JP2840499B2 - 自動給紙装置及び画像読取装置 - Google Patents
自動給紙装置及び画像読取装置Info
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Description
プリンタなどの原稿や記録紙を1枚ずつ分離して給送す
る逆転ローラ式自動給紙装置に関するものである。
ミッタと同じ作用をする構成を有する逆転ローラ式自動
給紙装置(以下、逆転ローラADFという)は広く知ら
れ、さらに特開昭56ー7847号(USP4,36
8,881)や特公平2ー41487号等に記載されて
いるように、トルクリミッタのリミット値の強弱(製
造、使用上のバラツキ)に応じて逆転ローラRの分離ロ
ーラFに対する圧接力を自動調整するものも提案されて
いる(図12、図13参照)。
P4,709,911)のように逆転ローラの駆動力を
下流のピンチローラが給送ローラから受ける摩擦力によ
り得る構成のものも提案されている。
受ける摩擦力は、ピンチローラがピンチローラと給送ロ
ーラとにはさまれたシートから受ける摩擦力も含むもの
とする。
従来例においては、トルクリミッタのリミット値が大き
くなるにつれ、あるいは逆転ローラの圧接力が強くなる
ように自動調整されるものでは分離・繰り出し性能が安
定する反面、以下のような欠点があった。
値と逆転ローラ圧接力の両方が強くなって分離力(逆転
ローラによるブレーキ力)が増す分、下流の給送ローラ
にかかる負荷も増え、ひいては給送ローラの搬送力の不
足による搬送速度不良(スリップ)のために読取(記
録)画像の伸び(縮み)、シートの汚れといったトラブ
ルを発生する。
方法は、予想される負荷の最大値に対して余裕のある給
送ローラの搬送力をあらかじめ設定しておくことである
が、この場合は強い押圧力による各ローラ軸の軸受けに
かかる滑り摩擦の最大等に対して駆動モータのトルクマ
ージンを多めに見積る必要があるため製造コストの上昇
要因となってしまう。
ラから得る場合、その構成や各ローラの配置、支持方法
に注意しないと、リミット値と逆転ローラの圧接力が強
くなって分離力(すなわち負荷)が増すほどピンチロー
ラの圧接力が弱くなって搬送速度不良を起こす。つまり
使用できるトルクリミッタのバラツキ範囲を狭くする必
要が生じてコスト上昇を招く結果となる。
で、給送ローラの搬送力を高めることなくシートの分離
性能を向上させた自動給紙装置を提供することにある。
出す方向に回転するように駆動力が伝達される分離ロー
ラと、前記分離ローラに当接し、シートを送り出す方向
と反対方向に回転するように駆動力が伝達される逆転ロ
ーラと、前記分離ローラの下流側に配置され、シートを
送り出す方向に回転するように駆動力が伝達される給送
ローラと、支軸に揺動自在に支持されたピンチローラホ
ルダに保持されて、前記給送ローラに接離可能に当接す
るピンチローラと、前記支軸を介して前記ピンチローラ
と前記逆転ローラとの間に配置され、前記ピンチローラ
から前記逆転ローラに駆動力を伝達するための駆動力伝
達手段と、前記駆動力伝達手段に設けられ、所定のリミ
ット値以上のトルクの伝達を遮断するトルクリミッタ
と、を備え、前記トルクリミッタの製品のバラツキによ
るリミット値の大小に応じて前記ピンチローラホルダに
生じる前記支軸回りのモーメントの大きさが異なること
によって、前記ピンチローラの前記給送ローラへの当接
力の大小が生じるように構成したことを特徴とする。
ト値が製造上、使用上等でばらついた場合に、逆転ロー
ラのシート戻し力が変わってしまい送り不良が発生し易
くなるが、トルクリミッタのリミット値の大小のばらつ
きに応じてピンチローラの給送ローラへの当接力が大小
に変化することによって、給送ローラとピンチローラと
でのシートの搬送力も変化して、適正なシートの分離搬
送が行える。すなわち、例えば、トルクリミッタのリミ
ット値が大きい場合には、逆転ローラによるシートの戻
し力が大きくなり、給送ローラとピンチローラは大きな
力でシートを搬送しなければならないが、トルクリミッ
タのリミット値が大きくなると、ピンチローラホルダに
生じる支軸回りのモーメントが大きくなるため給送ロー
ラへの圧接力が増大し自動的に大きなシートの搬送力が
得られるように調整される。
場合で、シート原稿を画像読取部Xへ給紙する部位につ
いて抜き出した概要図であり、図2は図1のAA断面透
視図、図3は図1のB視要部図、図4は図1のC視要部
図である。
は逆転ローラ軸、3は摩擦係数が高いEPDM製のピン
チローラ、4はピンチローラ軸、5は軸受けを介して逆
転ローラ軸2を保持する逆転ローラホルダ、6は軸受け
を介してピンチローラ軸4を保持するピンチローラホル
ダである。
ピンチローラホルダ6とフレーム7とをそれぞれ回動自
在に保持する支軸、9、10、11、12、13はピン
チローラ軸4から逆転ローラ軸2まで駆動を伝達する歯
車でそれぞれ16歯、33歯、22歯、47は−29
歯、27歯を有している。
回転支軸、16は逆転ローラホルダ5を介して逆転ロー
ラ1を付勢する逆転ローラバネ、17a,17bはピン
チローラホルダ6を介してピンチローラ3を付勢するピ
ンチローラバネ、18a,18b,18cは逆転ローラ
ホルダ5およびピンチローラホルダ6の回動を規制する
ストッパ、19はビス20a,20bにてフレーム7に
取り付けられコロ軸27を介してコロ26a,26b,
26cを付勢する板バネである。
下逆転ローラユニットと呼ぶ)を構成し、ビス21a,
21b,21c,21dによって上原稿ガイド22に取
り付けられる。
左右に配された低剛性部材製のガイド、24は圧接アー
ム、25は圧接アームを予備搬送ローラ28に対して付
勢する圧接アームバネであり、以上1〜27までの、逆
転ローラユニットを上原稿ガイド22に取り付けた状態
で1つのユニット(以下、上原稿ガイドユニットと呼
ぶ)を構成する。
予備搬送ローラ軸、30は分離ローラ、31は分離ロー
ラ軸、32はピンチローラ3よりも摩擦係数の低いブチ
ル系ゴム製の給送ローラ、33は給送ローラ軸、34は
シート台たる下原稿ガイドである。また、上原稿ガイド
ユニットは上原稿ガイド22の一部に設けられた支点3
5a,35bでファクシミリ装置の図示しない本体フレ
ームに回動自在に支持されており、図示しないロック手
段によって下原稿ガイド34に対し一定の高さに保持さ
れている。
のごとく上原稿ガイドユニットを持ち上げることができ
るようになっている。逆に上原稿ガイドユニットを下ろ
して図示しないロック手段をロックすれば逆転ローラ
1、ピンチローラ3がそれぞれ分離ローラ30、給送ロ
ーラ32と当接し逆転ローラ式ADFを構成する。36
はシート(原稿)である。
ない駆動源によって図2中の矢印方向に駆動されてい
る。また、トルクリミッタ14は、逆転ローラ1にある
設定値TR 以上の負荷トルクがかかるとスリップするよ
うに設定されている。さらに、各ローラ間あるいはロー
ラ・シート間等の摩擦力を 逆転ローラ1と分離ローラ30の間・・・・F1 ピンチローラ3と給送ローラ32の間・・・F2 逆転ローラ1とシート36の間・・・・・・F3 分離ローラ30とシート36の間・・・・・F4 2枚のシート36の間・・・・・・・・・・F5 ピンチローラ3とシート36の間・・・・・F6 給送ローラ32とシート36の間・・・・・F7 とし、逆転ローラ1、ピンチローラ3の半径をそれぞれ
r1,r2、またピンチローラ3から逆転ローラ1まで
の歯車列の減速比をηとすると、各ローラの摩擦係数お
よび逆転ローラバネ16、ピンチローラバネ17a,1
7bによって上記各値は F1r1>TR ・・・(i) F3r1>TR >F5r1・・・(ii) F4>F5 ・・・(iii) ηF2r2>TR ・・・(iv) ηF6r2>TR ・・・(v) ηF7r2>TR ・・・(vi) となるよう設定してあるので、下原稿ガイド34へのシ
ート原稿36のセットに応じて本トルクリミッタ付逆転
ローラ式ADFは次のように動作する。
ーラ3はそれぞれ分離ローラ30、給送ローラ32に連
れて回転し、トルクリミッタ14はスリップする。
り、逆転ローラ1およびピンチローラ3はシートを介し
てそれぞれ分離ローラ30、給送ローラ32に連れて回
転し、トルクリミッタ14はスリップする((1)と同
じ動作をする)。
チローラ3はシートを介して給送ローラ32に連れて回
転し、逆転ローラ1は逆転して最下位以外のシートをシ
ート搬送方向上流に戻す。トルクリミッタ14はスリッ
プしない。
圧接力の自動調整作用について詳細に説明する。図6は
図2の要部を抜き出したもので、同図中、Tは歯車11
が歯車12を駆動するトルクであり、歯車11から歯車
12を経て歯車13までの減速比をη1とすると
受ける摩擦力、Wは逆転ローラバネ16による圧接力、
Nは逆転ローラ1が分離ローラ30から受ける垂直抗
力、aは支軸8から逆転ローラ軸2の中心を通り逆転ロ
ーラ1と分離ローラ30との接線に平行な直線までの距
離、bは支軸8から逆転ローラ軸2と分離ローラ軸31
のそれぞれの中心を通る直線までの距離である。
に駆動されていて摩擦力F1が発生、前述したように逆
転ローラ1が分離ローラ30に連れて回転しトルクリミ
ッタがスリップしている状態を想定する。この状態にお
いて、F1は逆転ローラ1を支軸8に関して時計回りの
向きに(分離ローラ30に押し付ける向き)F1(r1
+a)のトルクで、また歯車11は反時計回りに(分離
ローラ30から遠ざかる向き)
軸8の回りのモーメントの釣り合いは、
ラ30との真の(ローラ作動状態での)圧接力Nを表す
式である。式(vii)の右辺第2項を見ればわかるよ
うに、TR の値が変化するとNの値も変化する。本実施
例においては
力が逆転ローラ1を分離ローラ30に押し付ける向きに
働くことを表し、第2項
伝達力が逆転ローラ1を分離ローラ30から遠ざける向
きに働くことを表す。仮にこの第2項が正、すなわち支
軸8(歯車11)から駆動伝達手段への駆動伝達力が逆
転ローラ1を分離ローラ30に押し付ける向きに働くと
すると
れの場合も
りトルクリミット値TRが大小に変動してもそれに応じ
てNが大小に自動調整されるため、TR の広い範囲で正
常な分離動作ができる。
ト値TR および垂直抗力Nの値が大きくなり過ぎるとシ
ート搬送不良等が起きてしまうため、実際に使用できる
TRの範囲にはある一定の上限がある。
正常に分離・搬送できるTR とNの範囲を表す図で、直
線S1より右側は1枚送りの時にNが不足してローラが
スリップしてしまう領域、直線S2より左側はTR が不
足して重送してしまう領域、Woは各ローラ非駆動時の
逆転ローラ1の圧接力の最低必要値(これ以上小さいと
シートセット時に逆転ローラ1が浮いてしまうという
値)を示す。Nの値が大きくなり過ぎて(過負荷になっ
て)シート搬送不良を起す領域は直線S3より上側であ
る。S1,S2,S3に囲まれた斜線の領域が正常に分
離・搬送できるTR とNの領域である。
関係(vii)、(viii)を表すのが直線l1であ
る。図よりTR の値としてはT1からT2まで使用でき
ることがわかる。一方(ix)で求めた関係を表すのが
l1よりも傾きの大きな直線l2で、TR の値としては
T3からT4までしか使用できない。すなわち直線l1
の関係を実現することで、使用できるトルクリミッタ1
4の範囲が(T4−T3)から(T2−T1)まで広が
ったのである。さらに必要であればr1,a,b,η1
の値を変更して
ちピンチローラ3の圧接力の自動調整作用について詳細
に説明する。図8は図6と同じ部分を抜き出しピンチロ
ーラまわりの力(モーメント)の釣合について表したも
ので、同図中、T′は歯車10の歯車9に対する負荷ト
ルクであり、ピンチローラ3から逆転ローラへと伝わる
駆動伝達を逆の向きに見た場合の”歯車10が歯車9を
駆動するトルク”であるので、このT′を”逆駆動伝達
力によるトルク”と呼ぶことにする。T′は既出のTと
大きさが同じで向きが逆、すなわち、
ける摩擦力、W′はピンチローラバネ17a,17bに
よる圧接力、N′はピンチローラ3が給送ローラ32か
ら受ける垂直抗力、a′は支軸8からピンチローラ軸4
の中心を通りピンチローラ3と給送ローラ32との接線
に平行な直線までの距離、b′は支軸8からピンチロー
ラ軸4と給送ローラ軸33のそれぞれの中心を通る直線
までの距離である。
同様に、給送ローラ32と分離ローラ30が駆動されピ
ンチローラ3と逆転ローラ1がこれらに連れて回転しト
ルクリミッタ14がスリップしている状態を想定する。
この状態において、F2はピンチローラ3を支軸8に関
して時計回りの向き(給送ローラ32に押し付ける向
き)にF2・(r2+a′)のトルクで、また歯車10
は時計回りの向きに(給送ローラ32に押し付ける向き
に)
支軸8回りのモーメントの釣合は
32との真の(ローラ作動状態での)圧接力N′を表す
式である。逆転ローラ1の圧接力を表す式(vii)と
同様TR の値が変化するとN′の値も変化することがわ
かる。本実施例においては
力が強くなった時にはピンチローラ圧接力N′も強くな
って給送ローラ32の搬送力が増すように自動調整され
る。これによりTR の広い範囲で正常な(搬送スピー
ド不良の無い)搬送動作が実現される。
は図7と同じグラフに本発明の効果を表す直線S3′′
を加えたものである。本発明によればTR の値が大きく
振れた時にはピンチローラ圧接力N′が強くなって過負
荷によるシート搬送不良限界、すなわち許容される逆転
ローラ圧接力Nの上限が高くなるため、過負荷によるシ
ート搬送不良領域を示す直線S3はS3′′のように改
善されて使用できるトルクリミッタ14の上限値がT2
からT5に上る。
リミッタ14の範囲が(T2−T1)から(T5−T
1)まで広がったことになる。さらに、必要であればr
2,a′,b′,η1,ηの値を変更して
うちにローラに紙粉や印刷物のインク等が付着してロー
ラの摩擦係数が低下し、トラブルを発生することがあ
る。特に給送ローラ32の摩擦係数が低下した場合には
搬送スピード不良を起こすが、これは図7を用いて説明
すれば、前述の直線S3が例えば同図のS3′のように
変動して正常に分離・搬送できるTR とNの領域(斜線
で示した領域)が狭くなってしまうことに対応する。
等が付着しないように、材質を変えることでピンチロー
ラ3の摩擦係数を給送ローラ32の摩擦係数よりも大き
くして、ピンチローラ3がいわば給送ローラ32をクリ
ーニングするようにした。これにより、上記の如く正常
に分離・搬送できる領域が狭くなることが防止されて、
初期の性能が長期間に渡り給送ローラ32の清掃や交換
無しで維持できる。
分離ローラ30は同一種類のシリコンゴムにて形成され
ているためF1の変動が少なくて条件(i)の管理が、
またF3=F4となって条件(ii)、(iii)の管
理が共に容易になっている。
ているシリコンオイルに対して摩擦係数の低下が少ない
という特性があり、シリコンオイルが付着した複写紙等
も安定して給紙できる効果がある。
したシートでも先端がめくれることなく給紙できる。ま
た、逆転ローラ1の駆動をピンチローラ3からとりその
構成を逆転ローラユニットとして独立させたので、先述
したように上原稿ガイドユニットの解放が容易になり、
そのシンプルな機構ゆえ製造コスト、故障率が低く、ま
たユニットの交換性が良くなっている。
ーラ32の摩擦係数よりも大きくするために本実施例で
はそれぞれのローラの材質を別の種類のゴムにしたが、
種類が同じで硬度の異なるゴムとすることもできる。一
般に、ゴムには種類が同じならば低硬度のものほど摩擦
係数が大きいという性質があり、これを利用して、ピン
チローラを給送ローラ32よりも低硬度のゴムにして摩
擦係数を大きくするのである。
ーラ32の方が硬いため変形(直径変化)が少なく搬送
不良が起こりにくい。基本的に同じ種類のゴムなので
硬度等の諸性質の経時的変化が似ており、初期の摩擦係
数のバランスがくずれにくい、という効果がある。
ラ3の方の幅を給送ローラ32よりも狭くするとピンチ
ローラ3の給送ローラ32との接触部における変形が図
10のように給送ローラ32にならってくれる(A部)
ため、シートにしわを付けることが無い。仮りに低硬度
のピンチローラ3の方を広くすると、図11のように給
送ローラ32の両端部がピンチローラ3に食い込んで段
差ができ、シートにしわが付いてしまうので良くない。
成は、図1に示すように、光源51、反射ミラー52、
53、レンズ54、CCD等の光電交換素子55などか
らなる。
る。
ように、前記実施例では支軸からピンチローラ3への逆
駆動伝達力がピンチローラ3を給送ローラ32に対して
押し付ける向きに発生する力
摩擦力がピンチローラ3を給送ローラ32に対して押し
付ける向きに発生する力
2つのうちいずれかを0または負としつつ合力を正とす
ることでも本発明の作用効果を発揮することができる。
ラ3のシート搬送方向下流に配しているためピンチロー
ラ3の摩擦力により発生する力
8をピンチローラ3の上流に配してピンチローラ3の摩
擦力により発生する力を負としても良い。このように、
本発明は大きな設計上の自由度を有している。
い範囲にわたるトルクリミット値の(バラツキが大きく
安価な)トルクリミッタを用いながら搬送スピード不良
を起こすことなく良好なシート搬送を実現できる。さら
に、トルク値が大きい時だけピンチローラ圧接力が強く
なるように自動調整されるため、給送ローラの(軸受け
や駆動伝達系の)負荷を上げることが無く、駆動モータ
のトルクマージンを過剰に見積る必要が無くなる(大量
生産を考えた場合の安全率を低くとることができる)の
で製造コストが安くなり、また装置の耐久性を増すこと
ができるという効果を有する。
部の平面図、
図、
図、
図、
例を示す図、
Claims (6)
- 【請求項1】 シートを送り出す方向に回転するように
駆動力が伝達される分離ローラと、 前記分離ローラに当接し、シートを送り出す方向と反対
方向に回転するように駆動力が伝達される逆転ローラ
と、 前記分離ローラの下流側に配置され、シートを送り出す
方向に回転するように駆動力が伝達される給送ローラ
と、 支軸に揺動自在に支持されたピンチローラホルダに保持
されて、前記給送ローラに接離可能に当接するピンチロ
ーラと、 前記支軸を介して前記ピンチローラと前記逆転ローラと
の間に配置され、前記ピンチローラから前記逆転ローラ
に駆動力を伝達するための駆動力伝達手段と、 前記駆動力伝達手段に設けられ、所定のリミット値以上
のトルクの伝達を遮断するトルクリミッタと、 を備え、 前記トルクリミッタの製品のバラツキによるリミット値
の大小に応じて前記ピンチローラホルダに生じる前記支
軸回りのモーメントの大きさが異なることによって、前
記ピンチローラの前記給送ローラへの当接力の大小が生
じるように構成したことを特徴とする自動給紙装置。 - 【請求項2】 前記トルクリミッタのトルクの伝達を遮
断する前記リミット値が所定値よりも大きい場合には、
前記ピンチローラの前記給送ローラへの当接力が大きく
なることを特徴とする請求項1に記載の自動給紙装置。 - 【請求項3】 前記駆動力伝達手段は、前記給送ローラ
からピンチローラに伝達された駆動力を前記逆転ローラ
に伝達することを特徴とする請求項1または2に記載の
自動給紙装置。 - 【請求項4】 前記逆転ローラは、前記支軸に揺動自在
に支持された逆転ローラホルダに保持されて、前記分離
ローラに接離可能に当接するように設けられており、逆
転ローラに前記駆動力伝達手段から駆動力が伝達された
ときに逆転ローラが分離ローラから離れる方向の前記支
軸回りのモーメントが前記逆転ローラホルダに生じるよ
うに前記駆動力伝達手段を構成し、さらに、逆転ローラ
が分離ローラから受ける摩擦力が逆転ローラを分離ロー
ラに圧接させるように前記逆転ローラホルダに前記支軸
回りのモーメントを生じさせる位置に前記支軸を配置す
ることを特徴とする請求項1に記載の自動給紙装置。 - 【請求項5】 前記駆動伝達手段はギア列から構成され
ることを特徴とする請求項4に記載の自動給紙装置。 - 【請求項6】 シートを送り出す方向に回転するように
駆動力が伝達される分離ローラと、 前記分離ローラに当接し、シートを送り出す方向と反対
方向に回転するように駆動力が伝達される逆転ローラ
と、 前記分離ローラの下流側に配置され、シートを送り出す
方向に回転するように駆動力が伝達される給送ローラ
と、 支軸に揺動自在に支持されたピンチローラホルダに保持
されて、前記給送ローラに接離可能に当接するピンチロ
ーラと、 前記支軸を介して前記ピンチローラと前記逆転ローラと
の間に配置され、前記ピンチローラから前記逆転ローラ
に駆動力を伝達するための駆動力伝達手段と、 前記駆動力伝達手段に設けられ、所定のリミット値以上
のトルクの伝達を遮断するトルクリミッタと、 前記分離ローラと前記逆転ローラとの間で一枚ずつ分離
されて、前記給送ローラと前記ピンチローラとにより搬
送されたシートの画像を読み取るための読取手段と、 を備え、 前記トルクリミッタの製品のバラツキによるリミット値
の大小に応じて前記ピンチローラホルダに生じる前記支
軸回りのモーメントの大きさが異なることによって、前
記ピンチローラの前記給送ローラへの当接力の大小が生
じることを特徴とする画像読取装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4120710A JP2840499B2 (ja) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | 自動給紙装置及び画像読取装置 |
US07/903,923 US5290024A (en) | 1991-06-28 | 1992-06-26 | Automatic sheet feeding apparatus |
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DE69320097T DE69320097T2 (de) | 1992-05-13 | 1993-05-12 | Bogenzuführapparat |
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