JP6918534B2 - シート分離装置およびプリント装置 - Google Patents

Description

本発明は、シートを分離するシート分離装置およびこれを有するプリント装置に関する。

特許文献１には、積載された複数のシートを１枚ずつ分離する斜面分離方式のシート分離部を備えたプリント装置が開示されている。分離部はシートの進行方向に対して傾斜した分離部材を備え、分離部材はばねによって位置決め部材に対して押し付けられている。写真用紙のような高剛性のシートが傾斜面に当接した場合、分離部材がばねの力に抗してシートの進行方向に引っ込んで退避する。分離されたシートが分離部材から離れると、分離部材はばねの力によって元の位置に戻る。

特開２０１６−１３９２３号公報

しかしながら、特許文献１の装置では、分離部材がばねによって元の位置に戻ったときに位置決め部材と衝突し、パチンという大きな衝突音（ノイズ）が発生することがある。

本発明の目的は、積載された複数のシートを１枚ずつ分離するシート分離装置において分離の際のノイズを軽減することが可能なシート分離装置およびプリント装置を提供することである。

本発明によるシート分離装置は、積載された複数のシートから進行方向に送り出されるシートを分離するシート分離装置であって、前記進行方向に対して傾斜した傾斜面と、シートに搬送抵抗を与える抵抗部を備え、前記抵抗部が前記傾斜面から突出した第１位置と、前記抵抗部が前記第１位置のときよりも前記傾斜面の側に退避した第２位置との間を移動する分離部材と、前記分離部材を前記第２位置から前記第１位置に戻すように、前記進行方向と交差するシートの幅方向から前記分離部材を弾性的に支持する弾性部材と、を有し、前記分離部材が前記第１位置のときには前記弾性部材の力が開放され、前記抵抗部がシートに押されて前記分離部材が前記第１位置から前記第２位置に移動すると前記弾性部材に力が蓄積されることを特徴とする。
本発明によるプリント装置は、上記のシート分離装置を有する。

本発明によれば、積載された複数のシートを１枚ずつ分離するシート分離装置において、分離の際のノイズを軽減することができる。

本発明の第１の実施形態に係るプリント装置の内部構成を示す斜視図である。 プリント装置に搭載されたシート分離装置の構成を示す断面図である。 シート分離装置に設けられた傾斜面部材を示す斜視図である シート分離装置に設けられた分離部材を示す斜視図である。 シートを最大量積載した状態におけるシート分離装置を示す断面図である。 分離部材の動作状態を表す模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る分離部材の支持機構を示す背面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図面において同じ機能を有するものには同じ符号を付け、その説明を省略する場合がある。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るプリント装置の内部構成を示す斜視図である。図１に示すプリント装置１０は、液体としてインクをシートに対して吐出することでシートに画像をプリントするインクジェットプリント装置である。
図１では、プリント装置１０においてシートに画像をプリントする画像形成部の構成が主に示されている。画像形成部は、プラテン１１と、プリントヘッド１２と、キャリッジ１３と、主搬送ローラ対１４と、排紙ローラ１５とを含む。
プラテン１１は、後述するシート分離装置（図２など参照）により、Ｕ字に湾曲した搬送路（図示せず）を介して供給されたシートを支持する。プリントヘッド１２は、プラテン１１と対向する位置に配置され、プラテン１１に支持されたシートに対して液体を吐出して、シートに画像をプリントする。図の例では、プリントヘッド１２は、シートの進行方向とは交差（望ましくは直交）する方向に往復移動するキャリッジ１３に搭載される。シートは主搬送ローラ対１４に挟持されながら搬送される。プリント装置１０は、キャリッジ１３を往復移動させながら、プリントヘッド１２から液体を吐出させ、その液体の吐出に合わせて、主搬送ローラ対１４にてシートを間欠的に移動させることで、シートに画像をプリントする。排紙ローラ１５は、画像がプリントされたシートを搬送してプリント装置１０に設けられた排紙トレイ１６に排出する。

図２は、プリント装置１０に搭載されたシート分離装置の構成を示す断面図である。図２に示すシート分離装置２０は、積載された複数のシートが収納可能な収納部である給紙トレイ１０１を備える。給紙トレイ１０１では、各シートの側面は側面ガイド（不図示）によって揃えられている。給紙トレイ１０１に積載可能なシートの量（積載方向Ｚの高さ）には制限があり、以下では、その最大量を最大積載量と呼ぶ。シートの積載方向Ｚは、プリント装置の設置面に垂直な方向であり、通常は重力方向である。
給紙トレイ１０１の上方には、給紙トレイ１０１に積載されたシートを上記の搬送路に送り出すピックアップ機構１００が配置されている。ピックアップ機構１００は、給紙アーム１０４を備える。給紙アーム１０４は、回転軸１０５を中心に回転する。給紙アーム１０４の先端には、給紙トレイ１０１に積載されたシートのうち最上位のシートと当接する給紙ローラ（ピックアップローラ）１０６が取り付けられている。これにより、給紙アーム１０４は、給紙トレイ１０１に積載されたシートの高さである積載高さに応じて回転する。
給紙ローラ１０６は、給紙アイドラギア１０７を介して、回転軸１０５と一体的に回転する給紙駆動ギア１０８と連結されている。給紙ローラ１０６には、駆動源（不図示）から回転軸１０５、給紙駆動ギア１０８および給紙アイドラギア１０７を介して駆動力が伝達され、その伝達された駆動力で回転駆動する。給紙ローラ１０６が回転駆動すると、給紙ローラ１０６とシートとの接触面で発生する摩擦力により、最上位のシートがピックアップされて、進行方向（給紙ローラの送り出し方向）Ｘに送り出される。進行方向Ｘは、プリント装置が設置される設置面と平行な方向であり、通常は水平方向である。
給紙トレイ１０１に対してシートの進行方向Ｘの前方には、シートを１枚ずつ分離するための傾斜面部材１０２が配置されている。傾斜面部材１０２は、シートの進行方向Ｘに対して傾斜した傾斜面１０２ａを有する。傾斜面部材１０２は、傾斜面１０２ａがピックアップ機構１００にて送り出されたシートが傾斜面１０２ａに当接するように配置される。これにより、ピックアップ機構１００にて、最上位の１枚のシートに連れて複数のシートが重なって送り出される重送が生じたとしても、最上位の１枚のシートが他から分離される。すなわち、シートの先端部が傾斜面１０２ａに当接した際に、シートの進行方向とは逆方向の負荷がシートに作用し、その負荷によってシートが１枚ずつ分離される。

図３は、シート分離装置２０に設けられた傾斜面部材１０２を給紙トレイ１０１側から見た斜視図である。傾斜面部材１０２には、孔部１１０が形成され、孔部１１０からは、シートを１枚ずつ分離するための分離部材１１１が傾斜面１０２ａ側に突出している。孔部１１０の開口は、シートの積載方向Ｚに沿って、少なくとも、給紙トレイ１０１におけるシートを積載する積載面の位置から、給紙トレイ１０１に積載された最大積載量のシートの最上位のシートの表面である最大積載面の位置まで延びている。
図４は、分離部材１１１およびその支持機構を示す斜視図である。分離部材１１１は、図４に示すように、本体部１１１ａと、本体部１１１ａに設けられ、傾斜面部材１０２の孔部１１０から突出する突起形状の抵抗部１１１ｂとを有する。抵抗部１１１ｂは、傾斜面部材１０２の傾斜面１０２ａと同様な角度でシートの進行方向Ｘに対して傾斜している。これにより、抵抗部１１１ｂは、積載方向Ｚの位置によらず、孔部１１０から同じ長さで突出することになる。抵抗部１１１ｂは、送り出されるシートの先端に接触して搬送抵抗を与えるものであり、その表面に規則的な凹凸パターンが形成されている。なお凹凸パターンに変えてゴムなどのエラストラマーの弾性材料を張り付けた形態であってもよい。
分離部材１１１は、抵抗部１１１ｂが突出位置から退避位置まで移動可能に構成されている。突出位置は、図３に示したように抵抗部１１１ｂが孔部１１０から突出する位置であり、退避位置は、抵抗部１１１ｂが孔部１１０に引っ込んだ（隠れた）位置である。分離部材１１１の移動方向は、本実施形態では、シートの進行方向Ｘ（水平方向）と同じ方向である。

また、図４に示すように分離部材１１１には、分離部材を弾性的に支持する支持機構として、弾性部材１３０が取り付けられている。弾性部材１３０は直線形状のばね部材であり、第１の弾性部材であるばね軸１３１と、第２の弾性部材であるばね軸１３２を含む。ここでは、ばね軸１３１および１３２は、密着巻きのコイルばねであるが、コイルばねに限らず、弱い弾性力を持った棒ばねや板ばねなど直線ばねであってもよい。
ばね軸１３１および１３２は、給紙トレイ１０１に積載されるシートの積載方向Ｚにおいて、互いに異なる位置に取り付けられている。本実施形態では、分離部材１１１には、積載方向Ｚにおける互いに異なる位置に嵌合孔１１２および１１３が設けられている。ばね軸１３１は、嵌合孔１１２を貫通しばね軸１３２が嵌合孔１１３を貫通する。これにより、ばね軸１３１は嵌合孔１１２と嵌合し、ばね軸１３２は嵌合孔１１３と嵌合する。嵌合孔１１２および１１３は、それぞれシートの進行方向Ｘとは交差する方向に沿って設けられている。このため、ばね軸１３１および１３２は、それぞれシートの進行方向Ｘとは交差する方向に延在している。ばね軸１３１および１３２の延在方向Ｙは、シートの進行方向Ｘとは直交していることが望ましい。なお、ばね軸１３１および１３２の延在方向Ｙは、シートの積載方向Ｚとも交差（望ましくは、直交）している。
ばね軸１３１および１３２の延在方向Ｙにおける分離部材１１１の両側には、ばね軸１３１および１３２を支持し、ばね軸１３１および１３２の移動を規制する規制部材であるばね軸規制部材１４１が設けられる。分離部材１１１とばね軸規制部材１４１とは離れている。本実施形態では、ばね軸規制部材１４１には、積載方向Ｚにおける互いに異なる位置に嵌合孔１５１および１５２が設けられており、ばね軸１３１は嵌合孔１５１を貫通し、ばね軸１３２が嵌合孔１５２を貫通している。これにより、ばね軸１３１および１３２は、ばね軸規制部材１４１に嵌合され、全ての方向のばね軸１３１および１３２の移動が規制される。

ばね軸１３１およびばね軸１３２は、初期状態（第１状態）では、分離部材１１１が突出位置（第１位置）に配置されるように設けられている。この初期状態において、ばね軸１３１および１３２はともに、直線形状となってばね張力が開放された状態（弾性力チャージ開放）になる。このとき、分離部材１１１は傾斜面部材１０２に対して付勢されることなく実質的に浮遊した状態であることが、本実施形態の特徴であり、シート分離の際のノイズ（衝撃音）を軽減することになる。その詳細について以下説明する。
分離部材１１１が突出位置に配置されている場合、ピックアップ機構１００によるシートが搬送されると、シートは分離部材１１１の抵抗部１１１ｂに当接し、抵抗部１１１ｂに対してシートの進行方向Ｘに当接力が加わる。このとき、ばね軸１３１および１３２の張力（ばね圧）は、シートの剛性が高いほど、つまり、シートと当接した際に抵抗部１１１ｂに加わる当接力が大きいほど、分離部材１１１の抵抗部１１１ｂが孔部１１０の内部に向かって移動するように設定される。このとき、ばね軸１３１および１３２の初張力は、剛性が所定値以下のシートが抵抗部１１１ｂと当接した際には、分離部材１１１が初期位置に維持されるように設定されることが望ましい。

図５は、ばね軸１３１および１３２の設置位置を説明するための図であり、最大積載量のシートＰが給紙トレイ１０１に収納された状態におけるシート分離装置の断面を示している。
図５に示すように、ばね軸１３１は、最大積載量のシートＰの最上位の表面である最大積載面Ｓ１よりも上側に配置され、ばね軸１３２は、給紙トレイ１０１におけるシートＰを積載する積載面Ｓ２よりも下側に配置される。したがって、シートＰは、積載方向Ｚにおいて、ばね軸１３１とばね軸１３２との間に配置される。
なお、シートＰの進行方向Ｘについては、ばね軸１３１および１３２は、図４の例では、略同じ位置にあるが、ばね軸１３１および１３２の位置は、この例に限らない。

図６は、分離部材１１１の動作状態を示す模式図である。図６（ａ）は、初期状態において突出位置（第１位置）に分離部材１１１が位置する様子を示す。図６（ｂ）は、退避状態（第２状態）において退避位置（第２位置）に分離部材１１１が位置する様子を示す。
突出位置（第１位置）は、図６（ａ）に示すように、分離部材１１１の抵抗部１１１ｂが傾斜面部材１０２の孔部１１０から傾斜面１０２ａ側（給紙トレイ１０１側）に突出して、搬送中のシートＰに当接する位置である。一方、退避位置（第２位置）は、図６（ｂ）に示すように、抵抗部１１１ｂが傾斜面部材１０２の傾斜面とほぼ同一となるよう引っ込んで退避した位置である。
ばね軸１３１および１３２の材質、線径（材料の直径）および軸径（ばね軸の直径）などを適切に調整することで、所望の初張力が得られる。所望の初張力としては、例えば、１０ｇｆ〜１００ｇｆ（０．９８Ｎ〜９．８Ｎ）である。
シート分離装置２０において、分離部材１１１が突出位置に配置され、シートＰの当接により分離部材１１１に加えられた当接力がばね軸１３１および１３２の初張力に応じた閾値よりも大きい場合、ばね軸１３１および１３２がたわむ。これにより、分離部材１１１は、退避位置に向かってシートＰの進行方向Ｘに移動する。当接力がある程度以上になると、分離部材１１１は、退避位置まで移動して傾斜面部材１０２の傾斜面とほぼ同一面となって隠れる。

以上説明した本実施形態によれば、シートＰの剛性に応じて分離部材１１１の移動距離が変化する。具体的には、重送が生じやすく、プリント面が傷付きにくい低剛性のシートＰが使用される場合、シートＰが抵抗部１１１ｂに当接しても、分離部材１１１が突出位置である初期位置に保持される。一方、プリント面が傷付きやすい高剛性のシートＰが使用される場合、その剛性に応じて分離部材１１１が初期位置（第１位置）から退避位置（第２位置）に向けて移動する。このため、シートＰのプリント面が抵抗部１１１ｂに過度に圧接することを抑制することが可能になり、その結果、シートＰが傾斜面部材１０２を通過するときに生じるシートＰの損傷を抑制することが可能になる。
また、分離部材１１１と接続されたばね軸１３１および１３２がシートＰの進行方向Ｘとは交差する方向の両側に延在し、分離部材１１１の両側でばね軸１３１および１３２の移動が規制されている。初期状態（第１位置）のときには弾性部材のばね力が開放され、シートに押されて分離部材が第１位置から第２位置に移動して退避状態になると弾性部材にばね力が蓄積される（弾性力チャージ）。つまり、ばね力が開放された状態のばね軸１３１および１３２の支持によって分離部材１１１の位置が決められる。初期状態（第１位置）にある分離部材１１１は、その抵抗部１１１ｂが傾斜面部材１０２の孔部１１０と軽い接触はあるものの、シートの送り出し方向に関して実質的に傾斜面部材１０２に対して浮遊した状態である。このため、初期状態において分離部材１１１を押し付ける従来のような位置決め部材が必要なくなり、第２位置から第１位置に戻った際に分離部材１１１が何かに衝突する衝突音が生じない。こうして、シートＰの損傷を抑制しつつ、積載された複数のシートを１枚ずつ分離する分離部材１１１の衝突により発生する衝突音（ノイズ）を軽減される。
また、本実施形態では、ばね軸１３１および１３２がシートＰの積載方向Ｚにおいて、互いに異なる位置に設けられる。このため、シートＰの積載高さの違いによる分離部材１１１の移動量の変化を抑制することが可能になる。特に本実施形態では、ばね軸１３１が最大積載面Ｓ１よりも上側に配置され、ばね軸１３２が積載面Ｓ２よりも下側に配置されているため、シートＰの積載高さによる分離部材１１１の移動量の変化をより抑制することが可能になる。したがって、分離部材１１１の移動動作を給紙トレイ１０１におけるシートＰの積載高さに依らずに行うことが可能になる。
また、本実施形態では、ばね軸１３１および１３２は、ばね軸規制部材１４１に設けられた嵌合孔１５１に嵌合されている。このため、ばね軸１３１および１３２の移動を容易に規制することが可能になる。また、規制部材の数が後述する第２の実施形態よりも少ないため、シート分離装置２０の規模やコストを低減することが可能になる。
また、本実施形態では、ばね軸１３１および１３２は、密着巻きのコイルばねであるため、低剛性のシートＰが抵抗部１１１ｂと当接しても分離部材１１１を初期位置に維持させることが可能になる。このため、低剛性のシートＰでもより確実に分離することが可能になる。

（第２の実施形態）
図７は、本実施形態に係るシート分離装置２０を示す図である。具体的には、図７は、プリント装置１０が備える分離部材１１１の支持機構を示す背面図である。なお、以下では、第１の実施形態と異なる構成について主に説明する。
第１の実施形態では、ばね軸１３１および１３２の移動を規制する規制部材として、ばね軸規制部材１４１が設けられていた。それに対して本実施形態では、規制部材として、水平規制部材１４２、垂直規制部材１４３およびばね軸保持部材１４４が設けられている。
水平規制部材１４２は、分離部材１１１の移動方向、つまり、シートＰの進行方向（水平方向）Ｘへのばね軸１３１および１３２の移動を規制する第１の規制部材である。水平規制部材１４２は、第１の溝部である溝部１６１および１６２を有する。溝部１６１および１６２は、ばね軸１３１および１３２の延在方向Ｙに沿って設けられ、シートＰの積載方向Ｚに開口部を有する。溝部１６１および１６２は、積載方向において互いに異なる位置に設けられる。
垂直規制部材１４３は、分離部材１１１の移動方向であるシートＰの進行方向Ｘとは交差する方向（本実施形態では、進行方向Ｘと直交するシートＰの積載方向（垂直方向）Ｚ）へのばね軸１３１および１３２の移動を規制する第２の規制部材である。垂直規制部材１４３は、第２の溝部である溝部１７１および１７２を有する。溝部１７１および１７２は、ばね軸１３１および１３２の延在方向Ｙに沿って設けられ、シートＰの進行方向Ｘに開口部を有する。
垂直規制部材１４３は、シートＰの分離部材１１１への当接によりばね軸１３１および１３２が十分たわむように、水平規制部材１４２よりも分離部材１１１に近い位置に配置される。また、垂直規制部材１４３は分離部材１１１の近傍に配置されることが望ましい。
ばね軸１３１は、水平規制部材１４２の溝部１６１と垂直規制部材１４３の溝部１７１とに挿入され、ばね軸１３２は、水平規制部材１４２の溝部１６２と垂直規制部材１４３の溝部１７２とに挿入される。これにより、ばね軸１３１および１３２は、垂直規制部材１４３によって垂直方向の移動が規制され、水平規制部材１４２によって水平方向の移動が規制される。
ばね軸保持部材１４４は、ばね軸１３１および１３２の延在方向Ｙへのばね軸１３１および１３２の移動を規制する第３の規制部である。ばね軸保持部材１４４は、水平規制部材１４２よりも分離部材１１１から遠い位置に配置される。また、ばね軸保持部材１４４は、ばね軸１３１および１３２の両端部のそれぞれに延在方向Ｙに隣接して設けられる。これにより、ばね軸１３１および１３１が延在方向に移動して、垂直規制部材１４３や水平規制部材１４２から脱落することを抑制することができる。

本実施形態によれば、水平規制部材１４２によってばね軸１３１および１３２の水平方向の移動が規制されるため、ばね軸１３１および１３２の張力によって分離部材１１１の位置が決められる。したがって、第１の実施形態と同様に、シートＰの損傷を抑制しつつ、積載された複数のシートを１枚ずつ分離する分離部材１１１の衝突により発生する衝突音を軽減することが可能になる。
また、ばね軸１３１および１３２は、垂直規制部材１４３によって垂直方向の移動が規制されるため、分離部材１１１を水平方向にスムーズに移動させることが可能になる。このため、重なり合った複数のシートをより適切に分離することが可能になる。

以上説明した各実施形態において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。例えば、プリント装置１０は、インクジェットプリント装置に限らず、プリンタや複写機などのようなシートにプリントを行うものであればよい。また、本発明はプリント装置に限らず、シート分離装置を備えた画像読取装置やその他のシート処理装置にも適用可能である。
また、分離部材１１１は、各実施形態では、シートＰの進行方向Ｘに移動可能に構成されていたが、分離部材１１１の移動方向はシートＰの進行方向Ｘに限定されない。また、弾性部材として２つのばね軸１３１および１３２が設けられていたが、弾性部材の数は２つに限定されない。ばね軸１３１が最大積載面Ｓ１よりも上側に配置され、ばね軸１３２が積載面Ｓ２よりも下側に配置されていたが、ばね軸１３１および１３２の位置はこの例に限らない。

１０ プリント装置
２０ シート分離装置
１０２ 傾斜面部材
１０２ａ 傾斜面
１１１ 分離部材
１１１ｂ 抵抗部
１４１ ばね軸規制部材
１４２ 水平規制部材
１４３ 垂直規制部材

Claims (9)

1. 積載された複数のシートから進行方向に送り出されるシートを分離するシート分離装置であって、
   前記進行方向に対して傾斜した傾斜面と、
   シートに搬送抵抗を与える抵抗部を備え、前記抵抗部が前記傾斜面から突出した第１位置と、前記抵抗部が前記第１位置のときよりも前記傾斜面の側に退避した第２位置との間を移動する分離部材と、
   前記分離部材を前記第２位置から前記第１位置に戻すように、前記進行方向と交差するシートの幅方向から前記分離部材を弾性的に支持する弾性部材と、
   を有し、前記分離部材が前記第１位置のときには前記弾性部材の力が開放され、前記抵抗部がシートに押されて前記分離部材が前記第１位置から前記第２位置に移動すると前記弾性部材に力が蓄積されることを特徴とするシート分離装置。
2. 前記弾性部材は、前記シートの積載方向において、互いに異なる位置に設けられた第１および第２の弾性部材を有することを特徴とする請求項１に記載のシート分離装置。
3. 前記第１の弾性部材は、積載可能な最大積載量のシートを収納した際の最上位のシートの表面よりも上側に設けられることを特徴とする請求項２に記載のシート分離装置。
4. 前記第２の弾性部材は、前記シートを積載する積載面よりも下側に設けられることを特徴とする請求項２または３に記載のシート分離装置。
5. 前記分離部材の前記幅方向における両側に設けられ、前記弾性部材の移動を規制する規制部材を有し、
   前記規制部材は、前記幅方向に延在する前記弾性部材と嵌合する嵌合孔を有し、前記弾性部材は前記嵌合孔と嵌合していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のシート分離装置。
6. 前記分離部材の前記幅方向における両側に設けられ、前記弾性部材の移動を規制する規制部材を有し、
   前記規制部材は、前記分離部材の移動方向への前記弾性部材の移動を規制する第１の規制部材と、前記移動方向とは交差する前記シートの積載方向への前記弾性部材の移動を規制する第２の規制部材と、を有し、
   前記第２の規制部材は、前記幅方向において前記第１の規制部材よりも前記分離部材に近い位置に配置されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のシート分離装置。
7. 前記第１の規制部材は、前記弾性部材が延在する前記幅方向に沿って設けられ、前記移動方向とは交差する方向に開口を有する第１の溝を有し、
   前記第２の規制部材は、前記幅方向に沿って設けられ、前記移動方向に開口を有する第２の溝を有し、
   前記弾性部材は、前記第１の溝および前記第２の溝に挿入されている、請求項６に記載のシート分離装置。
8. 前記弾性部材は、直線形状のばね部材であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のシート分離装置。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載のシート分離装置を有するプリント装置。

Images