(57)【要約】【課題】シートとピックアップローラの間の摩擦がピックアップローラの経年変化などにより低下した場合でも、確実にシートを供給できるシート供給装置を提供する。【解決手段】載置台１０上に積み上げたシート２のうち最上層のものにピックアップローラ２４を接触させる。ピックアップローラ２４は垂直面内で回転するアーム２２の先端に支持されている。アーム２２を一方向に回転付勢する圧縮コイルばね２７が、シート２に対する接触圧をピックアップローラ２４に付与する加圧手段として機能する。制御装置５０が載置台１０を上昇させれば、シート２の最上層の上昇につれて圧縮コイルばね２７がピックアップローラ２４の接触圧を上昇させる。【選択図】      図１
2004307092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
載置台上に積み上げたシートのうち最上層のものにピックアップローラを接触させ、このピックアップローラを回転させてシートを１枚ずつ分離供給するシート供給装置において、
前記載置台の高さ及びピックアップローラの回転を制御する制御装置と、前記ピックアップローラに前記シートへの接触圧を付与する加圧手段とを備え、前記加圧手段は、シート最上層が上昇するにつれて前記接触圧を上昇させるものであることを特徴とするシート供給装置。
【請求項２】
前記接触圧はシート最上層の高さに比例して上昇するものであることを特徴とする請求項１に記載のシート供給装置。
【請求項３】
垂直面内で回転するアームの先端に前記ピックアップローラを配置するとともに、このアームを一方向に回転付勢する弾性手段をもって前記加圧手段を構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシート供給装置。
【請求項４】
前記弾性手段をばねにより構成したことを特徴とする請求項３に記載のシート供給装置。
【請求項５】
前記ピックアップローラによるシートの供給を監視する監視手段を備え、この監視手段がシート供給の失敗を検知したときには、前記制御装置は、前記載置台を段階的に上昇させてはピックアップローラを回転させる試みを所定条件が満たされるまで繰り返すことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のシート供給装置。
【請求項６】
載置台上に積み上げたシートのうち最上層のものにピックアップローラを接触させ、このピックアップローラを回転させてシートを１枚ずつ分離供給するシート供給装置において、
前記ピックアップローラに前記シートへの接触圧を付与する加圧手段と、前記載置台の高さ、ピックアップローラの回転、及び加圧手段の圧力を制御する制御装置とを備えたことを特徴とするシート供給装置。
【請求項７】
垂直面内で回転するアームの先端に前記ピックアップローラを配置し、このアームを一方向に回転付勢する弾性手段をもって前記加圧手段を構成するとともに、前記制御装置がこの弾性手段の変形度を調節することによって加圧手段の圧力制御が行われることを特徴とする請求項６に記載のシート供給装置。
【請求項８】
前記弾性手段をばねにより構成したことを特徴とする請求項７に記載のシート供給装置。
【請求項９】
前記ピックアップローラによるシートの供給を監視する監視手段を備え、この監視手段がシート供給の失敗を検知したときには、前記制御装置は、前記ピックアップローラの接触圧を段階的に上昇させてはピックアップローラを回転させる試みを所定条件が満たされるまで繰り返すことを特徴とする請求項６〜請求項８のいずれかに記載のシート供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカットペーパーのようなシートの供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シート供給装置は、例えばＰＰＣ（Ｐｌａｉｎ  Ｐａｐｅｒ  Ｃｏｐｉｅｒ）、ファクシミリ、プリンタなどの画像形成装置において、カットペーパーの給紙用として用いられる。画像形成装置におけるシート供給装置は、昇降可能な載置台の上に積み上げられたシート（カットペーパー）のうち、最上層のものにピックアップローラを接触させ、このピックアップローラを回転させてシートを１枚ずつ分離供給する構成としたものが多い。このようなシート供給装置の例を特許文献１〜５に見ることができる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１１８７４６号公報
【特許文献２】
特開平７−２２８３９０号公報
【特許文献３】
特開平６−１４８９号公報
【特許文献４】
特開平７−３３２８４号公報
【特許文献５】
特開平６−１７１７７１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
シート供給装置により供給されるシートは、その物理的特性が常に一定であるとは限らない。カットペーパーの場合、表面の摩擦係数や腰の強さは様々であるし、摩擦係数などは湿度によっても影響される。ピックアップローラの方も、長期間使用すれば表面の摩耗や変質などにより摩擦係数が変化する。これらの要因があるため、シートを１枚ずつ確実に供給するという動作を保証することは容易ではない。無給紙や給紙遅れといった供給の失敗は必ず起こるということを前提にし、失敗したときにリカバリーする設計にしておくことが重要になる。この点に関し、特許文献１〜３ではそれぞれ次のような対策が講じられている。
【０００５】
特許文献１に記載されたシート供給装置では、シートが所定時間内に所定箇所を通過しなかった場合はピックアップローラを再度シートに圧接させる。また表面の滑り易いシートのときにはピックアップローラの圧接解除のタイミングを遅らせてフィードローラによる搬送を補助する。この手法は、ピックアップローラの圧接力を変えないままで何度も圧接させたり、圧接解除のタイミングを遅らせたりしているので、シートとピックアップローラの間の摩擦が低下している状況下では効果が発揮されにくい。
【０００６】
特許文献２に記載されたシート供給装置では、シートが供給されなかった場合、ホッパテーブルを下降させ、シートの自重と供給ガイドの傾斜により、シートをずらしながら沈下させ、手でさばいたのと同様の動きをシートに与えた後、再度ホッパテーブルを上昇させ、供給を再開する。この手法は、ホッパテーブルを一旦下降させてから上昇させるため、リトライ可能な状態になるまでに時間がかかる。また重量のあるシートを上げ下げするため、エネルギー消費も大きい。さらに、シートとピックアップローラの間の摩擦が低下している状況下ではリトライが無駄に終わる可能性が高い。
【０００７】
特許文献３に記載されたシート供給装置では、シートの最上層の位置を検出する位置検出手段を設け、ピックアップローラに対するシートの圧接力が基準値を維持するようにしている。この構成の場合、シートとピックアップローラの間の摩擦がピックアップローラの経年変化などにより低下し、基準値の圧接力ではシートを送りきれなくなった場合はなすすべがない。
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、シートとピックアップローラの間の摩擦がピックアップローラの経年変化などにより低下した場合でも、確実にシートを供給できるシート供給装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明ではシート供給装置を次のように構成した。
【００１０】
（１）載置台上に積み上げたシートのうち最上層のものにピックアップローラを接触させ、このピックアップローラを回転させてシートを１枚ずつ分離供給するシート供給装置において、前記載置台の高さ及びピックアップローラの回転を制御する制御装置と、前記ピックアップローラに前記シートへの接触圧を付与する加圧手段とを備え、前記加圧手段は、シート最上層が上昇するにつれて前記接触圧を上昇させるものであることとした。
【００１１】
この構成によれば、載置台の高さを上げて行けばピックアップローラの接触圧が上昇する。そのため、シートとピックアップローラの間の摩擦がピックアップローラの経年変化などにより低下していたとしても、シートを送り出すに足るレベルの摩擦を容易に回復することができる。
【００１２】
（２）上記のようなシート供給装置において、前記接触圧はシート最上層の高さに比例して上昇するものとした。
【００１３】
この構成によれば、シート最上層の高さを制御することによりピックアップローラの接触圧を正確に制御し、所期の接触圧を確実に得ることができる。
【００１４】
（３）上記のようなシート供給装置において、垂直面内で回転するアームの先端に前記ピックアップローラを配置するとともに、このアームを一方向に回転付勢する弾性手段をもって前記加圧手段を構成した。
【００１５】
この構成によれば、少ない部品点数で、堅牢且つコスト安な加圧手段を得ることができる。
【００１６】
（４）上記のようなシート供給装置において、前記弾性手段をばねにより構成した。
【００１７】
この構成によれば、弾性手段を容易に入手できる。様々な仕様のばねが市販されているので、弾性体として必要とされる特性を備えたものを選びやすい。
【００１８】
（５）上記のようなシート供給装置において、前記ピックアップローラによるシートの供給を監視する監視手段を備え、この監視手段がシート供給の失敗を検知したときには、前記制御装置は、前記載置台を段階的に上昇させてはピックアップローラを回転させる試みを所定条件が満たされるまで繰り返すものとした。
【００１９】
この構成によれば、シートを送り出す試みを、ピックアップローラの接触圧を段階的に高めつつ何度も行うから、シート供給の成功率を高めることができる。
【００２０】
（６）載置台上に積み上げたシートのうち最上層のものにピックアップローラを接触させ、このピックアップローラを回転させてシートを１枚ずつ分離供給するシート供給装置において、前記ピックアップローラに前記シートへの接触圧を付与する加圧手段と、前記載置台の高さ、ピックアップローラの回転、及び加圧手段の圧力を制御する制御装置とを備えるものとした。
【００２１】
この構成によれば、加圧手段の圧力を制御してピックアップローラの接触圧を上昇させることができる。そのため、シートとピックアップローラの間の摩擦がピックアップローラの経年変化などにより低下していたとしても、シートを送り出すに足るレベルの摩擦を容易に回復することができる。
【００２２】
（７）上記のようなシート供給装置において、垂直面内で回転するアームの先端に前記ピックアップローラを配置し、このアームを一方向に回転付勢する弾性手段をもって前記加圧手段を構成するとともに、前記制御装置がこの弾性手段の変形度を調節することによって加圧手段の圧力制御が行われるものとした。
【００２３】
この構成によれば、加圧手段の圧力変化を簡素な機構で実現することができる。
【００２４】
（８）上記のようなシート供給装置において、前記弾性手段をばねにより構成した。
【００２５】
この構成によれば、弾性手段を容易に入手できる。様々な仕様のばねが市販されているので、弾性体として必要とされる特性を備えたものを選びやすい。
【００２６】
（９）上記のようなシート供給装置において、前記ピックアップローラによるシートの供給を監視する監視手段を備え、この監視手段がシート供給の失敗を検知したときには、前記制御装置は、前記ピックアップローラの接触圧を段階的に上昇させてはピックアップローラを回転させる試みを所定条件が満たされるまで繰り返すものとした。
【００２７】
この構成によれば、シートを送り出す試みを、ピックアップローラの接触圧を段階的に高めつつ何度も行うから、シート供給の成功率を高めることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施形態を図１、２に基づき説明する。図１はシート供給装置の構成を示す模型的正面図、図２は動作のフローチャートである。
【００２９】
シート供給装置１は載置台１０を備える。載置台１０の上にはカットペーパーなどのシート２を平積み状態で積み上げる。載置台１０は昇降機構１１により高さを変える。昇降機構１１としては、ジャッキのように下から押し上げる機構を採用してもよく、エレベータのように上方に吊り上げる機構を採用してもよい。昇降機構１１の動力源はモータ１２である。
【００３０】
載置台１０の上方には供給部２０が配置される。供給部２０のシャーシ２１にはアーム２２が取り付けられている。アーム２２は水平な支軸２３を中心として垂直面内で回転可能であり、先端にピックアップローラ２４を支持している。シャーシ２１に取り付けられたモータ２５が、歯車やベルトなど周知の動力伝達機構を介してピックアップローラ２４を回転させる。
【００３１】
アーム２２には、ピックアップローラ２４にシート２への接触圧を付与する加圧手段が設けられる。加圧手段はアーム２２を一方向に回転付勢する弾性手段により構成される。第１実施形態の場合、シャーシ２１に高さ不動に設けられたばね受２６とアーム２２との間に挿入された圧縮コイルばね２７が弾性手段の役割を果たす。圧縮コイルばね２７はアーム２２を図において反時計方向に回転付勢する。シャーシ２１にはアーム２２の回転範囲を制限するストッパ（図示せず）が設けられており、アーム２２は所定角度に達したところでそれ以上反時計方向に回転しなくなる。
【００３２】
シャーシ２１には昇降位置検知手段２８が配置される。昇降位置検知手段２８は、アーム２２との距離を計測して、あるいはアーム２２の角度を計測して、シート２の最上層の高さを知るためのものであり、マイクロスイッチ、透過型あるいは反射型の光センサ、リードスイッチなどにより、あるいはこれらの組み合わせにより、構成することができる。
【００３３】
供給部２０に対し、ピックアップローラ２４により送り出されたシート２を迎え入れる搬送経路４０が配置されている。搬送経路４０の中には上流側にフィードローラ４１、下流側にフィードローラ４２が設けられる。フィードローラ４１、４２はそれぞれ２本ずつ対をなすローラで構成される。
【００３４】
搬送経路４０にはシート２の供給を監視する監視手段４３が配置される。監視手段４３はピックアップローラ２４が確実にシート２を送り出し、フィードローラ４１がそれを受け取って下流に送ったかどうかを検知するものである。監視手段４３は、透過型あるいは反射型の光センサや、シート２に接触するアクチュエータを備えたマイクロスイッチなどにより構成することができる。
【００３５】
制御装置５０がシート供給装置１の動作を司る。制御装置５０はアーム位置検知手段２７及び監視手段４３から情報を受け取り、モータ１２、２５の駆動制御を行う。またフィードローラ４１、４２の原動モータ（図示せず）の駆動制御も行う。
【００３６】
次に、図２のフローチャートを参照しつつシート供給装置１の動作を説明する。
【００３７】
制御装置５０は、シート２の最上層が所定の高さに到達するように載置台１０の高さを制御する。シート２が所定高さに到達したことを昇降位置検知手段２８が検知すると、載置台１０の上昇は停止する。この状態で圧縮コイルばね２７には所定量の縮みが生じ、これによりピックアップローラ２４は最上層のシート２に対し所定の接触圧を及ぼす。
【００３８】
シート供給動作をスタートさせると、フローチャートのステップ＃１０１に進み、制御装置５０がモータ２５を駆動してピックアップローラ２４を回転させる。
ピックアップローラ２４は最上層のシート２を搬送経路４０の方に送ろうとする。
【００３９】
ステップ＃１０２では監視手段４３がシート２の供給を監視する。ステップ＃１０３では供給が失敗に終わったか成功したかをチェックし、失敗の場合はステップ＃１０４に進む。成功の場合は新しいシート２の供給動作を行うべくフローの最初に戻る。
【００４０】
ステップ＃１０４では、失敗の回数が設定回数未満かどうかをチェックする。この場合の失敗回数は、今供給しようとしているシート２についての、しかも現在のピックアップローラ接触圧においての失敗回数である。設定回数未満であればステップ＃１０１に戻り、再度シート２の供給を試みる。供給に成功すれば新しいシート２につきフローの最初から動作を行う。再度供給に失敗すれば、またステップ＃１０４に戻る。
【００４１】
失敗回数が所定回数に達すると、ステップ＃１０４からステップ＃１０５に進む。ステップ＃１０５では制御装置５０がモータ１２を駆動して載置台１０を一段階上昇させる。するとシート２の最上層の高さが上昇し、圧縮コイルばね２７は一層縮むことになる。これにより、ピックアップローラ２４がシート２に及ぼす接触圧は一層上昇する。こうしておいてステップ＃１０１に戻り、再度シート２の供給を試みる。
【００４２】
このようにして、同一の接触圧において所定回数の送り動作を繰り返しつつ、ピックアップローラ２４の接触圧を段階的に高めて行く。シート２をどうしても送り出すことができず、シート２の最上層が上限として定められた高さに達してしまったときは、所定条件が満たされたことになり、制御装置５０はそれ以上ピックアップローラ２４を回転させるのをやめ、音や制御パネルへの表示など適宜の手段で警告を発して使用者に処置を促す。
【００４３】
シート２の最上層が上限として定められた高さに到達することをもってシート供給の試みをやめるための所定条件が満たされることとすると、かなり長時間にわたって供給の試みを続けることになる可能性がある。そこで、時間を節約するため、適当回数の供給失敗をもって所定条件が満たされることにしてもよい。
【００４４】
次に、本発明の第２実施形態を図３、４に基づき説明する。図３はシート供給装置の構成を示す模型的正面図、図４は動作のフローチャートである。
【００４５】
第２実施形態のシート供給装置１は、第１実施形態のシート供給装置１と多くの点で構成が共通する。説明の重複を避けるため、第１実施形態と共通する構成要素には第１実施形態の説明で使用したのと同じ符号を付し、説明は省略する。
【００４６】
第１実施形態のシート供給装置１では、ばね受２６は高さ不動であった。第２実施形態のシート供給装置１では、ばね受２６は図示しないガイド部材に案内されて上下する。偏心カム２９がばね受２６を上下させ、これにより圧縮コイルばね２７の変形度（縮み度）が変化する。モータ３０が図示しない減速手段を介して偏心カム２９の角度を変える。制御装置５０がモータ３０を駆動制御する。
【００４７】
続いて図４のフローチャートを参照しつつシート供給装置１の動作を説明する。
【００４８】
制御装置５０は、シート２の最上層が所定の高さに到達するように載置台１０の高さを制御する。シート２が所定高さに到達したことを昇降位置検知手段２８が検知すると、載置台１０の上昇は停止する。この状態で圧縮コイルばね２７には所定量の変形、すなわち縮みが生じ、これによりピックアップローラ２４は最上層のシート２に対し所定の接触圧を及ぼしている。
【００４９】
シート供給動作をスタートさせると、フローチャートのステップ＃１１１に進み、制御装置５０がモータ２５を駆動してピックアップローラ２４を回転させる。
ピックアップローラ２４は最上層のシート２を搬送経路４０の方に送ろうとする。
【００５０】
ステップ＃１１２では監視手段４３がシート２の供給を監視する。ステップ＃１１３では供給が失敗に終わったか成功したかをチェックし、失敗の場合はステップ＃１１４に進む。成功の場合は新しいシート２の供給動作を行うべくフローの最初に戻る。
【００５１】
ステップ＃１１４では、失敗の回数が設定回数未満かどうかをチェックする。図２のフローと同じく、この場合の失敗回数は、今供給しようとしているシート２についての、しかも現在のピックアップローラ接触圧においての失敗回数である。設定回数未満であればステップ＃１１１に戻り、再度シート２の供給を試みる。供給に成功すれば新しいシート２につきフローの最初から動作を行う。再度供給に失敗すれば、またステップ＃１１４に戻る。
【００５２】
失敗回数が所定回数に達すると、ステップ＃１１４からステップ＃１１５に進む。ステップ＃１１５では制御装置５０がモータ３０を駆動して偏心カム２９の角度を変え、ばね受２６を一段階押し下げる。すると圧縮コイルばね２７は一層縮み、ピックアップローラ２４がシート２に及ぼす接触圧は一層上昇する。こうしておいてステップ＃１１１に戻り、再度シート２の供給を試みる。
【００５３】
このようにして、同一の接触圧において所定回数の送り動作を繰り返しつつ、ピックアップローラ２４の接触圧を段階的に高めて行く。シート２をどうしても送り出すことができず、ばね受２６が下限として定められた高さまで下がってしまったときは、所定条件が満たされたことになり、制御装置５０はそれ以上ピックアップローラ２４を回転させるのをやめ、音や制御パネルへの表示など適宜の手段で警告を発して使用者に処置を促す。
【００５４】
ばね受２６が下限として定められた高さまで下がったことをもってシート供給の試みをやめるための所定条件が満たされることとすると、かなり長時間にわたって供給の試みを続けることになる可能性がある。そこで、時間を節約するため、適当回数の供給失敗をもって所定条件が満たされることにしてもよい。
【００５５】
以上本発明の各実施形態につき説明したが、この他、発明の主旨から逸脱しない範囲で種々の改変を加えて実施することができる。例えば、加圧手段としての弾性手段はばねに限定されない。ゴムのブロックにより構成することもできる。ばねにしても、圧縮コイルばねの他、引張コイルばね、ねじりコイルばね、トーションバー、ガススプリングなど、様々な種類のばねが使用可能である。
【００５６】
【発明の効果】
本発明によれば、シートを積み上げた載置台の高さを上げて行けばピックアップローラの接触圧がそれにつれて上昇するから、シートとピックアップローラの間の摩擦がピックアップローラの経年変化などにより低下していたとしても、シートを送り出すに足るレベルの摩擦を容易に回復することができる。またピックアップローラにシートへの接触圧を付与する加圧手段の圧力を制御装置で制御してピックアップローラの接触圧を上昇させ、摩擦を回復することができる。そして、シートを送り出す試みを、ピックアップローラの接触圧を段階的に高めつつ何度も行うから、シート供給の成功率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るシート供給装置の構成を示す模型的正面図
【図２】第１実施形態に係るシート供給装置の動作のフローチャート
【図３】第２実施形態に係るシート供給装置の構成を示す模型的正面図
【図４】第２実施形態に係るシート供給装置の動作のフローチャート
【符号の説明】
１    シート供給装置
２    シート
１０  載置台
１１  昇降機構
１２  モータ
２０  供給部
２２  アーム
２４  ピックアップローラ
２５  モータ
２７  圧縮コイルばね（弾性手段）
２９  偏心カム
３０  モータ
４０  搬送経路
４３  監視手段
５０  制御装置
【図１】
2004307092.tif 000003
【図２】
2004307092.tif 000004
【図３】
2004307092.tif 000005
【図４】
2004307092.tif 000006