JP5155522B2 - 給紙装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置その他のトレイ上に積載したシートを１枚ずつ分離して給送する給紙装置に係わり、詳細にはトレイ上に積載した大容量のシートを順次最上シートから確実に繰出し、トレイ先端の分離給送手段で１枚ずつ確実に分離して給送する給紙部の改良に関する。

一般に給紙装置は、積層状態でシートを載置するトレイと、このトレイ先端に設けた給紙ローラとこれに圧接したパッド、ローラなどの分離部材とで構成され、トレイ上のシートを１枚ずつ分離して画像形成装置などの装置内に供給する装置として広く知られている。そして、トレイ上のシートを給紙ローラに繰り出す方法としてトレイを傾斜させてシートの自重で繰り出す構成と、トレイの上方に配置したキックローラで繰り出す構成がそれぞれ知られている。本発明は後者のキックローラでトレイ上のシートを繰り出す構成の装置に係わり、トレイ上の最上シートからキックローラで給紙ローラに繰り出す際に順次繰り出したシートがトレイ上に数枚のとき、束状に重なってシートが搬出され、ダブルフィード或いはノンフィードを招くことがある。これは数枚のシートのときキックローラの搬送力が強く作用する一方、トレイを樹脂などの滑りやすい素材で構成すると最下紙が同時に連れ送りされ分離不能となるためである。

そこで特許文献１にはキックローラに対向する位置に高摩擦部材のシート、例えばコルクプレートを配置している。同公報には材質、摩擦係数について開示されていないがキックローラと対向する位置にガイド板が設けられ、このガイド板の表面はシートを載置するトレイ面と面一（同一平面）の位置に設けられている。このような給紙装置で、例えば画像読取りなど下流側の装置の高速化、或いはその連続処理化が進むに従って大容量のシートをトレイ上に載置して順次繰り出すことが要求されるに至っている。
特開２００２−１４５４７２号公報（図２）

上述の給紙装置でトレイ上のシートをキックローラ手段で順次繰り出す際にトレイ上に大容量のシートを載置すると下流側の給紙ローラ部位でノンフィード、ダブルフィードなどの分離ミスを引き起こす。これは大容量のシートを載置するためにトレイ深さを深くすると最下層のシートはトレイ前面壁に沿って大きく上方に迫り上がるように湾曲して給紙ローラに突き当たる。これを図１０の従来装置で示すとトレイ１００に載置された下層部のシートは底面１００ａに沿ってトレイ前面の捌き面１０３に突き当たりこの面に沿って上方に反り返るように湾曲して給紙ローラ１０５に到達する。このとき給紙ローラ１０５と分離パッド（或いはローラ）１０６との圧接点である分離ポイントＰ０とトレイ底面１００ａとの高さ距離Ｈｄが大きいとシートには大きな湾曲によって大きなストレスが及ぶ、この大きなストレス状態で重なり合った数枚のシートは捌かれることなく分離ポイントＰ０に送られ、重送或いは圧接部に進入しないでノンフィードをもたらす。この為、通常トレイ底面と分離ポイントとの高さ距離Ｈｄは一定の範囲内に設定され、これを超えると分離不能となることが知られている。

従来このような場合、トレイ底面壁をシートの積載厚さに応じて昇降する機構を採用しているが、この昇降機構の採用で装置が複雑となり、また大型化する問題があった。特に画像読取装置などのトレイ構造としては大型化による装置デザインへの影響が問題となる。従って、本発明はトレイ上に大容量のシートを積載する際に簡単な構造で安定した確実な分離性能が得られる給紙装置を簡単な構造で小型にすることをその課題としている。また、本発明は画像読取装置などにおいてトレイ上に大容量の原稿シートを積載してこれを安定して分離給送することが可能な原稿給送装置の提供をその課題としている。

本発明は、上記課題を解決するために以下の構成を採用する。
シートを載置するシート載置面を有する載置手段と、この載置手段上のシートの最上面に当接してシートを繰り出すキックローラと、前記キックローラにて繰り出されたシートを分離して給紙する給紙ローラ及び分離手段と、給紙方向に向って高くなるように傾斜し、前記キックローラから繰り出されたシートを前記給紙ローラに案内する前面壁と、を備えた給紙装置において、前記載置手段の前記シート載置面における前記キックローラに対向した位置に配置し、前記シート載置面から突出して前記シート載置面上に載置されたシートの一部を支持するシート支持面を有するジャンプ台と、前記ジャンプ台の給紙方向上流側端部を支持する支持フレームとを備える。
前記ジャンプ台の前記シート支持面を前記シート載置面に対して給紙方向に向って高くなるように傾斜させるとともに前記ジャンプ台の給紙方向中央部と前記支持フレームとの間に空洞部を形成して前記シート支持面を湾曲させる。
このジャンプ台はシート中央部を上方に盛り上げた状態で上記給紙ローラに給送すると共に、シートとの摩擦係数がシート相互間の摩擦係数より大きい素材で形成する。

これによってシート載置面から上方に突出したジャンプ台でシート量が大きいときにはシート先端側が垂れ下がって給紙ローラの分離圧接点に案内され、シート量が少なくなったときにはシートは幅方向に湾曲して腰付けされた状態で分離圧接点に案内され安定した分離作用が得られる。

また、上記ジャンプ台のシート支持面は、前記キックローラ手段の外周に沿って給紙方向に漸次高くなるように傾斜配置する。これによってシート量が少なくなったときキックローラの圧接力はより広い面積でシートと係合して分散される。この圧接力の分散でシート支持面の摩擦作用が所期の静的な条件が得られ下層シートが連れ送りされることなく例えば前方の前捌きガイドで確実に捌かれて分離圧接部に送られる。更に、上記シート支持面をキックローラ手段の外周に沿って上方に湾曲させることによって上記圧接力の分散はより確実に得られ安定した分離作用が得られる。同様に上記ジャンプ台をキックローラ手段の圧接力に応じて弾性変形する多孔質材で構成することによって更に確実な分離作用が得られる。

本発明は、シート積載面を備えたトレイにキックローラ手段に対向する位置で載置面より上方に突出するジャンプ台を設け、このジャンプ台でシートを幅方向の中央部が盛り上がる状態でキックローラによって繰り出すように構成したので、トレイ上に載置されたシートはその上層部を繰り出すときにはシート先端側が下方に垂れ下がった状態で給紙ローラ手段の分離圧接部に案内され、また載置面にシートが数枚の状態ではシートはジャンプ台で幅方向に湾曲して腰付けされた状態で繰り出されてトレイ前面の捌きガイドなどに沿って分離圧接部に到達し、このときの分離圧接部とシートの間隔距離をジャンプ台で所定の間隔に設定することが出来、安定した分離が可能となる。

また、上記ジャンプ台のシート支持面を給紙方向に漸次高くなるように傾斜させることによってトレイ上の数枚のシートを繰り出す際にはシートはキックローラ手段の外周に沿って広い面積でローラと接するためにローラの圧接力が分散される。この圧接力の分散でシート相互間の摩擦係数より大きい摩擦係数のシート支持面でシートの連れ送りが防止される。つまり円形のローラとシート支持面が線接触など局部的に接触すると振動、回転斑などの影響で所期の静的な摩擦作用が期待できないが広い面積で接触するとこれらの影響を受けずに所定の摩擦作用が得られる。

更に、上記シート支持面を湾曲した状態で傾斜させることによって上記の作用はより確実に得られ、シートを捌きながら繰り出すことが可能となる。これと同様に上記ジャンプ台をキックローラの圧接力に応じて弾性変形可能に構成するとトレイ上のシートが低減して数枚のときローラの圧接力は分散されシート支持面の摩擦力でシートが勢いよく束状に繰り出されることがなく、前方の捌きガイドなどで所定の捌き作用が働くこととなる。

以下図示の本発明の好適な実施の態様に基づいて本発明を詳述する。図１は画像読取装置における原稿給送装置のレイアウト構成を示し、図２はその給紙トレイの外観形状を示す斜視図であり、図３は給紙トレイ部の要部拡大説明図である。図５及び図６はシート繰り出し状態を示す動作状態説明図である。

まず、本発明の給紙装置Ｂについて説明すると、給紙装置Ｂは給紙トレイ１０とキックローラ手段１６と、給紙ローラ手段２０と、分離手段２２とで構成される。給紙トレイ１０は、載置するシートの幅サイズより大きいシート載置面１１を有する平板状トレイで形成され、例えば合成樹脂のモールド成形によって作成する。この給紙トレイ１０は先端に一体の前面壁１０ａを備え、この前面壁１０ａは給紙方向に漸次高くなるように形成され給紙トレイ上のシートをクサビ状に捌く前捌きガイド１５が設けられている。またシートの左右端面を支持する側縁規制部材を構成するサイドガイド１３、１４が設けられている。図示のサイドガイド１３、１４は左右一対設けられ、シートをセンタ基準で整列するように互いに連動してシート幅方向に移動するように給紙トレイ１０に配置されている。

この連動機構は種々のものが知られているので説明を省く。またこのサイドガイド１３、１４は一方を固定し、他方が幅方向に移動することによってシートをサイド基準で整列するようにしても良い。また給紙トレイ１０に設けた前面壁１０ａには幅方向センタを基準に中央部に切欠凹部１７が設けられ、この切欠凹部１７に前捌きガイド１５が取付けられている。この前捌きガイド１５は高摩擦係数のゴム質材のプレートで構成され、給紙トレイ１０のシート載置面１１に沿って繰り出されるシートの先端をクサビ形状に捌くために給紙方向に漸次高くなるように傾斜配置されている。

上記給紙トレイ１０には、その上方にキックローラ手段１６が、その前方に給紙ローラ手段２０がそれぞれ配置されている。キックローラ手段１６はトレイの幅方向中央部に位置するロール部材で構成され、ブラケット部材１８で上下昇降自在に配置されている。また給紙ローラ手段２０は給紙トレイ１０の前方下流側に配置され、給紙トレイ上のシートの幅方向中央部に位置している。つまり給紙トレイ１０上にシートはセンタ基準で整列され、このシートセンターを基準に給紙トレイ１０上方にキックローラ手段１６が、給紙トレイ前方に給紙ローラ手段２０がそれぞれ配置されている。この給紙ローラ手段２０の回転軸２０ａには正逆転可能な駆動モータＭ１が連結され、給紙ローラ手段２０は回転軸２０ａにワンウェイクラッチＯＷを介して一方向（給紙回転方向）にのみ回転する。

また、キックローラ手段１６はブラケット部材１８の先端部に回転自在に軸承され、ブラケット部材１８の基端部は回転軸２０ａにバネクラッチを介して軸承され、同時にワンウェイクラッチＯＷを介して回転軸２０ａの回転をベルトなどの伝動機構でキックローラ手段１６に伝動するように構成されている。詳細を図示しないがこれらの機構によって駆動モータＭ１（図４に基づいて後述する）を給紙回転方向（図４時計方向）に回転すると回転軸２０ａの回転はワンウェイクラッチＯＷがＯＮ状態となって給紙ローラ手段２０を時計方向に回転する。同時にこの回転軸２０ａの回転はバネクラッチが緩んだＯＦＦ状態となってブラケット部材１８は図４実線の待機位置から鎖線の繰出位置に降下すると共にワンウェイクラッチがＯＮ状態となってキックローラ手段１６に給紙回転方向の回転力を伝達する。

一方駆動モータＭ１を図示反時計方向に回転するとワンウェイクラッチＯＷはＯＦＦ状態となり、バネクラッチは緊縮したＯＮ状態となってブラケット部材１８は図４の繰出位置から待機位置に移動しストッパ部材に突き当たってその姿勢で保持される。上記給紙ローラ手段２０には圧接して対向する位置に分離手段２２が配置される。この分離手段２２はパッド部材（図４）、或いはローラ部材（図３）などで構成され、付勢手段（図示せず）で上方に付勢されている。この給紙ローラ手段２０と分離手段２２とは既に知られた構成として給紙ローラ手段２０と係合するシートを下流側に搬送し、分離手段２２と係合するシートが下流側に搬送されるのを阻止する摩擦関係に設定されている。

このような構成において本発明は上記給紙トレイ１０のシート支持面に次の構成のジャンプ台３０を設ける。このジャンプ台３０は給紙トレイ１０のセンタを基準に幅方向中央部に上記キックローラ手段１６と対向する位置に配置する。そしてこのジャンプ台３０がシートと係合するシート支持面３０ａは給紙トレイ１０のシート載置面１１から上方に所定量（図３に示すｄ）突出してシート中央部を盛り上げるように構成する。そしてこのシート支持面３０ａはシートとの摩擦係数がシート相互間の摩擦係数より大きく設定する。図示のものは後述する多孔質材の表面にウレタンゴムを貼着して上記摩擦関係を形成している。

更に、上記ジャンプ台３０は、そのシート支持面３０ａを上記キックローラ手段１６の外周に沿って給紙方向に漸次高くなるように傾斜（図示α；図６（ｂ）参照）させる。この傾斜角度αは５度乃至２０度が好ましく、好適には１０度に設定すると良い。また、上記ジャンプ台３０は前記分離手段２２を収容保持する分離部下部ユニット２４に保持され、前述の給紙トレイ１０に形成した切欠凹部１７に配置されている。ジャンプ台３０は多孔質材、例えばスポンジなどの多孔質材のパッド基材３１と、その表面に貼着したウレタンゴムなどの高摩擦シート３２で構成されている。このパッド基材３１を分離部下部ユニット２４の支持フレーム２４ａに給紙方向基端部（上流側端部）と下流側先端部とを固定支持し、給紙方向中央部には空洞部３３が設けてある。従って前述のキックローラ手段１６がジャンプ台３０上のシートを押圧するとパッド基材３１は弾性変形し、表面の高摩擦シート３２はローラ外周に沿って変形する。このとき空洞部３３はこの変形を確実に保証することとなる。

以上のように構成された給紙装置Ｂは、図５（ａ）乃至図６（ｂ）に示す状態で給紙トレイ１０上のシートをキックローラ手段１６で順次繰り出すこととなる。まず図５（ａ）には給紙トレイ上に最大容量に近いシートが載置された場合を示し、この状態でシートは先端側の中央部をジャンプ台３０で押し上げられ、このジャンプ台３０から更に先のシート先端側（図示Ｓｅ部）は下方に垂れ下がるように支持される。この状態でシートの左右側縁は同図（ｂ）のように湾曲してサイドガイド（側縁規制部材）１３、１４に溢れることなく支持され、サイドガイド１３、１４によって正しい姿勢に整列保持される。そこでキックローラ手段１６が図示時計方向に回転すると最上シートＳ１は給紙ローラ手段２０と分離手段２２との圧接点（分離ポイント）Ｐ０に前捌きガイド１５に沿って捌かれながら繰出される。この繰り出し過程で重なり合ったシート間に空気が進入し、密着した状態が解かれ分離ポイントで確実に１枚ずつ分離されることとなる。

このようなシートの繰り出しが進み給紙トレイ１０上に数枚のシートが残った状態では図６（ａ）に示すように、この数枚のシートＳ２はキックローラ手段１６で図示下方に押圧される。このときまずジャンプ台３０がシート載置面１１より上方に突出しているため、シートは同図（ｂ）のように幅方向に湾曲して腰づけされるためシート先端部Ｓｅが下側に湾曲してトレイ底面に巻き込まれて紙詰まりを起こすことがない。

次に上記ジャンプ台３０のシート支持面３０ａは給紙方向上方に角度αで傾斜しているため、シート中央部はより高い位置から分離ポイントＰ０に向かい分離点とシートとの高さ距離Ｈｄ（図７参照）をシート両側部に比べ小さくすることが出来る。従ってこの高さ距離Ｈｄを予め設定された高さ位置に設定しても、給紙トレイ１０上に載置するシートの容量を増大することが可能となる。これと同時に、キックローラ手段１６の押圧力は傾斜したシート支持面３０ａでより広い面積でシートと係合して分散される。この押圧力の分散でシート相互間より大きい摩擦係数の高摩擦シート３２によって、より静的な（スタティクな）摩擦関係が得られ上方のシートに下方のシートが連れ送りされる程度が軽減される。

これに対し、従来のキックローラ周面が線接触など局部的にシートと接触すると、キックローラとシートと高摩擦シートとの間には駆動力の変動、振動などが働いて動的な（ダイナミックな）摩擦関係となり、設計した摩擦関係が崩れて上方シートに連なって多くの下層シートが繰り出されることがあり、上記構成はこのような問題を解消する。そこで上記シート支持面３０ａはキックローラ手段１６の外周に沿って湾曲すると、上記作用は一層確実となり、更に上記シート支持面３０ａをキックローラ手段１６の押圧力に従って弾性変形させると、上記作用は更に一層確実となる。

次に、上述の給紙装置Ｂを備えた原稿給送装置Ａについて説明する。尚給紙トレイを備えた給紙機構部は前述のものと同一であるので、同一符合を付してその説明を省く。図１に示す原稿給送装置Ａはスキャナなどの画像読取装置Ｈの第１読取プラテン１に据え付けられ、この原稿給送装置Ａに前述の給紙装置Ｂが組み込まれる。図示２は原稿給送装置Ａから送られたシートを読み取る第２読取プラテンであり、３は光源、縮小レンズ、読取手段を搭載した光学キャリッジであり、第１、第２読取プラテン１、２に沿って往復動自在に支持されている。上記読取手段はＣＣＤなどの光電変換素子などのラインセンサで構成され、画像処理部４でデジタル処理され外部の装置、例えば複写機、コンピュータなどにデータ転送する。

そこで原稿給送装置Ａは、上記第２読取プラテン２に給紙トレイ１０から原稿シートを１枚ずつ分離給送し、プラテンで読み取った原稿シートを排紙トレイ４１に収納する。この給紙トレイ１０と排紙トレイ４１とは図１に示すように略々水平方向で給紙トレイ１０の下に排紙トレイ４１が配置されている。この給紙トレイ１０には前述のジャンプ台３０とキックローラ手段１６と給紙ローラ手段２０とがそれぞれ前記構成で配置されている。そして給紙トレイ１０と排紙トレイ４１との間には略Ｕ字状の搬送経路４２が設けられ、その中央部に第２読取プラテン２が位置している。

上記搬送経路４２には上記給紙ローラ手段２０の下流側にレジストローラ４３と第２読取プラテン２の上流側にリードローラ４４が配置されている。従って給紙ローラ手段２０からの原稿シートはレジストローラ４３で先端揃えされた後、給紙ローラ手段２０が停止した状態でシート先端をレジストローラ４３で引き出し、リードローラ４４に給送する。リードローラ４４は所定のタイミングでこの原稿シートをレジストローラ４３と協働して所定速度で第２読取プラテン２に送る。またこの第２読取プラテン２の下流側には搬出ローラ４５と排紙ローラ４６が配置され、読み取り後の原稿シートを排紙トレイ４１に搬出するように構成されている。

図４は上記各ローラ手段の駆動系を示し、図示のものは２つの駆動モータで給紙トレイ１０から排紙トレイ４１に原稿シートを搬出する。第１の駆動モータＭ１は正逆転モータで、その正転で前述のキックローラ手段１６と給紙ローラ手段２０を給紙方向に回転駆動し、また同時にキックローラ手段１６を待機位置から繰出位置にシフトする。そしてこの第１の駆動モータＭ１は逆方向回転で上記レジストローラ４３を給紙方向に回転し、同時にキックローラ手段１６を繰出位置から待機位置にシフトする。次に第２の駆動モータＭ２は一方向に回転するモータで構成され、上記リードローラ４４と搬出ローラ４５と排紙ローラ４６とをそれぞれ同一周速度でシート搬出方向に回転駆動する。尚図示４７はバックアップローラで第２読取プラテン２の上方に配置され原稿シートを上記リードローラ４４と同一周速度で搬送するように第２の駆動モータＭ２に連結されている。このバックアップローラ４７によって読取位置で原稿シートが上下に振れるのを防止している。

なお、上記実施例においては、ジャンプ台３０をスポンジ等の多孔質部材のパット基材３１とウレタンゴム等の高摩擦シート３２で構成したが、図８に示すようにパッド基材３１に換えて繰り出しローラに対向する表面を傾斜させた硬質の部材１００を取り付けてもよい。また、図８では部材１００を給紙トレイ１０と別体としたが、図９のように給紙トレイ１０に突出部２０１を形成した構成としてもよい。このように、突出部材をキックローラに対向する位置に別体、または一体で設けることにより、簡素で安価な手段にて原稿の繰り出し位置を給紙トレイや支持部材の原稿支持面に対して高い位置に設定でき、上向きに繰り出すことができる。

本発明の原稿給送装置の実施態様を示す説明図。 図１の装置に於ける給紙トレイの外観形状を示す斜視図。 図１の装置の給紙トレイを示す要部拡大説明図。 図１の装置に於ける給紙機構を示す説明図。 図１の装置に於けるシート繰り出し状態を示す動作状態説明図であり、（ａ）は用紙積載量が多いときの給紙トレイの状態を示し、（ｂ）は（ａ）の断面図である。 図１の装置に於けるシート繰り出し状態を示す動作状態説明図であり、（ａ）は用紙積載量が少ないときの給紙トレイの状態を示し、（ｂ）はキックローラ手段とジャンプ台との押圧力を示す説明図。 従来の装置に於けるシート繰り出し状態のモデル図。 図３の装置と異なる実施形態の給紙トレイ構造を示す説明図。 図３及び図８の装置と異なる実施形態の給紙トレイ構造を示す説明図。

符号の説明

１０ 給紙トレイ
１１ シート載置面
１３ サイドガイド（側縁規制部材）
１４ サイドガイド（側縁規制部材）
１５ 前捌きガイド
１６ キックローラ手段
２０ 給紙ローラ手段
２２ 分離手段（分離パッド）
２４ 分離部下部ユニット
３０ ジャンプ台
３０ａ シート支持面
３１ パッド基材
３２ 高摩擦シート
Ｐ０ 分離ポイント

Claims (3)

1. シートを載置するシート載置面を有する載置手段と、
   前記載置手段上に配置され、給紙方向に回転するキックローラと、
   前記キックローラを、前記載置手段上のシートの最上面を押圧する繰出位置とシートから離間した待機位置との間で昇降させる昇降シフト手段と、
   前記キックローラで給紙方向に繰り出されたシートを分離して給紙する給紙ローラ及び分離手段と、
   給紙方向に向って高くなるように傾斜し、前記キックローラから繰り出されたシートを前記給紙ローラに案内する前面壁と、
   を備えた給紙装置において、
   前記載置手段の前記シート載置面における前記キックローラに対向した位置に配置され、前記シート載置面から突出して前記シート載置面上に載置されたシートの一部を支持するシート支持面を有するジャンプ台と、
   前記ジャンプ台の給紙方向上流側端部を支持する支持フレームと、
   を備え、
   前記ジャンプ台の前記シート支持面を前記シート載置面に対して給紙方向に向って高くなるように傾斜させると共に、前記ジャンプ台の給紙方向中央部と前記支持フレームとの間に空洞部を形成し、前記キックローラの押圧力で前記シート支持面を湾曲させたことを特徴とする給紙装置。
2. 前記ジャンプ台のシート支持面は弾性変形することを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
3. 前記ジャンプ台は、多孔質部材とこの多孔質部材の表面に貼着された高摩擦部材とから構成されていることを特徴とする請求項２に記載の給紙装置。

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