JP7346149B2 - シート給送装置、記録装置、および画像読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート積載部に載置されたシートを給送するシート給送装置と、そのシート給送装置を備えた記録装置および画像読取装置に関するものである。

この種のシート給送装置においては、通常、シートを給送しないときには、シート載置部に対するシートの載置作業性の向上、および給送ローラおよびシートの変形を抑えるために、給送ローラがシートと接触しない待機位置に移動される。

特許文献１には、上下方向に揺動可能な揺動部材に給送ローラを備え、その給送ローラを待機位置に移動させるために、定位置の規制部に突き当たるまで揺動部材を上方に揺動させる構成が記載されている。揺動部材が規制部に突き当たった後、揺動部材が自重により下方に揺動したときに、揺動部材に備わる係合ギアが定位置のラックに噛合することによって、揺動部材の下方への揺動が抑えられる。

特開２０１３－２３０９０４号公報

しかしながら特許文献１においては、揺動部材の自重による下方への揺動を考慮して、揺動部材の揺動角度を大きく設定しなければならず、装置全体の大型化を招くおそれがある。

本発明の目的は、シートを給送するシート給送装置の大型化を抑制するための技術を提供することにある。

本発明のシート給送装置は、シートを載置するシート載置部と、前記シート載置部に載置されたシートを送り出す給送ローラと、前記給送ローラを支持し、前記給送ローラが前記シート載置部に載置されたシートに接触する第１位置と、前記給送ローラが前記第１位置よりも前記シート載置部から離れた突当部に突き当たる第２位置と、の間で揺動可能な第１揺動部材と、前記第１揺動部材を前記第２位置から前記第１位置に揺動させる第１方向と、前記第１方向と逆の第２方向と、に回転する回転軸と、内歯歯車を有し、前記第１揺動部材が前記突当部に突き当たった後の前記回転軸の前記第２方向の回転により、前記第１揺動部材を前記突当部に押圧する規制力を生じさせる第２揺動部材と、前記内歯歯車と噛合する遊星歯車を有し、前記第１揺動部材が前記突当部に突き当たった後の前記回転軸の前記第２方向の回転により前記遊星歯車が回転することで前記第２揺動部材を前記第１方向に揺動させる第３揺動部材と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、シートを給送するシート給送装置の大型化を抑制するための技術を提供することができる。

本発明の実施形態における画像読取記録装置の斜視図である。 図１の画像読取記録装置におけるフラットベッド型原稿読取装置の斜視図である。 図１の画像読取記録装置における給送機構の上面図である。 図３のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図である。 給送機構の分離部の斜視図である。 給送機構における原稿ストッパの斜視図である。 図３のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿う断面図である。 原稿ストッパの異なる動作状態における図３のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿う断面図である。 給送機構におけるピックアップ機構の斜視図である。 図９のピックアップ機構の周辺部の斜視図である。 給送機構の断面図である。 給送機構の異なる動作状態における断面図である。 給送機構のさらに異なる動作状態における断面図である。 給送機構のさらに異なる動作状態における断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態のシート給送装置は、画像読取記録装置１に備えられている。

図１（ａ），（ｂ）は、本実施形態における画像読取記録装置１の全体の斜視図であり、図２は、画像読取記録装置１におけるフラットベッド型の画像取装置２００の斜視図である。本例の画像読取記録装置１には、画像読取装置２００、給送対象のシートとしての原稿の給送機構１００、およびインクジェット記録装置３が一体的に備えられている。給送機構１００は、図１（ｂ）のように、画像読取装置２００の上部に、左右のヒンジ１１５ａ，１１５ｂによって開閉可能に装着されている。また、図において、Ｘ、Ｙ，Ｚは互いに直交する方向を示す。Ｘは、画像読取記録装置１の幅方向であり、Ｙは奥行き方向であり、Ｚは高さ方向である。記録装置３はインクジェット記録装置に限定されず、他の形式の記録装置であってもよい。

記録装置３は、給送されてきたシートに、不図示の画像形成部（記録部）によって画像を形成する。画像読取記録装置１は、画像読取装置２００によって読み取った画像を画像形成部によってシートに複写可能である。画像読取装置２００の読取ユニット２０３は、原稿の短手方向または長手方向の幅を読み取り可能なラインセンサ（読取部）を有する。ラインセンサの方向（矢印Ａ方向）に対して直交する方向（矢印Ｂ方向）に読取ユニット２０３を走査することによって、フラットベッド透過部材２０２上の原稿の画像を読み取ることができる。ラインセンサの方向を主走査方向とし、読取ユニット２０３の移動する方向を副走査方向とする。読取ユニット２０３は等倍光学系を用いており、コンタクトイメージセンサ（ＣＩＳ）と称される。不図示の駆動装置を搭載した駆動ユニットからラック２０５に駆動力を伝えることにより、読取ユニット２０３はガイドレール２０６に沿って副走査方向に移動する。

図３は、給送機構１００の上面図、図４は図３のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図である。給送機構１００はＡＤＦと称され、ＡＤＦ透過部材２０１の直下に位置する読取ユニット２０３により、ＡＤＦ透過部材２０１上に搬送されてきた原稿の画像を読み取ることができる。給送機構１００は、不図示の駆動装置から駆動力が伝えられ、ピックアップローラ１０１、分離ローラ１０２、搬送ローラ１０４、および排紙ローラ１０６に駆動力が伝えられる。ピックアップローラ１０１および分離ローラ１０２は、ベース１１８に配置されている。シート載置部としての給送トレイ１１６に積載された原稿Ｇは、ピックアップローラ１０１によって予備分離されて分離ローラ１０２に給送される。分離ローラ１０２は、分離パッド１０３との間において原稿Ｇを１枚ずつ分離して搬送ローラ１０４に給送する。原稿Ｇは、搬送ローラ１０４と搬送従動ローラ１０５との間に狭持され、搬送ローラ１０４の回転により、ＡＤＦ透過部材２０１上に搬送される。その原稿Ｇは、ばねによって付勢された白地板１０８によってＡＤＦ透過部材２０１上に密着され、読取ユニット２０３によって、画像が読み取られる。その後、原稿Ｇは、排紙ローラ１０６と排紙従動ローラ１０７との間に狭持され、排紙ローラ１０６の回転により、排紙トレイ１１７に排出される。

図５は、給送機構１００における原稿の分離部の斜視図であり、図５（ａ）は、原稿の給送中の状態を現している。給送ローラとしてのピックアップローラ１０１は、ピックアップアーム（第１揺動部材）５０１に回転可能に支持され、ピックアップアーム５０１は、分離ローラ１０２の回転軸５０２（図４参照）に矢印Ｃ１，Ｃ２方向に揺動可能に支持される。分離ローラ１０２の回転軸５０２は、ベース１１８に回転可能に支持されており、ベース１１８の外部に位置する不図示の駆動装置によって駆動されるシャフト７０４に連結される。シャフト７０４から矢印Ｊ２の逆転方向の駆動力が回転軸５０２入力されることにより、ピックアップアーム５０１は、給送トレイ１１６から離れる方向（図４中の矢印Ｃ２方向）に回動する。ピックアップアーム５０１の矢印Ｃ２方向の回転位置は、図５（ｂ）のように、ピックアップアーム５０１がベース１１８の突当部１１８Ｄに当接することによって規制される。その規制された位置が原稿セット時のピックアップアーム５０１の位置、つまりピックアップローラ１０１が給送トレイ１１６の上方に離間する第２位置となる。分離ローラ１０２の回転軸５０２の回転力は、ピックアップアーム５０１に備わる動力伝達機構によってピックアップローラ１０１に伝達される。本例の場合、その動力伝達機構は、歯車６０１，６０２，６０３を含む。

図６（ａ）は、原稿ストッパ（ストッパ）５０４の近傍部分の斜視図、図６（ｂ）は、原稿ストッパ５０４の分解斜視図であり、原稿ストッパ５０４は、原稿を安定して給送させるために、原稿を所望の位置に整列してセットさせる機構である。原稿ストッパレバー５０３の一端側の回転軸５０３Ａは、ベース１１８の軸受１１８Ａに回転可能に支持され、原稿ストッパレバー５０３の他端側の軸受５０３Ｂは、ベース１１８の軸１１８Ｂに回転可能に支持されている。原稿ストッパレバー５０３の他端側の軸５０３Ｃは、ピックアップアーム５０１のガイド溝５０１Ａに回動およびスライド可能に支持されている。原稿ストッパレバー５０３の一端側および他端側の円弧状の軸受５０３Ｄ，５０３Ｅのそれぞれには、原稿ストッパレバー５０３の一端側および他端側の軸５０４Ａ，５０４Ｂが回動よびスライド可能に支持されている。

図７は、図３のＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿う断面図である。原稿ストッパ５０４は、その軸５０４Ａ，５０４Ｂが原稿ストッパレバー５０３の軸受５０３Ｄ，５０３Ｅと係合することによって、原稿ストッパレバー５０３に移動可能に支持されている。原稿ストッパ５０４には、ベース１１８のストッパ受け部１１８Ｃに当接するストッパ部５０４Ｃが設けられている。原稿ストッパ５０４において、原稿Ｇの給送方向（矢印Ｄ方向）の上流側には原稿停止面５０４Ｄが形成されており、原稿Ｇの先端が原稿停止面５０４Ｄに突き当たることによって、原稿Ｇが所望の位置にセットされる。このように、原稿ストッパ５０４が原稿Ｇの先端の位置を規制する規制位置に移動することにより、原稿Ｇを整列してセットすることができる。

図８は、原稿Ｇの給送中における図７と同様の断面図である。まず、シャフト７０４に正方向の駆動力が入力されて、分離ローラ１０２の回転軸５０２が矢印Ｊ１方向に回転する。その回転力がピックアップアーム５０１に加わることにより、ピックアップアーム５０１は、回転軸５０２を中心として原稿Ｇに接近する矢印Ｃ１方向に回転する。その際、ピックアップアーム５０１に支持されているピックアップローラ１０１は、後述するように、矢印Ｅ１方向に回転しながら原稿Ｇに圧接して、最上位の１枚の原稿Ｇを送り出す。ピックアップローラ１０１が原稿Ｇに接触するときのピックアップアーム５０１の揺動位置が第１位置となる。ピックアップアーム５０１のガイド溝５０１Ａに、原稿ストッパレバー５０３の軸５０３Ｃがスライド可能に支持されている。そのため、原稿ストッパレバー５０３は、ピックアップアーム５０１の矢印Ｃ１方向の回動に伴って、回転軸５０３Ａを中心として矢印Ｆ１方向に回動する。原稿ストッパレバー５０３に支持されている原稿ストッパ５０４は、原稿ストッパレバー５０３の矢印Ｆ１方向の回動に連動して、原稿Ｇから離れる矢印Ｇ１方向に移動する。このとき、原稿ストッパ５０４のストッパ部５０４Ｃがベース１１８のストッパ受け部１１８Ｃから離れる。これにより、原稿ストッパ５０４は、原稿Ｇの先端の位置を規制しない退避位置に移動する。

その後、ピックアップローラ１０１の矢印Ｅ１方向の回転によって給送される原稿Ｇの先端は、原稿ストッパ５０４の原稿停止面５０４Ｄに当たる。原稿ストッパ５０４は、その軸５０４Ａ，５０４Ｂが原稿ストッパレバー５０３の軸受５０３Ｄ，５０３Ｅに回転およびスライド可能に支持されているため、原稿Ｇの先端の当接力を受けることによって、円弧状の軸受５０３Ｄ，５０３Ｅに沿って移動する。これにより原稿ストッパ５０４は、原稿Ｇから充分に離れた位置まで退避し、原稿Ｇの給送に影響を与える抵抗とはならない。ピックアップローラ１０１によって給送された原稿Ｇは、分離ローラ１０２と分離パッド１０３によって、最上位の１枚のみが分離されてから搬送ローラ１０４に向かって搬送される。

図９および図１０は、ピックアップ機構の説明図である。第３揺動部材としての振子７０１は、支持部材７０１０、ばね部材７０１２、入力ギア７０１４、および係合ギア（遊星歯車）７０１３を含む。入力ギア７０１４は、分離ローラ１０２の回転軸５０２に連結される同軸のシャフト７０４に結合され、係合ギア７０１３は入力ギア７０１４と噛合する。ねじりコイルばね７０１２は、一端が支持部材７０１０に支持され、他端が係合ギア７０１３の回転中心である軸部に接触しており、その軸部に対して軸線方向と交差する方向に付勢力を与えることによって、係合ギア７０１３に回転摩擦抵抗を与える。この回転摩擦抵抗により、振子７０１は、シャフト７０４を中心として矢印Ｈ１，Ｈ２方向に回動する。支持部材７０１０には、ピックアップアーム５０１と当接する当接部７０１１が設けられている。後述するように、振子７０１が矢印Ｈ２方向に回転して、当接部７０１１がピックアップアーム５０１の当接部５０１１に当接した後は、振子７０１とピックアップアーム５０１は共に矢印Ｈ２方向に回動する。

シャフト７０４には、第２揺動部材としてのアーム部材７０２が矢印Ｋ１，Ｋ２方向に揺動可能に嵌め合わされており、アーム部材７０２には、振子７０１の係合ギア７０１３に係合する内歯歯車形状の係合部７０２１が設けられている。係合部７０２１を内歯歯車形状とすることにより、係合部７０２１と係合ギア７０１３との係合および係合解除を円滑に行って、その係合および係合解除の繰り返しに伴う摩耗を抑えることができる。アーム部材７０２には、ベース１１８の定位置との間に位置して、アーム部材７０２を矢印Ｋ２方向に付勢する圧縮ばね（弾性部材）７０３（図１１（ｂ）参照）が備えられている。このような圧縮ばね７０３を備えることにより、それを変形させたときの弾性復元力を利用して、アーム部材７０２を図１１（ｂ）のような待機位置に定めるだけでなく、振子７０１とアーム部材７０２との係合位置を安定させることができる。アーム部材７０２を矢印Ｋ２方向に付勢する構成は、圧縮ばね７０３を用いる構成に限定されず、種々の形態のばねや弾性部材を用いる構成であってもよい。アーム部材７０２の可動範囲は、例えば、アーム部材７０２の軸部７０２２と、ベース１１８の切欠き部１１８Ｅ（図５（ａ）参照）と、によって規制される。

図１１から図１４は、給送機構１００のピックアップ動作の説明である。図１１（ａ），図１２（ａ），図１３（ａ），図１４（ａ）は、それぞれ異なる動作状態における図４と同様の断面図、図１１（ｂ），図１２（ｂ），図１３（ｂ），図１４（ｂ）は、それぞれ異なる動作状態における図３のＸＩ－ＸＩ線に沿う断面図である。

分離ローラ１０２の回転軸５０２と同軸のシャフト７０４から矢印Ｊ１方向の駆動力が入力されることにより、回転摩擦抵抗が付与されている振子７０１は、図１１（ｂ）のように矢印Ｈ１方向に回動する。これにより、係合ギア７０１３は、アーム部材７０２の内歯歯車形状の係合部７０２１との係合を解く。その後、ピックアップアーム５０１は、ピックアップローラ１０１を含む自重により、図１１（ａ）のように、回転軸５０２を中心として原稿Ｇに向かう矢印Ｃ１方向に回動する。ピックアップローラ１０１は、動力伝達機構（歯車６０１，６０２，６０３を含む）によって回転軸５０２の回転力が伝達されることにより、矢印Ｅ１方向に回転しながら原稿Ｇに圧接して、最上位の原稿Ｇを送り出す。その際、図４のねじりコイルばね（付勢部材）７０５などによって、ピックアップアーム５０１に対して、ピックアップローラ１０１を原稿Ｇに押し付ける矢印Ｃ１方向の付勢力を与えることにより、原稿を送り出すための適切な給送圧を付与する。

具体的、ねじりコイルばね７０５は、その一端が装置本体の定位置に係止され、その他端がピックアップアーム５０１の図４中の左端部に係止されることによって、ピックアップアーム５０１の左端部を図中の矢印Ｎ方向に付勢する。このように、ピックアップローラ１０１を原稿Ｇに押し付ける矢印Ｃ１方向の付勢力を与えることにより、給送圧の不足による原稿の送り出し不良の発生が抑制できる。ピックアップローラ１０１を矢印Ｃ１方向に付勢する構成は、ねじりコイルばね７０５を用いる構成に限定されず、種々の形態のばねや弾性部材などを用いる構成であってもよい。圧縮ばね７０３によって常に上方向へ付勢されているアーム部材７０２は、原稿の給送中は、図１１（ｂ）のように振り子７０１とは係合していない。

次に、原稿の給送終了後に、給送トレイ１１６を原稿のセット可能な状態にする初期化動作について説明する。初期化動作においては、シャフト７０４に矢印Ｊ２方向の逆回転の駆動力を入力することにより、図１２（ｂ）のように、振子７０１が矢印Ｈ２方向に回動し、係合ギア７０１３がアーム部材７０２の係合部７０２１と係合する。その後、振子７０１の当接部７０１１がピックアップアーム５０１の当接部５０１１と当接することにより、図１２（ａ）のように、振子７０１と共にピックアップアーム５０１が矢印Ｃ２方向に回動する。このように、アーム部材７０２、振り子７０１、およびピックアップアーム５０１が関係付けられた状態において、アーム部材７０２は、圧縮ばね７０３により上方へ付勢される。一方、ピックアップアーム５０１は、ねじりコイルばね７０５により原稿に向かう下方、つまりアーム部材７０２を下方へ押し戻す方向に付勢される。圧縮ばね７０３がアーム部材７０２を上方に回転させるモーメントは、ねじりコイルばね７０５がアーム部材７０２を下方に回転させるモーメントよりも大きく設定されている。これにより、ピックアップアーム５０１を矢印Ｃ２方向に回動させた際に、アーム部材７０２の位置が下がってしまう事態の発生を回避することができる。さらに、ピックアップアーム５０１をベース１１８の突当部１１８Ｄに突き当たる位置（原稿セット時の位置）まで戻すことができない事態の発生を回避することができる。

さらに、シャフト７０４の矢印Ｊ２方向の逆回転を継続させた場合、ピックアップアーム５０１は、振子７０１と共に矢印Ｃ２方向に回動し、ベース１１８の突当部１１８Ｄに突き当たることによって回動が停止される。これにより、ピックアップアーム５０１は、図１３（ａ）のような「原稿セット時の位置」に戻る。同時に、図１３（ｂ）のように振子７０１の回動も停止される。このとき、先述したモーメントの関係により、アーム部材７０２は上方に付勢されたままである。さらに、図１４（ａ）のように、シャフト７０４の矢印Ｊ２方向の逆回転を継続させた場合、図１４（ｂ）のように、ピックアップアーム５０１の回動が停止されたまま、振り子７０１の係合ギア７０１３が入力ギア７０１４を介して矢印Ｌ２方向に回動する。これにより、アーム部材７０２がシャフト７０４を中心として矢印Ｍ２方向に回動して、圧縮ばね７０３を圧縮する。

このように、圧縮ばね７０３は、ピックアップアーム５０１がベース１１８の突当部１１８Ｄに突き当たった後、つまりピックアップアーム５０１が第２位置にまで揺動した後のシャフト７０４の矢印Ｊ２方向の逆回転によって圧縮される。その圧縮ばね７０３の弾性復元力は、ピックアップアーム５０１を突当部１１８Ｄに押圧して、ピックアップアーム５０１を第２位置に規制する規制力となる。

その後、シャフト７０４の駆動を停止することにより、アーム部材７０２は回動を停止し、振子７０１における回転摩擦抵抗、および振子７０１とアーム部材７０２との間の係合部における回転摩擦抵抗により、振子７０１とアーム部材７０２の姿勢が維持される。このような構成により、アーム部材７０２の可動領域内において、部品公差および駆動量のばらつきに起因するピックアップアーム５０１の回動量ばらつきを吸収することができる。

（他の実施形態）
本発明のシート給送装置は種々のシートを給送することができ、上述した実施形態のように、画像読取装置によって画像が読み取られる原稿に限定されない。例えば、記録装置によって画像が記録されるシート、および種々の処理装置によって物理的処理または化学的処理が施されるシートなどを給送することができる。また、本発明のシート給送装置は、そのような画像読取装置、記録装置、および種々の処理装置とは別の装置を構成する形態であってもよく、また、それらの装置に組み込まれて、それらの装置を構成する形態であってもよい。

１ 画像読取記録装置
３ 画像記録装置
１０１ ピックアップローラ（給送ローラ）
１１６ 給紙トレイ（シート載置部）
１１８Ｄ 突当部
２００ 画像読取装置
５０１ ピックアップアーム（第１揺動部材）
５０２ 回転軸
７０１ 振子（第３揺動部材）
７０２ アーム部材（第２揺動部材）
７０３ 圧縮ばね（弾性部材）

Claims (8)

1. シートを載置するシート載置部と、
   前記シート載置部に載置されたシートを送り出す給送ローラと、
   前記給送ローラを支持し、前記給送ローラが前記シート載置部に載置されたシートに接触する第１位置と、前記給送ローラが前記第１位置よりも前記シート載置部から離れた突当部に突き当たる第２位置と、の間で揺動可能な第１揺動部材と、
   前記第１揺動部材を前記第２位置から前記第１位置に揺動させる第１方向と、前記第１方向と逆の第２方向と、に回転する回転軸と、
   内歯歯車を有し、前記第１揺動部材が前記突当部に突き当たった後の前記回転軸の前記第２方向の回転により、前記第１揺動部材を前記突当部に押圧する規制力を生じさせる第２揺動部材と、
   前記内歯歯車と噛合する遊星歯車を有し、前記第１揺動部材が前記突当部に突き当たった後の前記回転軸の前記第２方向の回転により前記遊星歯車が回転することで前記第２揺動部材を前記第１方向に揺動させる第３揺動部材と、を備えることを特徴とするシート給送装置。
2. 前記第２揺動部材は、前記第１揺動部材が前記突当部に突き当たった後の前記回転軸の前記第２方向の回転により弾性部材を変形させ、前記弾性部材の復元力によって前記第１揺動部材を前記突当部に押圧することを特徴とする請求項１に記載のシート給送装置。
3. 前記第１揺動部材を前記第２位置から前記第１位置に向かう方向に付勢する付勢部材をさらに備え、
   前記弾性部材が前記第１揺動部材を前記第１位置から前記第２位置に向かう方向に付勢する前記回転軸を中心とするモーメントは、前記付勢部材による前記回転軸を中心とするモーメントよりも大きいことを特徴とする請求項２に記載のシート給送装置。
4. 前記第３揺動部材は、前記第１揺動部材と当接して前記第１揺動部材を前記第２位置へ揺動させる当接部と、前記回転軸に接続され前記遊星歯車を回転させる入力ギアと、を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のシート給送装置。
5. 前記第１揺動部材の揺動に応じて移動するストッパをさらに備え、
   前記ストッパは、前記第１揺動部材が前記第２位置に揺動したときに、前記シート載置部に載置されるシートの先端の位置を規制する規制位置に移動し、前記第１揺動部材が前記第１位置に揺動したときに、前記シート載置部に載置されるシートの先端の位置を規制しない退避位置に移動することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のシート給送装置。
6. 前記給送ローラは、前記回転軸の回転によって回転されることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のシート給送装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載のシート給送装置と、
   前記シート給送装置によって給送されるシートに画像を記録する記録部と、
   を備えることを特徴とする記録装置。
8. 請求項１から６のいずれか１項に記載のシート給送装置と、
   前記シート給送装置によって給送されるシートの画像を読み取る読取部と、
   を備えることを特徴とする画像読取装置。

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