JP2003160249A - シート搬送装置及び画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、誘電体ベルトの電位を上げずにシ
ート表面の電荷量を増やし、その結果シートの誘電体ベ
ルトへの吸着力を向上させたシート搬送装置、及びこれ
を備えた画像処理装置を提供することを目的としてい
る。 【解決手段】 上記課題を解決するために、本発明に係
るシート搬送装置及び画像画像処理装置の代表的な構成
は、シートを担持する誘電体と、前記誘電体を帯電させ
る帯電手段とを有し、前記誘電体にシートを接触させる
ことによって該シート上に電荷を発生させ、該シートを
前記誘電体に静電的に吸着させて搬送するシート搬送装
置において、前記シートに２回以上電荷を付与すること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複写機、レーザービ
ームプリンタ、ファクシミリ等におけるシートを搬送す
るシート搬送装置、及び該シート搬送装置より給送され
るシート原稿の画像を読み取り、または給送されるシー
トに画像を記録する画像処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来からシートを積載束から分離給送す
る技術としては、ゴムローラやゴムベルトとシートの摩
擦力を利用した摩擦分離方式が知られている。しかし、
この方式ではゴムの劣化が大きいために、耐久性がない
ことが知られている。またエアの吸引力を利用して分離
するエア給送方式も知られており、摩擦を利用した分離
方式ではないため耐久性はあるが、装置が大掛かりとな
ってスペースをとること、及び騒音が大きいことが知ら
れている。

【０００３】これらの欠点を是正する技術として静電吸
着力を利用したシート給送装置が、例えば特開平9-6703
3等に示されるように多数提案されている。この静電吸
着方式の給送装置においては誘電体ベルトに不平等電界
を形成し、誘電体ベルト上に所定ピッチの交番電荷を形
成する。そしてシートを誘電体ベルトに接触させること
によりシートの電位を上げて、シートに誘電体ベルトと
は反極性の電荷を形成する。この誘電体ベルトに形成さ
れた電荷とシートに形成された電荷はクーロン力により
引き合い、シートは誘電体ベルト上に吸着して１枚ずつ
分離搬送される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例の構成にあ
っては、誘電体ベルトに例えば材質PI（ポリイミド）、
厚さ約75μm、体積抵抗率1.0×10^16Ωcmのシームレス
ベルトを使用し、これに帯電ローラ等で帯電させ、ベル
ト表面電位を約±3Kvまで上げていた。誘電体ベルト表
面に形成される電荷は、ほぼ電位±3Kv相当の電荷量ま
で上昇する。この電荷量は誘電体ベルトの場所によらず
一定となる。

【０００５】一方、誘電体ベルトに接触させたシートは
誘電体ベルトのように厚み等の材料物性値が均一ではな
いため、ベルトと同じように均一に電荷を形成させる事
が困難である。シート上に均一に電荷を形成させない
と、誘電体ベルトの場所によってシートの誘電体ベルト
への吸着力が不均一になる。その結果シートは吸着力の
弱い個所で吸着ができずに、他の部分で吸着したとして
も、その部分から剥離が生じ、吸着不良、給送不良が発
生していた。特にシートの抵抗率の小さくなる紙、例え
ば40℃、80％のような高温・高湿環境に放置した紙では
シートに形成させる電荷減衰が大きいためシートの誘電
体ベルトへの吸着力はすぐに低下し、上記問題が顕著で
ある。

【０００６】また、画像処理装置で静電吸着力を用いた
給送装置を使った場合、変形原稿（折れ、カールなど）
のシートも吸着させなければならないため、シートの誘
電体ベルトへの吸着力は均一でなければならない。吸着
不良が発生すれば、そのあとの分離動作にも移行でき
ず、給送不良になるだけではなく、それが原因でシート
や原稿を傷つけてしまうおそれもある。

【０００７】上記問題点の対策として、誘電体ベルトの
表面電位を相対的に上げることにより、シート全体の表
面電荷量を上げる事はできる。しかし安全性の問題や、
縁面距離を充分取る必要があるため装置自体が大きくな
るという問題がある。

【０００８】そこで本発明は、誘電体ベルトの電位を上
げずにシート表面の電荷量を増やし、その結果シートの
誘電体ベルトへの吸着力を向上させたシート搬送装置、
及びこれを備えた画像処理装置を提供することを目的と
している。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係るシート搬送装置及び画像画像処理装置
の代表的な構成は、シートを担持する誘電体と、前記誘
電体を帯電させる帯電手段とを有し、前記誘電体にシー
トを接触させることによって該シート上に電荷を発生さ
せ、該シートを前記誘電体に静電的に吸着させて搬送す
るシート搬送装置において、前記シートに２回以上電荷
を付与することを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】［第一実施形態］本発明に係るシ
ート搬送装置及び画像処理装置の第一実施形態につい
て、図を用いて説明する。図１乃至図４は本実施形態に
係るシート搬送装置の分離動作を説明する図、図５は電
極部の断面図、図６はシート搬送装置の電気部品の配線
経路を示す電気ブロック図、図７乃至図９はシート搬送
装置の吸着分離動作を示す模式断面図である。

【００１１】（シート搬送装置の構成）まず、図１を参
照してシート搬送装置の構成について説明する。図にお
いて吸着ベルトユニット１には、不図示の側板に、SUS
等の金属で作られGNDに接地された駆動ローラ２、従動
ローラ３が回動可能に支持されている。駆動ローラ２は
ベルトローラ駆動モータ４（図６参照）から駆動を受け
て回転する。この駆動ローラ２、従動ローラ３の間に、
誘電体である誘電体ベルト５を張架している。誘電体ベ
ルト５は、例えば厚み約75μm、体積抵抗率1.0×10^16
ΩcmのPIのシームレスベルトで形成している。誘電体ベ
ルト５への付勢は誘電体ベルト５の内部に配置された金
属ローラであるテンションローラ６を図中矢印Ａの方向
へ、例えば約1kgで押圧する事で行う。テンションロー
ラ６にテンションを加えた時の誘電体ベルト５は図に示
すように駆動ローラ２と従動ローラ３の接線から角度
α、例えば５°程にする。従動ローラ３上にはベルトに
接触している除電ブラシ７が配置され、誘電体ベルト５
の表面に形成された電荷を除去している。

【００１２】誘電体ベルト５の内部には所定の圧力、例
えば1kgのテンションをもって、図中矢印Ａの方向へ誘
電体ベルト５を押圧している電極ユニット８が配置され
ている。帯電手段である電極ユニット８は、図５に示す
ように非導電性の高分子ポリマーで構成されたベース板
９上にパターン電極10ａ、10ｂを形成させている。パタ
ーン電極10ａ、10ｂには体積抵抗率1.0×10^13Ωcm以下
の銀、銅、ニッケル、カーボン等の導電性ペーストや導
電性ポリマーをスクリーン印刷などして作成する事がで
きる。パターン電極10ａ、10ｂは図５に示すようにくし
歯状に互いに交互させるように形成している。パターン
電極10ａ、10ｂの間隔Ｂは約3mm程度が好ましい。パタ
ーン電極10ａ、10ｂにはDC電源11から反極性の直流電圧
を印加している。ベース板９上にはラック部９ａが形成
され、ピニオンギア12を矢印Ｃ方向へ回転させる事によ
りベース板９を矢印Ｄ方向へ移動させる構成を取ってい
る。ピニオンギア12は電極駆動モータ13（図６参照）に
連結され、駆動が伝達されるようになっている。

【００１３】（シート搬送装置の吸着分離動作）次にシ
ートＰを吸着、分離、搬送する動作について説明する。
図１においてシートトレイ14上に積載されたシート束は
トレイ昇降モータ15（図６参照）の駆動によってリンク
16が矢印Ｅ方向へ上昇する事によって上昇する。シート
トレイ14の上部にはシート面検知センサ17が配置され、
シート束が上下方向へ移動可能で回動するコロ18を上昇
させる事により紙面を検知する。シート束がシートトレ
イ14上に積載されるとトレイ昇降モータ15が回転を開始
し、シート束の上面をシート面検知センサ17で検知され
るとトレイ昇降モータ15は停止し、シート束は所定高さ
まで上昇する。この状態では誘電体ベルト５は停止状態
にある。

【００１４】次に図２に示すように駆動ローラ２を回転
中心としてベルトユニット１は矢印Ｆ方向に揺動し、シ
ート束の上面に誘電体ベルト５を所定圧で接触させる。
ベルトユニット１の駆動はベルトユニット１の側板（不
図示）に固定された扇ギア（不図示）をパルスモータで
あるベルトユニット揺動モータ19（図６参照）で所定パ
ルス駆動する事によって行う。

【００１５】誘電体ベルト５がシート束に接触させてか
ら約0.5秒後、電極駆動モータ13（図６参照）を駆動し
電極ユニット８を矢印Ｇ方向へ約1mm移動させる。移動
後、約0.5秒間停止させ、誘電体ベルト５とシートＰの
間に充分な吸着力が得られたら、図３に示すようにベル
トユニット１を矢印Ｈ方向へ揺動させシート束からシー
トを１枚だけ分離する。揺動角度は例えば、約15°程度
が好ましい。そしてベルトローラ駆動モータ４（図６参
照）を駆動し、誘電体ベルト５を図４に示すように矢印
Ｉ方向へ移動させ、シートＰを搬送する。シートＰは誘
電体ベルト５から剥離し、ゴムローラ対で構成された引
き抜きローラ20に挟持搬送される。そして、その下流側
に配置されたシート検知センサ21で搬送されるシートＰ
の後端が検知されたらベルトローラ駆動モータ４を停止
させ、誘電体ベルト５、引き抜きローラ20の駆動を停止
させる。連続的にシートＰを給送する時は上記動作を繰
り返す。

【００１６】なお、図６に示すベルトローラ駆動モータ
４、ベルトユニット揺動モータ19、トレイ昇降モータ1
5、電極駆動モータ13は、パルス発振器22から各々に所
定パルスを発振し、モータドライバ23によって駆動して
いる。これらの電気部品はＣＰＵ24によって制御コント
ロールされ、上記吸着、分離、搬送動作を行っている。

【００１７】（電荷の付与）次に本発明の特徴的部分で
ある２回以上の電荷の付与による吸着、分離動作につい
て詳細に説明する。図７においてパターン電極10ａ、10
ｂに、例えば直流の±3Kvの電圧を印加すると、誘電体
ベルト５上にはその電位に応じた交番電荷が形成され
る。そして誘電体ベルト５の下面にも反極性の電荷が形
成される。この時、誘電体ベルト５とシートＰ１間には
ループ状の電界が形成される。シートＰ１の上面にも同
様に誘電体ベルト５の下面とは極性が異なる電荷が形成
されるため、シートＰ１はクーロン力により誘電体ベル
ト５上に吸着される。

【００１８】次に電極ユニット８を矢印Ｇ方向へ上述動
作によって所定距離移動させる（図２参照）と、図８に
示すように誘電体ベルト５の下面に形成された電荷、シ
ートＰ１上面に形成された電荷量が共に増加するためシ
ートＰ１の誘電体ベルトへの吸着力が増加する。ここ
で、移動させる所定距離とは、１回目に電荷を形成した
位置とずれていればよく、本実施形態においては交番電
荷の間隔よりも小さく、例えば約1/4の距離をとってい
る。

【００１９】次に、図９に示すように吸着ベルトユニッ
ト１を上昇させ、シートＰ１とシートＰ２を分離する。
シートＰ１にはベルト吸着力Ｆ１とシートＰ１、Ｐ２間
に働くシート間吸着力Ｆ２の両方加わるが、Ｆ２はＦ１
に比べてはるかに小さいため、吸着が可能となる。一
方、シートＰ２には、シート間吸着力Ｆ3と、分離時シ
ートＰ２に加わる慣性力、シートＰ２の自重、紙変形に
よる復元力などの総和力Ｆ4が加わる。しかしＦ3はＦ4
に対してもはるかに小さいため、シートＰ１とシートＰ
２は分離する。

【００２０】上記説明した如く、帯電手段である電極ユ
ニット８の位置を変えて誘電体ベルト５及びシートＰに
２回以上電荷を付与することにより、シートに付与され
る電荷量が増加し、シートと誘電体ベルトとの吸着力を
増加させることができる。

【００２１】［第二実施形態］本発明に係るシート搬送
装置及び画像処理装置の第二実施形態について、図を用
いて説明する。図10乃至図13は本実施形態に係るシート
搬送装置の分離動作を説明する図、図14は電気部品の配
線経路を示す電気ブロック図、図15は誘電体への帯電タ
イミング、ベルトローラ駆動モータの出力タイミングを
示したタイミングチャートであって、上記第一実施形態
と説明の重複する部分については同一の符号を付して説
明を省略する。

【００２２】上記第一実施形態においては帯電手段とし
て電極ユニット８を用いたが、図10に示す本実施形態に
係るベルトユニット28においては、帯電手段として誘電
体ベルト５の外面に所定の圧力で帯電ローラ25を駆動ロ
ーラ２に対して圧接している。帯電ローラ25は軸心が金
属層で、表面に例えば体積抵抗率1.0×10^16程度の導電
ゴム層がコーテイングしてある。帯電ローラ25には図14
に示す交流発振器26から出力された所定振幅、所定周期
の交流波形をＡＭＰ27にて増幅された交流電圧が印加で
きるように電気的に接続されている。

【００２３】まず、ベルトユニット28が図10の位置で待
機している時に帯電ローラ25に交流電圧を印加する。交
流電圧は、例えば3Kvp-p、60Hzに設定している。次にベ
ルトローラ駆動モータ４を駆動し（図15に示すａ部
分）、誘電体ベルト５上に所定ピッチの電荷を形成す
る。そして、ベルトローラ駆動モータ４を停止させた時
には誘電体ベルトのシート吸着面５ａには所定ピッチの
電荷が形成される。その後は上記第一実施形態と同様に
ベルトユニット28を矢印Ｆ方向に揺動させ、図11に示す
ように誘電体ベルト５をシートＰ上面に接触させる。こ
の時、誘電体ベルト５、シートＰの電荷は図７に示した
と同様に電荷が形成される。

【００２４】上記第一実施形態ではこの状態で電極ユニ
ット８を移動させて誘電体ベルト５とシートＰ１の間の
吸着力を高めてから分離動作を行ったのであるが、本実
施形態ではこのまま分離動作を行う。分離後、シートＰ
２には図７に示したようにシート表面に残留電荷Ｑ１が
残っている。

【００２５】そこで本実施形態においては、この残留電
荷Ｑ１を利用して吸着力を上げるようにしている。すな
わち、給送２枚目からの吸着力が増加することとなる。
具体的には、２枚目の給送時において図10に示すように
ベルトユニット28が位置している時に帯電ローラ25で誘
電体ベルト５上に電荷を与える際に、今度はベルトロー
ラ駆動モータ４の駆動タイミングを図15に示すｂ部分の
ように１枚目のとき（ａ部分）よりも時間Ｔだけ遅らせ
て駆動を開始する。当然、停止タイミングも時間Ｔだけ
遅れて停止する事になる。Ｔは帯電ローラ25から出力さ
れる交流周期の、例えば約1/4とする。このような駆動
制御を取ることで、図７のシートＰ２上に載った残留電
荷Ｑ１から、図８に示すように帯電ローラ25交流周期の
1/4だけずれた位置に帯電を形成する事が可能になる。

【００２６】［第三実施形態］本発明に係るシート搬送
装置及び画像処理装置の第三実施形態について、図を用
いて説明する。図16は本実施形態に係る画像処理装置の
全体構成図である。

【００２７】図16に示す画像処理装置31は電子写真方式
を採用した複写機であって、装置上部の画像読取部には
本発明を適用した自動原稿読取装置29、画像読取手段で
ある原稿読取部32を有し、装置下部の画像形成部に本発
明を適用した給送装置30、画像形成手段である感光体ド
ラム36、現像部37等を有している。

【００２８】画像読取部において積載された原稿は自動
原稿読取装置29によって給送、搬送され、原稿読取部32
によって画像を読みとられ、原稿台ベルト33によって原
稿台34上を搬送し、排出トレイ35上に排出される。読み
とられた画像情報に従って感光体ドラム36上に潜像が形
成され、現像部37によってトナー像に画像形成される。
カセット38に載置されたシートＰは転写パス39を経由し
て転写分離部40へと搬送される。転写分離部40で画像形
成されたトナー像を転写されたシートＰは搬送部41、定
着装置42を経由して画像処理装置31の外部へ排出され
る。

【００２９】

【発明の効果】上記説明した如く、本発明に係るシート
搬送装置及び画像処理装置においては、帯電手段によっ
て誘電体及びシートに位置をずらして２回以上電荷を付
与することにより、シートに付与される電荷量を増加
し、シートと誘電体ベルトとの吸着力を飛躍的に増加さ
せることができる。これにより、電圧発生装置を大型に
したり、誘電体から各部品への縁面を十分にとることな
く確実にシートを吸着搬送することができ、装置の生産
コストの低減化、省スペース化、操作性及び安全性の向
上を図ることができる。

【００３０】また変形原稿（折れ、カールなど）のシー
トや様々な秤量のシートも確実に吸着、搬送することが
でき、搬送可能な素材の幅を広げることができる。この
ため、搬送の信頼性向上、サービスコストの低減を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一実施形態に係るシート搬送装置の分離動作
を説明する図である。

【図２】第一実施形態に係るシート搬送装置の分離動作
を説明する図である。

【図３】第一実施形態に係るシート搬送装置の分離動作
を説明する図である。

【図４】第一実施形態に係るシート搬送装置の分離動作
を説明する図である。

【図５】電極部の断面図である。

【図６】シート搬送装置の電気部品の配線経路を示す電
気ブロック図である。

【図７】シート搬送装置の吸着分離動作を示す模式断面
図である。

【図８】シート搬送装置の吸着分離動作を示す模式断面
図である。

【図９】シート搬送装置の吸着分離動作を示す模式断面
図である。

【図１０】第二実施形態に係るシート搬送装置の分離動
作を説明する図である。

【図１１】第二実施形態に係るシート搬送装置の分離動
作を説明する図である。

【図１２】第二実施形態に係るシート搬送装置の分離動
作を説明する図である。

【図１３】第二実施形態に係るシート搬送装置の分離動
作を説明する図である。

【図１４】電気部品の配線経路を示す電気ブロック図で
ある。

【図１５】誘電体への帯電タイミング、ベルトローラ駆
動モータの出力タイミングを示したタイミングチャート
である。

【図１６】第三実施形態に係る画像処理装置の全体構成
図である。

【符号の説明】

Ｐ …シート １ …吸着ベルトユニット ２ …駆動ローラ ３ …従動ローラ ４ …ベルトローラ駆動モータ ５ …誘電体ベルト ５ａ …シート吸着面 ６ …テンションローラ ７ …除電ブラシ ８ …電極ユニット ９ …ベース板 ９ａ …ラック部 10 …パターン電極 11 …DC電源 12 …ピニオンギア 13 …電極駆動モータ 14 …シートトレイ 15 …トレイ昇降モータ 16 …リンク 17 …シート面検知センサ 18 …コロ 19 …ベルトユニット揺動モータ 20 …引き抜きローラ 21 …シート検知センサ 22 …パルス発振器 23 …モータドライバ 24 …ＣＰＵ 25 …帯電ローラ 26 …交流発振器 27 …ＡＭＰ 28 …ベルトユニット 29 …自動原稿読取装置 30 …給送装置 31 …画像処理装置 32 …原稿読取部 33 …原稿台ベルト 34 …原稿台 35 …排出トレイ 36 …感光体ドラム 37 …現像部 38 …カセット 39 …転写パス 40 …転写分離部 41 …搬送部 42 …定着装置

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シートを担持する誘電体と、 前記誘電体を帯電させる帯電手段とを有し、 前記誘電体にシートを接触させることによって該シート
   上に電荷を発生させ、該シートを前記誘電体に静電的に
   吸着させて搬送するシート搬送装置において、 前記シートに２回以上電荷を付与することを特徴とする
   シート搬送装置。
2. 【請求項２】 前記シートに２回以上電荷を付与するに
   際し、異なる位置で電荷を付与することを特徴とする請
   求項１記載のシート搬送装置。
3. 【請求項３】 前記シートに２回以上電荷を付与するに
   際し、異なる時間に電荷付与を開始することを特徴とす
   る請求項１記載のシート搬送装置。
4. 【請求項４】 前記シートに付与する電荷は、交番電荷
   であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項
   記載のシート搬送装置。
5. 【請求項５】 前記シートに２回以上電荷を付与するに
   際し、電荷を付与する位置の間隔は、前記交番電荷の間
   隔よりも小さいことを特徴とする請求項４記載のシート
   搬送装置。
6. 【請求項６】 前記誘電体を帯電させる帯電手段を移動
   させて、該誘電体を２回以上帯電させることにより、前
   記シートに２回以上電荷を付与することを特徴とするシ
   ート搬送装置。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれか１項記載のシ
   ート搬送装置と、 画像読取手段又は画像形成手段を有することを特徴とす
   る画像処理装置。