JP2022525934A - シート成形手段を備えたシート給送装置 - Google Patents

Abstract

シート給送装置（１）であって、シートの束のための昇降機（２）と、シートの束の複数の上部シートを浮上させるために、シート給送装置（１）の上部領域（４）に向かって１つ以上の空気流を供給及び誘導するように構成された空気供給システム（３）と、を備え、昇降機（２）は、シートの束を下方から支持するための垂直方向に移動可能な支持体（５）を備え、シート給送装置（１）は、シートの束のそれぞれの対向する側面を側方から支持するように構成された第１の側面支持部材（６）及び第２の側面支持部材（７）を備え、シート給送装置（１）は、昇降機（２）の上方に設けられ且つ浮上したシートから遠ざけるように浮上したシートのうちの一番上のシートを捕えて給送するように構成された真空ベルトフィーダ（８）を更に備え、各側面支持部材（６、７）の上部には、それぞれの側面支持部材（６、７）から斜め上方内側に延在するそれぞれの案内面を備える少なくとも１つのそれぞれのカム（９）が設けられている、シート給送装置（１）。【選択図】図１

Description

本開示は、印刷産業用のシート給送装置、例えば、プリンタ、複写機、又は分類機用のシート給送装置に関する。

シート給送装置は、一般にプリンタ又は複写機に組み込まれており、印刷又は分類等のシートに対する後続の動作のために、シートを１枚ずつ自動的に給送するために、多数のシートが手動で装填されている。

本出願人による先行技術のシート給送装置の一例が、ＷＯ２０１５／１４７７３２Ａ１号として公開された国際特許出願に記載されている。シート給送装置は、用紙の束用の収納面を備える。収納面は、シートの束の最上部からシートが消費されるにつれて、第１の下端の位置と第２の上端の位置との間で垂直方向に移動するように適合されている。シート給送装置は、用紙を収納面の上のそれらの位置から給送し、一番上の紙シートに水平変位を与えるための給送ローラーを更に備える。また、給送ローラーは、用紙の束の一番上のシートの角度におけるばらつき（variations）を考慮するために、それが枢動し得るように可動に取り付けられている。給送ローラーは、モータによって駆動される。

シート給送装置の課題は、二重給送、シート詰まり、又は異なるシートサイズ及び品質でシート給送装置を動作させるための手動の設定及び調整に関連付けられた問題を最小化又は排除しながら、様々な材料及び品質のシートを取り扱うことである。

従って、本開示は、添付の独立請求項に定義されるようなシート給送装置を提供することによって、上述の欠点を単独で又は組合せにおいて軽減することを目的とする。シート給送装置は、シートの束のための昇降機と、シートの束の複数の上部シートを浮上させるために、シート給送装置の上部領域に向かって１つ以上の空気流を供給及び誘導するように構成された空気供給システムと、を備え、昇降機は、シートの束を下方から支持するための垂直方向に移動可能な支持体を備える。シート給送装置はまた、シートの束のそれぞれの対向する側面を側方から支持するように構成された第１及び第２の側面支持部材を備える。また、シート給送装置は、昇降機の上方に設けられ且つ浮上したシートのうちの一番上のシートを捕えて（grab）送り出すように構成された真空ベルトフィーダを備える。更に、各側面支持部材の上部には、それぞれの側面支持部材から斜め上方内側に延在するそれぞれの案内面を備える少なくとも１つのそれぞれのカム（cam）が設けられている。各「カム」は、代替として「案内手段」と呼ばれ得る。

シート給送装置は、通常、個々のシートを１枚ずつプリンタ／複写機に供給するために、プリンタ又は複写機の前で使用される。これを可能にするために、シートの束は、側面支持部材がシートの束のそれぞれの対向する側面を側方から支持するように、側面支持部材がシートの束の幅に対応する空間を画定するように配置されている状態で、昇降機上に積載される。次いで、昇降機は、シートの束の一番上のシートを、それが上部領域において好適な高さになるまで上方又は下方に移動させる。空気供給システムは、上部領域に向かって空気流を供給及び誘導し、それによって、シートの束の複数の上部シートを、それらが分離されて空気流中に浮遊するように浮上させるために使用される。空気流によって浮上させられると、一番上のシートは、シートの束から上方に給送され、それらが上方に向かう途中で、それらは側面支持部材の間の幅よりも狭い空間を連携して画定するカムに当たる。カムに当たると、シートの縁部には、反力が加えられ、これにより、シートは湾曲形状をとる。従って、各シートはカムに追従し、それによって、カム従動子のように動作する。湾曲形状は、シートを一方向に剛性にするので有利であり、これは、全ての浮上したシートが、空気流及び乱流による変動領域がより少ない状態で、同様の形状を有することをもたらす。更に、より剛性の高いシートは、真空ベルトフィーダによってより予測可能に取り扱われ得、それによって、シート詰まりを回避する。真空ベルトフィーダは、その穿孔されたベルトを通じて、浮上したシートの一番上のものがベルトに対して押し付けられるようにする真空を提供し、これにより、ベルトは、それによって、シートを移動させ、それを後続の処理のために送り出すように動作され得る。

各カムは、弾性であり得る。カムの弾力性は、カムに接触している（１つ又は複数の）シートから反力が加えられると、カムの表面が変形及び／又は移動することを可能にする。それによって、カムとシートとの間の摩擦は制限され、その結果、シート給送装置は、うまく機能していないシート分離又はくっついたシート（stuck sheets）のリスクが低減された状態で、様々な剛性のシートと共に使用され得る。

各カムは、細長い弾性ステムを備え得、これによって、カムは、それぞれの側面支持部材に取り付けられている。細長い弾性ステムは、剛性のカム部分の使用を可能にする一方で、全体としてのカムの持続的又は改善された弾力性を可能にしている。ステムは、（１つ又は複数の）シート縁部からカムに力が加えられると湾曲し、それによって反力を制限する。ステムが長いほど、カムの移動時のカムの回動量（amount of rotation）は少なくなる。弾性ステムによって提供される力ばね定数（force spring constant）は、使用中のその移動範囲全体にわたって実質的に均一であり、これは、ステムが、カムの必要とされる移動の自由度を可能にするためには、僅かに変形するだけでよいからである。

各ステムは、シートの束とは反対に面している、それぞれの側面支持部材の外側で、それぞれのカムの下に垂直方向に延在し得、ここで、ステムの下部は、側面支持部材に取り付けられている。ステムをカムの下に延在させることで、カムの上部は、外側への移動時に外側に開くことになり、これは、カムとシートとの間の迎え角が、カムを外側に押圧する際に増大せず、低減することになることを意味する。更に、ステムを支持部材の外側で延在させることによって、ステムは、シートに触れないことになり、それによって、シート詰まりのリスクを低減している。

側面支持部材には、開口部又は凹部が設けられ得、ここで、各それぞれのカムは、それぞれの側面支持部材の外側からその内側へと各それぞれの開口部又は凹部を通って延在する。カムが開口部又は凹部を通って延在するようにすることで、側面支持体の内面とカムとの間の重なりは、出っ張りがなく滑らかである。これにより、シート詰まり及びシート端部の損傷のリスクが低減する。

カムには、段付き案内面が設けられ得る。段差を設けることにより、浮上時にシートがそれに沿って摺動するための、抵抗が増大した複数のカム部分が設けられ、それによって、浮上したシートの制御された分離を促進する。

第１及び第２の側面支持部材は、異なる幅の束を支持するために、それらの相互の中間距離が調整可能であるように、シート給送装置に移動可能に取り付けられ得る。これは、異なる種類のシートでの、シート給送装置の使用を可能にする。

垂直方向に移動可能な支持体は、シート給送装置の給送方向においてシート給送装置の長さに沿って延在する、隆起した中央部分を備える。隆起した中央部分は、全ての積み重ねられたシートを湾曲させるように、シートの束の中央部分において隆起した支持体を提供する。これにより、シートの浮上及び分離が容易になる。

真空ベルトフィーダは、外側部分よりも高く設けられた中間下側ベルト部分によって分離された、対向する外側下側ベルト部分を備える。中間下側ベルト部分のより高い位置は、カムによって湾曲された一番上の浮上したシートの中央部分が、更に上方に移動することを可能にするように、一番上の浮上したシートに余分な空間を提供し、ここで、一番上の浮上したシートの外側部分は、外側ベルト部分に近づけられる。それによって、全てのベルト部分が協働して一番上のシートを吸着することができるようになる。

図１は、第１の実施形態によるシート給送装置の斜視図を示す。 図２は、２つの右側カムが見える詳細図Ａを示す。 図３は、シート給送装置において使用されるカムの実施形態の設計を示す。 図４は、シート給送装置において使用されるカムの実施形態の設計を示す。 図５は、図１～図２のシート給送装置の上面図を示す。 図６は、図１、図２及び図５にも示されたシート給送装置の、図５に示された断面Ｂ－Ｂにおける正面図を示す。 図７は、図１、図２、図５及び図６にも示されたシート給送装置の真空ベルトフィーダの分離図を示す。 図８は、図１に示されるような詳細図Ｃを示す。具体的には、カム及び浮上したシートの状態を測定するための光学センサと共に、空気供給システムのノズルが見られる。

本発明のシート給送装置１の第１の実施形態が、添付の図面を参照して以下に説明される。図１及び図６に示されるように、シート給送装置１は、シートの束（図示せず）のための昇降機２と、シートの束の複数の上部シートを浮上させるために、シート給送装置１の上部領域４に向かって１つ以上の空気流を供給及び誘導するように構成された空気供給システム３と、を備え、昇降機２は、シートの束を下方から支持するための垂直方向に移動可能な支持体５を備える。シート給送装置１はまた、シートの束のそれぞれの対向する側面を側方から支持するように構成された第１の側面支持部材６及び第２の側面支持部材７を備える。また、シート給送装置１は、昇降機２の上方に設けられ且つ浮上したシートのうちの一番上のシートを捕えて送り出すように構成された真空ベルトフィーダ８を備える。

更に、各側面支持部材の上部には、それぞれの側面支持部材６、７から斜め上方内側Ｄ１、Ｄ２に延在する２つのそれぞれのカム９が設けられている。これは、カムの案内面が、それぞれの側面支持部材６、７から上方内側Ｄ１、Ｄ２に延在することを意味する。図１及び図２に示されるように、各側面支持部材６、７は、２つの離間したカム９を備え、１つが側面支持部材６、７の前方にあり、１つが後方にある。各側面支持部材６、７の前方は、真空ベルトフィーダに近い方である（closest to）。

カバープレートは、例示の目的で、図１及び図２に図示されないことが理解されるべきである。通常、１つのカバープレートが、各側面支持部材の空間の開口部上に取り付けられ、この空間内にカムが取り付けられている。このプレートは、空気が各側面支持部材６、７の４つの矢印形状の空気出口から押し出され得るように、過圧が各空間内部で達成され得ることを確実にする。図１の下側中央部分には、第２の側面支持部材７の空間内の空気圧を増大させるための１つのファンが示されている。

本実施形態では、全てのカム９は同一であり、図３及び図４は、このようなカム９の設計を示す。各カム９は弾性であり、従って、シートからの圧力によって外側に押圧され得る。弾力性は多くの方法で達成され得る。この実施形態では、各カム９は、細長い弾性ステム１０を備え、これによって、カム９は、それぞれの側面支持部材６、７に取り付けられている。ステム１０は、ばね鋼で作製されており、カム９のヘッド１７の下に垂直方向に延在し、このヘッド１７は、シートがそれに沿って移動するための案内面１２を提供する。カムヘッド１７は、射出成形されたプラスチックで作製されているが、他の実施形態では、その他任意の材料で作製され、その他任意の好適な方法を使用して製造され得る。ヘッド１７は、ねじによってステム１０に取り付けられているが、リベット締め又は圧入等の、その他任意の好適な手段が代替として使用され得る。各カム９は、そのヘッド１７が側面支持部材６、７の上部におけるそれぞれの開口部又は凹部１１を通って延在するように配置されている。穴又は凹部１１は、側面支持部材の壁プレートに形成されており、この壁プレートは、シートの束のための支持面を提供する。カム９は、それぞれの側面支持部材６、７の「外側」に取り付けられており、前記外側は、シートの束とは反対に面しており、ここで、ステム１０の下部は、側面支持部材６、７に取り付けられている。本実施形態では、図４に示されるように、カム９の案内面１２は段状になっている。段差は、実質的に水平方向に延在し、従って、「垂直段付き」案内面１２を提供している。段差を設けることにより、浮上時にシートがそれに沿って摺動するための、抵抗が増大した複数のカム部分が設けられ、それによって、浮上したシートの制御された分離を促進する。他の実施形態では、カムの案内面１２は、代替として、直線状／平面状又は弧状（arcuate）であり得る。更に、幾何学的な段差の代わりに、他の実施形態では、これら段差は、代替として、ＴＰＵ若しくはゴム層、パターン化された表面構造又は同様のもの等の、案内面の部分において局所的に増大した摩擦を提供するための手段が設けられた、前記案内面の部分の形態で設けられ得る。

カム９の垂直方向の位置決め及び延在は、カム９が、真空ベルトフィーダ８がシートを捕えることができる位置までシートを案内するようなものである。従って、カム９は、真空ベルトフィーダ８が一番上のシートを捕えるときに、一番上のシートが湾曲していることを確実にする。湾曲シートは、平面シートよりも剛性が高く、従って、それらがより安定しているので、より取り扱いやすい。

この実施形態では、各カム９には、ステム１０に設けられた突出部の形態におけるそれぞれの停止手段１８が設けられている。停止手段１８は、側面支持部材６、７と係合することによって、カム９の移動を制限するように構成され、それによって、カム９の移動を所定の移動範囲に制限することによって、その望ましくない移動を防止している。本実施形態では、停止手段１８の突出部は、側面支持部材６、７の外側に設けられ、停止手段１８が開口部又は凹部１１を通り抜けることができないように、側面支持部材６、７の開口部又は凹部１１よりも幅が広く延在し、それによって、カム９の最も内側の位置を画定している。従って、最も内側の位置は、対向するカム９間の距離が最小となる位置である。この内側の位置から、（１つ又は複数の）シートは、カム９を外側に押圧して、対向するカム９間の距離を増大させる。各カム９の外側への移動は、それぞれのステム１０の弾性変形の反力に抗して行われる。

一般に、カム９は、他の実施形態では、代替として、シートが沿って摺動するための案内面１２を設けるように変形されたステム１０の一部として一体化されたヘッド１７を有する等、他の設計を有するカム９と置き換えられ得る。更に、各側面支持部材６、７に設けられているカム９の数は、少なくとも１つのカム９が各側面支持部材６、７に設けられている限り、２つより多くても少なくてもよい。

第１の側面支持部材６及び第２の側面支持部材７は、異なる幅の束を支持するために、それらの相互の中間距離が調整可能であるように、シート給送装置１に移動可能に取り付けられている。第１の側面支持部材６及び第２の側面支持部材７は、内側に付勢され得、それによって、例えば、ステム１０の弾性変形によって、シートの束を押圧する。

図１及び図６に示されるように、垂直方向に移動可能な支持体５は、一番上のシートの給送方向１４におけるシート給送装置１の長さに沿って延在する、隆起した中央部分１３を備える。隆起した中央部分１３は、図示されるように、２つのリブ／ビームと、それぞれのプレートの内側部分を隆起させるように僅かに傾斜したそれぞれの左右の支持プレートと、によって画定される。他の実施形態では、垂直方向に移動可能な支持体５の隆起した中央部分１３は、垂直方向に移動可能な支持体５の残りの部分の高さよりも上に延在する１つ以上の中央の細長い突出部を設けること等によって、任意の好適な方法で達成され得る。

図７に示されるように、真空ベルトフィーダ８は、外側部分よりも高く設けられた中間下側ベルト部分１６によって分離された、対向する外側下側ベルト部分１５を備える。この特定の実施形態では、６つのベルト－左側に３つ及び右側に３つがある。２つの最も内側のベルトは、下側ベルト部分が外側ベルトの下側ベルト部分の１ｍｍ上方にある状態で配置されている。他の２つの中間ベルトは、それらの下側ベルト部分が外側ベルトの下側ベルト部分よりも０．５ｍｍ高い状態で配置されている。一方の側から他方の側に向かって、それぞれの６つのベルトの下側部分の垂直方向のオフセットは、最も低いものから測定して、次のとおりである：［０ｍｍ，０．５ｍｍ，１ｍｍ，１ｍｍ，０．５ｍｍ，０ｍｍ］。それぞれのベルトの上側部分は、周りにベルトが取り付けられているローラー配置によって画定される任意の高さで延び得る。外側下側ベルト部分１５及び中間下側ベルト部分１６は共に、弧状のベルト組立体、換言すれば、弧状の給送面を提供するベルト組立体を提供する。６つのベルトの代わりに、任意の数のベルトが、それらが共に弧状の給送面を提供するように構成されている限り、使用され得る。

この実施形態では、１．シートを湾曲させるためのカムと、２．弧状の垂直方向に移動可能な支持体と、３．弧状の真空ベルトフィーダと、の３つの発明概念が、従来技術の欠点を軽減し、給送装置のトラブルのない動作を促進するために、共に使用される。しかしながら、他の実施形態では、カム９は、弧状の垂直方向に移動可能な支持体５を必要とせずに、例えば、垂直方向に移動可能な支持体５の平面支持面等と共に使用され得る。また、カム９は、弧状の真空ベルトフィーダ８なしで、例えば、平面真空ベルトフィーダ等と共に使用され得る。しかしながら、３つの概念が共に使用されるとき、トラブルのない動作へのよい影響が増大する。

シート給送装置１にはまた、典型的に、垂直方向に移動可能な支持体５の垂直位置を制御することと、空気供給システム３を制御することと、真空ベルトフィーダ８を制御することと、を行うように構成された制御装置（図示せず）が設けられている。制御装置は、シート給送装置１から送り出されたシートを考慮して、必要に応じて、垂直方向に移動可能な支持体５を動作させる。更に、制御装置は、浮上しているシートの良好な分離を伴う適正な浮上を提供するように、空気供給システム３を動作させる。また、制御装置は、浮上している一番上のシートを捕え、それを遠ざけるように移動させて、シート給送装置１から送り出されるようにするために、真空ベルトフィーダ８を動作させる。空気供給システム３、真空ベルトフィーダ８、及び昇降機２の垂直方向に移動可能な支持体５の動作の制御論理に関する詳細は、本発明の範囲を超えるものであり、従って、本開示からは省略される。

Claims (9)

1. シート給送装置（１）であって、
   シートの束のための昇降機（２）と、
   前記シートの束の複数の上部シートを浮上させるために、前記シート給送装置（１）の上部領域（４）に向かって１つ以上の空気流を供給及び誘導するように構成された空気供給システム（３）と、を備え、
   前記昇降機（２）は、前記シートの束を下方から支持するための垂直方向に移動可能な支持体（５）を備え、
   前記シート給送装置（１）は、前記シートの束のそれぞれの対向する側面を側方から支持するように構成された第１の側面支持部材（６）及び第２の側面支持部材（７）を備え、
   前記シート給送装置（１）は、前記昇降機（２）の上方に設けられ且つ前記浮上したシートのうちの一番上のシートを捕えて送り出すように構成された真空ベルトフィーダ（８）を更に備え、
   各側面支持部材（６、７）の上部には、それぞれの前記側面支持部材（６、７）から斜め上方内側（Ｄ１、Ｄ２）に延在するそれぞれの案内面を備える少なくとも１つのそれぞれのカム（９）が設けられている、シート給送装置（１）。
2. 各カム（９）は弾性である、請求項１に記載のシート給送装置（１）。
3. 各カム（９）は、細長い弾性ステム（１０）を備え、これによって、前記カム（９）は、それぞれの前記側面支持部材（６、７）に取り付けられている、請求項１に記載のシート給送装置（１）。
4. 前記各カム（９）のステム（１０）は、前記シートの束とは反対に面しているそれぞれの前記側面支持部材（６，７）の外側で、前記カム（９）の下に垂直方向に延在し、前記ステム（１０）の下部が、それぞれの前記側面支持部材（６、７）に取り付けられている、請求項３に記載のシート給送装置（１）。
5. 前記側面支持部材（６、７）には、開口部又は凹部（１１）が設けられており、前記カム（９）は、それぞれの前記側面支持部材（６、７）の外側からその内側へと前記開口部又は凹部（１１）を通って延在する、請求項３又は４に記載のシート給送装置（１）。
6. 前記カム（９）には、段付き案内面（１２）が設けられている、請求項１～５のいずれか一項に記載のシート給送装置（１）。
7. 前記第１の側面支持部材（６）及び前記第２の側面支持部材（７）は、異なる幅のシートを支持するために、それらの相互の中間距離が調整可能であるように、前記シート給送装置（１）に移動可能に取り付けられている、請求項１～６のいずれか一項に記載のシート給送装置（１）。
8. 前記垂直方向に移動可能な支持体（５）は、前記シート給送装置（１）の給送方向（１４）において前記シート給送装置（１）の長さに沿って延在する、隆起した中央部分（１３）を備える、請求項１～７のいずれか一項に記載のシート給送装置（１）。
9. 前記真空ベルトフィーダ（８）は、外側下側ベルト部分（１５）よりも高く設けられた中間下側ベルト部分（１６）によって分離された、対向する前記外側下側ベルト部分（１５）を備える、請求項１～８のいずれか一項に記載のシート給送装置（１）。

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