JPH06211366A - 用紙取り出し方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】用紙スタックから用紙を取り出す際の用紙位置
及び角度のずれを無くし、多重取り出し問題を解決する
こと。 【構成】理解を容易にするため一実施例装置に基づいて
説明すると、本発明装置は、ピック・ローラ１４と、取
り出し係合器１０との二つのローラを有し、両ローラは
共に斜線で示す駆動軸により回転するが、取り出し係合
器１０のみ支点２６の作用により、２つの固定位置があ
る。用紙１８は上方にバイアスされており、両ローラが
回転してゆくと、先に係合器１０によって一旦用紙１８
は下方に押され、さらに係合器１０が回転すると出っ張
り部分が用紙１８から外れ、ピック・ローラ１４の部分
３０に摩擦的に係合され、用紙が取り出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばデスク・トッ
プ・コンピュータに関連して使用されるようなプリンタ
に関するものであり、これをより詳細にいえば、用紙ス
タックから１枚の用紙を確実に取り出して、それをプリ
ンタによってプリントされるべき位置に給送するための
装置および方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術及びその問題点】ワード・プロセッサまたは
汎用コンピュータとともに用いるために設計されたプリ
ンタは、種々のサイズの用紙にプリント可能なものでな
ければならない。このために、プリンタの多くは、多く
の交換可能で取り外しのできる用紙トレイの一つから用
紙を受け入れるように設計されており、該用紙トレイの
各々はある特定のサイズの用紙を保持するようなサイズ
にされている。その当然の帰結として、プリンタには、
トレイに保持されているスタックの頂部から１枚の用紙
を取り出して、該用紙を、その上でプリントされるべき
所要の位置まで移送するための機構が含まれねばならな
い。当業者には普通のことであるように、このプロセス
については、これ以降はスタックからの用紙の取り出し
と呼ぶこととする。

【０００３】用紙上の所望の位置にテキストまたはイメ
ージをプリンタによって正確にプリントするためには、
用紙のプリント・ヘッドに対する位置決めは正確にかつ
整合性をもって行わねばならない。別の言い方をすれ
ば、該取り出しのプロセスは、用紙の給送の度に正確に
同じ位置に配置し、適切な方向にすることにより、極め
て正確かつ再現可能なものでなければならない。このよ
うにするためには、用紙のスタックからの取り出しは、
極めて予測性が高く、整合性のある態様でなければなら
ない。取り出し用の機構に典型的に含まれているもの
は、スタックの上部に、そして、用紙の給送方向を横断
するように配置されている回転可能なドライブ・シャフ
トである。該ドライブ・シャフトには２個のピック・ロ
ーラが搭載されており、それぞれの長手方向の側面近傍
で頂部の用紙に係合するようにされている。ピック・ロ
ーラは通常ソフト・プラスチックまたはラバーのような
材料から作成されており、ドライブ・シャフトの回転に
つれて頂部の用紙に摩擦的に係合して前進させるため
の、カム状のふくらんだ表面が含まれている。

【０００４】取り出しプロセスの可変性には２個の重要
な形がある。即ち、頂部の用紙が変動することとスキュ
ーすること（斜行すること）であるが、その各々は幾つ
かの方法で生じる可能性がある。頂部の用紙に変動が生
じることは、すなわち、その取り出し操作の間に用紙が
移送される距離が変動することであり、その結果とし
て、プリント・ヘッドに関する頂部の用紙の位置が変動
することになる。頂部の用紙に変動が生じることは、比
較的広い製造上の公差または構造上の比較的ソフトな材
料のたわみのために、ピック・ローラと頂部の用紙との
整合を欠く係合の結果としてもたらされることである。
そうでなければ、図１に示されているように、頂部の用
紙の可変性”ｄ”は、スタックが減っていくときにトレ
イにおいて該スタックの位置又は方向が変動することの
結果として生じるものである。そして、その結果とし
て、取り出し機構の係合のタイミングに変動が生じるこ
とになる。

【０００５】スキューすることは、すなわち、取り出し
の間に用紙が回転することであり、通常は、ピック・ロ
ーラとの間の係合のタイミングの変動の結果として生じ
ることである。ピック・ローラの製造公差についてのよ
り厳密な管理によって、スキューすることは減少される
けれども、構成上の材料の柔軟な性質のために、それを
完全に排除することは不可能である。グラビティ・ダン
シング(gravity dancing) として知られているプロセス
によって、一方の端部がもちあげられた状態で、スタッ
クがトレイ内で支承されている場合には、スキューする
ことを減少させることができる。スタックの頂部の用紙
はその下位端部においてピック・ローラにより係合され
て、下方に角度が付けられた経路に沿って給送され、そ
して、回転しているドライ・ローラにより係合される。
これに次いで、該ドライ・ローラは逆向きに回転し、用
紙がドライ・ローラより外れるまで、該用紙を上方に移
動する。ドライ・ローラが逆向きの回転を継続すると、
この下敷のプラテンにドライ・ローラが接触している点
の位置に用紙の下位端部が重力に抗して一時的に支承さ
れることによって、用紙はドライ・ローラに関してまっ
すぐにされる。これに次いで、ドライ・ローラは順方向
に回転され、用紙をプリント操作位置に前進するように
される。効果的ではあるけれども、この方法において
は、上方に角度付けされた用紙トレイ、および、比較的
複雑な取り出し制御アルゴリズムが必要とされる。

【０００６】取り出し操作において遭遇する付加的な問
題は、多重の取り出しである。即ち、頂部の用紙の下に
ある複数の用紙を取り出すことである。スタックにおけ
る下側の用紙が、その上の用紙を取り出すことによって
トレイから部分的に「引き出」されることによって、多
重の取り出しが生起するものであり、既知の取り出し機
構によっては適当に修復されない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、改良された取
り出し機構に対する要求が存在する。ここでの改良され
た取り出し機構とは、プリント操作のために用紙スタッ
クの頂部から取り出された連続的な用紙について、正確
にそして整合性をもって位置決めする作用を果たすもの
であり、また、既知のプリンタ設計のものに経済的に組
み込むことができるものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、用紙スタッ
クから頂部の用紙を取り出すために、該用紙スタックに
対して回転可能なピック・ローラを係合するタイミング
をとるための取り出し係合器に具体化されたものであ
る。ここでの用紙スタックは、ピック・ローラに向けて
第１の位置にバイアスされており、この第１の位置にお
いては、該ピック・ローラがある所定の回転位置に対し
て回転されているときに、頂部の用紙がピック・ローラ
と摩擦的に係合される。取り出し係合器に含まれている
ものは、ふくらんだ表面（カム）を有する本体、およ
び、用紙スタックに対してカムを係合するために該取り
出し係合器を回転させるように該本体に接続されている
手段である。取り出し係合器により、用紙スタックは、
ピック・ローラがある所定の回転位置に達するまで、該
ピック・ローラから第２の位置へと押圧される。取り出
し係合器を回転させるための手段は回転可能なドライブ
・シャフトであり、その上には該取り出し係合器が搭載
されている。

【０００９】取り出し係合器の本体にはドライブ・シャ
フトを受け入れるための横断開口部が設けられており、
また、該取り出し係合器がドライブ・シャフトによって
回転されるときに、用紙スタックをピック・ローラから
第２の位置へと押圧するために、カムが更に設けられて
いる。取り出し係合器はドライブ・シャフトを軸として
回転可能なものであり、該取り出し係合器がある所定の
位置まで回転されたときに、頂部の用紙をピック・ロー
ラで係合するために用紙スタックをその第１のバイアス
された位置へ解放するようにして、第１の回転位置から
第２の回転位置へと回転される。取り出し係合器は、用
紙スタックから該取り出し係合器に加えられる力によっ
て、その第２の回転位置まで回転される。取り出し係合
器のふくらんだ周辺部分に代替として、該取り出し係合
器がドライブ・シャフトによって回転されるときに、用
紙スタックを回転的に係合するためのローラを使用して
もよい。

【００１０】また、この発明で具体化された、用紙スタ
ックの頂部から最上位の用紙を取り出すための装置に含
まれているものは、回転可能なドライブ・シャフト、該
ドライブ・シャフトに対して駆動的に接続されたピック
・ローラであって、ドライブ・シャフトによって回転さ
れたときに、最上位の用紙をそこから取り出すため、該
スタックに摩擦的に係合する周囲表面を有しているも
の、スプリングのような押圧手段であって、ピック・ロ
ーラが回転されたときに、最上位の用紙が該ピック・ロ
ーラと摩擦的に係合する第１の位置まで該用紙スタック
をバイアスするもの、および、該ドライブ・シャフトに
対して駆動的に接続されている、上述されたような単一
または複数の取り出し係合器である。

【００１１】この発明で更に具体化されたプリンタに含
まれているものは、プリント・ヘッドのような、用紙上
にイメージを形成するための手段、トレイのような、用
紙スタックを支承するための手段、および、前述された
用紙スタックの頂部から最上位の用紙を取り出すための
装置のような、スタックから始めの用紙を取り出すため
の手段である。

【００１２】この発明で具体化された、用紙スタックか
ら１枚の用紙を取り出すための方法においては、どのよ
うな装置が採用されているにしても、次のようなステッ
プを含んでいるものである。即ち、用紙スタックを回転
可能なピック・ローラに向けて（該用紙スタックの始め
の用紙が該ピック・ローラによって摩擦的に係合可能で
ある）第１の位置にバイアスするステップ、該用紙スタ
ックを前記ピック・ローラから離れる第２の位置に押圧
するステップ、前記ピック・ローラを前記所定の回転位
置に回転するステップ、および、前記最上位の用紙を前
記ピック・ローラと摩擦的に係合させ、スタックから前
記最上位の用紙を取り出すために、前記用紙スタックを
前記バイアスされた第１の位置に解放するステップ、を
含んでいるものである。用紙スタックをその第２の位置
に押圧するステップ、および、前記用紙スタックをその
バイアスされた第１の位置に解放するステップに含まれ
ているステップは、上述されたように、単一または複数
の取り出し係合器が搭載された回転可能なドライブ・シ
ャフトを備えた機構によるステップである。

【００１３】前記用紙スタックをそのバイアスされた第
１の位置に解放するステップには次のステップが含まれ
ている。即ち、ドライブ・シャフトを回転させて、取り
出し係合器のふくらんだ周辺表面（カム）を用紙スタッ
クに対して係合させ、そして、該用紙スタックをその第
２の位置に押圧するステップ、ピック・ローラを所定の
取り出し位置に回転させるステップ、および、ふくらん
だ周辺表面を用紙スタックの係合から解除するために、
ドライブ・シャフトを軸として取り出し係合器をその第
２の回転位置まで回転させるステップ、これにより、用
紙スタックをその第１のバイアスされた位置まで解放し
て、ピック・ローラを用紙スタックの最上位の用紙と係
合するステップ、が含まれている。ドライブ・シャフト
を軸として取り出し係合器をその第２の回転位置まで回
転させるステップには、その上に回転力を加えるため
に、用紙スタックを取り出し係合器に対して押圧するス
テップが含まれている。

【００１４】

【実施例】この発明の装置および方法について、添付の
図面を参照しながら、より詳細に説明する。

【００１５】図２ないし図５を参照すると、この発明に
よる取り出し係合器１０が示されており、それぞれに、
ピック・ローラ１４に隣接したシャフト１２上に搭載さ
れている（図２）。そして、シャフト１２は、用紙スタ
ック１８を含む用紙トレイ１６の上部を横断して、プリ
ンタ（図示されない）内に搭載されている。図６を参照
することによって最もよくわかるように、シャフト１２
にはその周辺部にフラット部分１３が形成されている
が、その意味については後述する。シャフト１２は、用
紙を取り出すための信号に応じて、既知の手段で回転さ
れる。

【００１６】図４に移ると、取り出し係合器１０は、側
面断面図からわかるように、そのベース部分２０が、そ
の内部に形成された開口部２２を有し、また、その外周
表面に形成されたカム２３を有している。開口部２２の
サイズは、取り出し係合器１０を搭載するためのシャフ
ト１２を密接して受け入れるようになっており、支点２
６を形成するために交わっている第１および第２のフラ
ットな表面２４および２５が含まれている。更に後述す
る動作の間、取り出し係合器１０は、シャフト１２およ
び用紙スタック１８によって取り出し係合器１０に加え
られた力に応答して、シャフト１２上の第１および第２
のそれぞれの回転位置の間を、支点２６を軸として、表
面２４および２５の方向に基づいて、前後に振動するこ
とが許容される。取り出し係合器は、好適には、デュポ
ン社（E. I. DuPont de Nemoursand Co.）によって製造
された Delrin-AF，テフロン（デュポン社の商標）が含
浸された重合レジンから形成される。ここで認められる
ことは、適当な強度および適当な摩擦係数を有する別の
材料をもって、後述されるような適切な動作を確実にす
るために代替できるということである。

【００１７】各ピック・ローラ１４は、図３において示
されている側から見たときに、扇状の形状を有するもの
として説明できる。開口部２８は、シャフト１２上の固
定的な回転位置において、ピック・ローラを搭載するた
めに設けられている。ここで注意されることは、開口部
２８には、取り出し係合器１０を貫通する開口部２２に
設けられているような支点は含まれておらず、このため
に、ピック・ローラ１４はシャフト１２上の固定的な回
転位置に維持される。ピック・ローラ１４が有する鋸歯
状の表面３０は、該ピック・ローラがシャフト１２によ
って回転されたときに、用紙スタックの最上位にある用
紙と摩擦的に係合するためのものである。ピック・ロー
ラは好適には ＥＰＤＭ のようなラバーから作成されて
おり、スタックの最上位にある用紙と係合したときに鋸
歯状の表面３０が僅かにゆがむことが許容されるよう
な、強靱性、弾力性および柔軟性の組み合せが選好され
る。

【００１８】この発明の装置についての方法および動作
は、図６ないし図９を参照しながら最もよく説明され
る。ここでは、（仮想的に示した）ピック・ローラ１４
および取り出し係合器１０が、シャフト１２上で互いに
隣合って搭載されていることが、断面的に示されてい
る。取り出し係合器１０のカム２３は、ピック・ローラ
１４の鋸歯状の表面３０を越えて伸長していることに注
意されたい。取り出し係合器１０によって係合されるの
に先立ち、スタック１８はそのトレイ（図示されない）
内で上方にバイアスされて第１の位置に至る。ここで
は、当業者には知られているように、スタックの最上位
の用紙は、単一または複数の設計のトレイ内のスプリン
グ機構（図示されない）によって、保持リップ３４（図
２）に対して押圧される。取り出しサイクルの始まりに
先立ち、シャフト１２の位置決めがなされて、図６に示
されているように、ピック・ローラ１４および取り出し
係合器１０のスタック１８からの係合が解除される。更
に、取り出し係合器１０は、シャフト１２上のその後方
部分として参照されるように、表面２４がシャフト１２
のフラット部１３と接触している。

【００１９】プリンタによる取り出しサイクルが始まる
と、シャフト１２は順方向（時計回り方向）に回転され
る。取り出し係合器１０のカム２３は、ピック・ローラ
１４に先行してスタック１８と係合し（図７）、最上位
の用紙がスタックの頂部に留まっている間に、該取り出
し係合器のテフロンが含浸した周囲表面２３はスタック
１８の頂部を横切ってスライドする。図５に示されてい
る代替的な実施例においては、ローラ２７がカム２３に
取り込まれており、好適な実施例において設けられたス
ライド式の係合に代えて、スタック１８にローラ式の係
合をさせている。シャフト１２が回転を継続すると、ス
タック１８は、取り出し係合器１０によりトレイ内で下
方に変位される（図８）。取り出し係合器１０の動作に
は２個の目標がある。第１に、ピック・ローラ１４とス
タックとの尚早な係合を防止するために、スタック１８
を下方に変位することである。第２に、用紙が取り出さ
れるようになるまで、スタックの上側の用紙、および、
特にそれらの隅部を保持リップ３４の下部に留めること
によって、多重の取り出し操作を回避することである。
上述したように、意図されない多重の用紙の取り出し
は、取り出されるときに最上位の用紙によりそれらに加
わる摩擦的な引き出し操作の結果として、トレイから部
分的に引き出されている最上位の用紙の下にある用紙に
起因するものである。スタックにおける１枚または複数
枚の用紙が、先行の取り出しにより、保持リップ３４の
下側から引き出されたときには、多重の取り出しがなさ
れる傾向が高い。スタックを下方に変位させる取り出し
係合器１０の動作によれば、このように露出されたいか
なる隅部でも、保持リップの下のそれら隅部の元の位置
に戻すように作用し、多重の取り出しを生じる機会が減
少する。

【００２０】シャフト１２が回転して、取り出し係合器
１０によりスタック１８に圧力がかかり、これを下方に
変位させると、周知の物理的な原理に基づき、カム１３
との接触点を介して取り出し係合器１０上に、該スタッ
クから上側への等しい反作用力が生じる。図７において
見られるように、取り出しサイクルの間に接触点が支点
２６の右側にきたときには、スタックによって生じた反
作用力は、シャフト１２のその後方の位置において、フ
ラット部１３および取り出し係合器１０に対して表面２
４を固定的に保持する、反時計回り方向のトルクとして
働く。しかしながら、シャフト１２が更に回転される
と、接触点は支点２６の左側に移動する。そして、取り
出し係合器１０上のトルクが反転されて、該取り出し係
合器１０がシャフト１２の周囲で時計回り方向に回転さ
せられ、表面２５がフラット部１３に対面するその前方
位置に至る。周辺の表面２３および支点２６は、互いに
位置的な関連性があることから、取り出し係合器がその
前方位置に回転するようにされて、周辺の表面２３はス
タック１８との係合を解除するようにされる（図８から
図９へ）。そして、スタック１８を含むトレイ内のスプ
リング機構により、スタック１８は上方に押圧されてピ
ック・ローラ１４と係合される。シャフト１２は更に回
転され、スタック１８の最上位の用紙が摩擦的に係合さ
れて、ピック・ローラ１４の鋸歯状の表面３０によって
スタックの頂部から移送され、そして、（プリンタに組
み込まれており、当業者には既知の）他の機構によって
プリントされるための位置に移送される。

【００２１】

【効果】取り出し係合器１０が作成される材料によって
達成できるより厳密な製造上の公差のために、また、ス
タック１８によって加えられる反作用力の下での剛性の
ために、スタック１８を解放してピック・ローラ１４と
係合させるタイミングは、これまでよりも遥かに緊密に
制御することができる。ピック・ローラ１４を係合させ
るタイミングのより緊密な制御により、取り出し操作の
間の最上位の用紙の変位およびスキュー動作の対応する
減少が達成できる。これに加えて、多重取り出しの生起
が大幅に減少される。これらの利点の全ては、印刷の信
頼性の向上をもたらし、現存するプリンタのいかなる再
設計においても、安価な構成部品を極く僅かに追加する
だけで達成されるものである。多くの場合において、こ
の発明による取り出し係合器は、現用の構成部品につい
ていかなる修正も加えることなく、現存するプリンタの
設計に組み込むことができる。

【００２２】この発明は好適な実施例に関連して説明さ
れたけれども、その特許請求の範囲の欄の記載事項の範
囲から逸脱することなく、多くの修正が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】スタックの高さが変動するときの最上位の用紙
の可変性を示す、先行技術による取り出し機構の概略的
な側面図である。

【図２】トレイ内の用紙スタックから１枚の用紙を取り
出すための位置における、この発明による取り出し係合
器を示す斜視図である。

【図３】ピック・ローラを示す側断面図である。

【図４】この発明による取り出し係合器の代替的な実施
例を示す側断面図である。

【図５】この発明による取り出し係合器の代替的な実施
例を示す側断面図である。

【図６】この図から図９までは、発明の方法を説明する
取り出し係合器の動作行程の連続的な側断面図である。

【図７】取り出し係合器の側断面図。

【図８】取り出し係合器の側断面図。

【図９】取り出し係合器の側断面図。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記（１）から（４）の工程からなる用紙
   取り出し方法。 （１）用紙スタックの第１位置で、回転可能なピック・
   ローラが前記用紙スタックの最上位用紙に摩擦的に係合
   するように、前記用紙スタックを前記ピック・ローラに
   向けてバイアスする。 （２）用紙スタックを前記ピック・ローラから離れた第
   ２位置にスタックを押圧する。 （３）前記ピック・ローラを所定の回転位置まで回転さ
   せる。 （４）前記ピック・ローラを前記最上位用紙に摩擦的に
   係合して前記用紙スタックから前記最上位用紙を取り出
   すため、前記第１位置へ前記用紙スタックを解放する。
2. 【請求項２】用紙スタックに対して回転可能なピック・
   ローラを係合させるタイミングをとり、最上位用紙を取
   り出すための用紙取り出し装置であって、 前記用紙スタックは、前記ピック・ローラを第１位置に
   向けてバイアスし、前記ピック・ローラが所定の回転位
   置に回転されているときに、最上位用紙が前記第１位置
   においてピック・ローラと摩擦的に係合可能になってお
   り、 ある角度に回転されているときに前記用紙スタックをピ
   ック・ローラから離れた第２の位置に押圧するためのも
   のであって、前記スタックに係合するようにふくらんだ
   周囲表面を有する回転可能な取り出し係合器と、 前記取り出し係合器を回転させる接続されているドライ
   ブ手段と、 前記ピック・ローラが前記所定の回転位置に達したとき
   に、前記用紙スタックをその第１のバイアスされた位置
   へ解放するための手段とを具備することを特徴とする用
   紙取り出し装置。