JP2008179424A

JP2008179424A - 給紙装置

Info

Publication number: JP2008179424A
Application number: JP2007012225A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Matsushita; 健松下; Kimitaka Iwata; 公隆岩田
Original assignee: Duplo Seiko Corp
Current assignee: Duplo Seiko Corp
Priority date: 2007-01-23
Filing date: 2007-01-23
Publication date: 2008-08-07

Abstract

【課題】積載された用紙を下から１枚ずつ安定して次段へ供給できる給紙装置を、提供すること。
【解決手段】用紙１００が積載されるホッパ４と、積載された用紙１００の最下層の用紙を搬送ベルト５３上に吸着させて、ホッパ４から搬出する、吸引搬送ベルト機構５と、搬出されて来た用紙を挟持して更に搬送する排出ローラ６と、を備えた、給紙装置１０において、搬送ベルト５３上の用紙を押し上げるよう昇降する偏心ローラ８と、偏心ローラ８の昇降作動を制御する制御手段と、を備えていることを特徴としている。
【選択図】図１

Description

本発明は、積載された用紙を下から１枚ずつ次段へ供給する給紙装置、に関する。

積載された用紙を下から１枚ずつ次段へ供給する給紙装置では、用紙を１枚ずつ搬出するための構成に工夫が施されている。例えば、特許文献１の装置では、積載された用紙の端面に空気を吹き付けて、用紙を上下に分離させている。特許文献２の装置では、バックストップ機構によって、下層の用紙に加わる積載用紙の重量を軽減している。特許文献３の装置では、用紙を搬出する際に他の用紙を昇降テーブルによって持ち上げている。
特開昭６０−４４４３５号公報特開平８−１６９５７９号公報特開２００５−２９８０７８号公報

しかるに、特許文献１〜３の装置では、次のような問題があった。すなわち、特許文献１の装置では、吹き付ける空気の調整が困難である。特許文献２の装置では、バックストップ機構の調整が困難であり、また、適用できる用紙の種類が限定される。特許文献３の装置では、装置の全体構成及び搬送手段の構成が複雑であり、また、応答性が良くない。

本発明は、積載された用紙を下から１枚ずつ安定して次段へ供給できる給紙装置を、提供することを、目的とする。

本発明は、用紙が積載される用紙積載部と、積載された用紙の最下層の用紙を搬送ベルト上に吸着させて、用紙積載部から搬出する、吸引搬送ベルト機構と、搬出されて来た用紙を挟持して更に搬送する排出ローラと、を備えた、給紙装置において、搬送ベルト上の用紙を押し上げるよう昇降する押上部材と、押上部材の昇降作動を制御する制御手段と、を備えていることを特徴としている。

本発明は、更に、次のような具体的構成を採用するのが好ましい。

（ａ）押上部材が、搬送ベルト上を搬送されて行く用紙を押し上げるよう、吸引搬送ベルト機構内に、位置しており、制御手段が、搬送されて行く用紙の搬送方向上流端が搬送ベルトの搬送方向上流端を過ぎる時に、吸引搬送ベルト機構を停止させるとともに押上部材を上昇させ、搬送されて行く用紙の搬送方向上流端が排出ローラを過ぎた時に、押上部材を下降させるよう、制御するようになっている。

（ｂ）押上部材が、吸引搬送ベルト機構より搬送方向上流側に位置しており、制御手段が、搬送されて行く用紙の搬送方向上流端が押上部材を過ぎた時に、押上部材を上昇させ、搬送されて行く用紙の搬送方向上流端が搬送ベルトの搬送方向上流端を過ぎる時に、吸引搬送ベルト機構を停止させ、搬送されて行く用紙の搬送方向上流端が排出ローラを過ぎた時に、押上部材を下降させるよう、制御するようになっている。

（ｃ）押上部材が、偏心ローラからなっており、偏心ローラの膨出部が上に位置する際に用紙を押し上げるよう構成されている。

（ｄ）上記（ｃ）において、偏心ローラの外周部が回転自在である。

（ｅ）用紙積載部が、搬送方向下流側が高くなるよう傾斜している。

本発明によれば、押上部材を上昇させることによって、搬送されて行く用紙（以下、「搬送用紙」と称する）を押し上げたり、搬送されて行く用紙の上に積載されている用紙（以下、「積載用紙」と称する）を押し上げたりできる。そして、搬送用紙を押し上げると、搬送用紙と搬送ベルトとの間の摩擦抵抗を減少させることができ、また、積載用紙を押し上げると、搬送用紙に掛かる積載用紙の荷重を減少させることができる。したがって、いずれの場合でも、排出ローラに掛かる搬送用紙の負荷を減少させることができ、それ故、搬送用紙を安定した状態で搬送することができる。

上記構成（ａ）によれば、搬送用紙を押し上げて搬送用紙と搬送ベルトとの間の摩擦抵抗を減少させることができ、その後、積載用紙を押し上げて搬送用紙に掛かる積載用紙の荷重を減少させることができる。したがって、搬送用紙を安定した状態で搬送することができる。

また、搬送用紙の搬送方向上流端が搬送ベルトの搬送方向上流端を過ぎる時に、吸引搬送ベルト機構を停止させるので、積載用紙の最下層の用紙が搬送ベルトによって搬送用紙と共に搬送されてしまうこと、すなわち、「連鎖送り」、を防止できる。

上記構成（ｂ）によれば、搬送用紙の搬送方向上流端が搬送ベルトの搬送方向上流端に至るまでは、積載用紙を押し上げた状態で吸引搬送ベルト機構の作動を継続できるので、搬送用紙に掛かる積載用紙の荷重を減少させた状態で搬送用紙を吸引搬送ベルト機構によって搬送でき、したがって、搬送用紙をより安定した状態で搬送することができる。また、上記構成（ａ）と同様に、「連鎖送り」を防止できる。

上記構成（ｃ）によれば、偏心ローラの周面が曲面であるので、偏心ローラと搬送用紙との間の摩擦抵抗が搬送用紙の搬送を妨げることはなく、また、偏心ローラが搬送用紙を傷付けることもない。

上記構成（ｄ）によれば、搬送用紙が偏心ローラに接した状態で搬送される際において、搬送用紙と偏心ローラとの間の摩擦抵抗が極めて小さくなるので、排出ローラに掛かる搬送用紙の負荷を大きく減少させることができ、それ故、搬送用紙をより安定した状態で搬送できる。

上記構成（ｅ）によれば、押し上げた積載用紙の搬送方向下流端部を、上方に向けて反らせることができる。このため、搬送方向下流側において搬送用紙に掛かる積載用紙の荷重を、減少させることができる。したがって、この点からも、排出ローラに掛かる搬送用紙の負荷を減少させることができ、それ故、搬送用紙を安定した状態で搬送できる。

図１は本発明の給紙装置１０の側面断面図である。給紙装置１０は、本体１１と、本体１１から斜め下向きに延びている紙受トレイ１２と、を備えている。なお、給紙装置１０における搬送方向は、矢印Ｘで示している。

本体１１内には、アクチュエータ２と、導入ローラ３と、ホッパ４と、吸引搬送ベルト機構５と、排出ローラ６と、通過センサー７と、偏心ローラ（押上部材）８と、制御手段（図示せず）と、が設けられている。また、紙受トレイ１２には、紙受センサー１３が設けられている。

図２は図１のII矢視図である。ホッパ４は、搬送方向上流端壁４１と、両側の幅ガイド４２、４３と、搬送方向下流端壁４４と、底部４５と、で構成されている。ホッパ４は、搬送方向下流側が高くなるよう傾斜している。すなわち、底部４５は、搬送方向下流側が高くなるよう傾斜している。また、底部４５には、ホッパ４内の用紙の有無を検知するホッパセンサー４６が設けられている。

底部４５は、底板４５１と吸引搬送ベルト機構５とで構成されている。底板４５１は、底部４５の搬送方向上流側の略半分を占めている。吸引搬送ベルト機構５は、底板４５１と同一面を構成するよう、底板４５１に続いて搬送方向下流側に配置されており、下流端壁４４を越えてホッパ４の外まで延びている。なお、下流端壁４４の下縁には、捌き部材４４１が設けられている。

吸引搬送ベルト機構５は、搬送方向上流側の搬送ローラ５１と、搬送方向下流側の搬送ローラ５２と、両搬送ローラ５１、５２に掛け渡された複数の無端環状の搬送ベルト５３と、吸引ボックス５４と、を備えている。吸引搬送ベルト機構５は、用紙を、吸引ボックス５４を介して搬送ベルト５３上に吸着させて、搬送するよう、構成されている。

排出ローラ６は、用紙を挟持して搬送する１対のローラ６１、６２からなっており、吸引搬送ベルト機構５に対して搬送方向下流側の近傍に配置されている。

通過センサー７は、受光素子７１と発光素子７２とで構成されており、排出ローラ６に対して搬送方向下流側の近傍に配置されている。

なお、紙受トレイ１２の入口１２１は、通過センサー７に対して搬送方向下流側の近傍に位置している。

そして、本発明では、偏心ローラ８が設けられている。図３は吸引搬送ベルト機構５の拡大側面断面図である。偏心ローラ８は、搬送ローラ５１と搬送ローラ５２との間の、少しだけ搬送ローラ５１寄りに、配置されている。偏心ローラ８は、搬送方向に対して直交する方向に延びた水平回転軸８１回りに回転するよう設けられている。偏心ローラ８は、膨出部８２が上方に位置する際には搬送ベルト５３より上方に突出し、且つ、一点鎖線で示されるように膨出部８２が下方に位置する際には搬送ベルト５３より上方に突出しないよう、設けられている。すなわち、偏心ローラ８においては、膨出部８２が、搬送ベルト５３より上方に突出した「上昇位置」と、搬送ベルト５３より上方に突出しない「下降位置」と、の間を昇降するようになっている。偏心ローラ８は、図２に示されるように、複数個設けられており、それぞれは、隣接する搬送ベルト５３の間に位置している。

また、偏心ローラ８は、図３に示されるように、ギアモータ８５を一方向に回転させることによって、連結ベルト８６を介して回転するよう、設けられている。そして、偏心ローラ８は、水平回転軸８１と一体に回転する遮光板８７の両エッジ８７１がフォトインタラプタ８８を通るたびに、ギアモータ８５が停止することによって、上記「上昇位置」と上記「下降位置」とに交互に切り替えられるよう、設けられている。すなわち、偏心ローラ８は、１８０度回転するたびに停止するよう設けられている。

更に、本発明では、偏心ローラ８及び吸引搬送ベルト機構５等の作動を制御する制御手段が、設けられている。制御手段は、以下に説明するような作動を給紙装置１０の各構成部品に行わせるよう、機能する。

次に、上記構成の給紙装置１０の作動を順に説明するとともに、その作用効果も説明する。

ところで、給紙装置１０は、例えば、生産ラインにて製品の組立手順を順番に示した「作業指示書」を順次発行するシステムにおいて、使用される。「作業指示書」は、単票の用紙１００であり、通常は、給紙装置１０の前段に配置されたプリンタ２０において、上位コンピューターからネットワークを介して取得したデータに基づいて印刷される。印刷された用紙１００は、排出ローラ２１によって、給紙装置１０の導入口１４へ送り出される。給紙装置１０においては、用紙１００が導入口１４へ入ってアクチュエータ２を押し上げると、導入ローラ３が回転し、用紙１００は、アクチュエータ２の荷重によって導入ローラ３に押し付けられ、導入ローラ３によってホッパ４内に送られる。こうして、用紙１００が、ホッパ４内に積載される。給紙装置１０は、作動開始時においては、ホッパ４内に用紙１００が積載されており、且つ、紙受トレイ１２に最初の用紙１００が発行されている。

図４は給紙装置１０の作動タイミングチャートを示しており、図５〜図９は作動の様子を順に示している。

（タイミングＡ）
紙受トレイ１２に発行されている用紙１００を作業者が取り上げると、紙受センサー１３が「用紙無」を検知し、それによって、吸引ボックス５４に連通している吸引ファン（図示せず）が作動を開始するとともに、排出ローラ６も作動を開始する。

（タイミングＢ）
吸引ファンの吸引力を安定させるための所定時間が経過した後に、搬送ローラ５１、５２が作動を開始する。これにより、図５に示されるように、ホッパ４内に積載されている用紙１００の内の最下層の用紙（以下、「搬送用紙」と称する）１００Ａが搬送ベルト５３上に吸着されて、搬送され始める。

（タイミングＣ）
搬送用紙１００Ａが、搬送され、排出ローラ６によって挟持され、更に搬送されると、図６に示されるように、通過センサー７が搬送用紙１００Ａの搬送方向下流端１０２を検知する。これにより、排出ローラ６の駆動軸に設けられているエンコーダ（図示せず）において、搬送用紙１００Ａの長さに相当するパルス数のカウントが始まる。

（タイミングＤ）
上記エンコーダによるパルス数のカウントによって、図７に示されるように、搬送用紙１００Ａの搬送方向上流端１０１が搬送ベルト５３の搬送方向上流端５３１を過ぎるタイミングが求められると、搬送ローラ５１、５２及び吸引ファンの作動が停止するとともに、偏心ローラ８が、回転して上記「上昇位置」となって停止する。

これにより、まず、図７に示されるように、搬送用紙１００Ａが偏心ローラ８上を過ぎている間は、搬送ベルト５３上に吸着されていた搬送用紙１００Ａが、膨出部８２によって上方へ押し上げられ、少なくとも部分的に、搬送ベルト５３から離れる。このため、搬送用紙１００Ａと搬送ベルト５３との接触面積が、偏心ローラ８が無い場合に比して、減少し、その結果、搬送用紙１００Ａと搬送ベルト５３との間の摩擦抵抗が、減少する。したがって、排出ローラ６に掛かる搬送用紙１００Ａの負荷が減少する。それ故、搬送用紙１００Ａは、排出ローラ６がスリップすることなく、安定した状態で紙受トレイ１２へ向けて搬送される。

そして、図８に示されるように、搬送用紙１００Ａの搬送方向上流端１０１が偏心ローラ８を過ぎると、膨出部８２は、搬送用紙１００Ａの上に積載されている用紙（以下、「積載用紙」と称する）１００を上方へ押し上げたままの状態を維持する。このため、搬送用紙１００Ａに掛かる積載用紙１００の荷重が大きく減少する。したがって、排出ローラ６に掛かる搬送用紙１００Ａの負荷が減少する。それ故、搬送用紙１００Ａは、排出ローラ６がスリップすることなく、安定した状態で紙受トレイ１２へ向けて搬送される。

しかも、ホッパ４は、搬送方向下流側が高くなるよう傾斜しているので、膨出部８２によって押し上げられた積載用紙１００の搬送方向下流端部１０３は、図７及び図８のいずれの状態においても、上方に向けて反りやすい。このため、搬送方向下流側において搬送用紙１００Ａに掛かる積載用紙１００の荷重は、減少する。したがって、この点からも、排出ローラ６に掛かる搬送用紙１００Ａの負荷が減少し、それ故、搬送用紙１００Ａは、安定した状態で紙受トレイ１２へ向けて搬送される。

このように、上記構成の給紙装置１０によれば、排出ローラ６に掛かる搬送用紙１００Ａの負荷を減少させることができ、したがって、搬送用紙１００Ａを安定した状態で紙受トレイ１２へ向けて搬送できる。

なお、タイミングＤからの作動においては、搬送ローラ５１、５２及び吸引ファンの作動が停止しているので、積載用紙１００の最下層の用紙１００Ｂが搬送ベルト５３によって搬送用紙１００Ａと共に搬送されてしまうことはない。すなわち、「連鎖送り」は起こらない。

また、偏心ローラ８の周面は曲面であるので、偏心ローラ８と搬送用紙１００Ａとの間の摩擦抵抗が搬送用紙１００Ａの搬送を妨げることはなく、また、偏心ローラ８が搬送用紙１００Ａを傷付けることもない。

（タイミングＥ）
搬送用紙１００Ａが排出ローラ６によって搬送されて、通過センサー７が搬送用紙１００Ａの搬送方向上流端１０１を検知すると、偏心ローラ８が、回転して上記「下降位置」となって停止する。

（タイミングＦ）
そして、排出ローラ６が搬送用紙１００Ａを搬送し終えるまでの所定時間が経過した後に、排出ローラ６が停止する。

（タイミングＧ）
これにより、搬送用紙１００Ａは、紙受トレイ１２に発行され、紙受センサー１３が「用紙有」を検知する。

これにより、一連の給紙作業が終了する。すなわち、紙受トレイ１２から用紙１００が１枚取り上げられると、ホッパ４内に積載されている用紙１００の最下層の用紙が１枚だけ紙受トレイ１２へ給紙される。そして、この給紙作業が、紙受トレイ１２から用紙１００が取り上げられるたびに、行われる。

なお、上記構成の給紙装置１０は、次のような変形構成を採用してもよい。

（１）偏心ローラ８が、搬送方向の位置を調整可能に設けられている。

これによれば、用紙１００の特性、例えば腰の強さ等、に応じて、偏心ローラ８の搬送方向の位置を変えることができるので、用紙１００の特性に合わせて、偏心ローラ８による上記効果を最適に発揮させることができる。例えば、用紙１００が腰の弱いものである場合には、積載用紙１００の下流端部１０３を確実に上方に向けて反らせるために、偏心ローラ８を搬送方向下流側に位置させるのが好ましい。用紙１００が腰の強いものである場合には、その逆である。

（２）偏心ローラ８の外周部が回転自在である。例えば、図１０に示される偏心ローラ８では、外周部８８３がベアリング８８２を介して内部偏心ローラ部８８１に対して回転自在に外嵌している。

これによれば、搬送用紙１００Ａが偏心ローラ８に接した状態で搬送される際において、すなわち、図７の場合において、搬送用紙１００Ａと偏心ローラ８との間の摩擦抵抗が極めて小さくなるので、排出ローラ６に掛かる搬送用紙１００Ａの負荷が大きく減少し、それ故、搬送用紙１００Ａをより安定した状態で紙受トレイ１２へ向けて搬送できる。

（３）図１１に示されるように、偏心ローラ８が、吸引搬送ベルト機構５よりも搬送方向上流側に配置されている。

この場合には、排出ローラ６に設けられているエンコーダによるパルス数のカウントによって、搬送用紙１００Ａの搬送方向上流端１０１が偏心ローラ８を過ぎるタイミングが求められ、そのタイミングが求められると、偏心ローラ８が、回転して上記「上昇位置」となって停止する。そして、更に、エンコーダによるパルス数のカウントによって、搬送用紙１００Ａの搬送方向上流端１０１が搬送ベルト５３の搬送方向上流端５３１を過ぎるタイミングが求められ、そのタイミングが求められると、搬送ローラ５１、５２及び吸引ファンの作動が停止する。その他は上記構成の給紙装置１０と同様に作動する。

これによっても、上記構成の給紙装置１０と同様の作用効果を発揮できる。しかも、偏心ローラ８を上記「上昇位置」とした後でも搬送用紙１００Ａの搬送方向上流端１０１が搬送ベルト５３の搬送方向上流端５３１に至るまでは、積載用紙１００を押し上げた状態で搬送ローラ５１、５２及び吸引ファンの作動を継続できるので、搬送用紙１００Ａに掛かる積載用紙１００の荷重を減少させた状態で搬送用紙１００Ａを吸引搬送ベルト機構５によって搬送でき、したがって、搬送用紙１００Ａをより安定した状態で搬送することができる。

（４）偏心ローラ８を上記「上昇位置」とした際に、吸引ファンの作動のみを停止し、搬送ローラ５１、５２の作動は停止しない。

これによっても、「連鎖送り」を殆ど起こすことなく、搬送用紙１００Ａを搬送できる。

（５）偏心ローラ８に代えて、図１２に示されるような押上部材８０が用いられる。押上部材８０は、上端部８０１が曲面であるブロック体であり、シリンダ機構８０２によって、矢印Ｙ方向に進退するよう、設けられている。

これによっても、偏心ローラ８と同様に、用紙１００を押し上げることができるので、偏心ローラ８の場合と同様の作用効果を発揮できる。

（６）紙受トレイ１２へ予め発行しておく用紙の枚数が、２枚以上の任意の枚数である。この場合には、紙受トレイ１２から当該任意の枚数の用紙が取り上げられると、ホッパ４内に積載されている用紙１００の最下層の用紙が１枚ずつ当該任意の枚数だけ紙受トレイ１２へ給紙される。

本発明は、積載された用紙の最下層の用紙を安定した状態で搬送できるので、産業上の利用価値が大である。

本発明の給紙装置の側面断面図である。図１のII矢視図である。吸引搬送ベルト機構の拡大側面断面図である。給紙装置の作動タイミングチャートを示す図である。給紙装置の作動状態を示す断面部分図である。図５に続く作動状態を示す断面部分図である。図６に続く作動状態を示す断面部分図である。図７に続く作動状態を示す断面部分図である。図８に続く作動状態を示す断面部分図である。偏心ローラの別の例を示す断面図である。給紙装置の別の例であって偏心ローラの位置を変えてなる例の断面部分図である。押上部材の別の例を示す断面図である。

符号の説明

４ホッパ５吸引搬送ベルト機構５３搬送ベルト６排出ローラ８偏心ローラ８２膨出部８８３外周部１０給紙装置１００用紙

Claims

用紙が積載される用紙積載部と、
積載された用紙の最下層の用紙を搬送ベルト上に吸着させて、用紙積載部から搬出する、吸引搬送ベルト機構と、
搬出されて来た用紙を挟持して更に搬送する排出ローラと、を備えた、給紙装置において、
搬送ベルト上の用紙を押し上げるよう昇降する押上部材と、
押上部材の昇降作動を制御する制御手段と、を備えていることを特徴とする給紙装置。
押上部材が、搬送ベルト上を搬送されて行く用紙を押し上げるよう、吸引搬送ベルト機構内に、位置しており、
制御手段が、搬送されて行く用紙の搬送方向上流端が搬送ベルトの搬送方向上流端を過ぎる時に、吸引搬送ベルト機構を停止させるとともに押上部材を上昇させ、搬送されて行く用紙の搬送方向上流端が排出ローラを過ぎた時に、押上部材を下降させるよう、制御するようになっている、請求項１記載の給紙装置。
押上部材が、吸引搬送ベルト機構より搬送方向上流側に位置しており、
制御手段が、搬送されて行く用紙の搬送方向上流端が押上部材を過ぎた時に、押上部材を上昇させ、搬送されて行く用紙の搬送方向上流端が搬送ベルトの搬送方向上流端を過ぎる時に、吸引搬送ベルト機構を停止させ、搬送されて行く用紙の搬送方向上流端が排出ローラを過ぎた時に、押上部材を下降させるよう、制御するようになっている、請求項１記載の給紙装置。
押上部材が、偏心ローラからなっており、偏心ローラの膨出部が上に位置する際に用紙を押し上げるよう構成されている、請求項１記載の給紙装置。
偏心ローラの外周部が回転自在である、請求項４記載の給紙装置。
用紙積載部が、搬送方向下流側が高くなるよう傾斜している、請求項１記載の給紙装置。