JP3659607B2 - 紙分離装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機、ファクシミリ装置、スキャナなどのように用紙を搬送する機構を備えた装置において用紙を分離・搬送するＦＲＲ方式の紙分離装置に関し、特に分離ローラの振動により発生する騒音を解消することができる紙分離装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機やファクシミリ装置などで用いられる自動原稿搬送装置（以下、ＡＤＦという）は、原稿台に積載された原稿束の最上部（もしくは最下部）から原稿を１枚ずつ分離して読み取り部に送出する機構を備える。その代表的な方式としては、パッド分離方式、ＦＲＲ（フリクション・リバース・ローラ）方式などがある。近年の事務機器ではオペレーションに要する時間を短縮したいとの要求から、原稿読み取り速度の高速化を図る場合が多く、そのためにＡＤＦによる用紙の分離に要する時間も短縮する必要が生じている。ＦＲＲ方式は摩擦分離方式の中では分離性能に優れた方式であるとされ、分離作業の高速化の要求にも対応でき得る方式であるが、分離作業の高速化により騒音（振動音）が顕著になるという弊害が生じやすい。
図７にＦＲＲ方式のＡＤＦの動作を示す。原稿Ｄは紙面向かって左から右へ搬送される。対向し合うゴムローラ対のうち、上方のローラ１ｅは搬送ローラ、下方のローラ２ｅは分離ローラである。搬送ローラ１ｅはモータとギヤなどの伝達系を介して接続されて駆動される（符号２１は駆動軸を示す）。このローラ１ｅの回転はモータの回転に同期する。搬送ローラ１ｅと同様に分離ローラ２ｅもモータにより駆動されるが、モータからの動力はトルクリミッタを介してリバースローラ（分離ローラ）２ｅに伝達されるため、分離ローラ２ｅの回転は必ずしもモータの回転に同期しない。符号３ｅはブラケットである。
分離ローラ２ｅは通常は原稿Ｄを紙面左に押し戻す方向（つまり搬送ローラ１ｅと同一回転方向＝反時計廻り方向）に回転するが（図７（ｂ））、搬送ローラ１ｅから原稿を介して受ける摩擦力がトルクリミッタにより設定される値を越える場合にはトルクリミッタが作用して搬送ローラ１ｅに連れ回る方向（搬送ローラ１ｅと逆回転方向）に回転する（図７（ａ））。
【０００３】
分離ローラ２ｅが搬送ローラ１ｅに連れ回るのは例えばローラ対に挾まれる原稿が１枚もしくは０枚の場合であり、この場合には搬送ローラ１ｅから受ける摩擦力がトルクリミッタの設定値よりも大きくなるため、分離ローラ２ｅは搬送ローラ１ｅに連れ回る方向に回転し、原稿をスムースに読み取り系に搬送する。これに対して、原稿がローラ対の間に２枚以上挾まる場合、原稿同士の摩擦力はトルクリミッタの設定値よりも小さくなるため、リバースローラを連れ回りさせることができない。このため分離ローラ２ｅは原稿を押し戻す方向に回転し、搬送ローラ１ｅに接している原稿を残して他の原稿は押し戻される。つまり、トルクリミッタの設定値は上記の原稿同士の摩擦力よりも大きく、原稿と分離ローラ２ｅの摩擦力よりも小さい範囲内にある必要がある。
ＦＲＲ方式の分離プロセスは上記の様に分離ローラ２ｅの正転・逆転（連れ回り）により行われ、実際の分離において分離ローラ２ｅの挙動は常に振動的である。分離ローラ２ｅの振動数はトルクリミッタのトルク設定やレイアウトなどの機構設計により変化するが、例えば100Hz 程度のほぼ一定の周波数で振動する場合が多い。
分離ローラ２ｅはブラケット３ｅによって駆動軸21に支持されるので、分離ローラ２ｅが振動すると、振動はブラケット３ｅを介して周辺の構造体、例えば駆動軸21などに伝搬する。そして、駆動軸の共振周波数が分離ローラ２ｅの振動数に近い場合には、その振動によって駆動軸の共振が誘発されて騒音になる。
しかしながら、従来技術は、上記のような分離ローラ２ｅの振動による騒音を解決する手段を提供していない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、ＦＲＲ方式のＡＤＦなどの紙分離装置の従来技術では、分離ローラの振動により騒音が発生するという問題がある。
本発明の課題は、上記のような従来技術の問題を解決し、分離ローラの振動を軽減させ、それにより騒音を軽減させることができるＦＲＲ方式の紙分離装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、モータにより搬送方向に回転駆動される搬送ローラと、搬送ローラと外周面でニップした状態で回転自在に配置され且つモータの駆動力がトルクリミッタを介して伝達される構成を有した分離ローラと、から構成されるＦＲＲ方式の紙分離装置において、前記分離ローラの回転に対して一定の摩擦負荷を付与する構成を備え、上記摩擦負荷を付与する構成として、上記トルクリミッタに一定の接触圧をもって接する弾性部材を設けたことを特徴とする。
請求項２記載の発明では、モータにより搬送方向に回転駆動される搬送ローラと、搬送ローラと外周面でニップした状態で回転自在に配置され且つモータの駆動力がトルクリミッタを介して伝達される構成を有した分離ローラと、から構成されるＦＲＲ方式の紙分離装置において、前記分離ローラの回転に対して一定の摩擦負荷を付与する構成を備え、上記摩擦負荷を付与する構成として、上記分離ローラに転がり摩擦をもって接する負荷機構を設け、上記分離ローラの逆回転時には摩擦負荷が作用しないようにする負荷解除手段を備え、上記負荷解除手段は、負荷機構支持部材に設けられたスリットに負荷機構の回転軸をはめ込んで負荷機構をスリットの長手方向にのみ移動できるようにした構成を備え、上記分離ローラが搬送ローラと連れ回りして逆回転するときには負荷機構の回転軸がスリット内を分離ローラに摩擦負荷を付与しない方向へ移動し、分離ローラが搬送ローラと同方向へ正回転するときには分離ローラに摩擦負荷を付与する位置に負荷機構の回転軸が移動するように構成したことを特徴とする。
【０００６】
【作用】
上記のような構成にしたので、請求項１記載の発明では、分離ローラに加えられる摩擦負荷により、分離動作時の分離ローラの振動が軽減される。
請求項２記載の発明では、上記作用に加えて、摩擦負荷の経時的安定性を確保できる。更に、ニップ部に１枚だけ進入した紙を搬送するとき、搬送ローラの回転により連れ回りする分離ローラに摩擦負荷が加わることがない。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明の第１の形態例の紙分離装置の要部正面図である。この正面図は、紙分離装置（以下、分離装置と略す）を紙進入側から見た状態で示している。図示したように、この実施例の分離装置は、原稿などを搬送する搬送ローラ１と、搬送ローラ１と協働して（外周面でニップして）積載された束から原稿などを１枚づつ分離する分離ローラ２と、分離ローラ２を支持するブラケット３と、分離ローラ２と同軸状に配置されたトルクリミッタ４と、分離ローラ２の回転に対して一定の摩擦負荷を付与する負荷機構５などを備えている。なお、符号６は搬送ローラ１と分離ローラ２とが接するニップ部であり、このニップ部６に原稿などが進入する。
この形態例の動作は、基本的には「従来の技術」の項に示した従来技術による分離装置の場合と同じである。つまり、原稿などの分離・搬送を行う際は、搬送ローラ１が搬送方向に回転し、また、モータの駆動軸に連結された（駆動位置を矢印で示す）トルクリミッタ４を介して分離ローラ２も回転する。回転軸７の回転方向は搬送ローラ１と同じ回転方向であり、ニップ部６に２枚以上の原稿などが進入した場合は分離ローラ２も搬送ローラ１と同じ回転方向になる（「従来の技術」および図７(b) 参照）。それに対して、原稿などが１枚だけ進入した場合、および原稿などが進入していない場合は、分離ローラ２は搬送ローラ１とは逆の回転方向になる（「従来の技術」および図７(a) 参照）。
【０００８】
この形態例の特徴的な構成は、負荷機構５を付与した点である。このように、分離ローラ２の回転方向は原稿などの進入状況により変化するのであるが、正回転・逆回転によらず、分離ローラ２に対し、負荷機構５による一定の摩擦負荷が作用する。つまり、この形態例の負荷機構５は分離ローラ２の正回転・逆回転によらず固定状態であり、このような負荷機構５が回転軸７ａと圧接しているので、分離ローラ２と一体になって回転する回転軸７ａに正回転・逆回転によらず一定の摩擦負荷を与えるわけである。
【０００９】
図２に、負荷機構５を用いた摩擦負荷付与による分離ローラ（リバースローラ）に対する制振効果を示す。図２に示したグラフの横軸は時間（秒）であり、１枚の紙がニップ部６にある状態で２枚目がニップ部６に進入し、２枚目の先端がニップ部６に達した時をＴＩＭＥ ０としている。また、たて軸は、ラジアンを単位とする分離ローラ（リバースローラ）の変位角である。図示したように摩擦負荷なしのときは一定変位角の正逆転をくり返す。つまり、２枚目が進入してくると、分離ローラ２は搬送ローラ１と同一回転方向（これを正回転と定義する）になるが、それにより２枚目が押し戻されるため、ニップ部６の紙進入状態は１枚に近い状態になる。したがって、分離ローラ２は一定変位角だけ逆回転する。そうすると、２枚目は再び最初に進入した位置まで進入する。このくり返しとなり、図示したように一定変位角の正逆転をくり返し、振動が発生し易い状況となる。
【００１０】
それに対して、分離ローラ２に対して60gf.cm の摩擦負荷が付与されている場合は、最初、重送が発生した時に摩擦負荷なしの場合とほぼ同位置まで分離ローラ２が正回転して２枚目を押し戻すが、次の逆回転時には摩擦負荷のためにわずかな角度しか変位せず、次の正回転は上記逆回転の変位よりもさらに小さな角度しか変位せず、その後さらに正逆の変位を小さくして振動が停止する。この停止状態が１枚目と２枚目の重なった状態が終るまで（２枚目の押し戻しが完了して重送が終わるまで）持続し、１枚目の前進によりニップ部６に２枚目だけがある状態になると、分離ローラ２は持続的な連れ回り状態になり、２枚目が前進する。
【００１１】
図２に示したように、摩擦負荷が 5gf.cm 〜30gf.cm の場合も同様に動作するが、これらの場合には振動の収斂時間は摩擦負荷が小さくなるに従って長くなる。
図３(a) 及び(b) は本発明の第２の形態例の正面図及び要部右側面図である。図示したように、この形態例では、モータからの駆動力を伝達する回転軸７に連結したトルクリミッタ４ａ（分離ローラ２ａの軸方向外側に位置する）を介して分離ローラ２ａを駆動しているが、摩擦負荷を付与する負荷機構としてトルクリミッタ４ａの外郭９に一定の接触圧をもって接するように配置された弾性部材８を備えている。
このように構成したことにより、この形態例では、分離・搬送時、原稿などがニップ部６に進入する状況に応じて分離ローラ２ａが正回転および逆回転する際に、分離ローラ２ａと一体になって回転するトルクリミッタ４ａの外郭９に弾性部材８による摩擦負荷がかかるので、第１の形態例と同様に分離ローラ２ａの振動が軽減され、したがって騒音が軽減される。なお、図３において、符号３ａは回転軸７を支持するブラケットである。
また、上記において弾性部材８を分離ローラ２ａの外周面に直接圧接する構成も可能である。
【００１２】
図４(a) 及び(b) は本発明の第３の形態例の正面図及び要部右側面図である。図示したようにこの形態例では摩擦負荷を付与する負荷機構として、分離ローラ２の外周面に一定の転がり摩擦をもって接する負荷機構10を備えている。その他の構成は図１と同様である。
モータの駆動力は分離ローラの内部に配置されたトルクリミッタ４を介して分離ローラ２に伝達される。負荷機構10は表面をゴムなどの弾性材で覆った部材（例えばゴムローラ）であり、回転可能にブラケット３ｂに支持される。また、負荷機構10と分離ローラ２の外周面とは一定の接触圧をもって接するように配設される。つまり、接触圧は分離ローラ２の回転時に適切な負荷を生じる値に設定されるわけである。
この形態例においても、第１の形態例と同様に分離ローラ２の振動が軽減され、したがって騒音が軽減される。また、転がり摩擦を利用した構成であるので、摩擦負荷の経時的安定性を確保できる。
【００１３】
図５(a) (b) 及び(c) は本発明の第４の形態例を説明するための図である。この形態例は、転がり摩擦を利用した上記第３の形態例に於て、分離ローラの逆転時にのみ摩擦負荷が作用しないようにした構成が特徴的である。この形態例の分離装置は、第３の形態例に示した負荷機構10ａを備え、さらに上記負荷機構10ａにその位置を変えさせるような力が加わったとき、負荷機構10ａを図の左右方向には移動可能とするが、下方向（または上下方向）には移動不可にする負荷解除手段11を備えている。
【００１４】
図６に、上記のごとき負荷解除手段１１を例として示す。図示したようにこの負荷解除手段１１は負荷機構支持部材１１ａに設けられ、且つ図の左右方向に延びるスリット１２を有し、このスリットに負荷機構１０ａの回転軸１３がはめ込まれている。このような構成にしたので、負荷機構１０ａは図の左右には移動できるが上下には移動できない。なお、負荷解除手段１１はブラケット３ｃに固定されている。上記のような構成で、この形態例の分離装置は、図５（ａ）に示すように分離ローラ２が搬送ローラ１に連れ回りをしているとき（逆回転時）、分離ローラ２の時計回り回転によって負荷機構１０ａは反時計回りの連れ回りをする。したがって、負荷機構１０ａの回転軸１３はスリット１２内を左に移動し、負荷機構１０ａは分離ローラ２から離れ、摩擦負荷が解除される。それに対して、図５（ｂ）に示すように、２枚以上の原稿などがニップ部６に進入し、分離ローラ２が正回転（図では反時計回り）状態になると、負荷機構１０ａは時計回りに連れ回りするので、負荷機構１０ａの回転軸１３はスリット１２内を右に移動し、負荷機構１０ａは分離ローラ２に接触し摩擦負荷を付与する。このように、第４の形態例によれば、分離ローラ２が連れ回りするときは分離ローラ２に摩擦負荷が付与されず、分離ローラ２が正回転（自転）するときには摩擦負荷が加わるので、分離ローラ２の振動による騒音が解消すると共に、原稿などがニップ部に１枚だけ進入して搬送されている際の搬送ローラ１に対する無用の負荷を軽減することができる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明では、分離ローラの回転に対して弾性部材等により一定の摩擦負荷を付与するようにしたので、分離ローラに加えられる摩擦負荷により、分離動作時の分離ローラの振動が軽減され、そのときの騒音が軽減される。
また、請求項２記載の発明では、分離ローラに転がり摩擦をもって接する負荷機構を設けたので、摩擦負荷の経時的安定性を確保でき、騒音の軽減を長期にわたって確保できる。また、分離ローラの逆転時には摩擦負荷が作用しないようにする負荷解除手段を装備したので、ニップ部に１枚だけ進入した紙を搬送するとき、搬送ローラの回転により連れ回りする分離ローラに摩擦負荷が加わらず、搬送ローラの負荷を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の形態例を示す紙分離装置の正面図である。
【図２】本発明の効果を説明する説明図である。
【図３】 (a) 及び(b) は本発明の第２の形態例を示す紙分離装置の正面図および側面図である。
【図４】 (a) 及び(b) は本発明の第３の形態例を示す紙分離装置の正面図および側面図である。
【図５】 (a) 及び(b) は本発明の第４の形態例を示す紙分離装置の説明図である。
【図６】本発明の第４の形態例を示す紙分離装置要部の説明図である。
【図７】 (a) 及び(b) は従来技術の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 搬送ローラ、２ 分離ローラ、３ ブラケット、４ トルクリミッタ、５負荷機構、６ ニップ部、７ 回転軸、８ 弾性部材、10 負荷機構、11 負荷解除手段

Claims (2)

1. モータにより搬送方向に回転駆動される搬送ローラと、搬送ローラと外周面でニップした状態で回転自在に配置され且つモータの駆動力がトルクリミッタを介して伝達される構成を有した分離ローラと、から構成されるＦＲＲ方式の紙分離装置において、前記分離ローラの回転に対して一定の摩擦負荷を付与する構成を備え、
   上記摩擦負荷を付与する構成として、上記トルクリミッタに一定の接触圧をもって接する弾性部材を設けたことを特徴とする紙分離装置。
2. モータにより搬送方向に回転駆動される搬送ローラと、搬送ローラと外周面でニップした状態で回転自在に配置され且つモータの駆動力がトルクリミッタを介して伝達される構成を有した分離ローラと、から構成されるＦＲＲ方式の紙分離装置において、前記分離ローラの回転に対して一定の摩擦負荷を付与する構成を備え、
   上記摩擦負荷を付与する構成として、上記分離ローラに転がり摩擦をもって接する負荷機構を設け、
   上記分離ローラの逆回転時には摩擦負荷が作用しないようにする負荷解除手段を備え、
   上記負荷解除手段は、負荷機構支持部材に設けられたスリットに負荷機構の回転軸をはめ込んで負荷機構をスリットの長手方向にのみ移動できるようにした構成を備え、
   上記分離ローラが搬送ローラと連れ回りして逆回転するときには負荷機構の回転軸がスリット内を分離ローラに摩擦負荷を付与しない方向へ移動し、分離ローラが搬送ローラと同方向へ正回転するときには分離ローラに摩擦負荷を付与する位置に負荷機構の回転軸が移動するように構成したことを特徴とする紙分離装置。

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