JP2009280400A - 排紙機構及び排紙機構を備える双方向給紙システム - Google Patents

Abstract

【課題】記録媒体の損傷と座屈を防ぎ、システムの記録媒体スループットを低下させない排紙機構を提供する。
【解決手段】排紙装置は、アーク部と平面部からなるＤ字型の断面を有し、選択的な方向に回転自由な排紙ローラーと、前記排紙ローラーに相対する位置に設けられる挟持部材とを含む。前記挟持部材と排紙ローラーのアーク部は記録媒体を挟持して搬送する。前記挟持部材と排紙ローラーの平面部からなる間隙は記録媒体に通過させるのに十分に大きい。
【選択図】図２

Description

本発明は排紙機構及び排紙機構を備える給紙システムに関し、具体的には、双方向給紙システムの排紙機構と、この排紙機構を備える双方向給紙システム排紙装置に関する。

記録媒体が長すぎると、オーバーラップが発生しやすい。印刷またはスキャン対象の記録媒体が２つのローラーからなる排紙ローラーセットで給送端と後端がオーバーラップすれば、記録媒体が止まったり詰まったりして、印刷・スキャンの品質はそれによって低下する。

図１ａを参照する。アメリカ合衆国特許ＵＳ６３０７６１４Ｂ１では記録媒体のスキャン方法を開示している。両面スキャン時、記録媒体の第二面の給送端がローラー５２、５４に到達するとき、両ローラーの回転方向により給送端がローラー間の間隙（ニップ）に暫く進入できないので、記録媒体はそれによって湾曲する。図１ｂを参照する。記録媒体の給送端の推進力が記録媒体とローラーの間の摩擦力に打ち勝ち、ローラーを逆転させ給送端を間隙に持ち込ませる。

しかし、このような設計には以下の問題がある。

第二面に画像を形成した記録媒体の給送端がローラー間の間隙に進入するときに停止するので、システムの記録媒体スループットはそれによって低下する。

画像を形成しようとする記録媒体（特にスキャン対象の記録媒体）は一般に使用されたもので表面が整っていないので、その給送端が回転方向が逆である２つのローラーの間に入ると、記録媒体が詰まりやすい。

記録媒体はローラー５２、５４の間隙に進入するときに必ず湾曲するので、画像形成領域での記録媒体の進行速度に影響し、画像品質が低下する。

記録媒体がローラー５２、５４の間隙に進入するとき、上方の記録媒体の進行方向は下方の記録媒体と反対で、排紙ローラーの回転方向とでも反対であるので、上方の記録媒体は引きずられるようになって損傷しやすく、システムのねじりモーメントが増加する。

前掲問題を解決するために、図１ｃに示すように、アメリカ合衆国特許ＵＳ６４９３０６０Ｂ２では、排紙機構の中で移動可能な従動ローラーを開示している。同特許によれば、両面スキャン時、記録媒体の第二面の給送端がローラー６２に進入する前に、高負荷ソレノイドで従動ローラーの弾力に打ち勝ち、ローラー間に間隙を形成して、記録媒体の給送端を停滞なく湾曲せずにローラーセットを通過させる。半面、高価な高負荷ソレノイドを使用するのみならず、従動ローラーを移動させるためには持ち上げ機構を設けなければならない。

また、ローラーが瞬間接触する力は記録媒体の表面に噛合による痕跡を残しやすく、記録媒体の完全性を損なうおそれがある。

本発明は、記録媒体の損傷と座屈を防ぎ、システムの記録媒体スループットを低下させない排紙機構を提供することを主な課題とする。本発明では、排紙ローラーの従動ローラーを上下に移動させる必要がなく、それを実現するための持ち上げ機構も設置する必要がない。また、ローラーの噛合による痕跡を残さず、記録媒体の完全性を守ることができる。

前述の目的を達成するために、本発明では以下の技術を採用する。排紙装置は、アーク部と平面部からなるＤ字型の断面を有し、選択的な方向に回転自由な排紙ローラーと、前記排紙ローラーに相対する位置に設けられる挟持部材とを含む。前記挟持部材と排紙ローラーのアーク部は記録媒体を挟持して搬送する。前記挟持部材と排紙ローラーの平面部からなる間隙は記録媒体に通過させるのに十分に大きい。

本発明の他の目的は、前記排紙機構を備える双方向給紙システムを提供することにある。
前述の目的を達成するために、本発明では以下の技術を採用する。双方向給紙システムは、記録媒体が給紙ローラーを通して給紙経路からスキャン領域に進入し、スキャンユニットによってスキャンされるような給紙ローラーと、前記記録媒体が送紙ローラーを通してスキャン領域から排出され、排紙経路に進入するような送紙ローラーと、前記スキャン領域から排出された記録媒体が回送ローラーを経由して回送経路を通過し、再びスキャン領域に進入するような回送ローラーと、前記記録媒体が排紙経路を通して排紙機構に進入するような排紙機構とを含む。前記排紙機構は、アーク部と平面部からなるＤ字型の断面を有し、選択的な方向に回転自由な排紙ローラーと、前記排紙ローラーに相対する位置に設けられる挟持部材とを含む。前記排紙ローラーが正転するとき、そのアーク部と挟持部材は記録媒体を挟んで排出し、前記排紙ローラーが逆転するとき、そのアーク部と挟持部材は排出された記録媒体を挟んで回送経路へ搬送してスキャンを行い、前記挟持部材と排紙ローラーの平面部からなる間隙は記録媒体に通過させるのに十分に大きい。

本発明は記録媒体に対して両面走査を行う場合、第二面走査時に同一の記録媒体の給送端と後端の衝突を回避し、記録媒体の詰まりを改善する。なお、本発明では記録媒体の給送に停滞がないので、より良好なスループットが得られる。本発明はＤ字型ローラーの回転方向と時間を制御することで、記録媒体の間隙通過時とオーバーラップ時に求められる要求を満足させ、ローラー間の記録媒体に座屈を生じさせず、スキャン品質の低下問題を解決する。このような排紙機構を利用した双方向給紙システムはコンパクトで長い記録媒体の使用が可能であり、従来の技術の問題は発生しない。

かかる装置の特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図を参照にして以下に説明する。

本発明を詳述する前に、注意すべきは、後述では類似した素子に同じ番号をつけている。

本発明の内容、特長、及び機能は、図示と合わせて後掲実施例を参照すれば理解することができる。

本発明を詳述する前に、注意すべきは、後述では類似した素子に同じ番号をつけている。

図２では本発明の実施例１を開示する。図２を参照する。本実施例では双方向給紙システム１００を開示している。双方向給紙システム１００は給紙経路１と、排紙経路２と、回送経路４とを備える。給紙経路１と排紙経路２の間にスキャンユニット１０５が設けられ、排紙経路２の後端には排紙機構３が設けられている。回送経路４は一端が排紙機構と連結され、他端が給紙経路１に連結されている。

図２を引き続き参照する。給紙経路１にはピックアップローラー１０１、分離ローラー１０２と、第一給紙ローラー１０３と、第二給紙ローラー１０４が設けられ、第二ローラー１０４の下流にはスキャンユニット１０５が設けられている。排紙経路２には送紙ローラー１０８が設けられている。送紙ローラー１０８は従動ローラーである。回送経路４には回送ローラー１０７が設けられている。回送ローラー１０７も従動ローラーである送紙ローラー１０８、回送ローラー１０７と同時に噛合するのは中間ローラー１０６である。中間ローラー１０６は能動ローラーであって、送紙ローラー１０８と噛合して記録媒体をスキャン領域から排出し、回送ローラー１０７と噛合して排出された記録媒体を回送し、回送経路４を経由して給紙経路１に進入させ、スキャン領域に送ってスキャンに備える。中間ローラー１０６は共用ローラーである。もっとも、中間ローラー１０６を独立した２つの能動ローラーで置き換え、送紙ローラー１０８、回送ローラー１０７と噛合させることもできる。しかし、共用ローラーとして中間ローラー１０６を利用することは、伝動軸とローラーの数量を減らし、給紙システムのコンパクトさを向上させることができる。

排紙経路２の後端には排紙ローラー１０９（能動ローラー）と、それと噛合できる挟持部材（ｐｉｎｃｈ ｍｅｍｂｅｒ）が設けられている。本実施例では、挟持部材は排紙従動ローラー１１０である。排紙ローラー１０９は、アーク部と平面部からなるＤ字型の断面を有する構造である。断面がＤ字型を呈する排紙ローラー１０９はアーク部ａと平面部ｂを備え、閉鎖的な構造を形成する。第二給紙ローラー１０４とスキャンユニット１０５の間にはセンサー１１１が設けられている。また、低負荷小型モーターまたは簡易型制動装置で排紙ローラー１０９の回転／停止を制御し、更に簡易型センサーで排紙ローラー１０９の回転位置をシステムに通報することが可能である。これらはいずれも当業者に周知のため、ここで説明を省略する。後掲排紙ローラー１０９の回転／停止に関する記述では小型モーター、簡易型制動装置、及びセンサーに言及しない。

図３ａを参照する。ピックアップローラー１０１は記録媒体Ｐを給紙トレイ（図示せず）から取り出し、分離ローラー１０２は記録媒体Ｐを１枚ずつ搬送する。その後、記録媒体Ｐは第一給紙ローラー１０３と第二給紙ローラー１０４により給送され、スキャン領域を通過し、スキャンユニット１０５により画像が形成される。次に、中間ローラー１０６と送紙ローラー１０８は記録媒体Ｐを挟持して排紙ローラー１０９と排紙従動ローラー１１０の間に送り込む。この場合、排紙ローラー１０９の平面部ｂは下に向いて排紙従動ローラー１１０と間隙を形成するので、記録媒体Ｐの給送端が排紙ローラー１０９と排紙従動ローラー１１０の間を通過するときは阻まれない。

図３ｂを参照する。記録媒体の後端がセンサー１１を離れるとき、システムは一定の時間を定める。この一定の時間が経った後、排紙ローラー１０９は左回りに回転する。記録媒体の後端が中間ローラー１０６と送紙ローラー１０８の間隙を離れる前に、排紙ローラー１０９のアーク部ａは記録媒体に接触して従動ローラー１１０と間隙を形成し、記録媒体Ｐを搬送する。ここでは左回り回転を正方向回転とする。

注意すべきは、排紙ローラー１０９のアーク部の長さは、送紙ローラー１０８と中間ローラー１０６の間隙ｄから排紙ローラー１０９と排紙従動ローラー１１０の間隙ｅまでの距離より大きいので、排紙ローラー１０９と排紙従動ローラー１１０で記録媒体Ｐを挟持し、それを安定して搬送することができる。

図３ｃを参照する。最後に、排紙能動ローラー１０９と排紙従動ローラー１１０は処理済みの記録媒体を排紙トレイに送出し、片面画像形成を完成させる。

図４ａを参照する。ピックアップローラー１０１は記録媒体Ｐを給紙トレイ（図示せず）から取り出し、分離ローラー１０２は記録媒体Ｐを１枚ずつ搬送する。その後、記録媒体Ｐは第一給紙ローラー１０３と第二給紙ローラー１０４により給送され、スキャン領域を通過し、スキャンユニット１０５により画像が形成される。次に、中間ローラー１０６と送紙ローラー１０８は記録媒体Ｐを挟持して排紙ローラー１０９と排紙従動ローラー１１０の間に送り込む。この場合、排紙ローラー１０９の平面部ｂは下に向いて排紙従動ローラー１１０と間隙を形成するので、記録媒体Ｐの給送端が排紙ローラー１０９と排紙従動ローラー１１０の間を通過するときは阻まれない。

図４ｂを参照する。記録媒体の後端がセンサー１１を離れるとき、システムは一定の時間を定める。この一定の時間が経った後、排紙ローラー１０９は左回りに回転する。記録媒体の後端が中間ローラー１０６と送紙ローラー１０８の間隙を離れる前に、排紙ローラー１０９のアーク部ａは記録媒体に接触して従動ローラー１１０と間隙を形成し、記録媒体Ｐを搬送する。

注意すべきは、排紙ローラー１０９のアーク部の長さは、送紙ローラー１０８と中間ローラー１０６の間隙ｄから排紙ローラー１０９と排紙従動ローラー１１０の間隙ｅまでの距離より大きいので、排紙ローラー１０９と排紙従動ローラー１１０で記録媒体Ｐを挟持し、それを安定して搬送することができる。

ここでは左回り回転を正方向回転とし、右回り回転を逆方向回転とする。

図４ｃを参照する。システムにより設定された時間が経った後、処理済みの記録媒体の後端が排紙ローラー１０９と排紙従動ローラー１１０から離れる前に、排紙ローラー１０９は逆転する。この場合、本来の記録媒体は後端が現在の記録媒体の給送端となって、上方の第二面搬送経路を沿って進み、第二面への画像形成に備える。

注意すべきは、排紙ローラー１０９のアーク部の長さは、回送ローラー１０７と中間ローラー１０６の間隙ｃから排紙ローラー１０９と排紙従動ローラー１１０の間隙ｅまでの距離より大きいので、排紙ローラー１０９と排紙従動ローラー１１０は記録媒体Ｐを回送ローラー１０７と中間ローラー１０６の間隙ｃに安定して搬送することができる。

図４ｄを参照する。記録媒体の給送端は中間ローラー１０６と回送ローラー１０７により挟持搬送される。この場合、排紙ローラー１０９は右回りに回転して排紙従動ローラー１１０とともに記録媒体Ｐを回送する。排紙ローラー１０９は、平面部が下に向いて従動ローラーと間隙を形成した後に回転しなくなる。

図４ｅを参照する。排紙ローラー１０９が回転を止めている。記録媒体の給送端は中間ローラー１０６と回送ローラー１０７により挟持され回送経路に沿って搬送されてから、第一給紙ローラー１０３と第二給紙ローラー１０４により挟持され給送される。記録媒体の給送端はスキャンユニット１０５を通過し、中間ローラー１０６と送紙ローラー１０８を経て排紙ローラー１０９と排紙従動ローラー１１０のところに到達する。双方向給紙システムがコンパクトで、画像形成対象の記録媒体が長い場合では、記録媒体は排紙ローラーセット（すなわち排紙ローラー１０９と排紙従動ローラー１１０からなるセット）のところでオーバーラップする。しかし、このとき排紙ローラーセットの間には間隙が形成されているので、記録媒体の先端は排紙ローラーセットに通過するときに停滞なく進むことができ、座屈が発生しない。

図４ｆを参照する。記録媒体の給送端は排紙トレイ（図示せず）に入る。記録媒体Ｐの後端がセンサー１１１を離れ、システムにより設定された時間が経過した後に、前述の単方向給紙と同じように、排紙ローラー１０９は左回りに回転する。記録媒体Ｐの後端が第二給紙ローラー１０４の間隙から離れる前に、排紙ローラー１０９のアーク部ａは記録媒体と接触して排紙従動ローラー１１０と間隙を形成し、記録媒体を排紙トレイに送出して排紙トレイに積載する。

注意すべきは、中間ローラー１０６を独立した２つの能動ローラーで置き換えた場合、排紙ローラー１０９のアーク部の長さは、回送ローラー１０７とそれに噛合する能動ローラーとの間隙から排紙ローラー１０９とそれに噛合する能動ローラーとの間隙ｅまでの距離より大きく、排紙ローラー１０９のアーク部の長さは、送紙ローラー１０８とそれに噛合する能動ローラーとの間隙から排紙ローラー１０９と排紙従動ローラー１１０との間隙ｅまでの距離より大きい。

図５では本発明の実施例２を示している。図５を参照する。実施例２は前掲実施例１と基本的に同じであるが、両者の相違点は、実施例２の排紙ローラー１０９が平面板１１３と噛合していることにある。実施例２による記録媒体の搬送方式は前掲実施例１と実質的に同じである。注意すべきは、排紙ローラー１０９で記録媒体を送り出すのを容易にするために、平面板１１３と記録媒体の間の摩擦係数はアーク部ａと記録媒体の間の摩擦係数より小さい。

図６では本発明の実施例３を示している。図６を参照する。実施例３は前掲実施例２と基本的に同じであるが、両者の相違点は、実施例３では排紙ローラー１０９と噛合する平面板１１３にバネ１１４を設置し、バネ１１４の弾力で平面板１１３の高さを自動的に補償することにある。実施例３による記録媒体の搬送方式は前掲実施例１と実施例２と実質的に同じである。注意すべきは、排紙ローラー１０９で記録媒体を送り出すのを容易にするために、平面板１１３と記録媒体の間の摩擦係数はアーク部ａと記録媒体の間の摩擦係数より小さい。

注意すべきは、前掲実施例２と実施例３では、記録媒体Ｐは排紙ローラー１０９から送出される。

図７では本発明の実施例４を示している。図７を参照する。実施例４は前掲実施例１と基本的に同じであるが、両者の相違点は、実施例４では中間ローラー１０６と回送ローラー１０７との噛合、及び中間ローラー１０６と送紙ローラー１０８との噛合の代わりにそれぞれ第一ペーパーウェイト１２１と第二ペーパーウェイト１２２を利用することにある。すなわち回送経路４と排紙経路２にそれぞれ第一ペーパーウェイト１２１と第二ペーパーウェイト１２２を設置することである。なお、センサー１１１は第一給紙ローラー１０３と第二給紙ローラー１０４の間、スキャンユニット１０５の上流に設けられている。実施例４による記録媒体の搬送方式は前掲実施例１と実質的に同じである。第一ペーパーウェイト１２１は第一アーク板１２５とそれに連結する第一紙押えバネ１２７とを含み、第一紙押えバネ１２７は給紙システム１００の筐体に連結されている。同じく、第二ペーパーウェイト１２２は第二アーク板１２６とそれに連結する第二紙押えバネ１２８とを含み、第二紙押えバネ１２８は給紙システム１００の筐体（図示せず）に連結されている。

注意すべきは、単方向給紙時、すなわち記録媒体の第一面の画像を処理するときは、実施例４による給紙システム１００の第二ペーパーウェイト１２２で記録媒体の傾きを防止する。双方向給紙時、すなわち記録媒体の第二面の画像を処理するときは、給紙システム１００の第一ペーパーウェイト１２１で回送時の記録媒体の傾きを防止する。

注意すべきは、記録媒体Ｐのスキャン・搬送の安定性を確保するために、アーク部ａの長さは、第二給紙ローラー１０４の間隙ｆからスキャンユニット１０５がスキャン領域に対応する位置ｇまでの距離より大きい。記録媒体Ｐの後端が第二給紙ローラー１０４の間隙ｆに入ると、排紙ローラー１０９と排紙従動ローラー１１０は回転し始め、記録媒体Ｐの給送単を挟持して搬送する。記録媒体Ｐの後端もスキャンの対象に含まれるので、記録媒体Ｐのスキャン・搬送の安定性の確保は重要である。

前記排紙機構を利用すれば、双方向給紙システムをコンパクトにするのみならず、長めの記録媒体を利用しても可能である。従来の問題はそれにより解決される。

前記記録媒体Ｐは紙、被印刷物、書類など画像を記録できるものである。

注意すべきは、前掲図３〜図４の破線は記録媒体が通過したか未だに通過していない経路を示し、実線は記録媒体が現在通過中の経路を示す。

以上は本発明に好ましい実施例であって、本発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、本発明の精神の下においてなされ、本発明に対して均等の効果を有するものは、いずれも本発明の特許請求の範囲に属するものとする。

従来の技術を表す説明図である。 従来の技術を表す説明図である。 従来の技術を表す説明図である。 本発明の実施例１を表す説明図である。 本発明の実施例１による単方向給紙経路を表す説明図である。 本発明の実施例１による単方向給紙経路を表す説明図である。 本発明の実施例１による単方向給紙経路を表す説明図である。 本発明の実施例１による双方向給紙経路を表す説明図である。 本発明の実施例１による双方向給紙経路を表す説明図である。 本発明の実施例１による双方向給紙経路を表す説明図である。 本発明の実施例１による双方向給紙経路を表す説明図である。 本発明の実施例１による双方向給紙経路を表す説明図である。 本発明の実施例１による双方向給紙経路を表す説明図である。 本発明の実施例２を表す説明図である。 本発明の実施例３を表す説明図である。 本発明の実施例４を表す説明図である。

符号の説明

１ 紙経路
２ 排紙経路
３ 排紙機構
４ 回送経路
１００ 双方向給紙システム
１０１ ピックアップローラー
１０２ 分離ローラー
１０３ 第一給紙ローラー
１０４ 第二給紙ローラー
１０５ スキャンユニット
１０６ 中間ローラー
１０７ 回送ローラー
１０８ 送紙ローラー
１０９ 排紙ローラー
１１０ 排紙従動ローラー
１１１ センサー
１１３ 平面板
１１４ バネ
１２１ 第一ペーパーウェイト
１２２ 第二ペーパーウェイト
１２５ 第一アーク板
１２６ 第二アーク板
１２７ 第一紙押えバネ
１２８ 第二紙押えバネ

Claims (17)

1. 排紙装置であって、
   アーク部と平面部からなるＤ字型の断面を有し、選択的な方向に回転自由な排紙ローラーと、
   前記排紙ローラーに相対する位置に設けられる挟持部材とを含み、
   前記挟持部材と排紙ローラーのアーク部は記録媒体を挟持して搬送し、前記挟持部材と排紙ローラーの平面部からなる間隙は記録媒体に通過させるのに十分に大きい、排紙装置。
2. 前記挟持部材は従動ローラーである、請求項１に記載の排紙装置。
3. 前記挟持部材は平面板である、請求項１に記載の排紙装置。
4. 前記平面板には平面板の位置を自動的に補正する弾性部材が連結されている、請求項３に記載の排紙装置。
5. 前記平面板と記録媒体の間の摩擦係数は、前記アーク部と記録媒体の間の摩擦係数より小さい、請求項３または請求項４のいずれかに記載の排紙装置。
6. 前記排紙機構には更に、排紙ローラーの回転方向を検出するためのセンサーが設けられている、請求項１に記載の排紙装置。
7. 双方向給紙システムであって、
   記録媒体が給紙ローラーを通して給紙経路からスキャン領域に進入し、スキャンユニットによってスキャンされるような給紙ローラーと、
   前記記録媒体が送紙ローラーを通してスキャン領域から排出され、排紙経路に進入するような送紙ローラーと、
   前記スキャン領域から排出された記録媒体が回送ローラーを経由して回送経路を通過し、再びスキャン領域に進入するような回送ローラーと、
   前記記録媒体が排紙経路を通して排紙機構に進入するような排紙機構とを含み、
   前記排紙機構は、
   アーク部と平面部からなるＤ字型の断面を有し、選択的な方向に回転自由な排紙ローラーと、
   前記排紙ローラーに相対する位置に設けられる挟持部材とを含み、
   前記排紙ローラーが正転するとき、そのアーク部と挟持部材は記録媒体を挟んで排出し、前記排紙ローラーが逆転するとき、そのアーク部と挟持部材は排出された記録媒体を挟んで回送経路へ搬送してスキャンを行い、前記挟持部材と排紙ローラーの平面部からなる間隙は記録媒体に通過させるのに十分に大きい、双方向給紙システム。
8. 前記回送経路と排紙経路にペーパーウェイトが設けられる、請求項７に記載の双方向給紙システム。
9. 前記アーク部の長さは、回送ローラーの間隙から排紙ローラーと挟持部材からなる間隙までの距離より大きい、請求項７に記載の双方向給紙システム。
10. 前記アーク部の長さは、送紙ローラーの間隙から排紙ローラーと挟持部材からなる間隙までの距離より大きい、請求項７に記載の双方向給紙システム。
11. 前記挟持部材は従動ローラーである、請求項７に記載の双方向給紙システム。
12. 前記挟持部材は平面板である、請求項７に記載の双方向給紙システム。
13. 前記平面板には平面板の位置を自動的に補正する弾性部材が連結されている、請求項７に記載の双方向給紙システム。
14. 前記双方向給紙システムは、スキャン領域の上流位置に設けられたセンサーを備える、請求項７に記載の双方向給紙システム。
15. 前記ペーパーウェイトはアーク板と、それに連結されるバネを備える、請求項７に記載の双方向給紙システム。
16. 前記平面板と記録媒体の間の摩擦係数は、前記アーク部と記録媒体の間の摩擦係数より小さい、請求項１２または請求項１３のいずれかに記載の双方向給紙システム。
17. 前記アーク部の長さは、送紙ローラーの間隙からスキャンユニットがスキャン領域に対応する位置までの距離より大きい、請求項８に記載の双方向給紙システム。

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