(57)【要約】【課題】  スイングアーム給紙機構において、用紙カセット等、用紙積載装置上のラスト紙不送及び重送防止を目的とする。【解決手段】  様々なサイズの用紙でも、確実にラスト送紙の重送及び不送を防止するため、用紙カセット内部のガイド部材に連動して分離パッドが上下に可動させ、用紙サイズに応じて分離パッドのラスト紙に対する押圧力を調整することで、常にラスト紙に対し常に最適な摩擦力を与え、重送及び不送を防止する。【選択図】  図１
2007161371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙を収納する用紙カセットと、
揺動可能なアームに支持され、前記用紙カセットに収納された用紙を給送する給送手段と、
前記用紙カセットに収納された最下位の用紙と接触してこれに給送抵抗を付与し、前記給送手段と対応する位置に配置された分離パッドと、
用紙カセットに収納された用紙のサイズに応じた位置に移動可能であり、用紙の端部位置を規制するガイド部材と、
前記ガイド部材の位置に応じて前記分離パッドの用紙に対する押圧力を調整する押圧力調整手段と、
を有することを特徴とする給送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙を取り扱う装置内に装備されて、用紙を１枚ずつに分離して次工程に供給する給紙装置と、この給紙装置を装置本体に備えた記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用紙を取り扱う装置の一例である画像記録装置は、用紙を１枚ずつに分離して次工程に供給する給紙装置を備えている。図１１において、給紙装置２００は、用紙Ｓが積載される用紙積載部２０１と、この用紙積載部２０１に積載された用紙Ｓを搬送方向Ａに送り出す用紙供給部２０２と、用紙積載部２０１の下流側に設置されて用紙供給部２０２によって送り出された用紙Ｓを受け止めて用紙を１枚ずつに分離する用紙分離部２０３と、用紙積載部２０１の底面に固定され最下面の用紙Ｓlastに接触して最下面の用紙Ｓlastを阻止する摩擦部２０４とを備えている。図１２において、用紙供給部２０２は、積載した用紙Ｓの最上面の用紙Ｓ1に接触してこれを搬送方向Ａに搬送する。このとき、最上面の用紙Ｓ1とその直下以降の用紙Ｓ2乃至Ｓｎ（ｎは２以上の自然数）との用紙Ｓ間摩擦力Ｆ1乃至Ｆn-1（ｎは２以上の自然数）の作用により最上面の用紙Ｓ1を含む複数の用紙Ｓが搬送されることがある。これが次工程まで搬送される場合、一般に重送と呼んでいる。複数の用紙Ｓが搬送される場合、用紙Ｓが用紙分離部２０３に押し当たり、用紙分離部２０３の作用により１枚ずつに分離され、次工程への搬送路へと送り込まれる。これにより重送を防止し、１枚ずつに分離して搬送する。用紙積載部２０１は金属や樹脂製等の材質からなる板状のその上面に用紙Ｓを積載可能に構成される。こうした用紙積載部２０１に積載した用紙Ｓの残量が比較的少量のときには、図１２に示すように最上面用紙Ｓ1とその直下の用紙Ｓ2との用紙Ｓ間摩擦力Ｆ1、以下用紙Ｓn-1とその直下の用紙Ｓn（ｎは２以上の自然数）との用紙Ｓ間摩擦力Ｆn-1（ｎは２以上の自然数）等の作用により最下面の用紙Ｓlastを含む複数の用紙Ｓが最下面の用紙Ｓlastと共に搬送されることがある。いわゆるラスト紙重送である。こうした状態を防ぐために、用紙積載部２０１の積載面上で、最下面の用紙Ｓlastと接触する面には、用紙間摩擦力Ｆ1乃至Ｆn-1（ｎは２以上の自然数）よりも若干大きな阻止力Ｒp、すなわちＲp＞Ｆ1乃至Ｆn-1となる阻止力Ｒpを最下面の用紙Ｓlastとの間に作用させることができる摩擦部２０４を設置すること、すなわちラスト紙に対しての摩擦力を作用させ、ラスト紙を含む複数枚の用紙が重送することを防止する技術が広く用いられている。
【０００３】
従来例としては、例えば特許文献１と特許文献２をあげることが出来る。
【特許文献１】特開平９−３０６６２号公報
【特許文献２】特開平８−３１０６７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし上記のラスト紙に対する摩擦力の最適値は、積載する用紙サイズによって変化する。例えば図１３と１４に示す２種類のサイズでは、図１３に示す大サイズは用紙間の接触面積が、図１４に示す小サイズに対し大きいため、用紙間摩擦力も大きくなる。つまり大サイズ紙では小サイズ紙に対して、前述した重送防止のためにはより大きな阻止力Ｒpが必要になる。このため、小サイズ紙に合わせて摩擦力を設定すると大サイズ紙では摩擦力不足でラスト紙重送を発生させてしまうという問題があり、一方大サイズ紙に合わせて摩擦力を設定すると、小サイズ紙の通紙において必要以上の摩擦力が発生し、異音や斜行が発生するという問題が生じる。
【０００５】
本発明は、摩擦部２０４をラスト紙Ｓlastと接触する面に設置した用紙積載部２０１において、ラスト紙Ｓlastに対し積載される用紙サイズに応じた適切な摩擦力を加える事で、異音や斜行、ラスト紙重送といった問題点を発生させる事無く、ラスト紙を搬送できる用紙積載装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の構成は、
用紙を収納する用紙カセットと、
揺動可能なアームに支持され、前記用紙カセットに収納された用紙を給送する給送手段と、
前記用紙カセットに収納された最下位の用紙と接触してこれに給送抵抗を付与し、前記給送手段と対応する位置に配置された分離パッドと、
用紙カセットに収納された用紙のサイズに応じた位置に移動可能であり、用紙の端部位置を規制するガイド部材と、
前記ガイド部材の位置に応じて前記分離パッドの用紙に対する押圧力を調整する押圧力調整手段と、
を有することを特徴とする給送装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、積載される用紙サイズに応じた適切な摩擦力を加える事で、異音や斜行、ラスト紙重送といった問題点を発生させる事無く、ラスト紙を搬送できる用紙積載装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に本発明による給紙機構を用いた、インクジェットプリンタについて詳細に説明する。図２は本発明におけるインクジェットプリンタのレイアウト図である。インクジェットプリンタ１は、給紙装置１００と、外装カバー２と、外ガイド３ａ、内ガイド３ｂ、レジストローラ対４、印字ヘッド５、プラテン６、排紙ローラ対７、排紙トレイ８等により構成される。
【０００９】
給紙装置１００は、用紙を積載する用紙積載手段である給紙カセット１１０と、用紙供給手段であるスイングアーム１２０と、複数の用紙が搬送されたときに最上面の用紙のみに分離する分離手段である分離板１３０と、スイングアーム１２０，レジストローラ対４，及び排紙ローラ対７等を駆動する図示しないモータ及びギア列等により構成される。また給紙カセット１１０は給紙装置１００より着脱可能になっており、ユーザーにより用紙を積載された後、給紙機構１００にセットされる構成になっている。
【００１０】
外装カバー２は、給紙装置１００を含むインクジェットプリンタ１全体を覆うように形成されている。外ガイド３ａは、給紙装置１００より搬送された用紙が次工程に搬送される際の案内部材である。本実施の形態の場合，搬送された用紙はいわゆるＵターンして画像形成手段である印字ヘッド５に搬送されるが、Ｕターンの際に用紙が通過する外側の搬送路を規制し、次工程へ円滑に案内する。内ガイド３ｂは、外ガイド３ａ同様に、Ｕターンの際に用紙が通過する内側の搬送路を規制し、次工程へ円滑に案内している。
【００１１】
レジストローラ対４は、駆動側のＬＦローラ４ａと、従動側のピンチローラ４ｂとにより構成されている。ＬＦローラ４ａは、図示しないモータ及びギア列により用紙を必要量搬送するために駆動される。ピンチローラ４ｂは、図示しない付勢手段によりＬＦローラ４ａ側に付勢されている。レジストローラ対４のニップに用紙を狭持搬送することにより画像形成部である印字ヘッド５方向に用紙を搬送することができる。画像形成中のレジストローラ対４は、上述した図示しないモータにより、所定量の間欠搬送が行なわれる。
【００１２】
また、レジストローラ対４は、停止した状態でそのニップに給紙装置１００からの搬送により上流側から搬送された用紙の先端突き当てることで、用紙の斜行を補正する。また、突き当てによる斜行補正の後、印字ヘッド５による画像形成の際の間欠駆動で、用紙を正確な送り量で搬送する。レジストローラ対４による用紙の間欠搬送時の送り量は、画像の品質に大きな影響を与えるため、通常レジストローラ対４は、インクジェットプリンタの搬送手段の中では大きな搬送力を有しており、高精度な駆動制御が行なわれる。
【００１３】
印字ヘッド５は、図示しないキャリッジにより搬送方向と直交する方向、すなわち用紙巾方向に往復移動しながら用紙の印字面に対向する面からインク滴を吐出して画像形成するように構成される。印字ヘッド５はまた、図示しないインク供給手段により、必要な色と量とのインクが適宜供給されるように構成されている。
【００１４】
プラテン６は、印字ヘッド５による画像の印字の際、用紙の印字面の平面度、印字ヘッド５とのクリアランス及び平行度を適切に維持するように構成される。このように印字ヘッド５と用紙との位置関係を維持する必要があるのは、印字ヘッド５から吐出されたインク滴の着弾位置精度を高精度にするためである。
【００１５】
なお図示しない用紙吸引手段を別途設け、用紙をプラテン６の搬送面に吸引することでプラテン６に用紙を密着させ、上述の平面度、クリアランス、及び平行度を維持する構成とするとなお好適な構成となる。
【００１６】
排紙ローラ対７は、駆動側の排紙ローラ７ａと、従動側の拍車７ｂとにより構成され、図示しないモータにより前述のレジストローラ対４よりも弱い搬送力で用紙を狭持搬送するように構成されている。排紙ローラ７ａは、例えばゴム等の高摩擦部材で形成され、画像形成済の用紙の非印字面に接触して、拍車７ｂとの作用により後述の排紙トレイ８へと用紙を搬送する。拍車７ｂは、印字直後の用紙の印字面に直接接触して搬送しなければならないので、極力接触面積を小さくする必要がある。そのため、本実施の形態においては拍車７ｂはその外周部に針状の突起を多数形成した形状としている。
【００１７】
排紙トレイ８は、排紙ローラ対７から排出された印字済の用紙を所定量積載できるように構成される。
【００１８】
次に本実施例における給紙装置１００の機構と動作についてより詳しく説明する。
【００１９】
図３は給紙カセット１１０の用紙積載面側から見た詳細図である。給紙カセット１１０は、カセット本体１１１と、後端ガイド１１２、サイドガイド１１３、用紙１１４及び分離板１３０により構成される。本実施例では多様な用紙サイズに対応するにあたり、用紙横端部のどちらか一方を基準とする方法を採用している。すなわち給紙カセット１１０に積載される用紙１１４は、カセット本体１１１に対してカセット本体の壁面１１１ａを基準面として用紙１１４の一方の横端部を突き当て、後端を後端ガイド１１２によって、さらに基準側と逆の横端面をサイドガイド１１３により規制される事で位置決めされる。この時サイドガイド１１３は用紙１１４搬送時に斜行の発生を抑制するため、用紙１１４の先端近傍までをガイドしている。また図中の用紙１１４と異なるサイズの用紙を積載する際は、後端ガイド１１２及びサイドガイド１１３がそれぞれカセット本体１１１の溝１１１ｂ〜ｃに沿って矢印の方向に可動することで対応する構成になっている。ここで図３中の用紙１１４は最小サイズの用紙１１４を表しており、これより大きなサイズの用紙１１４を用いる際はサイドガイド１１３を用紙１１４に対し図中左側に向かって、後端ガイド１１２図中手前側に向かって動かすことになる。分離板１３０は後述するスイングア−ム１２０に保持された給紙ローラにより搬送される用紙１１４を、用紙１１４と分離板１３０との摩擦力関係により１枚ずつに分離する。本実施例では多様な用紙サイズに対応するため複数の分離板１３０を設けている。また本実施例では分離板１３０はカセット本体１１０に取り付けられているが、必ずしもそれに限るものではない。
【００２０】
次に本実施例におけるスイングアーム１２０の詳細図を図４に示す。用紙供給手段であるスイングアーム１２０は、スイングアームステイ１２１と、給紙ローラ１２２ａ〜ｃ、給紙ギア１２３、ベルト１２４、給紙プーリ１２５、給紙ローラ駆動軸１２６、給紙ローラ駆動ギア１２７ａ〜ｃ等により構成される。本実施例では多様なサイズの用紙１１４に対応するため用紙幅方向に対し複数の給紙ローラ１２２a〜１２２cをスイングアーム１２０は保持しており、用紙幅方向における搬送力のバラつきを小さくして斜行の発生を抑制している。以下にスイングア−ム１２０の動作について詳細に説明する。
【００２１】
図５に示すスイングアーム１２０の横方向からの矢視図を用いて、スイングアーム１２０の基本的な動作について以下に説明する。図５中の記号は図４と同様なものに加え、１０は駆動ギア、ａ1はスイングアームステイ１２１回転中心、ａ2は給紙ローラ回転中心、Ｓ1は最上面の用紙である。
【００２２】
スイングアームステイ１２１は、回転中心ａ1で揺動可能に図示しないフレームに支持された振子状の部材で、振子の先端に給紙ローラ１２２ａ〜ｃを回転可能に支持している。より詳しくは、スイングアームステイ１２１の回転中心ａ1は、後述する給紙ローラ１２２ａ〜ｃの回転中心ａ2より上方でかつ給紙方向の上流側で上述の図示しないフレームに回転可能に支持されている。
【００２３】
給紙ローラ１２２ａ〜ｃは、スイングアームステイ１２１の揺動先端に回転中心ａ2で支持され、その表面は円筒状で高摩擦係数を有している。給紙ローラ１２２ａ〜ｃは、スイングアームステイ１２１の揺動により用紙Ｓの最上面の用紙Ｓ1に常に追従して接触するように構成される。また、回転中心ａ2と同軸で給紙ローラ１２２ａ〜ｃと一体的にギア部が形成されており、後述の給紙プーリ１２５に一体的に形成されたギア部から給紙ローラ駆動軸１２７及び給紙ローラ駆動ギア１２８ａ〜ｃを通じて給紙ローラ１２２ａ〜ｃは回転駆動され、カセット１１０に保持された用紙１１４の最上面の用紙Ｓ1を下流方向に搬送する。
【００２４】
給紙ギア１２３は、スイングアームステイ１２１の回転中心ａ1に同軸で回転可能に支持されている。給紙ギア１２３は、図示しないモータにより駆動される最終段の駆動ギア１０により回転駆動されると、給紙ギア１２３と一体的に形成された給紙ギア１２３のプーリ部１２３ａで後述のベルト１２４を駆動するように構成されている。
【００２５】
ベルト１２４は、前述の給紙ギア１２３に一体的に形成されたプーリ部１２３ａと、後述の給紙プーリ１２５を連結しており、給紙プーリ１２５に一体的に形成されたギア部により前述の給紙ローラ１２２に一体的に形成されたギア部を駆動する。
【００２６】
給紙プーリ１２５は、前述のベルト１２４によって給紙ギア１２３のプーリ部１２３ａと連結しており、給紙プーリ１２５と同軸に一体的に形成されたギア部によって、前述したように給紙ローラ１２２ａ〜ｃのギア部を駆動する。これらの構成により、駆動ギア１０によって給紙ローラ１２２が給紙方向に駆動される。
【００２７】
上述の構成により、スイングアームステイ１２０はその自重、及び／または後述する駆動に伴う摩擦トルクによってＢ方向に揺動して、積載された用紙Ｓの最上面の用紙Ｓ1に追従して、給紙ローラ１２２が最上面の用紙Ｓ1に対する給紙圧Ｎ方向に荷重するように構成されている。また、駆動ギア１０が図５中のＣＣＷ方向に回転すると、スイングアームステイ１２０内の駆動機構由来の摩擦トルク等によりスイングアームステイ１２０がＢ方向に揺動し、給紙ローラ１２２の最上面の用紙Ｓ1に対して食い込むことでも給紙圧Ｎ方向に荷重を作用させる構成となっている。これらにより給紙ローラ１２２が給紙方向に回転すれば、上述の給紙圧Ｎが増加するとともに、給紙力Ｆpが発生する。ここで、給紙ローラ表面と用紙Ｓとの摩擦係数を摩擦係数μ1とすれば、給紙力Ｆpは下記のようにあらわされる。
【００２８】
（数１）
Ｆp＝μ1×Ｎ
こうしてスイングアーム１２０は積載した用紙Ｓの最上面の用紙Ｓ1に給紙力Ｆpを与え、用紙Ｓ1を給紙方向Ａに搬送する。以上が本実施例におけるインクジェットプリンタの構成及び機能である。
【００２９】
次に本実施例の特徴である、用紙カセット１１０に積載される用紙の内最下面の用紙（以下ラスト紙Ｓlast）の重送を防止する摩擦部材周辺の構成について説明する。
【００３０】
図６は図３において説明した用紙カセット１１０において、用紙１１４が無い状態を示したもので、１１５は摩擦部材である分離パッドであり、他の記号は図と同様である。カセット本体１１１の用紙積載面１１１ｄに備えられた分離パッド１１５は、ＥＰＤＭゴムや高摩擦シート等の高摩擦係数を有する材質により構成される。またこの分離パッド１１５の用紙積載面１１１ｄ上での位置は、用紙カセット１１０がインクジェットプリンタ本体１に装着された際にはスイングアーム１２０に支持された給紙ローラ１２２ａ〜ｃの直下付近にくるよう設定されており、本実施例では３箇所備えられている。
【００３１】
次に図１は図６の用紙カセット１１０の裏面を示したものであり、１１３aはサイドガイドギア部、１１６は可動板、１１６aは可動板軸、１１７は可動板駆動ギアボックス、１１７aは可動板駆動ギアA、他の記号は図３中と同じである。サイドガイド１１３は前述したように、用紙サイズに応じて図1中矢印方向に可動する。本実施例ではこのサイドガイド１１３の動きが、サイドガイドギア部１１３a、可動板駆動ギア１１７a及び可動板駆動ギアボックス１１７内の不図示のギア列を通じて変換され、可動板１１６がサイドガイド１１３に動機して、可動板軸１１６aを中心として図中矢印方向に回動する構成になっている。この時の回動量は予め設定された数値になるよう、可動板駆動ギアボックス１１７のギア列は設定されている。本実施例ではギア列によりサイドガイド１１３と可動板１１６を動機させているが、モーターやセンサ等を用いて電気的に制御してもよい。
【００３２】
可動板１１６には後述する加圧バネ１１６bが、分離パッド１１５の直下に取り付けられており、図７に示すによう用紙カセット１１０がインクジェットプリンタ1本体に装着され、用紙１１４のラスト紙近傍の紙を搬送する際は、分離パッド１１５をスイングアーム１２０中の給紙ローラ１２２ａ〜ｃに押圧する構成になっている。その動作詳細を以下に説明する。
【００３３】
図８は図７中A方向からの分離パッド１１５周辺の断面図であり、１１５Ａは分離パッドベース、１１５a〜bは分離パッドベース突き当て面、１１６bは加圧バネ、他の記号は前述した物と同様である。図８は給紙ローラ１２２ａが回転していない状態であり、この場合は図に示すように、分離パッド１１５は分離パッドベース１１５Ａを通じて加圧バネ１１６bにより加圧されているが、分離パッドベース突き当て面１１５a〜bがカセット本体１１１の底面に接触しているため給紙ローラ１２２ａに押圧力はかからない。また押圧力の値は加圧バネ１１６bの圧縮量によって決定されるが、本実施例では可動板１１６がサイドガイドの動きに応じて、つまり積載される用紙１１４のサイズにより変化するため、加圧バネの圧縮量すなわち分離パッドの押圧力が、用紙１１４のサイズに応じて変化する。図８は積載される用紙１１４の内、最大サイズの物を積載した時の可動板１１６の位置を示している。
【００３４】
インクジェットプリンタ１が動作し給紙ローラ１２２aが回転すると、本実施例では前述したように給紙ローラ１２２ａには用紙１１４に食い込み方向の力がかかる構成になっている。この時の状態を示したものが図９であり、給紙ローラが食い込み始めると分離パッドは下方に押され、分離パッドベース突き当て面１１５a〜bがカセット本体１１１から離れ、分離パッド１１５は加圧バネ１１６ｂによって給紙ローラ１２２ａに対して押圧される。このため用紙１１４の最下面用紙（以下ラスト紙）には、ラスト紙重送を防ぐのに十分な摩擦力が発生する。
【００３５】
次に図８で用いられる用紙１１４よりも小さいサイズの用紙１１４を使用した場合、サイドガイド１１３を移動させる事になるが、小さいサイズではラスト紙重送防止に必要な摩擦力も小さくなる。このため積載される用紙１１４のサイズに最適な摩擦力をラスト紙に対して与えるよう、図１０に示すようにサイドガイド１１３の動きに応じて可動板１１６は、図中矢印の方向に可動する構成になっている。よって加圧バネ１１６ｂの圧縮量は小さくなり、設定された加圧バネ１１６bの圧縮量も合わせて図８の場合に対して減少し、必要以上の摩擦力をラスト紙に対して与えることはない。この時の加圧バネ１１６bの圧縮量は予め実験等により設定されており、この設定を満たすよう、サイドガイド１１３と可動板１１６の動きは可動板駆動ギアボックス１１７の不図示のギア列により調整されている。
【００３６】
このような構成にすることで、様々なサイズの用紙１１４を用紙カセット１１０に積載しても、用紙サイズに応じて常に最適な摩擦力を与える事ができ、異音や斜行、ラスト重送等の問題を発生させることなく確実にラスト紙を搬送することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】用紙カセット１１０の裏面を示した図。
【図２】本発明におけるインクジェットプリンタのレイアウト図である。
【図３】給紙カセット１１０の用紙積載面側から見た詳細図である。
【図４】スイングアーム１２０の詳細図。
【図５】スイングアーム１２０の横方向からの矢視図。
【図６】用紙カセット１１０において、用紙が無い状態を示した図。
【図７】用紙カセット１１０がインクジェットプリンタ1本体に装着された図。
【図８】図７中A方向からの分離パッド１１５周辺の断面図である。
【図９】給紙ローラ１２２aが回転したときに給紙ローラ１２２ａに作用する力を示す図。
【図１０】サイドガイド１１３の動きに応じて可動板１１６が可動する構成を示す図。
【図１１】従来の給紙装置を示す図。
【図１２】給紙時に用紙に作用する力を示す図。
【図１３】カセットに大サイズ用紙を装填した図。
【図１４】カセットに小サイズ用紙を装填した図。
【符号の説明】
【００３８】
１１０  用紙カセット
１１３  サイドガイド
１１５  分離パッド
１２０  スイングアーム
１２２ａ  給紙ローラ
【図１】
2007161371.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2007161371.tif 000012
【図１１】
2007161371.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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