JP4898565B2 - シート給送装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート給送装置に関する。

周知のとおり、プリンタ、複写機などに装備される給紙装置、あるいはシート給送装置において、給紙ローラなどにより搬送力が付与されて最上位置のシートが搬送される際に、２番目以降の位置のシートが同時に搬送されるいわゆる重送を防止することが重要である。そのための代表的な方策として、例えばフリクションパッドを用いる方式や逆転ローラ方式等が知られている。

しかし、フリクションパッドは長期間に渉る使用のなかで紙粉が付着することにより摩擦力が低下することで重送を防ぐ性能が低下する。また、給紙ローラに圧接して逆回転する逆転ローラ方式においては、これらを駆動するモータに大きな駆動力を発生させる必要があり、さらに逆転ローラにかかる負荷を一定の大きさに制限するトルクリミッタを装備しなければならない。

そこでこうした問題点の克服を目指して、静電気を利用した重送防止機構の提案がなされてきている。例えば下記特許文献１には、シートを給送するベルトを帯電して最上位置のシートを静電引力で吸着し、さらに必要に応じて除電して２枚目以降のシートは吸着されない技術が開示されている。

また特許文献２には、静電吸着により用紙を搬送する無端状ベルトの機械的強度を向上する技術が開示されている。さらに特許文献３には、搬送のためのローラと対向して配置され、電気的吸引力と反発力とを繰り返しながら用紙を搬送する静電型フィルムアクチュエータを用いる技術が開示されている。

特開昭５８−１０００４２号公報 特開平３−１５２０３４号公報 特開平５−３３８８３９号公報

けれども、特許文献１，２に開示された帯電性ベルトを用いる用紙搬送では、大きな装置構成が必要となることと装置価格が高価となる欠点を有する。また特許文献３の技術では、静電型フィルムアクチュエータという複雑な構造を有する装置を必要とし、高コスト化の問題が生じる。したがって従来の静電気による引力を利用して重送を抑制するシート給送装置は、簡易な構造、及び低コストを実現するものであるとは言い難い。

そこで本発明が解決しようとする課題は、上記問題点に鑑み、簡易な構造によりシートに静電引力を与えて重送を抑制するシート給送装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記課題を達成するために、本発明に係るシート給送装置は、積載部に積載されたシートのうちで、最上位置のシートに搬送のための搬送力を付与して搬送する給送部を備えたシート給送装置であって、前記最上位置のシートを除く前記積載されたシートに電界を作用して帯電させる帯電部と、前記最上位置のシートに当接して配置されて、前記最上位置のシートを除電させる除電部とを有することを特徴とする。

これにより、本発明に係るシート給送装置は、最上位置のシートを除く積載されたシートに電界を作用して帯電させる帯電部と、最上位置のシートに当接して配置されて、最上位置のシートを除電させる除電部とを有するので、最上位置以外のシートが帯電することにより互いに引き付けあう。それにより、特に２番目のシートが３番目のシートと引き付けあうことで、最上位置のシートが搬送されるときに同時に２番目のシートが搬送される重送の可能性が低減される。よって重送の抑制された安定した紙送りが実現できる。この際、帯電部と除電部とからなる構造は簡易で、かつ安価で構成できるので、コストがかからずに重送を抑制できるシート給送装置を実現できる。

また前記帯電部は、前記積載部の底部で最下位置のシートに当接する位置に配置されて、前記最下位置のシートに電界を作用して帯電させるとしてもよい。

これにより、帯電部が直接最下位置のシートに接して電界を作用して帯電するので、積載されたシートに電界を安定して作用させることができ、安定して重送を抑制するシート給送装置が実現できる。

また前記帯電部は、前記積載部の最下位置のシートに、間に前記積載部を挟んで近接する位置に配置されて、前記最下位置のシートに電界を作用して帯電させるとしてもよい。

こうした構成により、帯電部は積載部を挟んで積載部の最下位置のシートに近接する位置に配置されるので、積載部の底部に接して配置するなど、積載部の構造を変更することなく帯電部を構成できる。したがって帯電部の構成にコストをかけずに、より安価で重送を抑制する機能を有するシート給送装置を構成できる。

さらに前記帯電部への電気供給の接続状態と遮断状態とを切り替えるスイッチ部と、そのスイッチ部を、前記給送部が前記最上位置のシートに前記搬送力を付与しているときには前記接続状態とし、前記給送部が前記最上位置のシートに前記搬送力を付与していないときには前記遮断状態とする制御手段とを備えた構成としてもよい。

このようにスイッチ部と、その接続と遮断とを制御する制御手段とを設けた構成としたことにより、最上位置のシートが搬送されている、つまり重送の可能性があるときにのみ帯電部に電気が供給され、最上位置のシートが搬送されていない、つまり重送の可能性がないときには帯電部に電気が供給されない。したがって重送を回避しなければならないときにのみ電気が供給されて重送の抑制が図られることとなり、無駄な電気の消費を節約しつつ重送を抑制するシート給送装置が構成できる。

また、前記積載されたシートの枚数を検出する検出手段と、その検出手段により検出された前記積載されたシートの枚数に応じて、前記帯電部に供給される電圧値を調節する調節手段とを備えた構成とすることもできる。

こうした構成とすることにより、検出手段によりシートの枚数を検出し、その枚数に応じて帯電部に供給する電圧値を調節するので、積載されたシート枚数に適した電圧値とすることができる。したがって誤って大きすぎる電圧値で無駄な電力を消費することも無く、また小さすぎる電圧値で重送が抑制できないことも回避した適切な電圧値で重送を抑制できるシート給送装置を実現できる。

また前記検出手段は、前記積載されたシートを流れるリーク電流値を測定する測定手段と、前記測定手段により測定された前記リーク電流値から、前記積載されたシートの枚数を算出する算出手段とを備えた構成としてもよい。

このように、測定手段で積載されたシートを流れるリーク電流値を測定し、そのリーク電流値から、算出手段で積載されたシートの枚数を算出するので、正確にシート枚数の情報を得ることができる。したがって、より適切な電圧値、さらにはより安定した重送抑制を実現できる。そして、電流計によりリーク電流を計測するという簡易な方法を用いるので、簡易な構成で検出手段を実現できるとの効果も奏する。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。まず図１は、本発明に係るシート給送装置の実施例１の概略を示す断面図である。シート給送装置１ａには、給紙ローラ３０、フリクションパッド３５、給紙カセット２０、制御部６５が備えられ、給紙カセット２０に載置された用紙１１，１２，１３、１９（シート）が給紙ローラ３０の回動により、順次搬送される。給紙ローラ３０の回動と静止は制御部６５により制御される。

給紙カセット２０は底板以外は図示されていない。フリクションパッド３５は用紙１１，１２，１３，１９の重送を抑制するために装備されており、最上位の用紙１１が搬送される際に、２番目の用紙が同時に搬送されないためには、用紙１１が用紙１２を引っ張る摩擦力と同じ大きさ（で逆向き）の摩擦力をフリクションパッド３５が発生させることができればよい。この目的のためにフリクションパッド３５の摩擦係数が設定される。

給紙カセット２０の底板の下部には底板用ばね２１が配置されており、このばね力により用紙１１，１２，１３，１９が給紙ローラ３０へと押圧される。実施例１のシート給送装置１ａにおける以上の構造は、図７に示された従来のシート給送装置２と同様である。こうした構成のみでは重送が完全には防止できない場合があり、そのために図１の本発明のシート給送装置１ａでは以下で説明する構成が付加されている。

まず給紙カセット２０の底板の一部が帯電板５０に置き換えられている。そして、帯電板５０に直流電圧源５５の一方の極が接続されている。直流電圧源５５のもう一方の極は接地されている。また最上位の用紙１１に接触する位置に除電ブラシ４０が配置されている。図１に示されているように、除電ブラシ４０は接地されている。

図５はシート給送装置１ａの上面図であり、除電ブラシ４０の配置の一例が示されている。このように例えば、給紙ローラ３０と給紙ローラが回転する際の回転軸である給紙ローラ軸３１の障害とならない位置に複数の除電ブラシ４０を備えるとすればよい。一方図６には、シート給送装置１ａの底面図が例示されている。図６のように例えば、給紙カセット２０の底板の一部を１枚の長方形状の帯電板５０に置き換える構成とすればよい。

以上のように、用紙１１，１２，１３，１９の図１における上部、下部に除電ブラシ４０と帯電板５０とが配置された。帯電板５０には直流電圧源５５が接続されているので、帯電板５０と除電ブラシ４０との間に電界８０が発生する。図１のように帯電板５０が電圧源５５の正極と接続されている場合は、電界８０は図１に示されているとおり、同図の下から上への方向となる。

電界８０が存在することにより、用紙１２，１３，１９には分極が発生する。図１には、分極により用紙１２，１３，１９の下側に負の電荷が集まり、上側に正の電荷が集まった様子が示されている。ただし最上位の用紙１１には、接地された除電ブラシ４０が接しているので分極は起きない。

最上位の用紙１１以外の用紙１２，１３，１９が分極されるため、クーロン力により、隣接する用紙１２，１３，１９の間に引き付けあう力が生じる。したがって特に２番目の用紙１２は３番目以降の用紙１３へと引き付けられる。よって、最上位の用紙１１が搬送されるときに、２番目の用紙１２を搬送させない方向に働く力が、フリクションパッド３５のみを用いたときより大きくなる。これにより結局、重送の可能性が低減する。以上が実施例１である。

次に実施例２を説明する。実施例２のシート給送装置１ｂでは、実施例１における帯電板５０が、図２の帯電板５１に置き換えられる。それ以外は実施例１と同じである。実施例１においては給紙カセット２０の底板の一部を除去してそこに帯電板５０を配置した。それに対して実施例２では、図２のとおり、給紙カセット２０はそのままでその底面側に帯電板５１を装着している。

図１の構成では積載された用紙１１，１２，１３，１９のうちで最下位置の用紙１９に、帯電板５０が直接接するので、用紙１２，１３，１９に電界を作用して分極を発生させるのに効果的であった。それに対し図２の構成では、給紙カセット２０の底板の一部を除去するといった工程を省くことができる。したがって装置の作成をより簡易なものとできる。

次に実施例３を説明する。実施例３のシート給送装置１ｃの構成は図３に示されている。同図のとおり、直流電圧源５５のオンオフを切り替えるスイッチ６０が配置されている。このスイッチ６０のオンオフは制御部６５により制御される。制御部６５は、前述のとおり、給紙ローラ３０の回動と静止も制御している。実施例３ではこの情報を用いて、制御部６５は、給紙ローラ３０が回転している間のみスイッチ６０をオンにし、給紙ローラ３０が静止している状態ではスイッチ６０をオフとする。

実施例３における給紙処理の手順は図８に示されている。この一連の手順が制御部６５により実行される。まず手順Ｓ１０で給紙が指令される。これは例えば図示しない入力部からの使用者による入力によっておこなわれる。次にＳ２０でスイッチ６０が接続状態となることで、帯電板５０に電圧源５５からの電圧がかかる。

これにより電界８０が形成され、積載された用紙１２，１３，１９に分極が発生する。最上位置の用紙１１には除電ブラシが接しているため分極が発生しない。それにより最上位置以外の各用紙１２，１３，１９間にクーロン力が発生して引き付けあう。

次に手順Ｓ３０で給紙ローラ３０の回動の開始が制御部６５から指令される。これにより給紙ローラ３０が回動し、最上位置の用紙１１を摩擦力により引っ張り搬送する。しかし、２番目の用紙１２は３番目以降の用紙１３からのクーロン力により引っ張られることで、給紙カセット２０内に留まり搬送されない可能性が高まる。

所定の枚数の搬送が終了するとＳ４０で給紙ローラ３０の回動の終了が制御部６５から指令される。これにより給紙ローラ３０は静止状態となり、次の給紙指令を待つ状態となる。次にＳ５０でスイッチ６０を遮断する指令を制御部６５が発する。これにより、直流電圧源５５は帯電板５０から切り離され、帯電板５０へ電圧がかからなくなる。

これにより、給紙ローラ３０の回動と静止とはそれぞれ給紙をおこなっている状態とおこなっていない状態とに対応するので、給紙をおこなっている間のみ電圧源５５により電圧をかけることとなる。電圧源５５における電圧は比較的高電圧とする場合がある。したがって上記のように電圧の供給を不要なときにオフにすることは安全性の面及び、消費電力の節約という効果を有する。

実施例３で、給紙ローラの回動、静止と給紙操作の実行、非実行とが正確に対応していない場合もあり得る。したがって、給紙操作をおこなっているときにスイッチ６０を接続状態、給紙操作をおこなっていないときにスイッチを遮断状態とする構成としてもよい。また実施例３における帯電板５０を図２の帯電板５１に置き換えてもよい。

次に実施例４を説明する。実施例４におけるシート給送装置１ｄの構成は図４に示されている。同図のとおり、帯電板５０には直流可変電圧源５６が接続されている。さらに、直流可変電圧源５６に直流電流計７０が直列に接続されている。直流電流計７０で計測された電流値は制御部６５に送られる。直流可変電圧源５６の電圧値は制御部６５によって変更、調節される。

実施例４では上記構成により、直流可変電圧源５６における電圧値調節の処理がおこなわれる。実施例４における給紙処理の手順が図９に示されている。図９のフローチャートにおいてはＳ５電圧値調節処理が図８のフローチャートに付加されている。その他は図８と同じである。Ｓ５電圧値調節処理のより具体的な手順は図１０に示されている。以下で説明される図１０の処理手順が制御部６５において実行される。

まず手順Ｓ５１で直流電流計７０により積載用紙間を流れるリーク電流の値が計測される。基本的には積載された用紙間には電流は流れないが、直流可変電圧源５６における電圧値が比較的高電圧の場合、微小な電流が流れる。手順Ｓ５１ではこの電流値が計測される。そしてその計測値が制御部６５に送られる。次にＳ５２で、制御部６５において、そのリーク電流値により積載された用紙の枚数が推定される。この推定手順のために、予めリーク電流の値と積載用紙枚数の間の関係を例えばマップ状に求めておけばよい。その際に、普通紙、光沢紙等の用紙の種類毎に分類した詳細なマップを作成しておけば、より正確な用紙枚数の推定値が求められる。

次にＳ５３で、Ｓ５２で求められた積載用紙枚数の推定値に基づき、直流可変電圧源５６の電圧値を調節する。例えば、この手順のために、予め積載用紙枚数の個々の数値に対して最適な電圧値を決定しておけばよい。そしてこの最適な電圧値をＳ５３で選択すればよい。

図１０ではＳ５２でリーク電流値から用紙枚数を求め、Ｓ５３で用紙枚数から電圧値を求めるという２段階の手順をふんだが、これを１つにまとめてもよい。すなわちリーク電流値から直接電圧値を直接決定するマップを予め定めておいてもよい。以上が実施例４である。なお図４における帯電板５０を図２の帯電板５１に置き換えてもよい。

以上の実施例において、給紙カセット２０が積載部を構成する。給紙ローラ３０が給送部を構成する。帯電板５０，５１が帯電部を構成する。除電ブラシ４０が除電部を構成する。スイッチ６０がスイッチ部を構成する。Ｓ２０，Ｓ５０の手順が制御手段として機能する。Ｓ５１，Ｓ５２の手順が検出手段として機能する。Ｓ５３の手順が調節手段として機能する。Ｓ５１の手順が測定手段として機能する。Ｓ５２の手順が算出手段として機能する。

本発明の実施例１のシート給送装置の断面図。 本発明の実施例２のシート給送装置の断面図。 本発明の実施例３のシート給送装置の断面図。 本発明の実施例４のシート給送装置の断面図。 本発明の実施例１のシート給送装置の上面図。 本発明の実施例１のシート給送装置の底面図。 従来のシート給送装置の断面図。 本発明の実施例３のシート給送装置の給紙処理手順を示すフローチャート。 本発明の実施例４のシート給送装置の給紙処理手順を示すフローチャート。 本発明の実施例４のシート給送装置の電圧調節処理手順を示すフローチャート。

符号の説明

１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，２ シート給送装置
１１，１２，１３，１９ 用紙（シート）
２０ 給紙カセット
３０ 給紙ローラ
３５ フリクションパッド
４０ 除電ブラシ
５０、５１ 帯電板
５５ 直流電圧源
５６ 直流可変電圧源
６０ スイッチ
６５ 制御部
７０ 直流電流計
８０ 電界

Claims (6)

1. 積載部に積載されたシートのうちで、最上位置のシートに搬送のための搬送力を付与して搬送する給送部を備えたシート給送装置であって、
   前記最上位置のシートを除く前記積載されたシートに電界を作用して帯電させる帯電部と、
   前記最上位置のシートに当接して配置されて、前記最上位置のシートを除電させる除電部とを有することを特徴とするシート給送装置。
2. 前記帯電部は、前記積載部の底部で最下位置のシートに当接する位置に配置されて、前記最下位置のシートに電界を作用して帯電させる請求項１に記載のシート給送装置。
3. 前記帯電部は、前記積載部の最下位置のシートに、間に前記積載部を挟んで近接する位置に配置されて、前記最下位置のシートに電界を作用して帯電させる請求項１に記載のシート給送装置。
4. 前記帯電部への電気供給の接続状態と遮断状態とを切り替えるスイッチ部と、
   そのスイッチ部を、前記給送部が前記最上位置のシートに前記搬送力を付与しているときには前記接続状態とし、前記給送部が前記最上位置のシートに前記搬送力を付与していないときには前記遮断状態とする制御手段とを備えた請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシート給送装置。
5. 前記積載されたシートの枚数を検出する検出手段と、
   その検出手段により検出された前記積載されたシートの枚数に応じて、前記帯電部に供給される電圧値を調節する調節手段とを備えた請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシート給送装置。
6. 前記検出手段は、
   前記積載されたシートを流れるリーク電流値を測定する測定手段と、
   前記測定手段により測定された前記リーク電流値から、前記積載されたシートの枚数を算出する算出手段とを備えた請求項５に記載のシート給送装置。

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