JP4871974B2 - シート給紙装置 - Google Patents

Description

本発明は、給紙トレイ上に載置されたシートを所定の処理位置に順次給紙するシート給紙装置に関し、詳しくは、シートを１枚ずつ分離して給紙する分離給紙機構に関する。

画像読取装置や複写機等に備えられてシートを所定の読取位置に給紙するシート給紙装置の多くは、給紙トレイ上に積み重ねられたシートの最上位面に接触してシートを繰り出す繰り出しローラと、繰り出しローラにて繰り出されたシートを１枚に分離して所定の読取位置に給紙するための給紙ローラ及び分離部材からなる分離部とで構成される。

このようなシート給紙装置においては、給紙トレイ上のシートの最上位面に繰り出しローラを接触させるための機構として、繰り出しローラを昇降自在に構成し、繰り出しローラを下降させてシートの最上位面に接触させるものと、給紙トレイ上からシートを繰り出す給紙トレイとは別に、給紙トレイに積み重ねられたシートの先端側の一部を支持し、上昇することによってシートの最上位面を繰り出しローラに圧接させる昇降自在な昇降トレイを備えるものとがある。

上記した何れの給紙装置においても、繰り出しローラで繰り出す際に、シートが束になって分離部に連通される狭い給紙路に繰り込まれ、給紙路の給紙口でシート束の端部がくさび状となってシートが詰まった状態となり、分離部までシートを繰り出すことができないとの問題が生じる。

このような問題を解決するために、従来のシート給紙装置の中には、給紙トレイと分離部との間に傾斜したシート案内面を形成し、これによってシート束を段差状にずらして給紙口に繰り込むように構成したものがあった。

しかしながら、このような傾斜した案内面でシート束を段差状にずらして給紙口に繰り込む構成は、繰り出しローラを下降させてシートの最上位面に接触させるタイプのものには有効に作用するが、昇降トレイを上昇することによってシートの最上位面を繰り出しローラに圧接させるタイプのものにおいて、繰り出し位置が給紙口に向けて繰り出すように設定されているので、十分にシート束をずらすことができず、依然として給紙口でのシート詰りによる不送りは解消されていない。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、昇降トレイを上昇することによってシートの最上位面を繰り出しローラに圧接させるタイプの給紙部において、シートが束状で詰まることを防止し、分離部で１枚毎に分離可能な枚数のシートを確実に分離部に繰り出すことが可能なシート給紙装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、シートを載置する給紙トレイと、前記給紙トレイ上に載置されたシートの最上面に接触してシートを繰り出す繰出手段と、前記給紙トレイ上に載置されたシートの先端部を支持して、シートの最上面を前記繰出手段に接触させる昇降自在な昇降トレイと、前記繰出手段により繰り出されたシートを給紙する給紙ローラと、前記給紙ローラと圧接してシートを一枚に分離する分離部材と、前記昇降トレイの先端と前記分離部材の間に設けられ、前記繰出手段により繰り出されたシートを案内するための傾斜面を有する案内ガイド手段と、前記繰出手段と前記給紙ローラとの間に配置された中間ローラと、を備え、前記案内ガイド手段の下流側先端部は、前記傾斜面における他部よりも高い摩擦係数の部材で形成され、前記中間ローラは、その外周面が前記案内ガイド手段の傾斜面における下流側先端部と近接した対向する位置に配置されるとともに、前記繰出手段によって繰り出されるシートに接触する前記中間ローラの外周面が前記案内ガイド手段の下流側先端よりも低い位置に形成され、前記案内ガイド手段の下流側先端部と前記中間ローラの外周面との間に所定枚数以下のシートが通過可能なスペースが形成されることを特徴とするシート給紙装置を提供するものである。

ここで、前記スペースは、０．８乃至１．０ｍｍであり、前記中間ローラによるシート送り速度は、前記給紙ローラのシート送り速度と同一又はそれより低速に設定される。

そして、前記繰出手段は、前記中間ローラの回転軸を支点として揺動自在に支持される。

また、前記繰出手段、前記給紙手段及び前記中間ローラは、単一の駆動手段により駆動される。

これにより、本発明に係るシート給紙装置においては、前記回転体と前記案内ガイド手段先端間によって形成されたスペースに入り込めるシートの枚数が限定されることとなり、シートが束状で詰まることがなく、分離部で１枚毎に分離可能な枚数のシートを確実に分離部に繰り出すことを可能としたのである。

本発明のシート給紙装置の全体構成の側面図を示す。 本シート給紙装置におけるシート給紙部の側面図例を示す 本発明に係る給紙部の主要部の側面図を示す。 プレ分離機構の動作を説明する給紙部の主要部分の図を示す。 板状の前捌きゴムとシート状のフィルム部材で構成した案内ガイドの傾斜面の正面図（ａ）及び側面図（ｂ）を示す。 給紙部において繰出ローラと給紙ローラとの間に中間ローラを設けた構成例を示す。 本発明に係る給紙部の駆動機構の構成例を示す。

以下、本発明に係るシート給紙装置の実施の形態例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、画像読取装置の上に搭載された本発明のシート給紙装置の全体構成を示し、図２は、本シート給紙装置におけるシート給紙機構の例を示す。

図１において、シート給紙装置Ａは、画像読取装置本体Ｈのコンタクトガラス１ａ上面を通過するようにシートを搬送する。

画像読取装置本体Ｈにおいては、第１のコンタクトガラス１ａを介してランプ等の光源６からの光を搬送されるシートに照射し、その反射光をミラー７ａ、７ｂ、７ｃで反射させてレンズ８を介してＣＣＤなどの読取手段９により光電変換してシート画像を読み取る。従って、第１のコンタクトガラス１ａ上面が装置本体Ｈの読取部を構成している。なお、画像読取装置本体Ｈはシートを載置可能な面積の第２のコンタクトガラス１ｂを備えており、シート給紙装置Ａを開閉してコンタクトガラス１ｂ上に載置されたブック物等の厚いシートを光源６やミラー７ａ、７ｂ、７ｃなどからなる光源ユニットを副走査方向に移動させることによって第２のコンタクトガラス１ｂを介してシートの画像を読み取ることもできるように構成されている。

次に、図１及び図２に基づいてシート給紙装置Ａの構成について説明する。

シート給紙装置Ａは、複数枚のシートを載置可能な載置手段としての給紙トレイ１０と、複数枚のシートを載置して繰り出し位置に昇降する昇降トレイ２２と、読み取られたシートを収納する収納手段としての第１の排紙トレイ１８及び第２の排紙トレイ１９が備えられており、この第１の排紙トレイ１８は主に大サイズのシートを収納し、第２の排紙トレイ１９は小サイズのシートを収納する。

また、シート給紙装置Ａは、給紙トレイ上のシートを１枚ずつ第１のコンタクトガラス１ａに向けて給送する給紙経路１１と、給紙経路１１に連なって形成されてシートを第１のコンタクトガラス１ａの上面に沿って案内する搬送経路１２と、搬送経路１２から第１の排紙トレイ１８の排紙口に連なる第１の排紙経路１３とを有する。さらには、第１の排紙トレイ１８の排紙口から給紙経路１１と搬送経路１２との接続部に連結されてシートを再び搬送経路１２に戻す循環経路１４と、第１の排紙経路１３と分岐して形成されて搬送経路１２からのシートを案内する中間経路１５と、この中間経路１５から第２の排紙トレイ１９の排紙口に連なる第２の排紙経路１６とを有し、さらには、第２の排紙経路１６と分岐して形成されて中間経路１５からのシートをスイッチバックさせるスイッチバック経路１７ａと、スイッチバックされたシートを表裏反転して第２の排紙トレイ１９の排紙口に導く反転経路１７ｂとから成るシート経路が形成されている。

給紙トレイ１０に載置されたシートは、サイドガイド２０でその側部が規制され、さらには案内ガイド２１で先端を規制されるようになっている。また、給紙トレイ１０は、シートの給紙方向の先端側を支点として、回動自在に取り付けられている。

また、給紙経路１１を備える給紙部４５には、シートを繰り出す繰り出し手段としての１対の回転プーリ５（以下、ベルトローラ５という）、１対のベルトローラ５に架張された繰出手段としての回転体である無端ベルト（以下、「繰出ベルト」という）２３、給紙トレイ１０上に載置されたシートの先端を上昇させてシートの最上面を繰出ベルト２３に接触させる昇降トレイ２２、繰出ベルト２３により繰り出されたシートを給送する給紙ローラ２４と最上位シートの１枚のみを通過して２枚目以降のシートの給送を阻止する分離ローラ２５からなる分離手段、昇降トレイ２２の先端と分離手段の間に設けられ、繰出ベルト２３により繰り出されたシートを案内するための傾斜面を有する案内ガイド手段である案内ガイド２１、分離手段で１枚に分離され給送されるシートの先端を突き当てて整合した後に下流側に送るレジストローラ対２６が、それぞれ配設されている。

ここで、繰出ベルト２３は、１対のベルトローラ５である駆動ベルトローラ５ａと従動ベルトローラ５ｂとの間に張架される無端状のゴム部材であり、ここでは、シートに対する搬送力を大きくするために無端状のゴム部材の外周面を凹凸状に形成している。そして、この繰出ベルト２３は、その給紙方向先端側が案内ガイド２１の先端と当接して配置されており、繰出ベルト２３と案内ガイド２１との間で原稿を２乃至３枚に捌くプレ分離する様に構成されている。

搬送経路１２には、大径の搬送ローラ２７とその搬送ローラ２７の周面に圧接された複数の従動ローラ２８、２９、３０が配置されており、搬送ローラ２７は搬送モータＭ２によって駆動されるように構成されている。

第１の排紙経路１３には搬送ローラ２７に圧接された従動ローラ３１とシートを第１の排紙トレイ１８に排紙する第１の排紙ローラ対３２が配置されている。

第１の排紙ローラ対３２は、正逆転可能な第１の排紙モータＭ３に連結されており、両面モードの際にシートの後端側をニップした状態で逆回転してシートをスイッチバックして循環経路１４を介して搬送経路１２に送るように制御される。また、排紙ローラ対３２は循環経路１４、搬送経路１２を介して循環されるシートの先後端がすれ違う際に支障なく搬送できるように圧接ソレノイドＳＯＬ１によって一方のローラ３２ｂから他方のローラ３２ａが離間するように構成されている。

また、中間経路１５には下流にシートを送る中間ローラ対３３が配置され、第２の排紙経路１６には第２の排紙トレイ１９にシートを排紙する第２の排紙ローラ対３５が配置されている。また、スイッチバック経路１７ａにはシートをスイッチバックさせ反転経路１７ｂを介して第２の排紙ローラ対３５に送るスイッチバックローラ対３４が配置されている。

さらに、給紙トレイ１０のシート給紙方向下流側には給紙トレイ１０上にシートが載置されたことを検出するエンプティセンサＳ１が設けられ、給紙経路１１には給紙されるシートの端部を検知するレングスセンサＳ２、及びレジストセンサＳ３が設けられている。さらに、第１のコンタクトガラス１ａの手前にはリードセンサＳ４、第１の排紙トレイ１８の排紙口には第１の排出センサＳ５、中間経路１５には中間センサＳ６（図示せず）、第２の排紙トレイ１９の排紙口の近傍には第２の排紙センサＳ７（図示せず）、スイッチバック経路１７ａにはスイッチバックセンサＳ８（図示せず）がそれぞれ設けられており、これらのセンサは送られるシートの端部を検知する。

上記の各センサＳ１〜Ｓ８は、シートの搬送を制御するためのＣＰＵ等を含む制御手段に接続されており、各センサからの出力信号に基づいて上述した各モータＭ１、Ｍ２、Ｍ３、及びソレノイドＳＯＬ１、ソレノイドＳＯＬ２が制御されシートの送り動作が実行される。

次に、上記構成からなるシート給紙装置のシート送り動作を説明する。

シートの片面を読み取る片面モードについて説明すると、エンプティセンサＳ１がＯＮ状態、すなわち給紙トレイ１０上にシートが載置されたことが検知され、さらに装置本体Ｈから給紙指令を受信したならば、給紙モータＭ１が正回転され、シートが給送される。このとき、繰出ベルト２３と給紙ローラ２４は、シート送り方向に回転されるが、レジストローラ対２６はワンウェイクラッチＯＷ２の作用によって回転しない。そして、レジストセンサＳ３が給送されたシートの先端を検知すると、その検知した時点からシートを所定量搬送した後に給紙モータＭ１は一旦停止される。このとき、シートの先端はレジストローラ対２６のニップ部に突き当てられてたわみが形成され、これにより、シートの先端が整合されスキューが除去される。そして、この一旦停止後、給紙モータＭ１は逆転駆動され、シートは給紙経路１１から搬送経路１２に給紙される。

搬送モータＭ２は給紙モータＭ１の逆回転駆動と同時に駆動され、これにより、給紙経路１１を搬送されるシートは搬送ローラ２７に沿って搬送されることになる。そして、搬送経路１２を搬送されるシートの先端がリードセンサＳ４で検出されると、その後に所定量搬送して給紙モータＭ１及び搬送モータＭ２は停止される。このとき、シートは第１のコンタクトガラス１ａの手前の位置に停止することとなる。そして、装置本体Ｈからの読取搬送信号を受けると搬送モータＭ２が再駆動して、シートを第１のコンタクトガラス１ａ上を通過させる。この際、シートの表面が読取手段によって読み取られる。

この第１のコンタクトガラス１ａにシートを搬送する過程において、搬送されるシートの先端がリードセンサＳ４で検出されてから所定量搬送した後に給紙モータＭ１及び搬送モータＭ２を停止させた時点、つまりシートの先端が第１のコンタクトガラス１ａの手前の位置に到達した時にレングスセンサＳ２の出力信号によって、以降のシートの送り動作を選択して排紙する。

レングスセンサＳ２の出力信号がＯＮ、つまりシートがレングスセンサＳ２の位置にある場合は、シートは長いサイズ（所定の長さより長いシート）と認識し、第１の排紙トレイ１８にシート排紙するように制御される。つまり、シートは長いサイズであると認識すると、第２のソレノイドＳＯＬ２を励磁してフラッパ４０を第１の排紙トレイ１８に案内する位置に移動するとともに、第１の排紙モータＭ３を正回転方向に駆動し第１の排紙ローラ対３２を正方向に回転する。これにより搬送ローラ２７によって第１のコンタクトガラス１ａを通過したシートは第１の排紙経路１３に沿って第１の排紙トレイ１８に排出される。そして、第１の排紙センサＳ５にてシートの後端を検出した後所定時間経過するとシートが完全に第１の排紙トレイ１８上に排出されたと認識する。

レングスセンサＳ２の出力信号がＯＦＦ、つまりシートがレングスセンサＳ２の位置にない場合には、シートは短いサイズ（所定の長さより短いシート）と認識し、フラッパ４０を通常位置に維持したままで、第１の排紙モータＭ３を正転方向に駆動して中間ローラ３３を回転させる。これにより、第１のコンタクトガラス１ａを通過したシートは中間経路１５に案内され、中間ローラ３３、第２の排紙ローラ３５にて第２の排紙経路１６を介して第２の排紙トレイ１９に排出される。

次に、本シート給紙装置におけるシートのプレ分離機能について説明する。

図３は、給紙部４５の主要部の側面図を示す。図４は、プレ分離機構の動作を説明する給紙部４５の主要部分の側面図を示す。図５は、摩擦係数の高い板状の前捌きゴム５３と摩擦係数の低いシート状のフィルム部材５４で構成した案内ガイド２１の傾斜面の正面図（ａ）及び側面図（ｂ）を示す。

図３に示すように、昇降トレイ２２の先方にはシートを分離手段に案内する傾斜面を有する案内ガイド２１が設けられており、この案内ガイド２１の傾斜面は、図５に示すように摩擦係数の高い板状の前捌きゴム５３と摩擦係数の低いシート状のフィルム部材５４で構成される。フィルム部材５４は前捌きゴム５３のシート繰り出し方向先端側の一部を露出するように前捌きゴム５３の表面に取り付けられており、その先端を円弧状に形成している。このように、円弧状に形成することによって、案内されるシートがフィルム部材５４の表面から前捌きゴム５３の表面に接触する際に急激に摩擦負荷が作用しないため、下向きのカールシート等の変形されたシート先端が摩擦係数の高い前捌きゴム５３に当接して未給紙状態となることを防止することができる。

繰出ベルト２３の先端側は、前捌きゴム５３との間が微小な間隔Ｘとなるように、昇降トレイ２２の先端よりも繰り出し方向側で、かつ案内ガイド２１の傾斜面の繰り出し方向先端よりも下方に配置されている。

次に、上記構成によるプレ分離機構の動作を説明する。

まず、図４（ａ）に示すように、昇降トレイ２２上に載置されたシートは、昇降トレイ２２の上昇によってシート給紙位置に移動される。その後、図４（ｂ）に示すように、繰出ベルト２３が回転駆動されてシートが繰り出される。このとき、繰出ベルト２３の先端側が案内ガイド２１の傾斜面の繰り出し方向先端よりも下方に配置されているのでシートは確実に案内ガイド２１の傾斜面に突き当ることとなる。

次に、図４（ｃ）に示すように、繰り出されたシートは、案内ガイド２１の傾斜面に沿って上向きに偏向し、前捌きゴム５３と繰出ベルト２３の先端部との間に進入され、シートは繰出ベルト２３の先端側と前捌きゴム５３との間で、２〜３枚に分離されて分離手段に送られることとなる。

このとき、シートは繰出ベルト２３の先端に接触し、上向きに搬送力が付与されているので、円滑に繰り出すことができる。

なお、本実施例では、繰出ベルト２３の先端側と前捌きゴム５３との間の間隔を０．８ｍｍ〜１．０ｍｍとなるように設定している。これは、普通紙が２枚〜３枚程度通過できる間隔である。

ここでは、繰出ベルト２３の外周の摩擦係数を２．１μ、前捌きゴム５３の摩擦係数を０．６μとしており、通常のシート間の摩擦係数は１．０μであるからシートは適正に分離されることとなる。

さらに、繰出ベルト２３が張架される駆動ベルトローラ５ａの直径に対し、従動ベルトローラ５ｂの直径を小さくして形成されている。これによって、給紙ローラ２４と繰出ベルト２３の先端との間が狭くできるため、シートが損傷することなく円滑に給紙ローラ２４に送り渡すことができる。また、案内ガイド２１の傾斜面に沿って上向きに繰り出されるシートの先端が上ガイド６０に突き当る区間が短くなるので、シートが繰出ベルト２３方向に捲れあがったりすることがなくなる。

尚、上記の例では、繰出手段を繰出ベルト２３で構成したが、図６に示すように繰出ローラ５０と給紙ローラ２４との間に中間ローラ５１を設けて、繰出ローラ５０と中間ローラによってシートを繰り出すようにしている。この場合、中間ローラ５１と案内ガイド２１の傾斜面との間隔Ｘを０．８ｍｍ〜１．０ｍｍとなるように中間ローラ５１を上述した繰出ベルト２３の先端と同様に配置すればよい。

次に、給紙部４５の駆動構成について図７に基づいて説明する。

分離ローラ２５は、繰出ベルト２３、給紙ローラ２４はワンウェイクラッチＯＷ１を介して、ワンウェイクラッチＯＷ２を介してそれぞれ給紙モータＭ１に駆動連結される。また、レジストローラ２８はワンウェイクラッチＯＷ３を介して給紙モータＭ１に駆動連結されている。これにより、給紙モータＭ１の正転で繰出ベルト２３、給紙ローラ２４、分離ローラ２５が駆動され、逆転でレジストローラ２８が駆動される。

ここで、繰出ベルト２３は、給紙ローラ軸に設けられたプーリＰ１と繰出ベルト２３の駆動ローラ軸に設けられたプーリＰ２に掛け渡されたタイミングベルトＴ１によって、給紙ローラ軸の駆動が繰出ベルト２３の駆動ベルトローラ５ａに伝達され、繰出ベルト２３が回転される。このとき、繰出ベルト２３の周速は給紙ローラ２４の周速よりも低速となるように繰出ベルト２３の従動ベルトローラ５ｂの直径を給紙ローラ２４の直径よりも小さくしている。このように、繰出ベルト２３の繰り出し速度を低速にすることによって、繰出ベルト２３の先端側と案内ガイド２１の傾斜面との間で、確実にプレ分離することが可能となる。

図７に示すように、繰出ベルト２３の駆動ベルトローラ５ａと従動ベルトローラ５ｂは、揺動アーム５５で給紙ローラ軸に揺動自在に支持されている。

以上、詳しく説明したように本発明のシート給紙装置は、シートを載置する給紙トレイと、給紙トレイ上に載置されたシートの最上面に接触してシートを繰り出す繰出手段と、給紙トレイ上に載置されたシートの先端部を支持して、シートの最上面を繰出手段に接触させる昇降自在な昇降トレイと、繰出手段により繰り出されたシートを分離する分離手段と、昇降トレイの先端と分離手段の間に設けられ、繰出手段により繰り出されたシートを案内するための傾斜面を有する案内ガイド手段と、繰出手段によって繰り出されるシートと接触し、その接触面が案内ガイド手段の先端よりも低い位置にあって案内ガイド手段先端との間で所定の間隔を形成する回転体とを備えた。

これにより、本発明のシート供給装置においては、分離部に大量のシートが束状で詰まることを防止し、シートを一枚ずつ確実に分離して読取位置に給紙することを実現したのである。

本発明は、給紙トレイ上に載置されたシートを所定の処理位置に順次給紙するシート給紙装置の給紙性能を向上させる発明に関するものであって、産業上の利用可能性を有する。

５ ベルトローラ（回転プーリ）
５ａ 駆動ベルトローラ
５ｂ 従動ベルトローラ
１０ 給紙トレイ
２１ 案内ガイド（案内ガイド手段）
２２ 昇降トレイ
２３ 繰出ベルト（回転体）
２４ 給紙ローラ
２５ 分離ローラ（分離手段）
５３ 前捌きゴム（摩擦部材）
５４ フィルム部材
Ｍ１ 給紙モータ

Claims (5)

1. シートを載置する給紙トレイと、
   前記給紙トレイ上に載置されたシートの最上面に接触してシートを繰り出す繰出手段と、
   前記給紙トレイ上に載置されたシートの先端部を支持して、シートの最上面を前記繰出手段に接触させる昇降自在な昇降トレイと、
   前記繰出手段により繰り出されたシートを給紙する給紙ローラと、
   前記給紙ローラと圧接してシートを一枚に分離する分離部材と、
   前記昇降トレイの先端と前記分離部材の間に設けられ、前記繰出手段により繰り出されたシートを案内するための傾斜面を有する案内ガイド手段と、
   前記繰出手段と前記給紙ローラとの間に配置された中間ローラと、を備え、
   前記案内ガイド手段の下流側先端部は、前記傾斜面における他部よりも高い摩擦係数の部材で形成され、
   前記中間ローラは、その外周面が前記案内ガイド手段の傾斜面における下流側先端部と近接した対向する位置に配置されるとともに、
   前記繰出手段によって繰り出されるシートに接触する前記中間ローラの外周面が前記案内ガイド手段の下流側先端よりも低い位置に形成され、前記案内ガイド手段の下流側先端部と前記中間ローラの外周面との間に所定枚数以下のシートが通過可能なスペースが形成されることを特徴とするシート給紙装置。
2. 前記スペースは、０．８乃至１．０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のシート給紙装置。
3. 前記中間ローラによるシート送り速度は、前記給紙ローラのシート送り速度と同一又はそれより低速であることを特徴とする請求項１又は２に記載のシート給紙装置。
4. 前記繰出手段は、前記中間ローラの回転軸を支点として揺動自在に支持されることを特徴とする請求項１に記載のシート給紙装置。
5. 前記繰出手段、前記給紙手段及び前記中間ローラは、単一の駆動手段により駆動されることを特徴とする請求項４に記載のシート給紙装置。

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