JP2011219256A - シート給送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】原稿台に積載されている原稿束の状態を検知し、さまざまな種類の原稿にそれぞれ適した分離トルクになるように、分離トルクを増減する制御を可能とすることで、原稿のジャムや破損、重送を未然に防止する。
【解決手段】原稿検知センサ３を用いて、原稿台１に積載した原稿束Ｆの上面にピックアップローラ４を降下させたときに、ピックアップローラからの押圧力によって生じる原稿束のたわみ量を検出し、検出したたわみ量に基づいて、分離トルクを変更する構成にした。
【選択図】図２

Description

本発明は、シートを1枚ずつ分離給送するシート給送装置、該シート給送装置を装置本体に備えて該シート給送装置によって給送されたシートに形成された画像を読み取る画像読取装置、およびシート給送装置によって給送された用紙に画像を形成する画像形成装置に関する。

画像読取装置や画像読取機能を有する画像形成装置等は、原稿台にセットされた複数枚の原稿を１枚ずつ分離給送する原稿給送装置を備えている。例えば、図１に示す画像読取装置の場合は、原稿台１に複数枚の原稿束Ｆをセットし、図示しない操作スイッチ等の入力手段より読み取り開始信号が出力されると、原稿台駆動モータ２が回転駆動し原稿台１を上昇させる。原稿束Ｆが原稿検知センサ３に検知されるまで原稿台駆動モータを駆動して原稿台１を上昇させて、原稿検知センサ３に原稿が検知された時点で停止する。この状態で原稿をピックアップローラ４によって送り出すとともに、給送モータ８によって駆動される給送ローラ６、および、分離モータ９によって原稿を戻す方向に駆動される分離ローラ７によって最も上の１枚のみ分離して給送した後、レジストローラ対１７，１８によって所定タイミングで読取部へ給送する。そして、給送された原稿を搬送ローラ対２０，２１によって搬送しつつ画像読取センサ１４，１５によって読み取った後、排出ローラ対２４，２５で排出トレイ４４へ排出する。

このような原稿給送装置はさまざまな種類の原稿の読み取りに使用され、原稿の紙質や厚さ及び摩擦係数は原稿によって様々に変わる。このため、分離ローラの分離力を決める分離トルクが一定に定められた原稿給送装置では、原稿の厚さや紙質によっては分離トルクが弱すぎて給送ローラと分離ローラによる重送防止機能が十分に果たせない可能性がある。逆に、腰の弱い原稿に対して分離トルクが強すぎる場合には、原稿の先端折れが生じたり、破損したりする可能性がある。

また、原稿の破損や重送の頻度は、原稿の紙質や厚さや摩擦係数などによって様々に変わり、破損や重送が発生しやすい原稿とそうではない原稿とに分類される。したがって、破損が発生しやすい原稿を給紙するときには分離トルクを弱くし、重送が発生しやすい原稿を給紙するときには分離トルクを強くするよう調整することは、原稿の破損や重送の防止のために望ましい。

特許文献１では、重送防止のために原稿の種類に合わせて、分離ローラの分離トルクや、分離ローラと給送ローラとの間のニップ力をユーザの操作で調整できるようにした、原稿の給送機構が提案されている。操作パネル等からユーザが原稿の種類を選択すると、その種類に対応する予め記憶された摩擦係数や厚さなどのデータを読み出して、これらのデータに基づいて分離トルクやニップ力が自動的に調整されるようになっている。

特開２００１−２１３５３９号公報

上述した従来の分離トルクやニップ力の調整方法では、ユーザが原稿の種類を選択する操作を行う必要がありわずらわしい。また、ユーザ操作により選択された原稿の種類が誤っていた場合は、搬送不良となる可能性がある。

本発明のシート給送装置は、前記課題を解決するために発明されたものであり、シート束を積載するシート積載台と、シートを分離して１枚ずつ給送するための分離給送部と、
前記分離給送部におけるシートの分離力の変更を可能とする分離力可変手段と、前記分離給送部へシートを送るピックアップローラと、前記ピックアップローラをシート束に対して退避位置と下降位置との間で昇降させるピックアップローラ昇降手段と、前記シート積載台を昇降させるシート積載台昇降手段と、前記シート積載台昇降手段により上昇する前記シート積載台上のシート束を検知するシート検知手段と、を有するシート給送装置であって、前記ピックアップローラの昇降にともなうシート束への押圧力の変化による前記シート検知手段の検知結果の相違に基づき、前記分離力可変手段を制御して前記分離力を変更する制御手段を備えることを特徴とする。

本発明によれば、さまざまなシートに対して分離トルクを適切な値にすることができ、給送されるシートのジャムや破損、重送を未然に防止できる。

画像読取装置の構造を説明するための概略断面図である。 本発明の実施形態に係る画像読取装置により実行される、たわみ量を求める方法を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る画像読取装置により実行される、たわみ量を求める手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る画像読取装置により実行される、たわみ量から適切な分離トルクを決定する手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る画像読取装置の制御系の電気回路を概略的に示す回路ブロック図である。

以下に例示する本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、画像読取装置を概略的に示す断面図である。図１において、画像読取装置１００は、原稿束（シート束）Ｆを積載された状態で昇降可能なシート積載台である原稿台１と、原稿台１に積載された原稿束Ｆを検知する原稿検知センサ３と、ピックアップローラ４とを備える。ピックアップローラ４は、不図示の昇降機構（ピックアップローラ昇降手段）を後述する制御部４５が制御することにより、上方の退避位置と、原稿のピックアップが可能な下降位置との間で昇降可能である。また、画像読取装置１００は、ピックアップローラ４よりも原稿搬送方向下流側に配設した原稿分離給送部６０とを備える。

原稿台１は、その上に原稿束Ｆを積載した状態で制御部からの制御により昇降可能な構造になっている。シート検知手段の一例である原稿検知センサ３は、原稿台１の上昇によって積載された原稿束Ｆの上面が所定の給送位置まで上昇したときに、原稿束Ｆを検知するようになっている、非接触式センサ又は接触式センサである。非接触式センサとしては反射型の光学センサ等が使用できる。また、接触式センサとしてはわずかな力で回動するレバーの動きを、フォトインタラプタで検出するセンサ等が使用できる。このように、原稿検知センサ３による原稿束Ｆのたわみは無視できるよう構成することが望ましい。原稿検知センサ３の設置位置は、図１では原稿搬送方向に関してピックアップローラ４の下流側の近傍としているが、上流側の近傍でもよく、また、ピックアップローラ４の設置位置、つまりピックアップローラ４の軸方向近傍の位置でもよい。原稿検知センサ３の上下方向に関する設置位置は、ピックアップローラ４の下降位置と略同等か、またはその上方の近傍とすることが望ましい。

原稿分離給送部６０は、上側に配置された給送回転体としての給送ローラ６と、給送ローラ６との間で原稿を挟持する下側の分離回転体としての分離ローラ７とからなる。原稿束Ｆからピックアップローラ４によって複数枚の原稿が送られると、この原稿分離給送部６０を通過することにより分離されて一枚ずつ搬送される。これは、分離ローラ７が給送方向とは逆方向に回転しているか又は、複数枚の原稿が分離ローラ７と給送ローラ６のニップ部に進入した場合に、分離ローラ７が給送方向とは逆方向に回転するようになっているからである。

さらに、画像読取装置１００は、レジストローラ対１７，１８、搬送ローラ対２０，２１、搬送ローラ対２２，２３、及び排出ローラ対２４，２５の共通の駆動源である搬送モータ１０とを備える。さらに、画像読取装置１００は、原稿の上面側と下面側を読み取る画像読取部の一例である画像読取センサ１４，１５とを備える。

画像読取センサ１４，１５は、それぞれ搬送される原稿の上面側と下面側の画像情報を読み取って画像信号を出力する。この出力された画像信号に基づき、不図示の画像処理部で画像データが生成される。この画像読取センサ１４，１５が繰り返し走査するタイミングは、原稿Ｆの読取速度と解像度に応じて設定される。

また、画像読取装置１００は、搬送された原稿Ｆの先端と後端を検知する排出センサＳ５と、ピックアップローラ４から排出部に至る原稿搬送路を構成するガイド板対４０，４１とを備える。排出センサＳ５は、原稿Ｆの後端を検知したときに検知信号を出力し、原稿Ｆが自装置の搬送路をまもなく通過し終わり、排紙積載部４４に排出される状態になったことを通知する。ガイド板対４０，４１は、上ガイド板４０及び下ガイド板４１により構成され、原稿Ｆはこのガイド板対４０，４１の間の空間である原稿搬送路に沿って搬送される。

搬送モータ１０は、レジストローラ対１７，１８、搬送ローラ対２０，２１、搬送ローラ対２２，２３、及び排出ローラ対２４，２５の各駆動側ローラをギアやベルト等の不図示の動力伝達手段を介して伝達される駆動力により原稿搬送方向に回転させる。また、原稿Ｆの読取速度や、解像度などに応じて設定された回転速度になるように搬送モータ１０は制御部４５によって制御されており、このようにして原稿Ｆの搬送速度が制御される。

図５に画像読取装置１００の回路ブロック図を示す。画像読取装置１００の回路は、制御部４５を中心にした構成となっている。制御部４５には、画像処理部４６、制御プログラムが収納されているＲＯＭ４７、演算等の作業領域としてのＲＡＭ４８等が接続されている。また、制御部４５には、原稿検知センサ３、排出センサＳ５などのセンサからの出力信号が入力されている。さらに、制御部４５は原稿台駆動モータ２、給送モータ８、分離モータ９、搬送モータ１０の回転を制御する。

次に、原稿台１に積載された原稿束Ｆの、押圧によるたわみ易さ（可撓性）をたわみ量を調べて検出する方法を図２の模式図と図３のフローチャートを基に述べる。本実施形態では、図３、４のフローチャートで示す処理が、制御部４５の実行するプログラムにより遂行されるものとするが、その一部又は全てをハードウエアによる処理で実現してもよい。

図３に例示するたわみ量検出処理は、例えば後述する図４のステップＳ２０１で行われるものである。原稿台１には、押圧されるとたわむ原稿束Ｆが積載されているものとする。まず、ピックアップローラ４を図２（Ａ）に示すように退避位置へ上昇させる（ステップＳ１０１）。次に、原稿検知センサ３で原稿束Ｆの上面を検知していない間は（ステップＳ１０２でＮＯ）原稿台１を上昇させ続ける（ステップＳ１０３）。図２（Ｂ）に示す位置まで上昇して原稿検知位置に達し、原稿検知センサ３により原稿束が検知されたとき（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、原稿台１を停止させる（ステップＳ１０４）。ここで、ピックアップローラ４が退避位置にある時には、原稿束Ｆとピックアップローラ４は接触しないようになっている。このときの原稿台位置に基づいて、原稿束Ｆに押圧力が働かないときの原稿束Ｆの高さを検知できる。このときの原稿台位置を位置Ａ（第１のシート積載台位置）としてＲＡＭ４８に記憶する（ステップＳ１０５）。

次に、ピックアップローラ４からの押圧力を原稿束Ｆに働かせて、押圧の有無によるシート束Ｆの厚みの変化量からたわみ量を求める。ピックアップローラ４を下降させると（ステップＳ１０６）、図２（Ｃ）のように、ピックアップローラ４からの押圧力で原稿Ｆがたわみ、原稿Ｆの上面が原稿検知位置よりも押し下げられる。なお、ピックアップローラ４からの押圧力は、ピックアップローラ４等の自重によるものでもよく、バネや不図示の駆動源により加えるものでもよい。原稿束Ｆの上面が押し下げられると原稿検知センサ３が原稿束Ｆを検知しなくなるので、原稿検知センサ３が原稿Ｆを検知するまで、原稿台１を上昇させる動作を繰り返す（ステップＳ１０７でＮＯ、ステップＳ１０８）。

図２（Ｄ）のようにピックアップローラ４により押圧されている状態で原稿検知センサ３により原稿束Ｆが検知されたとき（ステップＳ１０７でＹＥＳ）、原稿台１を停止させる（ステップＳ１０９）。このときの原稿台位置を位置Ｂ（第２のシート積載台位置）としてＲＡＭ４８に記憶する（ステップＳ１１０）。原稿台の位置Ｂは、原稿台の位置Ａよりも原稿束Ｆのたわみ量だけ上昇した位置となる。よって、ピックアップローラ４からの押圧力による原稿Ｆのたわみ量は、原稿台を位置Ａから位置Ｂまで移動させる移動量と略同等である。この移動量をたわみ量として算出してＲＡＭ４８に記憶し（ステップＳ１１１）、たわみ量検出処理を終了する。

以上のような方法で検出したたわみ量に基づいて、分離力可変手段の一例である制御部４５が分離トルクを適切な強さに変更して正常に分離と給送の可能な状態にするまでの処理ルーチンを図４のフローチャートに例示する。同じ種類の原稿であっても、原稿束の積載量が多いほどたわみ量が増えるため、図４の処理においては原稿束の高さとたわみ量からたわんだ割合であるたわみ率（可撓性の一例）を求め、たわみ率の大きさに応じて分離トルクを決定するようにしている。なお、積載される原稿束Ｆの高さが略一定である場合等では、たわみ率を求めず、たわみ量そのものを可撓性としてもよい。また、たわみ量を変数として単調増加する任意の関数で可撓性を表してもよい。

まず、上述のたわみ量検出処理を実行する（ステップＳ２０１）。次に、原稿束の高さを算出する（ステップＳ２０２）。原稿束の高さは上述のたわみ量検出処理で記憶した原稿台の位置Ａを用いて、「原稿束の高さ＝原稿台上限位置−原稿台の位置Ａ」として求める。原稿束の高さが閾値αより大きい場合（ステップＳ２０３でＹＥＳ）、たわみ率を計算するために十分な高さがあると判断する。原稿束の高さが閾値α以下の場合（ステップＳ２０３でＮＯ）、ピックアップローラ４による押圧では十分にたわまず、たわみ率の精度が悪くなる。この場合は、たわみ量を算出することなく、設定値として記憶されている中間的な強さの標準的分離トルク（標準的分離力）が働くように、分離モータ９の制御パラメータを決定する（ステップＳ２０４）。

原稿束の高さが十分であれば（ステップＳ２０３でＹＥＳ）、次に過積載かどうかを判定する。原稿台が移動可能な範囲における下限位置と原稿台位置Aとが略同等である場合（ステップＳ２０５でＹＥＳ）、原稿台が下限位置にあるにもかかわらず原稿検知センサ３により原稿束Ｆが検知できる状態であり、原稿束Ｆが過積載されている可能性があるため、過積載分の影響によりたわみ量を正確に検知できない。つまり、たわみ量が実際よりも小さく検知されることになる。そこで、このような場合は、上述の標準的分離トルクが働くように、分離モータ９の制御を行いながら（ステップＳ２０６）、ピックアップローラを下げた状態で原稿１枚の給紙動作を実行させた後（ステップＳ２０７）、ピックアップローラ４を退避させて原稿検知センサ３により原稿束Ｆが検知されるか調べる。原稿検知されている間は（ステップＳ２０８でＹＥＳ）、ステップＳ２０７に戻り原稿１枚の給紙を繰り返す。原稿検知しなくなれば（ステップＳ２０８でＮＯ）、過積載は解消されたと判断し、ステップＳ２０１に戻る。なお、過積載されている可能性があると判断した場合に、警告表示を表示部４９等に表示して、給紙動作を実行しないようにしてもよい。

原稿台位置Ａが下限位置とは異なる場合（ステップＳ２０５でＮＯ）、たわみ率は正確に求めることができる。たわみ率は、「たわみ率 ＝ たわみ量／原稿束の高さ」で算出する（ステップＳ２０９）。たわみ率が大きい場合、腰が弱い原稿や皺の多い原稿が積載されている可能性が高い。このような原稿は、給送ローラと分離ローラによる原稿の分離時に、原稿の先端が折れたり、破損したりする場合がある。そこで、たわみ率が閾値βより大きければ（ステップＳ２１０でＹＥＳ）、弱い分離トルクが働くように、分離モータ９の制御パラメータを決定する（ステップＳ２１１）。

逆に、たわみ率が小さい場合、特に０に近い場合では、腰の強い（曲げ剛性の高い）原稿が積載されている可能性が高い。腰の強い原稿の場合、原稿の重送が発生し易くなる。そこで、たわみ率が閾値γより小さければ（ステップＳ２１２でＹＥＳ）、強い分離トルクが働くように、分離モータ９の制御パラメータを決定する（ステップＳ２１３）。ここで、閾値β（第１の閾値）と閾値γ（第２の閾値）との関係は、「閾値β＞閾値γ」とする。たわみ率が閾値β以下で閾値γ以上であれば（ステップＳ２１２でＮＯ）、上述の標準的分離トルクが働くように、分離モータ９の制御パラメータを決定する（ステップＳ２０４）。

以上のようにたわみ率に基づいて適切な分離トルクとなるように分離モータ９の制御パラメータを決定する処理を行うことで、連続給紙しながら画像読取を行う処理等に移行可能な状態となる。

分離トルクは、例えば分離ローラ７の回転速度を変更することにより変更することができる。強い分離トルクにする場合は、分離ローラ７の回転速度は標準的な回転速度よりも高速回転となるように、分離モータ９を制御する。また、弱い分離トルクにする場合は、分離ローラ７の回転速度は標準的な回転速度よりも低速回転となるように、分離モータ９を制御する。なお、弱い分離トルクにする場合は、分離ローラ７を停止させてもよい。

また、分離力可変手段の他の例として、給送ローラ６と分離ローラ７との間の押圧力（ニップ力）を変更することによって分離トルクを変更する機構を設けてもよい。また、分離ローラ７を駆動する分離モータ９に流す駆動電流値を変更して、分離モータ９が発生可能なトルクを増減させることで、分離トルクを変更するようにしてもよい。また、給送ローラ６と分離ローラ７を櫛歯形状のローラとし、両者の軸間距離を変更する機構を設け、両者のオーバーラップ量を変更することで、原稿に働く分離トルクを変更するようにしてもよい。

本実施の形態によれば、ピックアップローラからの押圧力によって生じるたわみ量に基づいて、分離トルクが適切な値に変更されるため、原稿のジャムや破損、重送を未然に防止できる。また、コストアップなしに制御方法の工夫によって適切な分離トルクに変更できる。なお、本発明のシート給送装置を、画像形成部を有するプリンタやＦＡＸや複合機等の画像形成装置に設けてもよい。

１ 原稿台
２ 原稿台駆動モータ
３ 原稿検知センサ
４ ピックアップローラ
６ 給送ローラ
７ 分離ローラ
８ 給送モータ
９ 分離モータ
１０ 搬送モータ
１４，１５ 画像読取センサ
１７，１８ レジストローラ対
２０，２１ 搬送ローラ対
２２，２３ 搬送ローラ対
２４，２５ 排出ローラ対
４０ 上ガイド板
４１ 下ガイド板
４４ 排紙積載部
４５ 制御部
４６ 画像処理部
４７ ＲＯＭ
４８ ＲＡＭ
６０ 原稿分離給送部
１００ 画像読取装置
Ｆ 原稿束
Ｓ５ 排出センサ

Claims (9)

1. シート束を積載するシート積載台と、
   シートを分離して１枚ずつ給送するための分離給送部と、
   前記分離給送部におけるシートの分離力の変更を可能とする分離力可変手段と、
   前記分離給送部へシートを送るピックアップローラと、
   前記ピックアップローラをシート束に対して退避位置と下降位置との間で昇降させるピックアップローラ昇降手段と、
   前記シート積載台を昇降させるシート積載台昇降手段と、
   前記シート積載台昇降手段により上昇する前記シート積載台上のシート束を検知するシート検知手段と、を有するシート給送装置であって、
   前記ピックアップローラの昇降にともなうシート束への押圧力の変化による前記シート検知手段の検知結果の相違に基づき、前記分離力可変手段を制御して前記分離力を変更する制御手段を備えることを特徴とするシート給送装置。
2. 前記制御手段は、前記ピックアップローラが前記退避位置にある状態で前記シート積載台を上昇させた際に前記シート検知手段がシートを検知する第１のシート積載台位置と、前記ピックアップローラが前記下降位置にある状態で前記シート積載台を上昇させた際に前記シート検知手段がシートを検知する第２のシート積載台位置より求めた、シート束の厚みの変化量からシートの可撓性を決定し、
   該可撓性に基づいて前記分離力可変手段を制御して、前記分離力を変更する
   ことを特徴とする請求項１記載のシート給送装置。
3. 前記シートの可撓性は、前記第２のシート積載台位置と前記第１のシート積載台位置との差と、前記第１のシート積載台位置におけるシート束の厚みとの比に基づいて決定されることを特徴とする請求項２記載のシート給送装置。
4. 前記制御手段は、前記シートの可撓性が第１の閾値以下であり、かつ第２の閾値以上の場合、前記分離力が予め決められている標準的分離力になるよう前記分離力可変手段を制御することを特徴とする請求項２又は３に記載のシート給送装置。
5. 前記制御手段は、前記シート積載台が下限位置にあるときに前記シート検知手段がシートを検知していた場合、前記分離力が予め決められている標準的分離力になるよう前記分離力可変手段を制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシート給送装置。
6. 前記分離給送部は、シート給送方向に回転する給送ローラと、該給送ローラとの間に前記シートを挟持し、前記シート給送方向とは逆方向に回転する分離ローラとを備え、
   前記分離力可変手段は、前記分離ローラの回転速度を変更することにより前記分離力を変更することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシート給送装置。
7. 前記分離給送部は、シート給送方向に回転する給送ローラと、該給送ローラとの間に前記シートを挟持し、前記シート給送方向とは逆方向に回転する分離ローラとを備え、
   前記分離力可変手段は、前記給送ローラと前記分離ローラとの間を給送されるシートに働くニップ力を変更することにより前記分離力を変更する
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシート給送装置。
8. 原稿から画像を読み取る画像読取部と、請求項１乃至７のいずれかに記載のシート給送装置を備えることを特徴とする、画像読取装置。
9. シートに画像を形成する画像形成部と、請求項１乃至７のいずれかに記載のシート給送装置を備えることを特徴とする、画像形成装置。

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