JP3572529B2 - 給紙装置及び給紙制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、エアーの吸引口を有する複数のローラを用いて、給紙テーブルに積載されたシートをその長さに応じて連続的に又は間欠的に上から１枚ずつ繰り出す給紙装置及びその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
給紙テーブル上に積載されたシートを１枚ずつ繰り出すための機構として、従来からエアーの吸引口を有する複数のローラ類を利用した給紙装置が知られている。その一例として、特公昭６２ー３３１８１号公報に記載の給紙装置がある。これは、図９に示すように、シート６１を吸引して送り込むドラム６２と、送り込まれたシートを吸引して引き戻す方向に常時回転するリタード・ドラム６３と、複数の扇形のサクション溝６４を備えたステータ６５と複数のサクション開口６６を備えたロータ６７で構成する分離ドラム６８とからなり、これにより、記録用紙、紙幣等の積載されたシートを１枚ずつ取り出し、次の搬送系６９に送り出すこととしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術に係る上記給紙装置においては、取り扱うシートの形状が一定のものに限定され、短いシート形状のものを間隔を一定にして連続的に高速に繰り出したり、長いシート形状のものを間欠的に繰り出したりすることはできなかった。
【０００４】
本発明は、取り扱うシートの形状が異なる場合であっても、シートの長さに応じて、長いシートの場合は間欠給紙により、短いシートの場合は連続給紙によって、シートを１枚ずつ確実に繰り出すことができ、且つ、シートの厚さや座屈力等の条件の如何に拘わらず、シート詰まりや不送、若しくはシートの重複供給を生じさせない給紙装置及び給紙制御方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る給紙装置は、給紙テーブル上に積載されたシートを給紙ローラへ送るキックローラと、シートを給送する方向に回転する給紙ローラと、シートを給紙テーブル側へ戻す方向に常時回転する分離ローラとからなり、該キックローラ、該給紙ローラ及び該分離ローラはそれぞれが軸と平行方向にローラ表面に間隔をおいて開けられた複数の穴が選択的に負圧源と連通してシートを吸引するようになし、且つ前記キックローラ及び前記給紙ローラのそれぞれの回転・停止制御と前記負圧源による吸引のオン・オフ制御を、取り扱うシート形状に応じて行うこととし、これによって給紙テーブルに積載されたシートをシートの長さに応じて、間欠的に又は連続的に確実に１枚ずつ次の搬送ローラに繰り出すようにした。
【０００６】
【作用】
本発明に係る上記給紙装置においては、取り扱うべきシートが長尺で間欠給紙するときは、給紙ローラは、連続回転し、該ローラの吸引制御は次の搬送ローラ側にシートが送り込まれたことを検知した時点で吸引を停止し、シート長に応じた所定時間後に再び吸引する動作を繰り返す。この際キックローラは、間欠的な回転・停止及びそれに連動した吸引のオン・オフを繰り返すが、給紙を開始してから回転動作の停止及び吸引のオフのタイミングは、シート長に応じた一定時間後である。従って、先に繰り出されたシートの後端を検出する必要がない。
【０００７】
また、取り扱うべきシートが短尺で連続給紙するときは、給紙ローラを連続回転させて吸引も連続して行う。この際キックローラは、連続回転させるが吸引は行わない。給紙ローラからシートを受ける搬送ローラは給紙ローラよりも一定速度だけ速いのでその速度差により給紙されるシート間の間隔を制御することができる。
【０００８】
このように、給紙ローラとキックローラの回転と停止及びこれらローラの吸引のオン・オフをシート長に応じて制御するので、制御方法の変更により複数種類のシートを取り扱うことが可能となる。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明の給紙装置の詳細を図面に基づいて説明する。図１乃び図２は本発明に係る給紙装置の一実施例を示したものである。この給紙装置において、符号１０はシート１を積載するための給紙テーブルであり、テーブル昇降手段２２によって昇降可能となっている。この給紙テーブル１０上の最上面シート１ａの上方位置には前側中央部にキックローラ１１が配設され、またその近傍にはシートの捌き具合を検出する検出手段が１２が配設されている。キックローラ１１は、電磁弁を介してバキュームポンプ（図示せず）に接続されているステータ１３と、このステータ１３の回りを回転するローラ部１４とで構成されている。この電気弁のオン・オフにより吸引の制御が可能である。ローラ部１４は中央にくびれ部２３（図４）が形成された左右一対の略円筒体からなり、図２に示すようにその円筒円周部にはゴム若しくは軟質プラスチック等からなる摩擦部材２４が被着されている。また、この円筒部分には摩擦部材２４も含めて前記ステータ１３に貫通する多数の小孔１６が形成されている。これらの小孔１６は円筒部分に沿って複数設けられており、この小孔１６の開設位置に対応したステータ１３の下部側にも吸引孔１７が設けられている。
【００１０】
第２図に示す前記キックローラ１１は、図３に示すキックローラ７１に置き換えることも可能である。該キックローラ７１のローラ部１４は前記キックローラ１１と同様、中央にくびれ部２３（図４）が形成された左右一対の略円筒体からなるが、その円筒体の外周面には円弧の一部をカットした２つの平面部１５を有し、その円筒部分にはゴム若しくは軟質プラスチック等からなる摩擦部材２４が被着されている。さらに前記キックローラ１１と同様に、その円筒部分には、摩擦部材２４も含めて前記ステータ１３に貫通する多数の小孔１６が形成されている。これらの小孔１６は円筒部分に沿って複数設けられており、この小孔１６の開設位置に対応したステータ１３の下部側にも吸引孔１７が設けられている。そして、該キックローラ７１は、半回転するとシートが給紙ローラ４０に丁度達するようにその外径と吸引のための小孔１６の配置する。
【００１１】
キックローラ１１は間欠駆動し、給紙時においてローラ部１４がステータ１３の回りを回転する。その時に、ローラ部１４に開設された小孔１６がステータ１３の吸引孔１７に順次一致し、給紙テーブル１０に積載されているシート１の最上紙１ａをこのローラ部１４の表面に吸着することができる。
【００１２】
さらにキックローラ１１は、図１に示したように後端にバランサ１８を備えたアーム１９の先端部に設けられている。アーム部１９は回転軸２０を支点として自由回転が可能である。従って、バランサ１８の位置を変えることによってキックローラ１１の押圧力を調整することでができる。なお、符号２１はキックローラ１１の最下端位置を決めるストッパである。この実施例では紙厚の違いによって給紙テーブル１０の移動量を予め変えておき、薄紙のときよりも厚紙の方がシート最上紙面１ａがキックローラ１１により近ずくように設定しておく。そうすることによって、厚紙をキックローラ１１で繰り出す場合には吸引力に加えて回転時の押し圧による摩擦力も働くことになるが、その時に上記のようなバランサ１８の位置を変えるだけでキックローラ１１に最適な押圧力を付与することができる他、キックローラ１１も自在に可動し得るために最上紙面１ａからの反発力が強い場合には上方に逃げることも可能であり、シート繰り出しに最適な摩擦力が得られ易くなる。なお、上記の実施例ではバランサ１８によって押圧力を調整しているが、キックローラ１１を常時下方向に付勢するスプリング（図示せず）をアーム１９に設けることによっても同様の作用効果が得られる。
【００１３】
一方、前記検出手段１２は、図４に示したように、回転軸２５に後端部が固定された検出レバー２６と、この検出レバー２６にピニオンギヤ２７を介して回転力を与えるサーボモータ２８と、検出レバー２６の回転角を電圧値に換算して出力するポテンショメータ２９とで構成されている。検出レバー２６は上記キックローラ１１の中央部に配置されるが、特に検出レバー２６の回転時に検出レバー２６の先端部がキックローラ１１の中央部のくびれ部２３内に挿入されるように配置されている。その結果、前記検出レバー２６は、図１に示したように常時は上方向に回動していて紙面から離れているが、紙面のたわみ量を検出する際にはサーボモータ２８の駆動によって反時計方向に回転し、キックローラ１１のほぼ真下でシート１の最上紙面１ａを押圧することができる。なお、紙面のたわみ量の検出では、前記最上紙面１ａを押圧したときに、その押圧部分の紙面の凹みを検出するのみならず、最上紙面１ａがたわむときには紙面全体のたわみを検出する場合も含む。
【００１４】
本給紙装置には、給紙テーブル１０の左右両側にエアー吹付装置３１が配置されている（図１では一方のみを示す）。このエアー吹付装置３１は、エアー供給管３２の先端部にエアーノズル３３を備えており、所定の高さ位置に設定されたシート１の端面に向かってエアーが吹き付けられる。このように左右のエアーノズル３３から吹き出されたエアーによって給紙テーブル１０上に積載されているシート１の最上部分において、シートが浮揚し捌かれることとなる。
【００１５】
キックローラ１１の前方には、該キックローラ１１から繰り出されたシート１を搬送するための給紙ローラ４０が配設され、またこの給紙ローラ４０の下部近傍には逆方向に回転する分離ローラ４１が配設されている。給紙ローラ４０は上記キックローラ１１と同様にその表面にシート１を吸引して搬送する。このため給紙ローラ４０及び分離ローラ４１は電磁弁を介してバキュームポンプに接続されており、電磁弁のオン・オフにより吸引の制御が可能となる。給紙ローラ４０は、支軸４２とその回りを回転するローラ部４３とで構成されている。そして、ローラ部４３の外周面には前記キックローラ１１と同様の摩擦部材５０が被着されていると共に、全周面に亘って多数の小孔４４が設けられている。また、ローラ部４３の内部には前記小孔４４と連通する吸引孔４５が放射状に設けられており、これらの吸引孔４５及び小孔４４が給紙ローラ４０の一方の側部に取り付けられた吸引部材４６を通じてバキュームポンプと連通している。即ち、図１及び図５に示したように、吸引部材４６の下部にはバキュームホース４７の接続口４８が開設されている他、この接続口４８に続く凹部４９が内側に設けられており、この凹部４９と前記吸引孔４５とが連通する構造となっている。そして、凹部４９の大きさは上記吸引孔４５の一つに対応しており、ローラ部４３が回転したときには、放射状に設けられている吸引孔４５の一つ一つが順次に凹部４９と連通するし、その連通した吸引孔４５に続く小孔４４を通して吸引することができる。
【００１６】
一方、分離ローラ４１は、前述のキックローラ１１と同様に中空軸５１とその回りを回転するローラ部５２とで構成されている。そして、図６に示したように、上方に向けて設けられた中空軸５１の吸引孔５３は、前記給紙ローラ４０の吸引孔４５のやや後方側でほぼ向かい合うようにして近接配置されている。また、図１に示したように、ローラ部５２は、円筒体の長手方向に数カ所のくびれ部５９が形成された状態となっており、これらのくびれ部５９にガイド部材５４のくし歯状に形成された先端部が入り込んでいる。そのために、キックローラ１１から繰り出されたシート１は、ガイド部材５４の先端部にガイドされて給紙ローラ４０にスムーズに送り込まれることになる。なお、図２に示したように、ローラ部５２の外周には前記給紙ローラ４０のローラ部４３と同様に摩擦部材５８が被着されている他、全周に亘って小孔５５が設けられており、更にこの小孔５５の周縁部は、図６に示したように回転方向に対して後側の角部５６が落としてある。この角部５６を落としたことで、キックローラ１１から繰り出されたシート１の先端部が分離ローラ４１で吸引されても小孔５５の周縁部に引っかからずに済むことができる。
【００１７】
なお、前記給紙ローラ４０及び分離ローラ４１の前方には搬送シートの前端を検知するセンサＳ１及び後端を検知するセンサＳ２がそれぞれ設置されている他、その前方には一対のピンチローラから成る搬送ローラ５７が配設されており、これら検出センサＳ１，Ｓ２でシートの端部を検出したのち、搬送経路（図示せず）にシートを送り込む。センサＳ１のＯＦＦからＯＮへの変化はシートの先端がが搬送ローラ５７に送り込まれたことを意味し、センサＳ２のＯＮからＯＦＦへの変化はシートの後端が給紙ローラ４０を通過したことを意味する。
【００１８】
また、給紙テーブル１０の後方両サイドには、エアーを吹き付けてシートを捌いたときに、シート１の後端のばらつきを規制する押さえ部材３４（図１にて、その一方のみを図示）が配置されている。この押さえ部材３４は、図３に示したように、給紙テーブル１０の後側部において、給紙テーブル１０上のシートの後端位置Ｐ１から前方への繰り出し長Ｘの範囲に配置されるが、この繰り出し長Ｘは給紙テーブル１０上のシート１の前端位置Ｐ２から給紙ローラ４０と分離ローラ４１との分離位置Ｐ３までの送り長Ｌに対して、Ｌ≧Ｘの位置関係となっている。その結果、エアー吹付装置３１でシート１を捌いた時の後端部の位置ずれを防止することができ、その状態でキックローラ１１によるシート１の繰り出しが可能となると共に、前記分離位置Ｐ３ではシート後端部が押さえ部材３４に拘束されないので、供給ローラ４０によるシート搬送が妨げられるといったことがない。
【００１９】
次に、タイムチャートに基づいて本給紙装置を用いたシートの給紙方法について説明する。図７は、間欠給紙モードの場合の本給紙装置を構成する各ローラの回転制御及び吸引制御の方法を示す。給紙テーブル１０の高さ位置、検出レバー２６の押圧力、エアー吹付手段３１のエアー圧力などの制御条件は、給紙モード、シートの形状、厚さ等を操作パネルで設定することで自動的に設定される。
【００２０】
先ず、給紙モードを間欠給紙に設定し操作パネルの電源スイッチを入れると給紙ローラ４０、分離ローラ４１及び搬送ローラ５７が回転する。同時に分離ローラ４１の吸引を始める。給紙をスタートさせると給紙ローラ４０の吸引が開始される。続いてキックローラ１１が回転するとともに吸引も開始される。エアーノズル３３によるエアーの吹き出しにより捌かれ浮揚させられたシート１は、キックローラ１１に吸引され給紙ローラ４０に引き渡す。キックローラ１１の回転角度はシート１が給紙ローラ４０に届くように予め設定されていいる。所定回転角度だけキックローラ１１を回転させた後にキックローラ１１の回転と吸引を止める。２枚目以降のシートは分離ローラ４１により給紙テーブル側に戻され、最上位のシート１ａのみが搬送ローラ５７側へ送り出されることとなる。
【００２１】
送り出されたシート１の先端がセンサＳ１によって検知されたとき給紙ローラ４０の吸引を停止する。予め、シートの長さ、確保すべき必要なシート間隔、搬送速度及びシートのセット位置等のデータから定められた所定時間後に再びキックローラ１１の回転及びそれに連動する吸引を再開して２枚目のシートの送り出しを始める。さらに、２枚目のシートが給紙ローラ４０に来るタイミングに基づき、それ以前に給紙ローラ４０の吸引を行い、該２枚目の搬送に備える。このようにしてシート間の間隔を制御しつつ間欠給紙を行うのである。
【００２２】
尚、図３に示すキックローラ７１を使用する場合は、上記のキックローラ１１を回転させるタイミングでキックローラ７１を回転させ、半回転させた位置で停止させる。この場合、吸引は常時行う。
【００２３】
次に連続給紙モードの場合の説明をする。図８は、連続給紙モードの場合の本給紙装置を構成する各ローラの回転制御及び吸引制御のタイムチャートを示す。先ず、給紙モードを連続給紙モードに設定して、操作パネルの電源スイッチを入れると給紙ローラ４０、分離ローラ４１及び搬送ローラ５７が回転する。同時に分離ローラ４１の吸引を始める。給紙をスタートさせると給紙ローラ４０の吸引が開始される。続いてキックローラ１１を回転させるが、吸引は行わない。エアーノズル３３によるエアーの吹き出しにより捌かれ浮揚させられたシート１は、キックローラ１１との摩擦力により給紙ローラ４０に引き渡される。２枚目以降のシートは分離ローラ４１により給紙テーブル１０側に戻され、１枚目のシートのみ搬送ローラ５７側へ繰り出される。１枚目のシート後端がキックローラ１１を過ぎると、キックローラ１１は２枚目のシートを搬送し始める。２枚目以降のシートは１枚目のシートが給紙ローラ４０を過ぎるまでは分離ローラ４１により引き戻されるので、分離ローラ４１の手前で止まることとなる。この時、シートに対してキックローラ１１が与える押し出す力は、吸引力に依らず摩擦力のみに依るので、座屈力の弱いシートであっても屈折変形することはない。１枚目のシートが給紙ローラを通り過ぎた段階で、給紙ローラ４０は２枚目のシートを吸引し次段の搬送ローラ５７への搬送を始める。ところが、搬送ローラ５７の速度を、給紙ローラ４０の速度よりも大きく設定することで、シート間の間隔は所定の距離に制御されることとなる。このようにして、連続給紙の場合のシートを連続的にくりだすこととする。
【００２４】
【発明の効果】
これにより、本発明に係る給紙装置は、取り扱うシートの形状が異なる場合であっても、シートの長さに応じて制御方法を変更することにより、先に繰り出されたシートの後端を検出することなく長いシートの場合は間欠給紙により、短いシートの場合は連続給紙により、シートを１枚ずつ所定の間隔を開けて確実に繰り出すことができ、且つ、シートの厚さや座屈力等の条件の如何に拘わらず、シート詰まりや不送、若しくはシートの重複供給を生じさせないシートの繰り出しを可能としたのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る給紙装置の一実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る給紙装置の側面概略図である。
【図３】本発明に係る図２に示すものとは異なるタイプのキックローラを用いた給紙装置の側面概略図である。
【図４】シートの捌き具合を検出する検出手段を示す斜視図である。
【図５】給紙ローラの断面図である。
【図６】給紙ローラと分離ローラとの小孔の位置関係を示す断面図である。
【図７】本発明に係る間欠給紙モードの給紙制御方法を示すタイムチャートである。
【図８】本発明に係る連続給紙モードの給紙制御方法を示すタイムチャートである。
【図９】従来における給紙装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
１ シート
１ａ 最上紙面
１０ 給紙テーブル
１１ キックローラ
３１ エアー吹付手段
４０ 給紙ローラ
４１ 分離ローラ
５７ 搬送ローラ

Claims (5)

1. 給紙テーブルに積載されたシートを上面から順次に１枚ずつ繰り出す給紙装置において、
   給紙テーブル上に積載されたシートを給紙ローラへ送るキックローラと、シートを給送する方向に回転する給紙ローラと、シートを給紙テーブル側へ戻す方向に回転する分離ローラとからなり、該キックローラ、該給紙ローラ及び該分離ローラは各ローラ表面に間隔をおいて開けられた複数の穴を有し、各ローラの複数の穴の夫々は当該各ローラの回転に応じて夫々選択的に負圧源と連通してシートを吸引するようになし、
   給紙モードに応じてシート給送過程での前記キックローラ及び前記給紙ローラのそれぞれの回転及び停止と前記負圧源による吸引のオン・オフのタイミングを制御することで、給紙テーブルに積載されたシートをシートの長さに応じて１枚ずつ繰り出すようにした給紙装置。
2. 前記モードは、間欠給紙モード及び連続給紙モードである、請求項１の給紙装置。
3. 前記間欠給紙モードの場合は、前記給紙ローラを常時回転させ、その吸引は前記キックローラから繰り出されたシートを搬送ローラに送り出すまで間欠的に行い、前記キックローラの回転及び吸引は連動してシートを前記給紙テーブルから前記給紙ローラに繰り出すまで間欠的に行う、請求項２の給紙装置。
4. 前記連続給紙モードの場合は、前記給紙ローラの回転及び吸引を常時行い、前記キックローラの回転はシートを前記給紙テーブルから前記給紙ローラに繰り出すまで連続的に行うがその吸引は行わず、搬送ローラの速度を前記給紙ローラの速度よりも大きく設定して行う、請求項２の給紙装置。
5. 給紙テーブルに積載されたシートを上面から順次に１枚ずつ繰り出す給紙方法において、
   給紙テーブル上に積載されたシートを給紙ローラへ送るキックローラと、シートを給送する方向に回転する給紙ローラと、シートを給紙テーブル側へ戻す方向に回転する分離ローラとからなる給紙装置を用い、
   該キックローラ、該給紙ローラ及び該分離ローラは各ローラ表面に間隔をおいて開けられた複数の穴を有し、各ローラの複数の穴の夫々は当該各ローラの回転に応じて選択的に負圧源と連通してシートを吸引させ、
   給紙モードに応じてシート給送過程での前記キックローラ及び前記給紙ローラのそれぞれの回転及び停止と前記負圧源による吸引のオン・オフのタイミングを制御するとともに、先に繰り出されたシートの後端を検出することなく予め設定された時間間隔で前記キックローラを動作させる給紙制御方法。

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