供纸装置

技术领域

本发明涉及供纸装置。

背景技术

在供纸装置中存在将片材夹在一对辊之间并将片材向第一方向输送的装置。一对辊中的一个辊由扭矩限制器支承。即便是在一对辊之间同时输送两张片材，也会仅将两张片材中的一张输送到一对辊的下游侧。

发明内容

实施方式的供纸装置具备第一辊、第二辊、扭矩限制器、支架以及驱动部。所述第一辊与片材的第一面接触并将所述片材向第一方向输送。所述第二辊以与所述第一辊对置的方式配置，并且所述第二辊将所述片材夹在所述第二辊与所述第一辊之间而与所述片材的所述第一面的背面即第二面接触。所述扭矩限制器对所述第二辊赋予反扭矩以在所述第二面产生与所述第一方向相反的方向的力。所述支架将所述第二辊支承为能够旋转。所述驱动部使所述支架移动，并且对所述支架朝向所述第一辊施力。

附图说明

图1为第一实施方式的图像形成装置的简要构成图。

图2为第一实施方式的供纸装置的立体图。

图3为第一实施方式的供纸装置中的第一、第二辊输送一张片材的情况的主视图。

图4为重叠了使第一实施方式的供纸装置中的支架旋转的状态而得的主视图。

图5为第一实施方式的图像形成装置的硬件构成图。

图6为第一实施方式的供纸装置中的第一、第二辊输送两张片材的情况的主视图。

图7为示出第一实施方式的供纸装置中的动态按压相对于支点角度的变化的图。

图8为第二实施方式的供纸装置中的支点角度为40°的情况的主视图。

图9为第二实施方式的供纸装置中的支点角度为35°的情况的主视图。

图10为第二实施方式的供纸装置中的支点角度为45°的情况的主视图。

附图标记说明

6：控制部；11：湿度传感器；12：质量传感器；22、71：供纸装置；25：第一辊；26：第二辊；27：扭矩限制器；28：支架；29：驱动部；42：移动机构；43：施力部件；45：电动机；46：凸轮；47：轴；49：驱动轴；54：第一部分；55：第二部分；CA、CB：旋转轴；CC、CE：第一转动轴；CD：第二旋转轴；NA：辊隙；S：片材；SA：第一面；SB：第二面；SC：基准面；XA：第一方向。

具体实施方式

以下参照附图对实施方式的供纸装置进行说明。

(第一实施方式)

在本实施方式中，对将供纸装置用于图像处理装置的片材供给部的例子进行说明。供纸装置也可以用于图像处理装置的手动供给托盘等。

图1为实施方式的图像处理装置的简要构成图。实施方式的图像处理装置是图像形成装置1。图像形成装置1进行在片材S形成图像的处理。

图像形成装置1具有外壳10、扫描部2、图像形成单元3、片材供给部4、输送部5、排纸托盘7、翻转单元9、控制面板8以及控制部6。

外壳10形成图像形成装置1的外形。在外壳10固定有检测图像形成装置1的外部的空气的湿度的湿度传感器11。湿度传感器11将检测结果送至控制部6。

扫描部2将复印对象物的图像信息读取为光的亮暗，并生成图像信号。扫描部2将所生成的图像信号输出到图像形成单元3。

图像形成单元3基于从扫描部2接收到的图像信号或从外部接收到的图像信号通过调色剂等记录剂形成输出图像。以下将输出图像称为调色剂图像。图像形成单元3将调色剂图像转印到片材S的表面上。图像形成单元3对片材S的表面上的调色剂图像加热及加压以使调色剂图像定影于片材S。

片材供给部4配合图像形成单元3形成调色剂图像的时刻将片材S逐张地向输送部5供给。片材供给部4具有片材容纳部20、拾取辊21以及供纸装置22。

片材容纳部20收纳预定的尺寸及种类的片材S。

拾取辊21从片材容纳部20将片材S逐张地取出。供纸装置22将拾取辊21取出的片材S向输送部5供给。

在本实施方式中，按照理论说明为，即使支点角度θ变化，第二辊26的旋转轴CB也不移动。如图2及图3所示，供纸装置22具有第一辊25、第二辊26、扭矩限制器27、支架28以及驱动部29。

例如，第一辊25为圆柱状。第一辊25由支承部件支承为能够绕第一辊25的旋转轴CA旋转。例如，第一辊25以旋转轴CA沿水平面的方式配置。第一辊25与片材S的第一面SA接触以将片材S向第一方向(输送方向的下游侧)XA输送。将与第一方向XA相反的方向称为第二方向(输送方向的上流侧)XB。

例如，第二辊26为圆筒状。第二辊26以在第一辊25的下方与第一辊25对置的方式配置。第二辊26以第二辊26的旋转轴CB沿水平面的方式配置。第二辊26将片材S夹在第二辊26与第一辊25之间。将由第一辊25和第二辊26形成的辊隙称为辊隙NA。

第二辊26与作为片材S的第一面SA的背面的第二面SB接触。旋转轴CA，CB在与第一方向XA正交的第三方向Y上具有长度。第三方向Y也可以被设为是与第一方向XA交叉的方向。

例如，扭矩限制器27存在于第二辊26内。扭矩限制器27与第二辊26同轴。在扭矩限制器27中，支承轴33相对于主体32分别在第三方向Y上突出。当预先规定的扭矩阈值以下的扭矩作用于第二辊26与扭矩限制器27之间时，扭矩限制器27与第二辊26成为一体，并绕旋转轴CB旋转。当超过扭矩阈值的扭矩作用于第二辊26与扭矩限制器27之间时，扭矩限制器27通过相对于第二辊26滑动，而将第二辊26支承为能够伴随着与扭矩阈值相当的反扭矩绕旋转轴CB旋转。即、扭矩限制器27对第二辊26赋予反扭矩以便在片材S的第二面SB产生第二方向XB的力。

所谓超过扭矩阈值的扭矩是欲使第二辊26中的第一辊25侧的端部相对于扭矩限制器27向第一方向XA旋转的扭矩。

只要在过大扭矩作用于第二辊26时能够切断扭矩，扭矩限制器也可以不与第二辊26同轴。

支架28具有主体36、一对第一支承片37以及第二支承片38。

主体36在第三方向Y上具有长度。主体36存在于第二辊26的下方处。一对第一支承片37以从主体36的第三方向Y的各端部朝向上方的方式具有长度。在各第一支承片37固定有扭矩限制器27的支承轴33。支架28将第二辊26支承为能够旋转。

第二支承片38固定在主体36的第三方向Y的中间部。如图4所示，在第二支承片38的下表面固定有凸部39。凸部39为圆锥台状。

驱动部29使支架28旋转移动。驱动部29朝向第一辊25对支架28施力。如图2所示，驱动部29具有移动机构42和施力部件43。移动机构42使支架28旋转移动。移动机构42通过使支架28绕第一转动轴CC转动来使支架28移动。移动机构42具有电动机45、凸轮46以及轴47。

作为电动机45，使用步进电动机等。电动机45具有主体48和驱动轴49。在主体48轴部件52被支承为能够绕轴部件52的第一转动轴CC转动。在驱动轴49的外周面有多个齿。

凸轮46具有第一部分54和第二部分55。第一部分54为椭圆状。第二部分55为四分之一圆形状。第二部分55是凸轮46中的与第一部分54不同的部分。在第二部分55中的圆弧状的侧面有多个齿。多个齿与电动机45的驱动轴49的多个齿嵌合。第二部分55中的内角约成90°的顶部连到了第一部分54的第一端部。

第一部分54中的长边方向的中央部固定于轴部件52。凸轮46的第一部分54由电动机45支承为能够绕第一转动轴CC转动。

轴47在第三方向Y上具有长度。在此，将轴47的中心轴称为第二旋转轴CD。

轴47的第一端部固定于凸轮46的第二部分55。轴47中的与第一端部相反的第二端部固定于第二凸轮57。第二凸轮57由外壳10支承为能够绕第一转动轴CC转动。轴47中的第三方向Y的中间部以能够绕轴47的第二旋转轴CD转动的方式连接到支架28的第一支承片37。支架28能够转动地连接到轴47的第二旋转轴CD。第二旋转轴CD是支架28直接连接的旋转轴。支架28绕轴47转动。轴47与凸轮46一起绕第一转动轴CC转动。

如图2及图3所示，例如，轴47配置于相对于旋转轴CB的第一方向XA上。

移动机构42的第一转动轴CC及第二旋转轴CD是移动机构42使支架28旋转移动时的旋转轴。移动机构42具有两个旋转轴CC、CD。

如图3所示，优选，第一转动轴CC与第二辊26的旋转轴CB同轴。

例如，施力部件43是螺旋弹簧。

施力部件43的第一端部从第二支承片38的下方与支架28的第二支承片38接触。在施力部件43的第一端部内有凸部39。施力部件43的第二端部配置在外壳10上。

施力部件43使静态按压P朝向上方对支架28的第二支承片38起作用。施力部件43朝向第一辊25对支架28施力。

施力部件既可以是扭转弹簧，也可以是砝码。

在此对如以上构成的供纸装置22的动作进行说明。当沿第一辊25的旋转轴CA及第二辊26的旋转轴CB观察时，将连结第二旋转轴CD和辊隙NA的线与第一方向XA在比第一方向XA更靠第二辊26的旋转轴CB侧形成的角度称为支点角度θ。支点角度θ也可以被称为是所述线与从辊隙NA朝向第一方向XA的朝向在比第一方向XA更靠旋转轴CB侧形成的角度。例如，在图3及图4中以实线示出的状态下，支点角度θ为39°。

若对电动机45向预定的朝向上施加电压，则驱动轴49相对于主体48向预定的朝向旋转。如图2所示，与驱动轴49嵌合的凸轮46向绕第一转动轴CC的朝向DA转动。电动机45的驱动轴49使凸轮46绕第一转动轴CC转动。例如，支架28移动到图4中以双点划线示出的位置。支点角度θ为5°。

若从图3及图4中以实线示出的状态对电动机45向与预定的朝向相反的朝向施加电压，则驱动轴49相对于主体48向与预定的朝向相反的朝向旋转。如图2所示，与驱动轴49嵌合的凸轮46向绕第一转动轴CC的朝向DB转动。例如，支架28移动到图4中以虚线示出的位置。支点角度θ为45°。

由于与凸部39接触的施力部件43的位置等，静态按压P不依赖于支点角度θ而是基本一定的值。

在第一实施方式中，即便支架28绕第一转动轴CC转动而使支点角度θ变化，第二辊26的旋转轴CB也不移动。

如图1所示，输送部5将从片材供给部4供给的片材S输送到图像形成单元3。输送部5具有输送辊61和阻挡辊62。

输送辊61将从供纸装置22供给的片材S向阻挡辊62输送。输送辊61使片材S的输送方向的前端抵接到阻挡辊62的辊隙NB。

阻挡辊62使片材S在辊隙NB处挠曲，从而使输送方向上的片材S的前端的位置对齐。阻挡辊62根据图像形成单元3将调色剂图像转印到片材S的时刻输送片材S。

对图像形成单元3进行说明。

图像形成单元3具有多个图像形成部65、激光扫描单元66、中间转印带67、转印部68以及定影装置69。

图像形成部65具有感光鼓70。图像形成部65将与来自扫描部2或外部的图像信号对应的调色剂图像形成于感光鼓70。多个图像形成部65分别形成基于黄色、品红色、青色、黑色调色剂的调色剂图像。

在感光鼓70的周围配置带电器、显影器等。带电器使感光鼓70的表面带电。显影器容纳含有黄色、品红色、青色以及黑色调色剂的显影剂。显影器使感光鼓70上的静电潜像显影。在感光鼓70上形成基于各种颜色的调色剂的调色剂图像。

激光扫描单元66对带电的感光鼓70扫描激光光束L以使感光鼓70曝光。激光扫描单元66使用各自不同的激光光束LY，LM，LC，LK对各种颜色的图像形成部65的感光鼓70曝光。激光扫描单元66在感光鼓70形成静电潜像。

在中间转印带67一次转印有感光鼓70的表面的调色剂图像。

转印部68将一次转印在中间转印带67上的调色剂图像在二次转印位置处转印到片材S的表面上。

定影装置69对转印于片材S上的调色剂图像进行加热及加压，以将调色剂图像定影至片材S上。

翻转单元9使片材S翻转以便在片材S的背面形成图像。翻转单元9通过转向使从定影装置69排出的片材S表背翻转。翻转单元9将翻转后的片材S朝向阻挡辊62输送。

排纸托盘7载置形成有图像并被排出的片材S。

控制面板8是输入操作者用于操作图像形成装置1的信息的输入部的一部分。控制面板8具有触摸面板、各种硬键。

控制部6进行对图像形成装置1的各部的控制。

图5是实施方式的图像形成装置1的硬件构成图。图像形成装置1具备通过总线连接的CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)91、存储器92、辅助存储装置93等，并执行程序。图像形成装置1通过执行程序来作为具备扫描部2、图像形成单元3、片材供给部4、输送部5、翻转单元9、控制面板8、通信部90的装置发挥功能。

CPU91通过执行存储于存储器92及辅助存储装置93的程序来作为控制部6发挥功能。控制部6控制图像形成装置1的各功能部的动作。具体地，控制部6基于湿度传感器11的检测结果控制驱动部29。

辅助存储装置93使用硬磁盘装置、半导体存储装置等存储装置构成。辅助存储装置93存储信息。在辅助存储装置93存储有预先规定的湿度阈值等。

通信部90构成为包括用于将图像形成装置1连接到外部装置的通信接口。通信部90借助通信接口与外部装置通信。

对片材供给部4供给一张片材S的机制进行说明。

如图3所示，将第二辊26的外周面的半径设为r。例如，半径r的单位为“cm”。将扭矩限制器27的扭矩阈值设为TL。例如，扭矩阈值TL的单位为“cN·m(牛顿·厘米)”。例如，扭矩阈值是2.94cN·m以上且4.9cN·m以下的值。

将扭矩限制器27在第二方向XB的返回力设为F

如图3所示，对第一辊25和第二辊26输送一张片材S的情况进行说明。

通过(1)式求返回力F

F

将输送一张片材S的情况下的、通过扭矩限制器27的返回力F

此时，通过(2)式求转动力P1。

P1＝F

通过(3)式求输送一张片材S的情况下的动态按压PF1。动态按压PF1是垂直作用于片材S的力。

PF1＝F

＝P1+P··(3)

将第一辊25与片材S之间的静止摩擦系数设为μ

F

通过(5)式求将一张片材S输送到比第一辊25和第二辊26更靠第一方向XA的条件。

F

在该情况下，扭矩限制器27滑动。第二辊26相对于扭矩限制器27绕旋转轴CB向朝向DC旋转。由于第二辊26由扭矩限制器27支承，故而支架28绕第二旋转轴CD转动。第二辊26被向片材S侧按，产生使第二辊26咬入第一辊25的动态按压PF1。动态按压PF1也是咬入力。片材S和第二辊26共转，一张片材S被输送到比第一辊25和第二辊26更靠第一方向XA处。

例如，在静止摩擦系数μ

如图6所示，对第一辊25和第二辊26输送两张片材S的情况进行说明。

将片材S间的静止摩擦系数设为μ

F

将输送两张片材S的情况下的、通过静止摩擦系数μ

通过(12)式求转动力P2。

P2＝F

通过(13)式求输送两张片材S的情况下的动态按压PF2。动态按压PF2是垂直作用于片材S的力。

PF2＝F

＝P2+P··(13)

通过(14)式和(15)式求输送一张片材S到比第一辊25和第二辊26更靠第一方向XA的条件。

F

F

若满足(14)式，则扭矩限制器27不滑动。第二辊26相对于扭矩限制器27向绕旋转轴CB的朝向DC旋转。即便是在该情况下，仍然产生第二辊26咬入第一辊25的动态按压PF2。下方的片材S的第一方向XA的端在辊隙NA处停止。下方的片材S从上方的片材S分离。若满足(15)式，则上方的片材S被输送到比第一辊25和第二辊26更靠第一方向XA处。

存在返回力F

在该情况下，减小支点角度θ以减小动态按压PF2。变得满足(14)式，扭矩限制器27变得不滑动。引起不输送下方的片材S的风险被消除。

将通过实验测量动态按压PF1，PF2的结果在图7示出。在图7中，横轴表示支点角度θ，纵轴表示动态按压PF1，PF2。曲线L1表示输送一张片材S的情况下的动态按压PF1。曲线L2表示输送两张片材S的情况下的动态按压PF2。曲线L2是针对上方的片材S的动态按压PF2。使支点角度θ从5°变化到45°。

针对动态按压PF1，PF2中的每一个，随着支点角度θ变大，动态按压PF1，PF2逐渐变大。针对一定的支点角度θ，动态按压PF1比动态按压PF2大。若动态按压PF1变化，则将片材S向第一方向XA输送的输送力F

在图像形成装置1中，当湿度传感器11的检测结果超过湿度阈值时，控制部6通过驱动部29使支架28旋转移动以使支点角度θ变小。

如以上所说明的那样，在本实施方式的供纸装置22中，由于驱动部29朝向第一辊25对支架28施力，故而能够将片材S牢固地夹在第一辊25与第二辊26之间。若驱动部29使支架28旋转移动，则支点角度θ变化，动态按压PF2变化。通过适宜地调节动态按压PF2，能够抑制一次将两张片材S输送到比第一辊25和第二辊26更靠第一方向XA处。

驱动部29具有移动机构42和施力部件43。能够通过移动机构42及施力部件43分开进行使支架28移动、朝向第一辊25对支架28施力。

移动机构42使支架28转动。转动与平行移动相比，能够容易地利用一般的电动机的旋转轴等来进行。

移动机构42使支架28旋转移动时的第一转动轴CC与第二辊26的旋转轴CB同轴。即便是支架28绕第一转动轴CC转动，也能够抑制第二辊26的旋转轴CB移动而使辊隙NA的位置改变。

移动机构42具有电动机45、凸轮46以及轴47。能够通过电动机45、凸轮46以及轴47这样简单的构成使支架28旋转移动。

电动机45具有使凸轮46绕第一转动轴CC转动的驱动轴49。除了电动机45及凸轮46以外，能够不使用齿轮等而使凸轮46绕第一转动轴CC转动。

在本实施方式的图像形成装置1中，能够使用抑制一次将两张片材S输送到比第一辊25和第二辊26更靠第一方向XA处的供纸装置22来构成图像形成装置1。

图像形成装置1具备湿度传感器11及控制部6。当湿度传感器11的检测结果超过湿度阈值时，通过驱动部29使支架28旋转移动以使支点角度θ变小。由于若支点角度θ变小则动态按压PF2变小，故而能够在输送两张片材S的情况下使两张片材S易于分离。

本实施方式的供纸装置22及图像形成装置1能够如以下所说明的那样使这些构成进行各种各样的变形。

如图3所示，移动机构42使支架28旋转移动时的第一转动轴CE也可以在包括第一辊25的旋转轴CA和第二辊26的旋转轴CB的基准面SC上。例如，第一转动轴CE存在于基准面SC上的除旋转轴CA，CB之外的旋转轴CA与旋转轴CB之间。

若如该变形例那样地构成的话，则能够在支架28绕第一转动轴CE转动时，在一定的范围内抑制第二辊26的旋转轴CB移动而使辊隙NA的位置改变。

如图1所示，图像形成装置101也可以具有检测片材S的质量的质量传感器12。在该情况下，在控制部6的辅助存储装置93存储有预先规定的质量阈值等。控制部6基于质量传感器12的检测结果控制驱动部29。

例如，本变形例的图像形成装置101用于在厚且质量比较大的片材S形成图像。质量传感器12也可以是测量片材S在预定的输送路径中进行移动所需要的时间的计时器。因为，一般来说，片材S的质量越大，片材S在预定的输送路径中进行移动所需要的时间会越长。

当质量传感器12的检测结果超过质量阈值时，图像形成装置101中的控制部6通过驱动部29使支架旋转移动以使支点角度θ变大。由于若支点角度θ变大则动态按压PF2变大，故而即便是在片材S的质量比较大的情况下，也能够准确地将片材S输送到比第一辊25和第二辊26更靠第一方向XA处。

(第二实施方式)

在本实施方式中，如实机的供纸装置那样，说明为若支点角度θ变化则第二辊26的旋转轴CB移动。

在图8所示的供纸装置71中，相对于第一实施方式的供纸装置22，第一转动轴配置在与第二辊26的旋转轴CB不同的位置。由于图像形成装置的各构成，第一转动轴的位置变化复杂。

在图8中示出在供纸装置71中支点角度θ为40°的状态。在该状态下，辊隙NA存在于基准面SC上。

在图9中示出在供纸装置71中支点角度θ为35°的状态。在该状态下，辊隙NA存在于比基准面SC更靠第二方向XB处。

在图10中示出在供纸装置71中支点角度θ为45°的状态。在该状态下，辊隙NA存在于比基准面SC更靠第一方向XA处。

已知即便是如此构成的供纸装置71，若支点角度θ变化，则动态按压变化。

即便通过第二实施方式的供纸装置71也能够起到与第一实施方式的供纸装置22同样的效果。

在第一、第二实施方式及变形例中，移动机也可以是使支架28平行移动的机构。

设为图像处理装置为图像形成装置1。图像处理装置也可以是通过消色调色剂在片材S形成图像的装置。

设为图像处理装置具备控制部6，不过，也可以设为供纸装置71具备控制部6。

根据以上说明的至少一个实施方式，能够通过拥有驱动部29抑制一次将两张片材S输送到比第一辊25和第二辊26更靠第一方向XA处。

虽然说明了几个实施方式，但这些实施方式只是作为示例而提出的，并非旨在限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种方式进行实施，能够在不脱离发明的宗旨的范围内进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形被包括在发明的范围和宗旨中，同样地被包括在权利要求书所记载的发明及其均等的范围内。