(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに圧接される第１の搬送ローラと分離ローラとを駆動伝達手段を介して共通の給紙モータにより駆動回転し、前記第１の搬送ローラと前記分離ローラとの間に用紙を挟んで前記用紙を用紙搬送方向に搬送するとともに、前記分離ローラの反用紙搬送方向の回転により用紙のダブルフィードを防止する給紙装置において、
前記第１の搬送ローラから送り出された前記用紙を先方へ送り出すために前記給紙モーラとは別の駆動モータにより駆動回転される第２の搬送ローラと、
前記駆動伝達手段と前記分離ローラとの間に設けられたトルクリミッタとを備え、
前記給紙モータは、前記第１の搬送ローラから送り出された前記用紙の先端が前記第２の搬送ローラを通過した後に駆動停止され、前記給紙モータの駆動停止時の保持トルクを前記トルクリミッタ軸に換算した値が、前記トルクリミッタの制限トルクよりも小さく、かつ、用紙間の摩擦力を前記トルクリミッタ軸に換算した値よりも大きく設定されたものであることを特徴とする給紙装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホッパに積み重ねられた用紙を繰り出す給紙装置に係り、とくに用紙のダブルフィードの防止構造に関する。
【０００２】
複写機、レーザプリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置における給紙装置は、ホッパに積み重ねられた用紙を給紙ローラにより上から１枚ずつ引出し、一対の搬送ローラと分離ローラによりダブルフィードを防止して１枚の用紙だけを先方へ搬送するが、給紙装置の信頼度の向上を図る観点から特に分離ローラに設けられたトルクリミッタの長寿命化が要望されている。
【０００３】
【従来の技術】
図２の給紙装置のローラ駆動系の模式的平面図に示すように（図３も参照）、従来の給紙装置は、ホッパ１に積み重ねられた用紙２に圧接して用紙２を繰り出す給紙ローラ３と、所定の圧力で圧接し用紙２を先方に搬送する一対の分離ローラ４と第１の搬送ローラ５と、これらのローラ３，４，５を駆動する給紙モータ６と、それぞれの前記ローラ３，４，５に駆動力を伝達する駆動伝達手段７（歯車７ａ乃至７ｄ）、プーリ７ｅ，７ｆ，ベルト７ｇと、給紙ローラ３と第１の搬送ローラ５のそれぞれに、ロック方向を用紙搬送方向にして駆動力を伝達する搬送用ワンウェイクラッチ８及び給紙用ワンウェイクラッチ９と、分離ローラ４にロック方向を反用紙搬送方向にして駆動力を伝達する分離用ワンウェイクラッチ１０と、この分離用ワンウェイクラッチ１０と分離ローラ４との間に所定の制限トルクに設定されたトルクリミッタ１１とで構成されている。
【０００４】
給紙モータ６の歯車７ａと噛み合う分離ローラ４の歯車７ｂは中間の歯車７ｃを介して第１の搬送ローラ５の歯車７ｄと噛み合って同一方向に回転し、第１の搬送ローラ５は用紙搬送方向（矢印Ａ方向）に駆動回転され、分離ローラ４は逆に用紙２を引き戻す方向に駆動回転され且つ第１の搬送ローラ５より遅く駆動回転される。
【０００５】
給紙ローラ３のプーリ７ｆは、ベルト７ｇを介して第１の搬送ローラ５のプーリ７ｅから用紙搬送方向に駆動回転される。
また更に、第１の搬送ローラ５から送り出された１枚の用紙２を先方へ送り出すために、別の搬送モータ１３により歯車１５，１６を介して駆動回転される第２の搬送ローラ１２と、この第２の搬送ローラ１２の直後に用紙２を検出する用紙検出センサ１４とが設けられている。
【０００６】
つぎに、用紙２が給紙ローラ６から繰り出されるときの状態について図２乃至図７を用いて説明する。図３は給紙前の各ローラの駆動状態を示す。図３中の実線円弧矢印方向は駆動による回転方向を示し、点線円弧矢印方向は連れ回りによる従動方向を示す。
【０００７】
給紙前の分離ローラ４は、トルクリミッタ１１を介して反用紙搬送方向に駆動されるが、分離ローラ４の摩擦回転力によりトルクリミッタ１１はスリップして用紙搬送方向Ａに連れ回りされている。なお、実線円弧矢印方向及び点線円弧矢印方向は以下各図をとおして駆動による回転方向、連れ回りによる従動方向を示す。
用紙２がホッパ１から繰り出されるときは、給紙モータ６が起動される。
分離ローラ４と第１の搬送ローラ５との圧接力：５００ｇ、
用紙２と第１の搬送ローラ５との動摩擦係数：１．５、
用紙２ａと用紙２ｂとの動摩擦係数：０．７、
分離ローラ４及び第１の搬送ローラ５の外径：２．５ｃｍ、
給紙モータ６と分離ローラ４との歯車減速比：１／４、
給紙モータ６の停止時の保持トルクＴ：７０ｇｃｍ：
とそれぞれが設定されていると、
図４の１枚の用紙２を送り出すときの第１の搬送ローラ５の用紙搬送力：Ｆ１  ＝１．５×５００ｇ＝７５０ｇ（トルク換算でＴ１  ＝７５０ｇ×２．５ｃｍ／２＝９３７．５ｇｃｍ）、
図５の２枚の用紙２ａ，２ｂを送り出すときの用紙間摩擦力、即ち上側の用紙２ａを分離して送り出すときの第１の搬送ローラ５の用紙搬送力：Ｆ３  ＝０．７×５００ｇ＝３５０ｇ（トルク換算でＴ３  ＝３５０ｇ×２．５ｃｍ／２＝４３７．５ｇｃｍ）、
になる。
【０００８】
さらに、トルクリミッタ１１の制限トルクをＦ1 ＞Ｆ2 ＞Ｆ3 の条件を満足する範囲で例えば、６００ｇｃｍに設定すると、分離ローラ４の最大引き戻し力Ｆ2 は６００ｇｃｍ÷２．５ｃｍ／２＝４８０ｇとなり、これ以上の用紙搬送方向の力が分離ローラ４に加わるとトルクリミッタ１１は作用（スリップ）する。先の図４のときは、第１の搬送ローラ５は用紙搬送方向（実線矢印方向）に用紙２を先方に送り出すが、トルクリミッタ１１は反用紙搬送方向（実線矢印方向）に駆動回転されているにも拘わらず、トルクリミッタ１１のスリップにより分離ローラ４はＦ1 ＞Ｆ2 の関係から無理やりに用紙搬送方向（点線矢印方向）に連れ回りされる。先の図５のときは、Ｆ2 ＞Ｆ3 の関係から第１の搬送ローラ５は、用紙搬送方向（実線矢印方向）に駆動回転されて上側の用紙２ａを下側の用紙２ｂから引き離して先方に送り出し、分離ローラ４は反用紙搬送方向に第１の搬送ローラ５より遅く駆動回転させているため、下側の用紙２ｂを引き止めてダブルフィードを防止している。
【０００９】
さらに、図６及び図７に示すように、第１の搬送ローラ５から１枚の用紙２ａが送り出され、別の駆動モータ（図２参照）により駆動回転されている第２の搬送ローラ１２を通過し用紙検出センサ１４に検出されると、その出力により給紙モータ６は駆動停止される。
【００１０】
このとき、給紙ローラ３及び第１の搬送ローラ５は、給紙モータ６が停止されているため、用紙２ａが外れるまでの間、第２の搬送ローラ１２（第１の搬送ローラ５と同じ相互の圧接力を６００ｇにしてある。）によってＦ４  の力（Ｆ４  ＝Ｆ１  ＝９３７．５ｇｃｍ）で搬送される用紙２によって用紙搬送方向に連れ回りされる。そして、分離ローラ４は、第１の搬送ローラ５の位置にある用紙の枚数によって異なる。即ち、図６の用紙２が１枚だけのときは、Ｆ４  は図４のＦ２  とはＦ４  ＞Ｆ２  の関係にあることと、分離ローラ４は給紙モータ６により駆動回転されていないことから分離用ワンウェイクラッチ１０のロックにより分離ローラ４は用紙搬送方向に連れ回りされる。
【００１１】
しかし、図７の用紙２が２枚以上あるときは、Ｆ３  は図５のＦ２  とはＦ２  ＞Ｆ３  の関係にあることと、分離ローラ４は給紙モータ６により駆動回転されていないことから分離用ワンウェイクラッチ１０のロックにより分離ローラ４は連れ回りされず保持したままでダブルフィードを防止している。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
このように、給紙モータが駆動されているか否か、第１の搬送ローラの位置の用紙が１枚か２枚以上かによって分離ローラの動きは異なるが、通常は１枚の用紙が送り出されて正常な用紙搬送が行われる。したがって、給紙モータの駆動に拘わらずトルクリミッタがスリップする状態が長く続くこととなる。
【００１３】
そのため、従来の給紙装置のローラ駆動系ではトルクリミッタの寿命が短くなり、設定制限トルクの経時変化も大きくなるといった問題があった。
上記問題点に鑑み、本発明は分離ローラに設けたトルクリミッタを長寿命化することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、互いに圧接される第１の搬送ローラと分離ローラとを駆動伝達手段を介して共通の給紙モータにより駆動回転し、前記第１の搬送ローラと前記分離ローラとの間に用紙を挟んで前記用紙を用紙搬送方向に搬送するとともに、前記分離ローラの反用紙搬送方向の回転により用紙のダブルフィードを防止する給紙装置において、前記第１の搬送ローラから送り出された前記用紙を先方へ送り出すために前記給紙モーラとは別の駆動モータにより駆動回転される第２の搬送ローラと、前記駆動伝達手段と前記分離ローラとの間に設けられたトルクリミッタとを備え、前記給紙モータは、前記第１の搬送ローラから送り出された前記用紙の先端が前記第２の搬送ローラを通過した後に駆動停止され、前記給紙モータの駆動停止時の保持トルクを前記トルクリミッタ軸に換算した値が、前記トルクリミッタの制限トルクよりも小さく、かつ、用紙間の摩擦力を前記トルクリミッタ軸に換算した値よりも大きく設定されたものであることを特徴とする給紙装置を提供する。
【００１５】
このように構成することにより、給紙モータの駆動停止時の保持トルクをトルクリミッタ軸換算でトルクリミッタの制限トルクに対して小さく設定されるため、図６の１枚の用紙のときでは、給紙モータの保持トルクは、分離ローラに掛かるＦ４  （＝Ｆ１  ）によって生じる用紙搬送方向の負荷トルクを支え切れずに給紙モータは回されてしまう。
【００１６】
このとき、トルクリミッタは作用（スリップ）せず、給紙ローラ及び第１の搬送ローラは共に、給紙用ワンウェイクラッチ及び搬送用ワンウェイクラッチの空転により回転されることはない。
【００１７】
また、図７の２枚の用紙のときでは、給紙モータの保持力は、分離ローラに掛かるＦ３  によって生じる用紙搬送方向の負荷トルクによって支えることができるため、従来同様に分離ローラを保持したままにしてダブルフィードを防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示した実施例に基づいて本発明の要旨を詳細に説明する。
図１の本発明による給紙装置のローラ駆動系の模式的平面図に示すように、従来の図２に示したローラ駆動系から分離用ワンウェイクラッチ１０を取り除いたローラ駆動系で構成し、かつ給紙モータ（パルスモータ）１７は、駆動停止時の保持トルクをトルクリミッタ１１の軸に換算してトルクリミッタ１１に設定された制限トルクより小さく設定して構成する。なお、従来図において説明した部分は同一符号を用い、その説明も省略する。
【００１９】
駆動停止時の給紙モータ１７は、ステータの永久磁石の磁力によって生じる保持トルク７０ｇｃｍを有する。
本実施例では、給紙モータ１７と分離ローラ４との歯車減速比を３／２０とし、駆動停止時の給紙モータ１７の保持トルク７０ｇｃｍをトルクリミッタ１１の軸に換算してトルクリミッタ１１に設定された制限トルク６００ｇｃｍより小さな４６７ｇｃｍとする。なお、この場合も従来と同じようにＦ１  ＞Ｆ２  ＞Ｆ３  の条件を満足する必要がある。
【００２０】
このように構成すると、先に示した図６の１枚の用紙のときは、Ｆ４  （＝Ｆ１  ）により分離ローラ４に掛かる負荷トルクを給紙モータ１７（図１参照）の保持トルクでは支え切れず逆に給紙モータ１７は連れ回りされる。しかし、この連れ回り方向は反用紙搬送方向になるため、搬送用ワンウェイクラッチ８（図１参照）及び給紙用ワンウェイクラッチ９（図１参照）の作用により給紙ローラ３及び第１の搬送ローラ５に伝達されることはない。
【００２１】
また、図７の用紙２枚のときでは、Ｆ３  による分離ローラ４に掛かる負荷トルクを給紙モータ１７（図１参照）の保持トルクによって支えることができるため、分離ローラ４を保持したままにしてダブルフィードを防止できる。
【００２２】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明によれば、給紙の分離機能を維持したままでトルクリミッタのスリップする時間を短くできるため、トルクリミッタの寿命を長くすることができ、給紙装置の信頼度を高めることができるといった産業上極めて有用な効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による一実施例の給紙装置のローラ駆動系の模式的平面図
【図２】従来技術による給紙装置のローラ駆動系の模式的平面図
【図３】図２の給紙時の各ローラの回転状態を示す図
【図４】図３の１枚の用紙が繰り出された時の各ローラの回転状態を示す図
【図５】図３の２枚の用紙が繰り出された時の各ローラの回転状態を示す図
【図６】図４の用紙が用紙検出センサに達した時の各ローラの回転状態を示す図
【図７】図５の用紙が用紙検出センサに達した時の各ローラの回転状態を示す図
【符号の説明】
２：用紙
４：分離ローラ
５：第１の搬送ローラ
１１：トルクリミッタ
１７：給紙モータ（パルスモータ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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