JP6497750B2 - シート移送装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタ、コピー機、ファクシミリ、スキャナー等の画像処理装置に使用されるシート移送装置に関する。

この種のシート移送装置として、特許文献１に記載されたシート材給送装置がある。特許文献１に記載されたシート材給送装置(即ち、シート移送装置)は、ピックアップローラでピックアップ(給送)されたシートを画像処理装置等の処理部に、フィードローラ(即ち、メインローラ)を介して移送する構成を備えている。

具体的に説明すると、特許文献１に記載されたシート移送装置は、メインローラと対向して配置されたリタードローラ(即ち、セパレートローラ)を有している。当該セパレートローラは、複数枚のシートが供給された場合に、フィードローラの回転方向と逆方向に回転することによって、一枚のシートに分離し、分離されたシートはメインローラ及びセパレートローラから搬送ローラに移送されている。

特許文献１は、複数枚のシートを移送する際に、メインローラとセパレートローラが互いに逆方向に回転した場合、セパレートローラに大きなショックが生じることを指摘している。このような駆動連結時におけるショックを緩和するために、特許文献１は、ＣＰＵ等の制御装置を用いて、セパレートローラの駆動モータの駆動開始タイミングをメインローラの駆動開始タイミングに対して電子的に遅らせることを提案している。この構成によれば、シート搬送時、セパレートローラの圧変動を軽減することができ、シートの適正給送領域を拡大できると言う利点がある。

一方、メインローラ、セパレートローラに紙粉が付着したり、或いは、メインローラ、セパレートローラに摩耗が生じることがある。この場合、メインローラとセパレートローラの摩擦力が機械的に且つ継続的に変化してバランスが崩れた状態になる。

特許文献１は、メインローラとセパレートローラとが互いに逆回転した場合のパルス状のショックを分散させることによって緩和しているが、機械的な摩耗等によりメインローラとセパレートローラ間の摩擦力の変化及びその対策について何等考慮していない。

特開平１１−１６５８９５号公報

本発明者等の研究によれば、例えば、シート移送装置に、コシの強いコミック誌を大量に通紙した後にコシの弱いシートを通紙すると、コシの弱いシートの先端が折れた状態で排出される場合や先端が折れて給紙されない場合が見いだされた。

この現象はコミック誌を大量に通紙することにより紙粉やインクがメインローラ、セパレートローラへ付着し、両ローラ間の摩擦力バランスが崩れ、セパレートローラがシートを戻す方向に回転していることに起因していることがわかった。

より具体的に説明すると、シート読取装置には、セパレートローラのコア部にはトルクリミッタが設けられ、セパレートローラスプリングによりセパレートローラがメインローラに押し当てられているものがある。シート読取装置において、セパレートローラがメインローラに接触している場合、及びメインローラとセパレートローラ間に１枚のシートがニップされた場合、セパレートローラは摩擦力によりシートを送出する方向に連れ周りをするか停止した状態となる。

ピックローラにより複数枚のシートが引き込まれメインローラと「セパレートローラ間にニップされた場合、シート間の摩擦力よりもシートとセパレートローラ間の摩擦力の方が大きいことからセパレートローラはメインローラと逆方向に回転し、メインローラに接触している１番上のシート以外は押し戻している。この動作を行うために、トルクリミッタのトルク値、セパレートローラスプリングの荷重値、セパレートローラの摩擦係数の関係が設計されているのが一般的である。

しかしながら、紙粉やインクがメインローラやセパレートローラに付着したり、磨耗した場合にはローラ間の摩擦力が低下しセパレートローラがメインローラに連れ周りし難くなり、バランスが大きく崩れるとセパレートローラは逆方向に回転する様になる。

このため、シートの先端が折れた状態で排出される現象、先端が折れて給紙されない減少が見いだされた。

これに対して、セパレートローラのトルクリミッタ値を小さくすることによりセパレートローラの逆回転する力を抑え、マージンを上げることも対策として考えられる。しかし、紙粉やインクがメインローラ、セパレートローラへ付着していない場合には、副作用としてシートの重送が発生し易くなるといった課題があった。

本発明の目的は、メインローラ、セパレートローラ間の機械的摩擦力のバランスが崩れ、逆回転した状態でも安定にシートを移送できるシート移送装置を提供することである。

本発明の他の目的は、メインローラ及び/又はセパレートローラに摩耗が生じても重送等を軽減できるシート移送方法を提供することである。

本発明によれば、セパレートローラを、メインローラの回転タイミングよりも遅れて回転させる機械的遅延機構を備えたシート移送装置が得られる。

具体的に言えば、本発明の一態様によれば、メインローラと、当該メインローラと連動するセパレートローラ部を備え、前記セパレートローラ部は、セパレートローラと、セパレートローラシャフト及び、前記セパレートローラと前記セパレートローラシャフトの間に設けられた駆動連結部を有し、前記駆動連結部は、前記メインローラの回転に対して前記セパレートローラの回転を機械的に遅延させる機械的遅延機構を備え、前記機械的遅延機構は、前記セパレートローラシャフトの前記セパレートローラ側の先端に設けられた凸形状の第１の端部と、前記セパレートローラの前記セパレートローラシャフト側の先端に設けられ、前記第１の端部を受ける第２の端部を有し、前記第２の端部は、前記凸形状の前記第１の端部の回転の際、前記セパレートローラシャフトの回転方向を横切るスラスト方向に移動する形状を有しているシート移送装置が得られる。

本発明の他の態様によれば、メインローラ部と当該メインローラ部に対向して設けられたセパレートローラ部との間にシートを移送するシート移送方法において、前記メインローラ部の回転に対して前記セパレートローラ部が同一方向に回転する際、前記セパレートローラ部に設けられた機械的遅延機構により、前記セパレートローラ部をスラスト方向に移動させることにより、前記メインローラ部の回転開始タイミングに対し、前記セパレートローラ部の回転開始タイミングを遅延させるシート移送方法が得られる。

本発明では、メインローラとセパレートローラのニップ部にシート先端を搬送した後、セパレートローラを駆動し、これによって、セパレートローラの駆動開始タイミングをメインローラの駆動開始タイミングに対して遅らせる機械的遅延機構を設けたことにより、紙粉やインクなどの影響でメインローラとセパレートローラの摩擦力バランスが崩れた場合においても、シートの重送やシートの不送が発生し難く、安定した給紙を行なうことが可能となる。

本発明に係るシート移送装置を内部に含む画像処理装置のシート読取装置を示す外観斜視図である。 図１に示されたシート読取装置におけるカバーを外した状態を示す外観斜視図である。 図２に示されたシート読取装置からローラホルダー及びセパレートローラカバーを外した状態を示す外観斜視図である。 本発明に関連するシート移送装置の部品の詳細を示す外観斜視図である。 本発明に係るシート移送装置の動作を説明する断面図である。 本発明に係るはシート移送装置の他の動作を説明する断面図である。 本発明に係るシート移送装置の待機状態を示す外観斜視図である。 駆動連結部２０のセパレートローラシャフト９側の端部２１の形状を説明するための斜視図である。 駆動連結部２０のトルクリミッタ側の端部２２の形状を説明するための斜視図である。 端部２１と端部２２からなる駆動連結部２０を横から見た状態を示す模式図である。 本発明に係るシート移送装置の動作状態を示す外観斜視図である。 駆動連結部２０のセパレートローラシャフト９側の端部２３の形状を説明するための斜視図である。 端部２２と端部２３からなる駆動連結部２０を横から見た状態を示す模式図である。 駆動連結部２０のトルクリミッタ側の端部２４の形状を説明するための斜視図である。 端部２３と端部２４からなる駆動連結部２０を横から見た状態を示す模式図である。

図１は本発明に係るシート移送装置を内蔵したシート読取装置を示している。図示されたシート読取装置はシート移送装置を覆うカバー１と、シートを搭載するドキュメントホッパー２によって特徴付けられ、ドキュメントホッパー２に搭載されたシートは図１の右から左に(即ち、図の前方から後方に)搬送される。

図２は図１に示されたカバー１を外した状態を示している。この状態では、シートを図の前向から後方に移送するシート移送装置が露出している。本明細書では、「シート」とは、用紙、写真、雑紙、記録紙、プラスチック等を含むものとし、「移送」とはシートを供給するだけでなく、シートを排出する場合も含むものとする。

図２に示されたシート移送装置は右端部にモータ１０、当該モータ１０に連結されたギヤ組立体１１、及び電磁クラッチ１２によって特徴付けられている。電磁クラッチ１２には、メインローラ駆動シャフト８が連結されており、メインローラ駆動シャフト８の中央部にはローラホルダー３が設けられている。

図３を参照すると、図２のローラホルダー３を取り外した状態が示されており、ローラホルダー３内には、メインローラ駆動シャフト８の中央部に取り付けられたメインローラ６、当該メインローラ６にギヤを介して連結されたピックローラ５が設けられている。また、メインローラ６の下部には、セパレートローラ７がメインローラ６に対向して配置されている。ピックローラ５によってピックアップされたシートはメインローラ６とセパレートローラ７によって挟持(ニップ)された後、シートは一枚ずつ搬送ローラ１３に搬送され、シート移送装置外部に排出される。

図３に示されたセパレートローラ７の左端には、トルクリミッタ１４及びトルクリミッタスプリング１７が取り付けられている。更に、搬送ローラ１３の近傍には、シート走行センサ１６が設けられている。

図４を参照すると、図３に示されたシート移送装置の部品がより具体的に示されている。シート移送装置は、メインローラ部と、セパレートローラ部、及びピックローラ５を備えている。メインローラ部は、電磁クラッチ１２に連結されたメインローラ駆動シャフト８、メインローラ駆動シャフト８に連結されたメインローラ６を有している。また、メインローラ６には、ギヤを介してピックローラ５が連結されている。

他方、セパレートローラ部はギヤ組立体１１及び電磁クラッチ１２に連結されたセパレートローラ駆動シャフト９、当該セパレートローラ駆動シャフト９の先端に設けられたセパレートローラ７、セパレートローラ７の端部に設けられたトルクリミッタスプリング１７、及びセパレートローラスプリング１５によって構成されている。ここで、セパレートローラ７は内部にセパレートコア部を含んでおり、トルクリミッタスプリング１７、及びセパレートローラスプリング１５はセパレートコア部に連結されている。また、セパレートコア部には後述するように、トルクリミッタ１４も結合されている。

この構成では、トルクリミッタ１４及びセパレートローラスプリング１５によって、セパレートローラ７はメインローラ６に押圧されている。

また、セパレートローラスプリング１５とトルクリミッタ１４の軸方向端部には本発明の特徴であるトルクリミッタスプリング１７が設けられている。

また、シートの給紙、搬送等の移送は、モータ１０、ギヤ組立体１１、及び各ローラに駆動力を伝達するメインローラ駆動シャフト８、セパレートローラ駆動シャフト９、及び電磁クラッチ１２により行われる。

図５をも併せて参照して、シート移送装置が一枚ずつシートを移送する場合の動作を説明する。

まず、図２に示されたモータ１０によりギヤ組立体１１、メインローラ駆動シャフト８を介してメインローラ６が駆動される。更に、メインローラ６からピックローラ５にもギヤを介して駆動が伝達され、ピックローラ５が下がりドキュメントホッパー２上のシートはシート移送装置に引き込まれる。

これによって、ドキュメントホッパー２に積層されたシートはピックローラ５を介してメインローラ６と当該メインローラ６と対向して設けられたセパレートローラ７の間に移送される。前述したように、セパレートローラ７のコア部には、図３及び５に示すように、シートを押し戻す力量を規制するトルクリミッタ１４が連結されている。

通常、メインローラ６に駆動が伝達され回転し始めると同時に、トルクリミッタ（セパレートローラコア）１４にもギヤ組立体１１とセパレートローラ駆動シャフト９を介し駆動が伝達される。

シート先端がメインローラ６とセパレートローラ（ゴムローラ部）７にニップされるまではトルクリミッタ１４のトルク値、セパレートローラスプリング１５の荷重値、セパレートローラ７の摩擦係数の関係で、セパレートローラコア部に設けられたトルクリミッタ１４はシートを戻す方向に回転する。しかし、セパレートローラ（ゴムローラ部）７は図５の矢印の様にシートを送り出す方向に回転する。

ここで、メインローラ６とセパレートローラ７にニップされたシートの枚数によりローラの回転方向に違いがある。１枚のシートがメインローラ６とセパレートローラ７にニップされた場合にはセパレートローラ（ゴムローラ部）７は図５の矢印の方向に回転し、シートを送る方向に回転するか停止している。

他方、複数枚のシートがメインローラ６とセパレートローラ（ゴムローラ部）７にニップされた場合、セパレートローラ（ゴムローラ部）７は図６の矢印の方向に回転する。即ち、シートを戻す方向に回転する。

これに対し、シートの紙粉やインクがメインローラ６やセパレートローラ（ゴムローラ部）７に付着している場合、或いは、これらローラが磨耗した場合、ローラ間の摩擦力が低下する。ローラ間の摩擦力が低下すると、シートの有無に拘わらずセパレートローラ（ゴムローラ部）７は図６の矢印の様にシートを戻す方向に回転することになる。即ち、ローラ間の摩擦力が低下すると、メインローラ６及びセパレートローラ７は互いに同一方向に回転する。言い換えれば、ローラ間の摩擦力の低下の際、セパレートローラ７は、シートの送り出しの際の回転方向と逆方向に回転する。

セパレートローラ７が図６のように、メインローラ６と同一方向に回転すると、セパレートローラ７はシートを排出する方向に回転するため、シート先端がスムーズにニップ部に送り込まれず、シートの先端が折れる現象やシートを給紙出来ない（不給紙）という現象が生じることが観測された。

本発明は上記した現象を機械的機構により減少させることを企図している。

図７を参照すると、本発明に係るセパレートローラ部が示されている。図示されたセパレートローラ部はセパレートローラ７、セパレートローラシャフト９、トルクリミッタ（セパレートローラコア）１４、及び駆動連結部２０を備えている。

駆動連結部２０はセパレートローラシャフト９側の端部２１と、トルクリミッタ側の端部２２を有する。図８に示すように、端部２１は、セパレートローラシャフト９をなす円柱の端部から、その円柱の直径とほぼ等しい幅を有する平板を延ばした凸形状部を有する。他方、トルクリミッタ（セパレートローラコア）１４はセパレートローラシャフト９側の端部に、図９に示すような、テーパ形状の凹形状部、或いは、断面がＶ字型の凹形状部を有している。端部２１の凸形状部はセパレートローラシャフト９の先端を平坦に加工することによって得られる。他方、端部２２の凹形状部は端部２１の凸形状部を受け入れると共に、その凸形状部を内側で摺動させる形状を有している。

ここで、回転方向を横切り、セパレートローラ７の軸方向に延びる方向をスラスト方向として説明する。図７に示すように、セパレートローラコア部に取り付けられたトルクリミッタ１４のスラスト方向には、スペースとトルクリミッタスプリング１７が設けられている。

上記構成では、セパレートローラ駆動シャフト９から回転の駆動が伝わるとトルクリミッタ（セパレートローラコア）１４はスラスト方向に押し出されていく。スラスト方向のスペース分押し出されると、図８の状態となり、回転に変わっていく。

トルクリミッタ１４のスラスト方向に移動している間、セパレートローラ７は回転しない。このため、シート先端がスムーズにニップ部に送り込まれてからトルクリミッタ（セパレートローラコア）１４を回転させるためのディレイを設けることが可能となる。

具体的に説明すると、セパレートローラ駆動シャフト９が回転駆動すると、セパレートローラシャフト９側の端部２１がトルクリミッタ（セパレートローラコア）１４側の端部２２の凹形状部斜面を滑動する。これによって、トルクリミッタ（セパレートローラコア）１４側は回転をせず、スラスト方向に押し出されていく。スラスト方向に確保されたスペース分押し出されたところで、セパレートローラ駆動シャフト９とトルクリミッタ（セパレートローラコア）１４が固定され、セパレートローラ駆動シャフト９とトルクリミッタ（セパレートローラコア）１４は同方向に回転するようになる。

次に、シート先端がシート走行センサ１６を通過して搬送ローラ１３に到達すると、電磁クラッチ１２がオフになり、メインローラ駆動シャフト８、セパレートローラ駆動シャフト９への駆動が切れ、シートは搬送ローラ１３により送りだされる。

また、セパレートローラ駆動シャフト９への駆動が切れると、トルクリミッタ（セパレートローラコア）１４をトルクリミッタスプリング１７に押し当てる力が無くなり、反対にトルクリミッタスプリング１７の力によりトルクリミッタ（セパレートローラコア）１４はセパレートローラ駆動シャフト９側へ押し出される。このため、次のシートを給紙する際にもディレイを設けることが可能となる。

上記した実施形態では、電磁クラッチ１２を使用しているが、電磁クラッチが無い場合でもモータ１０を一旦停止するなどにより、セパレートローラ駆動シャフト９の駆動を止めることでディレイを設けることが可能となる。

上記した実施形態では、機械的遅延機構として、セパレートローラの駆動シャフトに平板状の凸形状部の端部２１を設け、セパレートローラのローラ側にテーパを有する凹形状部の端部２２をもうけた構造について説明したが、本発明は何等これに限定されず、セパレートローラシャフト及びセパレートローラの駆動連結部２０における端部の形状の組み合わせや、軸径や、テーパ形状部のサイズを変更することによって、遅延量を変化させることも可能である。

例えば、セパレートローラの駆動シャフトに、端部２１に代わって図１２のような端部２３を設けることとしてもよい。端部２３は、端部２１の平板状の凸部を、先端に近づくほど薄くなるようなテーパ形状にしたものである。この場合、駆動連結部２０は、テーパを有する凸形状部の端部２３と、テーパを有する凹形状部の端部２２とを組み合わせてなり、図１３のようになる。

また、駆動連結部２０は、テーパを有する凸形状部である端部２３と、図１４のようにテーパを有していない凹形状部の端部２４との組み合わせた図１５のようなものであってもよい。

更に、機械的遅延機構としては、カム機構を用いて構成することも可能である。

いずれにしても、本発明はプリンタ、スキャナー、コピー機、ファクシミリ等のシート移送装置に適用できる。

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

[付記１]
メインローラと、
当該メインローラと連動するセパレートローラ部を備え、
前記セパレートローラ部は、
セパレートローラと、セパレートローラシャフト及び、前記セパレートローラと前記セパレートローラシャフトの間に設けられた駆動連結部を有し、
前記駆動連結部は、前記メインローラの回転に対して前記セパレートローラの回転を機械的に遅延させる機械的遅延機構を備えていることを特徴とするシート移送装置。

[付記２]
前記セパレートローラと前記セパレートローラシャフトは、前記機械的遅延機構を介して互いに機械的に連結されているシート移送装置。

[付記３]
前記機械的遅延機構は、前記セパレートローラシャフトの前記セパレートローラ側の先端に設けられた凸形状の第１の端部と、前記セパレートローラの前記セパレートローラシャフト側の先端に設けられ、前記第１の端部を受ける第２の端部を有しているシート移送装置。

[付記４]
前記第２の端部は、前記凸形状の前記第１の端部の回転の際、前記セパレートローラシャフトの回転方向を横切るスラスト方向に移動する形状を有しているシート移送装置。

[付記５]
前記凸形状の前記第１の端部の回転の際、前記第２の端部は、前記第１の端部が前記第２の端部の内部に沿って摺動する形状を有しているシート移送装置。

[付記６]
前記第２の端部は、前記凸形状の前記第１の端部を受ける凹形状を有しているシート移送装置。

[付記７]
メインローラ部と当該メインローラ部に対向して設けられたセパレートローラ部との間にシートを移送するシート移送方法において、前記メインローラ部の回転に対して前記セパレートローラ部が同一方向に回転する際、前記セパレートローラ部に設けられた機械的遅延機構により、前記セパレートローラ部をスラスト方向に移動させることにより、前記メインローラ部の回転開始タイミングに対し、前記セパレートローラ部の回転開始タイミングを遅延させるシート移送方法。

[付記８]
前記機械的遅延機構は前記セパレートローラ部のセパレートローラシャフトと、セパレートローラとの間に設けられているシート移送方法。

[付記９]
前記機械的遅延機構は前記セパレートローラシャフトの先端に設けられた凸形状部と、前記セパレートローラのコア部の先端に設けられた凹部形状部とによって構成されているシート移送方法。

[付記１０]
前記セパレートローラ部の前記スラスト方向への移動中、前記セパレートローラ部のセパレートローラは回転しないシート移送方法。

[付記１１]
前記セパレートローラ部の前記スラスト方向への移動後、前記セパレートローラ部のセパレートローラは前記スラストされた位置で回転するシート移送方法。

[付記１２]
セパレートローラシャフトとセパレートローラの駆動連結部の軸径やテーパ形状によりディレイ量を変えることも可能とするシート移送方法。

１：カバー
２：ドキュメントホッパー
３：ローラホルダー
４：セパレートローラカバー
５：ピックローラ
６：メインローラ
７：セパレートローラ
８：メインローラ駆動シャフト
９：セパレートローラ駆動シャフト
１０：モータ
１１：ギヤ組立体
１２：電磁クラッチ
１３：搬送ローラ
１４：トルクリミッタ（セパレートローラコア）
１５：セパレートローラスプリング
１６：原稿走行センサ
１７：トルクリミッタスプリング
２０：駆動連結部
２１、２２：端部

Claims (8)

1. メインローラと、
   当該メインローラと連動するセパレートローラ部を備え、
   前記セパレートローラ部は、
   セパレートローラと、セパレートローラシャフト及び、前記セパレートローラと前記セパレートローラシャフトの間に設けられた駆動連結部を有し、
   前記駆動連結部は、前記メインローラの回転に対して前記セパレートローラの回転を機械的に遅延させる機械的遅延機構を備え、
   前記機械的遅延機構は、前記セパレートローラシャフトの前記セパレートローラ側の先端に設けられた凸形状の第１の端部と、前記セパレートローラの前記セパレートローラシャフト側の先端に設けられ、前記第１の端部を受ける第２の端部を有し、
   前記第２の端部は、前記凸形状の前記第１の端部の回転の際、前記セパレートローラシャフトの回転方向を横切るスラスト方向に移動する形状を有している
   シート移送装置。
2. 前記セパレートローラと前記セパレートローラシャフトは、前記機械的遅延機構を介して互いに機械的に連結されている請求項１記載のシート移送装置。
3. 前記凸形状の前記第１の端部の回転の際、前記第２の端部は、前記第１の端部が前記第２の端部の内部に沿って摺動する形状を有している請求項１又は２記載のシート移送装置。
4. 前記第２の端部は、前記凸形状の前記第１の端部を受ける凹形状を有している請求項３記載のシート移送装置。
5. メインローラ部と当該メインローラ部に対向して設けられたセパレートローラ部との間にシートを移送するシート移送方法において、前記メインローラ部の回転に対して前記セパレートローラ部が同一方向に回転する際、前記セパレートローラ部に設けられた機械的遅延機構により、前記セパレートローラ部をスラスト方向に移動させることにより、前記メインローラ部の回転開始タイミングに対し、前記セパレートローラ部の回転開始タイミングを遅延させるシート移送方法。
6. 前記機械的遅延機構は前記セパレートローラ部のセパレートローラシャフトと、セパレートローラとの間に設けられている請求項５記載のシート移送方法。
7. 前記機械的遅延機構は前記セパレートローラシャフトの先端に設けられた凸形状部と、前記セパレートローラのコア部の先端に設けられた凹部形状部とによって構成されている請求項６記載のシート移送方法。
8. 前記セパレートローラ部の前記スラスト方向への移動中、前記セパレートローラ部のセパレートローラは回転しない請求項５〜７のいずれかに記載のシート移送方法。

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