供給ユニットおよび装置
【課題】記録材を一枚ずつ分離して供給できる供給ユニットを提供する。
【解決手段】供給ユニット２０は、複数枚のシート状の記録材９を積み上げた状態で収納するためのトレイ２１と、トレイに積み上げられた記録材９０の主たる重量を受ける位置で、積み上げられた記録材９０の最下の記録材９１に接し、給紙方向Ｘに最下の記録材９１を搬送するように配置された第１のフィードローラ３１と、積み上げられた記録材９０の給紙方向Ｘの端側で最下の記録材９１に接し、最下の記録材９１を搬送するように配置された第２のフィードローラ３２と、記録材９の給紙方向の端が当たり、最下の記録材９１を下側に導くように傾いた分離壁４１とを有する。
【解決手段】供給ユニット２０は、複数枚のシート状の記録材９を積み上げた状態で収納するためのトレイ２１と、トレイに積み上げられた記録材９０の主たる重量を受ける位置で、積み上げられた記録材９０の最下の記録材９１に接し、給紙方向Ｘに最下の記録材９１を搬送するように配置された第１のフィードローラ３１と、積み上げられた記録材９０の給紙方向Ｘの端側で最下の記録材９１に接し、最下の記録材９１を搬送するように配置された第２のフィードローラ３２と、記録材９の給紙方向の端が当たり、最下の記録材９１を下側に導くように傾いた分離壁４１とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷用紙などの記録材を印刷機構などの記録機構へ供給するための供給ユニットおよび装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置の用紙トレイから用紙を一枚ずつ給送する給紙装置としては、用紙の給送方向に回転する給紙ローラと、この給紙ローラに圧接され対をなすと共にトルクリミッタを介して給送方向とは逆方向に駆動力を付与される分離ローラとを有する摩擦分離ローラ方式の給紙装置が周知であることが記載されている。この特許文献１には、給紙部に装着された用紙トレイが開示されており、用紙トレイ内の用紙は、最上の用紙が駆動源により回転駆動される呼出しローラによって呼び出され、給紙ローラと分離ローラとのニップに送られ１枚ずつに捌かれて縦搬送装置によってレジストローラ対まで搬送され、さらに感光体ドラムに形成された画像先端とタイミングを取って画像形成部の転写位置に搬送される。
【０００３】
特許文献２には、原稿搬送装置が開示されており、給紙トレイ部に堆積状態にて載置された複数枚の原稿から１枚の原稿を分離して第１の搬送方向に搬送するための第１の回転駆動部材としての２つの回転駆動ローラ（搬送上流側に吸入ローラ、下流側に分離ローラ）と第２の回転駆動部材としての大径の反転ローラとが、押圧板体の上面であって、原稿の搬送方向と直交する方向（原稿の横幅方向）の略中央部位に配置されているものが開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２４７４号公報（段落番号０００２、００２１、図１）
【特許文献２】特開２００８−１８９４７６号公報（段落番号００４４−４６、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示されているように、大量の用紙が収納された用紙トレイから用紙を一枚ずつ給送する給紙装置は、最上の用紙を一枚ずつピックアップする方式が採用される。したがって、複写機またはプリンタなどの大量の用紙をハンドリングするシステムでは、印刷機構に対して給紙装置は通常下側に配置され、用紙トレイを前後に引き出して用紙を補給する形態が採用される。
【０００５】
一方、原稿は少量であり出し入れが容易であることが好ましい。このため、複写機または複合機では印刷機構の上に原稿搬送装置が配置される。原稿搬送装置においても、上記の給紙装置と同様に最上の用紙を一枚ずつピックアップする方式が採用されるが、特許文献２のように最下の原稿を送る方式もある。
【０００６】
印刷機構の上に大量の用紙を収納可能な用紙トレイを配置したシステムは、用紙の交換が便利である。しかしながら、用紙を分離する方向と、分離した用紙を送る方向が合わないので、用紙の供給ルートが複雑になるなどの理由により実現されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、複数枚のシート状の記録材を積み上げた状態で収納するための収納体を有する供給ユニットである。この供給ユニットは、さらに、収納体に積み上げられた記録材の主たる重量を受ける位置で、積み上げられた記録材の最下の記録材に接し、給紙方向に最下の記録材を搬送するように配置された第１のフィードローラと、積み上げられた記録材の給紙方向の端側で最下の記録材に接し、最下の記録材を第１のフィードローラの給紙速度以下で給紙方向へ搬送するように配置された第２のフィードローラと、積み上げられた記録材の少なくとも最下層の複数の記録材の給紙方向の端が当たり、最下の記録材を下側に導くように傾いた分離壁体とを有する。
【０００８】
この供給ユニットにおいては、第１のフィードローラにより、上に積み上げられた記録材の主たる重量を受ける。したがって、積み上げられた記録材が大量であっても、最下の記録材を第１のフィードローラにより搬送できる。さらに、第２のフィードローラが積み上げられた記録材の給紙方向の端側に位置するので、第１のフィードローラにより搬送された最下の記録材を最後まで給紙ユニットから出力できる。第２のフィードローラは積み上げられた記録材の端側を支持する。積み上げられた記録材は、第１のフィードローラと第２のフィードローラとの間で自重により下側に凸になるように湾曲するが、第１のフィードローラと第２のフィードローラとにより搬送することにより、最下の記録材を、その上の記録材とは分離して搬送できる。さらに、分離壁体により最下の記録材を効率よく分離して、記録材を一枚ずつ、高い信頼性で下側に供給できる。
【０００９】
分離壁体に最下の記録材の給紙方向の端が当たる位置、すなわち、分離壁体の分離位置と第１のフィードローラとの間隔は、積み上げられた記録材の給紙方向の長さ、すなわち、記録材の給紙長の１／４〜３／４倍の範囲内であることが望ましい。分離位置と第１のフィードローラとの間隔は、記録材の給紙長の１／３〜２／３倍の範囲内であることがさらに好ましい。上記の範囲に第１のフィードローラを配置することにより、第１のフィードローラで積み上げられた記録材の主な荷重を受けることができる。第１のフィードローラは、積み上げられた記録材の重心近傍、すなわち、分離位置と第１のフィードローラとの間隔は、記録材の給紙長の１／２倍の前後の適当な範囲内であることが望ましい。
【００１０】
第１のフィードローラの位置が重心近傍から後方に、分離位置から離れ過ぎると第１および第２のフィードローラとの距離が開き過ぎたり、記録材の湾曲が大きくなり過ぎて記録材を支持できなくなったり、スムーズに給紙できなくなる。一方、第１のフィードローラの位置が前方に、分離位置に近すぎると、第１および第２のフィードローラとの距離が短過ぎて記録材の主な荷重をフィードローラで支持できず、スムーズに給紙できなくなる可能性がある。第１のフィードローラと第２のフィードローラとにより、少なくとも第１のフィードローラと第２のフィードローラとの間では積み上げられた記録材が支持されることが有用である。
【００１１】
また、積み上げられた記録材の最上の記録材の給紙方向の端側を加圧するための押さえ部材を設けることが望ましい。積み上げられた記録材の端側に上から圧力を加えて第２のフィードローラへ押しつけることにより、積み上げられた記録材の枚数が減ったときに第２のフィードローラの駆動力を確保できる。
【００１２】
第１のフィードローラへ駆動力を供給し、給紙方向に最下の記録材を搬送するように駆動した後、最下の記録材の反給紙方向の端が第１のフィードローラを通過する前または直後に第１のフィードローラへの駆動力を止める駆動ユニットを有することが望ましい。次の紙が送りだされ前の紙と一部が重なって送られること（重送）を防止できる。最下の記録材の反給紙方向の端が第１のフィードローラを通過する前または直後のタイミングは、適当なところに設置した紙センサー、第１のフィードローラの負荷が瞬間的に増加したり、第１のフィードローラに接している記録材の動きが瞬間的に停止したりすることなどにより検出できる。
【００１３】
本発明の他の態様の１つは、上記の供給ユニットと、供給ユニットの下側に配置された印刷機構と、供給ユニットから印刷機構へ記録材を導くための供給路とを有する装置、たとえばプリンタである。
【００１４】
本発明のさらに異なる態様の１つは、上記の供給ユニットを複数有する供給装置（マルチトレイ）である。これら複数の供給ユニットは上下に積み重ねることができる。複数の供給ユニットをそれぞれの分離壁体が上下に並ぶように積み上げ、それぞれの分離壁体から出力された記録材を下側に導くための記録材ガイドを設けることが望ましい。
【００１５】
さらに、本発明の異なる態様の１つは、上記の供給装置（マルチトレイ）と、供給装置の下側に配置された印刷機構と、供給装置から印刷機構へ記録材を導くための供給路とを有する装置である。このマルチトレイを備えた装置は、サイズの異なる記録用紙、封筒、薬袋などに印刷する装置に適している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１に本発明の実施形態の１つのプリンタの概略構成を示している。このプリンタ１は、ハウジング２と、ハウジング２の上に搭載されたマルチトレイ１０と、ハウジング２の下側に挿入されたシングルトレイ３と、ハウジング２に収納された印刷機構５とを備えている。印刷機構５は、たとえば、インクジェット方式であり、レーザプリンタ、サーマルプリンタなどの他の方式であってもよい。プリンタ１は、ハウジング２の上に搭載されたマルチトレイ１０から下側に向かって出力された記録材を印刷機構５に導くための供給路６を備えている。マルチトレイ１０は、幾つかのサイズの薬袋９を記録材として収納可能な供給装置であり、マルチトレイ１０から、所望のサイズの薬袋９が供給路６を介して印刷機構５に供給される。プリンタ１では、マルチトレイ１０から供給された薬袋９に処方および／または注意事項などが印刷され、ハウジング２の前方の排出トレイ４に出力される。プリンタ１は、供給路６を切り替えることにより、ハウジング２の下側に挿入されたシングルトレイ３の中の印刷用紙８を印刷機構５に供給し、印刷することができる。マルチトレイ１０には、薬袋９に限らず、種々のサイズの印刷用紙８などのシート状の記録材を収納することができる。以降では、これらシート状の印刷対象物を記録材９と呼ぶことにする。
【００１７】
図２にマルチトレイ１０の外観を示している。このマルチトレイ１０はハウジング２に着脱可能であり、上下に積み重ねられた３つの供給ユニット２０と、それぞれの供給ユニット２０から出力された記録材９を印刷機構５に繋がる供給路６に導くためのガイド（記録材ガイド）１１とを備えている。ガイド１１に形成される出力路１２の下端近傍には、記録材９の先端が通過することを検出するためのセンサー（紙センサー）１５が配置されている。
【００１８】
図３に、供給ユニット２０の１つの外観を示している。図４に、供給ユニット２０の収納体２１からカバー２９と、押さえ部材５０と、駆動機構６０とを取り外した状態を展開図により示している。図５に、収納体２１から第１のフィードローラ３１と、第２のフィードローラ３２と、分離壁体４０とを取り外した状態を展開図により示している。さらに、図６に、供給ユニット２０の概略構成を断面図により示している。
【００１９】
収納体（トレイ）２１は、底壁２２と、両側壁２３ａおよび２３ｂとを備え、給紙方向Ｘに長く、内部に複数枚のシート状、たとえばＡ４版の長方形の記録材９を積み上げた状態で収納できるようになっている。以降では、記録材９０は積み上げられた状態の記録材９の束を示し、記録材９１は最下の記録材９を示し、記録材９９は最上の記録材９を示す。
【００２０】
トレイ２１の給紙方向Ｘの端には分離壁体４０が取り付けられている。横長の分離壁体４０のほぼ下半分は、前方（給紙方向Ｘのプラス方向、図面上の右側）に向かって傾き、記録材９の供給方向となる下側に向かって開いた分離壁４１が形成されている。記録材９の剛性などの条件によるが、分離壁４１は、トレイ２１の底壁（底面）２２に垂直な方向に対し１５〜２５度程度傾いていることが望ましい。典型的には、分離壁４１は、底壁（底面）２２に垂直な方向に対し２０度程度傾いていることが望ましい。トレイ２１に収納された最下層９２の複数の記録材９の給紙方向Ｘの端９ａが分離壁４１にあたり、最下の記録材９１が分離され、トレイ２１の底壁２２と分離壁４１との間の出力口（供給口）４９からガイド１１に形成される出力路１２に出力される。
【００２１】
トレイ２１の底壁２２には、第１のフィードローラ３１と、第２のフィードローラ３２とが配置されている。第１のフィードローラ３１は、トレイ２１の給紙方向Ｘのほぼ中央の積み上げられた記録材９０の主たる重量を受ける位置に配置されている。第１のフィードローラ３１は積み上げられた記録材９０の最下の記録材９１に接し、給紙方向Ｘに最下の記録材９１を搬送する。第１のフィードローラ３１は、シャフト３１ｓと、シャフト３１ｓにより駆動される複数のゴムローラ部３１ｇとを含む。
【００２２】
第２のフィードローラ３２は、積み上げられた記録材９０の給紙方向Ｘの端側９０ｓで最下の記録材９１に接するように配置されている。第２のフィードローラ３２は、最下の記録材９１を第１のフィードローラ３１の給紙速度Ｖ１以下、すなわち、同じ速度または若干低い速度で給紙方向Ｘへ搬送する。第２のフィードローラ３２も、シャフト３２ｓと、シャフト３２ｓにより駆動される複数のゴムローラ部３２ｇとを含む。
【００２３】
これら第１のフィードローラ３１および第２のフィードローラ３２は、側壁２３ｂに装着された駆動機構６０により駆動される。駆動機構６０は、マルチトレイ１０の状態ではカバー６９により覆われている。駆動機構６０は、モータ６１と、モータ６１と第１のフィードローラ３１のシャフト３１ｓおよび第２のフィードローラ３２のシャフト３２ｓとを接続する輪列６３とを含む。輪列６３は、第２のフィードローラ３２の搬送速度（給紙速度）Ｖ２が第１のフィードローラ３１の搬送速度（給紙速度）Ｖ１と同じまたは若干低くなるようにモータ６１の動力を伝達する機能と、モータ６１から第１のフィードローラ３１への伝達動力を適当なタイミングでカットできる切り替え機構６５とを含む。切り替え機構６５は遊星ギアなどの公知の構成を使用できる。
【００２４】
駆動機構６０は、さらに、第１のフィードローラ３１の回転速度を検出するための速度センサー６６を含む。駆動機構６０では、メカ的または電気的な制御により、速度センサー６６により第１のフィードローラ３１の回転速度が瞬間的に低下したこと、または、紙センサー１５により記録材９の先端９ａが出力路１２の所定の位置に達したことにより、第１のフィードローラ３１への動力の供給を停止する。したがって、第１のフィードローラ３１は最下の記録材９１を給紙方向Ｘへ搬送した後、最下の記録材９１の反給紙方向の端９ｂが第１のフィードローラ３１を通過する前または直後に回転が止まる。このため、第２のフィードローラ３２により最下の記録材９１を搬送している間に、第１のフィードローラ３１により次の記録材９を搬送することを防止できる。
【００２５】
第１のフィードローラ３１および第２のフィードローラ３２は、それぞれ軸受け３５によりトレイ２１の底壁２２に固定されている。軸受け３５は、トレイ２１に記録材９を挿入する方向、すなわち、トレイ２１の後方（Ｘマイナス方向）に傾斜している。このため、軸受け３５は、記録材９またはその束９０をトレイ２１に入れたときに、記録材９または束９０を第１のフィードローラ３１および第２のフィードローラ３２の上にスムーズに積み上げる紙ガイドとしての機能を備えている。
【００２６】
この供給ユニット１０に採用されている押さえ部材５０は、積み上げられた記録材（記録材の束）９０の最上の記録材９９の上に乗せられる錘タイプの部材である。押さえ部材５０は、後方に延びたフック状の部分５１と、平坦な錘となる部分５２とを含み、錘となる部分５２が記録材の束９０の給紙方向Ｘの端側（前方）、すなわち、第２のフィードローラ３２の上方を中心として、第１のフィードローラ３１の上方にかかる領域に乗り、記録材の束９０を上方から加圧する。トレイ２１の両側壁２３ａおよび２３ｂの給紙方向Ｘの端側には下側に凸で後方に傾斜した台形状の開口２４が設けられており、押さえ部材５０の両側の突き出た部分５５が開口２４に入るようになっている。このため、押さえ部材５０のフック状の部分５１を持って後方に引くと、押さえ部材５０は開口２４に沿って上方に移動し、押さえ部材５０とトレイ２１の底壁２２との間が開き、記録材の束９０を後方から挿入し、記録材９をトレイ２１に補給できる。その後、押さえ部材５０を開放すると、開口２４に沿って押さえ部材５０の錘となる部分５２が前方へ移動し、記録材の束９０の前方の部分を錘となる部分５２により上から加圧できる。
【００２７】
図７に、供給ユニット２０において記録材９が分離されて一枚ずつ下側へ供給される状態を示している。この供給ユニット２０においては、第１のフィードローラ３１により、上に積み上げられた記録材９０の主たる重量を受ける。したがって、積み上げられた記録材９０が大量であっても、少なくとも最下の記録材９１を第１のフィードローラ３１により搬送できる。たとえば、記録材９が記録用紙であれば数１０枚から１００枚程度あるいはそれ以上の記録用紙をトレイ２１に収納し、一枚ずつ供給できる。
【００２８】
さらに、第２のフィードローラ３２により、積み上げられた記録材９０の給紙方向Ｘの端側（前方）９ａを支持し、最下の記録材９１を搬送する。したがって、第１のフィードローラ３１により搬送された最下の記録材９１を、最後まで（後ろ端まで）供給ユニット（給紙ユニット）２０から出力できる。
【００２９】
第２のフィードローラ３２と、分離壁体４０の分離壁４１に最下の記録材９１の給紙方向の端が当たる位置、すなわち、分離壁体４０の分離位置４５との距離Ｌ２は、５ｍｍ〜３５ｍｍ程度が好ましく、１０〜３０ｍｍ程度がさらに好ましく、１５〜２５ｍｍ程度がいっそう好ましく、この例では２０ｍｍ程度にしている。また、分離壁４１の角度（トレイ２１の底面２２の垂線に対する角度）θは、１５〜２５度程度が好ましく、この例では２０度に設定している。分離壁４１の角度θと、分離壁４１から第２のフィードローラ３２までの距離Ｌ２の最適な値は、記録材９の剛性あるいは柔軟性、たとえば、記録材９が紙であれば紙腰の強さなどにより変わる可能性がある。しかしながら、上記の組み合わせは一般的な記録用紙あるいは封筒において有用である。
【００３０】
供給ユニット２０において、第１のフィードローラ３１と第２のフィードローラ３２とにより支持され、積み上げられた記録材の束９０は、第１のフィードローラ３１と第２のフィードローラ３２との間９５で自重により（重力により）下側に凸になるように湾曲する。しかしながら、第１のフィードローラ３１および第２のフィードローラ３２により上に積み上げられた記録材９０を搬送することにより、最下の記録材９１のみを搬送することができる。すなわち、第２のフィードローラ３２単独では、記録材同士の摩擦力により最下の記録材９１を引っ張りだすことができない。さらに、第２のフィードローラ３２単独で引っ張ることにより最下の記録材９１に張力が加わり最下層９２の記録材と最下の記録材９１が密着するので、上下の記録材９の摩擦力は増大し、ますます最下の記録材９１を搬送することが難しくなる。
【００３１】
これに対し、記録材の束９０の荷重が加わる第１のフィードローラ３１を駆動することにより、最下の記録材９１に張力が加わることを防止でき、最下の記録材９１を下側に凸の状態で給紙方向Ｘに送り出すことができる。さらに、第２のフィードローラ３２が最下の記録材９１を搬送できない状態であると、最下の記録材９１はさらに下側に凸に撓み（湾曲し）、その上の記録材９と分離され、その上の記録材９との摩擦力が減り、第２のフィードローラ３２が最下の記録材９１を搬送し易い状況を作り出す。このため、第１のフィードローラ３１および第２のフィードローラ３２の搬送力は、最下の記録材９にはそれぞれのローラ３１および３２と記録材９との接触により効率よく伝達されるが、上層の記録材９に伝達されにくくなる。したがって、最下の記録材９１に加わる搬送力に対し、その上の記録材９に加わる搬送力を低減でき、分離壁４１により最下の記録材９１を効率よく分離できる。このため、供給ユニット２０においては、記録材９を一枚ずつ、高い信頼性で下側に供給できる。
【００３２】
第１のフィードローラ３１により記録材９０の荷重を主に受けるためには、分離壁４１の分離位置４５と、第１のフィードローラ３１との間隔（距離）Ｌ１は、積み上げられた記録材９０の給紙方向の長さ（給紙長）Ｌ０の１／４〜３／４倍の範囲内であることが望ましい。この距離Ｌ１は、記録材の給紙長Ｌ０の１／３〜２／３倍の範囲内であることがさらに好ましい。第１のフィードローラ３１で積み上げられた記録材９０の主な荷重を最も効率よく受けることができるのは、第１のフィードローラ３１を、積み上げられた記録材９０の重心あるいはその近傍に配置することである。すなわち、分離位置４５と第１のフィードローラ３１との間隔Ｌ１は、記録材の給紙長Ｌ０の１／２あるいはその近傍であることがさらに望ましい。しかしながら、幾つかのタイプのサイズの記録材９に対して同じ供給ユニット２０が使用できることが好ましく、さらに、供給ユニット２０に、あるサイズの記録材９を縦でも横でもセットできることが望ましい。
【００３３】
本例の供給ユニット２０においては、分離位置４５と第１のフィードローラ３１との間隔Ｌ１は、１００ｍｍに設定している。この距離Ｌ１であれば、Ａ４版（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）を縦にセットした場合のＬ１／Ｌ０は０．３４であり、横にセットした場合のＬ１／Ｌ０は０．４８である。Ａ５版（１４８ｍｍ×２１０ｍｍ）を縦にセットした場合のＬ１／Ｌ０は０．４８であり、横にセットした場合のＬ１／Ｌ０は０．６７である。したがって、Ａ４版、Ｂ５版（１８２ｍｍ×２５７ｍｍ）およびＡ５版程度の記録材９であれば、縦でも横でもセットできる。
【００３４】
比Ｌ１／Ｌ０が上記の範囲より大きいと、第１のフィードローラ３１の位置が重心近傍から後方に離れ、また、分離位置４５から離れ過ぎる。比Ｌ１／Ｌ０が上記の範囲を超えると、第１のフィードローラ３１および第２のフィードローラ３２との距離Ｌ１２が長くなりすぎる。したがって、最下層の記録材９２の湾曲が大きくなり過ぎて、記録材の束９０をこれらのローラ３１および３２で支持できなくなる可能性がある。たとえば、最下層の記録材９２が湾曲して、トレイ２１の底壁２２に接すると、底壁２２との摩擦が発生し搬送できなくなる可能性がある。また、底壁２２に接する最下層の記録材９２が上下に分離されないので、記録材９を一枚ずつ分離できず、重送される可能性がある。
【００３５】
比Ｌ１／Ｌ０が上記の範囲より小さいと、第１のフィードローラ３１の位置が前方になり、分離位置４５に近すぎる。比Ｌ１／Ｌ０が上記の範囲より小さいと、第１のフィードローラ３１および第２のフィードローラ３２との距離Ｌ１２が短過ぎて、第１のフィードローラ３１が前方にあるので、記録材の束９０の主な荷重を第１のフィードローラ３１で支持できず、第１のフィードローラ３１の搬送力が不足する可能性がある。
【００３６】
このように、本例の供給ユニット２０は、積み上げられた記録材９０を前後に配置された２つのフィードローラ３１および３２で支持することにより、２つのフィードローラ３１および３２の間で下に湾曲する記録材であっても最下の記録材９１を分離して搬送できる。さらに、平板状の錘５２により記録材の束９０の上側を加圧することにより、記録材９の残量が少ないときは、錘５２により記録材９を上から加圧することにより、フィードローラ３１および３２による搬送力を確保できる。
【００３７】
第１のフィードローラ３１の搬送速度Ｖ１よりも第２のフィードローラ３２の搬送速度Ｖ２を遅くすることが好ましい。この速度差により、第１のフィードローラ３１および第２のフィードローラ３２の間９５で最下層の複数の記録材９２をさらに強制的に下側に湾曲できる。このため、最下層の記録材９２をいっそう上下に分離しやすい。速度差は、第１のフィードローラ３１および第２のフィードローラ３２の間の記録材９５が湾曲し過ぎてトレイ２１の底壁２２に接してしまわない程度にすることが望ましい。
【００３８】
このように供給ユニット２０は、フィードローラの上に大量の記録材を搭載することができ、一枚ずつ分離して下方に供給できる。また、大きさが同じ、または大きさの異なる複数の供給ユニット２０を上下に積み、分離壁４１の方向を合わせ出力口４９の向きを揃えることにより、複数のサイズの記録材９や向きの異なる記録材９をあらかじめ収納しておくことができるマルチトレイ（供給装置）１０を提供できる。そして、供給ユニット２０またはマルチトレイ１０は、プリンタ１のハウジング２の上にセットすることができ、印刷機構５の上にマルチトレイ１０が設置された新しいタイプのプリンタ１を提供できる。
【００３９】
マルチトレイ１０が上側にあるプリンタ１は、マルチトレイ１０にアクセスしやすくなるので、種類の異なる記録材９をマルチトレイ１０にセットしたり、種類の異なる記録材９をマルチトレイに入れ替えたりするのが容易である。したがって、このプリンタ１は、多種多様なサイズの記録材９を入れ替えて印刷する必要があるプリンタ、たとえば、薬袋、封筒などに印刷するプリンタに適している。また、印刷機構を下、給紙用のトレイを上というデザインを採用することが可能となるので、記録用紙の補給が高い位置で行え、作業員の労力を低減できる。このため、多量の記録用紙を取り扱う必要のある業務用の印刷装置にも適している。
【００４０】
プリンタの床面積を最小にする方法は給紙装置をプリンタの下、あるいは上に載せる方法である。上に載せる場合には紙を下の紙から供給しなければならない。この方法は紙の重みのため大容量を扱うことは難しい。本発明により、下の紙を送り出す大容量の給紙装置を提供できる。なお、一番下の紙の後端が第１のフィードローラを通過すると、第１のフィードローラの回転を停止しなければならない。このため、紙の後ろ端が第１のフィードローラを通過したときの検出方法として、紙の先端の位置を光検出器などの紙センサーで検出すること、第１のフィードローラの近辺における紙の動きを、ローラの速度や負荷により検出することを示しているが、検出方法はこれらに限定されるものではない。たとえば、第１のフィードローラの後方に光学式のセンサーを設け、反射光で紙が動いているか否かを検出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】マルチトレイを搭載したプリンタの概略構成を示す図。
【図２】マルチトレイの外観を示す斜視図。
【図３】マルチトレイを構成する１つの供給ユニットの外観を示す斜視図。
【図４】供給ユニットの収納体（トレイ）からカバーと、押さえ部材と、駆動機構とを取り外した状態を示す展開図。
【図５】トレイから第１のフィードローラと、第２のフィードローラと、分離壁体とを取り外した状態を示す展開図。
【図６】供給ユニットの概略構成を示す断面図。
【図７】記録材が供給される様子を示す断面図。
【符号の説明】
【００４２】
１ プリンタ、 ５ 印刷機構
１０ 供給装置（マルチトレイ）
２０ 供給ユニット
３１ 第１のフィードローラ、 ３２ 第２のフィードローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷用紙などの記録材を印刷機構などの記録機構へ供給するための供給ユニットおよび装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置の用紙トレイから用紙を一枚ずつ給送する給紙装置としては、用紙の給送方向に回転する給紙ローラと、この給紙ローラに圧接され対をなすと共にトルクリミッタを介して給送方向とは逆方向に駆動力を付与される分離ローラとを有する摩擦分離ローラ方式の給紙装置が周知であることが記載されている。この特許文献１には、給紙部に装着された用紙トレイが開示されており、用紙トレイ内の用紙は、最上の用紙が駆動源により回転駆動される呼出しローラによって呼び出され、給紙ローラと分離ローラとのニップに送られ１枚ずつに捌かれて縦搬送装置によってレジストローラ対まで搬送され、さらに感光体ドラムに形成された画像先端とタイミングを取って画像形成部の転写位置に搬送される。
【０００３】
特許文献２には、原稿搬送装置が開示されており、給紙トレイ部に堆積状態にて載置された複数枚の原稿から１枚の原稿を分離して第１の搬送方向に搬送するための第１の回転駆動部材としての２つの回転駆動ローラ（搬送上流側に吸入ローラ、下流側に分離ローラ）と第２の回転駆動部材としての大径の反転ローラとが、押圧板体の上面であって、原稿の搬送方向と直交する方向（原稿の横幅方向）の略中央部位に配置されているものが開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２４７４号公報（段落番号０００２、００２１、図１）
【特許文献２】特開２００８−１８９４７６号公報（段落番号００４４−４６、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示されているように、大量の用紙が収納された用紙トレイから用紙を一枚ずつ給送する給紙装置は、最上の用紙を一枚ずつピックアップする方式が採用される。したがって、複写機またはプリンタなどの大量の用紙をハンドリングするシステムでは、印刷機構に対して給紙装置は通常下側に配置され、用紙トレイを前後に引き出して用紙を補給する形態が採用される。
【０００５】
一方、原稿は少量であり出し入れが容易であることが好ましい。このため、複写機または複合機では印刷機構の上に原稿搬送装置が配置される。原稿搬送装置においても、上記の給紙装置と同様に最上の用紙を一枚ずつピックアップする方式が採用されるが、特許文献２のように最下の原稿を送る方式もある。
【０００６】
印刷機構の上に大量の用紙を収納可能な用紙トレイを配置したシステムは、用紙の交換が便利である。しかしながら、用紙を分離する方向と、分離した用紙を送る方向が合わないので、用紙の供給ルートが複雑になるなどの理由により実現されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、複数枚のシート状の記録材を積み上げた状態で収納するための収納体を有する供給ユニットである。この供給ユニットは、さらに、収納体に積み上げられた記録材の主たる重量を受ける位置で、積み上げられた記録材の最下の記録材に接し、給紙方向に最下の記録材を搬送するように配置された第１のフィードローラと、積み上げられた記録材の給紙方向の端側で最下の記録材に接し、最下の記録材を第１のフィードローラの給紙速度以下で給紙方向へ搬送するように配置された第２のフィードローラと、積み上げられた記録材の少なくとも最下層の複数の記録材の給紙方向の端が当たり、最下の記録材を下側に導くように傾いた分離壁体とを有する。
【０００８】
この供給ユニットにおいては、第１のフィードローラにより、上に積み上げられた記録材の主たる重量を受ける。したがって、積み上げられた記録材が大量であっても、最下の記録材を第１のフィードローラにより搬送できる。さらに、第２のフィードローラが積み上げられた記録材の給紙方向の端側に位置するので、第１のフィードローラにより搬送された最下の記録材を最後まで給紙ユニットから出力できる。第２のフィードローラは積み上げられた記録材の端側を支持する。積み上げられた記録材は、第１のフィードローラと第２のフィードローラとの間で自重により下側に凸になるように湾曲するが、第１のフィードローラと第２のフィードローラとにより搬送することにより、最下の記録材を、その上の記録材とは分離して搬送できる。さらに、分離壁体により最下の記録材を効率よく分離して、記録材を一枚ずつ、高い信頼性で下側に供給できる。
【０００９】
分離壁体に最下の記録材の給紙方向の端が当たる位置、すなわち、分離壁体の分離位置と第１のフィードローラとの間隔は、積み上げられた記録材の給紙方向の長さ、すなわち、記録材の給紙長の１／４〜３／４倍の範囲内であることが望ましい。分離位置と第１のフィードローラとの間隔は、記録材の給紙長の１／３〜２／３倍の範囲内であることがさらに好ましい。上記の範囲に第１のフィードローラを配置することにより、第１のフィードローラで積み上げられた記録材の主な荷重を受けることができる。第１のフィードローラは、積み上げられた記録材の重心近傍、すなわち、分離位置と第１のフィードローラとの間隔は、記録材の給紙長の１／２倍の前後の適当な範囲内であることが望ましい。
【００１０】
第１のフィードローラの位置が重心近傍から後方に、分離位置から離れ過ぎると第１および第２のフィードローラとの距離が開き過ぎたり、記録材の湾曲が大きくなり過ぎて記録材を支持できなくなったり、スムーズに給紙できなくなる。一方、第１のフィードローラの位置が前方に、分離位置に近すぎると、第１および第２のフィードローラとの距離が短過ぎて記録材の主な荷重をフィードローラで支持できず、スムーズに給紙できなくなる可能性がある。第１のフィードローラと第２のフィードローラとにより、少なくとも第１のフィードローラと第２のフィードローラとの間では積み上げられた記録材が支持されることが有用である。
【００１１】
また、積み上げられた記録材の最上の記録材の給紙方向の端側を加圧するための押さえ部材を設けることが望ましい。積み上げられた記録材の端側に上から圧力を加えて第２のフィードローラへ押しつけることにより、積み上げられた記録材の枚数が減ったときに第２のフィードローラの駆動力を確保できる。
【００１２】
第１のフィードローラへ駆動力を供給し、給紙方向に最下の記録材を搬送するように駆動した後、最下の記録材の反給紙方向の端が第１のフィードローラを通過する前または直後に第１のフィードローラへの駆動力を止める駆動ユニットを有することが望ましい。次の紙が送りだされ前の紙と一部が重なって送られること（重送）を防止できる。最下の記録材の反給紙方向の端が第１のフィードローラを通過する前または直後のタイミングは、適当なところに設置した紙センサー、第１のフィードローラの負荷が瞬間的に増加したり、第１のフィードローラに接している記録材の動きが瞬間的に停止したりすることなどにより検出できる。
【００１３】
本発明の他の態様の１つは、上記の供給ユニットと、供給ユニットの下側に配置された印刷機構と、供給ユニットから印刷機構へ記録材を導くための供給路とを有する装置、たとえばプリンタである。
【００１４】
本発明のさらに異なる態様の１つは、上記の供給ユニットを複数有する供給装置（マルチトレイ）である。これら複数の供給ユニットは上下に積み重ねることができる。複数の供給ユニットをそれぞれの分離壁体が上下に並ぶように積み上げ、それぞれの分離壁体から出力された記録材を下側に導くための記録材ガイドを設けることが望ましい。
【００１５】
さらに、本発明の異なる態様の１つは、上記の供給装置（マルチトレイ）と、供給装置の下側に配置された印刷機構と、供給装置から印刷機構へ記録材を導くための供給路とを有する装置である。このマルチトレイを備えた装置は、サイズの異なる記録用紙、封筒、薬袋などに印刷する装置に適している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１に本発明の実施形態の１つのプリンタの概略構成を示している。このプリンタ１は、ハウジング２と、ハウジング２の上に搭載されたマルチトレイ１０と、ハウジング２の下側に挿入されたシングルトレイ３と、ハウジング２に収納された印刷機構５とを備えている。印刷機構５は、たとえば、インクジェット方式であり、レーザプリンタ、サーマルプリンタなどの他の方式であってもよい。プリンタ１は、ハウジング２の上に搭載されたマルチトレイ１０から下側に向かって出力された記録材を印刷機構５に導くための供給路６を備えている。マルチトレイ１０は、幾つかのサイズの薬袋９を記録材として収納可能な供給装置であり、マルチトレイ１０から、所望のサイズの薬袋９が供給路６を介して印刷機構５に供給される。プリンタ１では、マルチトレイ１０から供給された薬袋９に処方および／または注意事項などが印刷され、ハウジング２の前方の排出トレイ４に出力される。プリンタ１は、供給路６を切り替えることにより、ハウジング２の下側に挿入されたシングルトレイ３の中の印刷用紙８を印刷機構５に供給し、印刷することができる。マルチトレイ１０には、薬袋９に限らず、種々のサイズの印刷用紙８などのシート状の記録材を収納することができる。以降では、これらシート状の印刷対象物を記録材９と呼ぶことにする。
【００１７】
図２にマルチトレイ１０の外観を示している。このマルチトレイ１０はハウジング２に着脱可能であり、上下に積み重ねられた３つの供給ユニット２０と、それぞれの供給ユニット２０から出力された記録材９を印刷機構５に繋がる供給路６に導くためのガイド（記録材ガイド）１１とを備えている。ガイド１１に形成される出力路１２の下端近傍には、記録材９の先端が通過することを検出するためのセンサー（紙センサー）１５が配置されている。
【００１８】
図３に、供給ユニット２０の１つの外観を示している。図４に、供給ユニット２０の収納体２１からカバー２９と、押さえ部材５０と、駆動機構６０とを取り外した状態を展開図により示している。図５に、収納体２１から第１のフィードローラ３１と、第２のフィードローラ３２と、分離壁体４０とを取り外した状態を展開図により示している。さらに、図６に、供給ユニット２０の概略構成を断面図により示している。
【００１９】
収納体（トレイ）２１は、底壁２２と、両側壁２３ａおよび２３ｂとを備え、給紙方向Ｘに長く、内部に複数枚のシート状、たとえばＡ４版の長方形の記録材９を積み上げた状態で収納できるようになっている。以降では、記録材９０は積み上げられた状態の記録材９の束を示し、記録材９１は最下の記録材９を示し、記録材９９は最上の記録材９を示す。
【００２０】
トレイ２１の給紙方向Ｘの端には分離壁体４０が取り付けられている。横長の分離壁体４０のほぼ下半分は、前方（給紙方向Ｘのプラス方向、図面上の右側）に向かって傾き、記録材９の供給方向となる下側に向かって開いた分離壁４１が形成されている。記録材９の剛性などの条件によるが、分離壁４１は、トレイ２１の底壁（底面）２２に垂直な方向に対し１５〜２５度程度傾いていることが望ましい。典型的には、分離壁４１は、底壁（底面）２２に垂直な方向に対し２０度程度傾いていることが望ましい。トレイ２１に収納された最下層９２の複数の記録材９の給紙方向Ｘの端９ａが分離壁４１にあたり、最下の記録材９１が分離され、トレイ２１の底壁２２と分離壁４１との間の出力口（供給口）４９からガイド１１に形成される出力路１２に出力される。
【００２１】
トレイ２１の底壁２２には、第１のフィードローラ３１と、第２のフィードローラ３２とが配置されている。第１のフィードローラ３１は、トレイ２１の給紙方向Ｘのほぼ中央の積み上げられた記録材９０の主たる重量を受ける位置に配置されている。第１のフィードローラ３１は積み上げられた記録材９０の最下の記録材９１に接し、給紙方向Ｘに最下の記録材９１を搬送する。第１のフィードローラ３１は、シャフト３１ｓと、シャフト３１ｓにより駆動される複数のゴムローラ部３１ｇとを含む。
【００２２】
第２のフィードローラ３２は、積み上げられた記録材９０の給紙方向Ｘの端側９０ｓで最下の記録材９１に接するように配置されている。第２のフィードローラ３２は、最下の記録材９１を第１のフィードローラ３１の給紙速度Ｖ１以下、すなわち、同じ速度または若干低い速度で給紙方向Ｘへ搬送する。第２のフィードローラ３２も、シャフト３２ｓと、シャフト３２ｓにより駆動される複数のゴムローラ部３２ｇとを含む。
【００２３】
これら第１のフィードローラ３１および第２のフィードローラ３２は、側壁２３ｂに装着された駆動機構６０により駆動される。駆動機構６０は、マルチトレイ１０の状態ではカバー６９により覆われている。駆動機構６０は、モータ６１と、モータ６１と第１のフィードローラ３１のシャフト３１ｓおよび第２のフィードローラ３２のシャフト３２ｓとを接続する輪列６３とを含む。輪列６３は、第２のフィードローラ３２の搬送速度（給紙速度）Ｖ２が第１のフィードローラ３１の搬送速度（給紙速度）Ｖ１と同じまたは若干低くなるようにモータ６１の動力を伝達する機能と、モータ６１から第１のフィードローラ３１への伝達動力を適当なタイミングでカットできる切り替え機構６５とを含む。切り替え機構６５は遊星ギアなどの公知の構成を使用できる。
【００２４】
駆動機構６０は、さらに、第１のフィードローラ３１の回転速度を検出するための速度センサー６６を含む。駆動機構６０では、メカ的または電気的な制御により、速度センサー６６により第１のフィードローラ３１の回転速度が瞬間的に低下したこと、または、紙センサー１５により記録材９の先端９ａが出力路１２の所定の位置に達したことにより、第１のフィードローラ３１への動力の供給を停止する。したがって、第１のフィードローラ３１は最下の記録材９１を給紙方向Ｘへ搬送した後、最下の記録材９１の反給紙方向の端９ｂが第１のフィードローラ３１を通過する前または直後に回転が止まる。このため、第２のフィードローラ３２により最下の記録材９１を搬送している間に、第１のフィードローラ３１により次の記録材９を搬送することを防止できる。
【００２５】
第１のフィードローラ３１および第２のフィードローラ３２は、それぞれ軸受け３５によりトレイ２１の底壁２２に固定されている。軸受け３５は、トレイ２１に記録材９を挿入する方向、すなわち、トレイ２１の後方（Ｘマイナス方向）に傾斜している。このため、軸受け３５は、記録材９またはその束９０をトレイ２１に入れたときに、記録材９または束９０を第１のフィードローラ３１および第２のフィードローラ３２の上にスムーズに積み上げる紙ガイドとしての機能を備えている。
【００２６】
この供給ユニット１０に採用されている押さえ部材５０は、積み上げられた記録材（記録材の束）９０の最上の記録材９９の上に乗せられる錘タイプの部材である。押さえ部材５０は、後方に延びたフック状の部分５１と、平坦な錘となる部分５２とを含み、錘となる部分５２が記録材の束９０の給紙方向Ｘの端側（前方）、すなわち、第２のフィードローラ３２の上方を中心として、第１のフィードローラ３１の上方にかかる領域に乗り、記録材の束９０を上方から加圧する。トレイ２１の両側壁２３ａおよび２３ｂの給紙方向Ｘの端側には下側に凸で後方に傾斜した台形状の開口２４が設けられており、押さえ部材５０の両側の突き出た部分５５が開口２４に入るようになっている。このため、押さえ部材５０のフック状の部分５１を持って後方に引くと、押さえ部材５０は開口２４に沿って上方に移動し、押さえ部材５０とトレイ２１の底壁２２との間が開き、記録材の束９０を後方から挿入し、記録材９をトレイ２１に補給できる。その後、押さえ部材５０を開放すると、開口２４に沿って押さえ部材５０の錘となる部分５２が前方へ移動し、記録材の束９０の前方の部分を錘となる部分５２により上から加圧できる。
【００２７】
図７に、供給ユニット２０において記録材９が分離されて一枚ずつ下側へ供給される状態を示している。この供給ユニット２０においては、第１のフィードローラ３１により、上に積み上げられた記録材９０の主たる重量を受ける。したがって、積み上げられた記録材９０が大量であっても、少なくとも最下の記録材９１を第１のフィードローラ３１により搬送できる。たとえば、記録材９が記録用紙であれば数１０枚から１００枚程度あるいはそれ以上の記録用紙をトレイ２１に収納し、一枚ずつ供給できる。
【００２８】
さらに、第２のフィードローラ３２により、積み上げられた記録材９０の給紙方向Ｘの端側（前方）９ａを支持し、最下の記録材９１を搬送する。したがって、第１のフィードローラ３１により搬送された最下の記録材９１を、最後まで（後ろ端まで）供給ユニット（給紙ユニット）２０から出力できる。
【００２９】
第２のフィードローラ３２と、分離壁体４０の分離壁４１に最下の記録材９１の給紙方向の端が当たる位置、すなわち、分離壁体４０の分離位置４５との距離Ｌ２は、５ｍｍ〜３５ｍｍ程度が好ましく、１０〜３０ｍｍ程度がさらに好ましく、１５〜２５ｍｍ程度がいっそう好ましく、この例では２０ｍｍ程度にしている。また、分離壁４１の角度（トレイ２１の底面２２の垂線に対する角度）θは、１５〜２５度程度が好ましく、この例では２０度に設定している。分離壁４１の角度θと、分離壁４１から第２のフィードローラ３２までの距離Ｌ２の最適な値は、記録材９の剛性あるいは柔軟性、たとえば、記録材９が紙であれば紙腰の強さなどにより変わる可能性がある。しかしながら、上記の組み合わせは一般的な記録用紙あるいは封筒において有用である。
【００３０】
供給ユニット２０において、第１のフィードローラ３１と第２のフィードローラ３２とにより支持され、積み上げられた記録材の束９０は、第１のフィードローラ３１と第２のフィードローラ３２との間９５で自重により（重力により）下側に凸になるように湾曲する。しかしながら、第１のフィードローラ３１および第２のフィードローラ３２により上に積み上げられた記録材９０を搬送することにより、最下の記録材９１のみを搬送することができる。すなわち、第２のフィードローラ３２単独では、記録材同士の摩擦力により最下の記録材９１を引っ張りだすことができない。さらに、第２のフィードローラ３２単独で引っ張ることにより最下の記録材９１に張力が加わり最下層９２の記録材と最下の記録材９１が密着するので、上下の記録材９の摩擦力は増大し、ますます最下の記録材９１を搬送することが難しくなる。
【００３１】
これに対し、記録材の束９０の荷重が加わる第１のフィードローラ３１を駆動することにより、最下の記録材９１に張力が加わることを防止でき、最下の記録材９１を下側に凸の状態で給紙方向Ｘに送り出すことができる。さらに、第２のフィードローラ３２が最下の記録材９１を搬送できない状態であると、最下の記録材９１はさらに下側に凸に撓み（湾曲し）、その上の記録材９と分離され、その上の記録材９との摩擦力が減り、第２のフィードローラ３２が最下の記録材９１を搬送し易い状況を作り出す。このため、第１のフィードローラ３１および第２のフィードローラ３２の搬送力は、最下の記録材９にはそれぞれのローラ３１および３２と記録材９との接触により効率よく伝達されるが、上層の記録材９に伝達されにくくなる。したがって、最下の記録材９１に加わる搬送力に対し、その上の記録材９に加わる搬送力を低減でき、分離壁４１により最下の記録材９１を効率よく分離できる。このため、供給ユニット２０においては、記録材９を一枚ずつ、高い信頼性で下側に供給できる。
【００３２】
第１のフィードローラ３１により記録材９０の荷重を主に受けるためには、分離壁４１の分離位置４５と、第１のフィードローラ３１との間隔（距離）Ｌ１は、積み上げられた記録材９０の給紙方向の長さ（給紙長）Ｌ０の１／４〜３／４倍の範囲内であることが望ましい。この距離Ｌ１は、記録材の給紙長Ｌ０の１／３〜２／３倍の範囲内であることがさらに好ましい。第１のフィードローラ３１で積み上げられた記録材９０の主な荷重を最も効率よく受けることができるのは、第１のフィードローラ３１を、積み上げられた記録材９０の重心あるいはその近傍に配置することである。すなわち、分離位置４５と第１のフィードローラ３１との間隔Ｌ１は、記録材の給紙長Ｌ０の１／２あるいはその近傍であることがさらに望ましい。しかしながら、幾つかのタイプのサイズの記録材９に対して同じ供給ユニット２０が使用できることが好ましく、さらに、供給ユニット２０に、あるサイズの記録材９を縦でも横でもセットできることが望ましい。
【００３３】
本例の供給ユニット２０においては、分離位置４５と第１のフィードローラ３１との間隔Ｌ１は、１００ｍｍに設定している。この距離Ｌ１であれば、Ａ４版（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）を縦にセットした場合のＬ１／Ｌ０は０．３４であり、横にセットした場合のＬ１／Ｌ０は０．４８である。Ａ５版（１４８ｍｍ×２１０ｍｍ）を縦にセットした場合のＬ１／Ｌ０は０．４８であり、横にセットした場合のＬ１／Ｌ０は０．６７である。したがって、Ａ４版、Ｂ５版（１８２ｍｍ×２５７ｍｍ）およびＡ５版程度の記録材９であれば、縦でも横でもセットできる。
【００３４】
比Ｌ１／Ｌ０が上記の範囲より大きいと、第１のフィードローラ３１の位置が重心近傍から後方に離れ、また、分離位置４５から離れ過ぎる。比Ｌ１／Ｌ０が上記の範囲を超えると、第１のフィードローラ３１および第２のフィードローラ３２との距離Ｌ１２が長くなりすぎる。したがって、最下層の記録材９２の湾曲が大きくなり過ぎて、記録材の束９０をこれらのローラ３１および３２で支持できなくなる可能性がある。たとえば、最下層の記録材９２が湾曲して、トレイ２１の底壁２２に接すると、底壁２２との摩擦が発生し搬送できなくなる可能性がある。また、底壁２２に接する最下層の記録材９２が上下に分離されないので、記録材９を一枚ずつ分離できず、重送される可能性がある。
【００３５】
比Ｌ１／Ｌ０が上記の範囲より小さいと、第１のフィードローラ３１の位置が前方になり、分離位置４５に近すぎる。比Ｌ１／Ｌ０が上記の範囲より小さいと、第１のフィードローラ３１および第２のフィードローラ３２との距離Ｌ１２が短過ぎて、第１のフィードローラ３１が前方にあるので、記録材の束９０の主な荷重を第１のフィードローラ３１で支持できず、第１のフィードローラ３１の搬送力が不足する可能性がある。
【００３６】
このように、本例の供給ユニット２０は、積み上げられた記録材９０を前後に配置された２つのフィードローラ３１および３２で支持することにより、２つのフィードローラ３１および３２の間で下に湾曲する記録材であっても最下の記録材９１を分離して搬送できる。さらに、平板状の錘５２により記録材の束９０の上側を加圧することにより、記録材９の残量が少ないときは、錘５２により記録材９を上から加圧することにより、フィードローラ３１および３２による搬送力を確保できる。
【００３７】
第１のフィードローラ３１の搬送速度Ｖ１よりも第２のフィードローラ３２の搬送速度Ｖ２を遅くすることが好ましい。この速度差により、第１のフィードローラ３１および第２のフィードローラ３２の間９５で最下層の複数の記録材９２をさらに強制的に下側に湾曲できる。このため、最下層の記録材９２をいっそう上下に分離しやすい。速度差は、第１のフィードローラ３１および第２のフィードローラ３２の間の記録材９５が湾曲し過ぎてトレイ２１の底壁２２に接してしまわない程度にすることが望ましい。
【００３８】
このように供給ユニット２０は、フィードローラの上に大量の記録材を搭載することができ、一枚ずつ分離して下方に供給できる。また、大きさが同じ、または大きさの異なる複数の供給ユニット２０を上下に積み、分離壁４１の方向を合わせ出力口４９の向きを揃えることにより、複数のサイズの記録材９や向きの異なる記録材９をあらかじめ収納しておくことができるマルチトレイ（供給装置）１０を提供できる。そして、供給ユニット２０またはマルチトレイ１０は、プリンタ１のハウジング２の上にセットすることができ、印刷機構５の上にマルチトレイ１０が設置された新しいタイプのプリンタ１を提供できる。
【００３９】
マルチトレイ１０が上側にあるプリンタ１は、マルチトレイ１０にアクセスしやすくなるので、種類の異なる記録材９をマルチトレイ１０にセットしたり、種類の異なる記録材９をマルチトレイに入れ替えたりするのが容易である。したがって、このプリンタ１は、多種多様なサイズの記録材９を入れ替えて印刷する必要があるプリンタ、たとえば、薬袋、封筒などに印刷するプリンタに適している。また、印刷機構を下、給紙用のトレイを上というデザインを採用することが可能となるので、記録用紙の補給が高い位置で行え、作業員の労力を低減できる。このため、多量の記録用紙を取り扱う必要のある業務用の印刷装置にも適している。
【００４０】
プリンタの床面積を最小にする方法は給紙装置をプリンタの下、あるいは上に載せる方法である。上に載せる場合には紙を下の紙から供給しなければならない。この方法は紙の重みのため大容量を扱うことは難しい。本発明により、下の紙を送り出す大容量の給紙装置を提供できる。なお、一番下の紙の後端が第１のフィードローラを通過すると、第１のフィードローラの回転を停止しなければならない。このため、紙の後ろ端が第１のフィードローラを通過したときの検出方法として、紙の先端の位置を光検出器などの紙センサーで検出すること、第１のフィードローラの近辺における紙の動きを、ローラの速度や負荷により検出することを示しているが、検出方法はこれらに限定されるものではない。たとえば、第１のフィードローラの後方に光学式のセンサーを設け、反射光で紙が動いているか否かを検出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】マルチトレイを搭載したプリンタの概略構成を示す図。
【図２】マルチトレイの外観を示す斜視図。
【図３】マルチトレイを構成する１つの供給ユニットの外観を示す斜視図。
【図４】供給ユニットの収納体（トレイ）からカバーと、押さえ部材と、駆動機構とを取り外した状態を示す展開図。
【図５】トレイから第１のフィードローラと、第２のフィードローラと、分離壁体とを取り外した状態を示す展開図。
【図６】供給ユニットの概略構成を示す断面図。
【図７】記録材が供給される様子を示す断面図。
【符号の説明】
【００４２】
１ プリンタ、 ５ 印刷機構
１０ 供給装置（マルチトレイ）
２０ 供給ユニット
３１ 第１のフィードローラ、 ３２ 第２のフィードローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚のシート状の記録材を積み上げた状態で収納するための収納体と、
前記収納体に積み上げられた記録材の主たる重量を受ける位置で、前記積み上げられた記録材の最下の記録材に接し、給紙方向に前記最下の記録材を搬送するように配置された第１のフィードローラと、
前記積み上げられた記録材の前記給紙方向の端側で前記最下の記録材に接し、前記最下の記録材を前記第１のフィードローラの給紙速度以下で前記給紙方向へ搬送するように配置された第２のフィードローラと、
前記積み上げられた記録材の少なくとも最下層の複数の記録材の前記給紙方向の端が当たり、前記最下の記録材を下側に導くように傾いた分離壁体とを有する供給ユニット。
【請求項２】
請求項１において、前記分離壁体に前記最下の記録材の前記給紙方向の端が当たる位置と前記第１のフィードローラとの間隔は、前記積み上げられた記録材の前記給紙方向の長さの１／４〜３／４倍の範囲内である、供給ユニット。
【請求項３】
請求項１または２において、前記分離壁体に前記最下の記録材の前記給紙方向の端が当たる位置と前記第１のフィードローラとの間隔は、前記積み上げられた記録材の前記給紙方向の長さの１／３〜２／３倍の範囲内である、供給ユニット。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記第１のフィードローラは、前記積み上げられた記録材の重心近傍に接するように配置されている、供給ユニット。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記積み上げられた記録材の最上の記録材の前記給紙方向の端側を加圧するための押さえ部材を有する供給ユニット。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかにおいて、前記第１のフィードローラへ駆動力を供給し、前記給紙方向に前記最下の記録材を搬送するように駆動した後、前記最下の記録材の反給紙方向の端が前記第１のフィードローラを通過する前または直後に前記第１のフィードローラへの駆動力を止める駆動ユニットを有する供給ユニット。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の供給ユニットと、
前記供給ユニットの下側に配置された印刷機構と、
前記供給ユニットから前記印刷機構へ記録材を導くための供給路とを有する装置。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれかに記載の供給ユニットを複数有する供給装置であって、
前記複数の供給ユニットのそれぞれの前記分離壁体が上下に並ぶように、前記複数の供給ユニットは上下に積み重ねられており、
さらに、前記それぞれの分離壁体から出力された記録材を下側に導くための記録材ガイドを有する供給装置。
【請求項９】
請求項８に記載の供給装置と、
前記供給装置の下側に配置された印刷機構と、
前記供給装置から前記印刷機構へ記録材を導くための供給路とを有する装置。
【請求項１】
複数枚のシート状の記録材を積み上げた状態で収納するための収納体と、
前記収納体に積み上げられた記録材の主たる重量を受ける位置で、前記積み上げられた記録材の最下の記録材に接し、給紙方向に前記最下の記録材を搬送するように配置された第１のフィードローラと、
前記積み上げられた記録材の前記給紙方向の端側で前記最下の記録材に接し、前記最下の記録材を前記第１のフィードローラの給紙速度以下で前記給紙方向へ搬送するように配置された第２のフィードローラと、
前記積み上げられた記録材の少なくとも最下層の複数の記録材の前記給紙方向の端が当たり、前記最下の記録材を下側に導くように傾いた分離壁体とを有する供給ユニット。
【請求項２】
請求項１において、前記分離壁体に前記最下の記録材の前記給紙方向の端が当たる位置と前記第１のフィードローラとの間隔は、前記積み上げられた記録材の前記給紙方向の長さの１／４〜３／４倍の範囲内である、供給ユニット。
【請求項３】
請求項１または２において、前記分離壁体に前記最下の記録材の前記給紙方向の端が当たる位置と前記第１のフィードローラとの間隔は、前記積み上げられた記録材の前記給紙方向の長さの１／３〜２／３倍の範囲内である、供給ユニット。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記第１のフィードローラは、前記積み上げられた記録材の重心近傍に接するように配置されている、供給ユニット。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記積み上げられた記録材の最上の記録材の前記給紙方向の端側を加圧するための押さえ部材を有する供給ユニット。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかにおいて、前記第１のフィードローラへ駆動力を供給し、前記給紙方向に前記最下の記録材を搬送するように駆動した後、前記最下の記録材の反給紙方向の端が前記第１のフィードローラを通過する前または直後に前記第１のフィードローラへの駆動力を止める駆動ユニットを有する供給ユニット。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の供給ユニットと、
前記供給ユニットの下側に配置された印刷機構と、
前記供給ユニットから前記印刷機構へ記録材を導くための供給路とを有する装置。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれかに記載の供給ユニットを複数有する供給装置であって、
前記複数の供給ユニットのそれぞれの前記分離壁体が上下に並ぶように、前記複数の供給ユニットは上下に積み重ねられており、
さらに、前記それぞれの分離壁体から出力された記録材を下側に導くための記録材ガイドを有する供給装置。
【請求項９】
請求項８に記載の供給装置と、
前記供給装置の下側に配置された印刷機構と、
前記供給装置から前記印刷機構へ記録材を導くための供給路とを有する装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１４９９９８（Ｐ２０１０−１４９９９８Ａ）
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３３０２１１（Ｐ２００８−３３０２１１）
【出願日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【出願人】（５９９０２０５１９）株式会社イーエムシステムズ (4)
【出願人】（５９７１０３０６７）有限会社エフ・アンド・エフ (18)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【出願人】（５９９０２０５１９）株式会社イーエムシステムズ (4)
【出願人】（５９７１０３０６７）有限会社エフ・アンド・エフ (18)
【Ｆターム（参考）】
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