(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記摩擦部材を前記吸着分離ユニットの回動によって前記最上シートが搬送されたシート束の上面に押し付ける動作をするよう、前記摩擦部材を前記吸着分離ユニットに連結したことを特徴とする請求項1に記載のシート分離搬送装置。
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のシート分離搬送装置と、このシート分離搬送装置で分離搬送されたシートに画像形成処理を行う画像形成手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
【背景技術】
【0002】
従来、積載された原稿や記録紙等のシート束から、最上位に配置されたシート(最上シート)を分離搬送するシート分離搬送装置として、摩擦力を用いたものや、エアー吸引等によるものが知られている。
【0003】
ここで、摩擦力を用いたシート分離搬送装置は、搬送ローラにゴム材料等を用いるため、摩耗などの経時変化によって摩擦力が変化し、搬送性能が低下する。また、摩擦係数が変化(バラツキ)するシートや、摩擦係数の異なるシートを同時に分離搬送する場合には、複数枚を同時に搬送する重送や、分離できないといった、搬送不良が発生することがある。さらに、シートの搬送時に圧力を加えて分離する構成のため、シートが汚れる場合がある。
【0004】
一方、エアー吸引を用いたシート分離搬送装置は、ローラやシートの摩擦係数に依存しないが、エアー吸引ブロワやエアーダクトを必要とするため、装置が大型化する他、エアー吸引音が騒音となり、オフィスで使用するには不向きである。
【0005】
また、摩擦を使用しないシート分離搬送装置として、誘電体ベルトに電界を形成し、これをシートに接触させて吸着し、分離するものが提案されている。
【0006】
特許文献1は、複数のローラに巻きかけられた誘電体無端ベルトに交番電荷を付与し、該無端ベルトをシートに対して揺動または、平行移動させて近接または接触させ、最上シートを無端ベルトに吸着後、この無端ベルトを積載シート束から離間する方向に移動させることで分離するシート分離搬送装置を開示する。
【0007】
一般にシート分離搬送装置では、最上位のシートに2枚目以下のシートが引き出されることがあり、このような場合用紙が重送され正常な画像形成がなされない。このため、重送を防止するためさまざまな提案がなされている。
【0008】
摩擦を使用したシート分離搬送装置としては、2枚目以下のシートの引きずり出しを防止したり、カールを防止したりするために用紙の後端を押さえる技術が提案されている。
【0009】
特許文献2は、2枚目のシートの引きずりを防止する目的で、大判用紙の後端部を当接する重送防止ローラを、大判用紙を複数枚積載した状態のホッパに取り付けたペーパーサポート後端部の用紙後端部に当接する位置に設け、重送防止ローラが、ペーパーサポートから1番上の大判用紙が搬送され始め、1番上の大判用紙とその次の大判用紙との間に多少の「ズレ」が生じた段階で次の大判用紙を軽く押さえるように作用するシート分離搬送装置を開示する。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施の形態に係るシート分離搬送装置、および画像形成装置を図面に基づいて詳細に説明する。
【0016】
図1は本発明に係るシート分離搬送装置を装備し得る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。なお、本発明の実施対象とする画像形成装置は、図示のものには限定されず、複写機、ファクシミリ装置、複写機能とファクシミリ機能等を備えた複合機等の機能を有するもの等々、画像形成を行う種々の装置が対象となる。
【0017】
図1において、画像形成装置の一例としての複写機100は、原稿トレイ110aに配置された原稿束から原稿を1枚分離して原稿読取部120上のコンタクトガラスに自動給紙する自動原稿搬送装置110と、自動原稿搬送装置110によってコンタクトガラス上に搬送された原稿を読み取る原稿読取部120とを備える、また複写機100は、給紙部130から給紙されたシートに対して、原稿読取部120によって読み取った画像を形成する画像形成部(画像形成手段)140と、複数のシートが積層されたシート束Sを有し、このシート束Sから最上位に位置する最上シートS1を画像形成部140に給紙する給紙部130を備えている。なお、この例では、画像形成部140と給紙部130とは分割可能となっているが、そうでない構成でもよい。
【0018】
給紙部130は、複数枚のシートからなるシート束Sを積載する給紙カセット150と、給紙カセット150上の複数枚のシート束Sから最上位に位置する最上シートS1を分離して搬送するシート分離搬送装置300とを含んで構成してある。
【0019】
シート分離搬送装置300によって分離給紙されたシートは、搬送経路170上を搬送されるようになっており、搬送経路170上を搬送されるシートは、搬送ローラ対180により搬送され、転写ローラ190によって画像形成部140で形成されたトナー画像が転写され、このトナー画像が定着器200によって熱転写され、排紙ローラ対210により排紙トレイ220に排出する。
【0020】
画像形成部140は、4つの作像部230(230Y(イエロー)、230C(シアン)、230M(マゼンタ)、230BK(ブラック))と、転写ベルトである中間転写ベルト240と、露光装置250とから構成してある。
【0021】
露光装置250は、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等から入力される色分解された画像データや、原稿読取部120によって読み取られた原稿の画像データを光源駆動用の信号に変換し、それに従い各レーザー光源ユニット内の半導体レーザーを駆動して光ビームを射出するようになっている。
【0022】
作像部230Y、230C、230M、230BKは、それぞれ異なる色の画像(トナー像)を形成するようになっており、作像部230Y、230C、230M、230BKは、時計回転方向に回転駆動される像担持体である感光体260(260Y、260C、260M、260BK)、感光体260の周囲に配置された帯電部270、現像部280、クリーニング部290等により構成されている。
【0023】
感光体260は、円筒状に形成され、図示しない駆動源により回転駆動される。感光体260の外周面部には感光層が設けられており、露光装置250から射出された破線で示す光ビームが感光体260の外周面にスポット照射されることにより、感光体260の外周面には画像情報に応じた静電潜像が書き込まれる。
【0024】
帯電部270は、感光体260の外周面を一様に帯電するもので、感光体260に対して接触方式のものが採用されている。現像部280は、感光体260にトナーの供給を行い、供給されたトナーが感光体260の外周面に書き込まれた静電潜像に付着することにより、感光体260上の静電潜像がトナー像として顕像化させるもので、感光体260に対して非接触方式のものが採用されている。
【0025】
クリーニング部290は、感光体260の外周面に付着している残留トナーをクリーニングするもので、感光体260の外周面にブラシを接触させるブラシ接触方式のものが採用されている。
【0026】
中間転写ベルト240は、樹脂フィルム、または、ゴムを基体として形成された無端状ベルトから構成されており、感光体260上に形成されたトナー像が転写され、この中間転写ベルト240に転写されたトナー像が転写ローラ190によってシートに転写される。
【0027】
以下、シート搬送装置について説明する。実施形態に係るシート分離搬送装置は、最上シートが移動した後、次の最上シートとなる2枚目のシートを含むシート束の搬送上流側端部を摩擦部材で押さえるようにすることで、最上シートの搬送力を低下させずに、2枚目以下のシートの移動を防止するものである。
【0028】
<実施形態1>
以下、実施形態1に係るシート分離搬送装置300について説明する。このシート分離搬送装置300は、シートの分離および搬送に際して、誘電体ベルトに電界を形成し、これをシートに接触させて吸着し、分離するものである。なお、シートの分離を搬送ローラの摩擦力や、エアーを用いて行うものとすることができる。
【0029】
図2は本発明に係るシート分離搬送装置の実施形態1に係るシート分離搬送装置を示すものであり、(a)は側面図、(b)は平面図である。シート分離搬送装置300は、シート束Sから最上シートS1を分離して搬送するシート分離搬送部310と、最上シートS1を分離した後、次の最上シートとなる2枚目のシートS2を含むシート束Sの搬送上流側端部を押し付ける押さえ部330とを備える。また、シート分離搬送装置300には、シート束Sを配置する底板302と、この底板302をシート束Sごと上方押し上げる上昇機構301を備える。
【0030】
シート分離搬送部310は、フレーム311に配置したシート吸着分離ユニットであるベルトユニット312を備える。ベルトユニット312は誘電体ベルト313をフレーム311に取り付けた下流ローラ314と、上流ローラ315に巻きかけて構成する。下流ローラ314は駆動手段(図示していない)で回転駆動され、上流ローラ315はこれに従って回転する。
【0031】
フレーム311には、扇状ギア316が配置されており、この扇状ギア316は図示していない駆動モータ駆動される駆動ギア317で駆動する。この駆動ギア317を回転駆動すると、扇状ギア316とともにフレーム311が軸318を中心に揺動してベルトユニット312がシート束Sに対して上流ローラ315側が接触するよう傾斜する。下流ローラ314は誘電体ベルト313が接触して最上シートS1をシート束Sから分離するのに適するよう小径に形成することが望ましい。
【0032】
ベルトユニット312を傾斜させない状態で下流ローラ314と上流ローラ315との下側の共通接線がシート束Sの上面と平行とする。このため、下流ローラ314をフレーム311に設けた圧縮スプリング319で下方に押し付けている。誘電体ベルト313は、誘電体ベルト313と下流ローラ306とが空回りしない程度に下側にたるむようにする。このように誘電体ベルト313がたるんだ状態で最上シートS1と接触し、波うちが発生している最上シートS1でも大きな接触面積を確保できる。
【0033】
上流ローラ315にかけ回された位置で誘電体ベルト313に接触するように、交流電源320に接続されたブレード電極321を設ける。誘電体ベルト313の給紙下流側にはシートの搬送をガイドする搬送ローラ対322を設ける。
図5に示すように誘電体ベルト313の両側端縁の内側には寄り止め用のリブ323を設け、リブ323が上流ローラ315、下流ローラ314の両側端面と接触して、誘電体ベルト313の片寄りを防止する。
【0034】
押さえ部330は、フレーム311に連結したアーム部331と、このアーム部331の先端位置下方に配置した摩擦部材332とからなる。このシート分離搬送装置300では、アーム部331は、フレーム311とともに回動する。すなわち、フレーム311が回動して、シート分離搬送部310側が上昇すると、アーム部331は下降し、摩擦部材332をシート束Sの搬送上流端に押し付ける。なお、
図2中符号333は最上シートS1の位置を検出するセンサーを示している。
【0035】
摩擦部材332は、最上シートS1がシート分離搬送部310で分離され、フレーム311が軸318を中心に上方に回動したとき、2枚目のシートS2が最上位に配置されたシート束Sに押し付けられる。
【0036】
次に、シート分離搬送装置300の動作について説明する。
図4は本発明のシート分離搬送装置に係る実施形態1に係るシート分離搬送装置の動作を示すものであり(a)、(b)、(c)は動作を順次示す模式図である。
【0037】
外部からの給紙信号を受けると、下流ローラ314が回転駆動され、周動を開始した誘電体ベルト313には、ブレード電極321を介して交流電源320から交番電圧が印加される。これにより、誘電体ベルト313の表面には交流電源周波数とベルトの周動速度に応じたピッチ(ピッチは4mm〜16mm程度とするのがよい)で交番する電荷パターンが形成される。
【0038】
この状態で、
図4(a)に示すように、シート分離搬送部310のベルトユニット312が下降して、吸着を行う。このとき、誘電体ベルト313への帯電が完了した後、シート束Sを積載して最下位置に自由状態でして配置されていた底板302は上昇機構301で上昇を開始し、所定位置で停止している。
【0039】
この状態で、誘電体ベルト313と最上シートS1とが接触した状態となり、シート紙種ごとに設定した所定に設定した待機時間だけ待機した後、誘電体である最上シートS1にはベルトユニット312の表面の電荷パターンにより形成される不平等電界により、Maxwellの応力が働き最上シートS1だけが誘電体ベルト313に吸着されて保持される。
【0040】
そして、搬送ローラ対322に向けての最上シートS1の搬送を開始して、
図4(b)に示すように、駆動ギア317を駆動してベルトユニット312を傾け、これにより、誘電体ベルト313の転動に伴って曲率分離され給紙下流方向へ搬送され、搬送ローラ対322により画像形成部140へ搬送される。電荷パターンによる用紙吸着力は最上シートS1だけに作用し、2枚目の2枚目のシートS2に以下の紙には作用しない。
【0041】
このとき、
図4(b)に示すように、押さえ部330の摩擦部材332は、2枚目のシートS2が最上位となったシート束Sの搬送上流端部を押さえつける。これにより、2枚目のシートS2がシート束Sに引きずられて移動することが防止される。この際、最上シートS1の移動に影響を与えない。
【0042】
なお、搬送ローラ対322と誘電体ベルト313の線速は同一としており、搬送ローラ対322がタイミングを取って間欠駆動されているような場合は誘電体ベルト313も間欠駆動されるように制御する。ベルトユニット312が高速昇降すると、ベルトユニット312の先端側が振動しようとするが、駆動ギア317と扇状ギア316とのかみ合い部がフレーム311の軸318との反対側であるため、振動を抑制することができる。上流ローラ315の部分での誘電体ベルト313からの用紙の分離は曲率分離により行う。なお、電源は交流の他、直流を高低交互の電位に変化させたものでもよく、矩形波、正弦波などが考えられる。この例では誘電体ベルト313の表面に対して4KVの振幅を持った正弦波を印加している。
【0043】
このような状態で、最上シートS1は、
図4(c)に示すように、搬送ローラ対322に向け搬送される。
【0044】
<実施形態2>
次に本発明に係るシート分離搬送装置の実施形態2に係るシート分離搬送装置について説明する。
図5は本発明に係るシート分離搬送装置の実施形態2に係るシート分離搬送装置を示すものであり、(a)は斜視図、(b)は側面図、(c)は摩擦部材の取り付け状態を示す斜視図である。このシート分離搬送装置400は、摩擦部材を搬送方向に位置可変に取り付けるものである。
【0045】
シート分離搬送装置400は、摩擦部材432をシートの搬送方向に沿って位置可変に配置する摩擦部材配置手段である摩擦部材配置部材440と、シート分離搬送部410の動きを摩擦部材432に伝える伝導手段500とを備える。
【0046】
摩擦部材配置部材440は、
図5(c)に示すように、上下方向に長い長穴444を開設した側板442、443、底板445、天板446からなる箱体441と、長穴444に挿入された棒状部材449と、この棒状部材449に取り付けられ上下動移動可能に配置した摩擦部材支持部材447と、この摩擦部材支持部材447を上方に向け押し付ける圧縮スプリング448とからなる。摩擦部材332は、摩擦部材支持部材443に下側を向け取り付けられる。
【0047】
伝導手段500は、シート分離搬送部410側に配置して第1の支持部510と、この第1の支持部510からシートトレイ450を挟んで配置した第2の支持部520と、これら第1の支持部510、および第2の支持部520に上下動可能に支持され、摩擦部材432に動きを伝える接続部材530とからなる。
【0048】
第1の支持部510は、上下方向に長い長穴512を備えた板状部材511を備える。第1の支持部510および第2の支持部520はシートトレイ450を挟んで両側に配置する。
【0049】
第2の支持部520は、上下方向に長い長穴522を備えた板状部材521を備える。第1の支持部510および第2の支持部520はシートトレイ450を挟んで両側に配置する。
【0050】
接続部材530は、摩擦部材配置部材440の棒状部材449が挿入されるスリット532を形成した板状部材531を備える。この板状部材531は、シート分離搬送部410のフレーム411に取り付けた伝達棒412に接触し、シート分離搬送部410が上方に移動するとき、伝達棒412で下方に押される。また、この板状部材531には、第1の支持部510の長穴512に上下動可能に挿入されるピン部材533、および第2の支持部520の長穴522に挿入されるピン部材534を備える。接続部材530は、シートトレイ450を挟んで両側に配置する。
【0051】
接続部材530は、シート分離搬送部410の回動に従って、第1の支持部510および第2の支持部520に案内されて上下並進運動する。この接続部材530の並進運動によって、板状部材531のスリット532が上下動し、摩擦部材432が上下動する。
【0052】
シート分離搬送装置400では、摩擦部材配置部材440は棒状部材449を、接続部材530のスリット532に挿入されたまま、シートの搬送方向に移動できる。このため、シートトレイ450の大きさに合わせて移動させ、摩擦部材432がシートトレイのバックフェンス451側からシート束Sを押さえる状態とできる。また、シート分離搬送部410がものと位置にもどると、摩擦部材432は、圧縮スプリング448で押し戻される。このため、異なるサイズのシートを格納擦るシートトレイであっても摩擦部材配置部材440を移動させることにより、最上シートS1の搬送に影響を与えることなく2枚目のシートS2の移動を防止できる。
【0053】
<実施形態3>
次に本発明に係るシート分離搬送装置の実施形態3に係るシート分離搬送装置について説明する。
図6は本発明に係るシート分離搬送装置の実施形態3に係るシート分離搬送装置を示すものであり、(a)は斜視図、(b)は側面図である。このシート分離搬送装置600は実施形態2に係る伝導手段500の変形例である。シート分離搬送装置600では、接続部材630の第2の支持部620の板状部材621に接続部材630のピン部材634を回動可能に取り付け、第1の支持部610に接続部材630のピン部材633が配置される弧状の穴部622を開設したものである。なお、シート分離搬送部410および摩擦部材配置部材440は、実施形態3と同様の構成とし、接続部材630は、スリット632を形成した板状部材631で構成する。
【0054】
シート分離搬送装置600によれば、実施形態2に係るシート分離搬送装置400と同様に、このため、異なるサイズのシートを格納擦るシートトレイであっても摩擦部材配置部材440を移動させることにより、最上シートS1の搬送に影響を与えることなく2枚目のシートS2の移動を防止できる。
【0055】
<実施形態4>
次に本発明に係るシート分離搬送装置の実施形態4に係るシート分離搬送装置について説明する。
図7は本発明に係るシート分離搬送装置の実施形態4に係るシート分離搬送装置を示すものであり、(a)は薄いシートを分離搬送する場合を示す側面図、(b)は厚いシートを分離搬送する場合を示す側面図である。このシート分離搬送装置700は、前記摩擦部材が前記シート束を押し付ける力を調整することができるようにしたものである。一般に、薄いシートは、厚いシートもよりも分離させにくく、2枚目のシートS2を引きずりだしやすい傾向にある。
【0056】
実施形態4に係るシート分離搬送装置700では、シート分離搬送部310の扇状ギア316を駆動する駆動ギア317の駆動モータ721を駆動制御部720で制御して、シート分離搬送部310の回動角度をシートの厚さに対応させて変更する。この制御はシートの厚さを検出して自動的に行うことができる他、手動でも設定できるようにする。
【0057】
また、摩擦部材712は、フレーム711に圧縮スプリング713を挟んで配置する。実施形態4に係るシート分離搬送装置700では、駆動制御部720と、圧縮スプリング713とで押付力調整手段を構成する。
【0058】
シート分離搬送装置700では、薄いシートを使用するときには、
図7(a)に示すように、シート分離搬送部310の回動角度を大きくする。すると、摩擦部材712は圧縮量が大きい圧縮スプリング713で摩擦部材712は大きな力でシート束Sを押し付ける。このため、引き出されやすい薄いシートである2枚目のシートS2は、最上シートS1に引き出されることがない。
【0059】
一方、厚いシートを使用するときには、
図7(b)に示すように、シート分離搬送部310の回動角度を小さくする。すると、摩擦部材712は圧縮量が小さい圧縮スプリング713で摩擦部材712は薄いシートのときより、小さな力でシート束Sを押し付ける。このようにして、シートの種類により摩擦部材712の押付力を変更することにより、シートの厚さに対応して最上シートS1の搬送に影響を与えることなく2枚目のシートS2の移動を防止できる。
【0060】
なお、実施形態4に係るシート分離搬送装置700では、押付力調整するため、シート分離搬送部310の回動角度を調整するようにしたが、シート分離搬送部310の回動角度を一定にして、摩擦部材をシート束Sに押し付ける圧縮スプリングの力を変更する手段等、他の手段で押付力調整手段を構成することができる。