JP2011148622A - シート材給送装置及び記録装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の用紙を積層して支持する用紙カセット11と、用紙カセット11の支持面14に対して所定角度で傾斜した傾斜面51を備えて、該傾斜面51に当接した用紙を分離する分離傾斜部50と、用紙カセット11に支持された用紙のうち最上の用紙に接して回転駆動することにより、用紙を分離傾斜部50に向けて送り出すピックアップローラー16と、上記送り出す送出方向においてピックアップローラー16と対向する領域にある傾斜面51の一部に、該送出方向に用紙の一部を逃がす空間Sを形成する空間形成部60と、を有する給送装置2を採用する。
【選択図】図2
Description
すなわち、上記の課題を解決するために、本発明は、複数のシート材を積層して支持する支持部と、上記支持部の支持面に対して所定角度で傾斜した傾斜面を備えて、該傾斜面に当接した上記シート材を分離する分離傾斜部と、上記支持部に支持された上記シート材のうち最上のシート材に接して回転駆動することにより、上記シート材を上記分離傾斜部に向けて送り出すピックアップローラーと、上記送り出す送出方向において上記ピックアップローラーと対向する領域にある上記傾斜面の一部に、該送出方向に上記シート材の一部を逃がす空間を形成する空間形成部と、を有するシート材給送装置を採用する。
また、ピックアップローラーと対向する領域を送出方向に逃がすと、その領域においては、剛性が高いシート材の変形のための距離を長くとることができ、例えばシート材の曲げ半径を大きくして負荷を減らすことができる。また、分離傾斜部の傾斜面にシート材が当接した際に、空間にシート材の一部が逃げると、その空間と傾斜面との境においてシート材の座屈変形あるいは波打ち変形が生じるため、その変形を起点として剛性が高いシート材が変形し易くなり、傾斜面に沿った送り出しが容易となる。さらに、傾斜面の一部に空間を形成することで剛性が高いシート材の負荷を低減することができるため、従来のように傾斜面とピックアップローラーとの距離を大きく取ったり、傾斜面の角度を低くしたりする必要も無く、メカサイズを小型化できる。
このような構成を採用することによって、本発明では、分離傾斜部の傾斜面にシート材が当接した際の負荷分布は、ピックアップローラーの軸方向の幅に基づいて変化するため、空間幅をピックアップローラーの軸方向の幅に基づいて設定することで、シート材に対して適切な負荷(反力)を作用させることができる。
このような構成を採用することによって、本発明では、分離傾斜部の傾斜面にシート材が当接した際の負荷は、シート材の剛性によって変化するため、空間幅をシート材の剛性に基づいて設定することで、シート材に対して適切な負荷(反力)を作用させることができる。
すなわち、本発明においては、上記空間形成部は、上記空間を形成する空間形成位置と、上記傾斜面と略同一面を形成する分離位置との間において移動自在な第2分離傾斜部を有するという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、空間形成位置と分離位置との間において移動可能な第2分離傾斜部を設けて、剛性の高いシート材が送り出されるときは、第2分離傾斜部を空間形成位置に位置させることでそのシート材に作用する負荷を低減させ、一方で、剛性の低いシート材が送り出されるときは、第2分離傾斜部を分離位置に位置させることでそのシート材と当接して負荷の低減を防止することができる。このため、剛性の高いシート材への影響を与えずに剛性の低いシート材の負荷を上げて、重送がより確実に生じ難い信頼性のある分離を実現できる。
このような構成を採用することによって、本発明では、第2分離傾斜部の移動のための閾値(所定の値)を分離傾斜部の傾斜面にシート材が当接した際の反力により規定することで、実際にシート材が当接した際の反力に応じて、第2分離傾斜部が空間形成位置と分離位置との間において移動することができる。また、分離傾斜部の傾斜面にシート材が当接した際の反力は、シート材の剛性によって変化するため、第2分離傾斜部の移動のための閾値をシート材の剛性に基づいて設定することで、第2分離傾斜部がシート材の剛性に応じて適切な位置に移動することができる。
このような構成を採用することによって、本発明では、第2分離傾斜部は、常態で分離位置に向かって付勢されているため、剛性の低いシート材が送り出されても負荷が小さく、その位置で分離を実施するが、剛性の高いシート材が送り出されてくると負荷が大きく、付勢に抗して押し込まれ空間形成位置に移動し、その位置で負荷を低減する空間を形成する。
このような構成を採用することによって、本発明では、第2分離位置と第3分離位置との間において移動可能で高い摩擦力を備える第3分離傾斜部を設けることで、剛性の低いシート材が送り出されるときは、第3分離傾斜部を第2分離位置に位置させることでそのシート材と当接して負荷(摩擦力)を増加させて分離性能を向上させ、一方で、剛性の高いシート材が送り出されるときは、第3分離傾斜部を第3分離位置に位置させることでそのシート材に作用する負荷の増加を抑制することができる。このため、剛性の高いシート材への影響を与えずに、剛性の低いシート材の負荷を上げて、重送がより確実に生じ難い信頼性のある分離を実現できる。
このような構成を採用することによって、本発明では、第3分離傾斜部の移動のための閾値(所定の値)を分離傾斜部の傾斜面にシート材が当接した際の反力により規定することで、実際にシート材が当接した際の反力に応じて、第3分離傾斜部が第2分離位置と第3分離位置との間において移動することができる。また、分離傾斜部の傾斜面にシート材が当接した際の反力は、シート材の剛性によって変化するため、第3分離傾斜部の移動のための閾値をシート材の剛性に基づいて設定することで、第3分離傾斜部がシート材の剛性に応じて適切な位置に移動することができる。
このような構成を採用することによって、本発明では、第2分離傾斜部は、常態で第2分離位置に向かって付勢されているため、剛性の低いシート材が送り出されても負荷が小さく、その位置で分離を実施するが、剛性の高いシート材が送り出されてくると負荷が大きく、付勢に抗して押し込まれ第3分離位置に移動し、その位置で負荷の増加を抑制する。
このような構成を採用することによって、本発明では、第2傾斜面の傾斜角度を大きくすることで、第3分離傾斜部は、高摩擦部材等を別途設けずとも高い摩擦力を発現させることができる。
このような構成を採用することによって、本発明では、剛性の異なるシート材の高信頼分離を実現できるため、重送による紙詰まりやノンフィードによるシート材の給送不良が生じることが無く、また、メカサイズを小型化できるため、設置スペースを小さくできる記録装置が得られる。
図1は、本発明の第1実施形態におけるプリンター1の用紙搬送経路を示す側断面図である。
なお、以下の説明においては、図1に示すように、XYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明することがある。水平面内の所定方向をX軸方向、水平面内においてX軸方向と直交する方向をY軸方向、X軸方向及びY軸方向のそれぞれと直交する方向(すなわち鉛直方向)をZ軸方向とする。
両面印刷の場合、第2搬送経路9Aを搬送されて第1面に記録の行われた用紙Pは、搬送手段5、排出手段6、のこれらによる逆送り動作によって、第1面に記録が実行された際に用紙後端となっていた側が先端となって、第2搬送経路9Bに誘い込まれ、分離ローラー22、中間ローラー23との間に誘導される。
図2は、本発明の第1実施形態における給送装置2の要部構成を示す平面図である。図3は、本発明の第1実施形態における給送装置2の要部構成を示す斜視図である。
図4における横軸は、ピックアップローラー16の軸方向中心位置(センター位置)から計測点までの用紙幅方向(Y軸方向、桁方向)の距離(mm)を示し、縦軸は、その計測点での用紙反力(N)を示す。また、図4では、JIS規格のA4サイズ(幅210mm×長さ297mm)の剛性の異なる用紙P、具体的には、普通紙、そして専用紙として写真用紙、往復ハガキの3種類の負荷分布を示している。尚、ピックアップローラー16による用紙Pの送出力(回転駆動力)は、一定である。
図5に示すように、両者の紙サイズはA4で同一である。しかし、専用紙と普通紙では、紙材が異なり、例えば写真用紙の場合は、その表面に画質や質感等を向上させるためのコート層が形成されているため、普通紙の場合よりも厚みが3倍程度大きい。
用紙Pの剛性を表す指標は、用紙Pのヤング率(E)と断面二次モーメント(I)との積(EI)で示される。図5に示すように、写真用紙は、普通紙に比べて紙の剛性が65倍程度あることが分かる。
したがって、本実施形態のように、ピックアップローラー16と送出方向で対向する領域にある傾斜面51を、送出方向に逃がして空間Sを形成すると、剛性の高い専用紙の負荷を大幅に低下させることができる。その一方で、剛性の低い普通紙の負荷の低下には、あまり影響がない。このため、本実施形態のように分離傾斜部50の傾斜面51を専用紙に対応する通常の分離傾斜角度よりも大きく、例えば普通紙にも対応できる分離傾斜角度に設定しても、剛性の高い専用紙のみの負荷を大幅に低下させてノンフィード現象を防ぐことが可能となる。
すなわち、空間Sの空間幅W1としては、用紙幅を100%として比で表すと、12%〜24%の範囲が効果的であり、17%が最も好ましい。
図6は、本発明の第1実施形態における分離傾斜部50に剛性が高い用紙P(専用紙)が給紙される様子を模式的に示す図である。
このように、ピックアップローラー16と対向する領域を送出方向(−X方向)に逃がすと、その領域においては、部分的に用紙Pの変形のための距離を長くとることができる。したがって、その領域においては、剛性の高い用紙Pの曲げ半径を大きくして負荷を減らすことができる。また、分離傾斜部50の傾斜面51に用紙Pが当接した際に、空間Sに用紙Pの一部が逃げると、その空間Sと傾斜面51との境において用紙Pの座屈変形あるいは波打ち変形が生じるため、その変形を起点として剛性が高い用紙Pが変形し易くなり、傾斜面51に沿った送り出しが容易となる。
このため、従来のように傾斜面51とピックアップローラー16との距離を大きく取ったり、傾斜面51の角度を低くしたりする必要も無く、メカサイズを小型化できる。
また、剛性の異なる用紙Pの高信頼分離を実現できるため、重送による紙詰まりやノンフィードによる用紙Pの給送不良が生じることが無く、また、メカサイズを小型化できるため、設置スペースを小さくできるプリンター1が得られる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
上述したように分離傾斜部50の傾斜面51の一部を逃がす空間Sを形成すると、剛性の高い用紙Pの負荷を下げることができるが、剛性の低い用紙Pの負荷にも若干の影響がある。このため、第2実施形態の給送装置2は、剛性の異なる用紙Pの高信頼分離を確実に実現すべく、以下に説明する構成を備える。
図8は、本発明の第2実施形態における分離傾斜部50に剛性が低い普通紙P1が給紙される様子を模式的に示す図である。図9は、本発明の第2実施形態における分離傾斜部50に剛性が高い専用紙P2が給紙される様子を模式的に示す図である。
第2分離部材72は、バネ部材73により+X方向に付勢されており、その付勢力はその位置での普通紙P1の負荷よりも大きく設定されているため、普通紙P1に押し込まれること無く、分離位置で待機する。分離位置に位置する第2分離部材72は、センター位置においてその傾斜面71で普通紙P1と当接して分離のための負荷を与える。このため、空間形成部60を設けることによる普通紙P1への負荷の低減を防止することができる。したがって、重送が生じ難い信頼性のある分離を実現できる。
第2分離部材72は、バネ部材73により+X方向に付勢されており、その付勢力はその位置での専用紙P2の負荷よりも小さく設定されているため、専用紙P2によって付勢に抗して押し込まれ、分離位置から空間形成位置に移動する。空間形成位置に位置する第2分離部材72は、第2土手部15aの傾斜面52と略同一面を形成し、空間Sを画成する。空間Sが形成されると、上述したように専用紙P2の負荷が低下し、変形しやすくなるため、ノンフィード現象が生じ難い信頼性のある給紙を実現できる。
なお、専用紙P2との当接が解除されると、第2分離部材72は、バネ部材73の付勢によって自動的に空間形成位置から分離位置に移動し、分離位置で次の給紙に備える。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
第3実施形態の給送装置2は、剛性の異なる用紙Pの高信頼分離をより確実に実現すべく、以下に説明する構成を備える。
図11に示すように、第2傾斜面81は全体で傾斜面51と略同一の傾斜角度を有するが、その斜面が、鋸歯形状、階段形状となっている。そのため、第2傾斜面81の摩擦係数は、傾斜面51の摩擦係数よりも高くなっている。具体的に、ピックアップローラー16により送り出される際に用紙Pと当接する第2傾斜面81の当接面81aは、傾斜面51の角度(例えば約60度)よりも角度θだけ大きい角度(例えば約70度)で形成されている。傾斜角度が大きくなると、用紙Pが当接した際の用紙反力を増加させることができる。
第3実施形態では、専用紙を分離する関係上、傾斜面51の傾斜角度を普通紙の分離に適した分離傾斜角度に設定できない場合に、その分の普通紙の負荷の低下を補うことを目的として、傾斜面51より高い摩擦力を発現させる第2傾斜面81を有する第3分離傾斜部80を備えている。
図12は、本発明の第3実施形態における分離傾斜部50に剛性が低い普通紙P1が給紙される様子を模式的に示す図である。図13は、本発明の第3実施形態における分離傾斜部50に剛性が高い専用紙P2が給紙される様子を模式的に示す図である。
第3分離部材82は、バネ部材83により+X方向に付勢されており、その付勢力はその位置での普通紙P1の負荷よりも大きく設定されているため、普通紙P1に押し込まれること無く、第2分離位置で待機する。第2分離位置に位置する第3分離部材82は、その位置において普通紙P1と当接し、当接面51aの作用により傾斜面51よりも大きな摩擦力を発現させて分離のための負荷を与える。このため、傾斜面51のみでは十分な負荷を得ることができない場合に、その負荷の低減を補うことができる。したがって、重送がより確実に生じ難い信頼性のある分離を実現できる。
第3分離部材82は、バネ部材83により+X方向に付勢されており、その付勢力はその位置での専用紙P2の負荷よりも小さく設定されているため、専用紙P2によって付勢に抗して押し込まれ、第2分離位置から第3分離位置に移動する。第3分離位置に位置する第3分離部材82は、土手部15の傾斜面51と略同一面を形成すると共に当接面51aの少なくとも一部を傾斜面51よりも−X方向に逃がして、専用紙P2に対する負荷の増加を抑制する。
第2分離部材72は、バネ部材73により+X方向に付勢されており、その付勢力はその位置での専用紙P2の負荷よりも小さく設定されているため、専用紙P2によって付勢に抗して押し込まれ、分離位置から空間形成位置に移動する。空間形成位置に位置する第2分離部材72は、第2土手部15aの傾斜面52と略同一面を形成し、空間Sを画成する。空間Sが形成されると、上述したように専用紙P2の負荷が低下し、変形しやすくなるため、ノンフィード現象が生じ難い信頼性のある給紙を実現できる。
なお、専用紙P2との当接が解除されると、第2分離部材72は、バネ部材73の付勢によって自動的に空間形成位置から分離位置に移動し、分離位置で次の給紙に備え、また、第3分離部材82は、バネ部材83の付勢によって自動的に第3分離位置から第2分離位置に移動し、第2分離位置で次の給紙に備える。
例えば、バネ部材の代わりに、同等の弾性力を有するゴム部材等を用いてもよい。また、例えば、第2分離傾斜部70及び第3分離傾斜部80を、モータ等を備えるアクチュエーターで電気的に移動させる構成であってもよい。
Claims (11)
- 複数のシート材を積層して支持する支持部と、
前記支持部の支持面に対して所定角度で傾斜した傾斜面を備えて、該傾斜面に当接した前記シート材を分離する分離傾斜部と、
前記支持部に支持された前記シート材のうち最上のシート材に接して回転駆動することにより、前記シート材を前記分離傾斜部に向けて送り出すピックアップローラーと、
前記送り出す送出方向において前記ピックアップローラーと対向する領域にある前記傾斜面の一部に、該送出方向に前記シート材の一部を逃がす空間を形成する空間形成部と、を有することを特徴とするシート材給送装置。 - 前記空間の前記ピックアップローラーと同軸方向の空間幅は、前記ピックアップローラーの軸方向の幅に基づいて設定されていることを特徴とする請求項1に記載のシート材給送装置。
- 前記空間の前記ピックアップローラーと同軸方向の空間幅は、前記シート材の剛性に基づいて設定されていることを特徴とする請求項1または2に記載のシート材給送装置。
- 前記空間形成部は、前記空間を形成する空間形成位置と、前記傾斜面と略同一面を形成する分離位置との間において移動自在な第2分離傾斜部を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のシート材給送装置。
- 前記第2分離傾斜部は、前記送り出された前記シート材と前記傾斜面とが当接した際の反力が前記シート材の剛性に基づいて設定される所定の値より小さい場合に前記分離位置に位置し、前記反力が前記所定の値より大きい場合に前記空間形成位置に位置することを特徴とする請求項4に記載のシート材給送装置。
- 前記第2分離傾斜部を前記分離位置に向かって付勢する付勢装置を有し、
前記第2分離傾斜部は、前記付勢に抗して前記分離位置から前記空間形成位置に移動することを特徴とする請求項4または5に記載のシート材給送装置。 - 前記空間が形成される一部を除く前記傾斜面の一部に設けられると共に、前記傾斜面よりも高い摩擦力を発現させる第2傾斜面を有する第3分離傾斜部を有し、
前記第3分離傾斜部は、前記傾斜面よりも前記第2傾斜面が前記送出方向上流側に位置する第2分離位置と、前記傾斜面と前記第2傾斜面とが略同一面を形成する第3分離位置との間において移動自在に設けられていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のシート材給送装置。 - 前記第3分離傾斜部は、前記送り出された前記シート材と前記傾斜面とが当接した際の反力が前記シート材の剛性に基づいて設定される所定の値より小さい場合に前記第2分離位置に位置し、前記反力が前記所定の値より大きい場合に前記第3分離位置に位置することを特徴とする請求項7に記載のシート材給送装置。
- 前記第3分離傾斜部を前記第2分離位置に向かって付勢する第2付勢装置を有し、
前記第3分離傾斜部は、前記付勢に抗して前記第2分離位置から前記第3分離位置に移動することを特徴とする請求項7または8に記載のシート材給送装置。 - 前記送り出される際に前記シート材と当接する前記第2傾斜面の当接面は、前記傾斜面の所定角度よりも大きい角度で形成されていることを特徴とする請求項7〜9のいずれか一項に記載のシート材給送装置。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載のシート材給送装置と、
前記シート材給送装置により給送される前記シート材に対し記録処理を行う記録部と、を有することを特徴とする記録装置。
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