(57)【要約】      （修正有）【課題】高速度で信頼性の高い、用紙取出し、分離及び供給機能を提供する自動文書供給装置を提供する。【解決手段】多機能のプリンタ又はスキャナーのための文書供給装置は、高い信頼性及び迅速な用紙取り出し、分離及び供給機能を提供する。それは、取り出しモジュール、分離モジュール及び供給モジュールを備えている。３つのモジュールは、用紙を送り出すために切り換わるので、用紙は低速度で取り出されると共に、中速度で分離され、その後、高速度で供給される。さらに、分離モジュールはクラッチを備えている。用紙が供給モジュールにより供給される時に、前記クラッチが作動し、用紙間に間隔を与え、用紙が引っ張られるのを防止する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め積載されている紙を分離し、それらを別の側に搬送するための自動文書供給装置であって、
１枚の用紙を移動させるために回転する用紙取り出しローラと、
該用紙取り出しローラを回転させるために結合すると共に前記用紙取り出しローラから搬送された用紙を受け取る用紙分離ローラと、
該用紙分離ローラが前記用紙を受け取る位置において前記用紙分離ローラと常に接触する制動エレメントと、
回転力を供給する駆動軸と、
該駆動軸に固定される第１のクラッチエレメントと、前記用紙分離ローラに固定される第２のクラッチエレメントを備え、閉じられた時に前記駆動軸が前記用紙分離ローラを回転させ、切り離された時に前記駆動軸が前記用紙分離ローラを回転させないように構成されたクラッチと、
前記用紙分離ローラから搬送された用紙を受け取ると共に搬送する用紙供給ローラと、
を備え、前記クラッチが閉じられた時に、前記用紙供給ローラの直線速度は前記用紙分離ローラの直線速度より速く、前記用紙分離ローラ及び前記用紙供給ローラによって前記用紙が同時に搬送された時に、前記クラッチが切り離され、前記用紙供給ローラ及び前記用紙分離ローラが同一の直線速度を有するようになっていることを特徴とする自動文書供給装置。
【請求項２】
前記用紙分離ローラ及び前記用紙取り出しローラの摩擦係数は、前記用紙の摩擦係数より大きい請求項１に記載の自動文書供給装置。
【請求項３】
前記用紙分離ローラは、摩擦係数が前記用紙の摩擦係数より大きい摩擦板に取り付けられている請求項１に記載の自動文書供給装置。
【請求項４】
前記用紙取り出しローラは、摩擦係数が前記用紙の摩擦係数より大きい摩擦板に取り付けられている請求項１に記載の自動文書供給装置。
【請求項５】
前記制動エレメントの摩擦係数は、前記用紙分離ローラの摩擦係数より小さいと共に前記用紙の摩擦係数より大きい請求項１に記載の自動文書供給装置。
【請求項６】
前記用紙取り出しローラ及び前記用紙分離ローラはクラッチを介して結合されており、該クラッチが閉じられた時に、前記用紙取り出しローラが前記用紙分離ローラによって直接回転されると共に、前記クラッチが切り離された時に、前記用紙取り出しローラが前記用紙分離ローラによって回転されないようになっている請求項１に記載の自動文書供給装置。
【請求項７】
前記用紙分離ローラは、減速歯車を介して前記用紙取り出しローラを駆動し、前記用紙分離ローラの直線速度が前記用紙取り出しローラの直線速度より速くなるようになっている請求項１に記載の自動文書供給装置。
【請求項８】
前記減速歯車はクラッチを備えており、該クラッチが閉じられた時に、前記用紙分離ローラが前記用紙取り出しローラを直接駆動し、前記クラッチが切り離された時に、前記用紙取り出しローラが前記用紙分離ローラによって駆動されないようになっている請求項７に記載の自動文書供給装置。
【請求項９】
前記用紙分離ローラは、摩擦係数が前記用紙の摩擦係数より大きい摩擦板に取り付けられている請求項６に記載の自動文書供給装置。
【請求項１０】
前記用紙取り出しローラは、摩擦係数が前記用紙の摩擦係数より大きい摩擦板に取り付けられている請求項６に記載の自動文書供給装置。
【請求項１１】
前記制動エレメントは、該制動エレメントが前記用紙分離ローラと連続的に接触するためのスプリングを備えている請求項１に記載の自動文書供給装置。
【請求項１２】
前記制動エレメントは、板型エレメントである請求項１に記載の自動文書供給装置。
【請求項１３】
前記制動エレメントは制動ローラであり、該制動ローラは、トルク制限ローラと、該トルク制限ローラに固定される摩擦カバーとを備えている請求項１に記載の自動文書供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スキャナー、コピー、ファックス機又は多機能処理装置に使用される自動文書供給装置に関する。それは積載されている用紙を分離し、さらなる処理のためそれを１枚ずつ機械に供給するために使用される。
【背景技術】
【０００２】
図１はファックス機で使用される従来の用紙取り出し／供給機構を示している。それは、主に、原動歯車１１と、用紙取り出しローラ１０と、用紙供給ローラ１２とを備えている。原動歯車１１は用紙供給ローラ１２に直接結合されている。スプリングを備えたクラッチ（図示せず）は原動歯車１１と用紙取り出しローラ１０の間に挿入されている。用紙供給ローラ１２の速度は、用紙取り出しローラ１０の速度より大きい。この機構が作動している時、原動歯車１１は用紙取り出しローラ１０を駆動し（この時、前記クラッチは閉じられている。）、用紙１３が用紙取り出しローラ１０により引っ張られ、用紙供給ローラ１０に送り出されるようになっている。用紙供給ローラ１２は用紙取り出しローラ１０より高速度であるため、用紙１３は用紙取り出しローラ１０を駆動し、原動歯車１１より高回転速度に達する。したがって、前記クラッチは用紙１３を引っ張ることなく開放状態になる。上述した従来の構造は、米国特許第５，６３０，５８０号の「ファックス機等において用紙を送り出すのに適している供給ロール体」に開示されている。しかしながら、この機構は、用紙を供給している時に複数枚の用紙を引っ張りかねない。さらにその上、スプリングタイプのクラッチは、クラッチの隙間が不十分な時でさえ、用紙１３に引っ張り力を作り出す。これは処理装置の動作を乱している。
【０００３】
米国特許第６，０２４，３５７の「文書供給機構」は機械的クラッチ及び用紙分離の設計を開示している。その主な目的は、用紙を分離すると共に引っ張る問題を解決することである。それは機械的クラッチ及び適切な隙間の設計を使用し、用紙がこの場合に引っ張られないようになっている。用紙の分離の設計では、単一の用紙を取り出す時に高い信頼性がある。例え、そうであっても、用紙の分離の設計及び用紙取り出しローラは同一位置に配置されている。そのため、用紙の分離の効果は、実際には未だ信頼性がない。そのため、米国特許第６，５４０，２２０号の「用紙引き込み及び用紙分離の両方の機構を備えた用紙供給システム」は自動文書供給装置を提案している。それは、揺動アームの用紙取り出しローラを使用し、用紙分離ローラに用紙を接触すると共に動かす。用紙分離ローラは摩擦板により供給される。用紙取り出しローラが１枚以上の用紙を取り出し、それらを用紙分離ローラに供給すると、前記摩擦板の摩擦力が用紙分離ローラより大きいため、前記摩擦板と接触する用紙は置き去りにされ、用紙分離ローラに接触する用紙だけが通過する。用紙が用紙分離ローラに入った後に引っ張られたり或いは供給され過ぎたりするのを防止するため、前記揺動アームはモータにより制御され、その速度を増減し、或いはその回転方向を反対にさえする。そのため、用紙取り出しローラは、用紙に接触し、２枚の用紙の間に隙間を与えることなく持ち上げられる。
【特許文献１】米国特許第５，６３０，５８０号
【特許文献２】米国特許第６，０２４，３５７号
【特許文献３】米国特許第６，５４０，２２０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例え、上述した提案が用紙取り出し／分離機能を有していたとしても、用紙の引っ張りは依然として起こる。その上さらに、現在の処理装置は、たびたび、再利用の用紙を処理する必要がある。そのような用紙は用紙取り出し／分離をさらに難しくさせる。
【０００５】
上述したことを考慮すると、従来の用紙取り出し／分離機構は再利用の用紙には十分な信頼性がない。第２に、処理装置の処理速度をより早くする要求がある。この場合には、従来の設計は、１枚以上の用紙を供給したり或いは用紙が詰まったりすることがよくある。そのため、本発明は、高速度で信頼性の高い、用紙取り出し、分離及び供給機能を提供する自動文書供給装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施の形態によると、自動文書供給装置は、用紙取り出しアームに結合される用紙取り出しローラと、用紙取り出しアームに結合される用紙分離ローラと、用紙分離ローラに結合される駆動軸と、用紙供給ローラとを備えている。用紙供給ローラの速度は、用紙分離ローラの速度より速くなるように設計されており、用紙分離ローラの速度は用紙取り出しローラの速度より速くなる。クラッチは駆動軸と用紙分離ローラの間に設けられている。そのため、用紙は、用紙取り出しローラから用紙分離ローラを介して用紙供給ローラに搬送される。用紙が用紙供給ローラに達すると、用紙分離ローラ及び駆動軸はクラッチ及びローラの高速度により分離される。そのため、用紙分離ローラ及び用紙供給ローラの速度は用紙を引っ張ることなく同一となる。用紙が用紙分離ローラから動かされた時、クラッチは依然として切り離された状態にある。駆動軸は用紙分離ローラに結合されない。この場合には、用紙分離ローラ及び用紙供給ローラの両方とも作動していない。すなわち、駆動軸がクラッチの隙間を捕えるまで用紙は処理されない。
【０００７】
本発明は、低速度で用紙を取り出すために用紙取り出しローラを使用し、中速度で用紙を分離するために用紙分離ローラを使用し、高速度で用紙を供給するために用紙供給ローラを使用する。本発明は３つの目的を達成する。第１に、用紙供給ローラ及び用紙取り出しローラの速度を調整したり、或いは、方向を反対にしたりする必要ではない。速度は次第に増加される。そのため、２つの速度の差は、２．５又はそれ以上の因数となる。第２に、用紙取り出しローラ及び用紙分離ローラは切り離されるように設計され、用紙を分離する信頼性が非常に増大するようになっている。本発明は、再利用の用紙が使用された場合でさえ、わずか１枚の用紙だけが送り出されることを保証することができる。第３に、一旦、前の用紙が用紙分離ローラから送り出されると、駆動軸がクラッチの隙間を捕えるまで、用紙分離ローラは直ぐには作動しない。その後だけ、駆動軸は用紙を取り出すため用紙取り出しローラに結合する。これは連続的な２枚の用紙の間に隙間を作る。これはまた、用紙を数える処理を可能にする。
【０００８】
本発明のさらなる適用範囲は、後述する詳細な説明から明らかとなるだろう。しかしながら、本発明の精神及び範囲内の各種変更及び修正は、当業者であれば、この詳細な説明から明らかであるから、詳細な説明及び特定の例は、本発明の好適な実施例を示しながら、例示だけの目的で与えられるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、例示だけのために与えられ、本発明を限定するものではない、以下の詳細な説明から十分に理解されるであろう。
【００１０】
ここに開示された自動文書供給装置は、多機能処理装置（ＭＦＰ）、ファックス機、コピー機、及びスキャナーに適用可能である。以下の説明では、好適な実施例として、スキャナー及びＭＦＰに適用している。
【００１１】
図２を参照すると、本発明は、用紙取り出しモジュール２０と、用紙分離モジュール３０と、用紙供給モジュール４０と、外板５０とを備えている。用紙６０は、用紙取り出しモジュール２０、用紙分離モジュール３０、及び外板５０から構成される用紙搬送路５１、及び用紙供給モジュールを通って連続して搬送され、次の工程のため、入口５２に到達する。
【００１２】
用紙取り出しモジュール２０は、用紙取り出しアーム２２に配置された用紙取り出しローラ２１を備えている。用紙取り出しモジュール２０が機能した時、アーム２２は、次の段階に用紙を適切に搬送するため、用紙の各厚みにより上下に揺動する。用紙取り出しローラ２１の外面は摩擦力の大きい摩擦板２１０により形成されているため、最上部の用紙６０は、用紙取り出しローラ２１が用紙６０と接触した時に、図面の左側に動かされる。これは、それぞれの２枚の用紙の間の摩擦力が用紙取り出しローラ２１と最上部の用紙６０との間の摩擦力より小さいからである。
【００１３】
図２及び図３を同時に参照すると、用紙分離モジュール３０は、制動エレメント３１と、制動エレメント３１に接触する用紙分離ローラ３２と、駆動軸３３と、駆動軸３３と用紙分離ローラ３２を結合するためのクラッチとを備えている。そのクラッチ３４は、駆動軸３３に固定される第１のクラッチエレメント３４０と、用紙分離ローラ３２に固定される第２のクラッチエレメント３４１とを備えている。クラッチエレメント３４０，３４１の固定した配置は別として、それらは用紙分離ローラ３２と駆動軸３３の伸長により形成可能である。用紙分離ローラ３２の表面は用紙より摩擦係数の大きい摩擦板３２０により配置されている。制動エレメント３１の摩擦係数は、摩擦板３２０の摩擦係数より小さく、用紙の摩擦係数より大きくなるように設計されている。そのため、図４に示されているように、１枚以上の用紙が用紙分離モジュール３０に搬送された時、この摩擦係数の設計は用紙分離ローラ３２と接触する用紙６０だけを次の工程に動かし、残りの用紙６０は制動エレメント３１にとどめさせる。本実施例では、制動エレメント３１は板型エレメントとして設計されている。しかしながら、制動エレメント３１は制動エレメント３１と同じ機能を有するローラ型のエレメントとして設計することも可能である。図７を参照すると、それは制動エレメントの別の例を示しており、用紙分離ローラ３２と常に接触する制動ローラ３８である。制動ローラは、トルク制限ローラ３８０と、トルク制限ローラ３８０の表面に固定される摩擦カバー３８１とを備えている。トルク制限ローラ３８０は連続的な摩擦力を供給し、摩擦カバー３８１を用紙分離ローラ３２に常に接触させ続ける。
【００１４】
第１及び第２のクラッチエレメント３４０，３４１の配置は、用紙分離ローラ３２の回転速度が駆動軸３３の回転速度より遅い時に、駆動軸３３が用紙分離ローラ３２を回転可能なようになっている。用紙分離ローラ３２の回転速度が駆動軸３３の回転速度より速い時には、クラッチエレメント３４０，３４１は駆動軸３３が用紙分離ローラ３２を回転させないように外れる。さらにその上、図４を参照すると、用紙分離ローラ３２は減速機構２３を介して用紙取り出しローラ２１に結合される。同時に、用紙分離ローラ３２の直線速度は用紙取り出しローラ２１の直線速度より速くなるように設計されている。そのため、用紙６０が用紙分離ローラ３２に入った時、それは、より早い直線速度で前進する。主に、この設計は、用紙取り出し速度をできるだけ遅くさせる。そのため、一度に１枚だけの用紙が回収される。用紙が用紙分離ローラ３２に入った時には、その速度はその動作を加速するために増加させることができる。
【００１５】
用紙供給モジュール４０は、独立したモータ（図示せず）によって駆動され、用紙分離ローラ３２より早い直線速度を有するように設計された用紙供給ローラ４１を有している。そのため、用紙６０が用紙供給ローラ４１に達した時、その速度はさらに増加される。用紙６０を介して駆動されると、用紙分離ローラ３２の速度は用紙供給ローラ４１と同じになる（クラッチ３４は切り離される）。この動作は図５Ａ〜５Ｃに示されている。図５Ａは、１枚以上の用紙６０が用紙分離ローラ３２に送られた時に、用紙分離ローラ３２及び制動エレメント３１の動作が用紙６０を分離し、１枚の用紙６０だけを用紙搬送路５１に搬送させる。この場合には、用紙分離ローラ３２は駆動軸３３により駆動される。クラッチ３４は、図５Ａに示されているように、閉じられている。第２に、図５Ｂに示されているように、用紙６０が用紙供給ローラ４１に搬送された時に、用紙分離ローラ３２の直線速度は用紙供給ローラ４１と同一に増加される。そのため、用紙６０の搬送速度は用紙を引っ張ることなく増加する。この時に、クラッチ３４は切り離されている。図５Ｃに示されているように、用紙６０の後部が用紙分離ローラ３２から搬送された時に、クラッチ３４が依然として切り離されており、用紙分離ローラ３２が制動エレメント３１と接触しているので、用紙分離ローラ３２は動作しない。駆動軸３３が連続的に動作しているので、第１及び第２クラッチエレメント３４０，３４１の間の隙間は減少する。第１及び第２のクラッチエレメント３４０，３４１が閉じられた時に、駆動軸３３は始動し、用紙分離ローラ３２を再び回転させる。すなわち、用紙取り出しローラ２１は駆動し、用紙を再び取り出す。この場合、計数及びチェックの都合のため、次の用紙と前の用紙の間に隙間が形成される。
【００１６】
さらにその上、用紙６０が用紙供給ローラ４１に達した時に、用紙分離ローラ３２の速度は用紙供給ローラ４１と同じになる。しかしながら、その時、用紙取り出しローラ２１は用紙分離ローラ３２により駆動されるので、依然として積み重ねが存在する。この現象を防止するため、（図６に示されているように）別のクラッチ２５が用紙取り出しアーム２２と用紙取り出しローラ２１の間に配置されることができる。第１のクラッチエレメント２５1は用紙取り出しローラ２１に固定され、第２のクラッチエレメント２５２は用紙取り出しアーム２２の減速機構２３により直接駆動され、用紙取り出しローラ２１の直線速度が用紙分離ローラ３２と同一になるようになっている。これは本発明の別の実施例となる。
【００１７】
本発明の信頼性を高めるため、制動エレメント３１の下方にスプリング３５が設けられ（図２参照）、用紙分離ローラ３２と連続的に接触するようになっている。代わりに、制動エレメント３１のためにゴム材料を選択し、それを曲げて用紙分離ローラ３２と連続的に接触するようにしてもよい。
【００１８】
上記したように、本発明は、同一のことを多数の方法で変更可能であることが明らかである。そのような変更は本発明の精神及び範囲からの逸脱とみなされるべきではなく、すべてのそのような修正は、当業者であれば、特許請求の範囲内に含まれることを意図していることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来例の概略図である。
【図２】本発明の構造を示す概略図である。
【図３】開示されたクラッチの斜視図である。
【図４】本発明の用紙分離ローラ及び制動エレメントを示す概略図である。
【図５Ａ】本発明によるクラッチの動作を示す概略図である。
【図５Ｂ】本発明によるクラッチの動作を示す概略図である。
【図５Ｃ】本発明によるクラッチの動作を示す概略図である。
【図６】開示された用紙取り出しローラの別の例を示す図である。
【図７】開示された制動エレメントの別の例を示す図である。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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