JP7184550B2 - 給紙装置 - Google Patents

Description

本発明は、給紙台に積載した用紙の端面にエアを吹き付けることにより用紙を分離して浮上させ、浮上した用紙を吸着搬送部で吸着して搬送する給紙装置に係り、特に、給紙台上の用紙の枚数が少ない時であっても、用紙の下面と給紙台の間にエアが吹き込まれて用紙が束で浮上して重送される不具合が発生しにくい給紙装置に関するものである。

特許文献１には、シート材給送装置の発明が開示されている。このシート材給送装置は、シート材を積層載置する給紙台と、給紙台に積層載置されたシート材を最上部から一枚ずつ分離して給紙する給紙手段と、空気送風口からシート材に空気を送風してシート材の分離給紙を補助するシート材捌き手段と、空気送風口をシート材の積層方向に移動させる送風口移動制御手段とを備えている。シート材捌き手段の空気送風口は、シート材の給紙方向と交差する方向に配置されており、シート材の側端面に空気を送風して密着したシート材の分離給紙を補助することができ、送風口移動制御手段は、送風により浮上するシート材の上昇に追従してシート材捌き手段の空気送風口を上方に移動させることができる。この発明によれば、密着性の強いシート材でも確実に分離でき、重送及び給紙不良を防止することができるものとされている。

特開２００６－１６８９３３号

特許文献１に示すシート材給送装置の発明によれば、給紙を１枚行う度にエアノズルの全体が所定のストロークで上下動するため、給紙台の上にある記録紙の枚数が少ないと、給紙台上に積載された記録紙の高さに比べてエアノズルが望ましい位置よりも高くなってしまい、そのために空気を吹き込まれた記録紙の端縁が反り上がってしまい、その状態で給送されることにより次段の搬送工程でシワやジャムが発生しやすいという問題があった。また、エアノズルからの送風が最下部の記録紙と給紙台の間に吹き込まれて記録紙が束で浮上して重送される不具合が発生するおそれがあった。

本発明は、このような従来の技術及びその課題に鑑みてなされたものであり、昇降可能な給紙台に積載された用紙にエアを噴射して浮上させ、最上部の用紙を吸着して搬送するエア浮上タイプの給紙装置において、給紙台上の用紙の枚数が少ない時であっても、用紙の端縁が反り上がったり、用紙が束で舞い上がることがなく、安定した用紙の浮上によりシワやジャムの発生、重送や空送等のトラブルを防止して確実な給紙を実現することを目的としている。

請求項１に記載された給紙装置は、
昇降する給紙台と、
前記給紙台に積載された用紙に浮上エアを噴射して用紙を浮上させる浮上エア噴射ノズルと、
前記給紙台の上に浮上した複数枚の用紙のうち最上部の用紙を吸着して用紙搬送方向に搬送する吸着搬送部と、
を有する給紙装置であって、
前記浮上エア噴射ノズルは、前記吸着搬送部の下方の所定位置に設定された上端部と、昇降自在の下端部を備えており、最下部の用紙と前記給紙台の間に浮上エアが吹き込まれないように前記給紙台の昇降動作に基づいて前記下端部の位置を前記給紙台の上面よりも上方の位置に設定するとともに前記浮上エアの風量を制御することを特徴としている。

請求項１に記載された給紙装置によれば、給紙台上に積載された用紙の残量が少なくても、浮上エア噴射ノズルから噴射される浮上エアが、最下部の用紙と給紙台の間に吹き込まれないため、用紙が束で浮き上がることがなく用紙の浮上状態が安定し、重送や空送等のトラブルが発生しにくく、安定した給紙を円滑に行うことができる。
また、浮上エア噴射ノズル３の下端部４，２１の制御によって開口６が狭まるが、風量の制御によって風速を一定とすることができるので、安定した給紙を円滑に行う効果をさらに一層確実に得ることができる。

本発明の第１実施形態の模式的正面図である。 本発明の第１実施形態におけるエアの噴射方向等を説明するための模式的斜視図である。 本発明の第２実施形態の模式的正面図である。 本発明の第３実施形態の模式的正面図である。 本発明の発明者が本願発明の発明前に提案した給紙装置の模式的正面図である。

１．第１実施形態
第１実施形態の給紙装置１を、図１及び図２と、比較例の図５を参照して説明する。
図１に示すように、給紙装置１は、用紙Ｐが載置される給紙台２を有している。給紙台２は平面視で略矩形状であり、図示しない駆動源により、図中に示す垂直方向の矢印Ｆ１に沿って昇降自在とされている。給紙台２は、載置された用紙Ｐが給紙により減少すると、これに連動して上昇し、最上位の用紙Ｐの位置を所定の位置に保つことができる。

図１に示すように、給紙台２に関して、用紙搬送方向Ｆ２の下流側の隣部には、浮上エア噴射ノズル３が設けられている。浮上エア噴射ノズル３は、昇降自在の下端部４と、下端部４とともに開口６を区画する上端部５及び図示しない側縁部とを有しており、給紙台２に積載された用紙Ｐの前端部に開口６から浮上エアを噴射して用紙Ｐを浮上させることができる。

図１に示すように、昇降自在の下端部４は逆Ｌ字形の板体であり、図示しない駆動源により昇降され、開口６の面積及び浮上エアＡを吹き出す位置を変更することができる。すなわち、下端部４を最下部に設定すれば開口６は最も広くなり、下端部４を上昇させれば開口６を徐々に狭くしていくことができる。本実施形態では、給紙台２が、用紙Ｐの給送による用紙Ｐの減少に伴い、下方の位置（一点鎖線で示す）から上方の位置（実線で示す）に移動した場合、浮上エア噴射ノズル３の下端部４を同期して上昇させ、下方の位置（一点鎖線で示す）から上方の位置（実線で示す）に移動させる。すなわち、下端部４の位置を給紙台２の上面よりも常に上方に設定することにより、最下部の用紙Ｐと給紙台２の間に浮上エアが吹き込まれないように制御する。

図１に示すように、給紙台２の上方には、給紙台２の上に浮上した複数枚の用紙Ｐのうち、最上部の用紙Ｐを吸着して用紙搬送方向Ｆ２に搬送する吸着搬送部７が設けられている。吸着搬送部７は、駆動ローラ８及び従動ローラ９と、駆動ローラ８及び従動ローラ９に掛け回されたベルト１０と、上側のベルト１０と下側のベルト１０の間に設けられた図示しない吸引手段とを有している。ベルト１０には多数の貫通孔１１（図１１参照）が形成されている。吸着搬送部７は、下側のベルト１０の貫通孔１１から吸引手段によってサクションエアＣを吸引することにより、用紙Ｐを下側のベルト１０に吸着し、用紙搬送方向Ｆ２に搬送することができる。

図２は、第１実施形態において、用紙Ｐに作用するエアの噴射方向等を説明する模式的斜視図である。給紙台２上の用紙Ｐは、前述した浮上エア噴射ノズル３によって、水平な方向の浮上エアＡを前端部に吹き付けられ、これによって用紙Ｐは給紙台２の上に浮上する。また、給紙台２上に浮上した用紙Ｐのうち、最も上の用紙Ｐが、図示しない分離エア噴射ノズルによって、斜め上方に向けた分離エアＢを前端部に吹き付けられ、吸着搬送部７に送られる。なお、給紙台２上の用紙Ｐの両側端には、図示しない浮上エア噴射ノズル及び分離エア噴射ノズルがあり、水平な方向の浮上エアＤと、斜め上方を向いた分離エアＥが用紙Ｐの両側端に吹き付けられるようになっており、用紙Ｐの前端部にある浮上エア噴射ノズル３及び分離エア噴射ノズルとともに、用紙Ｐの浮上及び分離を確実にしている。そして、分離された用紙Ｐは、吸着搬送部７のサクションエアＣによってベルト１０に吸着される。

図５は、本発明の発明者が本願発明の発明前に提案した給紙装置１’の模式的正面図である。この給紙装置１’は、浮上エア噴射ノズル３の開口６の下端部４が移動せず、開口６が所定位置に固定されて開口面積が変化しない点を除いて第１実施形態と略同一である。この給紙装置１によれば、給紙台２の上に載置された用紙Ｐの枚数が少なくなり、用紙Ｐの減少に連れて給紙台２が上昇し、浮上エア噴射ノズル３の開口６の範囲内に給紙台２の前端部が入ると、給紙台２と用紙Ｐの間に浮上エアが大量に流入する。これにより、図５に示すように、給紙台２の上にある用紙Ｐの束が浮上し、吸着搬送部７に複数枚の用紙Ｐが押し付けられて重送が発生する可能性がある。

図５に示した給紙装置１とは異なり、図１に示した本実施形態の給紙装置１によれば、給紙台２に積載された用紙Ｐの枚数が少なくなって給紙台２が上昇しても、給紙台２の上昇に連動して浮上エア噴射ノズル３の開口６の下端部４が上昇し、浮上エア噴射ノズル３の下端部４が常に給紙台２の上面よりも上方の位置を維持するように下端部４の駆動源が制御される。このため、浮上エア噴射ノズル３から噴射される浮上エアＡが、最下部の用紙Ｐと給紙台２の間に吹き込まれることがないため、用紙Ｐが束で浮き上がることがなく用紙Ｐの浮上状態が安定し、重送や空送等のトラブルが発生しにくく、安定した給紙を円滑に行うことができる。

第２実施形態について図３を参照して説明する。
図３に示すように、第２実施形態の給紙装置１５は、給紙台２上の最下部の用紙Ｐと、給紙台２の上面との隙間１７を測定する隙間測定部１６を備えている。隙間測定部１６としては、カメラ、イメージセンサ等を使用することができる。また、給紙台２と用紙Ｐの端面のみでＯＮとなる反射センサを用い、反射センサがＯＦＦである間に給紙台２が移動した距離を給紙台２の駆動源の作動量から検出して距離を測定する構成としてもよい。隙間測定部１６以外の構成は第１実施形態と同一であり、当該同一の部分については、図には第１実施形態と同一の符号を付し、第１実施形態の説明を援用して説明を省略する。

図３に示すように、用紙Ｐは変形（例えばカール）していることがある。その用紙Ｐを給紙台２の上に載置した状態で先端側（すなわち用紙搬送方向Ｆ２の下流側）が上方にカールしている場合には、用紙Ｐの先端と給紙台２の上面との間には隙間１７が生じる。このような状態であると、給紙台２の位置に係わらず、浮上エア噴射ノズル３から噴射される浮上エアＡは、最下部の用紙Ｐと給紙台２の上面との隙間１７に吹き込まれ、用紙Ｐを束で浮き上がらせて用紙Ｐの浮上状態が不安定化しやすい。用紙Ｐの変形の種類としてカールを例示したが、これに限らず、用紙に波打ち、反り、折れ等の変形があり、浮上エア噴射ノズル３から噴射される浮上エアＡが、最下部の用紙Ｐの浮上エア噴射ノズル３側の端部と給紙台２の上面との隙間１７に吹き込まれるような場合には、前記隙間測定部１６を用いた前記制御が有効である。

図３に示すように、第２実施形態の給紙装置１５によれば、給紙台２と、カールした用紙Ｐの先端部との隙間１７を隙間測定部１６で予め測定しておき、浮上エア噴射ノズル３の下端部４の位置を、給紙台２の上面の位置よりも、隙間１７の寸法だけ高い位置となるように制御する。給紙台２と用紙Ｐの先端部との隙間１７を隙間測定部１６で予め測定するのは、用紙Ｐを供給している時間帯の中で、給紙台２が浮上エア噴射ノズル３の下端部４に接近したタイミングが最も好ましい。給紙台２の上に多くの用紙Ｐが積載された状態で隙間１７の寸法を測定すると、用紙Ｐの重量の影響で隙間１７が小さく測定される可能性がある。従って、用紙Ｐと給紙台２の間に浮上エアＡが吹き込まれる影響を確実に排除するために、前述したタイミングで隙間１７を測定するものとした。図３に示した第２実施形態の給紙装置によれば、用紙Ｐの前記浮上エア噴射ノズル側の端部にカール等の変形があっても、浮上エア噴射ノズル３の下端部４の制御を変形量に応じて補正することにより、安定した給紙を円滑に行う効果をより確実に得ることができる。

第３実施形態について図４を参照して説明する。
図４に示すように、第３実施形態の給紙装置２０は、浮上エア噴射ノズル３の下端部が昇降する構造が、第１実施形態と異なる。その他の構成は第１実施形態と同一であり、当該同一の部分については、図には第１実施形態と同一の符号を付し、第１実施形態の説明を援用して説明を省略する。

図４に示すように、浮上エア噴射ノズル３の下端部２１は平板体であって、前壁部の上端に水平なヒンジ２２を介して上下方向Ｆ３に沿って往復して揺動できるように取り付けられている。下端部２０は、図示しない駆動源によって、その先端を任意の位置に設定できる。

図４に示した第３実施形態の給紙装置２０によれば、給紙台２に積載された用紙Ｐの枚数が少なくなって給紙台２が下方の位置（一点鎖線で示す）から上方の位置（実線で示す）に移動した場合、浮上エア噴射ノズル３の下端部２２を、これに同期して下方の位置（一点鎖線で示す）から上方の位置（実線で示す）に揺動させる。すなわち、浮上エア噴射ノズル３の下端部２０の先端が、常に給紙台２の上面よりも上方の位置を維持するように下端部４の駆動源を制御する。これにより、浮上エア噴射ノズル３から噴射される浮上エアＡが、最下部の用紙Ｐと給紙台２の間に吹き込まれることがないため、用紙Ｐが束で浮き上がることがなく用紙Ｐの浮上状態が安定し、重送や空送等のトラブルが発生しにくく、安定した給紙を円滑に行うことができる。

以上説明した第１～第３実施形態では、給紙台２上に積載された用紙Ｐの残量が少なくなり、給紙台２が上昇すると、これに合せて浮上エア噴射ノズル３の下端部４，２１を上昇させ、噴射される浮上エアＡが最下部の用紙Ｐと給紙台２の間に吹き込まれないようにした。この場合、浮上エア噴射ノズル３の開口６は狭くなるため、仮に浮上エア噴射ノズル３に供給される風量が一定であるとすると、開口６から吹き出すエアの風速は増加することになる。

そこで、これら各実施形態では、浮上エア噴射ノズル３の下端部４，２１の制御に伴い、浮上エアＡの風量を可変制御することとした。具体的には、浮上エア噴射ノズル３の下端部４，２１が相対的に下方の位置にあって開口６が相対的に大きい場合には、風量を相対的に大きくする。これに対し、浮上エア噴射ノズル３の下端部４，２１の上昇によって開口６が狭くなった場合には、その度合いに応じて風量を相対的に小さくし、開口６が相対的に大きい場合と同等の風速が得られるようにする。これにより、浮上エア噴射ノズル３から噴射される浮上エアＡの風速が一定になるので、用紙Ｐの浮上状態が安定し、吸着搬送部７による吸着搬送も安定する。なお、浮上エアＡの風速の一定値は、用紙の坪量により適切に定めればよい。

《実施形態における各態様の給紙装置１とその効果について》
第１態様の給紙装置１，１５，２０は、
昇降する給紙台２と、
前記給紙台２に積載された用紙Ｐに浮上エアＡを噴射して用紙Ｐを浮上させる浮上エア噴射ノズル３と、
前記給紙台２の上に浮上した複数枚の用紙Ｐのうち最上部の用紙Ｐを吸着して用紙搬送方向Ｆ２に搬送する吸着搬送部７と、
を有する給紙装置１であって、
最下部の用紙Ｐと前記給紙台２の間に浮上エアＡが吹き込まれないように前記給紙台２の昇降動作に基づいて前記浮上エア噴射ノズル３の下端部４，２１を制御することを特徴している。

第１態様の給紙装置１，１５，２０によれば、給紙台２上に積載された用紙Ｐの残量が少なくなっても、浮上エア噴射ノズル３から噴射される浮上エアＡが、最下部の用紙Ｐと給紙台２の間に吹き込まれないため、用紙Ｐが束で浮き上がることがなく用紙Ｐの浮上状態が安定し、重送や空送等のトラブルが発生しにくく、安定した給紙を円滑に行うことができる。

第２形態の給紙装置１５によれば、
最下部の用紙Ｐの前記浮上エア噴射ノズル側と前記給紙台２の隙間１７を測定する隙間測定部１６を有し、
前記隙間測定部１６の測定結果に基づいて前記浮上エア噴射ノズル３の下端部４の制御を補正することを特徴としている。

第２形態の給紙装置１によれば、用紙Ｐの前記浮上エア噴射ノズル側の端部がカールしていても、浮上エア噴射ノズル３の下端部４の制御をカール量に応じて補正することにより、安定した給紙を円滑に行う効果をより確実に得ることができる。

第３形態の給紙装置１，１５，２０によれば、
前記浮上エア噴射ノズル３の下端部４，２１の制御に伴い、前記浮上エアＡの風量を制御することを特徴とする

第３形態の給紙装置１，１５，２０によれば、浮上エア噴射ノズル３の下端部４，２１の制御によって開口６が狭まるが、風量の制御によって風速を一定とすることができるので、安定した給紙を円滑に行う効果をさらに一層確実に得ることができる。

１，１５，２０…給紙装置
２…給紙台
３…浮上エア噴射ノズル
４，２１…浮上エア噴射ノズルの下端部
７…吸着搬送部
１６…隙間測定部
１７…隙間
Ａ…浮上エア（用紙Ｐの前端側）
Ｂ…分離エア（用紙Ｐの前端側）
Ｃ…サクションエア
Ｄ…浮上エア（用紙Ｐの両側端側）
Ｅ…分離エア（用紙Ｐの両側端側）

Claims (2)

1. 昇降する給紙台と、
   前記給紙台に積載された用紙に浮上エアを噴射して用紙を浮上させる浮上エア噴射ノズルと、
   前記給紙台の上に浮上した複数枚の用紙のうち最上部の用紙を吸着して用紙搬送方向に搬送する吸着搬送部と、
   を有する給紙装置であって、
   前記浮上エア噴射ノズルは、前記吸着搬送部の下方の所定位置に設定された上端部と、昇降自在の下端部を備えており、最下部の用紙と前記給紙台の間に浮上エアが吹き込まれないように前記給紙台の昇降動作に基づいて前記下端部の位置を前記給紙台の上面よりも上方の位置に設定するとともに前記浮上エアの風量を制御することを特徴とする給紙装置。
2. 最下部の用紙の前記浮上エア噴射ノズル側と前記給紙台の隙間を測定する隙間測定部を有し、
   前記隙間測定部の測定結果に基づいて前記浮上エア噴射ノズルの下端部の制御を補正することを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。

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