【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばプリンタ等の画像記録装置において用いられ、シートを１枚ずつ順次に分離給送するシート給紙装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のシート給紙装置を用いる画像記録装置としては、例えば記録媒体に記録液を吐出して記録を行うインクジェット式の画像記録装置が挙げられる。
【０００３】
図６は従来のシート給紙装置を備えたインクジェット式の画像記録装置の断面図を示し、印字データに従って、インクを吐出することにより記録シート上に文字又は画像を形成する。
【０００４】
このインクジェット式の画像記録装置１は、給紙装置２と画像記録部３を有しており、給紙装置２は積層された未使用のシートＳを積層して収納するシート収納装置４と、シートＳの搬送経路を形成するガイド部５と、シートＳを画像記録部３に搬送するための１対の搬送ローラ対６とを有している。
【０００５】
図７はシート給紙装置２の構成図、図８はリタード分離機構の斜視図を示しており、次工程の画像記録部３に向けてシートＳを１枚ずつ順次に供給する機能を有している。このシート給紙装置２は、シート収納装置４から最上位のシートＳを１枚ずつ給送するピックアップローラ７と、シートＳをガイド部５に向けて搬送するフィードローラ８を有している。
【０００６】
また、シート給紙装置２にはリタードローラ９が設けられ、このリタードローラ９は駆動軸１０により駆動され、フィードローラ８と所定の加圧力で常時圧接して対をなすように設けられ、かつ駆動軸１０に配置されたトルクリミッタ１１の作用で、所定のトルク制限の下にフィードローラ８の回転方向とは逆転方向に回転するようにされている。
【０００７】
ピックアップローラ７は図示しない支点軸を中心に、揺動自在にシート収納装置４内に降下可能に制御されると共に、最上位のシートＳを圧接して前方に繰り出すように回転駆動する。繰り出されたシートＳの前方には、シート収納装置４の先端縁であって適正な傾斜角を有し、シートＳの先端を斜め上方に偏向するための傾斜部材１２が設けられている。この傾斜部材１２のシート接触表面を所定の抵抗粗さで仕上げることにより、仮に複数枚のシートＳが共に繰り出されたとしても、２枚目以降のシートＳに搬送抵抗を与えながら、傾斜角との相乗効果によるシートＳの先端への捌き動作を施す、所謂土手分離方式により分離性能を向上させている。
【０００８】
リタードローラ９はピックアップローラ７により給送されるシートＳが複数枚の場合には、リタードローラ９と接する側の２枚目のシートＳをピックローラ７の方向へ引き戻し、１枚目のシートＳと分離する。分離後は最上位の１枚目のシートＳをフィードローラ８と挟持することにより、トルクリミッタ１１の所定トルクを超える搬送方向推進力が伝達され、順方向に従動回転する。つまり、給紙開始当初及び１枚ずつシートＳが給紙されている際には、フィードローラ８及びシートＳを介在した摩擦力によりトルクリミッタ１１は空転し、リタードローラ９の回転方向と逆方向に従動回転する。
【０００９】
しかし、複数枚のシートＳが給紙された際には、リタードローラ９とシートＳとの間の摩擦力に対して、複数枚のシートＳ同士の摩擦力が小さいことから、トルクリミッタ１１は空転せず、リタードローラ９は駆動軸１０の回転方向と同方向つまり給送方向と逆方向に回転する。これにより、複数枚のシートＳの間のフィードローラ８側、即ち最上位のシートＳとそれ以外のシートＳとを分離することができ、ガイド部５へのシートＳの重送を防止することができる。
【００１０】
次に、シート給紙装置２において、シートＳの給送、分離条件を満足する理論式について説明する。ここでは、仮にピックアップローラ７が積層シート層を押し付けて繰り出す際の加圧力をＷ、トルクリミッタ１１の空転トルクをＴ、リタードローラ９のフィードローラ８への加圧力をＮ、リタードローラ９の半径をｒとする。また、各構成要素間の摩擦係数を、ピックアップローラ７とシートＳ間の摩擦係数をμＡ、フィードローラ８とシートＳ間の摩擦係数をμＢ、リタードローラ９とシートＳ間の摩擦係数をμＣ、ピックアップローラ７加圧部下のシートＳ間の摩擦係数をμＤ、フィードローラ８とリタードローラ９とのニップ部のシートＳ間の摩擦係数をμＥ、シートＳ間の摩擦係数をμＦとする。
【００１１】
給紙ローラ群により１枚のシートＳを給紙方向へ搬送するための条件としては、ピックアップローラ７とフィードローラ８とがシートＳに抗力を与えながら、摩擦力を利用して給紙する推進力（Ｗ・μＡ＋Ｎ・μＢ）が、リタードローラ９の逆送方向に与える引き戻し力と、積層シート層の２枚目のシートＳが給紙対象の１枚目のシートＳに与える搬送抵抗力との合力（Ｔ／ｒ＋Ｗ・μＤ）よりも大きければよい。
【００１２】
従って、上記条件を満足する関係式は下記の通りに得られる。
Ｎ＞Ｔ／（ｒ・μＢ）＋（μＤ−μＡ）Ｗ／μＢ …（１）
【００１３】
次に、複数枚のシートＳがリタードローラ９間に給紙された際に、２枚目以降のシートＳを積層シート層側に引き戻すための条件としては、リタードローラ９の引き戻し搬送力Ｔ／ｒが、給紙推進力（Ｗ・μＦ＋Ｎ・μＦ）に打ち勝てばよい。このとき、積層シート層の抵抗は式（１）と逆方向に働くことを考慮すると、満足するための関係式は下記のようになる。
Ｎ＜Ｔ／（ｒ・μＥ−２μＤ・Ｗ）／μＥ …（２）
【００１４】
また、通常の給紙状態でリタードローラ９がフィードローラ８に追従して順方向に回転するためには、フィードローラ８の推進力Ｎ・μＣが、リタードローラ９の回転駆動力Ｔ／ｒよりも大きければよいので、次式の通りとなる。
Ｎ＜Ｔ／（ｒ・μＣ） …（３）
【００１５】
式（１）は給送条件、式（２）は分離条件、式（３）はリタードローラ９の連れ回り条件をそれぞれ満足する式である。なお、上式中で同一のシートＳを用いれば、各ローラ加圧部の摩擦係数はさほど大きくばらつくことはないため、摩擦係数をμＤ≒μＥ＝μＦと置き換えると、式（１）、（２）はそれぞれ式（４）、（５）となる。
Ｎ＞Ｔ／（ｒ・μＢ）＋（μＦ−μＡ）Ｗ／μＢ …（４）
Ｎ＜Ｔ／（ｒ・μＦ）−２Ｗ …（５）
【００１６】
図９は式（３）、（４）、（５）の関係の特性図を示しており、斜線部はシートＳの分離給送が適正に行われるための給送領域である。更に、この給送領域を拡げるには、各ローラとシートＳ間の摩擦係数を大きくするか、ピックアップローラ７の加圧力を小さくすることが必要である。また、リタードローラ９の加圧力Ｎと、トルクリミッタ１１の空転トルクＴとを共に大きくする方向（図中右上の方向）の条件下に給送条件を設定した方が、斜線部の給送領域が拡張する。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら近年の画像形成技術の発達に伴い、種々の記録媒体に印字情報を記録することが可能となっている。例えば、印字媒体に熱を与えることにより媒体自体が直接発色する感熱式プリンタや転写式の昇華型プリンタ等においては、画像形成装置に特化した専用紙が用いられている。しかし、例えばＬＢＰ（レーザビームプリンタ）に代表される電子写真プリンタや、インクジェットプリンタでは、普通紙からＯＨＰ（オーバヘッドプロジェクタ）用シート等のシートフィルムまで種々の媒体に記録することが可能である。これにより、オペレータは同一の画像形成装置で、文字情報や画像等の記録情報を所望の反射媒体や透過媒体へ出力させることができる。
【００１８】
このような記録媒体としては、例えば光沢紙、ＯＨＰ用透明シート、シール用紙等があり、最近では高画質な画像等を記録するために専用光沢フィルムやＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）ベースのフィルムシート等も用いられている。しかし、これらの記録媒体はシート厚や表面の仕上げも各媒体により様々である。また、印字画像サイズに適合したシートサイズを給送して印字するために、画像形成装置に装填されているシート収納体を装置本体に対し着脱可能に構成し、所望の画像に合わせて収納体を交換したり、複数の収納体装填口を装置本体に設けて、オペレータの選択操作により所望シートを給送して印字している。
【００１９】
また近年では、Ａ３判、Ａ３ノビ判等、大判のシート状の記録媒体にも対応できる多数の画像形成装置が出現しており、同時に記録画素密度の高精細化に伴って記録される画質も向上し、そのため写真画像を記録するための光沢紙や透明シート等も多用されるようになっている。
【００２０】
これらの記録シートはベース材料にインクを吸収する受像層を形成し、極めて平滑に形成されていると共に、そのシート厚もＯＨＰ用シートのような薄いものから、医用Ｘ線フイルムと同様なＰＥＴベースの厚手シートのものまで様々である。更に、一旦記録された受像層の長期保管性を高めるためや、インクの滲み出しを防止するために、受像層の上面にコート層を塗布しているシートもあり、このコート層は記録用インクを受像層まで透過させて記録させるために、無数の空孔が形成されており、その表面は比較的凹凸がある等の種々のシート種が存在する。
【００２１】
また同種のシートでも、例えばベース素材に受像層を塗工する工程が環境条件、製造年月の変化によって受像層の吸収率に若干の差異が生じたり、日進月歩の改良によってより薄く吸収率の高い媒体、つまり種々のシート摩擦係数を有するシートが開発されている。
【００２２】
このような装置で使用されるシートの中には、同じ種類であっても各シート間において、湿気等の吸収量の差や積層圧の差による密着性が異なり、またシート層のずれ等の積層状態の違いにより、シート間の各摩擦係数がばらついていたり、異なる種類のシートを同時にシート収納台上に装填することもある。このような場合には、シート収納装置４内の積載シートの中の上層シートとその下層のシート層間の摩擦係数が、シートＳ間の摩擦係数に比べて著しく小さいと、２枚重ねでの繰り出しにとどまらず、図１０に示すような３枚のシートＳが、同時にリタードローラ９間に進入する多重搬送が発生することがある。この場合に多重搬送されたシートＳは、フィードローラ８とリタードローラ９のニップ部まで搬送され、分離動作を施されながらガイド部５に搬送される。
【００２３】
しかし、シートＳは前述の給紙条件の設定を変化させても分離できずに、重送が発生してしまうことがある。通常では、シートＳ間の摩擦係数μＦが同等の場合には、多重搬送されたシートＳはリタードローラ９の反転駆動により最下層から順次に分離されて搬送されることになる。ところが、多重シートがリタードローラ９のニップ部に進入すると、ニップ圧が高まることになる。つまり、加圧力値Ｎが実質的に上昇することになり、この傾向は使用するシート厚が厚くなるほど顕著に表れる。
【００２４】
図９に示すリタード分離機構の特性図によれば、複数枚の多重シートの搬送が発生すると、加圧力Ｎ値が上昇するため、給送領域から重送領域寄りに特性が推移する。通常では、斜線部の給紙領域内に収まるように加圧力Ｎと空転トルクＴの値を設定する際に、各ローラ間の負荷や磨耗を低減し、ローラの耐久性を向上させるために、両値共に極力小さな値が望まれる。そのために、加圧力Ｎ値の変位で給紙領域を外れ、重送領域に入り易くなってしまう場合もある。
【００２５】
更に、近年のようにシートの種類が多種多様化している状況下においては、３枚の多重搬送にとどまらず、５〜１０枚程度の多重搬送は珍しいことではなく、多重搬送枚数が増えるということは、分離状況を更に厳しくしていることは云うまでもない。
【００２６】
また、多重シート間の各摩擦係数に差がある場合には、中間シートＳの挙動が不安定となり、最下層のシート戻し力を発生させるための搬送方向に対する順・逆方向の推進力相関が不安定となってしまう。つまり、リタードローラ９は最下層のシートＳと直接的に接触して、逆方向への駆動力を供与できるが、それよりも上位のシートＳには間接的にしか駆動力を与えられないため、シートＳの挙動は不安定なものとなってしまう。それにより、最下層のシートＳの戻しに手間取ってしまう間に、第１、第２のシートＳが分離されずに所定距離だけ進行し、次工程に送り込まれてしまい結果として、重送が発生することがある。
【００２７】
なお、重送し難く、かつ重送したシートＳを戻し易くしようとすると、トルクリミッタ１１による戻し力を大きく設定するか、リタードばねによるリタードローラ９の加圧力を大幅に低減する必要がある。しかし、何れの場合もフィードローラ８及びリタードローラ９とシートＳ間における滑りを発生し易くすることなり、フィードローラ８及びリタードローラ９の摩耗を加速させることで、フィードローラ８とリタードローラ９の耐久寿命を著しく低下させてしまう。その結果、消耗部品の定期交換回数が増加し、シート給送装置の維持費が上昇してしまう。
【００２８】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、シートの分離性能、搬送性を向上させ、更に耐久性を向上させたリタード分離機構を装備したシート給紙装置を提供することにある。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係るシート給紙装置は、未使用のシートを積層収納した収納部から繰り出された前記シートを１枚ずつ分離するためのリタード分離機構と、該リタード分離機構により取り出された前記シートを印字記録する記録部に給送する給送部を備えたシート給紙装置において、前記リタード分離機構は前記シートを給紙方向に回転駆動するフィードローラと、前記シートの給紙方向とは逆方向に一定トルクにより回転駆動して送り込まれてくる前記シートを戻す逆転ローラと、前記フィードローラと前記逆転ローラとを圧接させる加圧手段とを有し、前記逆転ローラは前記フィードローラに圧接する第１の逆転ローラと、前記フィードローラの円周方向下流側に配置した第２の逆転ローラとを有することを特徴とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明を図１〜図５に図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は第１の実施の形態におけるシート給送装置を装備するインクジェット式の画像記録装置の構成図を示している。このインクジェット式の画像記録装置２１は、シート給紙装置２２と画像記録部２３とを備えている。シート給紙装置２２には、積層収納された未使用のシートＳを収納するためのシート収納装置２４と、シートＳを案内するガイド部２５と、シートＳを画像記録部２３に送り込む搬送ローラ対２６とが設けられている。
【００３１】
画像記録部２３には、２組の副走査ローラ２７、２８が離間して設けられており、この副走査ローラ２７、２８の間にはプラテン板２９が配置されている。このプラテン板２９の上方にはインクを収納するキャリッジタンク３０が付設されたインクジェット記録ヘッド３１が配置されている。インクジェット記録ヘッド３１は図示しないキャリッジに載置されており、キャリッジは副走査ローラ２７、２８の回転軸と略平行に配置されたキャリッジガイドにより、シートＳの搬送方向に略直交する方向に移動可能に取り付けられている。
【００３２】
シート給紙装置２２から送り出された１枚のシートＳは、シートＳの搬送経路を形成する略半円形の曲線経路部２５ａにより案内され、搬送路の途中に設けられる搬送ローラ対２６の搬送駆動を受けることにより進路を略１８０度、変更される。続いて、ガイド部２５の直線経路部２５ｂに導かれながら、所定量ずつ間欠的に搬送する２組の副走査ローラ２７、２８に挿し込まれ、副走査が行われる。なお、印字中は搬送ローラ対２６は搬送抵抗を軽減させるため、離間してシートＳの挟持を開放するよう構成されている。そして、プラテン板２９上に導かれたシートＳにインクジェット記録ヘッド３１からインクが吐出されることにより画像形成が行われる。印字終了後は、記録済みのシートＳが順次排紙トレイ３２上に積層排出される。
【００３３】
図２はシート給紙装置２２の構成図、図３はリタード分離機構の斜視図を示している。シート収納装置２４の上方には、最上位のシートＳを１枚ずつ給送するピックアップローラ３３が設けられており、シート給紙装置２２はピックアップローラ３３から取り出されたシートＳを次工程の画像記録部２３に向けて順次に供給する。
【００３４】
シート収納装置２４の出口に配された傾斜部材３４の排出側にはガイド板２５ｃが設けられ、ガイド板２５ｃの排出側には、給送されるシートＳを曲線経路部２５ａに向けて搬送するフィードローラ３５が配置されている。駆動軸３６に取り付けられたリタードローラ３７が、フィードローラ３５と所定の加圧力で常時圧接して対をなすよう設置され、かつ同軸上に配置されるトルクリミッタ３８の作用で所定のトルク制限の下に、フィードローラ３５の回転方向とは逆転方向に回転するようにされている。
【００３５】
更に、フィードローラ３５の円周方向の下流側には駆動軸３９に設けられた第２のリタードローラ４０が配置されている。この第２のリタードローラ４０は第１のリタードローラ３７と同様に所定の加圧力で、フィードローラ３５に常時圧接して、トルクリミッタ４１のトルク制限の下に逆転方向に回転する。
【００３６】
図３に示すように、第１のリタードローラ３７は左右２つに分割され、第２のリタードローラ４０はこれらのローラ３７の間に配されて、互いの駆動に干渉することないようにされている。このように、第２のリタードローラ４０の配列を２つの第１のリタードローラ３７間に入れ子状にして略近傍に配置することにより、シート搬送方向への推進力又は引き戻し力が平衡を保ち、シートＳの斜行を防止することができる。
【００３７】
このフィードローラ３５、第１のリタードローラ３７、第２のリタードローラ４０から成るリタード分離機構の上流側入口には、上述したようにガイド部２５ｃが配置され、下流側出口には曲線経路部２５ａがそれぞれピックアップローラ３３とフィードローラ３５及びリタードローラ３７、４０で形成されるシート搬送経路の出口に配置されている。
【００３８】
図４はフィードローラ３５及び第１及び第２のリタードローラ３７、４０のニップ部にシートＳが多重搬送された状態を示している。先ず、第１のリタードローラ３７とのニップ部に複数枚のシートＳが挿し込まれると、リタード分離作用により最下位のシートＳに逆転の搬送力が掛かる。しかし、それよりも上位のシート層には逆転駆動力が伝わらずに搬送順方向へと移行し、シートＳの先端が第２のリタードローラ４０に当接する。
【００３９】
この際に、シートＳが第２のリタードローラ４０の表面の曲面部に沿って進行することにより、シート先端部は段差が発生し、結局は最上位から最下位までの全シートＳに対してリタードローラ４０の表面が直接的に接触することが可能となる。
【００４０】
また、それでも複数枚のシートＳが、第２リタードローラ４０のニップ部に進入すると、リタードローラ４０の分離動作が開始され、その時点での最下層シートから逆方向へと押し戻されてゆき、リタードローラ群で形成されるバッファエリアＡに、シート先端部が撓みながら後退してゆく。
【００４１】
仮に、第１のリタードローラ３７の逆転が負荷その他の理由により遅れたとしても、エリアＡがバッファ領域として機能するため、最下層とその上位のシート間に段差が生じ、第２のリタードローラ４０は上位のシートＳと確実な接触が可能となる。この動作が進入したシートＳの枚数分だけ行われ、最終的に最上位のシートＳのみがリタードローラ４０のニップ部に残ることになる。
【００４２】
これにより、最上位のシートＳ以外はリタード機構により分離され、繰り出し分離動作が完了する。引き続いて、曲線経路部２５ａ及び搬送ローラ対２６、直線経路部２５ｂにより画像記録部２３にシートＳが搬送されることになる。
【００４３】
このように、リタード分離方式は２対の逆転ローラである第１、第２のリタードローラ３７、４０を備えることにより、２枚以上の多重搬送が発生した場合でも、確実に１枚ずつに分離して次工程へと搬送することが可能となる。また、厚さや摩擦係数が異なる種々のシートであっても、確実に分離給送することができ、分離動作を安定して行うことができる。そして、分離条件を満足するためにトルクリミッタの空転トルク値も大きくする必要がないため、ローラの耐久性が低減する虞れも少なくて済む。
【００４４】
図５は第２の実施の形態におけるリタード機構の断面図を示している。第２のリタードローラ４２の表面には、回転方向と直交する方向に複数条の溝部４３が設けられている。なお、第１の実施の形態と同一の部材には同一の符号を付している。
【００４５】
第１の実施の形態と同様に、リタードローラ３７、４２のニップ部に複数枚の多重シートが給送された場合に、第１のリタードローラ３７が最下位シートＳと上位層シートとの分離動作を行っている間に、上位層シートが第２のリタードローラ４２に向かって進行し、続いてフィードローラ３５とのニップ部に進入してゆく。
【００４６】
次に、第２リタードローラ４２による分離動作が開始され、同様にその時点での最下層シートＳから逆方向へと押し戻され、リタードローラ群で形成されるエリアＡに、シート先端部が撓みながら後退してゆく。同時に、その上位のシートＳが引き続き、第２リタードローラ４２と接触して分離動作が行われる。
【００４７】
しかし、先端が第２リタードローラ４２の表面の溝部４３に当接状態にあれば、より早く確実に下層シートＳを戻すことが可能となり、ローラ磨耗による摩擦係数の変化によって生ずる給送領域の変化を補償することができる。また、分離に所要する時間が低減できるため、分離動作で手間取ることで生ずる下流の搬送ローラ対２６への重送シートの送り込み頻度を減少することが可能となる。
【００４８】
更に、第２のリタードローラ４２の逆転駆動時の回転速度を、第１のリタードローラ３７の逆転駆動時の回転速度よりも高速に設定することで、バッファエリアＡを利用して当接するシート先端部に撓みを与える捌き効果が更に向上し、より確実な分離動作を行うことが可能となる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るシート給紙装置は、フィードローラに圧接する第１の逆転ローラとフィードローラの円周方向下流側に配置された第２の逆転ローラを有することで、フィードローラのニップ部に複数枚の多重シートが給送された場合でも、確実に１枚ずつに分離して次工程へと搬送することが可能となる。また、厚さや摩擦係数の異なる種々のシートであっても、確実に分離給送することができ、分離動作を安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の画像記録装置の概略構成図である。
【図２】シート給紙装置の概略構成図である。
【図３】リタード分離機構の概略斜視図である。
【図４】第１の実施の形態のリタード分離機構の断面図である。
【図５】第２の実施の形態のリタード分離機構の断面図である。
【図６】従来の画像記録装置の概略構成図である。
【図７】従来のシート給紙装置の概略構成図である。
【図８】従来のリタード分離機構の概略斜視図である。
【図９】従来のリタード分離機構の特性図である。
【図１０】従来のシート給紙装置の多重搬送状態の断面図である。
【符号の説明】
２１ 画像記録装置
２２ シート給紙装置
２３ 画像記録部
２４ シート収納装置
２５ ガイド部
３３ ピックアップローラ
３５ フィードローラ
３７、４０、４２ リタードローラ
３８、４１ トルクリミッタ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a sheet feeding apparatus used in an image recording apparatus such as a printer, for example, for sequentially separating and feeding sheets one by one.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as an image recording apparatus using a sheet feeding apparatus of this type, for example, there is an ink jet type image recording apparatus which performs recording by discharging a recording liquid onto a recording medium.
[0003]
FIG. 6 is a cross-sectional view of an ink-jet type image recording apparatus provided with a conventional sheet feeding device. A character or an image is formed on a recording sheet by discharging ink according to print data.
[0004]
The ink jet type image recording apparatus 1 includes a sheet feeding device 2 and an image recording unit 3, and the sheet feeding device 2 includes a sheet storage device 4 that stores stacked unused sheets S in a stacked state, The image forming apparatus includes a guide section 5 that forms a conveyance path for the sheet S, and a pair of conveyance rollers 6 for conveying the sheet S to the image recording section 3.
[0005]
FIG. 7 is a configuration diagram of the sheet feeding device 2, and FIG. 8 is a perspective view of the retard separating mechanism, which has a function of sequentially feeding the sheets S one by one to the image recording unit 3 in the next process. ing. The sheet feeding device 2 includes a pickup roller 7 that feeds the uppermost sheet S one by one from the sheet storage device 4 and a feed roller 8 that conveys the sheet S toward the guide unit 5.
[0006]
Further, the sheet feeding device 2 is provided with a retard roller 9, which is driven by a drive shaft 10, and is provided so as to be constantly pressed against the feed roller 8 with a predetermined pressing force to form a pair, and By the action of the torque limiter 11 disposed on the drive shaft 10, the feed roller 8 rotates in a direction reverse to the rotation direction of the feed roller 8 under a predetermined torque limit.
[0007]
The pick-up roller 7 is controlled so as to be swingable about the fulcrum shaft (not shown) so as to be able to descend into the sheet storage device 4, and is driven to rotate so that the uppermost sheet S is pressed forward and fed forward. In front of the fed-out sheet S, there is provided an inclined member 12 which is a leading edge of the sheet storage device 4 and has an appropriate inclination angle and deflects the leading end of the sheet S obliquely upward. By finishing the sheet contact surface of the inclined member 12 with a predetermined resistance roughness, even if a plurality of sheets S are fed out together, the inclination angle and the inclination angle are given while giving the conveyance resistance to the second and subsequent sheets S. The separation performance is improved by a so-called bank separation method in which a separating operation to the leading end of the sheet S is performed by a synergistic effect of the above.
[0008]
When there are a plurality of sheets S fed by the pickup roller 7, the retard roller 9 pulls back the second sheet S on the side in contact with the retard roller 9 in the direction of the pick roller 7, and the first sheet S And separate. After the separation, the uppermost first sheet S is sandwiched between the feed roller 8, so that the transport direction propulsive force exceeding the predetermined torque of the torque limiter 11 is transmitted, and the sheet is rotated in the forward direction. That is, at the beginning of sheet feeding and when sheets S are fed one by one, the torque limiter 11 idles due to the frictional force interposed between the feed roller 8 and the sheet S, and is in a direction opposite to the rotation direction of the retard roller 9. And rotate.
[0009]
However, when a plurality of sheets S are fed, since the frictional force between the plurality of sheets S is smaller than the frictional force between the retard roller 9 and the sheet S, the torque limiter 11 Without running idle, the retard roller 9 rotates in the same direction as the rotation direction of the drive shaft 10, that is, in the direction opposite to the feeding direction. Thereby, the feed roller 8 side between the plurality of sheets S, that is, the uppermost sheet S and the other sheets S can be separated, and double feeding of the sheets S to the guide unit 5 can be prevented. Can be.
[0010]
Next, a theoretical formula that satisfies the conditions for feeding and separating the sheet S in the sheet feeding device 2 will be described. Here, suppose that the pressure applied when the pickup roller 7 presses and feeds the laminated sheet layer is W, the idle torque of the torque limiter 11 is T, the pressure applied to the feed roller 8 of the retard roller 9 is N, and the radius of the retard roller 9 is N. Is r. Further, the friction coefficient between the components is μA, the friction coefficient between the pickup roller 7 and the sheet S is μB, the friction coefficient between the feed roller 8 and the sheet S is μB, the friction coefficient between the retard roller 9 and the sheet S is μC, The friction coefficient between the sheets S under the pressure portion of the pickup roller 7 is μD, the friction coefficient between the sheets S at the nip between the feed roller 8 and the retard roller 9 is μE, and the friction coefficient between the sheets S is μF.
[0011]
The condition for conveying one sheet S in the sheet feeding direction by the sheet feeding roller group is such that the pickup roller 7 and the feed roller 8 feed the sheet S using frictional force while giving a resistance to the sheet S. The force (W · μA + N · μB) is a pullback force applied in the reverse feeding direction of the retard roller 9, and a conveyance resistance force applied by the second sheet S of the laminated sheet layer to the first sheet S to be fed. It suffices that it is larger than the resultant force (T / r + W.μD).
[0012]
Therefore, a relational expression satisfying the above condition is obtained as follows.
N> T / (r · μB) + (μD−μA) W / μB (1)
[0013]
Next, when a plurality of sheets S are fed between the retard rollers 9, conditions for pulling back the second and subsequent sheets S to the stacked sheet layer side include a pull-back conveyance force T / It suffices that r overcomes the paper feed driving force (W · μF + N · μF). At this time, considering that the resistance of the laminated sheet layer works in the opposite direction to the expression (1), the relational expression for satisfying is as follows.
N <T / (r · μE−2 μD · W) / μE (2)
[0014]
Further, in order for the retard roller 9 to follow the feed roller 8 and rotate in the forward direction in the normal sheet feeding state, the propulsive force N · μC of the feed roller 8 is greater than the rotational driving force T / r of the retard roller 9. Is larger, the following equation is obtained.
N <T / (r · μC) (3)
[0015]
Expression (1) satisfies the feeding condition, expression (2) satisfies the separation condition, and expression (3) satisfies the rotation condition of the retard roller 9. If the same sheet S is used in the above equation, the friction coefficient of each roller pressing portion does not vary so much. Therefore, when the friction coefficient is replaced by μD ≒ μE = μF, the equations (1) and (2) ) Are equations (4) and (5), respectively.
N> T / (r · μB) + (μF−μA) W / μB (4)
N <T / (r · μF) −2W (5)
[0016]
FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the expressions (3), (4), and (5). The hatched portion is a feeding area for properly performing the separation feeding of the sheet S. Further, in order to expand the feeding area, it is necessary to increase the friction coefficient between each roller and the sheet S or to reduce the pressing force of the pickup roller 7. Further, when the feeding condition is set under the condition that the pressure N of the retard roller 9 and the idling torque T of the torque limiter 11 are both increased (upper right direction in the drawing), the feeding area in the hatched portion is better. Expands.
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
However, with the development of image forming technology in recent years, it has become possible to record print information on various recording media. For example, in a thermal printer or a transfer-type sublimation printer in which a print medium is directly colored by applying heat to the print medium, special paper specialized for an image forming apparatus is used. However, for example, in an electrophotographic printer represented by an LBP (laser beam printer) or an ink jet printer, it is possible to record on various media from plain paper to sheet films such as OHP (overhead projector) sheets. As a result, the operator can output recording information such as character information and an image to a desired reflection medium or transmission medium using the same image forming apparatus.
[0018]
Such recording media include, for example, glossy paper, transparent sheets for OHP, sticker paper, and the like. Recently, a special glossy film or a PET (polyethylene terephthalate) -based film sheet for recording high-quality images and the like are also available. Used. However, these recording media also vary in sheet thickness and surface finish depending on each medium. Also, in order to feed and print a sheet size suitable for the print image size, the sheet storage unit loaded in the image forming apparatus is configured to be detachable from the apparatus main body, and the storage unit is adjusted according to a desired image. Or a plurality of storage body loading ports are provided in the apparatus main body, and a desired sheet is fed and printed by an operator's selection operation.
[0019]
In recent years, a large number of image forming apparatuses have been developed that can handle large-sized sheet-shaped recording media such as A3 size and A3 size, and at the same time, the image quality to be recorded with the higher definition of the recording pixel density is increased. For this reason, glossy papers and transparent sheets for recording photographic images have been frequently used.
[0020]
These recording sheets have an image receiving layer that absorbs ink on a base material, are formed extremely smooth, and have a sheet thickness as thin as that of an OHP sheet, and therefore have a PET base similar to a medical X-ray film. Thick sheets vary. Further, in order to enhance the long-term storage properties of the image-receiving layer once recorded and to prevent the bleeding of the ink, there is also a sheet in which a coating layer is applied on the upper surface of the image-receiving layer. Is transmitted to the image receiving layer and recorded thereon, and there are various types of sheets, such as an infinite number of holes formed, and a relatively uneven surface.
[0021]
Also in the same kind of sheet, for example, the process of coating the image receiving layer on the base material is slightly different due to environmental conditions, a change in the manufacturing date causes a slight difference in the absorption rate of the image receiving layer, and a thinner and higher absorption rate due to the improvement of the progress of the day Media, that is, sheets having various coefficients of sheet friction, have been developed.
[0022]
Among the sheets used in such an apparatus, even if they are of the same type, the adhesion due to the difference in the amount of absorption of moisture and the like and the difference in the laminating pressure between the sheets is different, and also the sheet layers are displaced. Depending on the difference in the lamination state, the friction coefficients between the sheets may vary, or different types of sheets may be loaded on the sheet storage table at the same time. In such a case, if the coefficient of friction between the upper sheet and the lower sheet layer in the stacked sheets in the sheet storage device 4 is significantly smaller than the coefficient of friction between the sheets S, the two sheets are fed out. In addition, multiple conveyance may occur in which three sheets S as shown in FIG. 10 simultaneously enter between the retard rollers 9. In this case, the multiply conveyed sheet S is conveyed to the nip portion between the feed roller 8 and the retard roller 9 and is conveyed to the guide portion 5 while performing a separating operation.
[0023]
However, the sheets S may not be separated even if the above-described setting of the sheet feeding conditions is changed, and double feeding may occur. Normally, when the friction coefficient μF between the sheets S is equal, the multiply conveyed sheets S are sequentially separated and conveyed from the lowermost layer by the reversal drive of the retard roller 9. However, when the multiple sheets enter the nip portion of the retard roller 9, the nip pressure increases. That is, the pressing force value N substantially increases, and this tendency becomes more conspicuous as the sheet thickness used increases.
[0024]
According to the characteristic diagram of the retard separation mechanism shown in FIG. 9, when the conveyance of a plurality of multiple sheets occurs, the pressure N value increases, so that the characteristics change from the feeding area to the double feeding area. Normally, when the values of the pressing force N and the idling torque T are set so as to be within the hatched area of the sheet feeding area, in order to reduce the load and wear between the rollers and improve the durability of the rollers, Both values are desired to be as small as possible. For this reason, the displacement of the pressing force N value may cause the sheet to fall out of the sheet feeding area and easily enter the double feeding area.
[0025]
Furthermore, in a situation where the types of sheets are diversified as in recent years, multiplex conveyance of not only three but also 5 to 10 sheets is not uncommon, and the number of multiplex conveyance increases. Needless to say, the separation situation is made even more severe.
[0026]
Further, when there is a difference in each coefficient of friction between the multiple sheets, the behavior of the intermediate sheet S becomes unstable, and the forward and reverse propulsion force correlations with respect to the transport direction for generating the lowermost sheet return force are obtained. It becomes unstable. In other words, the retard roller 9 can directly contact the lowermost sheet S to provide a driving force in the reverse direction, but can only indirectly apply a driving force to the upper sheet S. Then, the behavior of the sheet S becomes unstable. As a result, while it takes time to return the lowermost sheet S, the first and second sheets S travel a predetermined distance without being separated, and are sent to the next process, and as a result, double feed occurs. Sometimes.
[0027]
In order to make it difficult to double feed and to easily return the double fed sheet S, it is necessary to set a large return force by the torque limiter 11 or to greatly reduce the pressing force of the retard roller 9 by the retard spring. However, in any case, the slip between the feed roller 8 and the retard roller 9 and the sheet S is likely to occur, and the wear of the feed roller 8 and the retard roller 9 is accelerated, so that the feed roller 8 and the retard roller 9 The durability life is significantly reduced. As a result, the number of regular replacements of consumable parts increases, and the maintenance cost of the sheet feeding device increases.
[0028]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a sheet feeder equipped with a retard separation mechanism that solves the above-mentioned problems, improves sheet separation performance and transportability, and further improves durability.
[0029]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a sheet feeding device according to the present invention is provided with a retard separating mechanism for separating the sheets fed from a storage section in which unused sheets are stacked and stored one by one, and the retard separating mechanism. In the sheet feeding device provided with a feeding unit for feeding the sheet taken out by printing to a recording unit for printing and recording, the retard separation mechanism includes a feed roller that rotationally drives the sheet in a sheet feeding direction; A reversing roller for returning the sheet fed by being driven to rotate by a constant torque in a direction opposite to the sheet feeding direction, and pressing means for pressing the feed roller and the reversing roller in pressure, wherein the reversing roller is A first reverse rotation roller that is in pressure contact with the feed roller; and a second reverse rotation roller that is disposed downstream of the feed roller in the circumferential direction. .
[0030]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention will be described in detail based on the embodiments shown in FIGS.
FIG. 1 is a configuration diagram of an ink jet type image recording apparatus equipped with a sheet feeding device according to the first embodiment. The ink jet type image recording device 21 includes a sheet feeding device 22 and an image recording unit 23. The sheet feeding device 22 includes a sheet storage device 24 for storing unused sheets S stacked and stored, a guide unit 25 for guiding the sheets S, and a conveying roller pair for feeding the sheets S to the image recording unit 23. 26 are provided.
[0031]
In the image recording section 23, two sets of sub-scanning rollers 27 and 28 are provided apart from each other, and a platen plate 29 is disposed between the sub-scanning rollers 27 and 28. Above the platen plate 29, an ink jet recording head 31 provided with a carriage tank 30 for storing ink is arranged. The ink jet recording head 31 is mounted on a carriage (not shown), and the carriage can be moved in a direction substantially orthogonal to the sheet S transport direction by a carriage guide arranged substantially parallel to the rotation axes of the sub-scan rollers 27 and 28. Attached to.
[0032]
One sheet S sent from the sheet feeding device 22 is guided by a substantially semicircular curved path portion 25a forming a conveying path of the sheet S, and is driven by a conveying roller pair 26 provided in the middle of the conveying path. The course is changed by approximately 180 degrees. Subsequently, while being guided by the linear path section 25b of the guide section 25, the sheet is inserted into two sets of sub-scanning rollers 27 and 28 which intermittently convey a predetermined amount at a time to perform sub-scanning. During printing, the conveying roller pair 26 is configured to separate and open the sheet S in order to reduce conveyance resistance. Then, an image is formed by discharging ink from the ink jet recording head 31 onto the sheet S guided on the platen plate 29. After the printing is completed, the recorded sheets S are sequentially stacked and discharged onto the discharge tray 32.
[0033]
FIG. 2 is a configuration diagram of the sheet feeding device 22, and FIG. 3 is a perspective view of a retard separating mechanism. Above the sheet storage device 24, a pickup roller 33 for feeding the topmost sheet S one by one is provided, and the sheet feeding device 22 converts the sheet S taken out of the pickup roller 33 into an image of the next process. It is sequentially supplied to the recording unit 23.
[0034]
A guide plate 25c is provided on the discharge side of the inclined member 34 disposed at the outlet of the sheet storage device 24, and the fed sheet S is conveyed toward the curved path portion 25a on the discharge side of the guide plate 25c. A feed roller 35 is provided. A retard roller 37 attached to the drive shaft 36 is installed so as to always make a pair with the feed roller 35 with a predetermined pressing force with a predetermined pressing force, and has a predetermined torque limit by the action of a torque limiter 38 arranged coaxially. Below, the feed roller 35 is configured to rotate in a direction reverse to the direction of rotation.
[0035]
Further, a second retard roller 40 provided on the drive shaft 39 is disposed downstream of the feed roller 35 in the circumferential direction. Like the first retard roller 37, the second retard roller 40 is constantly pressed against the feed roller 35 with a predetermined pressing force, and rotates in the reverse direction under the torque limitation of the torque limiter 41.
[0036]
As shown in FIG. 3, the first retard roller 37 is divided into two right and left, and the second retard roller 40 is disposed between these rollers 37 so as not to interfere with each other's driving. ing. As described above, the arrangement of the second retard rollers 40 is nested between the two first retard rollers 37 and is disposed substantially in the vicinity thereof, so that the propulsion force or the pullback force in the sheet conveyance direction is balanced, The skew of the sheet S can be prevented.
[0037]
The guide portion 25c is disposed at the upstream entrance of the retard separation mechanism including the feed roller 35, the first retard roller 37, and the second retard roller 40 as described above, and the downstream exit has the curved path portion 25a. Are disposed at exits of a sheet conveying path formed by the pickup roller 33, the feed roller 35, and the retard rollers 37 and 40, respectively.
[0038]
FIG. 4 shows a state where the sheet S is multiplex-conveyed to the nip portion between the feed roller 35 and the first and second retard rollers 37 and 40. First, when a plurality of sheets S are inserted into the nip portion between the first retard roller 37 and the first retard roller 37, a reverse conveying force is applied to the lowermost sheet S by the retard separating action. However, the reverse rotation driving force is not transmitted to the upper sheet layer, and the sheet shifts in the transport forward direction, and the leading end of the sheet S contacts the second retard roller 40.
[0039]
At this time, the sheet S advances along the curved surface portion of the surface of the second retard roller 40, so that a step occurs at the leading end of the sheet. The surface of the retard roller 40 can come into direct contact.
[0040]
Further, when the plurality of sheets S still enter the nip portion of the second retard roller 40, the separating operation of the retard roller 40 is started, and the sheet S is pushed back from the lowest sheet at that time in the opposite direction, and the retard sheet 40 is retarded. The leading end of the sheet retreats into the buffer area A formed by the roller group while flexing.
[0041]
Even if the reverse rotation of the first retard roller 37 is delayed due to a load or other reasons, since the area A functions as a buffer area, a level difference occurs between the lowermost layer and the upper sheet, and the second retard roller 40 Can reliably contact the upper sheet S. This operation is performed by the number of the entered sheets S, and only the uppermost sheet S finally remains in the nip portion of the retard roller 40.
[0042]
As a result, the sheets other than the top sheet S are separated by the retard mechanism, and the feeding separation operation is completed. Subsequently, the sheet S is conveyed to the image recording unit 23 by the curved path portion 25a, the conveying roller pair 26, and the straight path portion 25b.
[0043]
As described above, the retard separation system includes the first and second retard rollers 37 and 40, which are two pairs of reverse rollers, so that even when multiple conveyance of two or more sheets occurs, separation is performed one by one without fail. Then, it can be transported to the next step. Further, even if various sheets have different thicknesses and friction coefficients, the sheets can be reliably separated and fed, and the separating operation can be stably performed. In addition, since it is not necessary to increase the idling torque value of the torque limiter in order to satisfy the separation condition, there is little need to reduce the durability of the roller.
[0044]
FIG. 5 is a sectional view of the retard mechanism according to the second embodiment. A plurality of grooves 43 are provided on the surface of the second retard roller 42 in a direction perpendicular to the rotation direction. The same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
[0045]
As in the first embodiment, when a plurality of multiplex sheets are fed to the nip portion of the retard rollers 37 and 42, the first retard roller 37 separates the lowermost sheet S from the upper layer sheet. During the operation, the upper layer sheet advances toward the second retard roller 42 and subsequently enters a nip portion with the feed roller 35.
[0046]
Next, the separation operation by the second retard roller 42 is started, and similarly, the sheet is pushed back in the opposite direction from the lowermost layer sheet S at that time, and the sheet leading end is bent into the area A formed by the retard roller group. Retreat. At the same time, the upper sheet S continues to contact the second retard roller 42 to perform the separating operation.
[0047]
However, if the leading end is in contact with the groove 43 on the surface of the second retard roller 42, the lower layer sheet S can be returned more quickly and reliably, and the change in the feeding area caused by the change in the friction coefficient due to the roller wear. Can be compensated for. Further, since the time required for separation can be reduced, it is possible to reduce the frequency of feeding the multi-feed sheet to the downstream pair of transport rollers 26 caused by the trouble in the separation operation.
[0048]
Further, by setting the rotation speed of the second retard roller 42 at the time of reverse rotation driving to be higher than the rotation speed of the first retard roller 37 at the time of reverse rotation driving, the leading edge of the sheet abutting using the buffer area A is used. The separating effect of bending the portion is further improved, and a more reliable separating operation can be performed.
[0049]
【The invention's effect】
As described above, the sheet feeder according to the present invention includes the first reverse rotation roller that is in pressure contact with the feed roller and the second reverse rotation roller that is disposed downstream of the feed roller in the circumferential direction. Even if a plurality of multiplex sheets are fed to the nip portion, it is possible to surely separate the sheets one by one and convey them to the next process. Also, various sheets having different thicknesses and friction coefficients can be reliably separated and fed, and the separation operation can be performed stably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image recording apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a sheet feeding device.
FIG. 3 is a schematic perspective view of a retard separation mechanism.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the retard separating mechanism according to the first embodiment.
FIG. 5 is a sectional view of a retard separation mechanism according to a second embodiment.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a conventional image recording apparatus.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a conventional sheet feeding apparatus.
FIG. 8 is a schematic perspective view of a conventional retard separating mechanism.
FIG. 9 is a characteristic diagram of a conventional retard separation mechanism.
FIG. 10 is a cross-sectional view of a conventional sheet feeding apparatus in a multiple conveyance state.
[Explanation of symbols]
21 image recording device 22 sheet feeding device 23 image recording unit 24 sheet storage device 25 guide unit 33 pickup roller 35 feed rollers 37, 40, 42 retard rollers 38, 41 torque limiter
