JP2009107758A

JP2009107758A - 紙葉類分離装置および紙葉類分離方法

Info

Publication number: JP2009107758A
Application number: JP2007280474A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Shima; 康男嶋; Shunsuke Hattori; 俊介服部; Shuichi Nakamoto; 秀一中本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2007-10-29
Filing date: 2007-10-29
Publication date: 2009-05-21
Anticipated expiration: 2027-10-29
Also published as: US8167297B2; US20090127768A1; JP5117162B2

Abstract

【課題】部分的に密着している積層された紙葉類に確実に空気を送り込んで、この紙葉類を捌いて、安定した分離動作を行う。
【解決手段】紙葉類分離装置は、積層用紙１０が積層方向に浮揚して、重なり合う積層用紙１０間に空気層１０ｃを形成するように、積層用紙１０の積層部側面１２に空気を吹き付けるブロア１１ａ、１１ｂと、これらのブロア１１ａ、１１ｂで空気を吹き付けることにより浮揚した積層用紙１０を、少なくとも積層用紙１０の最上面に対して下向き方向の成分および最上面に沿った方向の成分を具備する押付け力が作用する積層用紙押付け手段５０と、を有する。また、この積層用紙押付け手段５０は、上方から押し付ける動作の他に、積層用紙１０の最上面の用紙１０ａを押し付けながら水平方向に揺動するよう構成してもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、積層された紙葉類を分離する分離装置および分離方法に関する。

近年、印刷機や複写機などで使用する、例えば用紙等の紙葉類を給紙するための給紙部では、多種多様な用紙を扱う一方で、高品質で且つ大量に出力することが求められている。このような多種多様な用紙を、一枚一枚安定して取り出す手段としては、積層された用紙の最上面近傍で、用紙取出しローラの後方に位置する場所に、積層用紙の側面から空気を吹き付けて用紙を捌く機構を付加したエアアシスト給紙機構が知られている。

従来は、特許文献１に開示されているように、積層用紙の側面から空気を吹き付けると共に、用紙の後端に押え部材などを配置することにより、空気を吹き込まれた用紙全体が浮揚するのを抑制する方法がとられている。この方法により、取出しローラに接触する最上面用紙から数十枚程度に空気を吹き込んで、用紙間に空気層を形成することにより用紙間の摩擦力を小さくして取出しを行っていた。また、特許文献２に開示されているように、用紙浮き上がり抑制手段として、空気吹き出し口と取出しローラの間に浮揚抑制手段を設けた給紙機構も知られている。

いずれの場合においても、一定量の空気を積層用紙の側面から吹き付けた場合、個々の用紙間の吸着状態の違い、例えば用紙間の帯電量の違い、吸湿状態の違いなどから、空気が入り易い隙間と、空気が入りにくい隙間が存在する。空気が入りにくい隙間では、完全に空気が入り込まずに、用紙同士が部分的に密着した状態で、積層用紙が膨らむことになる。このような状態で、用紙の給紙動作を行うと、完全に空気が入り込まない用紙を取り出そうとしたとき、重送などの問題が発生する場合がある。最悪の場合には、分離ローラ部を通過できずにフィードミスが発生することもある。
特開平４−２３７４７号公報特許第３５９２２７５号公報

上述の積層用紙給紙機構では、水分や静電気帯電などによる積層媒体間の吸着により、重送や空振りなどの取出し不良が発生する。特に、撥水性を有するコート紙などは、保存時に例えば高湿度環境にさらされた場合には吸湿することにより密着し、重送や取出し不良が顕著に発生する。

このような積層媒体間の密着状態を開放するためには、用紙取出し動作を行う前に密着した積層用紙を予め捌いておく必要がある。この密着した積層用紙を予め捌く手段として、側面から空気を吹き付けて用紙間の接触面に空気を送り込んで一枚一枚の用紙間に空気層を作ることにより摩擦抵抗を少なくする手段がとられている。この技術として、上述のエアアシスト技術などが知られているが、積層媒体側に密着力のばらつきがあると一枚一枚確実に捌くことが困難になる場合がある。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、部分的に密着した積層紙葉類に確実に空気を送り込んで、紙葉類を捌いて安定した分離動作を行うことである。

上記目的を達成するため本発明に係る紙葉類分離装置は、積層された紙葉類がその積層方向に浮揚して、重なり合う前記紙葉類の間に空気層を形成するように、前記積層方向に沿った側面に空気を吹き付ける空気吹付け手段と、前記空気吹付け手段により浮揚した前記紙葉類に、少なくとも前記紙葉類の最上面に対して下向き方向の成分および前記最上面に沿った方向の成分を具備する押付け力が作用するように構成された紙葉類押付け手段と、を有することを特徴とする。

また、本発明に係る紙葉類分離方法は、積層された紙葉類を紙葉類分離装置に設置する紙葉類設置工程と、前記紙葉類設置工程の後に、前記紙葉類の積層方向に沿った側面に空気を吹き付けて、重なり合う前記紙葉類の間に空気層を形成するように、その積層方向に前記紙葉類を浮揚させる空気吹付け工程と、浮揚した前記紙葉類に、前記紙葉類の上方から前記紙葉類の最上面に下向き方向と最上面に沿った方向に押付け力を作用させる紙葉類押付け工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、部分的に密着した積層紙葉類に確実に空気を送り込んで、紙葉類を捌いて安定した分離動作を行うことが可能になる。

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。なお、同一部分または類似部分には同一符号を付して、重複説明を省略する。

［第１の実施形態］
本発明に係る紙葉類分離装置の第１の実施形態について、図１〜図４を用いて説明する。図１は、本実施形態の構成を示す紙葉類分離装置の概略斜視図である。図２〜図４は、本実施形態の紙葉類分離装置により、紙葉類を分離する一連の動作を示す概略正面図である。

図１に示すように、紙葉類（以下、積層用紙１０）が配置された紙葉類分離装置は、積層用紙１０の積層方向に沿った側面（以下、積層部側面１２）で、用紙搬送方向４０に垂直な水平方向に空気を吹き付ける第１ブロア１１ａおよび第２ブロア１１ｂが配置されている。さらに、積層用紙１０の上方に配置された３つの偏芯ローラ、第１偏芯ローラ１６ａ、第２偏芯ローラ１６ｂ、および第３偏芯ローラ１６ｃにより積層用紙１０の最上面の用紙１０ａを押し付ける積層用紙押付け手段５０が配置されている。

第１ブロア１１ａは、第１空気吹き出し口１３ａから第１積層部側面１２ａに空気を吹き付けるように配置されている。第２ブロア１１ｂは、第２空気吹き出し口１３ｂから、この側面と反対側の第２積層部側面１２ｂに空気を水平に吹き付けるように配置されている。なお、本実施形態では、空気の吹付け方向は、用紙搬送方向４０とほぼ垂直な方向である。

偏芯ローラ１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、第１および第２ブロア１１ａ，１１ｂが空気を吹き付ける空気吹付け方向に沿って配置されている。また、偏芯ローラ１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、それぞれが円柱形であって、回転軸１５に対して偏芯して止めねじ（図示せず）等の連結要素で固定されている。これらの偏芯ローラ１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、互いに同相に配置されている。回転軸１５は、用紙搬送方向４０に垂直な水平方向に延びている。

これらの偏芯ローラ１６ａ、１６ｂ、１６ｃの駆動源は、回転軸１５に連結された第１タイミングプーリ１７、パルスモータ１４等に連結される第２タイミングプーリ１８、およびこれらのタイミングプーリ１７、１８に架け渡されたタイミングベルト１９などにより構成されている。

偏芯ローラ１６ａ、１６ｂ、１６ｃの位置検出は、回転軸１５に設けられた位置検出用ターゲット２１と上部壁面（図示せず）に固定された位置検出用センサ、例えばフォトインタラプタ２２により偏芯ローラ１６ａ、１６ｂ、１６ｃの頂点を認識できるように設置されている。

上記のように構成された紙葉類分離装置の動作を、図２〜図４を用いて説明する。

図２は、図１の紙葉類分離装置による分離動作の例を示す概略正面図であって、分離動作の開始前の状態を示している。

積層用紙１０は、リフト機構（図示せず）により上昇して、用紙給紙機構５１に配置される取出しローラ１の位置検出用センサ２が設定位置を検出したところで停止する。このとき、偏芯ローラ１６ａ、１６ｂ、１６ｃは最上方の位置で停止しており、積層用紙１０の最上面の用紙１０ａから離れた状態で退避している。

図３は、第１および第２ブロア１１ａ、１１ｂにより積層用紙１０に空気を吹き付けている状態を示す概略正面図である。

第１ブロア１１ａおよび第２ブロア１１ｂを作動させて、第１空気吹き出し口１３ａおよび第２空気吹き出し口１３ｂにより第１積層部側面１２ａおよび第２積層部側面１２ｂに空気を吹き込む。空気が吹き込まれた積層用紙１０は、空気層１０ｃを形成した状態で上方に膨らむ。ここで、空気を吹き付ける方向に垂直な断面の形状を「膨らみ形状」と定義する。

単に空気を吹き付けた時点では、積層用紙１０は一枚一枚分離されなくともよく、用紙同士が部分的に互いに密着しながら膨らみ形状を形成してもよい。

図４は、偏芯ローラにより積層用紙１０の最上面の用紙１０ａを押し付けている状態を示す概略正面図である。

パルスモータ１４を回転させて、回転軸１５を介して連結されている偏芯ローラ１６ａ、１６ｂ、１６ｃを回転させる。偏芯ローラ１６ａ，１６ｂ，１６ｃが回転しながら降下してくるときに、それらの端面が、予め空気を吹き付けて部分的に密着しながら膨らみ形状を形成している積層用紙１０の最上面の用紙１０ａを押し付ける。

最上面の用紙１０ａが押し付けられているときは、偏芯ローラ１６ａ、１６ｂ、１６ｃの端面は、最上面の用紙１０ａと接触しながら回転している。したがって、これらの端面と最上面の用紙１０ａが接触する位置、すなわち偏芯ローラ１６ａ、１６ｂ、１６ｃが最上面の用紙１０ａを押し付ける位置は、それらの端面が最上面の用紙１０ａと接してから離れるまでの間に刻々と変化する。なお、それらの端面と最上面の用紙１０ａは、接触および離間を繰り返すため、積層用紙１０への押付け動作は間欠的に行われる。

このとき、空気の吹付けにより膨らんだ積層用紙１０へ、紙面に対して垂直方向に押し込む量は刻々と変化する。その結果、偏芯ローラ１６ａ、１６ｂ、１６ｃにより押し付けられた積層用紙１０は、その押込み量の変化に伴って、膨らみ形状を変化させる。この膨らみ形状の変化によって、重なり合って部分的に互いに密着した用紙間には、擦れ合うように力が作用する。

また、これらの端面が最上面の用紙１０ａと接触しながら回転しているため、端面と用紙面との間には、摩擦力が作用する。この摩擦力により、最上面の用紙１０ａには、その面に沿う力が作用することになる。この最上面に沿う力によって、重なり合って部分的に互いに密着した用紙間には、擦れ合うように力が作用する。この擦れ合う力は、空気を吹き付ける方向に沿わないように構成されていればよいが、空気の吹付け方向に対して垂直に作用することが望ましい。

上記の用紙間に作用する擦れ合う力によって、用紙同士の密着状態が解除されて分離することが可能となる。

さらに、部分的に密着していた積層用紙１０に対して、ブロア１１ａ、１１ｂの空気吹き出し口１３ａ、１３ｂとの相対的位置関係が変わることにより、互いに密着していた用紙間においても満遍なく空気を吹き付けることが可能となる。

したがって、積層用紙１０に確実に空気を送り込んで、積層用紙１０を捌いて安定した分離動作を行うことが可能である。

なお、３つの偏芯ローラ１６ａ、１６ｂ、１６ｃが、積層用紙１０の最上面の用紙１０ａを押し付けるタイミングは、互いに位相がずれていてもよい。また、偏芯ローラ１６ａ、１６ｂ、１６ｃは、最上面の用紙１０ａに対して垂直方向と水平方向の成分を有する押付け力を、間欠的に作用するものであれば、円柱形に限らない。

また、偏芯ローラ１６ａ、１６ｂ、１６ｃの端面は、最上面の用紙１０ａから離間せずに、常に接触しながら接触位置を上下に変動させて押付け動作を行うことも可能である。

［第２の実施形態］
本発明に係る紙葉類分離装置の第２の実施形態について、図５〜図９を用いて説明する。図５は、本実施形態の紙葉類分離装置に係る積層用紙押付け手段５０に配置される用紙押付け機構４１を示す概略斜視図である。図６〜図９は、本実施形態の紙葉類分離装置により、積層用紙１０を分離する一連の動作を示す概略正面図である。

本実施形態の用紙押付け機構４１は、積層用紙１０の最上面の用紙１０ａを押し付けながら、その押付け位置を用紙搬送方向４０に沿って時系列的に変化させる、すなわち所定の振幅で水平方向に揺動させるように形成されている。この積層用紙押付け手段５０は、用紙給紙機構５１の上方側に取り付けられて水平方向に揺動可能なリニアスライド機構３３と、このリニアスライド機構３３の移動ベース３４（移動部）に配置されている用紙押付け機構４１などにより構成されている。

用紙押付け機構４１は、図５に示すように、積層用紙１０を上方から押し付ける用紙押付け部材２０、この用紙押付け部材２０を支えるレバー２８、このレバー２８の回転を支持するレバー回転支持ピン２７、付勢ばね３０、連結ピン２９でレバー２８と連結されたソレノイド２６などにより構成されている。ソレノイド２６が上方へ動くと連結ピン２９が上昇し、用紙押付け部材２０が下降するとともに、付勢ばね３０（引張りコイルばね）が伸びるように構成されている。

図６は、本実施形態の紙葉類分離装置の分離動作開始前の状態を示している。

積層用紙１０は、リフト機構（図示せず）により上昇して、用紙給紙機構５１に配置される取出しローラ１の位置検出用センサ２が設定位置を検出したところで停止する。このとき、用紙押付け部材２０は、付勢ばね３０とストッパー３２等により、最上方の位置で固定されており、最上面の用紙１０ａから離れた状態で退避している。

図７は、用紙押付け部材２０を最上面の用紙１０ａを押し付けた状態を示す概略正面図である。

先ず、第１の実施形態と同様に、第１ブロア１１ａおよび第２ブロア１１ｂを作動させて、第１空気吹き出し口１３ａおよび第２空気吹き出し口１３ｂにより積層用紙１０の第１積層部側面１２ａおよび第２積層部側面１２ｂに空気を吹き込む。空気が吹き込まれた積層用紙１０は、重なり合った用紙間に空気層１０ｃを形成した状態で上方に膨らむ。なお、この時点では、積層用紙１０は一枚一枚分離されなくともよく、用紙同士が互いに密着しながら膨らみ形状を形成してもよい。なお、第１の実施形態と同様に、空気の吹付け方向は、用紙搬送方向４０と垂直な方向である。

次に、ソレノイド２６を通電させて、レバー２８を駆動することにより、予め空気吹付けにより空気層１０ｃを形成して膨らんだ積層用紙１０の最上面の用紙１０ａを押し付ける。

本実施形態の用紙押付け部材２０は、最上面の用紙１０ａの表面を滑りながら移動するように形成してもよい。または、最上面の用紙１０ａの表面を転がりながら水平移動する回転体としてもよい。

図８は、リニアスライド機構３３によって、用紙押付け機構４１を水平方向に移動させた状態を示す概略正面図である。

用紙押付け機構４１の押付け部材２０は、モータ等で構成された駆動機構（図示せず）で用紙搬送方向４０に沿って移動する。このとき、空気の吹き付けにより形成された積層用紙１０の膨らみ形状は、用紙押付け部材２０の移動に伴い刻々と変化させる。

図９は、図８に示す用紙押付け機構４１を、リニアスライド機構３３によってさらに水平移動させた状態を示す概略正面図である。図９に示す膨らみ形状は、用紙押付け部材４１が水平移動したことにより、図８に示す膨らみ形状に対して変形している。

この図６〜図９に示す一連の動作の後に、リニアスライド機構３３により用紙搬送方向４０に沿った方向に揺動させることにより、重なり合って部分的に互いに密着した用紙を分離することができる。

用紙押付け部材２０が最上面の用紙１０ａを押し付ける位置は、リニアスライド機構３３により押し付けながら水平方向に揺動するため、刻々と変化する。その結果、用紙押付け部材２０により押し付けられた積層用紙１０は、その押付け位置の変化に伴って、積層用紙１０の膨らみ形状を変化させる。このとき、第１の実施形態と同様に、重なり合って部分的に密着した用紙間に、互いに擦れ合うように力が作用するために、用紙同士の密着状態が解除されて分離することが可能となる。

また、最上面の用紙１０ａを押し付けながら水平方向に揺動するために、用紙押付け部材２０の押付け面と用紙面との間には、摩擦力が作用する。この摩擦力により、最上面の用紙１０ａには、その面に沿う力が作用することになる。第１の実施形態と同様に、この最上面に沿う力によって、重なり合って部分的に互いに密着した用紙間には、擦れ合うように力が作用する。

また、本実施形態は、第１の実施形態に比べて用紙押付け部材２０の水平方向移動距離を大きくすることが可能である。したがって、密着した用紙それぞれに、擦れ合う力がより大きく作用する。よって、積層用紙１０を分離する性能がより向上する。

さらに、第１の実施形態と同様に、部分的に密着していた積層用紙１０に対して、ブロア１１ａ、１１ｂの空気吹き出し口１３ａ、１３ｂとの相対的位置関係が変わることにより、互いに密着していた用紙間においても満遍なく空気を吹き付けることが可能となる。

なお、揺動する方向は、空気を吹き付ける方向に沿わないように構成されていれば、用紙搬送方向４０に沿う方向に限るものではない。

また、用紙押付け機構４１は、最上面の用紙１０ａの上方に、その面に沿って複数並列に配置されてもよい。

［その他の実施形態］
上記実施形態の説明は、本発明を説明するための例示であって、特許請求の範囲に記載の発明を限定するものではない。また、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。

上記実施形態では、用紙搬送方向４０に対して、垂直な方向に空気を吹き付けているが、これに限らない。積層用紙押付け手段５０で発生する押付け力の水平方向成分が、空気吹付け方向に沿った方向に作用しないように構成されていればよい。

また、第１の実施形態で用いた偏芯ローラ１６ａ、１６ｂ、１６ｃと、第２の実施形態で用いているリニアスライド機構３３を有する積層用紙押付け手段５０を組み合わせてもよい。

なお、紙葉類は、紙に限らず、シート状のもので、例えばＯＨＰ用シートなどでもよい。

本発明に係る紙葉類分離装置の第１の実施形態の構成を示す概略斜視図である。図１の紙葉類分離装置の分離動作開始前の状態を示す概略正面図である。図１の紙葉類分離装置における第１および第２ブロアにより積層用紙に空気を吹き付けている状態を示す概略正面図である。図１の紙葉類分離装置における偏芯ローラにより、積層用紙の最上面の用紙を押し付けている状態を示す概略正面図である。本発明に係る紙葉類分離装置の第２の実施形態における用紙押付け機構の構成を示す概略斜視図である。本発明に係る紙葉類分離装置の第２の実施形態における分離動作開始前の状態を示す概略正面図である。本発明に係る紙葉類分離装置の第２の実施形態における用紙押付け部材が、積層用紙の最上面の用紙を押し付けた状態を示す概略正面図である。本発明に係る紙葉類分離装置の第２の実施形態におけるリニアスライド機構を水平方向に移動させた状態を示す概略正面図である。図８の用紙押付け機構をリニアスライド機構によって、さらに水平移動させた状態を示す概略正面図である。

符号の説明

１…取出しローラ、２…位置検出用センサ、１０…積層用紙、１０ａ…最上面の用紙、１０ｃ…空気層、１１ａ…第１ブロア，１１ｂ…第２ブロア、１２…積層部側面、１２ａ…第１積層部側面、１２ｂ…第２積層部側面、１３ａ…第１空気吹き出し口、１３ｂ…第２空気吹き出し口、１４…パルスモータ、１５…回転軸、１６ａ…第１偏芯ローラ、１６ｂ…第２偏芯ローラ、１６ｃ…第３偏芯ローラ、１７…第１タイミングプーリ、１８…第２タイミングプーリ、１９…タイミングベルト、２０…用紙押付け部材、２１…位置検出用ターゲット、２２…フォトインタラプタ、２６…ソレノイド、２７…レバー回転支持ピン、２８…レバー、２９…連結ピン、３０…付勢ばね、３２…ストッパー、３３…リニアスライド機構、３４…移動ベース、４０…用紙搬送方向、４１…用紙押付け機構、５０…積層用紙押付け手段、５１…用紙給紙機構

Claims

積層された紙葉類がその積層方向に浮揚して、重なり合う前記紙葉類の間に空気層を形成するように、前記積層方向に沿った側面に空気を吹き付ける空気吹付け手段と、
前記空気吹付け手段により浮揚した前記紙葉類に、少なくとも前記紙葉類の最上面に対して下向き方向の成分および前記最上面に沿った方向の成分を具備する押付け力が作用するように構成された紙葉類押付け手段と、
を有することを特徴とする紙葉類分離装置。
前記紙葉類押付け手段は、前記紙葉類の上方に複数並列配置されて前記紙葉類を押し付ける押付け部材を有し、それぞれが異なるタイミングで前記押付け力を作用させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の紙葉類分離装置。
前記紙葉類押付け手段は、前記押付け力が作用する位置が上下方向に変動するように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の紙葉類分離装置。
前記紙葉類押付け手段は、前記紙葉類の最上面の上方でその面に平行に配置される回転軸と、その回転軸に取り付けられる偏芯ローラと、を具備し、
前記偏芯ローラは、前記回転軸の回転に伴い前記偏芯ローラの端面が前記最上面と接触および離間を繰り返しながら回転するように構成されること、を特徴とする請求項３に記載の紙葉類分離装置。
前記紙葉類押付け手段は、前記紙葉類の最上面の上方でその面に平行に配置される回転軸と、その回転軸に取り付けられる偏芯ローラと、を具備し、
前記偏芯ローラは、前記回転軸の回転に伴い前記偏芯ローラの端面が前記最上面と接触しながら回転するように構成されること、を特徴とする請求項３に記載の紙葉類分離装置。
前記紙葉類押付け手段は、
前記最上面の上方に配置され、前記最上面に沿って移動する移動部を具備するリニアスライド機構と、
前記移動部に取り付けられ、前記最上面を押し付ける押付け部材を具備する押付け機構と、
を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の紙葉類分離装置。
前記移動部は、前記最上面に沿って揺動するように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の紙葉類分離装置。
積層された紙葉類を紙葉類分離装置に設置する紙葉類設置工程と、
前記紙葉類設置工程の後に、前記紙葉類の積層方向に沿った側面に空気を吹き付けて、重なり合う前記紙葉類の間に空気層を形成するように、その積層方向に前記紙葉類を浮揚させる空気吹付け工程と、
浮揚した前記紙葉類に、前記紙葉類の上方から前記紙葉類の最上面に下向き方向と最上面に沿った方向に押付け力を作用させる紙葉類押付け工程と、
を有することを特徴とする紙葉類分離方法。