JP2017019604A - シート給送装置およびプリント装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりも確実にシートを１枚ずつ分離して給送することが可能なシート給送装置およびプリント装置を提供する。【解決手段】積載されたシートの最上位のシートに接する回転体により送り出されたシートが突き当たる分離斜面と、前記分離斜面に設けられ高さ方向に沿って形成されている複数の爪片とを有する。複数の爪片は、シートの積載面に対する角度もしくは分離斜面からの突出量が一律では無く、複数の爪片に含まれる第１の爪片とこれよりも高い位置にある第２の爪片を比べたとき、第２の爪片は第１の爪片よりも角度が小さいもしくは突出量が大きい。【選択図】図４

Description

本発明は、シート給送装置およびプリント装置に関し、詳しくは、積載されたシートを１枚ずつ分離して給送するためのシート給送技術に関するものである。

特許文献１には、カセットに収容される積載されたシートを、斜面分離方式で１枚ずつ分離するシート給送装置が開示されている。シート分離力を高めるため、分離斜面には給送されるシートに対して給送抵抗を作用させる複数の爪片が形成されている。そして、低い位置の爪片とカセット面との夾角を高い位置の爪片の夾角をよりも小さくしている。これは、シートの積載量が少ないときに重送が起きないことを意図しての構成である。

特開２００８−２３９２７２号公報

しかしながら、カセットに収容されるシートは常に平坦であるとは限らず、端部にカールすなわち反りが生じることがある。とくに装置が高湿の環境下で使用される場合に、カセット内のシートが水分を吸って自然と反りが生じやすい。下向きに反ろうとしてもシートの自重で抑え込まれるので、現実に生じやすいのは上向きの反りである。

上向きの反りが生じると、特許文献１の構成では、１枚ずつ分離されずに複数枚のシートが重なったままピックアップされる重送現象が起こる可能性が高まる。すなわち、最上位のシート端部に上向きの反りがある場合、給送ローラで送り出したシートの先端は、設計上意図した爪片ではなくそれよりも高い位置の爪片に当接する。シート反り量が大きいほど、より高い位置の爪片に当接する。その実際に当接する爪片は意図した夾角よりも大きいものであり、爪片がシートに作用する給送抵抗が小さくなる。その結果、反りがあるシートではシート１枚の分離に失敗して重送を生じるのである。この課題は特許文献１が解決しようとする課題よりも深刻である。なぜなら、シート積載量にかかわらずカールは生じるので、カールによる重送はシート積載量が少なくても多くても起こり得るからである。

本発明は、上記の課題を解決するものであり、その目的は、従来よりも確実にシートを１枚ずつ分離して給送することが可能なシート給送装置およびプリント装置を提供することである。

上記課題を解決する本発明は、積載されたシートの最上位のシートに接して送り出すための回転体と、前記回転体により送り出されたシートが突き当たる分離斜面と、前記分離斜面に設けられ、高さ方向に沿って形成されている複数の爪片と、前記回転体をシートに向けて付勢させる付勢手段と、を有し、前記複数の爪片は、シートの積載面に対する角度もしくは前記分離斜面からの突出量が一律では無く、前記複数の爪片に含まれる第１の爪片と、前記第１の爪片よりも高い位置にある第２の爪片を比べたとき、前記第２の爪片は前記第１の爪片よりも前記角度が小さいもしくは前記突出量が大きいことを特徴とする。

本発明によれば、積載されるシートに反りがあったとしても、確実にシートを１枚ずつ分離して給送することができる。

実施形態のプリント装置の模式的断面図である。 シート給送装置を示す斜視図である。 シート給送装置の断面図である。 分離斜面の構成を説明するための横断面図である。 給送動作を説明する図である。 シートが上向きに反っている場合の動作を説明する図である。 第２の実施形態に係る分離斜面の構成を示す横断面図である。

以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係わるシート給送装置を備えたプリント装置の模式的断面図である。本実施形態のプリント装置は、概略、プリント部１と給送部２（シート供給装置）と、を有している。給送部２は、シート（記録媒体）Ｐの搬送方向高い側に位置するプリント部１に向けて、カセット内に積載収納されているシートを１枚ずつに分離して給送する。給送部２から給送されたシートがプリント部１の主搬送ローラ３まで到達すると、主搬送ローラ３の搬送動作と記録ヘッド４のインク吐出動作とによって、シートのプリント面に画像がプリントされる。プリント方式はシリアルプリント方式、ラインプリント方式いずれであってもよい。所定の画像がプリントされたシートは、排紙ローラ５によって排紙トレイ６上に排出される。

ここで、シート供給装置を構成する給紙部２には、分離斜面２６に向けてシートを送り出すために、給送アーム２３、給送ローラ２４、アームバネ２５が設けられている。その詳細について以下説明する。

図２は、シート給送装置を示す斜視図である。シート給送装置２は、シートＰを積載するシート積載面２１ａを有する給送カセット２１を備える。シート積載面２１ａの上に積載されたシートの束は、給送方向（図中、矢印Ａ方向）の低い側に位置するエンドガイド２２と、給送方向Ａに直交するシート幅方向のシート側端部をガイドするサイドガイド２９とによって、給送カセット２１内の所定の位置にセットして収納される。

図３は、図２に示したシート給送装置の断面図である。給送カセット２１の上方には、給送アーム２３が設けられている。給送アーム２３の先端部には、駆動力が与えられた回転体である給送ローラ２４が回転可能に保持されている。給送ローラ２４は、積載されたシートＰの最上位のシート面に当接して下方向に押圧力を作用させるともとに、回転してシートを送り出す給送力を発生する。給送アーム２３は、シート積載量に応じて回動するように一端が回転軸にて支持されている。給送ローラ２４には、駆動源２３ａからの回転駆動力が、給送アームに保持された複数の歯車２３ｂを含む伝達機構を介して伝達される。なお、給送ローラ２４は最上位のシートに接して送り出すことができればよく、ローラ回転体に限らずベルト回転体であってもよい。

給送アーム２３の途中には、アームバネ２５（付勢手段）の一端が取り付けられている。アームバネ２５は、給送アーム２３を介して給送ローラ２４を下向き、すなわちシートＰを押圧する方向に付勢する。以下では、給送ローラ２４がシートＰを押圧する力を給送圧と呼ぶ。もし、アームバネ２５が設けられていないと、給送圧は、シートＰの積載高さに応じた給送アーム２３の姿勢によって変化し、シート積載高さが大きいほど給送圧は小さくなる。これに対し、本実施形態のようにアームバネ２５により給送ローラ２４を下向きに付勢させる構成では、シート積載高さが大きいほど、アームバネ２５のバネ圧縮が強まって付勢力が大きくなる。この付勢力の付与によって、シートＰの積載量（積載高さ）が多いほど、給送ローラ２４がシートＰを押圧する押圧力、言い換えれば給送圧が大きくなる。シートＰを給送する給送力は給送圧に応じたものとなり、シート積載量が多くなるほど給送力は大きくなる。

なお、アームバネ２５は、図３に示すような圧縮バネではなく、取り付け位置を変更して引張バネで構成しても良い。また、給送アームの自重が大きい場合には、その自重より小さい範囲で給送アームを持ち上げるような力を発生させても良い。つまり、シート積載量（積載高さ）が増大するほど、給送ローラがシートを下向きに押圧する力すなわち給送圧が大きくなるような付勢手段であれば、その具体的な機構はいかなるものであっても良い。

本実施形態はいわゆる斜面分離方式によるシート分離機構を採用しており、給送カセット２１の給送方向Ａに対して斜め上向きに傾斜した分離斜面２６が設けられている。分離斜面２６には、給送ローラ２４によって水平に送り出されたシートＰが当接し、分離斜面２６表面に沿ってシートＰを斜め上方向に導く。

分離斜面２６には、給送方向Ａに直交するシート幅方向の所定の複数箇所、この例では３カ所（図２参照）にそれぞれ分離爪部２７が設けられている。分離爪部２７は、分離斜面２６の切り欠き、もしくは穴を通じて、一部が給送カセット２１側に突出するように構成されている。この分離爪部２７の爪片にシート先端が当接して給送抵抗となり、シート分離性が高められる。

この例では、分離爪部２７は分離斜面２６に対して動かないように固定されている。給送時にシートＰに押されて分離爪部２７が分離斜面２６内に埋没するように弾性力を持って保持する構成にしても良い。また、分離爪部２７は、図２に示されるように３カ所に設けた形態に限らず、左右に２カ所あるいは給送ローラ２４の正面１カ所に設けた構成としても良い。

図４は、分離爪部２７の詳細な構成を説明するための横断面図である。分離爪部２７には、複数の鋭利な凸状の爪片２８が高さ方向に沿って一列に形成されている。分離爪部２７は、樹脂モールド成型により爪片を形成、あるいは１枚の金属板を加工して爪片を折り曲げて形成したものである。それぞれの爪片２８は、その先端に至るまでに分離斜面２６の面に対して傾斜する当接部２８ａを持つ。この当接部２８ａは分離斜面２６の面から突出して露出する。

分離斜面に沿って配列された複数の爪片２８を横から見たとき、これらの形状は一律同じとはなっておらず、並びに沿って徐々に当接部２８ａの角度が変化している。ここで、複数のうち最も低い位置（分離斜面に沿ったシート給送方向における上流側）のある１つの爪片（第１の爪片）について、カセット底部のシート積載面２１ａに対する当接部２８ａの挟角を角度θｕとする。一方、複数のうち最も高い位置（分離斜面に沿ったシート給送方向における下流側）の別の１つの爪片（第２の爪片）の夾角を角度θｄとする。両者を比べると、角度θｕ＞角度θｄ、すなわち第２の爪片の角度θｄが第１の爪片の角度θｕより小さくなるように、爪片の形状を定めている。そして、複数並んだ爪片２８から任意の２つを取り出して比べると、高い側は低い側よりも角度θが小さい関係を満たすように、低い位置から高い位置に向かうに従って徐々に夾角が小さくなっていく。この大小関係は先に引用した特許文献１の形態とは逆である。

夾角が小さいほど、シートが当接したとき、それを乗り越えるための抵抗が大きくなるので、図４のような分離爪部２７においては、シートＰが低い側の爪片に当接するときに比べ高い側の爪片に当接するときの方が、当接によるシートの給送抵抗が大きくなる。この作用によって得られるメリットを以下に説明する。

図５は、シート積載量が変化したときの給送動作を説明する図である。詳しくは、図５（ａ）は、シート積載面２１ａに積載されるシートが少ない（積載量が少なく積載高さが低い）場合、図５（ｂ）は、シート積載面２１ａに積載されるシートが多い（積載量が多く積載高さが高い）場合を示している。連続プリントでカセット内でのシート積載の枚数が減っていくに従って、図５（ｂ）の状態から図５（ａ）の状態へと徐々に移行していく。

図５（ａ）のように、シート積載量が少ない場合は、給送アーム２３は積載シートの上面に対してより大きな角度をなした起きた姿勢となる。この状態で給送ローラ２４を回転させてシートを送り出すと、シート先端は低い位置の爪片に最初に当接する。そしてシート先端は分離斜面の斜め上に向かって、複数の爪片を次々とり越えて進行していく。

ここで、シート先端が最初に当接する爪片の夾角を角度θ１とする。図５（ａ）の状態では、アームバネ２５が伸びているので、給送アーム２３を押し下げる付勢力は弱い。そのため、給送ローラ２４が積載シートを押圧する力は弱く、給送ローラ２４がシートを送り出す給送力は比較的小さい。

一方、シート先端が当接するのは低い位置の爪片なので、夾角の角度θ１は比較的大きく、それを乗り越えてシートが進行するための給送抵抗は比較的小さくなる。つまり、給送ローラ２４がシートを送り出す給送力は小さいが、シート先端が爪片を乗り越える給送抵抗も小さいので、両者はバランスしてシートは確実に１枚に分離して給送される。

これに対して、図５（ｂ）のように、シート積載量が多い場合は、給送アーム２３は積載シートの上面に対して、図５（ａ）のときよりも小さな角度をなした寝た姿勢となる。この状態で給送ローラ２４を回転させてシートを送り出すと、シート先端は上記例より高い位置（この例ではほぼ中間位置）の爪片に最初に当接する。シート先端が最初に当接する爪片の夾角を角度θ２とする。図５（ｂ）の状態では、アームバネ２５が圧縮されて、給送アーム２３を押し下げる付勢力が強まり、給送ローラ２４が積載シートを押圧する力も強まる。したがって、給送ローラ２４がシートを送り出す給送力は比較的大きくなる。

一方、シート先端が当接するのは高い位置の爪片なので、夾角の角度θ２は比較的小さく、それを乗り越えてシートが進行するための給送抵抗は比較的大きくなる。つまり、図５（ａ）の形態に較べて、給送ローラ２４がシートを送り出す給送力は大きいが、シート先端が爪片を乗り越える給送抵抗も大きいので、両者はバランスしてシートは確実に１枚に分離して給送される。

このように、シート積載高さが変化しても給送力と給送抵抗が互いに相殺する方向に変化していくため、バランスが大きく崩れることがなく、シート積載量の変化によらず、確実にシートの分離給送を行うことができる。さらに本実施形態は、シートにカールすなわち反りがある場合にも確実な分離が行えるシート分離性の向上を特徴とするものである。この作用効果について以下説明する。

図６は、積載されたシートＰ１が上向きに反っている状態における給送動作を説明する図である。シートに上向きの反りがある場合、シート先端近傍は、給送ローラ２４が当接している部分よりも持ち上がり、シート積載面２１ａからの高さが本来よりも高くなる。つまり、給送ローラ２４直下のシート積載高さはシートが反っていない本来の状態（図中に破線Ｐ０で示される）の高さとほぼ同等になるのに対し、先端が上向きに反っているシートＰ１は先端が浮き上がった状態となる。

この状態で給送を開始すると、シートＰ１の先端は、本来よりも高い位置にある爪片に最初に当接する。そして、反りのあるシート先端はその角度は水平よりも上向きに傾いた姿勢となる。上述したとおり、高い位置にある爪片ほど、シート積載面２１ａに対する当接部の角度が小さくなるように構成されている。そのため、反り上がったシートの角度が大きいほど、最初に当接する当接部の角度も小さくなり、両者は相殺される関係となる。つまり、シート先端が爪片に当接する瞬間の両者の間の相対的な角度は、シートに反りがある場合もシートに反りがない場合も大きくは変わらない。さらには、シートの反り量が変わっても、大きくは変わらない。従って、シートの反りの有無および反り量に関わらず、給送力と給送抵抗との関係が安定的に保たれ、安定したシート分離給送性能が実現する。

仮にアームバネ２５が無くても、シートに反りがある場合のシート分離給送性能が高まる。したがって、アームバネ２５を省略しても十分に優れたシート給送装置が実現する。本実施形態では、アームバネ２５を設けることで、シートの残量に関わらず且つシートに反りがあっても安定したシート分離給送が可能となり、非常に優れた装置が実現する。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。この実施形態では、分離斜面に対する爪片の突出量を一律ではなく高さに応じて徐々に変化させた構成を特徴とする。なお、分離爪部以外の構成は第１実施形態と同様であり、重複する説明は省略する。

図７は、第２の実施形態での分離斜面の構成を説明するための横断面図である。第１実施形態と同様、分離爪部６７には、複数の鋭利な凸状の爪片６８が高さ方向に沿って一列に形成されている。分離爪部６７は、樹脂モールド成型により爪片を形成、あるいは１枚の金属板を加工して爪片を折り曲げて形成したものである。それぞれの爪片６８は、その先端に至るまでに分離斜面６６の面に対して傾斜する当接部６８ａを持つ。この当接部６８ａは分離斜面６６の面から突出して露出する。

分離斜面に沿って配列された複数の爪片を横から見たとき、これらの形状は一律同じとはなっておらず、並びに沿って徐々に大きさが変化している。ここで、複数のうち最も低い位置（最上流）にある１つの爪片（第１の爪片）の先端の分離斜面からの突出量をＨｕとし、複数のうち最も高い位置（最下流）にある１つの爪片（第２の爪片）の先端の分離斜面からの突出量をＨｄとする。両者を比べると、突出量Ｈｕ＜突出量Ｈｄ、すなわち第２の爪片の突出量Ｈｄが第１の爪片の突出量Ｈｄより大きくなるように、爪片の形状を定めている。両者は大きさが異なるだけで当接部の角度は等しい相似形である。そして、複数並ぶ爪片２８から任意の２つを取り出して比べると、高い側は低い側よりも突出量Ｈが大きい関係を満たすように、低い位置から高い位置に向かうに従って徐々に突出量が大きくなっていく。

突出量が大きいほど、シートが当接したとき、それを乗り越えるための抵抗が大きくなる。したがって、図７のような分離爪部６７においては、シートＰが低い位置の爪片に当接するときに比べ高い位置の爪片に当接するときの方が、当接によるシートの給送抵抗が大きくなる。この関係は先の第１の実施形態と同様であり、第２の実施形態においても、先の第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

また、積載シートが上向きに反っている場合にも、第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。反り上がったシートは、反っていない場合と比較してシート先端部分は分離斜面６６と平行に近づくような姿勢になる。このシート先端の姿勢変化により、シートは爪片の当接部６８ａを乗り越えやすくなる。一方、反り上がったシート先端が実際に当接する爪片は、本来よりもり高い側にシフトするため、その突出量は大きくなる。これらの相殺により、爪片を乗り越える時に発生する給送抵抗は、シートに反りがある場合もシートに反りがない場合も大きくは変わらない。さらには、シートの反り量が変わっても、大きくは変わらない。従って、シートの反りの有無および反り量に関わらず、給送力と給送抵抗との関係が安定的に保たれ、安定したシート分離給送性能が実現する。

なお、実施形態１と実施形態２を併せた構成、すなわち、複数の爪片それぞれの角度および突出量をともに、高さに応じて徐々に変化させるようにしても良い。また、複数の爪片の全てについて角度または突出量を徐々に異ならせる形態に限らず、ある領域ごとにブロック分けして、１つのブロックに含まれる角度／突出量は同じにして、異なるブロック同士で変化させるようにしても良い。

以上説明した２つの実施形態はいずれも、高さ方向に沿って形成されている複数の爪片を分離斜面に露出させ、これら爪片は、シートの積載面に対する角度もしくは分離斜面からの突出量が一律では無いように構成している。複数の爪片に含まれる第１の爪片とこれよりも高い位置にある第２の爪片を比べたとき、第２の爪片は第１の爪片よりも前記角度が小さいもしくは前記突出量が大きいことを特徴とするものである。この構成により、積載されるシートに反りがあったとしても、安定したシート分離性能が実現する。

さらに、２つの実施形態はいずれも、アームバネ２５（付勢手段）を設けて、シート積載量が多いほど給送ローラ２４（回転体）がシートを押す力が大きくなるように、給送ローラをシートに向けて付勢することを特徴とする。これにより、シート積載高さが変化し且つシートに反りがあっても確実にシートの分離給送を行うことができる。

１ プリント部
２ 給送部（シート給送装置）
２１ 給送カセット
２１ａ シート積載面
２３ 給送アーム
２４ 給送ローラ
２５ アームバネ（付勢手段）
２６、６６ 分離斜面
２７、６７ 分離爪部
２８、６８ 爪片
２８ａ、６８ａ 爪片の当接部

Claims (7)

1. 積載されたシートの最上位のシートに接して送り出すための回転体と、
   前記回転体により送り出されたシートが突き当たる分離斜面と、
   前記分離斜面に設けられ、高さ方向に沿って形成されている複数の爪片と、
   前記回転体をシートに向けて付勢させる付勢手段と、
   を有し、
   前記複数の爪片は、シートの積載面に対する角度もしくは前記分離斜面からの突出量が一律では無く、前記複数の爪片に含まれる第１の爪片と、前記第１の爪片よりも高い位置にある第２の爪片を比べたとき、前記第２の爪片は前記第１の爪片よりも前記角度が小さいもしくは前記突出量が大きいことを特徴とするシート給送装置。
2. 前記付勢手段はバネを有し、シート積載量が多いほど前記回転体がシートを押す力が大きくなるように、前記回転体をシートに向けて付勢することを特徴とする、請求項１に記載のシート給送装置。
3. 前記複数の爪片が形成された分離爪部が、シートの幅方向において異なる複数箇所に設けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載のシート給送装置。
4. 前記回転体は、シート積載量に応じて回動するアームの先端に設けられており、前記アームには、前記回転体に駆動源からの駆動力を伝達する伝達機構が保持されていることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシート給送装置。
5. 積載されたシートの最上位のシートに接して送り出すための回転体と、
   前記回転体により送り出されたシートが突き当たる分離斜面と、
   前記分離斜面に設けられ、高さ方向に沿って形成されている複数の爪片と、
   前記回転体をシートに向けて付勢させる付勢手段と、
   を有し、
   前記複数の爪片に含まれる第１の爪片と、前記第１の爪片よりも高い位置にある第２の爪片を比べたとき、前記第２の爪片は前記第１の爪片よりも、シートの給送抵抗が大きいことを特徴とするシート給送装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載のシート給送装置と、給送されたシートに対してプリントを行うプリント部と、を有することを特徴とするプリント装置。
7. シートを１枚ずつ分離する装置であって、
   積載シートから送り出されたシートが突き当たる分離斜面と、
   前記分離斜面に設けられ、高さ方向に沿って形成されている複数の爪片と、
   を有し、
   前記複数の爪片は、シートの積載面に対する角度もしくは前記分離斜面からの突出量が一律では無く、前記複数の爪片に含まれる第１の爪片と、前記第１の爪片よりも高い位置にある第２の爪片を比べたとき、前記第２の爪片は前記第１の爪片よりも前記角度が小さいもしくは前記突出量が大きいことを特徴とするシート分離装置。