JP5287832B2

JP5287832B2 - シート材供給装置

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Publication number: JP5287832B2
Application number: JP2010252545A
Authority: JP
Inventors: 潔佐藤; 照美津田; 武房緒方; 孝夫荒木; 康介高木
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2010-11-11
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2030-11-11
Also published as: CN202175454U; JP2011195335A

Description

本発明は、画像形成装置や画像読取装置等の装置本体内へ、用紙や原稿等のシート材を連続的に供給するシート材供給装置に関する。

画像形成装置や画像読取装置等においては、読取り原稿等のシート材を装置内に１枚ずつ分離して給送するシート材供給装置が設けられている。従来の画像読取装置のシート材供給装置は、原稿等のシート材を積載するホッパーと、積載されたシート材の最上面に当接しシート材を繰り出すピックアップローラと、給送方向下流位置にシート材を給送する方向に回転駆動される給送ローラと、給送ローラに弾性当接して所定の空転負荷トルクを介して給送方向とは逆方向に回転駆動される捌き（さばき）ローラによって構成されており、（以下、上取り給送方式と呼ぶ）、ピックアップローラから複数枚のシート材が繰り出された場合、最上面のシート材が給送ローラで搬送され、２枚目以下のシート材は逆転する捌きローラで給送方向とは逆方向に戻すことにより、シート材を１枚ずつに分離して給送するようになっている（特許文献１）。

また、シート材の積載容量が少ない場合等には、積載されたシート材の下面に当接してシート材を繰り出す給送ローラを配設したもの（以下、下取り給送方式と呼ぶ）もある。給送ローラに分離パッドを当接させた従来の技術が開示されているが、分離パッドでは給送されるシート材に引き込まれる２枚目以降のシート材の進入を阻止するのみの作用であり、重送されたシート材を給送方向とは逆方向へ戻すことができず、より有効な捌き効果を奏するために前記上取り給送方式で説明したように、分離パッドに代えて、ピックアップローラに所定の空転負荷トルクを介して逆転駆動される捌きローラを当接させ、重送されたシート材給送方向とは逆方向へ戻す構成にすることもできる（特許文献２）。

特許第３３９８０４３号公報特許第３６１２２２９号公報

しかしながら、一般的に画像形成装置や画像読取装置においては、シート材の重送や原稿の紙詰まりを完全に防止することができないため、重送や紙詰まりを発生したシート材を取り除くために、シート材の搬送路を開放することができるように構成されており、捌きローラを逆転駆動する構成とする場合には、シート材を給送する給送ローラと捌きローラをそれぞれ駆動する必要があるので、開放される搬送路の双方にそれぞれ配設される給送ローラと捌きローラとを駆動するためには、双方の搬送路にそれぞれの駆動機構を構成することが必要となり、構造の複雑化とコストアップするという問題があった。

また、特に下取り給送方式のシート材供給装置においては、供給装置にセットされるシート材の先端が揃っていない場合において（以下、先端不揃いシート束という）は、最初に給送されるべき最下層のシート材より２番目以降のシート材の先端が先に出ている場合等、２番目以降のシート材が先に給送され、最下位のシート材が給送ローラと分離パッド若しくは捌きローラとのニップ位置に到達したときに、先行する２番目以降のシート材が更に下流の搬送手段によって搬送されている場合には、有効な分離作用を奏することができないという問題もあった。

そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、給送ローラに当接してシート材の分離効果を奏する捌きローラをモータ等の駆動手段を用いた逆転駆動をせずに、先端不揃いシート材束がシート材供給装置にセットされた場合等、重送して給送ローラと捌きローラとのニップ位置を通過したシート材に対しても有効な戻し効果を作用させ、良好な重送防止効果を奏することのできるシート材供給装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明に係るシート材供給装置においては、給送方向に回転してシート材を給送する給送ローラと、給送ローラに所定の付勢力で当接し、所定の空転負荷トルクを介して連れ回りする捌きローラを有し、シート材に捌き力を与える捌きローラ回転体と捌きローラ回転体の回転軸との間に、所定の空転負荷トルクを有するトルクリミッタと、捌きローラ回転体のシート材戻し回転方向への戻しトルクを発生させる弾性部材を介在させ、捌きローラ回転体とトルクリミッタが弾性部材を介して結合されると共に、捌きローラ回転体の回転軸に対して捌きローラ回転体をシート材送り方向に回転させたとき、弾性力を発生するねじりトルクが、トルクリミッタの空転負荷トルクと同程度以下の範囲で作用するように設定することによって、まず弾性力によるねじりたわみが発生し、所定角度のねじりたわみを発生後にトルクリミッタが設定の空転負荷トルクで空転するように構成することで、予め捌きローラ回転体に給送方向とは逆方向の回転トルクを発生するねじりたわみを弾性力に蓄積しておき、重送したシート間の摩擦が静止摩擦から動摩擦に変化してシート材が滑り始めたところで、捌きローラ回転体が前記弾性要素に蓄積されたねじりたわみの開放による逆転により、重送した２枚目以降のシート材を給送方向とは逆方向に戻す作用を発生させるようにするものである。

また、本発明では、前記捌きローラ回転軸に対して捌きローラ回転体をシート材送り方向に回転させたとき、回転開始直後のねじりトルクが前記トルクリミッタの設定滑りトルク値の５０％程度以上に、かつ前記所定角度回転後のねじりトルクが前記トルクリミッタの設定滑りトルクと同程度になるように構成するものである。このことにより、捌きローラ回転体の回転範囲において、有効な回転トルクを発生することができる。

また、本発明では、給送ローラの給送方向上流位置に、セットされたシート材の先端部近傍を閉位置とし、シート材の給送が可能な給送方向下流側の開位置との間で揺動開閉可能に軸支され、弾性部材によって前記閉位置方向に付勢されるシート材給送阻止部材と、前記閉位置で前記シート材阻止部材を係止して、シート材給送方向へシート材阻止部材が開くことを阻止する係止部材と、前記シート材給送阻止部材と前記係止部材との係止と解除との切替えを行う切替え手段とを有するように構成すると共に、前記搬送阻止部材の給送方向上流位置に、シート材の繰り出しを行うピックアップローラを配設するものである。このことにより、セットされたシート材の先端が揃っていない場合においても、給送開始時に搬送阻止部材で先端を揃え、最初に給送されるべきシート材から順に給送ローラへ送ることができる。

本発明によれば、給送ローラに当接してシート材の分離効果を奏する捌きローラを逆転駆動することなく、重送して給送ローラと捌きローラとのニップ位置を通過したシート材について、給送ローラに当接したシート材以外のシート材に対して給送方向とは逆方向の戻し作用を与えることができるので、構造の複雑化とコストアップをせずに良好なシート材分離性能を有するシート材供給装置を提供することができる。

また、本発明によれば、捌きローラ回転体に所定の初期設定トルクとして、トルクリミッタ設定トルクの５０％以上のトルクを付与しているので、捌きローラ回転体の戻り回転の全範囲において、シート材に対して有効な戻し力を発生することができ、構造の複雑化とコストアップをせずに良好なシート材分離性能を有するシート材供給装置を提供することができる。

更に、本発明によれば、セットされたシート材の先端近傍に配設された開閉可能な搬送阻止部材と、前記給送ローラに対して給送方向上流位置に配設されたピックアップローラとを有し、ピックアップローラの起動後、所定の遅延時間後に前記搬送阻止部材の係止を解除することにより、セット時に先端が揃っていないシート材の束であっても重送を発生せず、良好なシート材分離性能を有するシート材供給装置を提供することができる。

本発明に係るシート材供給装置の基本構成図本発明に係るシート材供給装置に用いる捌きローラの基本構成を示す断面図本発明に係るシート材供給装置に用いる戻しバネの構成図本発明に係るシート材供給装置に用いる捌きローラの構成図本発明に係る本発明に係るシート材供給装置に用いる戻しバネの戻し力の時間変化を示す図本発明に係るシート材供給装置に用いる捌きローラを構成する戻しバネの変化を示す図本発明に係るシート材供給装置に用いる捌きローラを構成する戻しバネの変化を示す図本発明に係るシート材供給装置に用いる捌きローラを構成する戻しバネの変化を示す図本発明に係るシート材供給装置に用いる捌きローラを構成する戻しバネの変化を示す図本発明に係るシート材供給装置に用いる捌きローラを構成する戻しバネの変化を示す図本発明に係るシート材供給装置における重送発生時の動作説明図本発明の一実施例に係るシート材供給装置を構成する捌きローラの構成斜視図実施の形態１本発明の一実施例に係るシート材供給装置を構成する搬送阻止部材駆動機構の斜視図（搬送阻止部材係止位置）本発明の一実施例に係るシート材供給装置を構成する捌きローラハウジングと戻しバネ連結部材の組立関係説明図本発明の一実施例に係るシート材供給装置を構成する搬送阻止部材駆動機構の斜視図（搬送阻止部材解除位置）本発明の一実施例に係るシート材供給装置の断面図本発明の一実施例に係るシート材供給装置を構成する捌きローラに掛かる負荷トルクの説明図本発明の一実施例に係るシート材供給装置の要部斜視図本発明の一実施例に係るシート材供給装置を構成するローラ駆動部の斜視図

本発明の第１の発明は、シート材の送り方向に回転しシート材の下側搬送路壁に配設される給送ローラと、シート材の上側搬送路壁に配設され給送ローラに所定の圧力で付勢当接される捌きローラと、を有するシート材供給装置において、捌きローラは、ローラゴムを捌きローラハウジングに外嵌固着した捌きローラ回転体と、捌きローラ回転体が回動する捌きローラ軸と、捌きローラ軸と一体化して固定されたトルクリミッタ内輪とトルクリミッタ外枠とで構成されたトルクリミッタと、捌きローラ軸に巻回されトルクリミッタ外枠と捌きローラに係止されている戻しバネとを有し、トルクリミッタはトルクリミッタ内輪とトルクリミッタ外枠との相対的な回転に対して所定の空転負荷トルクを発生させと共に、戻しバネはシート材の給送方向へ所定の角度回転可能であり、捌きローラ回転体をシート材の給送方向に回転させたときに与えられる戻しバネのねじりたわみ力が、トルクリミッタの設定トルクよりも小さく設定されていることを特徴とするシート材供給装置。

この構成によって、給送ローラに当接してシート材の分離効果を奏する捌きローラを逆転駆動することなく、重送して給送ローラと捌きローラとのニップ位置を通過したシート材について、給送ローラに当接したシート材以外のシート材に対して給送方向とは逆方向の戻し作用を与えることができるので、構造の複雑化とコストアップをせずに良好なシート材分離性能を有するシート材供給装置を提供することができる。

本発明の第２の発明は、第１の発明に従属する発明であって、捌きローラ回転体の捌きローラ軸に対して捌きローラ回転体をシート材送り方向に回転させたとき、回転開始からの所定の回転角を超えるまでは、所定の割合で負荷トルクが増加し、所定の回転角を超えたところで、捌きローラ回転体と捌きローラ軸との間の空転負荷は負荷トルクで一定となることを特徴とするシート材供給装置。

この構成によって、捌きローラ回転体に所定の初期設定トルクとして、トルクリミッタ設定トルクの５０％以上のトルクを付与しているので、捌きローラ回転体の戻り回転の全範囲において、シート材に対して有効な戻し力を発生することができ、構造の複雑化とコストアップをせずに良好なシート材分離性能を有するシート材供給装置を提供することができる。

本発明の第３の発明は、第１の発明に従属する発明であって、給送ローラを捌きローラ回転体の所定角度以上に回転させた後は、戻しバネにトルクリミッタの設定トルクと同程度の復元トルクを蓄積した状態で捌きローラを給送ローラに付勢当接させた状態で保持することを特徴とするシート材供給装置。

本発明の第４の発明は、第１の発明に従属する発明であって、給送ローラに対してシート材の搬送方向上流に配設されピックアップローラ駆動軸によりシート材の給送方向に回転するピックアップローラと、シート材の上側搬送路壁に一端の揺動支部を中心として揺動可能に軸視され、先端部はピックアップローラと給送ローラとの間に、シート材の給送を阻止するように弾性部材で付勢された給送阻止部材と、シート材の下側搬送路壁に揺動支部を中心として揺動可能に軸視され、先端部に係止爪を形成し給送阻止部材がシート材の給送方向に開かないように給送阻止部材の先端部を係止している係止部材と、係止部材の下面に弾性部材で付勢当接され、回転によって揺動し給送阻止部材との係止と解除を行なう開閉カムとを有し、給送阻止部材の解除までの時間はピックアップローラ駆動軸と開閉カムの係止に遊びを持たせ、ピックアップローラ駆動軸の回転後タイムラグであることを特徴とするシート材供給装置。

この構成によって、セットされたシート材の先端近傍に配設された開閉可能な搬送阻止部材と、前記給送ローラに対して給送方向上流位置に配設されたピックアップローラとを有し、ピックアップローラの起動後、所定の遅延時間後に前記搬送阻止部材の係止を解除することにより、セット時に先端が揃っていないシート材の束であっても重送を発生せず、良好なシート材分離性能を有するシート材供給装置を提供することができる。

以下、本願発明の要旨を説明し、その後、構成の詳細、作用原理について説明する。

まず、本願発明の要旨は、トルクリミッタを内蔵する捌きローラ（リタードローラ）の、捌きローラとトルクリミッタ間に掛け渡された戻しバネに、常時、シート材間の動摩擦力より大きな復元力をオフセットとして設定したことを特徴とするシート材供給装置である。

このように構成することにより、まず、給紙開始前に戻しバネにトルクリミッタが滑り始める空転負荷トルクに相当するねじり力（復元力）を与え、トルクリミッタにはより大きな負荷トルクを与えることにより、戻しバネに上記ねじり力を保持させる。

そして、給紙開始後、シート材の重送発生の度に捌きローラが搬送方向とは逆方向に回転することにより戻しバネのねじりが戻り、チャージしていたねじり力が徐々に減少しても、オフセットされたねじり力が維持され、且つそれがシート材間の動摩擦力より相当程度大きく設定されている。

そのため、その後、更にシート材の重送が発生しても、捌きローラは少なくともオフセットされた戻しバネのねじり力からもたらされる分離力を保持しているため、その分離力に加え、捌きローラが重送するシート材と共に回転したことにより増加した戻しバネの戻し力により、重送する用紙の進行を阻止し且つ逆送させるため、確実にシート材の重送を阻止することができるという効果を奏する。

次に、シート材供給装置の基本構成について説明する。

図１は本発明に係るシート材供給装置の基本構成図である。

図１において、ピックアップローラ６は駆動部（駆動手段）としてのモータの駆動力を受けて矢印Ｄ方向に回転し、図示しない給紙トレイに載置されたシート材９及び９´の最下層のシート材９を給紙トレイからピックアップする。給紙ローラ１はピックアップローラ６と同じく駆動部（駆動手段）としてのモータの駆動力を受けて矢印Ｅ方向に回転し、シート材９を矢印Ｆ方向に搬送する。

捌きローラ２は、通常、同軸上に複数のローラを有し、正常給送時、シート材９´が給紙ローラ１と捌きローラ２とのニップ部に侵入しようとする動作と捌きローラ２に掛け渡された後述する戻しバネの戻し力により、侵入したシート材９´を引き戻そうとする動作が小刻みに繰り返され、シート材９の正常搬送中もシート材９´がシート材９と共に重送しないよう、シート材９´の搬送を阻止している。シート材９及びシート材９´が重送した場合は、戻しバネの戻し力により矢印Ｇ方向に回転し、重送したシート材９´を矢印Ｆと反対方向に戻し、重送を解消する。

以下、捌きローラ２の基本構成について説明する。

図２は本発明に係るシート材供給装置に用いる捌きローラの基本構成を示す断面図である。

捌きローラ２は、通常、複数備えられ、それぞれにローラゴム１０１が被覆されている。複数の捌きローラ２は図示しない捌きローラハウジングにより一体化され、捌きローラ軸１０３の周りを一体的に同期して回動する。

図２に示す左側の捌きローラ２には、ローラゴム１０１に被覆されたトルクリミッタ１０５が備えられている。トルクリミッタ１０５はトルクリミッタ内輪１０５ａとトルクリミッタ外枠１０５ｂで構成され、トルクリミッタ内輪１０５ａは捌きローラ軸１０３と一体化して固定されている。捌きローラハウジングに取り付けられたローラゴム１０１は、図１で説明した給送ローラ１から直接的に若しくはシート材９を介して間接的に回転力を受け、トルクリミッタ外枠１０５ｂがトルクリミッタ内輪１０５ａに対して滑りを生じるまでは、トルクリミッタ外枠１０５ｂとは独立に回転可能であり、トルクリミッタ外枠１０５ｂは所定の空転負荷トルクに相当する回転力がかけられるまではトルクリミッタ内輪１０５ａに拘束され、捌きローラ軸１０３に対して回動できない。しかし、所定の空転負荷トルクを超える回転力がかけられると、トルクリミッタ外枠１０５ｂはトルクリミッタ内輪１０５ａの負荷に抗してトルクリミッタ内輪１０５ａに対して滑り出し、捌きローラ軸１０３及びトルクリミッタ内輪１０５ａに対して回動することができる。

捌きローラ軸１０３の軸周りにはスプリング状の戻しバネ１０６が巻回されている。戻しバネ脚１０６ａは左側捌きローラ２のトルクリミッタ外枠１０５ｂに係止され、戻しバネ脚１０６ｂは右側捌きローラ２に係止されている。

捌きローラ２を図面奥側に向かう矢印Ｈ方向（シート材順搬送方向）に回動させると、それに伴って戻しバネ脚１０６ｂが図面手前側に向かう矢印Ｉ方向に回動する。戻しバネ脚１０６ａはトルクリミッタ１０５に拘束されているので、戻しバネ脚１０６ｂが矢印Ｉ方向に回動すると、戻しバネ１０６にねじり力が発生する。また、戻しバネ脚１０６ａにも戻しバネ脚１０６ｂが矢印Ｉ方向に回動するのに伴って同様に矢印Ｉ方向に回復力（ねじり力）が生じるが、回復力がトルクリミッタ１０５の所定の空転負荷トルクに達するまで、戻しバネ脚１０６ａはトルクリミッタ１０５に拘束され、動かない。戻しバネ脚１０６ｂは戻しバネ脚１０６ａに生じるねじり力がトルクリミッタ１０５を滑らせる直前の空転負荷トルクを生じさせるまで回転するが、トルクリミッタ１０５が滑り出す空転負荷トルクが発生する時点の角度以上は回動できず、その位置で保持される。

次に、戻しバネ１０６について説明する。

図３は本発明に係るシート材供給装置に用いる戻しバネの構成図であり、図２において、戻しバネ１０６の一構成例を捌きローラ軸１０３方向（矢印Ｊ方向）からみたものである。

本願で例示する戻しバネ１０６は、図３（ａ）に示すようなスプリング形状のバネであり、図２で説明したように、戻しバネ１０６の一端である戻しバネ脚１０６ａはトルクリミッタ１０５に係止され、他端の戻しバネ脚１０６ｂはトルクリミッタ１０５を備えない捌きローラ２に係止されている。

戻しバネ１０６は外力がかからない状態では図３（ａ）に示す形態であり、本願発明では、図３（ｂ）に示すように、初期状態で戻しバネ脚１０６ａに時計回りにＦ_offsetの力をかけて所定角度のねじりを与えた状態でトルクリミッタ１０５のトルクリミッタ外枠１０５ｂに係止することを特徴としている。

図４は本発明に係るシート材供給装置に用いる捌きローラの構成図であり、図２の捌きローラ２を矢印Ｊ方向（捌きローラ軸１０３の軸方向）からみたときの、捌きローラ軸１０３、戻しバネ１０６、トルクリミッタ１０５、捌きローラ２の関係を示したものである。

戻しバネ１０６は捌きローラ軸１０３の軸周りに巻回され、戻しバネ１０６の図面手前側の一端である戻しバネ脚１０６ａは、初期状態でＦ_offsetの力をかけて所定角度のねじりをチャージした状態でトルクリミッタ１０５のトルクリミッタ外枠１０５ｂに係止されており、戻しバネ脚１０６ｂはトルクリミッタ１０５を備えない捌きローラ２に係止されている。

次に、本発明に係るシート材供給装置によって給紙を開始してから以降の捌きローラ２の動作を時系列に説明する。

図５は本発明に係るシート材供給装置に用いる戻しバネの戻し力の時間変化を示す図である。図６〜図１０は本発明に係るシート材供給装置に用いる捌きローラを構成する戻しバネの変化を示す図である。

以下、図６〜図１０の捌きローラ２及び給送ローラ１の動作説明に合わせて、図５のグラフの変化を説明する。

図５の時間ｔ₀においては、戻しバネ１０６にＦ_offsetの戻し力がかかっている。この状態は図６（ａ）に対応しており、給紙待機時を表している。図６（ａ）では、図５で説明した通り、戻しバネ脚１０６ａを時計方向に所定角度移動させることにより、戻しバネ１０６全体に初期状態でＦ_offsetのねじり力（戻り力）がチャージされた状態でトルクリミッタ１０５のトルクリミッタ外枠１０５ｂに係止されており、戻しバネ脚１０６ａは図６（ａ）の実線の位置から点線で示す外力がかからない位置の方向に戻ることはない。

図５の時間ｔ₀〜ｔ₁は給紙開始前の準備段階であり、図６（ａ）から図６（ｂ）の状態に移行する。図６（ｂ）では、図示しない駆動源としてのモータにより給紙ローラ１が矢印Ｅ方向に回転し、給紙ローラ１から回転力を受けて捌きローラ２が矢印Ｈ方向に連れ回りする。それに伴って、トルクリミッタ１０５を有しない捌きローラ２に係止された戻しバネ脚１０６ｂが図６（ａ）の初期位置から図６（ｂ）の位置までねじりを加えられる。このとき戻しバネ１０６には全体としてＦ₁の戻し力がチャージされる。

このときの戻し力Ｆ₁はトルクリミッタ外枠１０５ｂがトルクリミッタ内輪１０５ａに対して滑り出す空転負荷力に相当するため、給送ローラ１が更に矢印Ｅ方向に回転速度を増しながらＦ₁より大きい回転力を捌きローラ２に与えても、トルクリミッタ外枠１０５ｂがトルクリミッタ内輪１０５ａに対して滑りながら回転するため、戻しバネ１０６は図６（ｂ）の開き角を維持したまま回転する。

次に、シート材９の正常給紙状態の動作について説明する。

図５の時間ｔ₁〜ｔ₂は給紙開始後の正常給紙状態を表しており、図７が対応する。

図７では、捌きローラ２のトルクリミッタ外枠１０５ｂがトルクリミッタ内輪１０５ａに対し滑り出す空転負荷トルクに相当する戻し力Ｆ₁が戻しバネ１０６にチャージされた状態であり、給紙ローラ１は戻し力Ｆ₁よりも大きな回転力Ｆ（Ｆ＞Ｆ₁）で回転し、シート材９₁を搬送する。それに伴って、捌きローラ２もシート材９₁を介して戻し力Ｆ₁よりも大きな回転トルクを受けるため、トルクリミッタ外枠１０５ｂがトルクリミッタ内輪１０５ａに対し滑りながら回転し、給紙ローラ１と同じ周速度でシート材９₁を搬送する。

給送するシート材９がシート材９₁しかない場合は、給紙ローラ１、捌きローラ２とも、戻し力Ｆ₁よりも大きな回転力Ｆ（Ｆ＞Ｆ₁）で回転し続けるが、実際は、図７のように複数のシート材９が積層されている場合、次のシート材９₂の先端がシート材９₁に連れられて捌きローラ２と給紙ローラ１とのニップ部にわずかに侵入するため、捌きローラ２は戻しバネ１０６にチャージされた戻し力Ｆ₁により矢印Ｈ方向とは逆方向にわずかに回転してシート材９₂を押し戻し、戻しバネ１０６の戻し力もＦ₁からわずかに減少する。

押し戻されたシート材９₂は再びシート材９₁に連れられて捌きローラ２と給紙ローラ１とのニップ部に侵入しようとするので、捌きローラ２もそれに連れられてＨ方向にわずかに回転し、戻しバネ１０６の戻し力が回復し、更に捌きローラ２が戻しバネ１０６にチャージされた戻し力Ｆ₁により矢印Ｈ方向とは逆方向にわずかに回転してシート材９₂を押し戻す。

つまり、シート材９₁が完全に捌きローラ２と給紙ローラ１とのニップ部を通過するまで、捌きローラ２とシート材９₂は矢印Ｋのような揺動を繰り返す。以上が実際のシート材給紙装置の正常給紙状態の動作である。

次に、シート材９の重送が生じたときの動作について説明する。

図５の時間ｔ₂〜ｔ₃はシート材９の重送が発生したときの戻しバネ１０６にチャージされた戻し力の変化の様子を表しており、図８が対応する。

図８は給紙ローラ１と捌きローラ２とのニップ部にシート材９₁だけでなく、シート材９₂が相当量進入してきた様子を表している。

給紙ローラ１はシート材９₁を強い搬送力Ｆで搬送しており、シート材９₂の先端がシート材９₁に連れられて捌きローラ２と給紙ローラ１とのニップ部に相当量進入すると、捌きローラ２は戻しバネ１０６にチャージされた戻し力Ｆ₁により矢印Ｈ方向とは逆の矢印Ｇ方向に回転する。このとき、矢印Ｆ₁方向に戻し力Ｆ₁を発生させ、戻し力Ｆ₁はシート材９₂に対し静止摩擦力として作用する。一方、シート材９₁は正常搬送されているので、給紙ローラ１とシート材９₁との間には矢印Ｆ方向に強い搬送力Ｆが発生し、搬送力Ｆはシート材９₁に対し静止摩擦力として作用する。

これに対し、シート材９₁とシート材９₂との間に生じている摩擦力は、シート材９₂がシート材９₁に対して滑り始めた時点で動摩擦力Ｆ₀に変化しており、Ｆ＞Ｆ₁＞Ｆ₀であるので、捌きローラ２の戻しバネ１０６にチャージされた戻し力Ｆ₁がシート材９₁とシート材９₂間の動摩擦力Ｆ₀に打ち勝ち、捌きローラ２が矢印Ｇ方向に回転してシート材９₂を矢印Ｆ₁方向に押し戻す。このとき、戻しバネ１０６も矢印Ｌ方向に戻るため、図５の時間ｔ₂〜ｔ₃に示すように、戻し力もＦ₁からＦ₂に減少する。

次に、シート材９の正常給紙再開後の動作について説明する。

図５の時間ｔ₃〜ｔ₄は重送解消後の正常給紙状態を表しており、図９が対応する。

図９では、戻し力Ｆ₂が戻しバネ１０６にチャージされた状態であり、給紙ローラ１は戻し力Ｆ₂よりも大きな回転力Ｆ（Ｆ＞Ｆ₂）で回転し、シート材９₂を搬送する。

一方、捌きローラ２と給紙ローラ１とのニップ部には、次のシート材９₃の先端がシート材９₂に連れられてわずかに進入してくるが、図７における説明と全く同様の動作で捌きローラ２がシート材９₃の進入を阻止するので、給紙ローラ１はシート材９₂を正常に給送することができる。

１０（ａ）〜（ｄ）は、シート材９の給紙開始後、正常給紙と重送発生及びその解消動作を繰り返した場合の、捌きローラ２の戻しバネ１０６のねじり量の変化を時系列に示したものである。

図５の時間ｔ₀〜ｔ₁では、図１０（ａ）に示すように、シート材９の給紙開始前に捌きローラ２の戻しバネ１０６にねじりを加え、トルクリミッタ１０５が滑り出す空転負荷トルクを発生させる戻し力Ｆ₁を与える。

図５の時間ｔ₁〜ｔ₂では、シート材９の正常搬送が行われ、捌きローラ２に備えられる戻しバネ１０６の戻しバネ脚１０６ｂは、図１０（ａ）の位置にあって、戻し力Ｆ₁を維持している。

図５の時間ｔ₂〜ｔ₃では、捌きローラ２と給紙ローラ１（図６等に示す）のニップ部でシート材９（図１等に示す）の重送が発生しており、図８で説明したように、捌きローラ２が戻しバネ１０６の戻し力Ｆ₁を利用して、重送したシート材９の押し戻しを行う。重送したシート材９の押し戻しは、戻しバネ１０６のねじりの戻りによって行われるので、図５の時間ｔ₂で戻しバネ脚１０６ｂは図１０（ａ）のＦ₁の位置にあったのが、重送したシート材９の押し戻しが完了した時点である図５の時間ｔ₃において、図１０（ｂ）のＦ₂の位置になる。

図５の時間ｔ₃〜ｔ₄では、重送したシート材９の引き戻しが完了し、シート材９の正常搬送が再開した状態を表している。捌きローラ２に備えられる戻しバネ１０６の戻しバネ脚１０６ｂは、図１０（ｂ）の位置にあって、戻し力Ｆ₂を維持している。

図５の時間ｔ₄〜ｔ₅における捌きローラ２の動作は時間ｔ₂〜ｔ₃におけるものと同様であるが、重送したシート材９の押し戻しのため、図５の時間ｔ₄で戻しバネ脚１０６ｂは図１０（ｂ）のＦ₂の位置にあったのが、重送したシート材９の押し戻しが完了した時点である図５の時間ｔ₅において、図１０（ｃ）のＦ₃の位置になる。

図５の時間ｔ₅〜ｔ₆では、重送したシート材９の押し戻しが完了し、シート材９の正常搬送が再開した状態を表している。捌きローラ２に備えられる戻しバネ１０６の戻しバネ脚１０６ｂは、図１０（ｃ）の位置にあって、戻し力Ｆ₃を維持している。

図５の時間ｔ₆〜ｔ₇における捌きローラ２の動作は時間ｔ₂〜ｔ₃におけるものと同様であるが、重送したシート材９の押し戻しのため、図５の時間ｔ₆で戻しバネ脚１０６ｂは図１０（ｃ）のＦ₃の位置にあったのが、重送したシート材９の押し戻しが完了した時点である図５の時間ｔ₇において、図１０（ｄ）に示す、戻しバネ脚１０６ｂに外力がかからない初期位置になる。

このとき、図１０（ｄ）の戻しバネ脚１０６ａはねじり量がオフセットされたＦ_offsetの位置で係止されているため、図１０（ｄ）の点線で示す初期位置に戻ることはなく、戻しバネ１０６にチャージされた戻し力もＦ_offsetより小さくなることはない。従って、図５の時間ｔ₇〜では、戻しバネ１０６に常時チャージされたＦ_offsetの分離力（堰き止め力）と、図７で説明したようなシート材９のわずかな侵入により戻しバネ脚１０６ｂがねじられることにより戻しバネ１０６にチャージされる戻し力とにより、シート材９の重送が何度発生しても効果的に押し戻しを行うことができる。

以上のように、本願発明は、捌きローラ２の戻し力発生源として戻しバネ１０６を用いたシート材給紙装置であって、戻しバネ１０６に重送した複数のシート材９間の動摩擦力より充分大きな分離力（堰き止め力）を発生させるねじり量のオフセットを与えることにより、長時間のシート材９の読み取りを行うことにより、戻しバネ１０６にトルクリミッタ１０５を滑らせるために必要な空転負荷力に相当するような大きなねじり量をチャージした後、シート材９の重送が繰り返されて戻しバネ１０６のねじり量が徐々に減少し、戻し力が徐々に減少しても、常時チャージされたＦ_offsetの分離力（堰き止め力）によりシート材９の重送を効果的に防止及び解消することができる。

ここで、図１０（ｄ）で説明したように、戻しバネ脚１０６ｂが外力がかからない初期位置にあって、戻しバネ脚１０６ａがＦ_offsetの位置で係止されている状態であっても、少なくとも戻しバネ１０６に常時チャージされたＦ_offsetの分離力（堰き止め力）によって、シート材９の重送を解消することができるにもかかわらず、何故、図１０（ａ）のように、戻しバネ脚１０６ａにねじりを加え、戻し力Ｆ₁をチャージさせるのか、その理由について説明する。

図１１は本発明に係るシート材供給装置における重送発生時の動作説明図である。

図１１（ａ）では、シート材９₁とシート材９₂が重送を起こしている状態を示している。仮に図１０（ｄ）のように、戻しバネ脚１０６ｂが外力がかからない初期位置にあって、戻しバネ脚１０６ａがＦ_offsetの位置で係止されている状態でシート材９の給送を異なった場合、正常給送では、シート材９₁が１枚目として給送され、捌きローラ２を通過した後、シート材９₂が給送されるが、ときにシート材９₂がシート材９₁より先に進入してきて、シート材９₁との重送を起こす場合がある。このとき、図１１（ａ）のように、シート材９₁に対するシート材９₂の先行量がわずかであれば、シート材９₂の進入によって戻しバネ脚１０６ｂが図１１（ａ）に示す外力がかからない初期位置から反時計方向にわずかにねじられ、戻し力がチャージされるが、直後にシート材９₁が進入してくることにより重送状態となり、戻しバネ脚１０６ｂが初期位置方向に戻ることによって捌きローラ２が時計方向に回転し、シート材９₂を押し戻すことができる。

しかし、図１１（ｂ）に示すように、シート材９₂が相当量進入してからシート材９₁が遅れて進入してきた場合、シート材９₂の給送によって戻しバネ脚１０６ｂが、外力がかからない初期位置（図１０（ｄ））から反時計方向に戻し力Ｆ₁を生じる位置（図１０（ａ））までねじられているが、既にシート材９₂の進入量が、戻しバネ脚１０６ｂが戻し力Ｆ₁を生じる位置（図１０（ａ））から初期位置（図１０（ｄ））まで戻ることによる捌きローラ２の時計方向への回転量（戻し量）を超えていると、図１１（ｂ）に示すように、戻しバネ脚１０６ｂが初期位置（図１０（ｄ））まで戻るまで捌きローラ２が時計方向に回転しても、シート材９₂を捌きローラ２と給紙ローラ１とのニップ位置手前まで充分に戻すことができない。

このため、図１１（ｂ）に示すように、シート材９₂の先頭が捌きローラ２と給紙ローラ１とのニップ位置を過ぎた位置で静止したままシート材９₁の給送が行われ、シート材９₁が捌きローラ２と給紙ローラ１とのニップ位置を通過した後、シート材９₂の再給送が開始されるため、シート材９₂の先頭位置に誤差が生じ、搬送方向下流側での読み取り等の処理にエラーが生じることがある。

このような事態を防止するため、戻しバネ脚１０６ａにねじりを加え、図１０（ａ）で説明したように、充分な戻し力Ｆ₁を事前にチャージさせておき、シート材９の重送がどのような態様で生じても、確実に解消することができるようにしているのである。

以下、本発明に係る実施例１を、図面を参照しつつ説明する。

図１２は本発明の一実施例に係るシート材供給装置を構成する捌きローラの構成斜視図であり、図１２（ａ）は捌きローラの完成図、図１２（ｂ）は捌きローラの分解図である。図１３は本発明の一実施例に係るシート材供給装置を構成する捌きローラハウジングと戻しバネ連結部材の組立関係説明図であり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）において捌きローラハウジング１０２の中心軸Ｙ１−Ｙ２を通るＸ平面で切断したものを矢印Ｚ方向より見た斜視図、図１３（ｃ）は捌きローラハウジング１０２を戻しバネ連結部材１０７挿入方向から見た斜視図である。

まず、図１２、図１３を用いて、捌きローラ２の構成を説明する。図１２において、捌きローラ２は、ローラゴム１０１、捌きローラハウジング１０２、捌きローラハウジングカバー１１０、捌きローラ軸１０３、回り止めピン１０４、トルクリミッタ１０５、戻しバネ１０６、戻しバネ連結部材１０７、止め輪１０８によって構成されている。

トルクリミッタ１０５はトルクリミッタ内輪１０５ａとトルクリミッタ外枠１０５ｂとの相対的な回転に対して、所定の空転負荷トルクを発生させる。

図１３（ａ）において、トルクリミッタ１０５はトルクリミッタ外枠１０５ｂに形成された回り止め突起１０５ｄと、戻しバネ連結部材１０７に形成された孔１０７ｆとが噛合うように、図１２（ｂ）に示す戻しバネ連結部材１０７のトルクリミッタ収納室１０７ｅに挿嵌される。

図１２（ｂ）において、トルクリミッタ１０５のトルクリミッタ内輪１０５ａには、捌きローラ軸１０３の回り止めピン１０４を係止するための回り止め切欠１０５ｃが軸対称に２箇所設けられており、トルクリミッタ１０５のトルクリミッタ内輪１０５ａに捌きローラ軸１０３を挿入していくと、捌きローラ軸１０３に取り付けられた回り止めピン１０４がトルクリミッタ１０５の前記２箇所の回り止め切欠１０５ｃに係止される。これにより、捌きローラ軸１０３のトルクリミッタ１０５に対する自由な回転が拘束される。

戻しバネ１０６は一端１０６ａから他端１０６ｂへらせん状に巻かれたねじりバネであり、一端１０６ａは捌きローラハウジング１０２に形成した係止溝１０２ａに係止され、他端１０６ｂは戻しバネ連結部材の噛合突起１０７ｂに形成した係止溝１０７ａに係止される。

戻しバネ連結部材１０７は、噛合突起１０７ｂが捌きローラハウジング１０２のトルクリミッタ収納室１０２ｂに形成された噛合突起１０２ａ₁と１０２ａ₂との間に没入するように、捌きローラハウジング１０２の係止溝１０２ａと戻しバネ連結部材１０７の係止溝１０７ａとの間に戻しバネ１０６の他端１０６ｂが係止される。

これにより、戻しバネ１０６は締まり方向（図１２矢印Ａ方向）へ所定角度の回転力が与えられることによりねじりたわみ力が与えられる。

同時に、戻しバネ連結部材１０７の外周面１０７ｃは、捌きローラハウジング１０２のトルクリミッタ収納室１０２ｂの内周面１０２ｅに対して回転可能に形成され、噛合突起１０２ａ₁、１０２ａ₂間の開き角１０２ｃが、戻しバネ連結部材１０７の噛合突起１０７ｂの形成角度１０７ｇに対して所定の可動範囲を有するように形成されている。

前記したように、戻しバネ１０６は所定のねじりたわみを与えられているので、戻しバネ連結部材１０７は戻しバネ１０６の緩み方向（矢印Ｂ方向）に復元トルクを受け、戻しバネ連結部材の噛合突起１０７ｂは捌きローラハウジング１０２の噛合突起１０２ａ₁と噛合位置で回転せず保持される。

本実施例における戻しバネ１０６は、後述する上側搬送路壁７（図１４）に捌きローラ２を装着した場合におけるシート材給送方向への回転方向を締まり方向とする。

捌きローラハウジングカバー１１０は、前記した構成を組み立てる上で必要な捌きローラハウジング１０２の開放部をふさぐための部材で、捌きローラハウジング１０２に装着される。止め輪１０８は捌きローラハウジング１０２の内部に挿嵌されるトルクリミッタ１０５とは反対側から、捌きローラ軸１０３に挿入され、捌きローラ軸１０３が捌きローラハウジング１０２から抜けることを防止する抜け止めである。

ローラゴム１０１は捌きローラハウジング１０２に外嵌固着され、捌きローラハウジング１０２と一体的に回転する。ローラゴム１０１を捌きローラハウジング１０２に外嵌固着したものを、捌きローラ回転体１０９（図１４）という。

図１２（ａ）で説明したように、捌きローラ２を組み立てた状態では、戻しバネ１０６は自由な状態から所定角度だけ締まり方向にねじられた状態になっているので、戻しバネ連結部材１０７は捌きローラハウジング１０２に対して戻しバネ１０６の復元トルクを受け、戻しバネ連結部材１０７の噛合突起１０７ｂは、捌きローラハウジング１０２の戻しバネ１０６の緩み方向側の噛合突起１０２ａ₁に押しつけられた状態で保持されているが、この状態で戻しバネ１０６の発生するトルクを初期設定トルクＴｓとする。

次に、図１２、図１４を用いて、捌きローラ２の動作について説明する。

図１４は発明の一実施例に係るシート材供給装置の断面図である。

図１２において、捌きローラ２は、捌きローラ軸１０３の端部に形成された平面部１０３ａ、１０３ｂが図１４の捌きローラ軸受１４に対して回転不可に把持され、捌きローラ軸受１４は上側搬送路壁７に、給送ローラ１に対して離接する方向に形成された案内溝７ａに沿って給送ローラ１に対して離接可能に保持されている。

また、捌きローラ軸受１４は、捌きローラ付勢バネ１０により給送ローラ１に向かって付勢されているので、給送ローラ１が回転すると捌きローラ回転体１０９も捌きローラ軸１０３を中心として給送ローラ１に連れ回りして回転する。

ここで、図１２により、給送ローラ１の静止状態から回転を開始した際における、捌きローラ２の構成要素である、ローラゴム１０１、捌きローラハウジング１０２、捌きローラ軸１０３、トルクリミッタ１０５、戻しバネ１０６、戻しバネ連結部材１０７の動作について説明する。

図１４の給送ローラ１が回転を開始するまでは、図１２の戻しバネ連結部材１０７の噛合突起１０７ｂは戻しバネ１０６の復元力により捌きローラハウジング１０２の噛合突起１０２ａ₁と当接している。

給送ローラ１がシート材給送方向（図１４の反時計方向）に回転を開始し、シート材９が給紙ローラ１と捌きローラ２のニップ部に給紙されると、給送ローラ１に対する連れ回りにより捌きローラ回転体１０９がシート材給送方向へ回転を開始する。戻しバネ１０６はその一端１０６ａが捌きローラ回転体１０９の係止溝１０２ａと係合しているので、矢印Ａ方向に回転しようとする。

このとき、戻しバネ連結部材１０７も噛合突起１０７ｂに戻しバネ１０６の一端１０６ａが係止されているので、戻しバネ１０６が矢印Ａ方向に回転するのに伴って戻しバネ連結部材１０７も回転トルクを受けるが、戻しバネ連結部材１０７はトルクリミッタ１０５の設定トルク値まではトルクリミッタ１０５に回転を阻止され、捌きローラ軸１０３に対して回転できない。そのため、捌きローラハウジング１０２は、戻しバネ１０６が更にねじりたわみ量を増加させるのに伴い、捌きローラハウジング１０２の噛合突起１０２ａ₂（図１３（ｃ））が戻しバネ連結部材１０７の噛合突起１０７ｂに当接する位置まで回転する。

図１４の捌きローラ回転体１０９が給紙ローラ１の回転に連れ回りして更に回転を続け、戻しバネ連結部材１０７が戻しバネ１０６の回転により受けるトルクが設定トルク値を超えると、トルクリミッタ１０５が矢印Ａ方向に滑り始め、捌きローラ回転体１０９はトルクリミッタ１０５と共にトルクリミッタ１０５の設定トルク値の空転負荷に抗して矢印Ａ方向に回転を続ける。当然ながら、給送ローラ１と捌きローラ２との当接摩擦力（静止摩擦力）は、トルクリミッタ１０５の設定トルク値に抗するのに十分な程度に大きく設定されている。

シート９が給送ローラ１を通過して給送ローラ１が回転を停止すると、捌きローラ回転体１０９の連れ回りも停止する。このとき、戻しバネ１０６は、戻しバネ連結部材１０７の噛合突起１０７ｂが捌きローラハウジングの噛合突起１０２ａ₂と当接するまでねじられているが、戻しバネ１０６に掛かる締まりトルクは、トルクリミッタ１０５の設定トルクより小さく設定されているので、給送ローラ１と捌きローラ回転体１０９との間の大きな静止摩擦力のため、捌きローラ回転体１０９は停止した位置で保持される。

ここで、給送ローラ１と捌きローラ２とを離間させ、あるいは給送ローラ１と捌きローラ２との間に摩擦の小さい部材を介在させた場合等、捌きローラハウジング１０２を静止保持させる力が解除されるような状況になると、ねじられた戻しバネ１０６は緩み方向に復元するため、捌きローラ回転体１０９の戻しバネ連結部材１０７の噛合突起１０７ｂが捌きローラハウジング１０２の噛合突起１０２ａ₂（図１３（ｂ））から離れて戻しバネ１０６の緩み方向（図１２の矢印Ｂ方向）に回転し、次いで戻しバネ連結部材１０７の噛合突起１０７ｂが捌きローラハウジング１０２の噛合突起１０２ａ₁に当接するまで回転して停止する。

図１５に捌きローラ回転体１０９を給送方向に回転させた場合の、捌きローラ回転体１０９の回転開始からの回転角θと、回転させるために必要なトルクＴとの関係を示す。

図１５は本発明の一実施例に係るシート材供給装置を構成する捌きローラに掛かる負荷トルクの説明図である。

図１５において、Ｔｓは戻しバネ連結部材１０７の噛合突起１０７ｂが捌きローラハウジング１０２の噛合突起１０２ａ₁に当接している状態で戻しバネ１０６が発生するトルクであり、Ｔ_lはトルクリミッタ１０５の作動設定トルク、θｓは戻しバネ連結部材１０７の噛合突起１０７ｂが、捌きローラハウジングの噛合突起１０２ａ₁を離れて噛合突起１０２ａ₂に当接するまでの回転角である。即ち、図１３（ｂ）の開き角１０２ｃと図１３（ａ）の形成角度１０７ｇとの差が、回転角θｓとして設定される。

給送ローラ１が回転を開始して、捌きローラ回転体１０９が連れ回りを開始すると、戻しバネ連結部材１０７の噛合突起１０７ｂが捌きローラハウジング１０２の噛合突起１０２ａ₂に当接するまで、戻しバネ１０６はねじり角度が増加するから、戻しバネ１０６の発生するトルクは増加する。

次に、戻しバネ連結部材１０７の噛合突起１０７ｂが、捌きローラハウジング１０２の噛合突起１０２ａ₂に当接すると、捌きローラハウジング１０２と戻しバネ連結部材１０７は一体的に回転するので、連れ回りによる回転力はトルクリミッタ１０５に作用し、トルクリミッタ１０５の作動設定トルクＴ_lを超える回転力が加わると、トルクリミッタ１０５は作動設定トルクＴ_lで滑りを生じ、以後の捌きローラ回転体１０９の回転に対しては、一定の空転負荷として作用する。

従って、回転開始からの回転角が回転角θｓを超えるまでは、所定の割合で負荷トルクが増加し、回転角θｓを超えたところで、捌きローラ回転体１０９の空転負荷は作動設定トルクＴ_lで一定となる。戻しバネ１０６のバネ定数を、回転角θｓのときの発生トルクが作動設定トルクＴ_lとなるように設定しておけば、戻しバネ１０６のねじりたわみ角度の増加と、捌きローラハウジング１０２の噛合突起１０２ａ₂と戻しバネ連結部材１０７の噛合突起１０７ｂの当接によるトルクリミッタ１０５の作動による発生空転トルクとの切り替わりを滑らかにすることができる。

次に、回転角θｓを超えて給送ローラ１を回転させて停止させたとき、捌きローラ２の戻しバネ１０６はそのバネ定数の設定に応じて発生するトルクリミッタ１０５の作動設定トルクＴ_l近傍のトルクで、捌きローラ回転体１０９を給送方向とは逆方向に回転させようとするが、捌きローラ２は給送ローラ１へ付勢当接されているため、前記当接力をＮとして、給送ローラ１と捌きローラ２との摩擦係数μを、（Ｔ_l＜μ・Ｎ）となるように設定しておけば、捌きローラ２は戻しバネ１０６のねじりたわみを生じたままで当接状態を保持できる。

即ち、給送ローラ１を捌きローラ回転体１０９の回転角θｓ相当以上に回転させた後は、戻しバネ１０６にトルクリミッタ１０５の設定トルクと同程度の復元トルクを蓄積した状態で捌きローラ２を給送ローラ１に付勢当接させた状態で保持することができる。

次に図１４、図１６、図１７、図１８、図１９を用いて、本実施例に係るシート材供給装置の構成と、捌きローラの作用及び効果について説明する。図１４は先述した通りであり、図１６は本発明の一実施例に係るシート材供給装置の要部斜視図、図１７は本発明の一実施例に係るシート材供給装置を構成するローラ駆動部の斜視図、図１８及び図１９は本発明の一実施例に係るシート材供給装置を構成する搬送阻止部材駆動機構の斜視図である。

図１４において、給送ローラ１と捌きローラ２は、前記したようにそれぞれ下側搬送路壁８と上側搬送路壁７に配設され、所定の力で給送ローラ１と捌きローラ２同士互いに付勢当接されている。ピックアップローラ６は、下側搬送路壁８の給送ローラ１に対してシート材搬送方向上流に配設されている。

搬送阻止部材３は、上側搬送路壁７に一端の揺動支部３ａを中心として揺動可能に軸支され、搬送阻止部材３の先端部はピックアップローラ６と給送ローラ１との間に、シート材９の給送を阻止するように搬送阻止部材付勢バネ４で付勢されている。

係止部材５は、下側搬送路壁８にその揺動支軸部５ａを中心に揺動可能に軸支され、係止部材５の先端部には係止爪５ｂが形成されており、搬送阻止部材３が給送方向に開かないように搬送阻止部材３の先端部を係止している。係止部材５の下面５ｃは開閉カム１１に係止部材バネ１２で付勢当接されており、開閉カム１１の回転によって揺動して搬送阻止部材３との係止と解除が可能である。

図１８は係止部材５が搬送阻止部材３を係止した状態、図１９は解除した状態を示す。ここで、開閉カム１１はピックアップローラ駆動軸３１に対して、図示しないトルクリミッタを内蔵しており、ピックアップローラ駆動軸３１に対しては所定の空転負荷トルクを介して空転可能である。これらの動作は後述する。

図１７にて給送ローラ１、捌きローラ２、ピックアップローラ６の動作について説明する。まずシート材９を給送する場合においては、モータ２０が矢印２０ａ方向に回転すると、回転はモータプーリ２１からベルト２２、ギアプーリ２３及び下流のギア２４、２５、２６を介して給送ローラ駆動軸３２を、ギア２４、２５、２７、２８を介してピックアップローラ駆動軸３１を、それぞれ矢印３２ａ、３１ａ方向に回転させる。

ギア２６と２７は共にギア２５に噛合しており、ピックアップローラ駆動軸３１と給送ローラ駆動軸３２の駆動力は、ここで分割される。ここで、ワンウェイクラッチ内蔵ギア２９、３０の内蔵ワンウェイクラッチは図示しないが、それぞれの入力軸の矢印３１ａ、３２ａの回転方向の回転に対してはそれぞれの入力軸と噛合し、逆の回転方向に対しては空転するように構成されており、給送ローラ１はワンウェイクラッチ内蔵ギア２９から給送ローラ１の一端に形成されたギアを介して矢印１ａの給送方向に回転する。

また、ピックアップローラ６は、ピックアップローラ駆動軸３１からワンウェイクラッチ内蔵ギア３０、ギア３３、３４を介して給送ローラ１と同様に矢印６ａの給送方向に回転する。

従って、給送ローラ１、ピックアップローラ６にシート材９が当接している場合は、給送ローラ１とピックアップローラ６の回転によりシート材９は給送方向に給送される。

また、図１６で説明したように、捌きローラ２の捌きローラ回転体１０９は、給送ローラ１または給送されたシート材９に対して連れ回りをする。

次に、図１８、図１９にて、搬送阻止部材３と係止部材５の動作について説明する。図１８において、開閉カム１１は係止部材５を押し上げた状態で、係止部材５の係止爪５ｂは搬送阻止部材３を係止している。

次に、図１９において、モータ２０が矢印２０ａで示すシート材９の給送方向に回転すると、前記したようにピックアップローラ駆動軸３１は矢印３１ａ方向に回転し、開閉カム１１を同方向（矢印３１ａ方向）に回転させる。係止部材５は揺動支軸部５ａを中心にして、図示しない係止部材バネで係止部材５を解除する方向５ｄ₁に付勢されているので、係止部材５は搬送阻止部材３の係止を解除し、搬送阻止部材３はシート材９の給送方向に向かって開閉可能になる。このとき、シート材９がピックアップローラ６に当接するように載置されていれば、シート材９はピックアップローラ６によりシート材９の送り方向へ送られ、シート材９は搬送阻止部材３を矢印３ｃ方向に押し開きながら、図１４の給送ローラ１と捌きローラ２のニップ位置へ給送される。

前記したように、開閉カム１１はピックアップローラ駆動軸３１に対して図示しないトルクリミッタを内蔵しているので、更にピックアップローラ駆動軸３１が回転すると、開閉カム１１は矢印１１ａで示す方向へ所定の角度回転後、図１４の下側搬送路壁８に形成された図示しない解除側ストッパと当接してその回転を止められるが、開閉カム１１に内蔵された前記トルクリミッタが空転することにより、開閉カム１１本体は前記解除側ストッパとの当接位置で停止したままとなる。

次に、シート材９の給送が完了後にモータ２０を停止し、図１８に示すように、モータ２０を矢印２０ｂの方向に回転させると、前記した回転伝達経路を経由して給送ローラ駆動軸３２とピックアップローラ駆動軸３１を、シート材９の給送時とは逆の矢印３１ｂ、３２ｂの方向に回転させるので、開閉カム１１も矢印１１ｂ方向に回転して係止部材５を押し上げる。

搬送阻止部材３は、搬送阻止部材付勢バネ４（図１４）により矢印３ｄ方向に付勢されているので、シート材９の給送が完了したところでシート材９の載置時のシート材９の先端位置付近へ戻っており、搬送阻止部材３が係止部材５の係止爪５ｂによって係止されると、搬送阻止部材３の給送方向への開放が禁止される。

開閉カム１１に対しては、前記したように係止部材５の搬送阻止部材３との係止位置近傍にも、下側搬送路壁８に図示しない係止側ストッパが配設されており、開閉カム１１が前記係止側ストッパに当接する位置まで回転すると、前記した図示しない内蔵トルクリミッタが空転し、開閉カム１１は係止側ストッパ当接位置で停止する。

図１７の給送ローラ１も、モータ２０の矢印２０ｂで示す方向への回転によりシート材９の給送方向とは逆方向に回転するが、給送ローラ駆動軸３２が矢印３２ｂ方向へ回転すると、ワンウェイクラッチ内蔵ギア２９の図示しないワンウェイクラッチの噛合がかからないため、捌きローラ回転体１０９（図１６）は内蔵された戻しバネ１０６（図１２（ｂ））が緩むことで、図１３に示す捌きローラハウジング１０２の噛合突起１０２ａ₁と戻しバネ連結部材１０７の噛合突起１０７ｂとが当接する位置まで回転し、図１７の給送ローラ１は捌きローラ回転体１０９に連れ回りして給送方向とは逆方向に回転する。

その後は、捌きローラ２に内蔵したトルクリミッタ１０５（図１２）の空転負荷が作用するため、図１７のワンウェイクラッチ内蔵ギア２９と給送ローラ駆動軸３２とが互いに滑りながら、モータ２０から給送ローラ駆動軸３２までの伝達機構が回転する。モータ２０は、図１８の開閉カム１１が前記した図示しない係止側ストッパに当接するまで回転して停止する。

次に、シート材９の給送について説明する。まず、図１４に示すように、複数のシート材９の束を、シート材９の先端が搬送阻止部材３に当接するようにシート材給送装置にセットする。図１７のモータ２０を矢印２０ａで示すシート材給送方向に回転駆動させると、セットされたシート材９はピックアップローラ６により給送方向へ送られる。

同時に、図１９で開閉カム１１が矢印１１ａで示す解除方向に回転して係止部材５による搬送阻止部材３の係止が解除されると、搬送阻止部材３はシート材９に押されて矢印３ｃ方向に開き始める。モータ２０の回転開始から係止部材５による搬送阻止部材３の解除までの時間は、係止部材５の係止爪５ｂの搬送阻止部材３への係りしろの深さによって設定できる。または、搬送阻止部材３の解除までの時間はピックアップローラ駆動軸３１と開閉カム１１の係止に遊びを持たせ、ピックアップローラ駆動軸３１の回転後タイムラグをもって開閉カム１１が回転する構成とすることにより設定できる。

図１４において、セットされたシート材９の先端部が揃っていない場合には、図１９の搬送阻止部材３が係止爪５ｂによる係止の解除により矢印３ｃ方向へ開き始めるまでは、最下層のシート材９ａに対して突出しているシート材９は搬送阻止部材３によって進入を阻止され、ピックアップローラ６に当接する最下層のシート材９ａは送られるので、この間に最下層のシート材９ａはシート材９ａより先端が突出した他のシート材９の先端部に追いつき、搬送阻止部材３に当接して揃えられる。従って、シート材９の先端が揃っていない場合においても、最初に給送されるべき最下層のシート材９ａから順に給送することができる。

また、図１７の捌きローラ２に関しては、モータ２０の回転開始と同時に給送ローラ１もピックアップローラ６と共にシート材９の給送方向に回転を開始するので、捌きローラ回転体１０９もシート材９の給送方向に連れ回りを開始して、戻しバネ１０６（図１２）は締まり方向（矢印Ａ方向）にたわみ始める。図１５で説明したように、捌きローラ回転体１０９が所定の回転角θｓ以上に回転すると、トルクリミッタ１０５が動作し始める。

図１８、図１９において、搬送阻止部材３が解除され、給送されるシート材９に押し開けられると、シート材９は給送ローラ１と捌きローラ２のニップ位置まで進入するが、搬送阻止部材３の閉じた位置と給送ローラ１と捌きローラ２のニップ位置までの距離を、捌きローラ回転体１０９の回転角θｓに相当する周長程度に設定しておけば、給送されたシート材９が前記ニップ位置に到達するまでに戻しバネ１０６は回転角θｓのねじりたわみを発生し、トルクリミッタ１０５の設定トルクの捌き力がシート材９に作用し、給送ローラ１に当接する最下層のシート材９ａ（図１４）のみが前記ニップ位置を通過して下流へと搬送される。

ここで、図１４において、シート材９のセット時の先端不揃いが過度なため、前記したような搬送阻止部材３による先端揃えが充分でない場合等、シート材９の捌きが充分に行われずに２枚以上のシート材９がニップ位置を通過した場合を説明する。

一般に、用紙等の紙のシート材９同士の動摩擦係数は、ゴム材であるローラ材とシート材９との静止摩擦係数より小さいので、給送途中でシート材９とシート材９との間で滑りが発生し、給送ローラ１に当接する最下層側のシート材９ａのみが送り力を受けて給送される。

一方、捌きローラ２の戻しバネ１０６には前記したようにねじりたわみが発生しているので、上側搬送路壁７に回転不能に保持された捌きローラ軸１０３に対して、捌きローラ回転体１０９には給送方向と反対方向に回転させようとするトルクが作用しており、最下層から２枚目以降のシート材９は捌きローラ回転体１０９の給送方向とは反対方向への回転により押し戻され、２枚目以降のシート材９は、先端部が給送ローラ１と捌きローラ２とのニップ位置の手前まで戻される。

ここで、捌きローラ回転体１０９が、戻しバネ１０６により給送方向と逆に回転する場合、トルクリミッタ１０５は、戻しバネ１０６の反作用力を受けるが、前記したように戻しバネ１０６が所定角度θｓだけねじられた状態で発生するトルクは、トルクリミッタ１０５と同程度に設定されており、戻しバネ１０６のねじりたわみの解放により、反作用として作用するトルクはトルクリミッタ１０５の設定トルクより小さくなるので、トルクリミッタ１０５は空転せず、捌きローラ軸１０３と一体のまま、装置に保持される。

最下層の１枚目のシート材９ａの後端が、給送ローラ１と捌きローラ２のニップ位置を通過すると、２枚目である次の最下層のシート材９が給送ローラ１により送られ、以下、載置されたシート材９がなくなるまでこれを繰り返す。

図１８において、最後のシート材９が給送されると、搬送阻止部材３は搬送阻止部材付勢バネ４（図１４）で閉位置へ押し戻される。給送されたシート材９が処理装置から排出されると、モータ２０は給送方向とは逆の矢印２０ｂ方向へ回転駆動され、前記した通り開閉カム１１は係止部材５を押し上げるので、搬送阻止部材３は閉位置で係止部材５と係合し、給送方向への開きが禁止される。

本発明に係るシート材供給装置は、画像形成装置の用紙供給部または画像読取装置の原稿給紙部等に有用であり、特に、被供給材であるシート材の先端がきちんと揃えられていない場合であっても、良好な給送性能を提供することに適している。

２捌きローラ
１０１ローラゴム
１０２捌きローラハウジング
１０２ａ係止溝
１０２ａ₁ 噛合突起
１０２ａ₂ 噛合突起
１０２ｂトルクリミッタ収納室
１０２ｃ開き角
１０２ｅ内周面
１０３捌きローラ軸
１０３ａ平面部
１０３ｂ平面部
１０４回り止めピン
１０５トルクリミッタ
１０５ａトルクリミッタ内輪
１０５ｂトルクリミッタ外枠
１０５ｃ回り止め切欠
１０５ｄ回り止め突起
１０６戻しバネ
１０７戻しバネ連結部材
１０７ａ係止溝
１０７ｂ噛合突起
１０７ｃ外周面
１０７ｅトルクリミッタ収納室
１０７ｆ孔
１０７ｇ形成角度
１０８止め輪
１０９捌きローラ回転体
１１０捌きローラハウジングカバー

Claims

シート材の送り方向に回転し前記シート材の下側搬送路壁に配設される給送ローラと、前記シート材の上側搬送路壁に配設され前記給送ローラに所定の圧力で付勢当接される捌きローラと、を有するシート材供給装置において、
前記捌きローラは、ローラゴムを捌きローラハウジングに外嵌固着した捌きローラ回転体と、前記捌きローラ回転体が回動する捌きローラ軸と、前記捌きローラ軸と一体化して固定されたトルクリミッタ内輪とトルクリミッタ外枠とで構成されたトルクリミッタと、前記捌きローラ軸に巻回され前記トルクリミッタ外枠と前記捌きローラに係止されている戻しバネとを有し、前記トルクリミッタは前記トルクリミッタ内輪と前記トルクリミッタ外枠との相対的な回転に対して所定の空転負荷トルクを発生させと共に、前記戻しバネは前記シート材の給送方向へ所定の角度回転可能であり、前記捌きローラ回転体を前記シート材の給送方向に回転させたときに与えられる前記戻しバネのねじりたわみ力が、前記トルクリミッタの設定トルクよりも小さく設定されていることを特徴とするシート材供給装置。
前記捌きローラ回転体の捌きローラ軸に対して前記捌きローラ回転体をシート材送り方向に回転させたとき、回転開始からの所定の回転角を超えるまでは、所定の割合で負荷トルクが増加し、前記所定の回転角を超えたところで、前記捌きローラ回転体と前記捌きローラ軸との間の空転負荷は前記負荷トルクで一定となることを特徴とする請求項１記載のシート材供給装置。
前記給送ローラを前記捌きローラ回転体の前記所定角度以上に回転させた後は、前記戻しバネに前記トルクリミッタの設定トルクと同程度の復元トルクを蓄積した状態で前記捌きローラを前記給送ローラに付勢当接させた状態で保持することを特徴とする請求項１記載のシート材供給装置。
前記給送ローラに対して前記シート材の搬送方向上流に配設されピックアップローラ駆動軸により前記シート材の給送方向に回転するピックアップローラと、前記シート材の上側搬送路壁に一端の揺動支部を中心として揺動可能に軸視され、先端部は前記ピックアップローラと前記給送ローラとの間に、前記シート材の給送を阻止するように弾性部材で付勢
された給送阻止部材と、前記シート材の下側搬送路壁に揺動支部を中心として揺動可能に軸視され、先端部に係止爪を形成し前記給送阻止部材が前記シート材の給送方向に開かないように前記給送阻止部材の先端部を係止している係止部材と、前記係止部材の下面に弾性部材で付勢当接され、回転によって揺動し前記給送阻止部材との係止と解除を行なう開閉カムとを有し、前記給送阻止部材の解除までの時間は前記ピックアップローラ駆動軸と前記開閉カムの係止に遊びを持たせ、前記ピックアップローラ駆動軸の回転後タイムラグであることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載のシート材供給装置。