JP2010254392A - 給紙装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エアを吹きつけて用紙を浮揚させる手段であって、重送やノーフィード等の不具合の発生を抑制する給紙装置を提供すること。
【解決手段】用紙を吸着するまでは、最上部の用紙の後端部上面を押圧し、用紙を吸着して用紙の搬送が開始されるまでは押圧を解除する用紙押さえ手段を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、用紙を給紙する給紙装置に関する。

近年、小ロット対応、短納期などの利点を生かして、従来の印刷装置に代わって、カラー電子写真方式の画像形成装置を用いて大量の印刷物（例えばリーフレットなど）を作成するようになってきた。これら印刷する用紙は、電子写真方式の画像形成装置で用いられるコピー用紙の他に、表面に光沢剤を塗布した塗工紙などが使用される。

しかしながら塗工紙は、紙の坪量（単位面積当たりの質量）がコピー用紙（６４〜１１０ｇ／ｍ^２）と比較して大きく（約３５０ｇ／ｍ^２程度）、しかも表面の摩擦係数がコピー用紙よりも低いという性質をもっている。

そのため、従来から画像形成装置などで採用されている捌きローラと送り出しローラを用いた給紙装置では、コピー用紙や塗工紙等の様々な性質をもった用紙をミスフィードすることなく給紙するには限界があった。

そこで印刷業界で使われている印刷装置では、エアを用いて積載された最上位の用紙を吸着して給紙する手段が採用されている。

例えば、図８は、用紙搬送方向の用紙先端部に、エアによって吸引する吸着盤が設けられ、吸着盤を送り出しローラ方向に移動するようにする先端吸引方式の図である。この方式は、吸着盤が移動する距離が長く、高速に印刷する電子写真方式を用いた画層形成装置には機械が大型になりオフィス製品としては不向きである。

図９は、図８と同様な吸盤方式の給紙方式で、用紙後端部を吸引し少しずつ用紙搬送をずらす後端吸引方式の図である。この方式は、高速に印刷するオフセット印刷機で使用されているが、動作が複雑で、しかも装置も大型になってしまうという問題がある。

このような問題を解決するために、図１０に示すように、ファンを用いて給紙カセットに積載された用紙にエアを吹き付け、最上位の用紙を浮揚させ、この浮揚させた最上位の用紙を吸着搬送ベルトで吸着搬送するベルト吸引方式を用いた給紙装置がある。

しかし、このようなエアによって用紙を浮揚させる給紙装置は、高速化や小型化が可能であるが、風圧によって浮揚した用紙の位置にばらつきが生じ、給紙位置ばらつきの増大を発生させるという問題がある。

このような給紙位置ばらつきを抑えるために、特許文献１では吸引搬送手段が吸着するエリアとは別に、最上位の用紙の搬送方向上流側を押圧して、用紙のばらつきを抑える技術が開示されている。

特開平１０−８７０９６号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術において、用紙先端から分離のためのエアを吹きつけている状態で最上位の用紙の搬送方向上流側を押圧すると、風の逃げ道が閉ざされて、風が用紙間内に滞留し、用紙が分離できず重送されることがあった。

また、用紙にストレスが掛かっているので、この状態で搬送使用とすると、ノーフィードとなったり、用紙に傷が発生したりする場合があった。

本発明の目的は、エアを吹きつけて用紙を浮揚させる手段であって、重送やノーフィード等の不具合の発生を抑制する給紙装置を提供することである。

上記目的は、下記構成によって達成できる。すなわち
１．用紙を積載する用紙積載台と、
前記用紙積載台に積載された用紙の、用紙が搬送される搬送方向に対して直角な方向の用紙の側面を規制する一対の幅規制手段と、
前記用紙積載台の上位にある前記用紙の側面にエアを吹きつけて、用紙を浮揚させる浮揚手段と、
前記浮揚手段により浮揚された用紙を最上位のものから１枚ずつ吸引し搬送する吸引搬送手段と、
前記吸引搬送手段が用紙を吸引したことを検知する吸引センサと、
前記吸引搬送手段よりも用紙搬送方向下流側に設けられ、搬送された用紙の通過を検知する給紙検知センサと、
前記吸引搬送手段より用紙搬送方向上流側に位置し、前記積載された用紙の上面を押圧または押圧を解除する用紙押さえ手段と、
前記吸引センサが用紙を吸着したことを検知するまでは前記積載された用紙の上面を押圧し、前記吸引センサが用紙を吸着したことを検知してから、前記給紙検知センサが前記搬送された用紙の先端部が到達したことを検知するまでは、押圧を解除するように前記用紙押さえ手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする給紙装置。

２．前記用紙積載台を機外に引き出すスライド手段を有し、
前記制御手段は、前記用紙積載台がスライドして引き出される際に、前記用紙押さえ手段の押圧を解除することを特徴とする前記１に記載の給紙装置。

用紙を吸着するまでは、最上部の用紙の後端部上面を押圧し、用紙を吸着して用紙の搬送が開始されるまでは押圧を解除する用紙押さえ手段を設けることにより、重送やノーフィード等の不具合の発生を抑制できる。

本発明の給紙装置を示す概略断面図である。 本発明の給紙装置の斜視図である。 用紙にエアを吹き付け、または吸引する方向を示す概念図である。 吸引搬送手段のエアの流れを示す模式図である。 図５（ａ）は用紙Ｓを分離する際のエアの流れ、図５（ｂ）は浮揚させる際のエアの流れを示す図である。 分離ダクトの吸引口と、吹き出し口を示す斜視図である。 給紙装置の制御を示すタイミングチャートである。 従来例の先端吸引方式の図である。 従来例の後端吸引方式の図である。 従来例のベルト吸引方式を用いた図である。

本発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また以下の本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。

以下本発明に係る用紙の給紙装置を説明する。図１は本発明の給紙装置を示す概略断面図であり、図２はその斜視図である。

給紙装置Ａは、用紙積載台１に積載された用紙Ｓの最上位の用紙Ｓを用紙搬送方向下流側からエアを吹きつけて浮揚させるための用紙浮揚手段２と、用紙浮揚手段２により浮揚された用紙Ｓを最上位のものから１枚ずつ吸引し給紙する吸引搬送手段３と、吸引搬送手段３より用紙搬送方向上流側に位置し、積載用紙上面を押圧または押圧を解除する用紙押さえ手段４を主な構成としている。

さらに、用紙積載台１に積載された用紙の位置を四方から規制するために、用紙搬送方向に直角な方向（用紙幅方向という）に移動自在で、積層された用紙Ｓの両側の用紙幅を軽く押圧して用紙Ｓの両側を規制する一対の幅規制手段５と、用紙搬送方向の用紙先端部を規制する先端規制手段６と、用紙Ｓの用紙搬送方向に移動自在で、用紙Ｓの送り方向後端部を規制する後端規制手段７とから構成されている。

吸引搬送手段３には、用紙Ｓを吸引したことを検知する吸引センサＳＥ１が設けられている。吸引センサＳＥ１は、マイクロスイッチとアクチェータからなり、用紙積載台１が上昇し所定の高さの位置にきたことをアクチェータが検知することによりマイクロスイッチを作動させて信号を給紙装置Ａが有する制御手段に送信する。

さらに、先端規制手段６には用紙積載台１の最上位の用紙Ｓの高さ位置を検知する上限検知センサＳＥ２が設けられている。また吸引搬送手段３によって搬送された用紙の通過を検知する給紙検知センサＳＥ３が、吸引搬送手段３よりも用紙搬送方向下流側に設けられている。本実施の形態では、給紙検知センサＳＥ３は、搬送された用紙Ｓを搬送ガイド部に搬送する搬送ローラ８よりもさらに下流側に設けている。

これら検知センサＳＥ２、ＳＥ３は、発光部と受光部からなる反射型光センサを用いているが、特に限定するものではない。

用紙積載台１は、用紙を積載する等のために機外に引き出すスライド手段としてのレール５１と、用紙積載台１が機外に引き出されたことを検知する不図示の引き出しスイッチを有している。引き出しスイッチが、用紙積載台１が引き出されたことを検知すると、用紙押さえ手段４が用紙にダメージを与えることを防止するために、用紙押さえ手段４の押圧を解除するように制御手段によって制御されている。

次に本発明の目的である用紙にエアを吹きつけて浮揚させる手段について説明する。

図３は、用紙にエアを吹き付け、または吸引する方向を示す概念図であり、給紙装置Ａの底板、用紙位置規制手段等の筐体部は省略してある。

給紙装置Ａには、用紙浮揚手段２からのエアＥＡ１、一対の幅規制手段５からのエアＥＡ２、ＥＡ３、吸引搬送手段３からのエアＥＡ４が通風するようになっている。

（一対の幅規制手段）
一対の幅規制手段５は、積載された用紙Ｓの最上部付近で、かつ用紙搬送方向先端部付近を用紙の側面方向からエアを吹き付ける浮揚手段としての浮揚ファンＦＡ１、ＦＡ２を有している。浮揚ファンＦＡ１、ＦＡ２から吹き出されたエアＥＡ２、ＥＡ２により積載された用紙束が吹き上げられる。

浮揚ファンＦＡ１、ＦＡ２は、一対の幅規制手段５に取り付けられているので、用紙Ｓのサイズの変更に伴って一対の幅規制手段５を移動させた場合であっても、ファンも一緒に移動する。

（吸引搬送手段）
吸引搬送手段３について図４を用いて説明する。吸引搬送手段３は、一対の幅規制手段５から浮揚された用紙Ｓを吸着したことを検知する吸引センサＳＥ１と、駆動軸としての大ローラ３１と２個の小ローラ３２を巻回して回動する吸着ベルト３３を有している。大ローラ３１は給紙装置Ａの駆動手段より駆動され、回転吸着ベルト３３には多数の小径の貫通孔が穿設されている。吸着ベルト３３の内方には吸引ダクト３４が配置されていて、吸着ベルト３３を介して用紙Ｓを吸引しながら搬送する。

図４は、吸引搬送手段３のエアの流れを示す模式図である。吸引搬送手段３は２つの吸引ファンＦＡ３、ＦＡ４を有し、用紙Ｓを吸引する１つ目の吸引ファンＦＡ３が一度吐出したエアをそのまま２つ目の吸引ファンＦＡ４で吸引することで負圧を増大させ、吸引力を約１．７倍にアップさせている。２つ目の吸引ファンＦＡ４から吐出されたエアは、用紙幅方向に吐出する構成とし、用紙Ｓの浮揚を補助するようにしている。

（用紙浮揚手段）
用紙浮揚手段２について図５、図６を用いて説明する。図５は、用紙浮揚手段の断面図であり、図５（ａ）は用紙Ｓを分離する際のエアの流れ、図５（ｂ）は浮揚させる際のエアの流れを示す図であり、図６は、分離ダクト２１のエアＥＡ１を吸引する吸引口と、吹き出しする吹き出し口を示す斜視図である。

用紙浮揚手段２は、用紙先端側から向かい風を当て、吸引搬送手段３で吸着された用紙Ｓを１枚だけに捌く目的で設けられている。

用紙浮揚手段２は、用紙搬送方向の中央から左右にそれぞれ約５０ｍｍの範囲にエアＥＡ１を送風するための分離ファンＦＡ５と、用紙先端上方にエアを吹き付けるためにエアの流れを制御する分離ダクト２１が設けられている。なお本実施の形態では、吹きつけ力を大きくするために、分離ファンＦＡ５を２個設けている。

分離ダクト２１内には、エアの切り替えを行う切替ゲート２２が、支点２３を中心として、例えばソレノイド等を用いて回動可能になっている。

分離を行う際は、切替ゲート２２を図５（ａ）に示すような閉じ状態にして、吸引搬送手段３に吸引された状態の用紙Ｓの先端部の上方部からエアを当てる。

次に、用紙積載台１と先端規制手段６の間に残っている用紙Ｓの先端部を浮揚させるために、図５（ｂ）に示すように下方からエアを当てて、用紙Ｓを浮揚させるように切替ゲート２２を開放する。

なお、ファンＦＡ１〜ＦＡ５は、坪量が３５０ｇ／ｍ^２もある用紙を浮揚させるために送風力が大きいブロアタイプを使用している。

（用紙押さえ手段）
用紙押さえ手段４は、図３に示すように、吸引搬送手段３より用紙搬送方向上流側に設けられている。用紙押さえ手段４は、用紙搬送方向の用紙中心を通り、積載用紙上面を押圧または押圧を解除する押圧部材４１と押圧部材４１を軸支する回転軸Ｊ１と、回転軸Ｊ１を回転させる回転駆動手段４２と、を有している。

回転駆動手段４２は、本実施の形態ではパルス信号の数によって回転位置を規定可能なパルスモータを利用している。回転軸Ｊ１の端部は歯車を介してパルスモータと噛み合っており、所定のパルス数により押圧部材４１の回転位置を決めることができる。

あるいはパルスモータの換わりに、モータと偏芯カムを用い偏芯カムを回転させることにより押圧部材４１を回転させる機構であっても良い。

用紙押さえ手段４は、浮揚された用紙を吸引するまでは最上部の用紙の後端部上面を押圧し、吸着センサＳＥ１が用紙を吸着したことを検知してから給紙検知センサＳＥ３が用紙の先端が到達したことを検知するまでは押圧を解除するように制御されている。

これは、用紙後端側の上面を押圧して用紙先端側のみを浮揚させ、後端側を浮かせないことで用紙幅面方向の位置ばらつきを防止するためである。詳細はタイミングチャートで説明する。

（タイミングチャート）
図７は、給紙装置Ａの制御を示すタイミングチャートである。

装置が給紙動作を開始し、一対の幅規制手段５に設けられた浮揚ファンＦＡ１、ＦＡ２によって用紙が浮揚し、吸引センサＳＥ１が吸着を検知するまでの時間（ｔ１）は、押圧部材４１が用紙積載台１上の用紙Ｓを押圧している。

ｔ１からｔ２は、吸着した用紙Ｓを１枚に分離させるための分離時間を示す。押圧部材４１は、この時間内で押圧を解除するが、可能な限り早い時間に押圧を解除した方が分離にとって有利である。

ｔ２からｔ３の時間内で１枚目の用紙Ｓの送り出しを開始する。１枚目の用紙Ｓを吸着したことを吸引センサＳＥ１が検知したとき（ｔ１）から、所定時間経過後に吸着ベルト３３と搬送ローラ８が駆動される（ｔ２）。給紙搬送され１枚目の用紙Ｓの先端が給紙検知センサＳＥ３に到達したことを検知した時点（ｔ３）で、次の用紙浮揚のために押圧部材４１が再度押圧され、１枚目の用紙Ｓの後端が給紙検知センサＳＥ３を通過する（ｔ４）まで押圧する。

また、ｔ３からｔ４の間では吸着ベルト３３の搬送は行わず、搬送ローラ８のみで用紙Ｓを搬送する。やがて１枚目の用紙後端が吸着面に設けられた吸引センサＳＥ１を通過するが、このとき２枚目が既に浮揚している場合には続いて２枚目を吸着するため、吸引センサＳＥ１の出力信号はＯＮ（吸着）のままである。

ｔ４からｔ５の時間内では、１枚目の用紙後端が給紙検知センサＳＥ３を通過したとき、次の用紙が吸着していると判断し、押圧部材４１の押圧を解除し、分離時間に移行する。

ｔ５からｔ６の時間では、２枚目の分離時間が経過した後、２枚目の送り出しを開始する。

ｔ６からｔ７の時間では、１枚目と同様に再び押圧部材４１で押圧する。以下３枚目の用紙の搬送へと続く。

以上説明したように、本発明は、給紙搬送する際に用紙積載台１に積載された用紙Ｓの上部近傍にエアを吹きつけて用紙を浮揚させ給送する給紙装置であって、吸引センサＳＥ１が用紙Ｓを吸着したことを検知するまでは積載された最上部の用紙Ｓの後端部上面を押圧し、用紙を吸着したことを検知してから用紙の搬送が開始されるまでの間は押圧を解除する用紙押さえ手段を設けることにより、重送やノーフィード等の不具合の発生を抑制する給紙装置を提供できる。

１ 用紙積載台
２ 用紙浮揚手段
３ 吸引搬送手段
４ 用紙押さえ手段
５ 幅規制手段
６ 先端規制手段
７ 後端規制手段
８ 搬送ローラ
３３ 吸着ベルト
４１ 押圧部材
Ａ 給紙装置
Ｓ 用紙
ＳＥ１ 吸引センサ
ＳＥ２ 上限検知センサ
ＳＥ３ 給紙検知センサ

Claims (2)

1. 用紙を積載する用紙積載台と、
   前記用紙積載台に積載された用紙の、用紙が搬送される搬送方向に対して直角な方向の用紙の側面を規制する一対の幅規制手段と、
   前記用紙積載台の上位にある前記用紙の側面にエアを吹きつけて、用紙を浮揚させる浮揚手段と、
   前記浮揚手段により浮揚された用紙を最上位のものから１枚ずつ吸引し搬送する吸引搬送手段と、
   前記吸引搬送手段が用紙を吸引したことを検知する吸引センサと、
   前記吸引搬送手段よりも用紙搬送方向下流側に設けられ、搬送された用紙の通過を検知する給紙検知センサと、
   前記吸引搬送手段より用紙搬送方向上流側に位置し、前記積載された用紙の上面を押圧または押圧を解除する用紙押さえ手段と、
   前記吸引センサが用紙を吸着したことを検知するまでは前記積載された用紙の上面を押圧し、前記吸引センサが用紙を吸着したことを検知してから、前記給紙検知センサが前記搬送された用紙の先端部が到達したことを検知するまでは、押圧を解除するように前記用紙押さえ手段を制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする給紙装置。
2. 前記用紙積載台を機外に引き出すスライド手段を有し、
   前記制御手段は、前記用紙積載台がスライドして引き出される際に、前記用紙押さえ手段の押圧を解除することを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。

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