ回りすることにより回転する。

このすべり検知ローラ２１ａには、シート材Ｓと当接する部分以外の外周面に回転を検出する凹凸等の検出パターン（図示せず。）が形成されている。すべり検知ローラ２１ａは、この検出パターンがフォトインタラプタ等のセンサにより検出されることで回転の有無が検出される。

すなわち、ピックアップローラ２に当接したシート材Ｓが動くと、このシート材Ｓに連れ回りするすべり検知ローラ２１ａが回転するので、シート材Ｓの動きが検出される。

また、厚いシート材Ｓの場合、小さな当接圧力ではピックアップローラ２がすべり、シート材Ｓが動かない場合があるが、この場合、すべり検知ローラ２１ａも回転しないので、シート材Ｓとピックアップローラ２が滑っていることを検出できる。

また、すべり検知ローラ２１ａの搬送方向下流には、すべり検知ローラ２１ａと同様のジャム検知ローラ２１ｂが設けられている。ジャム検知ローラ２１ｂは、すべり検知ローラ２１ａと同様、シート材Ｓに連れ回りし、シート材Ｓが動いているかどうかを検出する。

ここで、シート材Ｓがピックアップローラ２で送られているとき、ジャム検知ローラ２１ｂが回転している場合には、シート材Ｓは正常に搬送されていると判定できる。一方、シート材Ｓがピックアップローラ２で送られているとき、ジャム検知ローラ２１ｂが送り速度より遅い速度で回転しているか停止している場合には、ジャムが発生していると判定できる。

両分離ローラ３の外側には、図６に示すように外周が鋸歯状に形成されたスターローラ３ａが配置されている。なお、鋸歯はシート材Ｓの送り方向に向かって傾斜させている。また、スターローラ３ａの先端の直径は分離ローラ３よりも大きく形成されている。また、スターローラ３ａは、分離ローラ３と一体的に回転し、分離ローラ３はその回転軸に対してシート材Ｓの搬送方向にはロックされ、シート材Ｓの戻し方向には空転するワンウェイクラッチ（図示せず。）を備えている。

リタードローラ４は、図１において、装置筐体Ｃに対して軸１４を中心として揺動可能に軸支されたホルダ１５に回転可能に軸支されている。ホルダ１５は、リタードローラ４の分離ローラ３への当接圧力を発生するばね１６により付勢されている。

なお、ばね１６は、カム機構１７の位相により圧縮量を調整可能であって、この圧縮量を調整することにより分離ローラ３への当接圧力が変更できるようになっている。また、前述のようにリタードローラ４は独立した駆動源により駆動されるが、このとき、リタードローラ４は分離ローラ３とは逆方向に駆動される。

次に、上記構成のシート材供給装置の動作について説明する。図７は本発明の実施の形態におけるシート材供給装置の動作を示すフローチャート。図８は重送発生時の様子を示す概略図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、図９は重送発生時の重送解消の様子を示す概略図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

まず、図７において、ホッパ１上にシート材Ｓ₁，Ｓ₂を載せ（Ｓ１０１）、ホッパ１をピックアップローラに当接する位置まで上昇させる（Ｓ１０２）。

次に、ピックアップローラ２を回転させ、１枚目のシート材Ｓ₁を分離ローラ３およびリタードローラ４のニップ位置でレジストし（Ｓ１０３）、ピックアップローラ２を止める（Ｓ１０４）。

次に、分離ローラ３を回転させ、レジスト位置のシート材Ｓ₁を搬送する（Ｓ１０５）。

ここで、図８（ｂ）に示すように、２枚目のシート材Ｓ₂が１枚目のシート材Ｓ₁とともに搬送され、重送検知センサ６により重送が検知されると（Ｓ１０６）、分離ローラ３を停止し（Ｓ１０７）、ホッパ１を下げてピックアップローラ２をホッパ１上のシート材から離間させる（Ｓ１０８）。そして、リタードローラ４の接触圧を下げ（Ｓ１０９）、リタードローラ４を逆転する（Ｓ１１０）。

ここで、リタードローラ４は、重送検知センサ６の出力が１枚になったら（Ｓ１１１）、所定量逆転し続ける（Ｓ１１２）。

これにより、図９（ｂ）に示すように、重送されている上側のシート材Ｓ₁はスターローラ３ａにより後退を阻止された状態で、下側のシート材Ｓ₂のみがリタードローラ４の逆転によりホッパ１上へ戻され、自動的に重送が解消される。

次に、リタードローラ４の接触圧を戻し（Ｓ１１３）、分離ローラ３を送り方向へ回転することにより、シート材Ｓ₁を搬送する（Ｓ１１４）。そして、シート材Ｓ₁が搬送ローラ３０に達したら分離ローラ３を止める（Ｓ１１５）。これにより、シート材Ｓ₁は搬送ローラ３０により搬送され、シート材Ｓ₁が分離ローラ３を通過すると、ステップＳ１０５へ戻る。

一方、図７のＳ１０６において、重送が検知されない場合には、シート材Ｓ₁はそのまま搬送され（Ｓ１１７）、シート材Ｓ₁が搬送ローラ３０に達したら分離ローラ３を止める（Ｓ１１８）。これにより、シート材Ｓ₁は搬送ローラ３０により搬送される。

そして、ホッパ１上にシート材Ｓがある場合（Ｓ１１９）にはステップＳ１０３に戻り、ない場合には処理を終了する（Ｓ１２０）。

以上のように、本実施の形態１におけるシート材供給装置では、ホッパ１上のシート材Ｓを繰り出すピックアップローラ２と、このピックアップローラ２により繰り出されるシート材Ｓを送り方向に搬送する分離ローラ３と、この分離ローラ３の下側に空転負荷をもって所定の圧力で圧接し、シート材Ｓに捌き効果を与えるリタードローラ４と、分離ローラ３とリタードローラ４のニップ位置近傍の上側に配置され、シート材Ｓの後退を阻止するスターローラ３ａと、シート材Ｓの重送を検知する重送検知センサ６と、この重送検知センサ６により重送を検知した際に分離ローラ３を停止保持し、リタードローラ４を逆転させる制御手段１００とを有するので、シート材Ｓの重送を検知した際に、上側のシート材Ｓ₁がスターローラ３ａにより後退を阻止された状態で下側のシート材Ｓ₂がリタードローラ４の逆転により戻され、自動的に重送が解消される。

（実施の形態２）
次に、本実施の形態２におけるシート材供給装置では、逆送阻止部材を、外周が鋸歯状に形成され、分離ローラ３と同軸に配置されたスターローラ３ａにより構成しているので、単に分離ローラ３に対して外周が鋸歯状に形成されたスターローラ３ａを追加するだけで、このスターローラ３ａにより重送を解消することが可能となり、コストの増大を防止することができる。

逆送阻止部材については、例えば、図１０の逆送阻止部材の別の例を示す断面図に示したような針状のものの他、板状のもの、ローラ形状のもの、シート状のもの等、多種の構成が考えられる。

図１０に示す場合、シート材Ｓの搬送路の上側、若しくは搬送路の分離ローラ３側に揺動可能に設けられ、リタードローラ４側に付勢された針状の逆送阻止部材３ｂとすることも可能である。

このような逆送阻止部材３ｂを設けることにより、図１０のように原稿が分離ローラ３・リタードローラ４間に重送してしまった場合、逆送阻止部材３ｂの針状の先端が搬送路に突出し、重送した原稿のうち分離ローラ３側の原稿の逆送を阻止し、同時にリタードローラ４が時計方向に回転してリタードローラ４側の原稿を逆走させるため、重送を解消することが可能となり、コストの増大を防止することができる。

また、スターローラ３ａの鋸歯は、先端がシート材Ｓの送り方向へ傾斜したものであるため、シート材Ｓが送り方向へ搬送される場合には、このスターローラ３ａと接触するシート材Ｓ₁に作用せず、重送が発生した場合にリタードローラ４の逆転により下側のシート材Ｓ₂が戻される際には、上側のシート材Ｓ₁に作用して後退を阻止するので、重送が発生していない場合に、スターローラ３ａを離間させる必要がなく、このスターローラ３ａを離間動作させる機構を省略することができる。

また、本実施の形態におけるシート材供給装置では、リタードローラ４を逆転させて重送を解消する際に、制御手段１００により、リタードローラ４の逆転動作を起動と停止を繰り返し行う間欠動作とすることが可能である。これにより、リタードローラ４の停止状態から起動状態へ移行する際の静止摩擦力を繰り返し利用して強い力でシート材Ｓ₂を戻すことができ、より効率良くシート材Ｓ₂の重送を解消することが可能となる。

また、本実施の形態におけるシート材供給装置では、リタードローラ４を逆転させる際に、制御手段１００によりピックアップローラ２をホッパ１上のシート材Ｓから離間させるので、この離間させたピックアップローラ２とホッパ１上のシート材Ｓとの間へ重送されたシート材Ｓを戻すことができ、この位置から再度シート材Ｓの供給を再度行わせることが可能である。

本発明のシート材供給装置は、画像形成装置や画像読取装置等の装置本体内へ連続的にシート材を供給する装置として有用である。特に、本発明は、重送が発生した場合に自動的に重送を解消することが可能なシート材供給装置として好適である。

本発明の実施の形態におけるシート材供給装置の断面図 図１のピックアップローラモジュールの斜視図 図２のピックアップローラモジュールの上ハウジングを取り外した状態の斜視図 ピックアップローラの軸方向を含むピックアップローラモジュールの断面図 ピックアップモジュールの別の例を示す断面図 （ａ）分離ローラ部分の側面図、（ｂ）正面図 本発明の実施の形態におけるシート材供給装置の動作を示すフローチャート 重送発生時の様子を示す概略図であって、（ａ）平面図、（ｂ）側面図 重送発生時の重送解消の様子を示す概略図であって、（ａ）平面図、（ｂ）側面図 逆送阻止部材の別の例を示す断面図

符号の説明

１ ホッパ
２ ピックアップローラ
３ 分離ローラ
３ａ スターローラ
３ｂ 逆送阻止部材
４ リタードローラ
５ａ 給紙検知センサ
５ｂ 分離検知センサ
６ 重送検知センサ
７ ピックアップローラモジュール
７ａ 上ハウジング
７ｂ 下ハウジング
８ 軸
９ 梁部材
１０ 歪みゲージ
１１，１２ ばね
１３ 張力調整機構
１４ 軸
１５ ホルダ
１６ ばね
１７ カム機構
２０ 変位センサ
２１ａ すべり検知ローラ
２１ｂ ジャム検知ローラ
３０ 搬送ローラ
１００ 制御手段
Ｓ，Ｓ₁，Ｓ₂ シート材

Claims (7)

1. ホッパ上のシート材を繰り出すピックアップローラと、
   前記ピックアップローラにより繰り出される前記シート材を送り方向に搬送する分離ローラと、
   前記分離ローラの下側に空転負荷をもって所定の圧力で圧接し、前記シート材に捌き効果を与えるリタードローラと、
   前記分離ローラと前記リタードローラのニップ位置近傍の上側に配置され、前記シート材の後退を阻止する逆送阻止部材とを有するシート材供給装置。
2. 前記シート材の重送を検知する重送検知手段と、
   前記重送検知手段により重送を検知した際に前記分離ローラを停止保持し、前記リタードローラを逆転させる制御手段とを有することを特徴とする請求項１記載のシート材供給装置。
3. 前記逆送阻止部材は、外周が鋸歯状に形成され、前記分離ローラと同軸に配置されたスターローラであることを特徴とする請求項１記載のシート材供給装置。
4. 前記逆送阻止部材は、前記シート材の搬送路に設けられたものであることを特徴とする請求項１記載のシート材供給装置。
5. 前記逆送阻止部材は、先端が前記シート材の送り方向へ傾斜したものである請求項１から４のいずれかに記載のシート材供給装置。
6. 前記制御手段は、前記リタードローラの逆転動作を起動と停止を繰り返し行う間欠動作とするものである請求項１から５のいずれかに記載のシート材供給装置。
7. 前記制御手段は、前記リタードローラを逆転させる際に前記ピックアップローラを前記ホッパ上のシート材から離間させるものである請求項１から６のいずれかに記載のシート材供給装置。

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