JP2019073348A - シート給送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シート束からシートを給送する際の重送を防止すると共にシートのダメージも防ぐ。【解決手段】シート束が積載された中板９は、印刷時にはその最上位シートの位置が搬送のための位置となるよう上下する。その状態で捌きユニット７がシート束を押圧して所定方向に回転する。その後捌きユニット７は初期位置に戻る。その回転により最上位シートは捌かれ、補助ローラ８の回転により画像形成装置本体に向けて搬送される。【選択図】図１

Description

本発明は、積載されたシート材を一枚ずつ分離給送するシート給送装置に関するものである。

従来、積載されたシート材を一枚ずつ分離給送する機構を備えたシート材給送装置として、多種の構成が提案され、実施されている。

特許文献１に記載の給紙装置では、収納庫に収納した用紙の１枚目だけ給紙ローラを搬送方向とは逆方向に回転させ、後端規制板に接触させた後に、給紙ローラを搬送方向に回転させ、用紙を給紙させるように構成した給紙機構を有する。

特許文献２に記載の給紙装置では、撓曲ローラを互いに近接する方向に距離と移動させることにより、撓曲ローラによって用紙の表面を強固に掴むような状態にし、用紙を、給送方向を軸として撓曲させる。これにより、最上位の用紙Ｐ先端縁の中央部が、次の用紙あるいは用紙積載台から離間する。次に、撓曲ローラをステッピングモータによって回転させ、最上位の用紙を、撓曲した状態に維持したまま摩擦分離部材方向へ移動させることにより、摩擦分離部材により分離給送する。

特開２００１−１８０８３１号公報 特開２０１０−２０８８３５号公報

上述した各先行技術に記載された技術でシートを分離すると、シートのコシ・坪量の高いシートやコート紙などを搬送した場合に、湾曲させた際にシートにシワが生じて品位が低下してしまう可能性がある。

本発明は上記従来例に鑑みて成されたもので、シートの品位を低下させることなくシートの重送を防止することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を有する。

本発明の一側面によれば、本発明は、シート束を積載する積載手段と、
前記積載手段に積載されたシート束の上面に接触してシートを所定の搬送方向へと搬送する搬送手段と、
前記積載手段に積載されたシート束の上面に接触して前記搬送方向に対して鉛直方向に直交する軸を中心としてヨー角方向に所定角度回転することで前記積載手段に積載されたシート束の最上位のシートを分離する分離手段と、
シートを給送する場合、前記分離手段による分離を行なった後に初期位置に戻し、分離したシートを前記搬送手段により搬送させる制御手段とを有する。

本発明によれば、シートの品位を低下させることなくシートの重送を防止することができる。

シート給送装置の全体概略図である。 シート給送装置の動作を示す状態を、正面から見た断面図（一部）、及び上から見た上面図である。 シート給送装置の動作を示す状態を、正面から見た断面図（一部）、及び上から見た上面図である。 シート給送装置の動作を示す状態を、正面から見た断面図（一部）、及び上から見た上面図である。 シート給送装置の動作を示す状態を、正面から見た断面図（一部）、及び上から見た上面図である。 シート給送装置の動作を示す状態を、正面から見た断面図（一部）、及び上から見た上面図である。 シート給送装置の動作を示す状態を、正面から見た断面図（一部）、及び上から見た上面図である。 制御フローを示すフローチャートである。 制御構成を示すブロック図である。 画像形成システムの構成を示す図である。

＜概要＞
以下、本実施形態を図面に基づいて説明する。図１０（Ａ）に画像形成システム１０００の全体の構成を示す。図１０（Ａ）の全体を画像形成装置と呼ぶこともある。図１０（Ａ）において、シート給送装置（シート搬送装置あるいは給紙装置とも呼ぶ。）１００１は、積載台に積載されたシート束から一枚ずつシートをピックアップし、画像形成装置本体１００２に対して供給する。画像形成装置本体１００２は供給されたシートに、別途入力されるジョブに従って画像を形成し、後処理装置１００３に排出する。後処理装置１００３は単なるスタッカであってもよいが、裁断や製本、綴じなどの後処理を行う。図１０（Ａ）では画像形成装置本体１００２とインラインで接続されているが、画像形成装置本体１００２と切り離された装置であってもよい。

図１は本実施形態に係るシート搬送装置の全体概略図である。図１、図２（ａ）図２（ｂ）において、シート搬送装置には、シート材である用紙が積載されるシート材積載部材（あるいは積載台）である中板９の前側と奥側（それぞれ図２（ｂ）の下側と上側）には、フロントサイドガイド１１及びその上流のフロント延長サイドガイド１３、リアガイドサイド１２及びその上流のリア延長ガイドサイド１４が設けられている。延長サイドガイドは補助サイドガイドとも呼ばれる。ここで、フロントサイドガイド１１とリアガイドサイド１２は移動可能でありその間隔はシートの幅に応じて可変である。そしてフロントサイドガイド１１とリアガイドサイド１２との間隔よりも、フロント延長サイドガイド１３とリア延長ガイドサイド１４との間隔の方が大きくなるように間隔が調整される。この調整は、シート給送装置１００１の制御部により、サイドガイドを移動させるモータ等を制御することで行われる。このようにサイドガイドは、シートの搬送方向に沿って、シートの幅方向の両端を規制するものであり、補助サイドガイドの幅をサイドガイドの幅よりも大きくすることで、シートサイズがフロントサイドガイド１１とリアガイドサイド１２の間隔いっぱいであっても、シートＰの回転マージンを確保できる。

また、給紙ユニット１のゴムローラ３や給紙ローラ４にシートを受け渡す中板１０と、中板９に積載された用紙束の最上部のシートを捌く（分離する）捌きユニット７と、捌きユニット７で捌いた用紙を搬送方向に送る補助ローラ８が設けられている。捌きユニット７及び補助ローラ８はそれぞれ独立して搬送方向に回転駆動される。図１には描かれていないが、シート束は中板９の上に載置される。その最上面のシートを捌きユニット７により捌いて、補助ローラ８により給紙ユニット１に向けて搬送する。シートが消費されると中板９はその分上昇し、シート束の最上面の高さは一定に保たれる。なお搬送方向は、図２（ｂ）の左側で、図９に示すように画像形成装置本体９０２にシートが搬送される。給紙ユニット１に送られたシートは、給紙ユニット１によって画像形成装置本体９０２へと送られる。なお図１、図２等の図においては捌きユニット７及び補助ローラ８にはその駆動部は描かれていないが、例えば補助ローラ８についてはローラを回転させる機構と共に、補助ローラ８を上昇させ、また下降させるための機構を持つ。上昇の程度はシートに接触しない程度でよいので、たとえば補助ローラ８を跳ね上げる機構を介して中板１０に支持することで実現できる。捌きユニット７はその回転軸がシート面に直交する方向となり、しかもシート面に圧をかけられる機構が要求される。そのため例えば捌きユニット７の回転機構を捌きユニット７の上方に設け、捌きユニット７とその回転機構とを一体的に上昇させ、また下降させる。捌きユニット７は最上面のシートを回転させ、また元に戻すために、たとえばゴムなどの摩擦係数の大きな滑りにくい素材でできていることが望ましい。また捌きユニット７はシートの中央部にあることが望ましい。そこで、捌きユニット７は、幅方向についてはその中央部に固定されていてもよいが、搬送方向についてはシートの搬送方向の長さの中央部に位置するよう、搬送方向に移動可能な構成とするのが望ましい。移動は手動でもよいし、モータ駆動で自動化してもよい。

図９に、捌きユニット７及び補助ローラ８を中心としたシート給送装置１００１の制御のためのブロック図を、図１０（Ｂ）に捌きユニット７及び補助ローラ８に着目した構成の概略を示す。図９において、制御部９０１は例えばプロセッサやメモリ等を有しており、捌きユニット７及び補助ローラ８のほか、シート給送装置１００１の動作を制御する。制御部９０１は、画像形成装置本体１００２からのメッセージに基づいて、あるいはジョブの記述に基づいて、たとえば給送しようとするシートタイプを特定し、そのタイプに応じた制御を実行することもできる。

給紙位置センサ９０２はたとえば中板９に積載されたシート束の最上面の位置を検知し、制御部９０１はその検知値結果に応じて、シート束の最上面が例えば中板１０と面一となるように、中板昇降駆動モータ９０６を制御する。捌きユニット上昇／下降検知センサ９０３は、捌きユニット７が上昇位置にあること、及び下降位置にあることを検知する。補助ローラ上昇／下降検知センサ９０４は、補助ローラ８が上昇位置にあること、及び下降位置にあることを検知する。制御部９０１は、捌きユニット７及び補助ローラ８をそれぞれ捌きユニット上昇／下降モータ９０７及び補助ローラ上昇／下降ユニット９０８により上昇または下降させる。そして、捌きユニット７については捌きユニット上昇／下降検知センサ９０３により、補助ローラ８については補助ローラ上昇／下降検知センサ９０４により、上昇位置または下降位置にあることを検知して、それぞれのモータを停止させる。捌きユニットホームポジション（ＨＰ）センサ９０５は、捌きユニット７が回転前の状態すなわち初期位置にあることを検知する。捌きユニットＨＰセンサ９０５としてたとえば回転量を検出するロータリエンコーダなどを用いてもよい。捌きユニット回転駆動モータ９０９は、捌きユニット７を軸周りに回転させる。補助ローラ搬送モータ９１０は補助ローラ８を回転させてシートを搬送する。

図１０（Ｂ）は、捌きユニット７及び補助ローラ８に着目した構成の概略を示す。中板９にはシート束Ｐが積載されており、その上面に捌きユニット７及び補助ローラ８が設けられる。捌きユニット７は、シート面に直交する軸７ａを回転軸として捌きユニット回転駆動モータ９０９により回動可能である。捌きユニット７は支持部に上下動可能に取り付けられており、捌きユニット上昇／下降モータ９０７により、捌きユニット回転駆動モータ９０９ごと上昇し、下降する。図１０（Ａ）では指示部に捌きユニット上昇／下降検知センサ９０３が設けられている。なお、捌きユニット７の支持部はシート給送装置１００１に固定されている。

一方補助ローラ８は、支持アーム８ａに回転可能に取り付けられ、支持アーム８ａはシート給送装置１００１にこれも補助ローラ上昇／下降駆動モータ９０９により回動可能に取り付けられる、支持アーム８ａの回動により、補助ローラ８は上昇／加工する。補助ローラ８のセンサは、したがって支持アーム８ａの位置のセンサであってよい。

以上の構成により、捌きユニット７及び補助ローラ８が上下し、また駆動される。もちろん図１０（Ｂ）に示した構成は一例にすぎず、捌きユニット７及び補助ローラ８を駆動し、また上下させる機構であればそれを用いてよい。

＜動作の概略＞
次にシート給送装置の作動態様について説明する。給紙指令が発せられると、図２（ａ）に示すように、補助ローラ８を上方向に退避させ、捌きユニット７を下降させて用紙束を加圧させる。図３（ｂ）に示すように、用紙とニップ状態（すなわちシート束に所定の力で押圧した状態）の捌きユニット７を、上面から見て右回転させて、用紙束の１枚目だけを捌く。この時、捌きユニットが１枚目の用紙を捌く回転角度は、フロント・リア側の延長サイドガイド幅の範囲内であればどの程度でもよい。ただしできるだけ迅速に捌くために、最上部のシートがその下のシートと確実に離れる最低限の角度とすることが望ましい。その後、図４（ｂ）に示すように、捌きユニットを図２（ｂ）の元の位置（ＨＰ）に戻すため左回転させる。その後、シートが元の位置に戻ったところで、捌きユニット７を上方向に退避させて待機状態にさせる（図６（ａ）参照）。最後に、図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、補助ローラ８は搬送方向に回転駆動させ、用紙束の最上位紙だけが給紙される。このとき、次の２枚目の用紙も最上位紙に連行されて給紙されようとしても、捌いた事で紙間の摩擦係数も小さくなっているため分離される。

＜詳細の説明＞
以下、繰り返しとなる部分もあるが、本発明の実施例を添付図面に従って改めて説明する。図１と図２（ａ）、図２（ｂ）は、本発明に係るシート給送装置１００１の説明図で、用紙を搬送する前の状態である。符号１は本体側に用紙を送る給紙ユニット、符号２は積載した用紙を収納する収納庫である。符号３は用紙を画像形成装置本体側に搬送させるゴムローラ、符号４はゴムローラ３により送り出しが開始された用紙を更に本体側に搬送する搬送ローラである。符号５は搬送ローラ４により複数枚の用紙が送り出された場合に用紙を捌き、本体側に搬送される１枚の用紙と、この１枚の用紙以外の他の用紙とに分離する分離ローラである。

更に、符号６はローラ対によって構成された引き抜きローラであり、分離ローラ５によって捌いた１枚の用紙を、本体側のローラまで搬送させる。符号７はゴムローラ３よりも給紙方向の上流側に設置され、用紙束の最上位紙の表面に接触して、シート面に直交する軸周りにシートを回転させて、用紙束の最上位紙だけを捌くことが可能な捌きユニットである。符号８は捌きユニット７よりも給紙方向の下流側に設置され、用紙束の最上位紙の表面に接触して搬送方向に回転させて、用紙束の最上位紙だけを搬送させる補助ローラである。

更に、符号９は収納庫２の中に設けた、上下動に可動で多数枚の用紙を積載出来る中板、符号１０は中板９に積載された用紙束が、補助ローラ８によって１枚目だけの用紙を、給紙ユニット１に送るガイドの役割をする受け渡しガイドである。更に、符号１１は用紙の幅方向の位置を規制するフロントサイドガイド、符号１２はフロントサイドガイド１１に対向し、フロントサイドガイド１１と共に、用紙幅方向を規制するリアサイドガイドである。更に、符号１３は中板９のフロント側に設けた延長フロントサイドガイド、符号１４は中板９のリア側に設けた延長リアサイドガイドである。

＜シート供給装置の動作＞
各構成のシート供給装置（あるいは給紙装置）の作動態様について説明する。給紙指令が発せられると、図２（ａ）に示すように、捌きユニット７を用紙束の最上のシートＰの上面を押圧してニップする状態にする。そのため、用紙は捌きユニット7に圧接して動かない状態になる。その後、捌きユニット７がニップした事を検知した後で、補助ローラ８を上方向に一旦退避させ、そのまま保持状態になる。

次に、図３（ａ）に示すように、捌きユニット７によって用紙を押えつけた状態のまま、図３（ｂ）のように捌きユニット７を右回転させて１枚目の用紙を捌く。このとき、図３（ｂ）に示すように、１枚目の用紙と２枚目との紙間に隙間が発生され、その紙間に空気層が形成され、１枚目の用紙は捌きユニット７が回転した角度分だけ捌く状態になる。なお図３（ｂ）ではシートＰの下にあるシートが示されていないが、下にあるシートは回転せず、最上部のシートＰのみが捌きユニット７と共に回転する。従って、１枚目はその下の２枚目との接触面積が少なくなり、この紙間の摩擦係数も小さくなる。このときの回転量は、回転したシートＰがフロント補助サイドガイド１３とリア補助ガイドサイド１４とに接触しない程度の角度の範囲で決められる。その後、捌きユニット７は図４（ｂ）に示すように、図３（ｂ）のようにして捌いた用紙をニップさせた状態のまま左回転させて、捌く前の状態（図２と同じ位置）に戻す。

その後、図５（ａ）に示すように補助ローラ８を下降させ、１枚目の用紙をニップ状態にさせて、用紙を動かさないようにする。この時、図５（ａ）のように捌きユニット７と補助ローラ８の２つが用紙をニップして、保持した状態になる。用紙が保持状態になったところで、図６（ａ）のように捌きユニット７を上方向に一旦退避させ、そのまま保持状態（たとえばホームポジション）になる。

その後、捌きユニット７を保持状態にした事を検知した後で、補助ローラ８を搬送方向に回転駆動すると、シート束Ｐの最上位にある１枚目のシートだけが給紙される。このとき、次のシートと最上位シートとの間の摩擦係数も小さくなっているため、最上位シートは確実に分離される。

かくして、捌きユニット７によって給紙前に用紙束を捌いておくことにより、重送の発生を抑えることができる。

＜制御部による制御手順＞
図８に、１枚のシート搬送時のシート給送装置１００１の制御部９０１による制御手順を示す。コピーやスキャンジョブを受け付けると図８の手順が開始される。コピー（あるいはプリントも同様）の場合には画像形成されるシート束を供給する、スキャンの場合には紙原稿の束を供給するドキュメントフィーダとして使用される。

まずジョブが開始されると中板９を給紙位置で停止させる（Ｓ８０１）。その位置で捌きユニット７を下降させる（Ｓ８０２）。そしてシート束Ｐの最上位のシートに圧接するまで下降させる（Ｓ８０３−Ｙｅｓ）。その後補助ローラを上昇させ（Ｓ８０４）、捌きユニット７を回転させる（Ｓ８０５）。それにより最上位シートが捌かれる。所定角度回転させたところで捌きユニット７を逆転させる（Ｓ８０６）。そして捌きユニット７がホームポジションに戻ったところで（Ｓ８０７−Ｙｅｓ）、補助ローラ８の下降を開始するとともに（Ｓ８０８）、捌きユニット７の上昇を開始する（Ｓ８０９）。補助ローラ８が所定の下降位置に達したなら、補助ローラ８を観点させて、シートＰを搬送する（Ｓ８１０）。

上記手順を、シート毎に繰り返すことで、各シートは１枚ずつ画像形成装置本体１００２に給送され、重送を防止できる。しかもシート面に直交する軸を中心にしてシートを回転させることで、シートを撓ませることがなく、シートの品質を低下させるおそれがない。

［他の実施形態］
・シートの種類に応じて捌きユニット７による回転捌きをやるかやらないかを選択するようにしても良い（所定以上の剛性を持つシートの時はやらない等）。この場合、回転捌きをやらなければ、ユーザーに手捌きを促す旨を通知する。シートの種類はジョブチケットに記述されたシートタイプから特定し、それに基づいて判定してよい。あるいは別途ユーザーに指定させてもよい。図８の手順では、ステップＳ８０１の直後にシートタイプが所定のタイプであるか判定し、所定のタイプであればステップＳ８１０に分岐してそのままシートを搬送する。この時には上述のようにエラーをたとえば画像形成装置本体１００２に通知し、そのユーザインタフェース部に表示するなどする。シートタイプの判定基準は例えばシートの秤量、コシ、紙種であってよい。
・シートの種類に応じて捌きユニット７の回転時の押圧力を可変する構成にしても良い。捌きユニット７によるシートの押圧力は、捌きユニット上昇／下降駆動モータ９０８により調整可能であり、押圧力は圧力センサにより測定してもよい。たとえば、シート種類が、コシのないシートまたは秤量の小さいシート、または所定の紙種を示すならより小さな押圧力とし、そうでないならより大きな押圧力とする。もちろん２段階ではなく３以上の段階や、段階ではなく連続的に制御してもよい。
・シートの種類やシートのサイズに応じて捌きユニット７の角加速度を可変としてもよい。シート面に直交する軸を中心とした回転であっても、薄くコシのないシートが対象であると、皺等のダメージを生じる可能性もないわけではない。また、大判のシートは慣性モーメントが大きく急激な回転は望ましくない。そこで、シートの種類およびサイズまたはそのいずれか一方に応じて、捌きユニット７の加速パターンを切り替える。シートの種類が、秤量の小さいシートや腰のないシートの場合、またはシートのサイズが所定サイズを超える場合には、捌きユニット７の回転時の角加速度を小さくし、そうでなければ大きくする。もちろん２段階ではなく３以上の段階や、段階ではなく連続的に制御してもよい。

１ 給紙ユニット、２ 収納庫、３ ゴムローラ、４ 給紙ローラ、５ 分離ローラ、６ 引き抜きローラ、７ 捌きユニット、８ 補助ローラ、９ 中板、１０ 受け渡しガイド、１１ フロントサイドガイド、１２ リアサイドガイド、１３ 延長フロントサイドガイド、１４ 延長リアサイドガイド

Claims (7)

1. シート束を積載する積載手段と、
   前記積載手段に積載されたシート束の上面に接触してシートを所定の搬送方向へと搬送する搬送手段と、
   前記積載手段に積載されたシート束の上面に接触して前記搬送方向に対して鉛直方向に直交する軸を中心としてヨー角方向に所定角度回転することで前記積載手段に積載されたシート束の最上位のシートを分離する分離手段と、
   シートを給送する場合、前記分離手段による分離を行なった後に初期位置に戻し、分離したシートを前記搬送手段により搬送させる制御手段と
   を有することを特徴とするシート給送装置。
2. 請求項１に記載のシート給送装置であって、
   前記制御手段はさらに、給送するシートタイプを判定し、シートタイプに応じて当該シートを分離してから搬送させるか、分離せずに搬送させるかを選択することを特徴とするシート給送装置。
3. 請求項２に記載のシート給送装置であって、
   前記制御手段はさらに、シートを分離せずに搬送させる場合には、ユーザーによる手捌きを促す通知を行うことを特徴とするシート給送装置。
4. 請求項１に記載のシート給送装置であって、
   前記制御手段はさらに、給送するシートタイプを判定し、シートタイプに応じた押圧力で、前記捌き手段により前記シート束を押圧することを特徴とするシート給送装置。
5. 請求項２乃至４のいずれか一項に記載のシート給送装置であって、
   前記シートタイプは、シートの秤量、コシ、或いは紙種のいずれかであることを特徴とするシート給送装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載のシート給送装置であって、
   前記搬送方向に沿って、前記シートの幅方向の両端を規制し、前記シートの幅方向に移動可能なサイドガイドと、前記サイドガイドよりも前記搬送方向において上流に設けた補助サイドガイドとをさらに有し、
   前記補助サイドガイドの幅は前記サイドガイドの幅よりも大きいことを特徴とするシート給送装置。
7. 請求項６に記載のシート給送装置であって、
   前記制御手段は、前記捌き手段を、前記シートが前記補助サイドガイドに接触しない範囲で回転させることを特徴とするシート給送装置。