(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィードローラと該フィードローラに圧接する分離部材を備えて構成され、これら部材の間に用紙を挟持して１枚ずつ搬送する給紙装置において、
上記分離部材がフィードローラの用紙送り方向とは逆向きに用紙に送り作用を及ぼす部材であって、更に上記両部材よりも用紙搬送下流側に用紙に対する振動付与手段を配設することを特徴とする給紙装置。
【請求項２】
上記振動付与手段が偏心部材を備えて構成され、当該偏心部材の軸心から部材外周の最遠輪郭範囲が用紙搬送経路を越え、かつ、最近輪郭範囲が用紙搬送経路に届かない位置関係を有するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
【請求項３】
上記振動付与手段が搬送される用紙の先端範囲を叩くことができる叩き部材であることを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
【請求項４】
上記振動付与手段が搬送される用紙の先端範囲を往復変位が複数種類になるように複数段の変動高さ及び／又は変動周期を備える偏心ローラであることを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
【請求項５】
上記振動付与手段が搬送される用紙の先端範囲を往復変位が複数種類になるように複数段の変動高さ及び／又は変動周期を備える花型状ローラであることを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
【請求項６】
上記分離部材と振動付与手段が用紙搬送方向に対し垂直方向にずれた位置をとることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の給紙装置。
【請求項７】
上記フィードローラと分離部材よりも用紙搬送下流側に用紙検知手段を設け、用紙の搬送制御を用紙先端検知に基づいて行うにあたり、上記用紙検知手段を上記振動付与手段の用紙搬送方向上流側に配置することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の給紙装置。
【請求項８】
上記フィードローラと分離部材よりも用紙搬送下流側に用紙検知手段を設け、用紙の搬送制御を用紙後端検知に基づいて行うにあたり、上記用紙検知手段を上記振動付与手段の用紙搬送方向下流側に配置することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の給紙装置。
【請求項９】
上記振動付与手段の用紙搬送下流側にある用紙搬送手段の更に下流側に用紙検知手段を設けることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の給紙装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ、印刷機等に用いられる給紙装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記給紙装置において、フィードローラと分離部材で用紙を挟持し分離する方法として種々提案されており、その代表的なものに摩擦分離方式やフリクションパッド方式がある。摩擦分離方式を採用した給紙装置（以下、ＦＲＲ給紙装置という。）は、給紙方向に回転するフィードローラと、そのフィードローラに圧接され、給紙方向と逆方向へトルクリミッタを介した駆動機構により回転駆動されるリバースローラと有し、その両ローラ間に１枚の用紙が挟持されたときにはリバースローラはトルクリミッタにより連れ回りし、２以上の用紙を挟持したときにはリバースローラが給紙方向と逆回転することで、用紙を１枚ずつ分離搬送することのできる給紙装置である。また、フリクションパッド方式の給紙装置は、給紙方向に回転するフィードローラと該フィードローラへ圧接するパッド゛を備え、フィードローラによって送り出される用紙束をパッドによって阻止することで重送を防止し、１枚ずつ分離搬送することができる給紙装置である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、用紙が静電気による密着や用紙裁断バリによる密着により用紙間の密着力が高く、上記した既存の分離方式では分離できずに、重送が発生してしまうことがある。さらに、近年では給紙する用紙に平滑性が高いコート紙などよく使用されることが多くなり、このような用紙も用紙間の密着力が高くて重送してしまうことがあった。よって、近年ではより分離性能の優れた給紙装置が要望されている。
【０００４】
本発明は、上記した従来の事情に鑑み、簡単な構成で分離性能を大幅に向上することができる給紙装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は、フィードローラと該フィードローラに圧接する分離部材を備えて構成され、これら部材の間に用紙を挟持して１枚ずつ搬送する給紙装置において、上記分離部材がフィードローラの用紙送り方向とは逆向きに用紙に送り作用を及ぼす部材であって、更に上記両部材よりも用紙搬送下流側に用紙に対する振動付与手段を配設することを特徴としている。
【００１２】
なお、本発明は、上記振動付与手段が偏心部材を備えて構成され、当該偏心部材の軸心から部材外周の最遠輪郭範囲が用紙搬送経路を越え、かつ、最近輪郭範囲が用紙搬送経路に届かない位置関係を有するようになっていると、効果的である。
【００１３】
さらに、本発明は、上記振動付与手段が搬送される用紙の先端範囲を叩くことができる叩き部材であると、効果的である。
さらにまた、本発明は、上記振動付与手段が搬送される用紙の先端範囲を往復変位が複数種類になるように複数段の変動高さ及び／又は変動周期を備える偏心ローラであると、効果的である。
さらにまた、本発明は、上記振動付与手段が搬送される用紙の先端範囲を往復変位が複数種類になるように複数段の変動高さ及び／又は変動周期を備える花型状ローラであると、効果的である。
【００１４】
さらにまた、本発明は、上記分離部材と振動付与手段が用紙搬送方向に対し垂直方向にずれた位置をとると、効果的である。
さらにまた、本発明は、上記フィードローラと分離部材よりも用紙搬送下流側に用紙検知手段を設け、用紙の搬送制御を用紙先端検知に基づいて行うにあたり、上記用紙検知手段を上記振動付与手段の用紙搬送方向上流側に配置すると、効果的である。
【００１５】
さらにまた、本発明は、上記フィードローラと分離部材よりも用紙搬送下流側に用紙検知手段を設け、用紙の搬送制御を用紙後端検知に基づいて行うにあたり、上記用紙検知手段を上記振動付与手段の用紙搬送方向下流側に配置すると、効果的である。
【００１６】
さらにまた、本発明は、上記振動付与手段の用紙搬送下流側にある用紙搬送手段の更に下流側に用紙検知手段を設けると、効果的である。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る給紙装置の構成の一例を示す斜視図である。
図１において、符号１はフィードローラ、２は分離部材としてのリバースローラであり、本実施形態の給紙装置はリバースローラ２がフィードローラ１へ圧接されているＦＲＲ給紙装置である。このＦＲＲ給紙装置において、フィードローラ１はフィードローラ軸１Ａの一端側に設けられ、フィードローラ軸１Ａの他端側は側板（図示せず）に回転自在に支持されているとともに、巻き掛け伝動部材、例えばベルト９を介して図示していない駆動装置に駆動連結されている。したがって、本実施形態のフィードローラ１は片持ち支持されており、そして駆動装置により矢印Ａで示す給紙方向に回転駆動される。他方、リバースローラ２はリバースローラ軸２Ａに設けられた従動ギヤ２３が図示していない駆動装置に駆動連結されたギヤ２１を介して駆動される駆動ギヤ２２に噛み合うことにより、矢印Ｂで示す反給紙方向に回転駆動される。このリバースローラ２は、トルクリミッタ４によって給紙方向と逆方向の所定トルクが付与されている。また、リバースローラ２は弾性手段としてのスプリング５による初期圧力によりフィードローラ１に圧接されている。なお、符号３はピックアップローラであり、そのローラ軸に設けられたギヤ６はフィードローラ軸１Ａに設けられたギヤ７とアイドルギヤ８を介して駆動連結されていることによりフィードローラ１と同様に矢印Ａ方向に回転駆動される。
【００２０】
図２は、図１に示す給紙装置の側面説明図であり、給紙すべき積載用紙Ｐの最上紙はピックアップローラ３によって矢印方向へ送り出され、このとき複数の用紙がフィードローラ１とリバースローラ２のニップに送り込まれことがある。このような複数枚の用紙が送り出されても、リバースローラ２には戻し方向に所定のトルクが与えられているので、リバースローラ２が戻し方向に回転してそれに接している用紙を戻し、最上紙のみがフィードローラ１によって分離給送される。しかし、重送用紙間の密着度が、リバースローラ２による戻し力より大きい場合、用紙が分離されずに給紙されてしまうことがある。
【００２１】
そこで、本実施形態の給紙装置は分離性能を高めて、用紙間の密着力が高い用紙が送り出されても、振動を与えて用紙間の密着力を弱め、１枚ずつ給紙するように構成したものである。
【００２２】
図３は、フィードローラ１の一例を示す斜視図であり、本実施形態ではフィードローラ１を振動させるべく、フィードローラ自体を偏重心にしている。この偏重心にする手段としては、フィードローラ１の側面にウェイト１０を設けている。また、この給紙装置は、上記したように片持ち支持されたフィードローラ１に対してウェイト１０を設けてその重心を軸芯からずらしていることにより、フィードローラ１が回転駆動すると、自励振動を発生させることができる。なお、フィードローラ１はウェイトの代りにローラの横断面自体を一様でないように構成することによって偏重心にすることで、自励振動を発生させるようにしてもよい。
【００２３】
このように構成された給紙装置は、自励振動によってフィードローラ１がリバースローラ２の圧接方向にも振動するので、フィードローラ１とリバースローラ２のニップに重送用紙が送り込まれても、振動によって用紙間に空気が入り込み、重送用紙間の密着力を弱めることにより重送を防止することができる。しかも、フィードローラ１の振動は当該ローラを偏重心するという簡単な構成で、特別な振動機構を不要にしており、きわめて安価である。なお、フィードローラ１はベルト９を介して回転駆動しているので、フィードローラ１の振動が駆動伝達に支障を来す恐れがない。
【００２４】
図２に示す給紙装置には、フィードローラ１とリバースローラ２の圧接領域に用紙搬送路を形成するための上下に設けられたガイド板１５を有している。かかる給紙装置において、上記したフィードローラ１の振動幅は、この用紙搬送路の幅、すなわち、カイド板１５の間隔ａよりも小さくなるように設定されている。この場合、フィードローラ１はウェイト１０の重さやフィードローラ径方向位置を変更することによって振動幅を、カイド板１５の間隔よりも小さい範囲内で適宜調整することができる。
【００２５】
また、給紙装置は図４に示すように、フィードローラ１とリバースローラ２の圧接領域の給紙方向下流側に近接して用紙搬送路を形成するためのガイド板１５が設けられているもの多々知られている。かかる給紙装置においても、フィードローラ１の振動幅をカイド板１５の用紙受け入れ側開口幅ｂよりも小さくなるように設定されている。
【００２６】
このように構成された給紙装置は、フィードローラ１の振動幅が用紙搬送路の幅内に収まるように設定していることにより、振動によるフィードローラ１とリバースローラ２におけるニップの変動幅を、用紙がガイド板１５に突き当たったり、ガイド板から外れたりする等の用紙搬送の不具合が生じないように規制することができる。なお、用紙搬送路を形成するガイド板１５が下側ガイド板のみから構成される等の特殊な場合においても、フィードローラ１の振動幅が用紙搬送路の幅内に収まるように設定することで、振動による用紙搬送に不具合を防止することができる。
【００２７】
また、フィードローラ１はウェイト１０をローラに対して着脱可能にし、かつ、重さの異なる複数のウェイト１０を用意しておくことにより、振動幅の調整を容易に行うことができる。さらに、フィードローラ１は図５に示すように、その径方向の異なる位置に、ウェイト１０の取り付け用ネジ孔１１を形成し、ネジ付ウェイト１０を取り付ける位置を変えることによっても振動幅の調整を容易に調整することができる。
【００２８】
ところで、フィードローラ１を振動して用紙間の密着力を弱めようとする場合、フィードローラ１をリバースローラ２に圧接する方向への振動が有効であり、他の方向の振動は用紙のスキューや耳折れ、またはジャムを招く恐れがある。そこで、図６および図７に示す実施形態では、フィードローラ１はその軸芯とリバースローラ２の軸芯とを結ぶ直線の方向に延びる長孔状の案内溝１８を設けた支持板１６にその軸１Ａが軸受１Ｂを介して支持している。すなわち、フィードローラ１の振動方向を案内溝１８の延在方向に規制している。さらに、フィードローラ１にはリバースローラ２の圧接力と同等の大きさで、かつそれと対向する方向の弾性力を付勢する弾性部材としてのスプリング１７によって加圧されている。このスプリング１７よりフィードローラ１をリバースローラ２の圧接力と同じ加圧力で加圧するため、フィードローラ１回転駆動による振動の振幅の中心を無振動時のフィードローラ１をリバースローラ２のニップに設定できる。よって、フィードローラ１の回転時に発生させる振動に起因したスキューや耳折れ、またはジャム等の発生を抑えることができる。なお、フィードローラ１は図８に示すように、ジャム処理等の何らか理由によりリバースローラ２が外されたとき、上記したスプリング１７によってリバースローラ２が位置した方向へ大きく回動することがないように支持板１６の下部に軸受１Ｂを受けるストッパ１９を設けてフィードローラ１の移動量を規制している。
【００２９】
図９は、本発明に係る給紙装置の他の実施形態を示す説明図であって、本実施形態における給紙装置もＦＲＲ給紙装置である。
図９において、フィードローラ１とリバースローラ２のローラ対における用紙搬送下流側に、給紙された用紙Ｐに振動を与える振動付与手段としての偏心部材が設けられており、本例の偏心部材は偏心ローラ３０で構成されている。フィードローラ１とリバースローラ２のローラ対の搬送方向下流側には、搬送ローラ等の用紙搬送手段４０が設けられているが、上記偏心ローラ３０は搬送手段４０よりもフィードローラ１とリバースローラ２側に配置されている。この偏心ローラ３０は、その軸心からローラ外周の最遠輪郭範囲が用紙搬送経路を越え、かつ、最近輪郭範囲が用紙搬送経路に届かない位置関係を有する配置されている。
【００３０】
偏心ローラ３０は、通常、最近輪郭範囲を用紙搬送経路に対向させ、フィードローラ１によって搬送された用紙の先端が近づくと、少なくとも１回転して用紙先端に当るように、その作動が制御されている。かかる制御を可能にするため、偏心ローラ３０は、図１０に示すように、駆動手段としての回転量を制御できるステッピングモータ３２により、駆動伝達手段としてのギヤ３３を介して駆動連結されている。そして、偏心ローラ３０の軸には位置検出手段としてフォトインタラプタ３５に検知されるフィーラー３４が固定されており、フォトインタラプタ３５のフィーラー３４を検知した信号によりステッピングモータ３２の駆動を制御するように構成されている。
【００３１】
このように構成された給紙装置は、図１１に示すように、搬送された用紙の先端に偏心ローラ３０が当って振動させるので、重送用紙が給紙されたときには用紙間にその先端から入り込んだ空気の層が形成されて用紙間の密着力が弱められる。さらに、偏心ローラ３０が振動させるのは重送用紙の先端がフィードローラ１とリバースローラ２を出た直後であり、用紙はこれらローラ対に挟持されている状態である。かかる状態において、上記したように重送用紙間の密着力が弱まると、その密着力よりリバースローラ２の戻し力が打ち勝ち、ＦＲＲ方式で防げなかった重送を防止することができる。なお、本実施形態の給紙装置は重送でない用紙に対してもその先端に偏心ローラ３０が当るので、偏心ローラ３０の少なくとも用紙に当る部分は摩擦係数が小さくする処理が施されており、本例では偏心ローラ３０をポリアセタール樹脂等の摩擦係数の小さい樹脂で作られている。また、偏心ローラ３０はフィードローラ１とリバースローラ２を出た直後の用紙に当てることが肝要で用紙の大部分がこれらローラを通過していると効果が薄い。このため、偏心ローラ３０は図１０に示すように、フィードローラ１とリバースローラ２と用紙搬送方向に対し垂直方向にずれた位置をとることによって偏心ローラ３０の当る位置をフィードローラ１とリバースローラ２に近づけることもでき、しかも省スペースである。
【００３２】
ところで、給紙装置直後の用紙搬送路には次給紙の信号等を得る、ジャム検知を兼ねた用紙検知センサを配置しているものが多々ある。この場合のセンサは、フィーラーとフォトインタラプタを組み合わせて、用紙の先端もしくは後端を検知するものがよく使用されている。この用紙検知センサで用紙の先端を検知しようとする場合、図９に示すように、用紙センサ３６を偏心ローラ３０の上流側に配置すると、用紙センサ３６が用紙の先端を検知後に偏心ローラ３０による振動が加わるので、用紙への振動がセンサの検知に悪影響が及ぼすことがない。
【００３３】
また、用紙検知センサで用紙の後端を検知しようとする場合、図１２に示すように、用紙センサ３６を偏心ローラ３０の下流側に配置すると、用紙センサ３６が用紙の後端が偏心ローラ３０を通過した後に検知するで、用紙への振動がセンサの検知に悪影響が及ぼすことがない。なお、偏心ローラ３０の下流側に配置した用紙搬送手段４０のさらに下流側は偏心ローラ３０による振動が伝わらないので、図１３に示すように、用紙搬送手段４０のさらに下流側に配置した用紙センサ３６は偏心ローラ３０の振動による影響を受けることがない。
【００３４】
上記した実施形態では、振動付与手段として偏心カム状の偏心ローラ３０を用いているが、振動付与手段としては図１４に示すように、往復変位が複数種類になるような複数段の変動高さ及び／又は変動周期を備える花型状ローラ４１でもよい。さらに、振動付与手段としては図１５に示すように、１枚以上の板状体を回転軸に対して両端までの長さが異なるように固定した叩き部材であってもよい。なお、この叩き部材はマイラー（商品名）で構成すると、低摩擦でへたりにくく有利である。
【００３５】
図１６は、本発明に係る給紙装置におけるさらに他の実施形態を示す説明図であって、本実施形態における給紙装置もＦＲＲ給紙装置であり、本例はリバースローラ２を矢印方向で示す用紙搬送方向に沿って往復変位させるものである。
【００３６】
リバースローラ２は、図１６に示すように、ローラ軸２Ａに設けられた従動ギヤ２３が駆動軸２５に固定された駆動ギヤ２２と噛み合うことによりトルクリミッタ４を介した用紙戻し方向の回転トルクが与えられている。そして、駆動軸２５には図１７に示すように、往復変位が複数種類になるような複数段の変動高さ及び／又は変動周期を備える花型状カム５０が設けられ、リバースローラ軸２Ａにはそのカムフォロアとしての円板５１が固定されている。この場合、リバースローラ軸２Ａと駆動軸２５の軸線を結ぶ方向が用紙搬送方向と平行であるので、駆動時が回転されたとき、リバースローラ２は用紙搬送方向に沿った方向に変位される。なお、このときの変位幅は従動ギヤ２３と駆動ギヤ２２の噛み合い外れない幅になるようカム５０の形状が設定されている。
【００３７】
このように構成された給紙装置は、ピックアップコロ３により複数枚用紙がフィードローラ１とリバースローラ２のニップに送り込まれ、その用紙間の密着力がリバースローラ２のトルクよりも大きくても、リバースローラ２が用紙搬送方向に変位することで用紙にずらし作用を付与することができる。そして、用紙間の密着力はずらし作用によって弱められることで、最上紙以外の用紙はリバースローラ２の戻し力によってそのニップからその上流側へ戻される。したがって、本給紙装置は分離性能が大幅に向上するものであり、しかもリバースローラ２の変位はそのローラの駆動を巧みに利用しているため、変位させるための特別な駆動機構を必要とせず、きわめて安価で提供することができる。
【００３８】
なお、リバースローラ２の変位の適正量は不変ではなく、使用する用紙の種類や経時使用等によって異なるものである。そこで、図１８に示すように、複数の各々山・谷のピッチ数や山・谷の段差量のカム部５３を駆動軸２５にスライド移動可能に装着し、用紙等に適正なカム部５３を円板５１に当接する位置で固定させる。
【００３９】
このように構成すれば、多くの紙種に対応したリバースローラ２の変位量や変位数が得られる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、各種改変できるものである。
【００４０】
例えば、上記実施形態ではＦＲＲ給紙装置によって説明したが、本発明はＦＲＲ給紙装置に限らず、分離部材が用紙戻し方向に移動可能な給紙装置に適用することができる。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１ないし６の構成によれば、重送紙の先端がフィードローラと分離部材を通過しても、その用紙に振動を与えて用紙間の密着力を弱めることができるので、重送を防止できる。よって、重送し易いコート等を確実に１枚ずつ給紙することができる。
【００４６】
請求項７ないし９の構成によれば、用紙に与える振動による用紙検知への悪影響を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る給紙装置の構成の一例を示す斜視図である。
【図２】図１の給紙装置の側面説明図である。
【図３】本発明の給紙装置におけるフィードローラの斜視図である。
【図４】図１の給紙装置の変形例を示す側面説明図である。
【図５】図３の変形例を説明図である。
【図６】本発明に係る給紙装置のフィードローラの一例を示す正面説明図である。
【図７】図６の側面説明図である。
【図８】図６のリバースローラがフィードローラから離れた状態の正面説明図である。
【図９】本発明の他の実施形態を示す側面説明図である。
【図１０】図９の配置関係を示す平面説明図である。
【図１１】図９の作動時を示す説明図である。
【図１２】用紙センサの配置例を示す説明図である。
【図１３】用紙センサの他の配置例を示す説明図である。
【図１４】振動付与手段の変形例を示す説明図である。
【図１５】他の振動付与手段の変形例を示す説明図である。
【図１６】本発明のさらに他の実施形態におけるリバースローラの構成を示す断面説明図である。
【図１７】図１６の側面説明図である。
【図１８】図１６の変形例を示す説明図である。
【符号の説明】
１    フィードローラ
２    リバースローラ
５    スプリング
９    ベルト
１５    ガイド板
３０    偏心ローラ
５０    カム
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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