JP3848418B2 - シートのスタックから切断シートを供給するシート供給装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、概ね切断シート供給装置に関し、より詳細には、電子写真印刷機における切断シート供給用の高さ感知供給ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
印刷機において、コピーシートは、１つ又はそれ以上のトレーからプリント・モジュールに供給される。適切に機能するため、シートのスタックは、供給ヘッドが独立した各々の個別的なシートを適切に捕捉して供給することになる範囲内に維持されなければならない。様々な形式のセンサが、シートのスタックを所定の捕捉範囲内に維持するために、シートトレー内で利用されてきた。更に、その他の受動的な形式のシートトレーは、シートのスタックが供給ヘッドの一部に対して継続的に押圧されて供給の準備ができたシートを常に提供するように成した付勢式のトレーを利用している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の方法に関わる問題は、しばしば、センサ又はスイッチがシートの巻き上がった縁部に反応せず、間違った読取りを提示し、それによってスタックから不適切に供給されるシートを産み出すことである。受動的なバネ装填式のトレーは、捕捉の準備ができたシートを常に提供するが、トレー内におけるバネ力の不変の性質の故に供給され得る用紙の重量及び形式の許容範囲に関しては幾分か限定される。
【０００４】
用紙供給能力の広い許容範囲を有するが、それでもなお、スタック高さレベルに関する間違った読取りを示すかもしれず、更に／或いは継続的な接続及びトレーが再充填のために開くように摺動されるときの再接続の故に信頼性の問題を有するかもしれない電気的な接続部及び／又はセンサ・スイッチを有するものではない、シート供給トレーを有することは望ましいことである。
【０００５】
以下の開示は、本発明の様々な特徴に関連する可能性があるものである。
【０００６】
米国特許第５，０３３，７３１号は、第１の信号がスタックから供給されるシートに応じて生成され、第２の独特な信号が満杯スタック状態で生成されるように成した、複式モードのスタック高さ感知及びシート送出し装置におけるシートスタック制御システムを説明している。
【０００７】
米国特許第４，５８９，６４５号は、異なった事前設定レベルで信号を生成して、供給されるべきスタックの高さを示すように成した、文書セット分離器及びスタック高さセンサを開示している。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のシートのスタックから切断シートを供給するシート供給装置は、シートのスタックを支持するシート支持体であって、作動位置から装填位置まで移動可能であり、シートのスタックを保持するための引き出し可能な引出しを含む前記シート支持体と、シートのスタックの頂部に当接する供給ヘッドと、前記シート支持体に隣接し、且つ前記シート支持体から切り離されて、前記供給ヘッドに対して動作可能に配置された供給ヘッド・センサと、前記供給ヘッド・センサからの信号を受信するように動作可能に接続され、シートが供給されてスタック高さが枯渇するとき前記シート支持体内におけるスタックの高さを持ち上げるようにした、スタック高さ制御装置とを含んで成り、前記供給ヘッドは、シートがスタックから供給されたときに前記供給ヘッドが軸周りに回転してスタックの中の最上段のシートとの接触が維持されるように、前記引出しに軸支され、さらに、前記引出しは、前記供給ヘッド・センサを機械の中で位置決めする位置決め機構を含む。
【００１０】
【実施例】
図１は、スタック高さ制御をその中で利用している典型的な電子写真式印刷機に関する概略立面図である。
図２は、本発明のスタック高さ感知式の供給ヘッドに関する詳細な立面図である。
図３は、本発明のスタック高さ感知式の供給ヘッド及びセンサ機構に関する平面図である。
図４は、本発明の浮動センサ機構に関する詳細な立面図である。
図５は、本発明を使用している複数のスタック高さ感知機構のためのエレベータ駆動機構に関する概略図である。
図６は、本発明を使用している複数のスタックのための供給装置駆動機構に関する概略図である。
【００１１】
本発明の機構の概略的な理解のために、図面を参照する。図面において、同様な参照番号は、同一の要素を識別するものとして全体を通して使用された。図１は、本発明の機構をその中に組み込んだ電子写真印刷機を概略的に示している。本発明の遠隔的なスタック高さ感知式の制御組立体が広範な様々な装置において採用され得るものであり、その適用が本文に示された特定の実施態様に本質的に限定されるものでないことは、以下の論議から明白になるであろう。
【００１２】
図面の図１を参照すると、原稿は、参照番号２８で概略的に示されたラスター入力スキャナ（ＲＩＳ）上において文書処理装置２７の中に位置決めされる。ＲＩＳは、文書照明ランプ、光学機器、機械的な走査駆動機構及び電荷結合素子（ＣＣＤ）配列を包含する。ＲＩＳは、原稿の全体を捕捉して、それを一連のラスター走査線に変換する。この情報は、以下で説明されるラスター出力スキャナ（ＲＯＳ）を制御する電子的なサブシステム（ＥＳＳ）に送信される。
【００１３】
図１は、一般的に光導電ベルト１０を採用している電子写真印刷機を概略的に示している。好ましくは、光導電ベルト１０は、基底層の表面に被覆された光導電物質によって形成され、この基底層もまた巻き上がり防止裏打ち層の表面に被覆される。ベルト１０は、矢印１３の方向に運動し、連続的な部分を前送りして、その運動通路の廻りに配設される様々な処理部を順次通過させる。ベルト１０は、ストリップローラ１４、テンションローラ１６及びドライブローラ２０の廻りに巻き込まれる。ローラ２０が回転するにつれて、それはベルト１０を矢印１３の方向へ前送りする。
【００１４】
初めに、光導電面の一部が帯電部Ａを通過する。帯電部Ａでは、参照番号２２で概略的に示されたコロナ放電発生装置が、光導電ベルト１０を比較的高くて実質的に均一な電位に帯電させる。
【００１５】
露光部Ｂでは、参照番号２９で概略的に示された制御装置、即ち電子サブシステム（ＥＳＳ）が、所望の出力画像を表現する画像信号を受信し、これらの信号を処理して、それらを、例えば参照番号３０で概略的に示されたラスター出力スキャナ（ＲＯＳ）である被変調出力発生器に送信される画像の連続トーン即ちグレースケール表現に変換する。ＥＳＳ２９は、好ましくは、内蔵式の専用ミニコンピュータである。ＥＳＳ２９に送信された画像信号は、上述のようにＲＩＳから或いはコンピュータから生ずることも可能であり、それによって電子写真印刷機が１つ又はそれ以上のコンピュータのための遠隔的に配置されるプリンタとして機能することが可能になる。或いは、当該プリンタは、高速コンピュータのための専用プリンタとして機能することも可能である。印刷機によって再現されることが望まれる連続トーンの画像に対応するＥＳＳ２９からの信号は、ＲＯＳ３０に送信される。ＲＯＳ３０は、回転多面鏡ブロックを備えたレーザを包含する。ＲＯＳは、光導電ベルト１０の帯電部分に照明を当てる。ＲＯＳは、光導電ベルトを露光させ、ＥＳＳ２９から受信した連続トーン画像に対応する静電潜像をその表面に記録することになる。代替案として、ＲＯＳ３０は、光導電ベルト１０の帯電部分にラスター毎のベースで照明を当てるように配置される発光ダイオード（ＬＥＤ）の線形配列を採用することも可能である。
【００１６】
静電潜像が光導電面１２に記録された後、ベルト１０が潜像を現像部Ｃに前送りし、そこでは、液体又は乾燥粒子の形態にあるトナーが周知の技術を使用して潜像に対して静電的に吸着される。潜像は、キャリア粒剤からトナー粒子を吸着して、その表面にトナー粉体画像を形成する。連続的な静電潜像が現像されるにつれて、トナー粒子は現像剤物質から消費される。参照番号４４で概略的に示されたトナー粒子配給器が、現像装置３８の現像剤ハウジング４６にトナー粒子を配給する。
【００１７】
続いて図１を参照すると、静電潜像が現像された後、ベルト１０上に存在するトナー粉体画像は、転写部Ｄに前進する。プリントシート４８は、シート供給装置５０によって転写部Ｄに前送りされる。シート供給装置５０は、好ましくは、スタック５４の最上部のシートに当接する軽圧ロール５３を包含する。軽圧ロール５３は、スタック５４からの最上部のシートを、送りロール５２と減速ロール５１（図２）によって形成されるニップの中に前送りし、これがシートを垂直方向搬送機構５６の中に前送りする。垂直方向搬送機構５６は、支持物質から成る前進シート４８を画像転写部Ｄを越えて位置合わせ搬送機構５７の中へ案内し、感光体ベルト１０からの画像を定期的に継続して受け取るので、その表面に形成されたトナー粉体画像は、転写部Ｄにおいて前進シート４８と接触する。転写部Ｄは、シート４８の裏面にイオンを散布するコロナ放電発生装置５８を包含する。これが、トナー粉体画像を光導電面１２からシート４８に吸着させる。転写の後、シート４８は、シート４８を定着部Ｆに前送りするベルト搬送機構６２を経由して矢印６０の方向に移動し続ける。
【００１８】
定着部Ｆは、参照番号７０で概略的に示された定着器組立体を包含し、これが転写されたトナー粉体画像をコピーシートに対して永続的に定着させる。定着器組立体７０は、好ましくは、加熱定着ローラ７２と、コピーシート表面の粉体画像を定着ローラ７２に当接させる加圧ローラ７４とを包含する。
【００１９】
その後、シートは、画像がシートに対して永続的に固定即ち定着される定着器７０を通過する。定着器７０を通過した後、ゲート８０は、シートが直接に出力１６を介してフィニッシャ又はスタッカーのような出力装置に移動することを許容するか、或いはシートを両面印刷通路１００の中へ、詳細には、先ずここでは単一のシート逆転器８２の中へ偏向させる。即ち、シートが片面印刷シートであるか又は１面と２面の両方に画像を形成せしめた完了した両面印刷シートであるならば、シートは、ゲート８０を介して直接に出力１６まで搬送されることになる。しかし、シートが両面印刷されるのものであって１面の画像のみが印刷されているならば、ゲート８０は、シートを逆転器８２の中へそして両面印刷ループ通路１００の中へ偏向させるように位置決めされ、そこで当該シートは、逆転された後、加速ニップ１０２及びベルト搬送機構１１０に送られ、転写部Ｄ及び定着器７０を介して再循環するように戻され、それが出口通路１６を介して出て行く前に、その両面印刷シートの裏面に２面の画像を受け取って永続的に定着される。
【００２０】
プリントシートがベルト１０の光導電面１２から分離された後、光導電面１２に付着する残留トナー／現像剤及び紙繊維粒子は、清掃部Ｅにおいてそこから取り除かれる。清掃部Ｅは、紙繊維をかき乱して取り除くために光導電面１２に接触して回転可能に取付けられる繊維状ブラシと、転写されなかったトナー粒子を取り除くための清掃ブレードとを包含する。当該ブレードは、用途に応じて拭い取り位置又は剥ぎ取り位置のいずれかにおいて形成されることが可能である。清掃に続いて、放電ランプ（図示せず）が光導電面１２に光を照射し、次の連続的な画像形成サイクルのためのその帯電に先立って、その表面に残っている残留静電荷を消失させる。
【００２１】
様々な機械の機能は、制御装置２９によって調整される。当該制御装置は、好ましくは、これまでに述べた機械の機能のすべてを制御するプログラマブルマイクロプロセッサである。当該制御装置は、コピーシートの比較計数、再循環される文書の枚数、オペレータによって選択されるコピーシートの枚数、時間遅延、ジャム補正などを提供する。これまでに述べた例示的なシステムのすべての制御は、オペレータによって選択される印刷機のコンソールからの在来の制御スイッチ入力によって達成されることも可能である。在来のシート通路センサ又はスイッチが、文書とコピーシートの位置を追跡するために利用されることも可能である。
【００２２】
次に図２を参照すると、供給ヘッド５０の側面立面図が示されている。当該供給ヘッドは、軽圧ロール５３、送りロール５２及び減速ロール５１から構成される。スタック５４内のシートは、軽圧ロール５３によって、送りロール５２と減速ロール５１によって形成されるニップの中に軽く押し込まれる。当該軽圧ロールは、送りロール５２の軸上において多かれ少なかれ中心に配置されるピボット上に取付けられる。スタック５４内のシートが消費されるにつれて、軽圧ロール５３は、矢印１５２の方向で下向きに並進し、これが軽圧ロールの支持体に取付け／連結されたセンサ・フラッグ１５０を枢支旋回させ、センサ１６０を開かせることになる。センサ１６０は、エレベータ・トレー駆動機構組立体を作動させ、それによってスタックを持ち上げ、軽圧ロール５３を矢印１５４の方向で上向きに並進させて、もう一度センサ１６０を閉じることが、エレベータの運動を停止させる。当然ながら、供給ベルト捕捉機構もまた、供給ヘッドを感知部材として使用するという同じ原理を使用することが可能である。
【００２３】
スタック高さセンサを供給ヘッドに組み込んだ結果、幾つかの利点が実現される。感知アームその他の感知部材の結果、シートには如何なる追加の抗力も付与されることがない。これは、追加の感知部材によってシートを歪めてしまう可能性をも低減させる。供給ヘッドは、シートを捕捉するために要求される垂直力の故に、スタック高さの正確な測定値をも提供する。供給ヘッドの垂直力は、供給トレー内の巻き上がったシートによって生じ得る不正確さをも排除する。スタック高さは、シートが捕捉され送られているときも「オン・ザ・フライ」方式で測定され、従って効果的なスタック高さ感知機構を提供するのである。
【００２４】
センサ・フラッグ１５０は、枢支旋回して取付けられるフラッグであり、枢支旋回する供給ヘッド・フレームに対して機械的に接続される。供給ヘッド・フレームは、用紙スタックを保持する引出し／カセットの上に取付けられる。引出し／カセット又は供給ヘッド・フレームは、印刷機の内部部材の上にセンサ装置１６０を位置決めすることになる位置決め機構１５６を有する。この構成は、図３及び図４に示される。機械的な連結構成は、供給トレーに対するすべての電気的な接続部を排除し、それによって故障と経費の１つの原因を排除する。
【００２５】
図４は、センサ・フラッグ１５０の取付けと、印刷機の内部部材の上に取付けられるセンサ装置１６０を示している。全体のセンサ組立体構成は、モジュール式に取付けられ、運動の自由を有するので、全体の装置は、位置決め機構１５６がセンサ組立体上における位置合わせ機構１５８の中に挿入されるとき自動的に位置合わせされることになる。この運動の自由は、幾つかの異なったアプローチによって達成されることも可能である。例示した１つのアプローチは、代替的に弾力性発泡体形式の取付けを使用し、運動の自由は、大寸法の孔の中においてスプリングセンタ式ピンを使用して当該装置の運動を許容することによって達成されることが可能である。スタックを持ち上げる機械的なパワーは、分離可能な連結器を介して機械の内部から引出し／カセットに対して供給される。
【００２６】
図５は、２つのセンサ、２つのトレー及び両指向性のエレベータ駆動モータを利用している全体のエレベータ駆動構成を示している。モータ１７０は、２つの単一方向クラッチ１７２及び１７４に接続される出力軸１７１を駆動する。駆動モータが第１の方向（即ち時計廻り方向）に作動すると、クラッチ１７２がトレー１８０を持ち上げる。クラッチ１７４は、時計廻り方向にスリップし、トレー１８２は静止状態に留まる。駆動モータ１７０がセンサ１６２から信号を受信すると、それは反対方向（逆時計廻り方向）に駆動され、クラッチ１７４がトレー１８２を作動させ、スタックをトレーの供給ヘッド内に持ち上げる。クラッチ１７２は、逆時計廻り方向にスリップし、トレー１８０を静止状態に留める。
【００２７】
類似の構成が、１対の供給ヘッド駆動機構２００，２０２に関するものとして図６に示されている。両指向性モータ２１０及び一連の一方向クラッチ２２０，２２２は、２つの供給ヘッド駆動機構２００，２０２と接続する。モータ２１０が第１の方向２３０に駆動されると、第１の供給ヘッド２００が、シートを印刷機に前送りするように駆動される。モータ２１０が逆転２４０されると、第２の供給ヘッド２０２が同様に駆動される。供給ヘッドを駆動する機械的なパワーは、分離可能な連結器を介して機械の内部から引出し／カセットに対して供給される。一度に２つの供給源から供給することは実際的ではないので、この構成が効率的で費用効果的な供給ヘッド駆動機構を提供する。
【００２８】
従って、単一の駆動モータと１対の単一方向クラッチの使用によって２つの独立したシート供給トレーの運転を制御する比較的安価で効率的な方式が提供されることが理解され得ることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 スタック高さ制御をその中で利用している典型的な電子写真印刷機に関する概略立面図である。
【図２】 本発明のスタック高さ感知式の供給ヘッドに関する詳細な立面図である。
【図３】 本発明のスタック高さ感知式の供給ヘッド及びセンサ機構に関する平面図である。
【図４】 本発明の浮動センサ機構に関する詳細な立面図である。
【図５】 本発明を使用している複数のスタック高さ感知機構のためのエレベータ駆動機構に関する概略図である。
【図６】 本発明を使用している複数のスタックのための供給装置駆動機構に関する概略図である。
【符号の説明】
１０ 光導電ベルト、１２ 光導電面、１４ ストリップローラ、１６ テンションローラ、２０ ドライブローラ、２２ コロナ放電発生装置、２９ 電子サブシステム（ＥＳＳ）、３０ ラスター出力スキャナ（ＲＯＳ）、３８ 現像装置、４４ トナー粒子配合器、４６ 現像剤ハウジング、４８ プリントシート、５０ 供給ヘッド（シート供給装置）、５１ 減速ロール、５２ 送りロール、５３ 軽圧ロール、５４ スタック、５６ 垂直方向搬送機構、５７ 位置合わせ搬送機構、６２ ベルト搬送機構、７０ 定着器組立体、７２ 加熱定着ローラ、７４ 加圧ローラ、８０ ゲート、８２ シート逆転器、１００ 両面印刷通路、１０２ 加速ニップ、１１０ ベルト搬送機構、１５０ センサ・フラッグ、１５６ 位置決め機構、１５８ 位置合わせ機構、１６０ センサ、１７０ モータ、１７１ 出力軸、１７２ クラッチ、１７４ クラッチ、１８０ トレー、１８２ トレー、 、２００ 供給ヘッド駆動機構、２０２ 供給ヘッド駆動機構、２１０ モータ

Claims (1)

1. シートのスタックを支持するシート支持体であって、作動位置から装填位置まで移動可能であり、シートのスタックを保持するための引き出し可能な引出しを含む前記シート支持体と、
   シートのスタックの頂部に当接する供給ヘッドと、
   前記シート支持体に隣接し、且つ前記シート支持体から切り離されて、前記供給ヘッドに対して動作可能に配置された供給ヘッド・センサと、
   前記供給ヘッド・センサからの信号を受信するように動作可能に接続され、シートが供給されてスタック高さが枯渇するとき前記シート支持体内におけるスタックの高さを持ち上げるようにした、スタック高さ制御装置とを含み、
   前記供給ヘッドは、シートがスタックから供給されたときに前記供給ヘッドが軸周りに回転してスタックの中の最上段のシートとの接触が維持されるように、前記引出しに軸支され、
   さらに、前記引出しは、前記供給ヘッド・センサを機械の中で位置決めする位置決め機構を含む、
   シートのスタックから切断シートを供給するシート供給装置。

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