JP2002019982A

JP2002019982A - 空気浮揚装置を備えた用紙給送装置

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Publication number: JP2002019982A
Application number: JP2001168129A
Authority: JP
Inventors: Thomas N Taylor; エヌテイラートーマス; Ming Yang; ヤンミン
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2000-06-12
Filing date: 2001-06-04
Publication date: 2002-01-23
Anticipated expiration: 2021-06-04
Also published as: US6264188B1; JP4672187B2

Abstract

(57)【要約】【課題】用紙スタックから個々の用紙を確実に分離す
る用紙浮揚装置を備えた用紙給送装置を提供する。【解決手段】本発明の用紙スタック５６から処理部へ
用紙を給送する用紙給送装置は、用紙スタック５６を保
持する用紙トレイと、用紙スタック５６の上方に配置さ
れていて、プレナム内に真空圧があるとき用紙スタック
から用紙を吸い上げる空気プレナム５８と、用紙スタッ
ク５６の個々の用紙間に空気を吹き込む用紙浮揚装置１
４０とを備えている。用紙浮揚装置１４０は、支持構造
４１０に旋回自由に取り付けられた、ベンチュリ板部分
４０５と調節板部分４２０を含む板４１５を有する。調
節板部分４２０は、用紙が吸引されて板４１５を旋回さ
せながら空気プレナム５８に接触すると空気流を制限す
る横断面部分４２６と、空気の通過を許す小孔４２１を
有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般には電子複製印刷
装置、より詳細には、複製や印刷の一般的な方法と同時
に行われることが多い、用紙スタックからの用紙の給送
を行う用紙給送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】静電写真複製プロセスにおいては、一般
に、複写または印刷する原稿の光像が感光部材の上に静
電潜像の形で記録される。その後、静電潜像は一般にト
ナーと呼ばれる静電記録粒子を付与することによって可
視化される。可視トナー像は感光部材に直接定着するこ
ともできるし、感光部材から普通紙などの別の支持媒体
へ転写することもできる。このトナー像を永続化するた
め、一般に熱と圧力を加えてトナー像を紙に「固定」す
なわち「定着」しなければならない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】複写機又はプリンタに
よって１時間に３０００枚以上の速度でコピーを作成で
きる高速ゼログラフィー複製装置の出現により、複製装
置の能力をフルに利用するには、用紙取扱装置が確実な
信頼できるやり方で、紙または他の媒体を迅速に連続的
に給送して各処理部を通過させる必要がある。それらの
用紙取扱装置は、記録用紙を損傷させる危険を事実上な
くし、かつ無給送又は重複給送のせいで機械が停止する
のを最小限にするため、完璧に動作しなければならな
い。最も多くの問題が起きるのは、最初に用紙スタック
から個々の用紙を分離する時である。あるケースでは、
一般に用紙スタックにおいて無作為に生じる用紙のアッ
プカールやダウンカールが原因で問題が起きることがあ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、用紙スタック
から処理方向に処理部へ用紙を給送する改良型の用紙給
送装置を提供する。本発明の用紙給送装置は、用紙スタ
ックを保持する用紙トレイ、前記用紙スタックの上方に
配置されていて、第１の高さの第１リブ群と第２の高さ
の第２リブ群をもつ波形化面を有する空気プレナム（空
気室）、および前記用紙スタックの用紙を吸引して前記
波形化面に接触させるため前記空気プレナム内に真空圧
を生成する送風機を備えている。

【０００５】本発明の対象は、用紙給送装置である。本
装置においては、用紙の分離を促進し、用紙を浮揚さ
せ、用紙トレイから用紙を捕捉し、かつ給送中の用紙か
ら余分の用紙を除去するのに、空気を使用している。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明をその好ましい実施
例について説明するが、発明を特定の実施例に限定する
つもりのないことは理解されるであろう。本発明の特徴
の一般的な理解のために、図面を参照して説明する。図
面では、同じ要素は同じ参照番号を用いて示してある。
本発明とその種々の実施例が多種多様な印刷装置および
複写装置において使用するのに適していること、および
その応用が必ずしも図示した特定の装置に限定されない
ことは、以下の検討から明らかになるであろう。

【０００７】一般的な説明のために、図１に、本発明の
特徴を組み入れた電子写真印刷装置の略正面図を示す。
本発明が多種多様な複写装置および印刷装置に使用する
のに等しくうまく適していること、およびその応用が必
ずしも図示した特定装置に限定されないことは、以下の
検討から明らかになるであろう。図１に示すように、印
刷装置の動作の間じゅう、ラスタ入力スキャナ（ＲＩ
Ｓ）１０の上にカラー原稿または白黒原稿３８が置かれ
ている。ＲＩＳ１０は原稿照明ランプ、光学装置、機械
式走査駆動装置、および電荷結合素子（ＣＣＤアレイ）
を含んでいる。ＲＩＳ１０は原稿３８から全体像をキャ
プチャし、それを一連のラスタ走査線へ変換し、さらに
原稿の各点における一組の原色の濃度すなわち赤、緑、
および青の濃度を測定する。この情報は電気信号として
画像処理装置（ＩＰＳ）１２へ送られる。ＩＰＳ１２は
一組の赤、緑、青の濃度信号を一組の表色座標へ変換す
る。

【０００８】ＩＰＳ１２はラスタ出力スキャナ（ＲＯ
Ｓ）１６への像データの流れを準備したり、管理したり
する制御電子回路を含んでいる。ＩＰＳ１２にユーザー
インターフェース（ＵＩ）１４が接続されている。オペ
レータはＵＩ１４を用いて、さまざまなオペレータ調節
可能な諸機能を制御することができる。オペレータはＵ
Ｉ１４の適当なキーを起動させてコピーのパラメータを
調整する。ＵＩ１４はタッチ画面であってもよいし、装
置にオペレータ・インタフェースを提供する別の適当な
制御パネルであってもよい。ＵＩ１４から出力信号がＩ
ＰＳ１２へ送られる。そのあと、ＩＰＳ１２は所望の像
に対応する出力信号を、出力コピー像を生成するＲＯＳ
１６へ送る。ＲＯＳ１６はレーザーと回転ポリゴンミラ
ーを有する。使用するミラーは９面ポリゴンが好まし
い。ＲＯＳ１６は、ミラー３７を経由してプリンタすな
わちマーキングエンジン１８の光導電性ベルト２０の帯
電した部分を１インチ当り約４００画素の割合で照明し
て、一組の減法混色の原色潜像を形成する。ＲＯＳ１６
は光導電性ベルト２０を露光して、ＩＰＳ１２から送ら
れた信号に対応する３つの潜像を記録する。第１の潜像
はシアン現像剤で現像される。第２の潜像はマゼンタ現
像剤で現像される。第３の潜像はイエロー現像剤で現像
される。これらの現像された像は互いに重ね合わせてコ
ピー用紙へ転写され、用紙上にマルチカラー像が形成さ
れる。そのあと、このマルチカラー像はコピー用紙に定
着され、カラーコピーができ上がる。

【０００９】図１の説明を続けると、プリンタすなわち
マーキングエンジン１８は電子写真印刷装置である。マ
ーキングエンジン１８の光導電性ベルト２０は光導電性
物質から作ることが好ましい。光導電性ベルト２０は矢
印２２の方向に動いて光導電性表面の連続する部分を進
め、ベルトの移動通路のまわりに配置された種々の処理
部を順次通過させる。光導電性ベルト２０は移送ローラ
２４と２６、テンションローラ２８、および駆動ローラ
３０に掛け渡されている。駆動ローラ３０は適当な手段
たとえばベルト伝動装置で連結されたモータ３２によっ
て回転される。駆動ローラ３０が回転すると、ベルト２
０は矢印２２の方向に進む。

【００１０】最初に、光導電性ベルト２０の一部分が帯
電部３３を通過する。帯電部３３では、コロナ発生装置
３４が光導電性ベルト２０を比較的高い実質上一様な電
位に帯電させる。

【００１１】次に、帯電した光導電性表面は露光部３５
へ進む。露光部３５は、マルチカラー原稿３８が上に置
かれたＲＩＳ１０によって得た情報に対応する変調光ビ
ームを受け取る。変調光ビームは光導電性ベルト２０の
表面に当って光導電性ベルトの帯電した部分を照明し、
静電潜像を形成する。光導電性ベルトは、３回露光さ
れ、３つの潜像が記録される。

【００１２】静電潜像が光導電性ベルト２０に記録され
た後、ベルト２０は潜像を現像部３９へ進める。現像部
３９は４個の個別現像ユニット４０、４２、４４、４６
を備えている。現像ユニットはこの分野では一般に「磁
気ブラシ現像ユニット」と呼ばれる形式のものである。
一般に、磁気ブラシ現像装置は、磁性キャリア粒子と摩
擦帯電によってキャリア粒子に付着したトナー粒子とか
ら成る磁化可能な現像剤を使用している。現像剤は連続
的に運ばれて指向性磁束場を通過し、現像ブラシを形成
する。新しい現像剤を連続的にブラシに供給するため、
現像剤は絶えず移動している。現像は現像剤ブラシを光
導電性表面に接触させることによって行われる。現像ユ
ニット４０、４２、および４４は、それぞれ、光導電性
表面に記録された特定の色分解静電潜像の補色に相当す
る特定の色のトナー粒子を塗布する。

【００１３】それぞれのトナー粒子の色は電磁波スペク
トルのあらかじめ選択したスペクトル領域の光を吸収す
るようになっている。たとえば、原稿の緑領域に対応す
る光導電性ベルト２０上の電荷の部分を放電させること
によって形成された静電潜像は、光導電性ベルト２０上
に比較的高い電荷密度の区域として赤の部分と青の部分
を記録するであろう。他方、緑の区域は現像に効果のな
い電圧レベルまで下げられるであろう。そのあと、帯電
した区域は、現像ユニット４０が光導電性ベルト２０に
記録された静電潜像に緑吸収（マゼンタ）トナー粒子を
塗布することによって可視化される。同様に、青色分解
静電潜像は現像ユニット４２によって青吸収（イエロ
ー）トナー粒子で現像され、そして赤色分解静電潜像は
現像ユニット４４によって赤吸収（シアン）トナー粒子
で現像される。現像ユニット４６はブラックトナー粒子
が入っており、白黒原稿から形成された静電潜像を現像
するのに使用できる。各現像ユニットは作用位置に出し
入れされる。作用位置では、磁気ブラシは光導電性ベル
トに実質上隣接しているが、非作用位置では、磁気ブラ
シはベルトから離れた位置にある。（図１では、各現像
ユニット４０、４２、４４および４６は作用位置に示し
てある。）各静電潜像の現像中、１個の現像ユニットだ
けが作用位置にあり、残りの現像ユニットは非作用位置
にある。これによって、各静電潜像は混ざり合うことな
く、適切な色のトナー粒子で確実に現像される。

【００１４】現像後、トナー像は転写部６５へ進められ
る。転写部６５は転写ゾーン６４を有する。転写ゾーン
６４において、トナー像は支持材料のシート、たとえば
普通紙へ転写される。転写部６５において、用紙搬送装
置４８は用紙を移動させて光導電性ベルト２０に接触さ
せる。用紙搬送装置４８は円筒形の一対のローラ５０と
５２に掛け渡された、間隔をおいて配置された一対のベ
ルト５４を有する。一対のベルト５４の間に延びている
用紙グリッパー（図示せず）はベルト５４と一緒に動
く。用紙はトレイに置かれた用紙のスタック５６から送
り出される。本発明に係る用紙給送装置５８はスタック
５６から一番上の用紙を転写前搬送装置６０へ送り出
す。搬送装置６０は用紙（図１には図示せず）を用紙搬
送装置４８へ進める。用紙は転写前搬送装置６０によっ
て用紙グリッパーの動きに同期して進められる。このや
り方で、用紙の前縁はあらかじめ選択した位置すなわち
装填ゾーンに達して、開いた用紙グリッパーによって受
け取られる。そのあと、用紙グリッパーが閉じて用紙を
固定し、再循環通路内を用紙と一緒に移動する。用紙の
前縁は用紙グリッパーによって開放自在に固定される。
ベルト５４が矢印６２の方向に動くと、用紙は光導電性
ベルト上の現像されたトナー像と同期して動き、光導電
性ベルトに接触する。転写ゾーン６４では、現像された
トナー像と用紙の接触を強化するために、ガス案内機構
（図１には図示せず）がガス流を用紙の上に案内し、光
導電性ベルト２０上の現像されたトナー像に用紙を押し
付ける。さらに、転写ゾーン６４では、光導電性ベルト
２０から用紙へトナー像を引き付けるために、コロナ発
生装置６６が、用紙の裏面を適当な電位および極性に帯
電させる。用紙は用紙グリッパーに固定された状態のま
ま、再循環通路を３回移動する。このやり方で、３つの
異なるカラートナー像が互いに重ね合わせて用紙へ転写
される。

【００１５】下色除去（アンダーカラー除去）を用いる
場合は用紙が再循環通路を４回移動することは、この分
野の専門家は理解されるであろう。光導電性表面に記録
された各静電潜像は、適当なカラートナーで現像され、
互いに重ね合わせて用紙に転写され、カラー原稿のマル
チカラーコピーができ上がる。

【００１６】最後の転写動作の後、用紙搬送装置４８は
用紙を真空コンベヤ６８へ送る。用紙は真空コンベヤ６
８によって矢印７０の方向に定着部７１へ運ばれ、そこ
で、転写されたトナー像が用紙へ永続的に定着される。
定着部は加熱された定着ロール７４と圧力ロール７２を
有する。用紙は定着ロール７４と圧力ロール７２によっ
て形成されたニップを通過する。そのとき、トナー像は
定着ロール７４と接触して用紙へ固着される。定着後、
用紙は一対のロール７６によってキャッチトレイ７８へ
送られ、後でオペレータによって取り出される。

【００１７】矢印２２で示す光導電性ベルト２０の移動
方向に沿った最後の処理部は、感光体清掃部である。

【００１８】次に図２〜図５を参照して、本発明の用紙
給送装置５８の構造と動作をより詳細に説明する。本発
明の用紙給送装置の動作順序は以下の通りである。用紙
スタック５６は昇降式用紙トレイ１２０の中に置かれ
る。

【００１９】また、図１４および図１５には、適応浮揚
装置（アダプティブ・フラッファ）１４０を示す。適応
浮揚装置１４０は、空気開口４０１を有する。適応浮揚
装置１４０はスタックの用紙間と、給送する用紙の上面
に空気を導入できるように構成されている。用紙間の空
気圧は用紙を分離するのを助ける、すなわち用紙を上方
に浮揚させる。他方、給送する用紙の上面の空気はベン
チュリ効果によって真空を生成して、用紙を用紙給送装
置ヘッドへ引引き付けるのを助ける。この２つの効果の
組合せにより、用紙捕捉速度が向上し、そして１枚の用
紙のみが確実に給送される。

【００２０】浮揚装置は、ベンチュリ板部分４０５と調
節板部分４２０を有する板４１５と、支持構造４１０と
で構成されている。調節板部分４２０は空気の通過を許
す区域４２１と、空気の流れを制限する横断面区域４２
６を有する。用紙が浮揚する前、ベンチュリ板部分４０
５は用紙のスタック５６を背にして平らである。用紙が
浮揚すると、用紙はベンチュリ板部分４０５を持ち上げ
るであろう。用紙が上に動くと、その動きは最上位置４
２５へ移るであろう。それにより、浮揚装置の調節板部
分４２０が旋回する。ベンチュリ板部分４０５の旋回運
動によって、調節板部分４２０の横断面区域４２６が空
気の流れを制限する。ベンチュリ板は支持構造４１０に
対しある角度をなしているので、スタックがどんな高さ
でも、隙間区域６１５は実質上変わらない。これによ
り、スタックの高さが変化しても、スタック上の空気流
が一定に維持される。これら２つの効果は、浮揚量を調
節して過剰浮揚を防止し、かつ一番上の用紙の近くに用
紙がパックされないようにする。これにより、浮揚した
用紙に用紙がパックされる問題が未然に避けられる。こ
の問題は、薄紙の場合は重複給送が生じるので、通常の
浮揚装置ではより深刻である。

【００２１】用紙給送装置プレナム５８によって用紙２
０２がベンチュリ板部分４０５との接触から離れ、送り
出されると、板４１５が下降して戻り、ベンチュリ板部
分４０５が給送すべき次の用紙と接触する。

【００２２】適応浮揚装置は、そのほかに、用紙スタッ
高の検出に使用される。検出を行うために、センサ装置
６１０がベンチュリ板に取り付けられており、用紙トレ
イ内部の用紙の許容度を測定するのに使用される。セン
サ装置６１０は用紙スタック上のベンチュリ板の位置変
化を検出する。用紙の許容度の読みは、そのあと、トレ
イ昇降機を作動させて、用紙トレイを調節するのに使用
される。

【００２３】次に図２、図３、図４、図５、図１２、お
よび図１３を参照して説明すると、スタック５６の上方
に用紙給送装置プレナム５８が配置されている。用紙給
送装置プレナム５８は空洞を有し、その空洞を排気する
ことによって圧力差を作り出すことができる。用紙給送
装置プレナム５８の真空用紙接触面１２２には多数の小
開口１２４が設けられている。

【００２４】用紙給送装置プレナム５８の内部と外部の
圧力差によって、用紙はプレナム５８の真空用紙接触面
１２２と封止機構３００へ引き付けられる。真空用紙接
触面１２２は、さまざまなサイズのリブの組合せで構成
された波形化面を用いて、紙面間の付着力を小さくする
ことにより、真空用紙接触面１２２上の用紙を分離す
る。

【００２５】封止機構３００はプレナム５８の周囲に配
置されている。封止機構３００は真空プレナムと用紙ス
タック間の浮動式可撓封止機構である。封止機構３００
のすぐれた特徴はその適応能力である。封止機構３００
は真空プレナムと用紙スタック間の隙間を埋めている
が、用紙スタックの浮揚を妨げない。用紙が封止機構へ
吸引されると、封止機構３００はスタックの平らでない
状態の輪郭に従う。さらに、用紙が真空プレナムの波形
領域を当って波形になると、封止機構３００は用紙に近
い輪郭になることができる。封止機構３００は十分な剛
性を有するので、真空プレナムボックスの中に吸い込ま
れることはない。

【００２６】図１３に、封止機構３００の第１の実施例
を示す。この構造の場合、封止ストリップはピン３１０
で柔軟に連結された小セグメント３１２で構成されてい
る。これらのセグメント３１０は互いに平面内の方向に
自由に回転できるので、用紙の波形にうまく順応するこ
とができる。封止ストリップは、望ましくないストリッ
プの曲りを防止するため平面外の方向に相対的にかなり
大きな曲げ剛性を有する。真空プレナムと用紙スタック
間の初期隙間に対する範囲の広い適応能力を実現するた
めに、封止機構３００は真空プレナムに対し相対的に移
動できる。これを実現する１つの方法は、封止機構３０
０が、ずり上がり及びずり下がりできるように、小さい
垂直溝３０７を通して封止機構３００をプレナム５８に
吊り下げることである。小さい垂直溝３０７は上下運動
を案内するであろう。真空を加える前、封止機構３００
は重力によって溝に沿って滑り落ち、用紙ストック上に
載っている。封止機構３００と用紙スタックが直かに接
触するのを防止するため、（接触が望ましくなけれ
ば）、最大移動量を制限する停止具０５を溝に取り付け
てもよい。

【００２７】用紙を捕捉するため真空プレナムを封止す
ることは、そのほかに、浮揚用および空気ナイフ用の圧
力流を真空プレナムに流入させず、かつ捕捉用真空の生
成を困難にしないという追加の利点がある。

【００２８】図４および図５に、封止機構３００の第２
の実施例を示す。封止機構３００は波形化面１２２の形
状に合う複数の封止部材から成っている。封止部材３０
２，３０４、および３０６は、垂直溝、又は封止部材の
移動を可能にする他の機構を通して真空プレナムの周囲
に取り付けられている。プレナムに真空を加えると、前
方直線封止部材３０８は、他の３つの封止部材３０２、
３０４、および３０６と協力して、ほとんどまたは全く
洩らさずに、全真空圧を平らな用紙に加える。これによ
り、用紙は持ち上げられ（浮揚装置もそれを助ける）、
引き付けられてプレナムボックスと接触する。この時点
で、用紙はプレナムボックスの固定パターンのまわりに
波形になり始める。厚紙はほんの少し波形になるだけで
あるが、薄紙はより大きく波形になる。プレナムボック
スの圧力を調節するために、封止部材３０４と３０６
は、調節された量の洩れを許すような形状に作られてい
る。厚紙の場合は、大きな真空圧が望ましいが、薄紙の
場合は、低い真空圧が望ましい。封止部材３０４と３０
６は用紙と接触するように輪郭が作られているので、よ
り薄い紙の場合は圧力を下げるため適当な洩れを許しな
がら、用紙は次第に波形になる。

【００２９】次に図１６〜図１８について説明すると、
捕捉した用紙の前縁５７を給送ローラ５５の中に平行移
動させるために、駆動装置６００が空気プレナム５８に
取り付けられている。用紙スタックから真空用紙接触面
１２２へ他の用紙を吸引する可能性をより少なくする
（重複給送を減らす）ため、駆動装置６００は、最初、
給送ローラ５５の給送方向とは逆の方向に空気プレナム
５８を平行移動させ、捕捉した用紙の後縁５９を用紙ト
レイの部分１２０にぶつけて、用紙にたわみ（バック
ル）を起こさせる。次に、フランジ１２１の上方で用紙
の前縁５７が給送ローラ５５によって捕捉されるよう
に、駆動装置６００は給送ローラ５５の給送方向に空気
プレナムを平行移動させる。図１７に、駆動装置６００
を示す。前記逆方向の移動によって用紙５６がたわめら
れれて、もし２枚の用紙が一緒に重なっていれば、用紙
５６を下の用紙から分離する力を生み出すことが判っ
た。

【００３０】用紙スタックから真空用紙接触面１２２へ
他の用紙を吸引する可能性をより減らす（重複給送を減
らす）ために、用紙給送装置プレナムは、さまざまなサ
イズのリブの組合せで構成された波形化面を使用して紙
面間の付着力を減らすことによって、前記真空用紙接触
面１２２上の用紙を分離する。

【００３１】真空力、静電気力、縁結合力、その他の原
因によって紙面間の付着力が生じることが判った。真空
式用紙給送装置（ＶＣＦ）においては、ある用紙を他の
用紙から分離するため、重複して捕捉した紙面間の空間
に空気を吹き込むので、真空式用紙給送装置における用
紙の分離は、必然的に２つのステップから成る。すなわ
ち、第１ステップで隙間を生成し、第２ステップで隙間
に空気を吹き込む。後の機能は空気ナイフによって行わ
れる。用紙を引き離すのに波形化機構を使用しないで、
一様な真空を加えるだけの方法はあまり信頼できないこ
とはずっと以前より判っていた（図６）。図７から判る
ように、用紙付着力に打ち勝つ唯一の力の成分は加えた
真空に等しい垂直応力であり、また真空が最も弱い用紙
間付着力に打ち勝つまで用紙は捕捉されないであろう。
第１用紙２０１と第２用紙２０２間の付着力が最も弱く
なければ、２枚以上の用紙が捕捉されるであろう。実際
に２枚以上の用紙が平らな真空用紙接触面に捕捉されれ
ば、図７に示すように、捕捉された用紙を分離する有効
な力（重力は除く。重力は用紙の分離を保証するもので
はない。）が存在しないので、重大な問題が生じる。用
紙付着力に打ち勝って隙間を生じさせるため紙面にある
種の大きな応力を作用させたいと思うけれども、図６に
おいては、真空力は紙面上に十分に大きな応力を生み出
さない。

【００３２】この例から少なくとも１つの結論を引き出
すことができる。すなわち、均一に分布した吸引力は確
実に用紙を分離させ、有効に用紙間に隙間を生じさせる
には十分でなく、大きな集中応力をもたらすある種の集
中力が望ましい。

【００３３】用紙が捕捉されると（図８および図９参
照）、波形化機構２１０によって３つの集中せん断力Ｐ
１、Ｐ２、Ｐ３が発生し、これらの力によって用紙の厚
さ方向に沿って用紙の断面にせん断応力が生じる。弾性
理論の中で指摘されているように、垂直方向（用紙の厚
さ方向）のせん断応力は水平方向の（紙面に沿った）せ
ん断応力に等しい。ビーム（複数の用紙の腰の部分）厚
さの中心でせん断応力は最大であり、その値は厚さに反
比例する。捕捉された用紙のビーム厚さは小さいので、
集中せん断力は大きなせん断応力を発生するであろう。
したがって、もし２枚以上の用紙が捕捉されれば（図
９）、大きなせん断応力は一方の用紙を他方の用紙の上
で紙面に沿って滑らせようとするであろう。したがっ
て、もし滑らせる力より応力を受けた場所の用紙付着力
の強さが弱ければ、用紙間に隙間が生じる。

【００３４】せん断力のほかに、用紙を曲げることも同
様に用紙間に隙間を生成するのを助ける。用紙群（ビー
ム）が曲げられると、ビームの上部と下部は異なる種類
の変形を受ける。すなわち、一方の部分は引張り状態に
あり、他方の部分は圧縮状態にある。したがって、もし
２枚以上の用紙が同時に曲げられれば、その曲げ運動は
用紙の分離を助けるであろう。

【００３５】用紙の分離に加えて、波形にされた用紙は
平らな用紙よりかなり曲りにくく、用紙を給送ローラ５
５へ送るとき用紙の取扱いがかなり容易になるので、真
空式用紙給送装置（以下、ＶＣＦと略す）の波形化機構
は用紙の移送を助ける。

【００３６】従来の上部型ＶＣＦは、隙間を生じさせる
ため、波形化機構として単一直線リブを使用している。
必要な真空は約６０ｍｍＨ₂Ｏであり、要求された真空
を確実に生じさせる（そして十分な浮揚用およびエアナ
イフ用空気流を生じさせる）空気流量は約５０ｃｍ³で
ある。これらの要求を満たすには、送風機を大型にしな
ければならない。大型送風機は高馬力のモータが必要で
あるし、複写機やプリンタの騒音の主要発生源になる。
さらに、より高い真空は紙面に痕跡を残す傾向があり、
結論として、コート紙には歓迎されない。

【００３７】これと同様な他のＶＣＦ（真空式用紙給送
装置）は、ある範囲の紙については用紙の分離がうまく
いくが、単リブ波形化機構はその範囲外の紙については
うまくいかない。カラー印刷とオフセット印刷市場にお
いて取り扱わなければならない紙の性質は大きく異な
る。そこで、用紙給送装置の許容度を向上させ、かつ費
用を節減することが本発明の目的の１つである。

【００３８】本発明にかかる複数の波形に形成する真空
式用紙給送装置すなわちＭＶＣＦの波形化機構はさまざ
まな高さの多数のリブで構成されている（図３、図１
０、および図１１）。周知のように、曲げ剛性が違うの
で、厚紙は薄紙より撓みが少ない。リブの上で曲げられ
たとき、薄紙の場合は、最初の用紙に２枚目の用紙がよ
りぴったり従うであろう。すなわち、同じリブを使用す
れば、薄紙に生じる隙間は、厚紙に生じる隙間よりも小
さいであろう。これらの特徴を用いて、図３、図１０、
および図１１に示すように、１つのＶＣＦにいろいろな
サイズの多数のリブを設けることができる。真空が加え
られると、厚紙はより背の高いリブだけと接触し、薄紙
は、より背の高いリブとより背の低いリブの両方と接触
するであろう。リブが紙と接触するときだけ、せん断力
が発生して用紙の分離が行われることに留意されたい。
薄紙と接触するリブのほうが厚紙と接触するリブより多
いので、そして１個のリブは薄紙の場合より厚紙の場合
により大きな隙間を生成するので、ＭＶＣＦにおいて
は、薄紙と厚紙の両方について、総隙間面積はほぼ等し
いであろう。高い曲げ応力を生じさせ、紙面に痕跡を残
す背の高いリブを使用せずに、ＭＶＣＦは硬質紙と軟質
紙の両方を送り出することができる。この波形化機構は
４個の異なる高さのリブで構成されている。４個の側面
リブ（各側面に２個）は最も背が高く、２個の中央リブ
は２番目の高さを有する。同じ大きさの荷重を加えれ
ば、厚紙は薄紙より変形が少ないので、提案した波形化
機構を使用すれば、用紙はその曲げ剛性に従って、１
つ、２つ、４つ、６つ、その他の数の山形(span)に変形
するであろう。

【００３９】図１０は、本発明によって提案した波形化
機構を使用して厚紙を捕捉した時の紙の変形を示す。図
１１は、薄紙を捕捉した時の変形した紙の曲率を示す。
紙の範囲は６０ＧＳＭ〜３００ＧＳＭであった。図８お
よび図９と図１０および図１１を比較して、提案した波
形化機構はすべての等級の紙について波形化面のほとん
どの部分で曲げ運動と滑り運動を生成したが、単一波形
化機構は厚紙の場合には、機構の中央部分においてだけ
滑り運動を生成したことが判った。用紙の分離には滑り
運動と曲げ運動の両方が不可欠であるので、提案した波
形化機構はよりうまく作動するであろうと信じられる。

【００４０】この分野の専門家は、提示した情報をよく
検討した後、本発明の他の実施例や修正物を思い浮かべ
るかもしれない。しかし、それらの実施例や修正物は、
均等物と同様に本発明の範囲に含まれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の特徴を備えた典型的なカラー電子写真
印刷装置の略正面図である。

【図２】用紙給送装置の底部と空気プレナムの底面図で
ある。

【図３】下方から見た用紙給送装置の底部と空気プレナ
ムの斜視図である。

【図４】空気プレナムと一緒に使用される封止機構の一
実施例を示す斜視図である。

【図５】空気プレナムに真空を加えて用紙を捕捉した状
態を示す図４の実施例の斜視図である。

【図６】スタックから用紙を捕捉する前の空気プレナム
を示す略図である。

【図７】スタックから２枚の用紙を捕捉した空気プレナ
ムを示す略図である。

【図８】スタックから用紙を捕捉する前のリブ付き空気
プレナムを示す略図である。

【図９】スタックから２枚の用紙を捕捉したリブ付き空
気プレナムを示す略図である。

【図１０】提案した波形化機構を使用して厚紙を捕捉し
た時の紙の変形を示すグラフである。

【図１１】薄紙を捕捉した時の変形した紙の曲率を示す
グラフである。

【図１２】空気プレナムによってスタックから捕捉さ
れ、波形にされた用紙を示す斜視図である。

【図１３】封止機構の別の実施例を示す側面図である。

【図１４】スタックから浮揚する前の用紙を示す空気浮
揚装置の側面図である。

【図１５】スタックから浮揚した後の用紙を示す空気浮
揚装置の側面図である。

【図１６】最初に、浮揚装置によってスタックから用紙
の後端が持ち上げられ、空気プレナムの用紙接触面に捕
捉された用紙を示す、用紙給送装置の側面図である。

【図１７】その後、浮揚装置への空気流が遮断され、空
気プレナムが逆方向に動かされて用紙の後端にたわみが
生じた状態を示す、図１６と同様な側面図である。

【図１８】最後に、空気プレナムが前方に動かされ、捕
捉された用紙の前端がフランジを越えて給送ローラに送
り込まれる状態を示す、図１６と同様な側面図である。

【符号の説明】

１０ラスタ入力スキャナ（ＲＩＳ）１２画像処理装置（ＩＰＳ）１４ユーザーインタフェース（ＵＩ）１６ラスタ出力スキャナ（ＲＯＳ）１８プリンタ２０光導電性ベルト２４，２６ローラ２８テンションローラ３０駆動ローラ３２モータ３３帯電部３４コロナ発生装置３５露光部３７ミラー３８原稿書類３９現像部４０、４２、４４、４６現像ユニット４８用紙搬送装置５０、５２一対のローラ５４一対の搬送ベルト５５給送ローラ５６用紙スタック５７用紙の前縁５８本発明の用紙給送装置プレナム５９用紙の後縁６０転写前搬送装置６２ベルト移動方向６４転写ゾーン６５転写部６６コロナ発生装置６８真空コンベヤ７０用紙移動方向７１定着部７２圧力ローラ７４加熱された定着ローラ７６一対のロール７８キャッチトレイ１２０昇降式用紙トレイ１２１フランジ１２２真空用紙接触面１４０適応浮揚装置１４１空気開口２０１、２０２用紙２１０波形化機構３００封止機構３０２、３０４、３０６、３０８封止部材３０５停止具３０７垂直溝３１０ピン３１２小セグメント４０５ベンチュリ板部分４１０支持構造４１５板４２０調節板部分４２１空気の流れを許す部分４２６空気の流れを制限する横断部分６００駆動装置６１０センサ装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ミンヤンアメリカ合衆国ニューヨーク州 14450 フェアポートグランドヴュードライヴ 98 Ｆターム(参考） 2H072 BA05 BA08 BA13 BA20 CA01 CA03 JA02 3F343 FA02 FB02 FC01 GA01 GB01 GC01 HA34 JB07 JB17 JB20 JB24 JD02 JD09 JD27 JD28 JD33 JD35 JD40 KB04 KB05 LC04 LC08 MA13 MA14 MA40 MB13 MB14 MC13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】用紙スタックから処理部へ用紙を給送す
る用紙給送装置であって、前記用紙スタックを保持する用紙トレイと、前記用紙スタックの上方に配置されていて、プレナム内
に真空圧があるとき前記用紙スタックから用紙を吸い上
げる空気プレナムと、前記用紙スタックの個々の用紙間に空気を吹き込む用紙
浮揚装置とを備え、前記用紙浮揚装置が個々の用紙間の空気流を調節する手
段を備えていることを特徴とする給紙装置。
【請求項２】用紙スタックから処理部へ用紙を給送す
る用紙給送装置を備えたプリンタであって、前記用紙給
送装置が、前記用紙スタックを保持する用紙トレイと、前記用紙スタックの上方に配置されていて、プレナム内
に真空圧があるとき前記用紙スタックから用紙を吸い上
げる空気プレナムと、前記用紙スタックの個々の用紙間に空気を吹き込む用紙
浮揚装置とを備え、前記用紙浮揚装置が個々の用紙間の空気流を調整する手
段を備えていることを特徴とするプリンタ。
【請求項３】請求項２に記載のプリンタにおいて、前
記用紙浮揚装置が、支持構造と前記支持構造に旋回自由
に取り付けられた板を有し、前記板が、用紙と接触する
ベンチュリ板部分と調節板部分を有し、前記調節板部分
が、用紙が吸引されて前記板を旋回させながら前記空気
プレナムに接触すると空気流を制限する横断面部分と空
気の通過を許す小孔を有することを特徴とするプリン
タ。