JP2004123376A - シート材の給送方法とその装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】多種類のシート材を不送りや重送なく且つ異音の発生を防止して１枚ずつ分離して搬送する。
【解決手段】給送ローラ４を回転させて底板１上に積載されたシート材２を分離部へ繰り出して傾斜部材６の傾斜面６ａへ突き当て、繰り出された複数枚のシート材のうち、最上位のシート材２ａのみが給送ローラ４との摩擦により傾斜部材６を押しのけ、ニップ形成部Ｎを通って供給されるが、次位のシート材２ｂ以降はシート材間の摩擦が小さいので傾斜部材６で止められて重送が防止される。
【選択図】 図１
【解決手段】給送ローラ４を回転させて底板１上に積載されたシート材２を分離部へ繰り出して傾斜部材６の傾斜面６ａへ突き当て、繰り出された複数枚のシート材のうち、最上位のシート材２ａのみが給送ローラ４との摩擦により傾斜部材６を押しのけ、ニップ形成部Ｎを通って供給されるが、次位のシート材２ｂ以降はシート材間の摩擦が小さいので傾斜部材６で止められて重送が防止される。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シート材積載部材に積載されたシート材を最上位のシート材から１枚ずつ分離して給送するシート材の給送方法とその装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、積載されたシート材を一番上に位置する最上位のシート材から１枚ずつ分離して画像形成部へ給送するシート材の給送方法にあっては、シート材の給送方向の先端における幅方向の両端部を爪部材により押さえて分離させるコーナ爪分離方法、摩擦部材を押圧してシート材を分離する分離パッド方法、シート材を傾斜面を有する固定のゲート部材に突き当てて分離する土手分離方法等がある。これらの内、部品点数が少なく低コストで、同一構成でサイズの異なる厚紙と薄紙を含む多種多様のシート材（例えば、葉書，封筒，ＯＨＰ用紙等）に適用できるシート材分離方法としては、周知の分離パッド方式、あるいは例えば特開平８−９１６１２号公報に示されているような土手分離方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような分離方法を採用した従来のシート材の給送方法とその装置にあっては、前者の分離パッド方法では、特に低価格の１０ＰＰＭ（画像形成速度が１分間に１０枚）以下の低速機の場合、給送ローラと摩擦部材とに挾持されたシート材により搬送時にスティッキングスリップに起因する異音が発生するため、給送ローラを半月形状にする対策をとる必要が生じる。そのため、給送ローラと同軸上にシート材積載部材の上昇を制限するための上記給送ローラ径より僅かに小径の一対の円筒状のカラーを余分に給送ローラの両側に設ける必要があり、部品点数が増えて生産コストが上昇する結果となる。
【０００４】
また、最近はリサイクル紙の使用増加に伴って、葉書，封筒等のシート材の搬送方向の先端部がささくれていたり、裁断時にバリが発生していたりするものが多いため給送時の搬送負荷となり、分離パッド方法ではシート材の不送りが生じやすいという問題点もある。
さらに、コピー紙の再利用で裏紙の使用も増えており、積載されたシート材間の摩擦係数のバラツキが多くなって重送が発生するおそれもあり、裏紙の場合は定着時及び環境によりシート材にカールがかかり、そのカール方向によってはシート材の分離部においてシート材先端に負荷が生じたり、シート材を分離部へ搬送できずに不送りとなることもあり得る。
【０００５】
なお、分離パッド方法の場合、パッドの平面部を給送ローラに押圧させているため、積載状態から繰り出されるシート材の搬送方向（底板等のシート材積載部材の変位角に対応する）に対して分離パッドの角度を所定の範囲内の角度としなければならず、そのためには給送ローラのローラ径が制限され、レイアウトの自由度に制約を受けて給送装置の小型化を図り得ないという点にも問題がある。
一方、後者の土手分離方法の場合、特開平８−９１６１２号公報に示されているものは、給送ローラと接している傾斜部材の上縁部分が平坦で給送ローラとのニップ部が広く、部材のバラツキ等によりその傾斜面を所定の傾斜角度に配設することが困難になる。
【０００６】
また、通常最上位のシート材が画像形成部で搬送されているときには給送ローラは駆動を遮断されているが、先行のシート材が給送ローラとゲート部材間でニップされている間は、そのシート材との摩擦力により給送ローラは連れ回りしており、先行のシート材の後端がニップ部を抜けると、次のシート材の先端が給送ローラの連れ回りにより傾斜部材に送られる。
このとき、シート材同志の摩擦係数が高いかバラツキが大きく、先行のシート材と次のシート材との間の摩擦係数より次のシート材とその次のシート材との間の摩擦係数の方が低い場合には、次のシート材が傾斜部材を乗り越えてしまい、重送となるおそれがあった。
【０００７】
上記のような問題点を解決するため、本件出願人は先に簡単な構成で多種多様のシート材の曲げ弾性係数の影響を激減させ、各種のシート材を不送りや重送を生じることなく１枚ずつ分離して確実に給送することができるシート材の給送装置を開発して出願した（特願２００１−２１７６７５号）。
しかしながら、上記の先願に係るものは、従来からの経験に基づき、且つ数多くの試行錯誤の末、その傾斜部材の形状や給紙圧，分離圧等の作用方向や作用力の大小関係を最良に設定したものであり、そのシート材の給送方法の理論的な解明が強く望まれていた。
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、シート材の重送及び不送りの各条件式を提示することによりシート材の不送りや重送を確実に防止することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の目的を達成するため、シート材積載部材に積載されたシート材に圧接してこのシート材を分離部へ繰り出す給送手段と、この給送手段にニップ形成部で圧接し上記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる傾斜面を備えた傾斜部材とを有するシート材の給送方法であって、以下の条件式を満足する条件下で、上記給送手段によって上記シート材を上記分離部へ繰り出し、繰り出された上記シート材を上記傾斜部材の傾斜面により分離するシート材の給送方法を提供するものである。
Ｐ＞Ｒｆ・Ａ／（μ１−μｐ１２）
Ｐ＜Ｒｆ・Ａ／Δμｐ
Ａ＝ｓｉｎθｐ２＋μ２・ｃｏｓθｐ２
但し Ｐ：給紙圧
Ｒｆ：シート材の曲げ変形により、シート材先端に作用する傾斜部材の傾斜面からの垂直抗力
μ１：給送手段とシート材との間の摩擦係数
μ２：傾斜部材の傾斜面とシート材先端との間の摩擦係数
μｐ１２：シート材の１枚目と２枚目の間の摩擦係数
Δμｐ：シート材間の摩擦係数の差
θｐ２：給送手段のニップ形成部の接線と傾斜部材の傾斜面とのなす角度
【０００９】
また、同様のシート材の給送方法であって、以下の条件式を満足する条件下で、上記給送手段によって上記シート材を上記分離部へ繰り出し、繰り出された上記シート材を上記ニップ形成部により分離するシート材の給送方法も提供する。
Ｐ＞｛（Ａ／Ｂ）−μ１｝Ｑ／（μ１−μｐ１２）＋μ１・Ｒｆ・Ｂ／（μ１−μｐ１２）
Ｐ＜｛（Ａ／Ｂ）−μｐ１２｝Ｑ／Δμｐ＋μｐ１２・Ｒｆ・Ｂ／Δμｐ
Ａ＝ｓｉｎθｐ２＋μ２・ｃｏｓθｐ２
Ｂ＝ｃｏｓθｐ２−μ２・ｓｉｎθｐ２
但し Ｐ：給紙圧
Ｑ：分離圧
Ｒｆ：シート材の曲げ変形により、シート材先端に作用する傾斜部材の傾斜面からの垂直抗力
μ１：給送手段とシート材との間の摩擦係数
μ２：傾斜部材の傾斜面とシート材先端との間の摩擦係数
μｐ１２：シート材の１枚目と２枚目の間の摩擦係数
Δμｐ：シート材間の摩擦係数の差
θｐ２：給送手段のニップ形成部の接線と傾斜部材の傾斜面とのなす角度
【００１０】
さらに、同様のシート材の給送方法であって、以下の条件式を満足する条件下で、上記給送手段によって上記シート材を上記分離部へ繰り出し、繰り出された上記シート材を上記傾斜部材の傾斜面並びに上記ニップ形成部により分離するシート材の給送方法も提供する。
Ｐ＞Ｒｆ・Ａ／（μ１−μｐ１２）
Ｐ＜Ｒｆ・Ａ／Δμｐ
Ｐ＞｛（Ａ／Ｂ）−μ１｝Ｑ／（μ１−μｐ１２）＋μ１・Ｒｆ・Ｂ／（μ１−μｐ１２）
Ｐ＜｛（Ａ／Ｂ）−μｐ１２｝Ｑ／Δμｐ＋μｐ１２・Ｒｆ・Ｂ／Δμｐ
Ａ＝ｓｉｎθｐ２＋μ２・ｃｏｓθｐ２
Ｂ＝ｃｏｓθｐ２−μ２・ｓｉｎθｐ２
但し Ｐ：給紙圧
Ｑ：分離圧
Ｒｆ：シート材の曲げ変形により、シート材先端に作用する傾斜部材の傾斜面からの垂直抗力
μ１：給送手段とシート材との間の摩擦係数
μ２：傾斜部材の傾斜面とシート材先端との間の摩擦係数
μｐ１２：シート材の１枚目と２枚目の間の摩擦係数
Δμｐ：シート材間の摩擦係数の差
θｐ２：給送手段のニップ形成部の接線と傾斜部材の傾斜面とのなす角度
また、上記のシート材の給送方法のいずれかにおいて、上記傾斜部材の傾斜面に上記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる角度を５０°乃至７０°に設定するのが好ましい。
【００１１】
さらに、シート材積載部材に積載されたシート材に圧接してそのシート材を分離部へ繰り出す給送手段と、この給送手段に圧接し、上記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる傾斜面を備えた傾斜部材とを設け、上記傾斜部材は、上記給送手段との当接面を上記給送手段の軸線方向に沿う突条に形成し、下記の条件式を満足するシート材の給送装置も提供する。
Ｐ＞Ｒｆ・Ａ／（μ１−μｐ１２）
Ｐ＜Ｒｆ・Ａ／Δμｐ
Ａ＝ｓｉｎθｐ２＋μ２・ｃｏｓθｐ２
但し Ｐ：給紙圧
Ｒｆ：シート材の曲げ変形により、シート材先端に作用する傾斜部材の傾斜面からの垂直抗力
μ１：給送手段とシート材との間の摩擦係数
μ２：傾斜部材の傾斜面とシート材先端との間の摩擦係数
μｐ１２：シート材の１枚目と２枚目の間の摩擦係数
Δμｐ：シート材間の摩擦係数の差
θｐ２：給送手段のニップ形成部の接線と傾斜部材の傾斜面とのなす角度
【００１２】
また、シート材積載部材に積載されたシート材に圧接してそのシート材を分離部へ繰り出す給送手段と、この給送手段に圧接し、上記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる傾斜面を備えた傾斜部材とを設け、上記傾斜部材は、上記給送手段との当接面を上記給送手段の軸線方向に沿う突条に形成し、下記の条件式を満足するシート材の給送装置も提供する。
Ｐ＞｛（Ａ／Ｂ）−μ１｝Ｑ／（μ１−μｐ１２）＋μ１・Ｒｆ・Ｂ／（μ１−μｐ１２）
Ｐ＜｛（Ａ／Ｂ）−μｐ１２｝Ｑ／Δμｐ＋μｐ１２・Ｒｆ・Ｂ／Δμｐ
Ａ＝ｓｉｎθｐ２＋μ２・ｃｏｓθｐ２
Ｂ＝ｃｏｓθｐ２−μ２・ｓｉｎθｐ２
但し Ｐ：給紙圧
Ｑ：分離圧
Ｒｆ：シート材の曲げ変形により、シート材先端に作用する傾斜部材の傾斜面からの垂直抗力
μ１：給送手段とシート材との間の摩擦係数
μ２：傾斜部材の傾斜面とシート材先端との間の摩擦係数
μｐ１２：シート材の１枚目と２枚目の間の摩擦係数
Δμｐ：シート材間の摩擦係数の差
θｐ２：給送手段のニップ形成部の接線と傾斜部材の傾斜面とのなす角度
【００１３】
また、シート材積載部材に積載されたシート材に圧接してそのシート材を分離部へ繰り出す給送手段と、この給送手段に圧接し、上記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる傾斜面を備えた傾斜部材とを設け、上記傾斜部材は、上記給送手段との当接面を上記給送手段の軸線方向に沿う突条に形成し、下記の条件式を満足するシート材の給送装置も提供する。
Ｐ＞Ｒｆ・Ａ／（μ１−μｐ１２）
Ｐ＜Ｒｆ・Ａ／Δμｐ
Ｐ＞｛（Ａ／Ｂ）−μ１｝Ｑ／（μ１−μｐ１２）＋μ１・Ｒｆ・Ｂ／（μ１−μｐ１２）
Ｐ＜｛（Ａ／Ｂ）−μｐ１２｝Ｑ／Δμｐ＋μｐ１２・Ｒｆ・Ｂ／Δμｐ
Ａ＝ｓｉｎθｐ２＋μ２・ｃｏｓθｐ２
Ｂ＝ｃｏｓθｐ２−μ２・ｓｉｎθｐ２
但し Ｐ：給紙圧
Ｑ：分離圧
Ｒｆ：シート材の曲げ変形により、シート材先端に作用する傾斜部材の傾斜面からの垂直抗力
μ１：給送手段とシート材との間の摩擦係数
μ２：傾斜部材の傾斜面とシート材先端との間の摩擦係数
μｐ１２：シート材の１枚目と２枚目の間の摩擦係数
Δμｐ：シート材間の摩擦係数の差
θｐ２：給送手段のニップ形成部の接線と傾斜部材の傾斜面とのなす角度
【００１４】
そして、上記のシート材の給送装置において、上記傾斜部材の傾斜面に上記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる角度を５０°乃至７０°に設定するのが好ましい。
さらに、上記のシート材の給送装置のいずれかと、そのシート材の給送装置から繰り出されたシート材に画像を形成する画像形成手段とを備えた画像形成装置も提供する。
なお、ここで給送手段とは、給送ローラの他、給送ベルト等であっても差支えない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１はこの発明の第１実施形態を示す縦断面図、図２はその全体構成を示す分解斜視図、図３は図１の一部を拡大して示す説明図である。
まず、図１及び図２を参照してこの発明によるシート材の給送装置の全体構成を説明する。四周に高さの低い壁面を備えた浅い筺状の装置本体１０には、側面の開口部１０ｂを通してカセット１１が着脱自在に装着される。このカセット１１内には図１に示す複数のシート材２を積載可能なシート材積載部材である底板１が一端を支軸１ａにより搖動自在に支持されており、カセット１１との間に係着された圧縮ばね３により自由端部が図１において常時上方へ付勢されている。
【００１６】
装置本体１０には、圧縮ばね３により図１において反時計方向に付勢力を有する底板１上に積載されたシート材２の最上位のシート材２ａの先端部に圧接し得るように給送手段である給送ローラ４が設けられており、この給送ローラ４に、傾斜面６ａを有する傾斜部材６の当接面６ｂが圧縮ばね５の付勢力により押圧され、これらによりシート材に対する分離部を構成している。
この傾斜部材６は、図２及びその一部を拡大して示す図１８に示すように、左右両側面に突設したリブ６ｄ，６ｄが装置本体１０側のガイドレール８，８に摺動自在にガイドされて給送ローラ４に圧接する方向に平行移動可能に装着されており、下部には抜け止め用の一対のフック６ｆ，６ｆを延設し、それらが装置本体１０の図示しない係止部に係合して上昇限が規制されている。傾斜部材６の下流側には、給送ローラ４により繰り出されたシート材２を画像形成装置（図示しない）の画像形成部へ搬送する搬送ローラ対７（図２では１個だけを示している）が回転自在に軸支されている。
なお、この傾斜部材６の平行移動手段は、傾斜部材６側にガイドレールを、装置本体１０側にリブを設けても差支えない。
【００１７】
ここで、図３を参照して、底板１上に積載されたシート材２と給送ローラ４及び傾斜部材６の関係をさらに詳細に説明する。傾斜部材６の傾斜面６ａは、底板１に積載された複数枚のシート材２の最上位のシート材２ａを給送ローラ４による繰り出し方向Ｓに対して所定の角度θ２になるように定めてある。そして、この傾斜面６ａに連続する給送ローラ４との当接面６ｂは、給送ローラ４の軸線方向に沿う突条に形成され、その幅はきわめて狹くなっている。なお、上記の突条は連続する一本からなるようにしてもよく、断続する複数本からなるようにしても差し支えない。
そして、給送ローラ４に圧接する底板１上の最上位のシート材２ａの圧接部位Ｘと傾斜部材６の傾斜面６ａと当接面６ｂとが交差する傾斜面終端６ｃと給送ローラ４との圧接部位であるニップ形成部Ｎとのシート材繰り出し方向に沿う距離を可能な限り近接させるようにし、図示しない制御部からの給紙開始信号が発せられると、最上位のシート材２ａの繰り出しが終るまで給送ローラ４が回転し得るようにする。
【００１８】
このように、両圧接部位Ｘ，Ｎ間の距離を小さくすることにより、曲げ弾性係数の異なる各種のシート材でも、シート材先端の曲げ範囲が狹くなるため、曲げ弾性係数が近接する結果となり、傾斜部材６の傾斜面６ａで発生する分力のバラツキも抑えられ、曲げ弾性係数の大きい厚紙，葉書，封筒等の場合は言うまでもなく、曲げ弾性係数の小さい薄紙等のシート材でも分離可能となり、多種多様のシート材に対応させることができる。
【００１９】
次に、上記のように構成された実施形態の作用を随時図４〜図７を参照して説明する。
図４は、最上位のシート材２ａの力関係を示すものであり、積載された複数枚のシート材２を給送ローラ４により分離部へ繰り出す力として、最上位のシート材２ａの先端により傾斜部材６の傾斜面６ａに力Ｆが作用する。傾斜面６ａは最上位のシート材２ａの繰り出し方向Ｓに対して角度θ２となるように設定されており、この傾斜面６ａに対して垂直方向に分力Ｆ１、傾斜面６ａに沿う方向に分力Ｆ２が発生する。
また、傾斜部材６を給送ローラ４に押圧する圧縮ばね５の分離圧Ｑがシート材２の繰り出し方向Ｓに対して所定の角度θ１で設定されており、この分離圧Ｑを上記の分力Ｆ１のα成分Ｆ１αより小さく設定することにより、最上位のシート材２ａは傾斜部材６の傾斜面６ａを乗り越えて図１に示す搬送ローラ対７の方向へ給送される。
【００２０】
図５は、次のシート材２ｂの力関係を示すものであり、次のシート材２ｂには、その次のシート材２ｃとの間の摩擦負荷により力Ｆｐが作用し、この力Ｆｐは傾斜部材６の傾斜面６ａに垂直方向の分力Ｆｐ１と傾斜面６ａに沿う分力Ｆｐ２を発生する。しかし、一般にシート材間の摩擦係数は、給送ローラとシート材間の摩擦係数のほぼ５０％程度であるため、上記の力Ｆｐも図４に示した力Ｆのほぼ５０％となり、傾斜部材６の傾斜面６ａを乗り越える力は発生せず、傾斜部材６により止められて最上位のシート材２ａと分離される。
【００２１】
また、傾斜部材６の給送ローラ４との当接面６ｂがシート材との摩擦により摩耗して図６に破線で示す摩耗当接面６ｂ′となった場合でも、傾斜部材６は圧縮ばね５の分離圧力Ｑの方向に平行移動するだけであるので、傾斜面６ａの所定傾斜角θ２（図３）は変化することなく分離条件を保つことができる。
さらに、傾斜部材６の給送ローラ４との当接面６ｂを小さくすることにより、最上位のシート材２ａとのニップ部が従来のニップ幅Ｄ１からニップ幅Ｃ１へと小さくなり、最上位のシート材２ａの後端部がニップ部を抜けてから給送ローラ４の連れ回りにより次のシート材２ｂに繰り出し力を与えるニップ幅分の送り量も小さくなるため、シート材２の重送を抑えることが可能になる。
【００２２】
以下、この発明によるシート材の給送方法及び装置を理論的に説明する。
図８は、分離部を拡大して示す説明図であり、シート材２は水平に保たれている。このようにシート材の給紙角度が水平であるときは、給送ローラ４の最下点が給紙圧Ｐの作用点となり、この点Ｘを原点としたとき、給送ローラ４と傾斜部材６の傾斜面６ａとの接点がニップ形成部Ｎとなる。
このような構成で以下
ｒ：給送ローラの半径
Ｐ：給紙圧
Ｑ：分離圧
θ１：分離圧の加圧方向とシート材の繰り出し方向とのなす角度（°）
θ２：傾斜部材の傾斜面とシート材の繰り出し方向とのなす角度（°）
θｐ２：給送ローラのニップ形成部の接線と傾斜部材の傾斜面とのなす角度（°）
Ｎ：ニップ形成部
μ１：給送ローラとシート材との間の摩擦係数
μ２：傾斜部材の傾斜面とシート材先端との間の摩擦係数
μｐ１２：シート材の１枚目と２枚目の間の摩擦係数
Δμｐ：シート材間の摩擦係数の差
とする。
【００２３】
ここで
θｐ２＝θ１＋θ２−９０ （１）
点Ｘを原点としたとき、ニップ形成部Ｎの座標（Ｎｘ，Ｎｙ）は以下のとおりである。
Ｎｘ＝ｒ・ｃｏｓ（−θ１） （２．１）
Ｎｙ＝ｒ＋ｒ・ｓｉｎ（−θ１） （２．２）
となる。
いま、一例としてｒ＝１６，θ１＝７６°，θ２＝６０°とすると、Ｎ（３．８７１，０．４７５）となる。
次に、シート材２に作用する力の関係から不等式を作成するが、この発明ではシート材２の先端がニップ形成部Ｎに到達するまでの領域とニップ形成部Ｎに挾持されるニップ進入過程との２つの場合に分けて図９及び図１０の（ａ），（ｂ）をそれぞれ参照して説明する。
【００２４】
図９を参照して、ニップ直前ではシート材２の先端は傾斜部材６の傾斜面６ａから垂直抗力Ｒｆが作用する。シート材２の先端がニップ形成部Ｎに到達するためには曲げ変形を必要とし、このときにシート材先端に作用する力はシート材の種類によって異なり、厚紙であれば大きくなる。
いま、シート材先端はニップ形成部Ｎでの給送ローラ外周の接線と同方向であり、且つ、シート材先端は、給紙圧が作用する以外の箇所ではその他の部材に接触しないものとすると、最上位のシート材２ａの搬送力は（μ１−μｐ１２）・Ｐ、重送紙の重送力はΔμｐ・Ｐで有るから、不送りＮＦを防止するためには、
（μ１−μｐ１２）・Ｐ＞Ｒｆ・Ａ
∴Ｐ＞Ｒｆ・Ａ／（μ１−μｐ１２） （３）
重送ＭＦを防止するためには、
Δμｐ・Ｐ＜Ｒｆ・Ａ
∴Ｐ＜Ｒｆ・Ａ／Δμｐ （４）
Ａ＝ｓｉｎθｐ２＋μ２・ｃｏｓθｐ２ （５）
【００２５】
次に、シート材先端がニップ形成部に進入していく過程について図１０の（ａ）及び（ｂ）を参照して説明する。このとき、シート材先端は傾斜部材の傾斜面から垂直抗力Ｑｎとその摩擦力μ２・Ｑｎを受ける。逆に給送ローラからはシート材先端が挾持されることによる力により垂直抗力Ｆｎと搬送方向への摩擦力μ１・Ｆｎを受ける。したがって、分離圧Ｑは、
Ｆｎ＋Ｒｆ・Ｂ＝Ｑ （６）
Ｑｎ・Ｂ＝Ｑ （７）
Ｂ＝ｃｏｓθｐ２−μ２・ｓｉｎθｐ２ （８）
また、シート材の長手方向の不送りを防止する条件としては、上記数式（６），（７）から
（μ１−μｐ１２）・Ｐ＋μ１・Ｆｎ＞Ｑｎ・Ａ
∴Ｐ＞｛（Ａ／Ｂ）−μ１｝Ｑ／（μ１−μｐ１２）＋μ１・Ｒｆ・Ｂ／（μ１−μｐ１２） （９）
【００２６】
重送を防止する条件としては、
ΔμＰ・Ｐ＋μｐ１２・Ｆｎ＜Ｑｎ・Ａ
これに数式（６），（７）を代入すると
Ｐ＜｛（Ａ／Ｂ）−μｐ１２｝Ｑ／Δμｐ＋μｐ１２・Ｒｆ・Ｂ／Δμｐ （１０）
（９）式及び（１０）式の係数をまとめて整理すると、
不送り防止の条件式としては
Ｐ＞Ｃ・Ｑ＋Ｄ （１１）
重送防止の条件式としては
Ｐ＜Ｇ・Ｑ＋Ｈ （１２）
Ｃ＝｛（Ａ／Ｂ）−μ１｝／（μ１−μｐ１２） （１３）
Ｄ＝μ１・Ｒｆ・Ｂ／（μ１−μｐ１２） （１４）
Ｇ＝｛（Ａ／Ｂ）−μｐ１２｝／Δμｐ （１５）
Ｈ＝μｐ１２・Ｒｆ・Ｂ／Δμｐ （１６）
【００２７】
次にシート材先端に作用する力を見るに、シート材先端が曲げ変形するために傾斜部材の傾斜面から力を受けるが、その傾斜面に垂直な分力が前述の垂直抗力Ｒｆとなる。この値を簡単に求めるためには、図１１に示すように一端が固定された長さＬの梁の先端に集中荷重Ｗがかかったものと考えるのがよい。このとき、梁の先端の撓みｙｍａｘは次式で表される。
ｙｍａｘ＝Ｗ・Ｌ３／３・Ｅ・Ｉ （１７）
Ｉ＝ｂ・ｔ３／１２ （１８）
但し、Ｉ：断面２次モーメント
Ｅ：ヤング率
ｂ：梁の幅
ｔ：梁の厚さ
である。
【００２８】
そこで、図８における給紙圧Ｐの作用する点Ｘ（原点）が梁の固定点、シート材のニップ形成部Ｎまでシート材先端が変形すると仮定して垂直抗力Ｒｆを求めると、
Ｗ＝３・Ｅ・Ｉ・Ｎｙ／Ｌ３＝Ｒｆ・Ｂ
∴Ｒｆ＝３・Ｅ・Ｉ・Ｎｙ／Ｂ・Ｌ３ （１９）
Ｌ＝√（Ｎｘ ２＋Ｎｙ ２） （２０）
次の表１は、上記の数式（１９）を用いて厚さの異なる厚紙Ａ，厚紙Ｂ，薄紙Ａ，薄紙Ｂに関して算出した垂直抗力Ｒｆの値を示したものである。なお、シート材の幅ｂは、給送ローラの幅と同一として５０ｍｍとし、ｔ，Ｅの値は実測によるものを示している。
【００２９】
【表１】
【００３０】
ここで以上に示した数式の各変数に実際の値を代入して本願によるシート材分離方法と一般的な従来の分離パッドを用いたシート材分離方法とを対比する。なお、シート材間摩擦係数の差Δμｐの値としては裏紙使用時も考慮して３水準を用いた。以下の表２に各変数の代入値の一例を示す。
【００３１】
【表２】
【００３２】
図１２は、縦軸に給紙圧Ｐ、横軸に分離圧Ｑをとってこの発明によるシート材の給送方法での上述のＮＦ斜面：（３）式，ＭＦ斜面：（４）式，ＮＦニップ：（１１）式，ＭＦニップ：（１２）式のそれぞれから求めた境界線を示した線図である。なお、ＭＦ境界線に関しては３水準のΔμｐに対応して３本示している。また、分離パッドを用いたＦＰ分離方法に関しても３水準のΔμｐに対応したＭＦ境界線を示している。さらに参考として、この発明を実施した給紙装置のＰ．Ｑ設定領域も示してある。また、給紙圧及び分離圧は、バネ秤や圧力センサ等の手段により測定することができる。測定の際には、シート材の重量を考慮するとなお好ましい。
この図１２から分かるように、裏紙用紙の継ぎ足しを想定したシート材間の摩擦係数の差Δμｐ＝０．２ではＦＰ分離方法の重送領域はかなり狹まり、一般的なＰ−Ｑ設定では対応できない。これに対し、本願のシート材分離方法ではΔμｐ＝０．２でも重送域までかなりの余裕がある。
【００３３】
次式（２１）はＦＰ分離方法でのＭＦ境界線を示すものである。
Ｐ＜（μＦＰ−μｐ１２）Ｑ／Δμｐ （２１）
これに対し、本願のシート材分離方法でのＭＦ境界線の傾きは（１５）式から
｛（Ａ／Ｂ）−μｐ１２｝／Δμｐ
である。これから、本分離方法におけるＦＰ摩擦係数μＦＰに相当する値がＡ／Ｂであることが分かる。これは、シート材先端に作用する力の分力を決定する係数であり、表２に示す各変数の設定例では（５）式及び（８）式から
Ａ／Ｂ＝１．４ （２２）
であって見かけ上μＦＰが１．４であることと等価となる。このことが本願シート材分離方法がＦＰ分離方法よりもはるかに広い重層余裕度が得られる要因であると考えられる。この場合、本願とＦＰ分離方法の重送境界線の傾きの比は次のようになる。
｛（Ａ／Ｂ）−μｐ１２｝／（μＦＰ−μｐ１２）≒４．１ （２３）
このように、本願の重送余裕度はＦＰ分離方法の約４倍の大きさを有している。
【００３４】
さらに、シート材の１枚目と２枚目の間の摩擦係数μｐ１２が大きな値となるラグ紙（ボンド紙）や再生紙の場合の重送余裕度を確認するため、μｐ１２＝０．７７，Δμｐ＝０．２の場合のＰ−Ｑ線図を図１３に示す。この図１３から、給紙圧Ｐが充分に得られれば本願のシート材分離方法によりシート材間の摩擦係数が高い裏紙でも分離可能であることが分かる。
【００３５】
次に、図１４は、上記の傾斜部材６の傾斜面６ａとシート材２の繰り出し方向とのなす角度（θ２）を５０°から７０°に振った場合の重送ＭＦ領域と不送りＮＦ領域とを実験データに基づいて縦軸に給紙圧Ｐ、横軸に分離圧Ｑをとって示す図１２と同様の線図である。この図１４から明らかなように、四角実線で示した設定領域でシート材間の摩擦係数の差Δμｐ＝０．２まで対応可能となる。ただし、上記の角度θ２を７０°に設定した場合には不送りＮＦ領域が厳しくなるが、同図１４で四角破線で示した設定領域θ２＝７０°等の分離圧／給紙圧を対応させれば充分に設定可能となる。
また、図１５は、前述の条件式から求めた厚紙Ａ不送り（ＮＦ）領域と実測値とを比較した線図であり、厚紙Ａ不送りＮＦ領域においては、μ１＝１．３，μｐ＝０．６７にて近似し、薄紙Ｂ重送ＭＦ領域ではμ２′＝０．１５，μｐ＝０．５４，Δμｐ＝０．０４８にて近似することが実測により確認されている。なお、その他の代入値及び厚紙Ａ及び薄紙Ｂの傾斜面からの垂直抗力Ｒｆの値は前述の表１及び表２と同値である。このように、各条件式に別途測定した摩擦係数データを入力することにより実測値と近似することが判明し、上記各条件式の有効性を証明することができた。
【００３６】
このような構成からなるシート材の給送装置において、傾斜部材６は複雑な形状をしているため、合成樹脂により一体成形するのが好ましい。その場合、図１６及び図１７に示すように、傾斜部材６の当接面６ｂの長さＡが給送ローラ４の軸線方向の長さＢより大きいと、図示しないシート材の搬送時に給送ローラ４の方向に押圧されてシート材に摺接している傾斜部材６の当接面６ｂは、その中央部に分離圧がかかっているため、シート材を介して給送ローラ４に押圧されている当接面６ｂの中央部だけが摩耗して陥没する。
傾斜部材６がこのように変形すると、シート材が給送ローラ４と傾斜部材６の間に進入する際、そのシート材は傾斜部材６の変形した当接面６ｂにならって湾曲しながら給紙される。そのため、シート材の搬送負荷が著しく大きくなったり、剛性の強いシート材では湾曲不能となったりして不送りが発生する。
【００３７】
図１８は、上記の問題を解決したこの発明の第２実施形態を示す分解斜視図である。
この実施形態においては、傾斜部材６の当接面６ｂの長さを給送ローラ４の軸線方向の長さより小さくして、当接面６ｂの全長が常時給送ローラ４に当接可能としたものであり、その他の構成は前述した第１実施形態と同様である。
このような構成によれば、傾斜部材６の当接面６ｂは全長に亘ってシート材を介して給送ローラ４に押圧されているため、当接面６ｂに部分的な陥没部が形成されるおそれはなく、当接面６ｂは直線状に平均して摩耗する結果となる。そして、この傾斜部材６は給送ローラ４の方向に平行移動するため、当接面６ｂに摩耗が生じてもシート材の搬送方向に対して傾斜部材６の傾斜面６ａは所定の角度を保つことが可能である。
【００３８】
また、図１９は、上記の問題を解決したこの発明の第３実施形態を示す分解斜視図、図２０は、その縦断面図である。
この実施形態では、傾斜部材６の傾斜面６ａ及び当接面６ｂにそれぞれ係合する傾斜面９ａ及び当接面９ｂを折曲げ形成した厚さの薄い弾性金属板９を傾斜部材６の傾斜面６ａ側から挿入する。これにより、弾性金属板９は図２０に仮想線で示す状態からその弾性力に抗して拡開された後実線で示すように収縮して固定される。
この第３実施形態では傾斜部材６の傾斜面６ａ及び当接面６ｂの表面を弾性金属板９により密着して覆うようにしたので、シート材搬送方向と傾斜面６ａとを所定の角度θ２に保ちながら、シート板との摩擦による傾斜部材６の摩耗を大幅に低減させることができる。なお、上記の実施形態では弾性金属板９の弾装上の理由から傾斜面６ａも同時に覆うようにしたが、これは必ずしも必要とするものではない。
また、この第３実施形態の場合は、傾斜部材６の摩耗自体が抑えられるため、当接面６ｂの長さは自由となり、給送ローラ４の軸線方向の長さと無関係に定めることができる。
【００３９】
なお、度重なる実験の結果から、これらの実施形態において、シート材２の良好な分離を行うための条件は、図７に示すように、給送ローラ４に押圧する底板１上のシート材２の圧接部位Ｘと、給送ローラ４に押圧する傾斜部材６の圧接部位Ｎとのシート材繰り出し方向の距離Ｋを２〜６ｍｍにし、繰り出されるシート材２の繰り出し方向Ｓに対して傾斜部材６の傾斜面６ａのなす角度θ２を５０°〜７０°にするとよいことが判った。そのようにすれば、給送ローラ４が通常使用される大きさ、例えばφ１６〜３６ｍｍの範囲にある限り、常に良好な分離品質が得られることが確認されている。
【００４０】
さらに、上記の実施形態において、傾斜部材６の当接面６ｂを覆う金属板は弾性金属板に限るものではなく、弾性を有しない金属板でも差支えない。その場合は、図１９及び図２０に示す弾性金属板９が傾斜部材６の当接面６ｂを覆う部分より下流側を削除した金属板９′（図２１参照）を傾斜部材６の下面から止ねじ１６でねじ止めすればよい。
このように、給送ローラ４との当接面６ｂを弾性金属板９又は金属板９′で覆った傾斜部材６では、その摩耗が事実上無視し得る程度であるので、支持方法も必ずしも平行移動とする必要はなく、図２１の第４実施形態に示すように、傾斜部材６の支軸６ｅと装置本体１０の軸孔１０ａとによる搖動でも差支えなく、傾斜部材６に給送ローラ４の方向への付勢力を与える分離圧縮ばねは、支軸６ｅを繞って装着されるねじりばね１５でも差し支えない。
【００４１】
なお、図１９乃至図２１に示した第３，第４実施形態では、比較的摩耗しやすい合成樹脂材からなる傾斜部材を金属板により覆うようにしたが、傾斜部材自体を、例えば炭素繊維又はガラス繊維で強化した硬質の合成樹脂により成形し、さらにその給送ローラとの当接面に層の厚い金属メッキを施すようにしても同様の効果を得ることが可能になる。
以上の第１〜第４実施形態では傾斜部材の形状や構成を特定することによりシート材の重送や不送りを防止するようにしていたが、万一不測の状態により２枚のシート材が給送ローラと傾斜部材の当接部を乗り越えた場合には、その後の下流側には２枚目のシート材を抑止する負荷部材が存在しないため、２枚とも画像形成部へ送り込まれる重送が生じるおそれがある。
【００４２】
図２２は、上記の点を解決するためになされたこの発明の第５実施形態を示す縦断面図、図２３はその分解斜視図である。なお、以下の実施形態では、その構成及び図示を簡略化するため、特に図示しないが、傾斜部材６に前述の弾性金属板９や金属板９′を装着したり、傾斜部材６自体を摩耗に対して強い材質としたりしたものを用い、その支持方法を支軸６ｅによる搖動支持にした場合について説明するが、平行移動させるようにすることも可能であることはいうまでもない。
【００４３】
図２２及び図２３において、傾斜部材６を、一対の支軸６ｅ，６ｅと装置本体１０の軸孔１０ａ，１０ａ（図２２，図２３ではその一方のみを示す）とにより搖動自在に軸支し、その支軸６ｅの位置を当接面６ｂにおける給送ローラ４の接線Ｔ上に位置させる。また、一対の薄板弾性部材（以下「マイラ」という）１２，１２の基部を装置本体１０の後壁内面に固設し、その先端部を給送ローラ４の両側で上記接線Ｔに交差させる。なお、上記の薄板弾性部材は合成樹脂材で形成するのが好ましいが金属板で形成することも可能である。
このような構成で、２枚のシート材が傾斜部材６の当接面６ｂを乗り越えて搬送された場合、２枚のシート材先端部がマイラ１２の先端部を押圧して撓ませる負荷により、２枚目のシート材がマイラ１２の先端部の２箇所でせき止められ、１枚目のシート材のみが送られて重送が防止される。
【００４４】
上記の実施形態では、傾斜部材６の当接面６ｂを乗り越えた２枚のシート材の先端部が一対のマイラ１２，１２をその弾性に抗して撓ませる負荷により２枚目のシート材をせき止めるようにしたので、マイラ１２，１２の先端部を押圧して撓ませる負荷が倍増して重送防止効果を確実にすることができるが、一対のマイラ１２，１２の配設位置が前後したり、弾性が異なったりした場合には、２枚目のシート材が斜行状態で待機していることになり、次の給紙時にその状態のまま斜行して搬送されるおそれがある。図２４はこの点を考慮したこの発明の第６実施形態を示す縦断面図、図２５はその分解斜視図である。
【００４５】
すなわち、装置本体１０の後壁内面で給送ローラ４の軸線方向のほぼ中央にマイラ１２の基部を固設するとともに、その先端部を、傾斜部材６のほぼ中央に設けた逃げ用の開口部６ｆを挿通して上方へ突出させ、接線Ｔと交差させる。また、上記開口部６ｆを設けたことにより、傾斜部材６の先端部を給送ローラ４に圧接させるための分離圧縮ばねとしてコイルばねに代えて支軸６ｅ，６ｅを繞るねじりばね１５，１５を用いる。
このような構成によれば、万一２枚のシート材が給送ローラ４と傾斜部材６の当接面６ｂとの間を通り抜けて搬送されても、マイラ１２に当接して撓ませることにより２枚目のシート材がせき止められて重送が防止される。このとき、マイラ１２は２枚目のシート材の先端のほぼ中央を係止しているので、斜行待機をより小さく抑えることができる。
【００４６】
次に、図２６及び図２７は、傾斜部材６の当接面６ｂの下流側に設けた一対のマイラの形状を変更したこの発明の第７実施形態を示すものである。この実施形態では、基部を装置本体１０の後壁内面に固設した一対のマイラ１３，１３の中部に鈍角状の曲げ部を、先端部に給送ローラ４の方向に向かうほぼ直角の曲げ部を設けて第１の折り曲げ片１３ａと微小な第２の折り曲げ片１３ｂを形成し、第１の折り曲げ片１３ａを、給送ローラ４と傾斜部材６の当接部の接線Ｔに角度αで交差させて給送ローラ４の両側に配している。ここで実験の結果、上記の角度αはマイラ１３の曲げ剛性にも関係するが、接線Ｔに対して２０°〜６０°が適当であることが判明している。なお、その他の構成は図２２及び図２３と同様である。
【００４７】
上記の構成で、２枚のシート材が給送ローラ４と傾斜部材６の当接部を乗り越えて搬送された場合、その先端がマイラ１３の先端の第２の折り曲げ片１３ｂに突き当たり搬送負荷となって２枚のシート材が分離される。
このとき、厚さの薄いシート材の場合は、最上位の第１のシート材が撓みマイラ１３の第２の折り曲げ片１３ｂから逃げて搬送され、剛性のある厚いシート材はマイラ１３の第１の折り曲げ片１３ａを撓ませて搬送され、２枚目のシート材はマイラ１３の第２の折り曲げ片１３ｂによりせき止められる。
【００４８】
また、図２８は上記のマイラ１３を給送ローラ４のほぼ中央に設け、それに対応して傾斜部材６の中央部にマイラ１３の逃げ用の開口部６ｆを設けたこの発明の第８実施形態を示す分解斜視図である。この場合も傾斜部材６の中央部に開口部６ｆを形成したので、分離圧縮ばねとしてコイルばねに代えて支軸６ｅ，６ｅを繞るねじりばね１５，１５を用いる。なお、その他の構成は図２６及び図２７と同様である。
この実施形態によれば、前述の図２４および図２５で示したものと同様に、マイラ１３でせき止められた２枚目のシート材の斜行待機を回避し得て次回のシート材の斜行搬送を防止することが可能になる。なお、上記のマイラ１３は先端の第２の折り曲げ片１３ｂにより２枚目のシート材を強固に抑止することが可能であるので、中央部一箇所のマイラ１３のみでも充分にその効果を得ることができる。
【００４９】
図２９及び図３０はマイラに代えて摩擦部材を用いたこの発明の第９実施形態を示すものである。
この第９実施形態では、傾斜部材６を挾んで両側の給送ローラ４との当接面６ｂの下流側で、装置本体１０のシート材ガイド面上に、一対の板状の摩擦部材１４，１４を接線Ｔに角度βで交差するように設け、その角度βを２０°〜３０°とする。なお、その他の構成は図２２，図２６に示した前第５，第７実施形態と同様である。
このような構成によれば、２枚のシート材が傾斜部材６の当接面６ｂを乗り越えて搬送された場合、重送されたシート材の先端部が摩擦部材１４に衝当して搬送負荷となり、２枚のシート材の先端を捌いて分離させる。この場合はマイラを用いないため、シート材搬送後にマイラを弾く音を無くすることができる。
【００５０】
また、図３１は上記の摩擦部材１４を傾斜部材６の中央部の当接面６ｂの下流側に設けたこの発明の第１０実施形態を示すものであり、その他の構成は、図２９及び図３０に示した第９実施形態と同様である。
この第１０実施形態によれば、第９実施形態において一対の摩擦部材１４，１４がシート材の搬送方向に対して前後する位置に配置されたり、シート材先端部の摩擦部材１４，１４との衝当位置が前後したりした場合、重合シート材の２枚目のシート材が搬送方向に対し斜行状態で待機した後、そのまま斜行搬送される可能性を回避することができる。
なお、上記の摩擦部材とマイラとを併用することも可能であり、いずれか一方で捌き得なかった２枚のシート材を他方で分離させることができ、シート材重送のおそれをさらに低減させることができる。
【００５１】
以上の第１〜第１０実施形態のようにシート材の分離部がカセットの挿入方向に対して装置本体側の奥側に配設されている給送装置では、シート材が少なくなってその補給のためにカセットを引き出そうとすると、圧縮ばねによる上方への給紙圧が作用している底板が装置本体の内部に引っかかって引き出せなくなるため、カセットの引き出しにより底板を押し下げるガイドレールを設けるか、給紙圧を解除する手段を講じなければならず、部品点数が増加するとともに装置が大型化するきらいがあった。
また、このような給送装置では底板は通常金属板からなり、圧縮ばねも金属からなるので、アースをとる必要がある。そのために、カセットの底面に付設した金属板をカセット外部に露出させて装置本体のアース部と接続させるのが普通であるが、アース用の上記金属板が変形したり汚染したりしてアースが不完全になるおそれがあった。
【００５２】
図３２〜図４０は、このような点を解決したこの発明の第１１実施形態の作動状態を示す説明図、図４１は、カセットの挿脱を検知する検知レバーと底板を上方へ駆動する加圧レバーとの関係を示す分解斜視図である。
この第１１実施形態においては、カセット１１の先端部に先端突起１１ａを設け、それに対応して装置本体１０側にカセット１１の挿脱を検知する検知レバー１７の基部を支軸５０により回動自在に装着する。検知レバー１７の自由端部の両側に、傾斜部材６の方向に折り曲げた一対のアーム部１７ａ，１７ａを延設し、カセット１１が装置本体１０に完全に挿入された状態では、図３４に示すように、検知レバー１７がカセット１１の先端突起１１ａに押圧されてそのアーム部１７ａ，１７ａが傾斜部材６の当接面６ｂの両側を図で左方から右方へ通過した位置になるように各部の位置及び形状を設定する。
【００５３】
支軸５０の長手方向の中央には加圧レバー１８の基部をねじ止め等により一体に固設し、この加圧レバー１８の自由端部にローラ１８ａを軸支し、カセット１１の装置本体１０への挿入時、上記のローラ１８ａが底板１の下部に潜入し得るようにする。また、支軸５０を繞って検知レバー１７と加圧レバー１８との間に弾性部材である一対のねじりばね５１，５１（図３７参照）を係着し、検知レバー１７と加圧レバー１８とが所定の角度位置になったときに加圧レバー１８に付勢力が作用してローラ１８ａが底板１に上昇方向の給紙圧を与えるようにする。なお、その他の構成は図１及び図２に示した構成と同じであるが、この実施形態では加圧レバー１８及びこの加圧レバー１８に上方への付勢力を与えるねじりばね５１，５１を設けたことにより図１及び図２の圧縮ばね３は省略する。
【００５４】
以上のような構成で底板１に所定枚数のシート材２を積載した状態では、図３２に示すように、底板１は自己の自重及びシート材２の重さにより下降して水平状態を保っている。この状態でカセット１１を矢示Ｙ方向から装置本体１０内へ挿入すると、カセット１１の先端突起１１ａが検知レバー１７の自由端側を押圧して支軸５０を中心として検知レバー１７を時計方向に回動させる。検知レバー１７が図３３に示す位置まで回動して加圧レバー１８との角度が所定の値になると、ねじりばね５１の付勢力が発生し始めて加圧レバー１８が時計方向に回動してローラ１８ａが底板１の下面に当接する。
カセット１１が装置本体１０内に完全に挿入されて図３４に示す状態となると、ねじりばね５１の付勢力が増大して所要の給紙圧が発生し、同時に、周知のカセット係止手段により、図示しないカセット１１側の基準ボスが装置本体１０側の基準溝に嵌入してカセット１１が図３４に示す挿入位置に保持される。
【００５５】
この状態で一連の画像形成が進行し、底板１上のシート材２が減少して図３５に示す状態となり、シート材補充のために上記カセット係止手段を解除してカセット１１を矢示Ｚ方向に引き出すと、先端突起１１ａによる検知レバー１７の拘束が解かれ、ねじりばね５１の付勢力により検知レバー１７が反時計方向に傾動するとともに、加圧レバー１８も作用するねじりばね５１による付勢力がなくなって自重により反時計方向に回動し、底板１が自重により下降して図３６に示す状態となる。
このとき、給送ローラ４と傾斜部材６のニップの手前に残っているシート材２ｎは検知レバー１７のアーム部１７ａによって掻き出され、カセット１１上に載り、カセット１１と共に装置本体１０から引き出されて装置本体１０の内部に留まるおそれはない。
また、加圧レバー１８はそれ自体が金属板で形成されているので従来のカセットのように別個にアースをとる必要もなく、装置本体１０側とのアース接続も容易且つ確実である。
【００５６】
この第１１実施形態においては、カセット１１を引き出すときに次のシート材の先端が給送ローラ４と傾斜部材６にニップされた状態にあるので、シート材の種類によっては検出レバー１７のアーム部１７ａによって傾斜部材６の両側が掻き出されるとシート材が破れてニップ部近傍が内部に残留するおそれがあった。図３８〜図４３は、上記の点を解決したこの発明の第１２実施形態の作動状態を示す要部断面図、図４４は、カセットの挿脱を検知する検知レバーと底板を上方へ駆動する加圧レバーとの関係を示す分解斜視図である。
【００５７】
この第１２実施形態においては、傾斜部材６に分離圧を与える圧縮ばね５の下部に断面が直角三角形のばね受台１９をガイドピン１９ａとガイド溝１０ｄとにより圧縮ばね５の軸線方向に摺動自在に装着するとともに、検知レバー１７及び加圧レバー１８の共通の支軸５０を前記第１１実施形態より図で右方に移動させる。そして、検知レバー１７の支軸５０に近い部分に折り曲げ部１７ｂを設けてこの折り曲げ部１７ｂをばね受台１９の斜面に接離可能とし、上記折り曲げ部１７ｂによって圧縮ばね５のばね圧可変部を構成する。なお、その他の構成は図３２〜図３７に示した第１１実施形態と同様である。
この第１２実施形態では、底板１にシート材２を積載したカセット１１を矢示Ｙ方向から装置本体１０内へ挿入する途中の図３８に示す状態では、検知レバー１７の折り曲げ部１７ｂはばね受台１９の斜面から離脱した位置にあるので、ばね受台１９は下降して圧縮ばね５が非圧縮状態に保たれ傾斜部材６の当接面６ｂは給送ローラ４から僅かに離間した位置にある。
【００５８】
この状態からさらにカセット１１を挿入した図３９に示す状態では、検知レバー１７がカセット１１の前面により押圧されて時計方向に回動し、図４４に示したねじりばね５１が作動して加圧レバー１８が同方向に回動し、ローラ１８ａが底板１の下面に当接する。この状態でも検知レバー１７の折り曲げ部１７ｂはまだばね受台１９の斜面から離脱した状態に保たれている。
カセット１１の挿入が完了した図４０に示す状態では、検知レバー１７がさらに時計方向に回動してその折り曲げ部１７ｂがばね受台１９の斜面に摺接してこのばね受台１９を上方へ押圧し、圧縮ばね５の付勢力が増大して傾斜部材６の当接面６ｂを給送ローラ４に圧接させ、分離圧を発生させる。この状態では前記第１１実施形態と同様に検知レバー１７のアーム部１７ａ，１７ａは傾斜部材６の当接面６ｂの両側を通過した位置に保持されている。
【００５９】
この状態で底板１上のシート材２が減少して図４１に示す状態となり、シート材補充のためにカセット１１を矢示Ｚ方向に引き出すと、カセット１１による検知レバー１７の拘束が解かれ、ねじりばね５１の付勢力により検知レバー１７が反時計方向に傾動する。これによりその折り曲げ部１７ｂがばね受台１９の斜面から離脱し、圧縮ばね５の付勢力によりばね受台１９が下降して圧縮ばね５の付勢力がなくなり、傾斜部材６が自重により下降して給送ローラ４から離間し、先端部をニップされていたシート材２ｎが自由になる。同時に、検知レバー１７の反時計方向の回動によりそのアーム部１７ａがシート材２ｎをカセット１１上に掻き出して図４２に示す状態となる。さらにカセット１１が引き出されるとねじりばね５１の付勢力がなくなって加圧レバー１８も反時計方向に回動し、底板１が自重により下降して図４３に示す状態となる。
この第１２実施形態によれば部品をほとんど増やすことなく傾斜部材６の加圧力を解除することができ、残留したシート材２ｎを除去し得て、より確実に給紙不送りを防止することが可能になる。
【００６０】
これまで述べたこの発明の第１〜第１２実施形態では、図１に示したように、給紙用のカセット１１内で一端を支軸１ａにより搖動自在に支持されカセット１１との間に圧縮ばね３を係着して自由端部が常時上方へ付勢された底板１上に、比較的少量（例えば５００枚以下）のシート材２を積載した給送装置について説明してきた。
これに対し、給送装置によっては大量（例えば１０００枚以上）のシート材を積載可能なシート材積載部材を有する給送装置もある。このような給送装置では、大量のシート材による高荷重のため、上記のようなコイルスプリングからなる付勢手段ではシート材積載部材を上昇させることが困難であり、通常シート材積載部材にワイヤを連結してモータ駆動により水平状態を保ったまま所定の給紙位置まで上昇させ、紙面検出手段によりその位置を検出し、上記モータ駆動を停止してシート材積載部材をその位置に保持するようになっている。
【００６１】
この場合、給送ローラによりシート材の搬送力を発生させるためには給送ローラ側からの加圧が必要となり、この加圧力は一般に給送ローラの自重が用いられている。このような構成では、第１実施形態で説明したように、一つの給送ローラ４に対してシート材２と傾斜部材６とが加圧され、その加圧点Ｘ，Ｎ間のシート材繰り出し方向の距離Ｋと繰り出し方向Ｓに対する傾斜部材６の傾斜面６ａの傾斜角θ２とを規制したこの発明の構成要件を適用したとき、傾斜部材６の圧縮ばね５の分離圧力Ｑを確保しようとすると、給送ローラ４によるシート材２の搬送力発生は困難になる。そのため、一般には傾斜部材による分離方式を諦め、給送ローラにより繰り出されたシート材を分離逆転ローラと対の送りローラからなる分離方式を採用している。
図４５乃至図４９は、このような問題点を解決し、この種の大量のシート材を積載した給送装置に対してもこの発明を実施可能としたこの発明の第１３実施形態及び第１４実施形態を示すものであり、図４５は、第１３，第１４実施形態に共通の構成を示す縦断面図、図４６は、第１３実施形態の平面図、図４７は、その分解斜視図、図４８は、第１４実施形態の平面図、図４９は、その分解斜視図である。
【００６２】
この第１３実施形態では、図４５〜図４７に示すように、給送ローラ４とシート材２との圧接部位Ｘの下流で傾斜部材６の傾斜面終端６ｃに圧接するニップ形成部Ｎに、給送ローラ４とは別体の分離ローラ５４を設けている。そして、この分離ローラ５４を、装置本体１０（図２）に固設した一対の固定軸受５５，５５により軸支し、図４６に示すように、この分離ローラ５４は、シート材搬送方向（図３〜図７に示したシート材繰り出し方向Ｓと同じ）に直交するシート材搬送幅の中央部で且つそのシート材搬送幅の中心線ＳＣに関して対称となるようにし、それに対応して、図４７に示すように、軸６ｅにより傾斜部材６を搖動自在に軸支し、その先端部の当接面６ｂを圧縮ばね５により分離ローラ５４に圧接させることにより分離部を構成している。また、分離ローラ５４の両側に一対の給送ローラ４，４を設け、これら一対の給送ローラ４，４を軸５６に搖動自在に枢着した一対の可動軸受５７，５７（図４６）により支持し、図示しない駆動モータによる反時計方向の回転をベルト伝導により給送ローラ４，４に伝えるとともに、給送ローラ４，４の自重によりシート材２に搬送圧を与えて分離部へ搬送するように構成している。なお、この一対の給送ローラ４，４も図４６に示すシート材搬送幅の中心線ＳＣに関して対称の位置としており、その他の構成及び分離パラメータは、第１実施形態と同様とする。
【００６３】
このような構成で、不図示のシート材積載部材により所定の給紙位置まで上昇した大量のシート材２は、一対の給送ローラ４，４にその自重により押圧され、一対の給送ローラ４，４の反時計方向の回転により複数枚のシート材２が分離部へ繰り出され、分離部に位置する分離ローラ５４とそれに圧接する傾斜部材６により１枚ずつ分離されて図示しない画像形成部へ搬送される。
この第１３実施形態によれば、大量のシート紙を積載して水平状態を保ったままモータ駆動により昇降するシート材積載部材を備えた給送装置においても、固定の分離ローラ５４を設けるだけで従来の分離逆転ローラと対の送りローラからなる複雑な構成に代えて構成が簡単で分離性能の優れた傾斜部材を用いることが可能になり、部品点数削減を図ることができる。
【００６４】
なお、上記の第１３実施形態において、分離ローラ５４の材質を、ゴム材に代えて衝撃性が強く耐熱性，耐薬品性，耐候性に優れた一般に広く用いられているポリアセタールＰＯＭ等の合成樹脂材とすることも可能である。このようにしても、給送ローラ４，４によって最上位のシート材２ａが傾斜部材６を乗り越える搬送力及び次のシート材２ｂが最上位のシート材２ａとの摩擦力によって繰り出される力は第１実施形態の場合と差はなく、シート材２と給送ローラ４との圧接部位Ｘと傾斜部材６と分離ローラ５４との圧接部位Ｎ間の距離Ｋを図７に示した距離Ｋの値と同一に設定することが可能になって良好なシート材の分離品質を保つことができ、同時に分離ローラの部品費低減によるコストダウンが可能になる。
【００６５】
次に、この発明の第１４実施形態は、図４８及び図４９に示すように、シート材搬送幅の中央に給送ローラ４を、軸５６に一端を枢支された搖動自在な可動軸受５７，５７により軸支し、その両側に一対の傾斜部材６，６を設けるとともに、これらの傾斜部材６，６に対応して一対の分離ローラ５４，５４をそれぞれ一対の固定軸受５５，５５により軸支したものであり、給送ローラ４及びその両側に設けた一対の分離ローラ５４，５４はいずれもシート材搬送幅の中心線ＳＣに関して対称に設けてある。なお、その他の構成及び作用は前第１３実施形態と同様であり、この第１４実施形態の場合も分離ローラ５４の材質を合成樹脂材とすることが可能である。
このような第１４実施形態では傾斜部材６及び分離ローラ５４をそれぞれ２個所に設けることになるが、分離ローラ５４の材質を合成樹脂材とすればゴム材を有する給送ローラ４が１個所で済むことになるので、装置全体の部品費を低減させることが可能になる。
なお、上記第１３，第１４実施形態においても、傾斜部材６に圧接する給送ローラを分離ローラと読み代えることにより、すでに述べたこの発明の第２〜第１２実施形態を何等支障なく適用することが可能になる。
【００６６】
以上の第１〜第１４実施形態では、給紙用のカセット内で複数枚のシート材２が底板１上にほぼ水平状態で積載される場合について説明したが、給紙用のカセットが画像形成装置の背面等に傾斜して設けられている給送装置もある。図５０は、この種の給送装置にこの発明を実施した第１５実施形態を示す要部断面図、図５１は、その斜視図、図５２は、その傾斜部材を示す斜視図である。
この第１５実施形態では、底板１の前端部の両側に抑えリブ１ｂ，１ｂを一体に設け、それに対応して給送ローラ４の回転軸２０に第１のカム２１，２１を固設するとともに、上記回転軸２０の給送ローラ４の両側に第２のカム２２，２２を固設する。支軸２６ｅに搖動自在に支持された傾斜部材２６は、圧縮ばね５の付勢力により先端の当接面２６ｂが給送ローラ４に当接しており、当接面２６ｂの下流側で給送ローラ４に対向する部分には凹陥部２６ｆを形成し、その両側部には上記の第２のカム２２，２２に当接可能なリブ２６ｇ，２６ｇを形成している。また、回転軸２０の一端（図５１の右端部）に図示しない駆動モータの回転を断続可能なスプリングクラッチ部２３を設け、ソレノイド２４により断続させることにより１回転制御可能として回転軸２０を図５０で時計方向に回転駆動し得るようにしている。
【００６７】
図５３〜図５８はその作動状態を示すものであり、図５８は給紙待機状態を示している。第１，第２のカム２１，２２により底板１及び傾斜部材２６はそれぞれ圧縮ばね３，５の付勢力に抗して給送ローラ４から離間している。給紙が開始されて給送ローラ４が時計方向に回転すると、それに同期して第１，第２のカム２１，２２も回転を始め、先ず図５３に示すように、第２のカム２２の上死点が傾斜部材２６から離脱して傾斜部材２６が給送ローラ４に当接する。次いで図５４に示す状態を経て図５５に示すように、第１のカム２１の上死点が底板１の抑えリブ１ｂから離脱して底板１が給送ローラ４の方向に搖動し、底板１に積載されたシート材（図示しない）を傾斜部材２６まで搬送し、最上位のシート材を分離して搬送ローラ対７へ搬送する。
ここで、図５６に示すように第１のカム２１が再び底板１の抑えリブ１ｂに当接して底板１を反時計方向に搖動させ、次に第２のカム２２が図５７に示すように、傾斜部材２６に当接して時計方向に搖動させた後、図５８に示す待機状態となる。
【００６８】
このように、傾斜部材２６の両側部に第２のカム２２が当接可能なリブ２６ｇ，２６ｇを設け、給送ローラ４の１回転により傾斜部材２６を押し下げることにより、給紙待機状態（搬送ローラ対７によるシート材搬送状態）でシート材分離後の給送ローラ４が連れ回りしているときには、第２のカム２２と傾斜部材２６のリブ２６ｇ，２６ｇ間でシート材が搬送され、傾斜部材２６の当接面２６ｂとシート材が擦れて当接面２６ｂが摩耗するおそれを低減させることができる。
上述の第１５実施形態において多数のシート材をセットする場合、その先端がばらついていると給送ローラ４の下部へシート材をセットできないおそれがある。
【００６９】
図５９は、上記の問題を解決するために上記第２のカム２２と傾斜部材２６との間に設ける傾斜部材抑え板２５を示す斜視図であり、この傾斜部材抑え板２５の左右一対の軸受部２５ａ，２５ａを図６０に示す搬送ローラ対７の対向コロ７ｂの軸２７に枢支し、長手方向の中部に、給送ローラ４と傾斜部材２６との当接する部位を逃げた開口部２５ｂを設けている。なお、その他の構成は前述した第１５実施形態と同様である。
このような構成からなる第１６実施形態において、図６５は給紙待機状態を示し、第１のカム２１は底板１の抑えリブ１ｂを押圧し、第２のカム２２は傾斜部材抑え板２５を介して傾斜部材２６のリブ２６ｇを押圧し、底板１及び傾斜部材２６はそれぞれ給送ローラ４から離間している。そして、傾斜部材抑え板２５の自由端部は給送ローラ４の上流に位置して底板１との間はシート材挿入方向に向かって拡開している。これにより、多数枚のシート材の先端がばらついていてもシート材を給送ローラ４の下部へ確実にセットすることが可能になる。
【００７０】
図６５に示す状態から給紙が開始されて給送ローラ４が時計方向に回転すると、それに同期して第１，第２のカム２１，２２も回転を始め、先ず図６０に示すように、第２のカム２２の上死点が傾斜部材抑え板２５から離脱して傾斜部材２６が給送ローラ４に当接する。さらに、図６１に示す状態を経て図６２に示すように、第１のカム２１の上死点が底板１の抑えリブ１ｂから離脱し、底板１が給送ローラ４の方向に搖動して底板１に積載したシート材を傾斜部材２６まで搬送し、最上位のシート材を分離して搬送ローラ対７へ搬送する。
ここで、図６３に示すように第１のカム２１が再び底板１の抑えリブ１ｂに当接して底板１を反時計方向に搖動させた後、第２のカム２２が図６４に示すように傾斜部材抑え板２５に当接して時計方向に搖動させ、図６５に示す待機状態となる。
このように、傾斜部材２６と第２のカム２２との間に、給送ローラ４と傾斜部材２６の当接面２６ｂが当接する部位を逃げた傾斜部材抑え板２５を設けてその先端を給送ローラ４の上流に位置させることにより、先端がばらついた多数のシート材は傾斜部材抑え板２５に導かれて給送ローラ４の下部へ確実にセットすることが可能になる。
【００７１】
以上の第１〜第１６実施形態では、シート材を分離部へ繰り出す給送手段として、給送ローラを用いた場合について説明したが、給送手段はそれに限るものではなく、給送ベルトを用いることも可能である。
図６６は、この種の給送手段を用いたこの発明の第１７実施形態を示す縦断面図である。この第１７実施形態では前述の各実施形態における給送ローラ４の位置に給送プーリ６１を回転自在に設け、別設の駆動プーリ６２との間に給送ベルト６０を架設して、この給送ベルト６０を底板１上に積載したシート材２の最上位のシート材２ａの先端部及び傾斜部材６の当接面６ｂに当接させている。なお、その他の構成は図１あるいは図２２等と同様である。
このような構成で、駆動プーリ６２を反時計方向に回転させると、給送ベルト６０を介して給送プーリ６１も反時計方向に回転し、上記給送ベルト６０に圧接する最上位のシート材２ａが、傾斜部材６と給送ベルト６０との当接面６ｂにおける接線Ｔ方向へ繰り出され、搬送ローラ対７により図示しない画像形成部へ搬送される。
【００７２】
図６７は、この発明の第１８実施形態を示す図６６と同様の縦断面図であり、前第１７実施形態の駆動プーリ６２に代えて搬送ローラ対７の駆動側に搬送プーリ６３を設け、この搬送プーリ６３と給送プーリ６１との間に給送ベルト６０を架設して搬送ローラ対７の従動側に当接するようにしたものである。なお、その他の構成は図６６に示した前実施例と同様である。
このような構成で搬送プーリ６３を反時計方向に回転させると、給送ベルト６０を介して給送プーリ６１も同方向に回転する。このとき、給送ベルト６０が傾斜部材６との当接面で繰り出すシート材の速度は給送ベルト６０が搬送ローラ対７の従動側に接する部位でシート材を画像形成部へ搬送する速度と常に同一に保たれるので、シート材の円滑な搬送が可能になる。このような実施形態によれば、別個に給送ベルト６０の駆動源を設ける必要がなく、シート材給送機構の簡略化を図ることができる。
【００７３】
次に、図６８は、上述のシート材の給送装置を備えた画像形成装置の一例である複写機の構成図である。
この複写機３０は、複写機本体３１内に設けた光学読取系３２により読み取った画像データを基にして、光書込系３３が作像系３４に設けた感光体３５上に潜像を形成し、その潜像を作像系３４の現像装置３６がトナーにより可視像としている。
複写機本体３１の下部には給送装置Ｐが備えてあり、この給送装置Ｐのカセット１１から底板１上に積載されたシート材２を給送ローラ４により１枚ずつ給紙し、搬送ローラ対７によって搬送路３７を通して作像系３４に搬送し、感光体３５上の可視像をシート材２上に転写する。
【００７４】
転写が終るとシート材２は定着装置３８に搬送されて可視像が定着された後、排紙ローラ対３９により外部の排紙トレイ４０に排出される。また、両面画像形成時には、シート材２は図示しない排紙分岐爪により反転搬送路４１から両面装置４２へ向けて搬送され、両面トレイ４３に一旦格納された後に進行方向を逆転し、両面搬送路４４から再び作像系３４に送り込まれて裏面に画像が形成され、定着装置３８を通って排紙トレイ４０上に排出される。
なお、図６８では図面を簡略化するため、給紙装置Ｐは１個のみを示したが、必要に応じてサイズの異なる複数個の給紙装置を設けることも可能であり、またこの給紙装置を有する画像形成装置は複写機に限るものではなく、ファクシミリ，プリンタ等にも何等支障なく適用することができる。
【００７５】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によるシート材の給送方法とその装置によれば、異音の発生が防止され、シート材間の摩擦係数が大きい場合でも不送りや重送を生じないきわめて高いシート材の分離性能を得ることができる。また、そのシート材の給送装置を備えた画像形成装置によれば、多種多様のシート材を不送りや重送なく１枚ずつ確実に分離して画像形成部へ繰り出すことができ、シート材を選ぶことのない画像形成が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるシート材の給送装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】同じくその全体構成を示す分解斜視図である。
【図３】図１の一部を拡大して示す説明図である。
【図４】同じくその最上位のシート材の力関係を示す説明図である。
【図５】同じくその次のシート材の力関係を示す説明図である。
【図６】同じくその傾斜部材の摩耗状態を示す説明図である。
【図７】同じくその給送ローラと傾斜部材との関係を示す説明図である。
【図８】同じくその分離部を拡大して示す説明図である。
【図９】同じくそのニップ直前のシート材先端に作用する力関係を示す説明図である。
【図１０】同じくそのニップ進入時のシート材先端に作用する力関係を示す説明図である。
【図１１】先端集中荷重による梁の撓み状態を示す説明図である。
【図１２】この発明のシート材分離方法の一例を摩擦分離方法と比較して示す線図である。
【図１３】同じくその他の例を示す線図である。
【図１４】同じく、その傾斜面にシート材の繰り出し方向の先端が突き当たる時の角度を５０°から７０°に振った場合の設定領域を例示する線図である。
【図１５】同じく、図１４と同様の状態で厚さの異なるシート材の不送り領域と重送領域とを実測定と条件式とで比較した線図である。
【図１６】同じくその給送ローラと傾斜部材との長さ関係を示す分解斜視図である。
【図１７】同じくその縦断面図である。
【図１８】この発明の第２実施形態の要部を示す分解斜視図である。
【図１９】この発明の第３実施形態の要部を示す分解斜視図である。
【図２０】同じくその傾斜部材と弾性金属板との装着状態を示す断面図である。
【図２１】この発明の第４実施形態を示す縦断面図である。
【図２２】この発明の第５実施形態を示す縦断面図である。
【図２３】同じくその要部の分解斜視図である。
【図２４】この発明の第６実施形態を示す縦断面図である。
【図２５】同じくその要部の分解斜視図である。
【図２６】この発明の第７実施形態を示す縦断面図である。
【図２７】同じくその要部の分解斜視図である。
【図２８】この発明の第８実施形態の要部を示す分解斜視図である。
【図２９】この発明の第９実施形態を示す縦断面図である。
【図３０】同じくその要部の分解斜視図である。
【図３１】この発明の第１０実施形態の要部を示す分解斜視図である。
【図３２】この発明の第１１実施形態のカセット挿入時の第１作動状態を示す説明図である。
【図３３】同じくその第２作動状態を示す説明図である。
【図３４】同じくそのカセット挿入完了時の状態を示す説明図である。
【図３５】同じくそのカセット引き出し時の第１作動状態を示す説明図である。
【図３６】同じくその第２作動状態を示す説明図である。
【図３７】同じくその検知レバーと加圧レバーとの関係を示す分解斜視図である。
【図３８】この発明の第１２実施形態のカセット挿入時の第１作動状態を示す説明図である。
【図３９】同じくその第２作動状態を示す説明図である。
【図４０】同じくそのカセット挿入完了時の状態を示す説明図である。
【図４１】同じくそのカセット引き出し時の第１作動状態を示す説明図である。
【図４２】同じくその第２作動状態を示す説明図である。
【図４３】同じくその第３作動状態を示す説明図である。
【図４４】同じくその検知レバーと加圧レバーとの関係を示す分解斜視図である。
【図４５】この発明の第１３実施形態及び第１４実施形態の構成に共通の要部を示す縦断面図である。
【図４６】この発明の第１３実施形態の給送ローラと分離ローラとの配置例を示す平面図である。
【図４７】同じくその構成を示す分解斜視図である。
【図４８】この発明の第１４実施形態の給送ローラと分離ローラとの配置例を示す平面図である。
【図４９】同じくその構成を示す分解斜視図である。
【図５０】この発明の第１５実施形態の要部を示す縦断面図である。
【図５１】同じくその斜視図である。
【図５２】同じくその傾斜部材を示す斜視図である。
【図５３】同じくその第１作動状態を示す説明図である。
【図５４】同じくその第２作動状態を示す説明図である。
【図５５】同じくその第３作動状態を示す説明図である。
【図５６】同じくその第４作動状態を示す説明図である。
【図５７】同じくその第５作動状態を示す説明図である。
【図５８】同じくその給紙待機状態を示す説明図である。
【図５９】この発明の第１６実施形態における傾斜部材抑え板を示す斜視図である。
【図６０】同じく第１６実施形態の第１作動状態を示す説明図である。
【図６１】同じくその第２作動状態を示す説明図である。
【図６２】同じくその第３作動状態を示す説明図である。
【図６３】同じくその第４作動状態を示す説明図である。
【図６４】同じくその第５作動状態を示す説明図である。
【図６５】同じくその給紙待機状態を示す説明図である。
【図６６】この発明の第１７実施形態を示す縦断面図である。
【図６７】この発明の第１８実施形態を示す縦断面図である。
【図６８】このシート材の給送装置を備えた画像形成装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
１：底板 ２：シート材
４：給送ローラ ６：傾斜部材
Ｐ：給紙圧 Ｑ：分離圧
Ｒｆ：シート材先端に作用する傾斜部材の傾斜面からの垂直抗力
Ｎ：ニップ形成部
【発明の属する技術分野】
この発明は、シート材積載部材に積載されたシート材を最上位のシート材から１枚ずつ分離して給送するシート材の給送方法とその装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、積載されたシート材を一番上に位置する最上位のシート材から１枚ずつ分離して画像形成部へ給送するシート材の給送方法にあっては、シート材の給送方向の先端における幅方向の両端部を爪部材により押さえて分離させるコーナ爪分離方法、摩擦部材を押圧してシート材を分離する分離パッド方法、シート材を傾斜面を有する固定のゲート部材に突き当てて分離する土手分離方法等がある。これらの内、部品点数が少なく低コストで、同一構成でサイズの異なる厚紙と薄紙を含む多種多様のシート材（例えば、葉書，封筒，ＯＨＰ用紙等）に適用できるシート材分離方法としては、周知の分離パッド方式、あるいは例えば特開平８−９１６１２号公報に示されているような土手分離方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような分離方法を採用した従来のシート材の給送方法とその装置にあっては、前者の分離パッド方法では、特に低価格の１０ＰＰＭ（画像形成速度が１分間に１０枚）以下の低速機の場合、給送ローラと摩擦部材とに挾持されたシート材により搬送時にスティッキングスリップに起因する異音が発生するため、給送ローラを半月形状にする対策をとる必要が生じる。そのため、給送ローラと同軸上にシート材積載部材の上昇を制限するための上記給送ローラ径より僅かに小径の一対の円筒状のカラーを余分に給送ローラの両側に設ける必要があり、部品点数が増えて生産コストが上昇する結果となる。
【０００４】
また、最近はリサイクル紙の使用増加に伴って、葉書，封筒等のシート材の搬送方向の先端部がささくれていたり、裁断時にバリが発生していたりするものが多いため給送時の搬送負荷となり、分離パッド方法ではシート材の不送りが生じやすいという問題点もある。
さらに、コピー紙の再利用で裏紙の使用も増えており、積載されたシート材間の摩擦係数のバラツキが多くなって重送が発生するおそれもあり、裏紙の場合は定着時及び環境によりシート材にカールがかかり、そのカール方向によってはシート材の分離部においてシート材先端に負荷が生じたり、シート材を分離部へ搬送できずに不送りとなることもあり得る。
【０００５】
なお、分離パッド方法の場合、パッドの平面部を給送ローラに押圧させているため、積載状態から繰り出されるシート材の搬送方向（底板等のシート材積載部材の変位角に対応する）に対して分離パッドの角度を所定の範囲内の角度としなければならず、そのためには給送ローラのローラ径が制限され、レイアウトの自由度に制約を受けて給送装置の小型化を図り得ないという点にも問題がある。
一方、後者の土手分離方法の場合、特開平８−９１６１２号公報に示されているものは、給送ローラと接している傾斜部材の上縁部分が平坦で給送ローラとのニップ部が広く、部材のバラツキ等によりその傾斜面を所定の傾斜角度に配設することが困難になる。
【０００６】
また、通常最上位のシート材が画像形成部で搬送されているときには給送ローラは駆動を遮断されているが、先行のシート材が給送ローラとゲート部材間でニップされている間は、そのシート材との摩擦力により給送ローラは連れ回りしており、先行のシート材の後端がニップ部を抜けると、次のシート材の先端が給送ローラの連れ回りにより傾斜部材に送られる。
このとき、シート材同志の摩擦係数が高いかバラツキが大きく、先行のシート材と次のシート材との間の摩擦係数より次のシート材とその次のシート材との間の摩擦係数の方が低い場合には、次のシート材が傾斜部材を乗り越えてしまい、重送となるおそれがあった。
【０００７】
上記のような問題点を解決するため、本件出願人は先に簡単な構成で多種多様のシート材の曲げ弾性係数の影響を激減させ、各種のシート材を不送りや重送を生じることなく１枚ずつ分離して確実に給送することができるシート材の給送装置を開発して出願した（特願２００１−２１７６７５号）。
しかしながら、上記の先願に係るものは、従来からの経験に基づき、且つ数多くの試行錯誤の末、その傾斜部材の形状や給紙圧，分離圧等の作用方向や作用力の大小関係を最良に設定したものであり、そのシート材の給送方法の理論的な解明が強く望まれていた。
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、シート材の重送及び不送りの各条件式を提示することによりシート材の不送りや重送を確実に防止することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の目的を達成するため、シート材積載部材に積載されたシート材に圧接してこのシート材を分離部へ繰り出す給送手段と、この給送手段にニップ形成部で圧接し上記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる傾斜面を備えた傾斜部材とを有するシート材の給送方法であって、以下の条件式を満足する条件下で、上記給送手段によって上記シート材を上記分離部へ繰り出し、繰り出された上記シート材を上記傾斜部材の傾斜面により分離するシート材の給送方法を提供するものである。
Ｐ＞Ｒｆ・Ａ／（μ１−μｐ１２）
Ｐ＜Ｒｆ・Ａ／Δμｐ
Ａ＝ｓｉｎθｐ２＋μ２・ｃｏｓθｐ２
但し Ｐ：給紙圧
Ｒｆ：シート材の曲げ変形により、シート材先端に作用する傾斜部材の傾斜面からの垂直抗力
μ１：給送手段とシート材との間の摩擦係数
μ２：傾斜部材の傾斜面とシート材先端との間の摩擦係数
μｐ１２：シート材の１枚目と２枚目の間の摩擦係数
Δμｐ：シート材間の摩擦係数の差
θｐ２：給送手段のニップ形成部の接線と傾斜部材の傾斜面とのなす角度
【０００９】
また、同様のシート材の給送方法であって、以下の条件式を満足する条件下で、上記給送手段によって上記シート材を上記分離部へ繰り出し、繰り出された上記シート材を上記ニップ形成部により分離するシート材の給送方法も提供する。
Ｐ＞｛（Ａ／Ｂ）−μ１｝Ｑ／（μ１−μｐ１２）＋μ１・Ｒｆ・Ｂ／（μ１−μｐ１２）
Ｐ＜｛（Ａ／Ｂ）−μｐ１２｝Ｑ／Δμｐ＋μｐ１２・Ｒｆ・Ｂ／Δμｐ
Ａ＝ｓｉｎθｐ２＋μ２・ｃｏｓθｐ２
Ｂ＝ｃｏｓθｐ２−μ２・ｓｉｎθｐ２
但し Ｐ：給紙圧
Ｑ：分離圧
Ｒｆ：シート材の曲げ変形により、シート材先端に作用する傾斜部材の傾斜面からの垂直抗力
μ１：給送手段とシート材との間の摩擦係数
μ２：傾斜部材の傾斜面とシート材先端との間の摩擦係数
μｐ１２：シート材の１枚目と２枚目の間の摩擦係数
Δμｐ：シート材間の摩擦係数の差
θｐ２：給送手段のニップ形成部の接線と傾斜部材の傾斜面とのなす角度
【００１０】
さらに、同様のシート材の給送方法であって、以下の条件式を満足する条件下で、上記給送手段によって上記シート材を上記分離部へ繰り出し、繰り出された上記シート材を上記傾斜部材の傾斜面並びに上記ニップ形成部により分離するシート材の給送方法も提供する。
Ｐ＞Ｒｆ・Ａ／（μ１−μｐ１２）
Ｐ＜Ｒｆ・Ａ／Δμｐ
Ｐ＞｛（Ａ／Ｂ）−μ１｝Ｑ／（μ１−μｐ１２）＋μ１・Ｒｆ・Ｂ／（μ１−μｐ１２）
Ｐ＜｛（Ａ／Ｂ）−μｐ１２｝Ｑ／Δμｐ＋μｐ１２・Ｒｆ・Ｂ／Δμｐ
Ａ＝ｓｉｎθｐ２＋μ２・ｃｏｓθｐ２
Ｂ＝ｃｏｓθｐ２−μ２・ｓｉｎθｐ２
但し Ｐ：給紙圧
Ｑ：分離圧
Ｒｆ：シート材の曲げ変形により、シート材先端に作用する傾斜部材の傾斜面からの垂直抗力
μ１：給送手段とシート材との間の摩擦係数
μ２：傾斜部材の傾斜面とシート材先端との間の摩擦係数
μｐ１２：シート材の１枚目と２枚目の間の摩擦係数
Δμｐ：シート材間の摩擦係数の差
θｐ２：給送手段のニップ形成部の接線と傾斜部材の傾斜面とのなす角度
また、上記のシート材の給送方法のいずれかにおいて、上記傾斜部材の傾斜面に上記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる角度を５０°乃至７０°に設定するのが好ましい。
【００１１】
さらに、シート材積載部材に積載されたシート材に圧接してそのシート材を分離部へ繰り出す給送手段と、この給送手段に圧接し、上記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる傾斜面を備えた傾斜部材とを設け、上記傾斜部材は、上記給送手段との当接面を上記給送手段の軸線方向に沿う突条に形成し、下記の条件式を満足するシート材の給送装置も提供する。
Ｐ＞Ｒｆ・Ａ／（μ１−μｐ１２）
Ｐ＜Ｒｆ・Ａ／Δμｐ
Ａ＝ｓｉｎθｐ２＋μ２・ｃｏｓθｐ２
但し Ｐ：給紙圧
Ｒｆ：シート材の曲げ変形により、シート材先端に作用する傾斜部材の傾斜面からの垂直抗力
μ１：給送手段とシート材との間の摩擦係数
μ２：傾斜部材の傾斜面とシート材先端との間の摩擦係数
μｐ１２：シート材の１枚目と２枚目の間の摩擦係数
Δμｐ：シート材間の摩擦係数の差
θｐ２：給送手段のニップ形成部の接線と傾斜部材の傾斜面とのなす角度
【００１２】
また、シート材積載部材に積載されたシート材に圧接してそのシート材を分離部へ繰り出す給送手段と、この給送手段に圧接し、上記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる傾斜面を備えた傾斜部材とを設け、上記傾斜部材は、上記給送手段との当接面を上記給送手段の軸線方向に沿う突条に形成し、下記の条件式を満足するシート材の給送装置も提供する。
Ｐ＞｛（Ａ／Ｂ）−μ１｝Ｑ／（μ１−μｐ１２）＋μ１・Ｒｆ・Ｂ／（μ１−μｐ１２）
Ｐ＜｛（Ａ／Ｂ）−μｐ１２｝Ｑ／Δμｐ＋μｐ１２・Ｒｆ・Ｂ／Δμｐ
Ａ＝ｓｉｎθｐ２＋μ２・ｃｏｓθｐ２
Ｂ＝ｃｏｓθｐ２−μ２・ｓｉｎθｐ２
但し Ｐ：給紙圧
Ｑ：分離圧
Ｒｆ：シート材の曲げ変形により、シート材先端に作用する傾斜部材の傾斜面からの垂直抗力
μ１：給送手段とシート材との間の摩擦係数
μ２：傾斜部材の傾斜面とシート材先端との間の摩擦係数
μｐ１２：シート材の１枚目と２枚目の間の摩擦係数
Δμｐ：シート材間の摩擦係数の差
θｐ２：給送手段のニップ形成部の接線と傾斜部材の傾斜面とのなす角度
【００１３】
また、シート材積載部材に積載されたシート材に圧接してそのシート材を分離部へ繰り出す給送手段と、この給送手段に圧接し、上記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる傾斜面を備えた傾斜部材とを設け、上記傾斜部材は、上記給送手段との当接面を上記給送手段の軸線方向に沿う突条に形成し、下記の条件式を満足するシート材の給送装置も提供する。
Ｐ＞Ｒｆ・Ａ／（μ１−μｐ１２）
Ｐ＜Ｒｆ・Ａ／Δμｐ
Ｐ＞｛（Ａ／Ｂ）−μ１｝Ｑ／（μ１−μｐ１２）＋μ１・Ｒｆ・Ｂ／（μ１−μｐ１２）
Ｐ＜｛（Ａ／Ｂ）−μｐ１２｝Ｑ／Δμｐ＋μｐ１２・Ｒｆ・Ｂ／Δμｐ
Ａ＝ｓｉｎθｐ２＋μ２・ｃｏｓθｐ２
Ｂ＝ｃｏｓθｐ２−μ２・ｓｉｎθｐ２
但し Ｐ：給紙圧
Ｑ：分離圧
Ｒｆ：シート材の曲げ変形により、シート材先端に作用する傾斜部材の傾斜面からの垂直抗力
μ１：給送手段とシート材との間の摩擦係数
μ２：傾斜部材の傾斜面とシート材先端との間の摩擦係数
μｐ１２：シート材の１枚目と２枚目の間の摩擦係数
Δμｐ：シート材間の摩擦係数の差
θｐ２：給送手段のニップ形成部の接線と傾斜部材の傾斜面とのなす角度
【００１４】
そして、上記のシート材の給送装置において、上記傾斜部材の傾斜面に上記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる角度を５０°乃至７０°に設定するのが好ましい。
さらに、上記のシート材の給送装置のいずれかと、そのシート材の給送装置から繰り出されたシート材に画像を形成する画像形成手段とを備えた画像形成装置も提供する。
なお、ここで給送手段とは、給送ローラの他、給送ベルト等であっても差支えない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１はこの発明の第１実施形態を示す縦断面図、図２はその全体構成を示す分解斜視図、図３は図１の一部を拡大して示す説明図である。
まず、図１及び図２を参照してこの発明によるシート材の給送装置の全体構成を説明する。四周に高さの低い壁面を備えた浅い筺状の装置本体１０には、側面の開口部１０ｂを通してカセット１１が着脱自在に装着される。このカセット１１内には図１に示す複数のシート材２を積載可能なシート材積載部材である底板１が一端を支軸１ａにより搖動自在に支持されており、カセット１１との間に係着された圧縮ばね３により自由端部が図１において常時上方へ付勢されている。
【００１６】
装置本体１０には、圧縮ばね３により図１において反時計方向に付勢力を有する底板１上に積載されたシート材２の最上位のシート材２ａの先端部に圧接し得るように給送手段である給送ローラ４が設けられており、この給送ローラ４に、傾斜面６ａを有する傾斜部材６の当接面６ｂが圧縮ばね５の付勢力により押圧され、これらによりシート材に対する分離部を構成している。
この傾斜部材６は、図２及びその一部を拡大して示す図１８に示すように、左右両側面に突設したリブ６ｄ，６ｄが装置本体１０側のガイドレール８，８に摺動自在にガイドされて給送ローラ４に圧接する方向に平行移動可能に装着されており、下部には抜け止め用の一対のフック６ｆ，６ｆを延設し、それらが装置本体１０の図示しない係止部に係合して上昇限が規制されている。傾斜部材６の下流側には、給送ローラ４により繰り出されたシート材２を画像形成装置（図示しない）の画像形成部へ搬送する搬送ローラ対７（図２では１個だけを示している）が回転自在に軸支されている。
なお、この傾斜部材６の平行移動手段は、傾斜部材６側にガイドレールを、装置本体１０側にリブを設けても差支えない。
【００１７】
ここで、図３を参照して、底板１上に積載されたシート材２と給送ローラ４及び傾斜部材６の関係をさらに詳細に説明する。傾斜部材６の傾斜面６ａは、底板１に積載された複数枚のシート材２の最上位のシート材２ａを給送ローラ４による繰り出し方向Ｓに対して所定の角度θ２になるように定めてある。そして、この傾斜面６ａに連続する給送ローラ４との当接面６ｂは、給送ローラ４の軸線方向に沿う突条に形成され、その幅はきわめて狹くなっている。なお、上記の突条は連続する一本からなるようにしてもよく、断続する複数本からなるようにしても差し支えない。
そして、給送ローラ４に圧接する底板１上の最上位のシート材２ａの圧接部位Ｘと傾斜部材６の傾斜面６ａと当接面６ｂとが交差する傾斜面終端６ｃと給送ローラ４との圧接部位であるニップ形成部Ｎとのシート材繰り出し方向に沿う距離を可能な限り近接させるようにし、図示しない制御部からの給紙開始信号が発せられると、最上位のシート材２ａの繰り出しが終るまで給送ローラ４が回転し得るようにする。
【００１８】
このように、両圧接部位Ｘ，Ｎ間の距離を小さくすることにより、曲げ弾性係数の異なる各種のシート材でも、シート材先端の曲げ範囲が狹くなるため、曲げ弾性係数が近接する結果となり、傾斜部材６の傾斜面６ａで発生する分力のバラツキも抑えられ、曲げ弾性係数の大きい厚紙，葉書，封筒等の場合は言うまでもなく、曲げ弾性係数の小さい薄紙等のシート材でも分離可能となり、多種多様のシート材に対応させることができる。
【００１９】
次に、上記のように構成された実施形態の作用を随時図４〜図７を参照して説明する。
図４は、最上位のシート材２ａの力関係を示すものであり、積載された複数枚のシート材２を給送ローラ４により分離部へ繰り出す力として、最上位のシート材２ａの先端により傾斜部材６の傾斜面６ａに力Ｆが作用する。傾斜面６ａは最上位のシート材２ａの繰り出し方向Ｓに対して角度θ２となるように設定されており、この傾斜面６ａに対して垂直方向に分力Ｆ１、傾斜面６ａに沿う方向に分力Ｆ２が発生する。
また、傾斜部材６を給送ローラ４に押圧する圧縮ばね５の分離圧Ｑがシート材２の繰り出し方向Ｓに対して所定の角度θ１で設定されており、この分離圧Ｑを上記の分力Ｆ１のα成分Ｆ１αより小さく設定することにより、最上位のシート材２ａは傾斜部材６の傾斜面６ａを乗り越えて図１に示す搬送ローラ対７の方向へ給送される。
【００２０】
図５は、次のシート材２ｂの力関係を示すものであり、次のシート材２ｂには、その次のシート材２ｃとの間の摩擦負荷により力Ｆｐが作用し、この力Ｆｐは傾斜部材６の傾斜面６ａに垂直方向の分力Ｆｐ１と傾斜面６ａに沿う分力Ｆｐ２を発生する。しかし、一般にシート材間の摩擦係数は、給送ローラとシート材間の摩擦係数のほぼ５０％程度であるため、上記の力Ｆｐも図４に示した力Ｆのほぼ５０％となり、傾斜部材６の傾斜面６ａを乗り越える力は発生せず、傾斜部材６により止められて最上位のシート材２ａと分離される。
【００２１】
また、傾斜部材６の給送ローラ４との当接面６ｂがシート材との摩擦により摩耗して図６に破線で示す摩耗当接面６ｂ′となった場合でも、傾斜部材６は圧縮ばね５の分離圧力Ｑの方向に平行移動するだけであるので、傾斜面６ａの所定傾斜角θ２（図３）は変化することなく分離条件を保つことができる。
さらに、傾斜部材６の給送ローラ４との当接面６ｂを小さくすることにより、最上位のシート材２ａとのニップ部が従来のニップ幅Ｄ１からニップ幅Ｃ１へと小さくなり、最上位のシート材２ａの後端部がニップ部を抜けてから給送ローラ４の連れ回りにより次のシート材２ｂに繰り出し力を与えるニップ幅分の送り量も小さくなるため、シート材２の重送を抑えることが可能になる。
【００２２】
以下、この発明によるシート材の給送方法及び装置を理論的に説明する。
図８は、分離部を拡大して示す説明図であり、シート材２は水平に保たれている。このようにシート材の給紙角度が水平であるときは、給送ローラ４の最下点が給紙圧Ｐの作用点となり、この点Ｘを原点としたとき、給送ローラ４と傾斜部材６の傾斜面６ａとの接点がニップ形成部Ｎとなる。
このような構成で以下
ｒ：給送ローラの半径
Ｐ：給紙圧
Ｑ：分離圧
θ１：分離圧の加圧方向とシート材の繰り出し方向とのなす角度（°）
θ２：傾斜部材の傾斜面とシート材の繰り出し方向とのなす角度（°）
θｐ２：給送ローラのニップ形成部の接線と傾斜部材の傾斜面とのなす角度（°）
Ｎ：ニップ形成部
μ１：給送ローラとシート材との間の摩擦係数
μ２：傾斜部材の傾斜面とシート材先端との間の摩擦係数
μｐ１２：シート材の１枚目と２枚目の間の摩擦係数
Δμｐ：シート材間の摩擦係数の差
とする。
【００２３】
ここで
θｐ２＝θ１＋θ２−９０ （１）
点Ｘを原点としたとき、ニップ形成部Ｎの座標（Ｎｘ，Ｎｙ）は以下のとおりである。
Ｎｘ＝ｒ・ｃｏｓ（−θ１） （２．１）
Ｎｙ＝ｒ＋ｒ・ｓｉｎ（−θ１） （２．２）
となる。
いま、一例としてｒ＝１６，θ１＝７６°，θ２＝６０°とすると、Ｎ（３．８７１，０．４７５）となる。
次に、シート材２に作用する力の関係から不等式を作成するが、この発明ではシート材２の先端がニップ形成部Ｎに到達するまでの領域とニップ形成部Ｎに挾持されるニップ進入過程との２つの場合に分けて図９及び図１０の（ａ），（ｂ）をそれぞれ参照して説明する。
【００２４】
図９を参照して、ニップ直前ではシート材２の先端は傾斜部材６の傾斜面６ａから垂直抗力Ｒｆが作用する。シート材２の先端がニップ形成部Ｎに到達するためには曲げ変形を必要とし、このときにシート材先端に作用する力はシート材の種類によって異なり、厚紙であれば大きくなる。
いま、シート材先端はニップ形成部Ｎでの給送ローラ外周の接線と同方向であり、且つ、シート材先端は、給紙圧が作用する以外の箇所ではその他の部材に接触しないものとすると、最上位のシート材２ａの搬送力は（μ１−μｐ１２）・Ｐ、重送紙の重送力はΔμｐ・Ｐで有るから、不送りＮＦを防止するためには、
（μ１−μｐ１２）・Ｐ＞Ｒｆ・Ａ
∴Ｐ＞Ｒｆ・Ａ／（μ１−μｐ１２） （３）
重送ＭＦを防止するためには、
Δμｐ・Ｐ＜Ｒｆ・Ａ
∴Ｐ＜Ｒｆ・Ａ／Δμｐ （４）
Ａ＝ｓｉｎθｐ２＋μ２・ｃｏｓθｐ２ （５）
【００２５】
次に、シート材先端がニップ形成部に進入していく過程について図１０の（ａ）及び（ｂ）を参照して説明する。このとき、シート材先端は傾斜部材の傾斜面から垂直抗力Ｑｎとその摩擦力μ２・Ｑｎを受ける。逆に給送ローラからはシート材先端が挾持されることによる力により垂直抗力Ｆｎと搬送方向への摩擦力μ１・Ｆｎを受ける。したがって、分離圧Ｑは、
Ｆｎ＋Ｒｆ・Ｂ＝Ｑ （６）
Ｑｎ・Ｂ＝Ｑ （７）
Ｂ＝ｃｏｓθｐ２−μ２・ｓｉｎθｐ２ （８）
また、シート材の長手方向の不送りを防止する条件としては、上記数式（６），（７）から
（μ１−μｐ１２）・Ｐ＋μ１・Ｆｎ＞Ｑｎ・Ａ
∴Ｐ＞｛（Ａ／Ｂ）−μ１｝Ｑ／（μ１−μｐ１２）＋μ１・Ｒｆ・Ｂ／（μ１−μｐ１２） （９）
【００２６】
重送を防止する条件としては、
ΔμＰ・Ｐ＋μｐ１２・Ｆｎ＜Ｑｎ・Ａ
これに数式（６），（７）を代入すると
Ｐ＜｛（Ａ／Ｂ）−μｐ１２｝Ｑ／Δμｐ＋μｐ１２・Ｒｆ・Ｂ／Δμｐ （１０）
（９）式及び（１０）式の係数をまとめて整理すると、
不送り防止の条件式としては
Ｐ＞Ｃ・Ｑ＋Ｄ （１１）
重送防止の条件式としては
Ｐ＜Ｇ・Ｑ＋Ｈ （１２）
Ｃ＝｛（Ａ／Ｂ）−μ１｝／（μ１−μｐ１２） （１３）
Ｄ＝μ１・Ｒｆ・Ｂ／（μ１−μｐ１２） （１４）
Ｇ＝｛（Ａ／Ｂ）−μｐ１２｝／Δμｐ （１５）
Ｈ＝μｐ１２・Ｒｆ・Ｂ／Δμｐ （１６）
【００２７】
次にシート材先端に作用する力を見るに、シート材先端が曲げ変形するために傾斜部材の傾斜面から力を受けるが、その傾斜面に垂直な分力が前述の垂直抗力Ｒｆとなる。この値を簡単に求めるためには、図１１に示すように一端が固定された長さＬの梁の先端に集中荷重Ｗがかかったものと考えるのがよい。このとき、梁の先端の撓みｙｍａｘは次式で表される。
ｙｍａｘ＝Ｗ・Ｌ３／３・Ｅ・Ｉ （１７）
Ｉ＝ｂ・ｔ３／１２ （１８）
但し、Ｉ：断面２次モーメント
Ｅ：ヤング率
ｂ：梁の幅
ｔ：梁の厚さ
である。
【００２８】
そこで、図８における給紙圧Ｐの作用する点Ｘ（原点）が梁の固定点、シート材のニップ形成部Ｎまでシート材先端が変形すると仮定して垂直抗力Ｒｆを求めると、
Ｗ＝３・Ｅ・Ｉ・Ｎｙ／Ｌ３＝Ｒｆ・Ｂ
∴Ｒｆ＝３・Ｅ・Ｉ・Ｎｙ／Ｂ・Ｌ３ （１９）
Ｌ＝√（Ｎｘ ２＋Ｎｙ ２） （２０）
次の表１は、上記の数式（１９）を用いて厚さの異なる厚紙Ａ，厚紙Ｂ，薄紙Ａ，薄紙Ｂに関して算出した垂直抗力Ｒｆの値を示したものである。なお、シート材の幅ｂは、給送ローラの幅と同一として５０ｍｍとし、ｔ，Ｅの値は実測によるものを示している。
【００２９】
【表１】
ここで以上に示した数式の各変数に実際の値を代入して本願によるシート材分離方法と一般的な従来の分離パッドを用いたシート材分離方法とを対比する。なお、シート材間摩擦係数の差Δμｐの値としては裏紙使用時も考慮して３水準を用いた。以下の表２に各変数の代入値の一例を示す。
【００３１】
【表２】
図１２は、縦軸に給紙圧Ｐ、横軸に分離圧Ｑをとってこの発明によるシート材の給送方法での上述のＮＦ斜面：（３）式，ＭＦ斜面：（４）式，ＮＦニップ：（１１）式，ＭＦニップ：（１２）式のそれぞれから求めた境界線を示した線図である。なお、ＭＦ境界線に関しては３水準のΔμｐに対応して３本示している。また、分離パッドを用いたＦＰ分離方法に関しても３水準のΔμｐに対応したＭＦ境界線を示している。さらに参考として、この発明を実施した給紙装置のＰ．Ｑ設定領域も示してある。また、給紙圧及び分離圧は、バネ秤や圧力センサ等の手段により測定することができる。測定の際には、シート材の重量を考慮するとなお好ましい。
この図１２から分かるように、裏紙用紙の継ぎ足しを想定したシート材間の摩擦係数の差Δμｐ＝０．２ではＦＰ分離方法の重送領域はかなり狹まり、一般的なＰ−Ｑ設定では対応できない。これに対し、本願のシート材分離方法ではΔμｐ＝０．２でも重送域までかなりの余裕がある。
【００３３】
次式（２１）はＦＰ分離方法でのＭＦ境界線を示すものである。
Ｐ＜（μＦＰ−μｐ１２）Ｑ／Δμｐ （２１）
これに対し、本願のシート材分離方法でのＭＦ境界線の傾きは（１５）式から
｛（Ａ／Ｂ）−μｐ１２｝／Δμｐ
である。これから、本分離方法におけるＦＰ摩擦係数μＦＰに相当する値がＡ／Ｂであることが分かる。これは、シート材先端に作用する力の分力を決定する係数であり、表２に示す各変数の設定例では（５）式及び（８）式から
Ａ／Ｂ＝１．４ （２２）
であって見かけ上μＦＰが１．４であることと等価となる。このことが本願シート材分離方法がＦＰ分離方法よりもはるかに広い重層余裕度が得られる要因であると考えられる。この場合、本願とＦＰ分離方法の重送境界線の傾きの比は次のようになる。
｛（Ａ／Ｂ）−μｐ１２｝／（μＦＰ−μｐ１２）≒４．１ （２３）
このように、本願の重送余裕度はＦＰ分離方法の約４倍の大きさを有している。
【００３４】
さらに、シート材の１枚目と２枚目の間の摩擦係数μｐ１２が大きな値となるラグ紙（ボンド紙）や再生紙の場合の重送余裕度を確認するため、μｐ１２＝０．７７，Δμｐ＝０．２の場合のＰ−Ｑ線図を図１３に示す。この図１３から、給紙圧Ｐが充分に得られれば本願のシート材分離方法によりシート材間の摩擦係数が高い裏紙でも分離可能であることが分かる。
【００３５】
次に、図１４は、上記の傾斜部材６の傾斜面６ａとシート材２の繰り出し方向とのなす角度（θ２）を５０°から７０°に振った場合の重送ＭＦ領域と不送りＮＦ領域とを実験データに基づいて縦軸に給紙圧Ｐ、横軸に分離圧Ｑをとって示す図１２と同様の線図である。この図１４から明らかなように、四角実線で示した設定領域でシート材間の摩擦係数の差Δμｐ＝０．２まで対応可能となる。ただし、上記の角度θ２を７０°に設定した場合には不送りＮＦ領域が厳しくなるが、同図１４で四角破線で示した設定領域θ２＝７０°等の分離圧／給紙圧を対応させれば充分に設定可能となる。
また、図１５は、前述の条件式から求めた厚紙Ａ不送り（ＮＦ）領域と実測値とを比較した線図であり、厚紙Ａ不送りＮＦ領域においては、μ１＝１．３，μｐ＝０．６７にて近似し、薄紙Ｂ重送ＭＦ領域ではμ２′＝０．１５，μｐ＝０．５４，Δμｐ＝０．０４８にて近似することが実測により確認されている。なお、その他の代入値及び厚紙Ａ及び薄紙Ｂの傾斜面からの垂直抗力Ｒｆの値は前述の表１及び表２と同値である。このように、各条件式に別途測定した摩擦係数データを入力することにより実測値と近似することが判明し、上記各条件式の有効性を証明することができた。
【００３６】
このような構成からなるシート材の給送装置において、傾斜部材６は複雑な形状をしているため、合成樹脂により一体成形するのが好ましい。その場合、図１６及び図１７に示すように、傾斜部材６の当接面６ｂの長さＡが給送ローラ４の軸線方向の長さＢより大きいと、図示しないシート材の搬送時に給送ローラ４の方向に押圧されてシート材に摺接している傾斜部材６の当接面６ｂは、その中央部に分離圧がかかっているため、シート材を介して給送ローラ４に押圧されている当接面６ｂの中央部だけが摩耗して陥没する。
傾斜部材６がこのように変形すると、シート材が給送ローラ４と傾斜部材６の間に進入する際、そのシート材は傾斜部材６の変形した当接面６ｂにならって湾曲しながら給紙される。そのため、シート材の搬送負荷が著しく大きくなったり、剛性の強いシート材では湾曲不能となったりして不送りが発生する。
【００３７】
図１８は、上記の問題を解決したこの発明の第２実施形態を示す分解斜視図である。
この実施形態においては、傾斜部材６の当接面６ｂの長さを給送ローラ４の軸線方向の長さより小さくして、当接面６ｂの全長が常時給送ローラ４に当接可能としたものであり、その他の構成は前述した第１実施形態と同様である。
このような構成によれば、傾斜部材６の当接面６ｂは全長に亘ってシート材を介して給送ローラ４に押圧されているため、当接面６ｂに部分的な陥没部が形成されるおそれはなく、当接面６ｂは直線状に平均して摩耗する結果となる。そして、この傾斜部材６は給送ローラ４の方向に平行移動するため、当接面６ｂに摩耗が生じてもシート材の搬送方向に対して傾斜部材６の傾斜面６ａは所定の角度を保つことが可能である。
【００３８】
また、図１９は、上記の問題を解決したこの発明の第３実施形態を示す分解斜視図、図２０は、その縦断面図である。
この実施形態では、傾斜部材６の傾斜面６ａ及び当接面６ｂにそれぞれ係合する傾斜面９ａ及び当接面９ｂを折曲げ形成した厚さの薄い弾性金属板９を傾斜部材６の傾斜面６ａ側から挿入する。これにより、弾性金属板９は図２０に仮想線で示す状態からその弾性力に抗して拡開された後実線で示すように収縮して固定される。
この第３実施形態では傾斜部材６の傾斜面６ａ及び当接面６ｂの表面を弾性金属板９により密着して覆うようにしたので、シート材搬送方向と傾斜面６ａとを所定の角度θ２に保ちながら、シート板との摩擦による傾斜部材６の摩耗を大幅に低減させることができる。なお、上記の実施形態では弾性金属板９の弾装上の理由から傾斜面６ａも同時に覆うようにしたが、これは必ずしも必要とするものではない。
また、この第３実施形態の場合は、傾斜部材６の摩耗自体が抑えられるため、当接面６ｂの長さは自由となり、給送ローラ４の軸線方向の長さと無関係に定めることができる。
【００３９】
なお、度重なる実験の結果から、これらの実施形態において、シート材２の良好な分離を行うための条件は、図７に示すように、給送ローラ４に押圧する底板１上のシート材２の圧接部位Ｘと、給送ローラ４に押圧する傾斜部材６の圧接部位Ｎとのシート材繰り出し方向の距離Ｋを２〜６ｍｍにし、繰り出されるシート材２の繰り出し方向Ｓに対して傾斜部材６の傾斜面６ａのなす角度θ２を５０°〜７０°にするとよいことが判った。そのようにすれば、給送ローラ４が通常使用される大きさ、例えばφ１６〜３６ｍｍの範囲にある限り、常に良好な分離品質が得られることが確認されている。
【００４０】
さらに、上記の実施形態において、傾斜部材６の当接面６ｂを覆う金属板は弾性金属板に限るものではなく、弾性を有しない金属板でも差支えない。その場合は、図１９及び図２０に示す弾性金属板９が傾斜部材６の当接面６ｂを覆う部分より下流側を削除した金属板９′（図２１参照）を傾斜部材６の下面から止ねじ１６でねじ止めすればよい。
このように、給送ローラ４との当接面６ｂを弾性金属板９又は金属板９′で覆った傾斜部材６では、その摩耗が事実上無視し得る程度であるので、支持方法も必ずしも平行移動とする必要はなく、図２１の第４実施形態に示すように、傾斜部材６の支軸６ｅと装置本体１０の軸孔１０ａとによる搖動でも差支えなく、傾斜部材６に給送ローラ４の方向への付勢力を与える分離圧縮ばねは、支軸６ｅを繞って装着されるねじりばね１５でも差し支えない。
【００４１】
なお、図１９乃至図２１に示した第３，第４実施形態では、比較的摩耗しやすい合成樹脂材からなる傾斜部材を金属板により覆うようにしたが、傾斜部材自体を、例えば炭素繊維又はガラス繊維で強化した硬質の合成樹脂により成形し、さらにその給送ローラとの当接面に層の厚い金属メッキを施すようにしても同様の効果を得ることが可能になる。
以上の第１〜第４実施形態では傾斜部材の形状や構成を特定することによりシート材の重送や不送りを防止するようにしていたが、万一不測の状態により２枚のシート材が給送ローラと傾斜部材の当接部を乗り越えた場合には、その後の下流側には２枚目のシート材を抑止する負荷部材が存在しないため、２枚とも画像形成部へ送り込まれる重送が生じるおそれがある。
【００４２】
図２２は、上記の点を解決するためになされたこの発明の第５実施形態を示す縦断面図、図２３はその分解斜視図である。なお、以下の実施形態では、その構成及び図示を簡略化するため、特に図示しないが、傾斜部材６に前述の弾性金属板９や金属板９′を装着したり、傾斜部材６自体を摩耗に対して強い材質としたりしたものを用い、その支持方法を支軸６ｅによる搖動支持にした場合について説明するが、平行移動させるようにすることも可能であることはいうまでもない。
【００４３】
図２２及び図２３において、傾斜部材６を、一対の支軸６ｅ，６ｅと装置本体１０の軸孔１０ａ，１０ａ（図２２，図２３ではその一方のみを示す）とにより搖動自在に軸支し、その支軸６ｅの位置を当接面６ｂにおける給送ローラ４の接線Ｔ上に位置させる。また、一対の薄板弾性部材（以下「マイラ」という）１２，１２の基部を装置本体１０の後壁内面に固設し、その先端部を給送ローラ４の両側で上記接線Ｔに交差させる。なお、上記の薄板弾性部材は合成樹脂材で形成するのが好ましいが金属板で形成することも可能である。
このような構成で、２枚のシート材が傾斜部材６の当接面６ｂを乗り越えて搬送された場合、２枚のシート材先端部がマイラ１２の先端部を押圧して撓ませる負荷により、２枚目のシート材がマイラ１２の先端部の２箇所でせき止められ、１枚目のシート材のみが送られて重送が防止される。
【００４４】
上記の実施形態では、傾斜部材６の当接面６ｂを乗り越えた２枚のシート材の先端部が一対のマイラ１２，１２をその弾性に抗して撓ませる負荷により２枚目のシート材をせき止めるようにしたので、マイラ１２，１２の先端部を押圧して撓ませる負荷が倍増して重送防止効果を確実にすることができるが、一対のマイラ１２，１２の配設位置が前後したり、弾性が異なったりした場合には、２枚目のシート材が斜行状態で待機していることになり、次の給紙時にその状態のまま斜行して搬送されるおそれがある。図２４はこの点を考慮したこの発明の第６実施形態を示す縦断面図、図２５はその分解斜視図である。
【００４５】
すなわち、装置本体１０の後壁内面で給送ローラ４の軸線方向のほぼ中央にマイラ１２の基部を固設するとともに、その先端部を、傾斜部材６のほぼ中央に設けた逃げ用の開口部６ｆを挿通して上方へ突出させ、接線Ｔと交差させる。また、上記開口部６ｆを設けたことにより、傾斜部材６の先端部を給送ローラ４に圧接させるための分離圧縮ばねとしてコイルばねに代えて支軸６ｅ，６ｅを繞るねじりばね１５，１５を用いる。
このような構成によれば、万一２枚のシート材が給送ローラ４と傾斜部材６の当接面６ｂとの間を通り抜けて搬送されても、マイラ１２に当接して撓ませることにより２枚目のシート材がせき止められて重送が防止される。このとき、マイラ１２は２枚目のシート材の先端のほぼ中央を係止しているので、斜行待機をより小さく抑えることができる。
【００４６】
次に、図２６及び図２７は、傾斜部材６の当接面６ｂの下流側に設けた一対のマイラの形状を変更したこの発明の第７実施形態を示すものである。この実施形態では、基部を装置本体１０の後壁内面に固設した一対のマイラ１３，１３の中部に鈍角状の曲げ部を、先端部に給送ローラ４の方向に向かうほぼ直角の曲げ部を設けて第１の折り曲げ片１３ａと微小な第２の折り曲げ片１３ｂを形成し、第１の折り曲げ片１３ａを、給送ローラ４と傾斜部材６の当接部の接線Ｔに角度αで交差させて給送ローラ４の両側に配している。ここで実験の結果、上記の角度αはマイラ１３の曲げ剛性にも関係するが、接線Ｔに対して２０°〜６０°が適当であることが判明している。なお、その他の構成は図２２及び図２３と同様である。
【００４７】
上記の構成で、２枚のシート材が給送ローラ４と傾斜部材６の当接部を乗り越えて搬送された場合、その先端がマイラ１３の先端の第２の折り曲げ片１３ｂに突き当たり搬送負荷となって２枚のシート材が分離される。
このとき、厚さの薄いシート材の場合は、最上位の第１のシート材が撓みマイラ１３の第２の折り曲げ片１３ｂから逃げて搬送され、剛性のある厚いシート材はマイラ１３の第１の折り曲げ片１３ａを撓ませて搬送され、２枚目のシート材はマイラ１３の第２の折り曲げ片１３ｂによりせき止められる。
【００４８】
また、図２８は上記のマイラ１３を給送ローラ４のほぼ中央に設け、それに対応して傾斜部材６の中央部にマイラ１３の逃げ用の開口部６ｆを設けたこの発明の第８実施形態を示す分解斜視図である。この場合も傾斜部材６の中央部に開口部６ｆを形成したので、分離圧縮ばねとしてコイルばねに代えて支軸６ｅ，６ｅを繞るねじりばね１５，１５を用いる。なお、その他の構成は図２６及び図２７と同様である。
この実施形態によれば、前述の図２４および図２５で示したものと同様に、マイラ１３でせき止められた２枚目のシート材の斜行待機を回避し得て次回のシート材の斜行搬送を防止することが可能になる。なお、上記のマイラ１３は先端の第２の折り曲げ片１３ｂにより２枚目のシート材を強固に抑止することが可能であるので、中央部一箇所のマイラ１３のみでも充分にその効果を得ることができる。
【００４９】
図２９及び図３０はマイラに代えて摩擦部材を用いたこの発明の第９実施形態を示すものである。
この第９実施形態では、傾斜部材６を挾んで両側の給送ローラ４との当接面６ｂの下流側で、装置本体１０のシート材ガイド面上に、一対の板状の摩擦部材１４，１４を接線Ｔに角度βで交差するように設け、その角度βを２０°〜３０°とする。なお、その他の構成は図２２，図２６に示した前第５，第７実施形態と同様である。
このような構成によれば、２枚のシート材が傾斜部材６の当接面６ｂを乗り越えて搬送された場合、重送されたシート材の先端部が摩擦部材１４に衝当して搬送負荷となり、２枚のシート材の先端を捌いて分離させる。この場合はマイラを用いないため、シート材搬送後にマイラを弾く音を無くすることができる。
【００５０】
また、図３１は上記の摩擦部材１４を傾斜部材６の中央部の当接面６ｂの下流側に設けたこの発明の第１０実施形態を示すものであり、その他の構成は、図２９及び図３０に示した第９実施形態と同様である。
この第１０実施形態によれば、第９実施形態において一対の摩擦部材１４，１４がシート材の搬送方向に対して前後する位置に配置されたり、シート材先端部の摩擦部材１４，１４との衝当位置が前後したりした場合、重合シート材の２枚目のシート材が搬送方向に対し斜行状態で待機した後、そのまま斜行搬送される可能性を回避することができる。
なお、上記の摩擦部材とマイラとを併用することも可能であり、いずれか一方で捌き得なかった２枚のシート材を他方で分離させることができ、シート材重送のおそれをさらに低減させることができる。
【００５１】
以上の第１〜第１０実施形態のようにシート材の分離部がカセットの挿入方向に対して装置本体側の奥側に配設されている給送装置では、シート材が少なくなってその補給のためにカセットを引き出そうとすると、圧縮ばねによる上方への給紙圧が作用している底板が装置本体の内部に引っかかって引き出せなくなるため、カセットの引き出しにより底板を押し下げるガイドレールを設けるか、給紙圧を解除する手段を講じなければならず、部品点数が増加するとともに装置が大型化するきらいがあった。
また、このような給送装置では底板は通常金属板からなり、圧縮ばねも金属からなるので、アースをとる必要がある。そのために、カセットの底面に付設した金属板をカセット外部に露出させて装置本体のアース部と接続させるのが普通であるが、アース用の上記金属板が変形したり汚染したりしてアースが不完全になるおそれがあった。
【００５２】
図３２〜図４０は、このような点を解決したこの発明の第１１実施形態の作動状態を示す説明図、図４１は、カセットの挿脱を検知する検知レバーと底板を上方へ駆動する加圧レバーとの関係を示す分解斜視図である。
この第１１実施形態においては、カセット１１の先端部に先端突起１１ａを設け、それに対応して装置本体１０側にカセット１１の挿脱を検知する検知レバー１７の基部を支軸５０により回動自在に装着する。検知レバー１７の自由端部の両側に、傾斜部材６の方向に折り曲げた一対のアーム部１７ａ，１７ａを延設し、カセット１１が装置本体１０に完全に挿入された状態では、図３４に示すように、検知レバー１７がカセット１１の先端突起１１ａに押圧されてそのアーム部１７ａ，１７ａが傾斜部材６の当接面６ｂの両側を図で左方から右方へ通過した位置になるように各部の位置及び形状を設定する。
【００５３】
支軸５０の長手方向の中央には加圧レバー１８の基部をねじ止め等により一体に固設し、この加圧レバー１８の自由端部にローラ１８ａを軸支し、カセット１１の装置本体１０への挿入時、上記のローラ１８ａが底板１の下部に潜入し得るようにする。また、支軸５０を繞って検知レバー１７と加圧レバー１８との間に弾性部材である一対のねじりばね５１，５１（図３７参照）を係着し、検知レバー１７と加圧レバー１８とが所定の角度位置になったときに加圧レバー１８に付勢力が作用してローラ１８ａが底板１に上昇方向の給紙圧を与えるようにする。なお、その他の構成は図１及び図２に示した構成と同じであるが、この実施形態では加圧レバー１８及びこの加圧レバー１８に上方への付勢力を与えるねじりばね５１，５１を設けたことにより図１及び図２の圧縮ばね３は省略する。
【００５４】
以上のような構成で底板１に所定枚数のシート材２を積載した状態では、図３２に示すように、底板１は自己の自重及びシート材２の重さにより下降して水平状態を保っている。この状態でカセット１１を矢示Ｙ方向から装置本体１０内へ挿入すると、カセット１１の先端突起１１ａが検知レバー１７の自由端側を押圧して支軸５０を中心として検知レバー１７を時計方向に回動させる。検知レバー１７が図３３に示す位置まで回動して加圧レバー１８との角度が所定の値になると、ねじりばね５１の付勢力が発生し始めて加圧レバー１８が時計方向に回動してローラ１８ａが底板１の下面に当接する。
カセット１１が装置本体１０内に完全に挿入されて図３４に示す状態となると、ねじりばね５１の付勢力が増大して所要の給紙圧が発生し、同時に、周知のカセット係止手段により、図示しないカセット１１側の基準ボスが装置本体１０側の基準溝に嵌入してカセット１１が図３４に示す挿入位置に保持される。
【００５５】
この状態で一連の画像形成が進行し、底板１上のシート材２が減少して図３５に示す状態となり、シート材補充のために上記カセット係止手段を解除してカセット１１を矢示Ｚ方向に引き出すと、先端突起１１ａによる検知レバー１７の拘束が解かれ、ねじりばね５１の付勢力により検知レバー１７が反時計方向に傾動するとともに、加圧レバー１８も作用するねじりばね５１による付勢力がなくなって自重により反時計方向に回動し、底板１が自重により下降して図３６に示す状態となる。
このとき、給送ローラ４と傾斜部材６のニップの手前に残っているシート材２ｎは検知レバー１７のアーム部１７ａによって掻き出され、カセット１１上に載り、カセット１１と共に装置本体１０から引き出されて装置本体１０の内部に留まるおそれはない。
また、加圧レバー１８はそれ自体が金属板で形成されているので従来のカセットのように別個にアースをとる必要もなく、装置本体１０側とのアース接続も容易且つ確実である。
【００５６】
この第１１実施形態においては、カセット１１を引き出すときに次のシート材の先端が給送ローラ４と傾斜部材６にニップされた状態にあるので、シート材の種類によっては検出レバー１７のアーム部１７ａによって傾斜部材６の両側が掻き出されるとシート材が破れてニップ部近傍が内部に残留するおそれがあった。図３８〜図４３は、上記の点を解決したこの発明の第１２実施形態の作動状態を示す要部断面図、図４４は、カセットの挿脱を検知する検知レバーと底板を上方へ駆動する加圧レバーとの関係を示す分解斜視図である。
【００５７】
この第１２実施形態においては、傾斜部材６に分離圧を与える圧縮ばね５の下部に断面が直角三角形のばね受台１９をガイドピン１９ａとガイド溝１０ｄとにより圧縮ばね５の軸線方向に摺動自在に装着するとともに、検知レバー１７及び加圧レバー１８の共通の支軸５０を前記第１１実施形態より図で右方に移動させる。そして、検知レバー１７の支軸５０に近い部分に折り曲げ部１７ｂを設けてこの折り曲げ部１７ｂをばね受台１９の斜面に接離可能とし、上記折り曲げ部１７ｂによって圧縮ばね５のばね圧可変部を構成する。なお、その他の構成は図３２〜図３７に示した第１１実施形態と同様である。
この第１２実施形態では、底板１にシート材２を積載したカセット１１を矢示Ｙ方向から装置本体１０内へ挿入する途中の図３８に示す状態では、検知レバー１７の折り曲げ部１７ｂはばね受台１９の斜面から離脱した位置にあるので、ばね受台１９は下降して圧縮ばね５が非圧縮状態に保たれ傾斜部材６の当接面６ｂは給送ローラ４から僅かに離間した位置にある。
【００５８】
この状態からさらにカセット１１を挿入した図３９に示す状態では、検知レバー１７がカセット１１の前面により押圧されて時計方向に回動し、図４４に示したねじりばね５１が作動して加圧レバー１８が同方向に回動し、ローラ１８ａが底板１の下面に当接する。この状態でも検知レバー１７の折り曲げ部１７ｂはまだばね受台１９の斜面から離脱した状態に保たれている。
カセット１１の挿入が完了した図４０に示す状態では、検知レバー１７がさらに時計方向に回動してその折り曲げ部１７ｂがばね受台１９の斜面に摺接してこのばね受台１９を上方へ押圧し、圧縮ばね５の付勢力が増大して傾斜部材６の当接面６ｂを給送ローラ４に圧接させ、分離圧を発生させる。この状態では前記第１１実施形態と同様に検知レバー１７のアーム部１７ａ，１７ａは傾斜部材６の当接面６ｂの両側を通過した位置に保持されている。
【００５９】
この状態で底板１上のシート材２が減少して図４１に示す状態となり、シート材補充のためにカセット１１を矢示Ｚ方向に引き出すと、カセット１１による検知レバー１７の拘束が解かれ、ねじりばね５１の付勢力により検知レバー１７が反時計方向に傾動する。これによりその折り曲げ部１７ｂがばね受台１９の斜面から離脱し、圧縮ばね５の付勢力によりばね受台１９が下降して圧縮ばね５の付勢力がなくなり、傾斜部材６が自重により下降して給送ローラ４から離間し、先端部をニップされていたシート材２ｎが自由になる。同時に、検知レバー１７の反時計方向の回動によりそのアーム部１７ａがシート材２ｎをカセット１１上に掻き出して図４２に示す状態となる。さらにカセット１１が引き出されるとねじりばね５１の付勢力がなくなって加圧レバー１８も反時計方向に回動し、底板１が自重により下降して図４３に示す状態となる。
この第１２実施形態によれば部品をほとんど増やすことなく傾斜部材６の加圧力を解除することができ、残留したシート材２ｎを除去し得て、より確実に給紙不送りを防止することが可能になる。
【００６０】
これまで述べたこの発明の第１〜第１２実施形態では、図１に示したように、給紙用のカセット１１内で一端を支軸１ａにより搖動自在に支持されカセット１１との間に圧縮ばね３を係着して自由端部が常時上方へ付勢された底板１上に、比較的少量（例えば５００枚以下）のシート材２を積載した給送装置について説明してきた。
これに対し、給送装置によっては大量（例えば１０００枚以上）のシート材を積載可能なシート材積載部材を有する給送装置もある。このような給送装置では、大量のシート材による高荷重のため、上記のようなコイルスプリングからなる付勢手段ではシート材積載部材を上昇させることが困難であり、通常シート材積載部材にワイヤを連結してモータ駆動により水平状態を保ったまま所定の給紙位置まで上昇させ、紙面検出手段によりその位置を検出し、上記モータ駆動を停止してシート材積載部材をその位置に保持するようになっている。
【００６１】
この場合、給送ローラによりシート材の搬送力を発生させるためには給送ローラ側からの加圧が必要となり、この加圧力は一般に給送ローラの自重が用いられている。このような構成では、第１実施形態で説明したように、一つの給送ローラ４に対してシート材２と傾斜部材６とが加圧され、その加圧点Ｘ，Ｎ間のシート材繰り出し方向の距離Ｋと繰り出し方向Ｓに対する傾斜部材６の傾斜面６ａの傾斜角θ２とを規制したこの発明の構成要件を適用したとき、傾斜部材６の圧縮ばね５の分離圧力Ｑを確保しようとすると、給送ローラ４によるシート材２の搬送力発生は困難になる。そのため、一般には傾斜部材による分離方式を諦め、給送ローラにより繰り出されたシート材を分離逆転ローラと対の送りローラからなる分離方式を採用している。
図４５乃至図４９は、このような問題点を解決し、この種の大量のシート材を積載した給送装置に対してもこの発明を実施可能としたこの発明の第１３実施形態及び第１４実施形態を示すものであり、図４５は、第１３，第１４実施形態に共通の構成を示す縦断面図、図４６は、第１３実施形態の平面図、図４７は、その分解斜視図、図４８は、第１４実施形態の平面図、図４９は、その分解斜視図である。
【００６２】
この第１３実施形態では、図４５〜図４７に示すように、給送ローラ４とシート材２との圧接部位Ｘの下流で傾斜部材６の傾斜面終端６ｃに圧接するニップ形成部Ｎに、給送ローラ４とは別体の分離ローラ５４を設けている。そして、この分離ローラ５４を、装置本体１０（図２）に固設した一対の固定軸受５５，５５により軸支し、図４６に示すように、この分離ローラ５４は、シート材搬送方向（図３〜図７に示したシート材繰り出し方向Ｓと同じ）に直交するシート材搬送幅の中央部で且つそのシート材搬送幅の中心線ＳＣに関して対称となるようにし、それに対応して、図４７に示すように、軸６ｅにより傾斜部材６を搖動自在に軸支し、その先端部の当接面６ｂを圧縮ばね５により分離ローラ５４に圧接させることにより分離部を構成している。また、分離ローラ５４の両側に一対の給送ローラ４，４を設け、これら一対の給送ローラ４，４を軸５６に搖動自在に枢着した一対の可動軸受５７，５７（図４６）により支持し、図示しない駆動モータによる反時計方向の回転をベルト伝導により給送ローラ４，４に伝えるとともに、給送ローラ４，４の自重によりシート材２に搬送圧を与えて分離部へ搬送するように構成している。なお、この一対の給送ローラ４，４も図４６に示すシート材搬送幅の中心線ＳＣに関して対称の位置としており、その他の構成及び分離パラメータは、第１実施形態と同様とする。
【００６３】
このような構成で、不図示のシート材積載部材により所定の給紙位置まで上昇した大量のシート材２は、一対の給送ローラ４，４にその自重により押圧され、一対の給送ローラ４，４の反時計方向の回転により複数枚のシート材２が分離部へ繰り出され、分離部に位置する分離ローラ５４とそれに圧接する傾斜部材６により１枚ずつ分離されて図示しない画像形成部へ搬送される。
この第１３実施形態によれば、大量のシート紙を積載して水平状態を保ったままモータ駆動により昇降するシート材積載部材を備えた給送装置においても、固定の分離ローラ５４を設けるだけで従来の分離逆転ローラと対の送りローラからなる複雑な構成に代えて構成が簡単で分離性能の優れた傾斜部材を用いることが可能になり、部品点数削減を図ることができる。
【００６４】
なお、上記の第１３実施形態において、分離ローラ５４の材質を、ゴム材に代えて衝撃性が強く耐熱性，耐薬品性，耐候性に優れた一般に広く用いられているポリアセタールＰＯＭ等の合成樹脂材とすることも可能である。このようにしても、給送ローラ４，４によって最上位のシート材２ａが傾斜部材６を乗り越える搬送力及び次のシート材２ｂが最上位のシート材２ａとの摩擦力によって繰り出される力は第１実施形態の場合と差はなく、シート材２と給送ローラ４との圧接部位Ｘと傾斜部材６と分離ローラ５４との圧接部位Ｎ間の距離Ｋを図７に示した距離Ｋの値と同一に設定することが可能になって良好なシート材の分離品質を保つことができ、同時に分離ローラの部品費低減によるコストダウンが可能になる。
【００６５】
次に、この発明の第１４実施形態は、図４８及び図４９に示すように、シート材搬送幅の中央に給送ローラ４を、軸５６に一端を枢支された搖動自在な可動軸受５７，５７により軸支し、その両側に一対の傾斜部材６，６を設けるとともに、これらの傾斜部材６，６に対応して一対の分離ローラ５４，５４をそれぞれ一対の固定軸受５５，５５により軸支したものであり、給送ローラ４及びその両側に設けた一対の分離ローラ５４，５４はいずれもシート材搬送幅の中心線ＳＣに関して対称に設けてある。なお、その他の構成及び作用は前第１３実施形態と同様であり、この第１４実施形態の場合も分離ローラ５４の材質を合成樹脂材とすることが可能である。
このような第１４実施形態では傾斜部材６及び分離ローラ５４をそれぞれ２個所に設けることになるが、分離ローラ５４の材質を合成樹脂材とすればゴム材を有する給送ローラ４が１個所で済むことになるので、装置全体の部品費を低減させることが可能になる。
なお、上記第１３，第１４実施形態においても、傾斜部材６に圧接する給送ローラを分離ローラと読み代えることにより、すでに述べたこの発明の第２〜第１２実施形態を何等支障なく適用することが可能になる。
【００６６】
以上の第１〜第１４実施形態では、給紙用のカセット内で複数枚のシート材２が底板１上にほぼ水平状態で積載される場合について説明したが、給紙用のカセットが画像形成装置の背面等に傾斜して設けられている給送装置もある。図５０は、この種の給送装置にこの発明を実施した第１５実施形態を示す要部断面図、図５１は、その斜視図、図５２は、その傾斜部材を示す斜視図である。
この第１５実施形態では、底板１の前端部の両側に抑えリブ１ｂ，１ｂを一体に設け、それに対応して給送ローラ４の回転軸２０に第１のカム２１，２１を固設するとともに、上記回転軸２０の給送ローラ４の両側に第２のカム２２，２２を固設する。支軸２６ｅに搖動自在に支持された傾斜部材２６は、圧縮ばね５の付勢力により先端の当接面２６ｂが給送ローラ４に当接しており、当接面２６ｂの下流側で給送ローラ４に対向する部分には凹陥部２６ｆを形成し、その両側部には上記の第２のカム２２，２２に当接可能なリブ２６ｇ，２６ｇを形成している。また、回転軸２０の一端（図５１の右端部）に図示しない駆動モータの回転を断続可能なスプリングクラッチ部２３を設け、ソレノイド２４により断続させることにより１回転制御可能として回転軸２０を図５０で時計方向に回転駆動し得るようにしている。
【００６７】
図５３〜図５８はその作動状態を示すものであり、図５８は給紙待機状態を示している。第１，第２のカム２１，２２により底板１及び傾斜部材２６はそれぞれ圧縮ばね３，５の付勢力に抗して給送ローラ４から離間している。給紙が開始されて給送ローラ４が時計方向に回転すると、それに同期して第１，第２のカム２１，２２も回転を始め、先ず図５３に示すように、第２のカム２２の上死点が傾斜部材２６から離脱して傾斜部材２６が給送ローラ４に当接する。次いで図５４に示す状態を経て図５５に示すように、第１のカム２１の上死点が底板１の抑えリブ１ｂから離脱して底板１が給送ローラ４の方向に搖動し、底板１に積載されたシート材（図示しない）を傾斜部材２６まで搬送し、最上位のシート材を分離して搬送ローラ対７へ搬送する。
ここで、図５６に示すように第１のカム２１が再び底板１の抑えリブ１ｂに当接して底板１を反時計方向に搖動させ、次に第２のカム２２が図５７に示すように、傾斜部材２６に当接して時計方向に搖動させた後、図５８に示す待機状態となる。
【００６８】
このように、傾斜部材２６の両側部に第２のカム２２が当接可能なリブ２６ｇ，２６ｇを設け、給送ローラ４の１回転により傾斜部材２６を押し下げることにより、給紙待機状態（搬送ローラ対７によるシート材搬送状態）でシート材分離後の給送ローラ４が連れ回りしているときには、第２のカム２２と傾斜部材２６のリブ２６ｇ，２６ｇ間でシート材が搬送され、傾斜部材２６の当接面２６ｂとシート材が擦れて当接面２６ｂが摩耗するおそれを低減させることができる。
上述の第１５実施形態において多数のシート材をセットする場合、その先端がばらついていると給送ローラ４の下部へシート材をセットできないおそれがある。
【００６９】
図５９は、上記の問題を解決するために上記第２のカム２２と傾斜部材２６との間に設ける傾斜部材抑え板２５を示す斜視図であり、この傾斜部材抑え板２５の左右一対の軸受部２５ａ，２５ａを図６０に示す搬送ローラ対７の対向コロ７ｂの軸２７に枢支し、長手方向の中部に、給送ローラ４と傾斜部材２６との当接する部位を逃げた開口部２５ｂを設けている。なお、その他の構成は前述した第１５実施形態と同様である。
このような構成からなる第１６実施形態において、図６５は給紙待機状態を示し、第１のカム２１は底板１の抑えリブ１ｂを押圧し、第２のカム２２は傾斜部材抑え板２５を介して傾斜部材２６のリブ２６ｇを押圧し、底板１及び傾斜部材２６はそれぞれ給送ローラ４から離間している。そして、傾斜部材抑え板２５の自由端部は給送ローラ４の上流に位置して底板１との間はシート材挿入方向に向かって拡開している。これにより、多数枚のシート材の先端がばらついていてもシート材を給送ローラ４の下部へ確実にセットすることが可能になる。
【００７０】
図６５に示す状態から給紙が開始されて給送ローラ４が時計方向に回転すると、それに同期して第１，第２のカム２１，２２も回転を始め、先ず図６０に示すように、第２のカム２２の上死点が傾斜部材抑え板２５から離脱して傾斜部材２６が給送ローラ４に当接する。さらに、図６１に示す状態を経て図６２に示すように、第１のカム２１の上死点が底板１の抑えリブ１ｂから離脱し、底板１が給送ローラ４の方向に搖動して底板１に積載したシート材を傾斜部材２６まで搬送し、最上位のシート材を分離して搬送ローラ対７へ搬送する。
ここで、図６３に示すように第１のカム２１が再び底板１の抑えリブ１ｂに当接して底板１を反時計方向に搖動させた後、第２のカム２２が図６４に示すように傾斜部材抑え板２５に当接して時計方向に搖動させ、図６５に示す待機状態となる。
このように、傾斜部材２６と第２のカム２２との間に、給送ローラ４と傾斜部材２６の当接面２６ｂが当接する部位を逃げた傾斜部材抑え板２５を設けてその先端を給送ローラ４の上流に位置させることにより、先端がばらついた多数のシート材は傾斜部材抑え板２５に導かれて給送ローラ４の下部へ確実にセットすることが可能になる。
【００７１】
以上の第１〜第１６実施形態では、シート材を分離部へ繰り出す給送手段として、給送ローラを用いた場合について説明したが、給送手段はそれに限るものではなく、給送ベルトを用いることも可能である。
図６６は、この種の給送手段を用いたこの発明の第１７実施形態を示す縦断面図である。この第１７実施形態では前述の各実施形態における給送ローラ４の位置に給送プーリ６１を回転自在に設け、別設の駆動プーリ６２との間に給送ベルト６０を架設して、この給送ベルト６０を底板１上に積載したシート材２の最上位のシート材２ａの先端部及び傾斜部材６の当接面６ｂに当接させている。なお、その他の構成は図１あるいは図２２等と同様である。
このような構成で、駆動プーリ６２を反時計方向に回転させると、給送ベルト６０を介して給送プーリ６１も反時計方向に回転し、上記給送ベルト６０に圧接する最上位のシート材２ａが、傾斜部材６と給送ベルト６０との当接面６ｂにおける接線Ｔ方向へ繰り出され、搬送ローラ対７により図示しない画像形成部へ搬送される。
【００７２】
図６７は、この発明の第１８実施形態を示す図６６と同様の縦断面図であり、前第１７実施形態の駆動プーリ６２に代えて搬送ローラ対７の駆動側に搬送プーリ６３を設け、この搬送プーリ６３と給送プーリ６１との間に給送ベルト６０を架設して搬送ローラ対７の従動側に当接するようにしたものである。なお、その他の構成は図６６に示した前実施例と同様である。
このような構成で搬送プーリ６３を反時計方向に回転させると、給送ベルト６０を介して給送プーリ６１も同方向に回転する。このとき、給送ベルト６０が傾斜部材６との当接面で繰り出すシート材の速度は給送ベルト６０が搬送ローラ対７の従動側に接する部位でシート材を画像形成部へ搬送する速度と常に同一に保たれるので、シート材の円滑な搬送が可能になる。このような実施形態によれば、別個に給送ベルト６０の駆動源を設ける必要がなく、シート材給送機構の簡略化を図ることができる。
【００７３】
次に、図６８は、上述のシート材の給送装置を備えた画像形成装置の一例である複写機の構成図である。
この複写機３０は、複写機本体３１内に設けた光学読取系３２により読み取った画像データを基にして、光書込系３３が作像系３４に設けた感光体３５上に潜像を形成し、その潜像を作像系３４の現像装置３６がトナーにより可視像としている。
複写機本体３１の下部には給送装置Ｐが備えてあり、この給送装置Ｐのカセット１１から底板１上に積載されたシート材２を給送ローラ４により１枚ずつ給紙し、搬送ローラ対７によって搬送路３７を通して作像系３４に搬送し、感光体３５上の可視像をシート材２上に転写する。
【００７４】
転写が終るとシート材２は定着装置３８に搬送されて可視像が定着された後、排紙ローラ対３９により外部の排紙トレイ４０に排出される。また、両面画像形成時には、シート材２は図示しない排紙分岐爪により反転搬送路４１から両面装置４２へ向けて搬送され、両面トレイ４３に一旦格納された後に進行方向を逆転し、両面搬送路４４から再び作像系３４に送り込まれて裏面に画像が形成され、定着装置３８を通って排紙トレイ４０上に排出される。
なお、図６８では図面を簡略化するため、給紙装置Ｐは１個のみを示したが、必要に応じてサイズの異なる複数個の給紙装置を設けることも可能であり、またこの給紙装置を有する画像形成装置は複写機に限るものではなく、ファクシミリ，プリンタ等にも何等支障なく適用することができる。
【００７５】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によるシート材の給送方法とその装置によれば、異音の発生が防止され、シート材間の摩擦係数が大きい場合でも不送りや重送を生じないきわめて高いシート材の分離性能を得ることができる。また、そのシート材の給送装置を備えた画像形成装置によれば、多種多様のシート材を不送りや重送なく１枚ずつ確実に分離して画像形成部へ繰り出すことができ、シート材を選ぶことのない画像形成が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるシート材の給送装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】同じくその全体構成を示す分解斜視図である。
【図３】図１の一部を拡大して示す説明図である。
【図４】同じくその最上位のシート材の力関係を示す説明図である。
【図５】同じくその次のシート材の力関係を示す説明図である。
【図６】同じくその傾斜部材の摩耗状態を示す説明図である。
【図７】同じくその給送ローラと傾斜部材との関係を示す説明図である。
【図８】同じくその分離部を拡大して示す説明図である。
【図９】同じくそのニップ直前のシート材先端に作用する力関係を示す説明図である。
【図１０】同じくそのニップ進入時のシート材先端に作用する力関係を示す説明図である。
【図１１】先端集中荷重による梁の撓み状態を示す説明図である。
【図１２】この発明のシート材分離方法の一例を摩擦分離方法と比較して示す線図である。
【図１３】同じくその他の例を示す線図である。
【図１４】同じく、その傾斜面にシート材の繰り出し方向の先端が突き当たる時の角度を５０°から７０°に振った場合の設定領域を例示する線図である。
【図１５】同じく、図１４と同様の状態で厚さの異なるシート材の不送り領域と重送領域とを実測定と条件式とで比較した線図である。
【図１６】同じくその給送ローラと傾斜部材との長さ関係を示す分解斜視図である。
【図１７】同じくその縦断面図である。
【図１８】この発明の第２実施形態の要部を示す分解斜視図である。
【図１９】この発明の第３実施形態の要部を示す分解斜視図である。
【図２０】同じくその傾斜部材と弾性金属板との装着状態を示す断面図である。
【図２１】この発明の第４実施形態を示す縦断面図である。
【図２２】この発明の第５実施形態を示す縦断面図である。
【図２３】同じくその要部の分解斜視図である。
【図２４】この発明の第６実施形態を示す縦断面図である。
【図２５】同じくその要部の分解斜視図である。
【図２６】この発明の第７実施形態を示す縦断面図である。
【図２７】同じくその要部の分解斜視図である。
【図２８】この発明の第８実施形態の要部を示す分解斜視図である。
【図２９】この発明の第９実施形態を示す縦断面図である。
【図３０】同じくその要部の分解斜視図である。
【図３１】この発明の第１０実施形態の要部を示す分解斜視図である。
【図３２】この発明の第１１実施形態のカセット挿入時の第１作動状態を示す説明図である。
【図３３】同じくその第２作動状態を示す説明図である。
【図３４】同じくそのカセット挿入完了時の状態を示す説明図である。
【図３５】同じくそのカセット引き出し時の第１作動状態を示す説明図である。
【図３６】同じくその第２作動状態を示す説明図である。
【図３７】同じくその検知レバーと加圧レバーとの関係を示す分解斜視図である。
【図３８】この発明の第１２実施形態のカセット挿入時の第１作動状態を示す説明図である。
【図３９】同じくその第２作動状態を示す説明図である。
【図４０】同じくそのカセット挿入完了時の状態を示す説明図である。
【図４１】同じくそのカセット引き出し時の第１作動状態を示す説明図である。
【図４２】同じくその第２作動状態を示す説明図である。
【図４３】同じくその第３作動状態を示す説明図である。
【図４４】同じくその検知レバーと加圧レバーとの関係を示す分解斜視図である。
【図４５】この発明の第１３実施形態及び第１４実施形態の構成に共通の要部を示す縦断面図である。
【図４６】この発明の第１３実施形態の給送ローラと分離ローラとの配置例を示す平面図である。
【図４７】同じくその構成を示す分解斜視図である。
【図４８】この発明の第１４実施形態の給送ローラと分離ローラとの配置例を示す平面図である。
【図４９】同じくその構成を示す分解斜視図である。
【図５０】この発明の第１５実施形態の要部を示す縦断面図である。
【図５１】同じくその斜視図である。
【図５２】同じくその傾斜部材を示す斜視図である。
【図５３】同じくその第１作動状態を示す説明図である。
【図５４】同じくその第２作動状態を示す説明図である。
【図５５】同じくその第３作動状態を示す説明図である。
【図５６】同じくその第４作動状態を示す説明図である。
【図５７】同じくその第５作動状態を示す説明図である。
【図５８】同じくその給紙待機状態を示す説明図である。
【図５９】この発明の第１６実施形態における傾斜部材抑え板を示す斜視図である。
【図６０】同じく第１６実施形態の第１作動状態を示す説明図である。
【図６１】同じくその第２作動状態を示す説明図である。
【図６２】同じくその第３作動状態を示す説明図である。
【図６３】同じくその第４作動状態を示す説明図である。
【図６４】同じくその第５作動状態を示す説明図である。
【図６５】同じくその給紙待機状態を示す説明図である。
【図６６】この発明の第１７実施形態を示す縦断面図である。
【図６７】この発明の第１８実施形態を示す縦断面図である。
【図６８】このシート材の給送装置を備えた画像形成装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
１：底板 ２：シート材
４：給送ローラ ６：傾斜部材
Ｐ：給紙圧 Ｑ：分離圧
Ｒｆ：シート材先端に作用する傾斜部材の傾斜面からの垂直抗力
Ｎ：ニップ形成部
Claims (9)
- シート材積載部材に積載されたシート材に圧接して該シート材を分離部へ繰り出す給送手段と、該給送手段にニップ形成部で圧接し前記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる傾斜面を備えた傾斜部材とを有するシート材の給送方法であって、
以下の条件式を満足する条件下で、前記給送手段によって前記シート材を前記分離部へ繰り出し、繰り出された前記シート材を前記傾斜部材の傾斜面により分離することを特徴とするシート材の給送方法。
Ｐ＞Ｒｆ・Ａ／（μ１−μｐ１２）
Ｐ＜Ｒｆ・Ａ／Δμｐ
Ａ＝ｓｉｎθｐ２＋μ２・ｃｏｓθｐ２
但し Ｐ：給紙圧
Ｒｆ：シート材の曲げ変形により、シート材先端に作用する傾斜部材の傾斜面からの垂直抗力
μ１：給送手段とシート材との間の摩擦係数
μ２：傾斜部材の傾斜面とシート材先端との間の摩擦係数
μｐ１２：シート材の１枚目と２枚目の間の摩擦係数
Δμｐ：シート材間の摩擦係数の差
θｐ２：給送手段のニップ形成部の接線と傾斜部材の傾斜面とのなす角度 - シート材積載部材に積載されたシート材に圧接して該シート材を分離部へ繰り出す給送手段と、該給送手段にニップ形成部で圧接し前記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる傾斜面を備えた傾斜部材とを有するシート材の給送方法であって、
以下の条件式を満足する条件下で、前記給送手段によって前記シート材を前記分離部へ繰り出し、繰り出された前記シート材を前記ニップ形成部により分離することを特徴とするシート材の給送方法。
Ｐ＞｛（Ａ／Ｂ）−μ１｝Ｑ／（μ１−μｐ１２）＋μ１・Ｒｆ・Ｂ／（μ１−μｐ１２）
Ｐ＜｛（Ａ／Ｂ）−μｐ１２｝Ｑ／Δμｐ＋μｐ１２・Ｒｆ・Ｂ／Δμｐ
Ａ＝ｓｉｎθｐ２＋μ２・ｃｏｓθｐ２
Ｂ＝ｃｏｓθｐ２−μ２・ｓｉｎθｐ２
但し Ｐ：給紙圧
Ｑ：分離圧
Ｒｆ：シート材の曲げ変形により、シート材先端に作用する傾斜部材の傾斜面からの垂直抗力
μ１：給送手段とシート材との間の摩擦係数
μ２：傾斜部材の傾斜面とシート材先端との間の摩擦係数
μｐ１２：シート材の１枚目と２枚目の間の摩擦係数
Δμｐ：シート材間の摩擦係数の差
θｐ２：給送手段のニップ形成部の接線と傾斜部材の傾斜面とのなす角度 - シート材積載部材に積載されたシート材に圧接して該シート材を分離部へ繰り出す給送手段と、該給送手段にニップ形成部で圧接し前記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる傾斜面を備えた傾斜部材とを有するシート材の給送方法であって、
以下の条件式を満足する条件下で、前記給送手段によって前記シート材を前記分離部へ繰り出し、繰り出された前記シート材を前記傾斜部材の傾斜面並びに前記ニップ形成部により分離することを特徴とするシート材の給送方法。
Ｐ＞Ｒｆ・Ａ／（μ１−μｐ１２）
Ｐ＜Ｒｆ・Ａ／Δμｐ
Ｐ＞｛（Ａ／Ｂ）−μ１｝Ｑ／（μ１−μｐ１２）＋μ１・Ｒｆ・Ｂ／（μ１−μｐ１２）
Ｐ＜｛（Ａ／Ｂ）−μｐ１２｝Ｑ／Δμｐ＋μｐ１２・Ｒｆ・Ｂ／Δμｐ
Ａ＝ｓｉｎθｐ２＋μ２・ｃｏｓθｐ２
Ｂ＝ｃｏｓθｐ２−μ２・ｓｉｎθｐ２
但し Ｐ：給紙圧
Ｑ：分離圧
Ｒｆ：シート材の曲げ変形により、シート材先端に作用する傾斜部材の傾斜面からの垂直抗力
μ１：給送手段とシート材との間の摩擦係数
μ２：傾斜部材の傾斜面とシート材先端との間の摩擦係数
μｐ１２：シート材の１枚目と２枚目の間の摩擦係数
Δμｐ：シート材間の摩擦係数の差
θｐ２：給送手段のニップ形成部の接線と傾斜部材の傾斜面とのなす角度 - 前記傾斜部材の傾斜面に前記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる角度を５０°乃至７０°に設定したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシート材の給送方法。
- シート材積載部材に積載されたシート材に圧接して該シート材を分離部へ繰り出す給送手段と、該給送手段に圧接し、前記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる傾斜面を備えた傾斜部材とを設け、前記傾斜部材は、前記給送手段との当接面を前記給送手段の軸線方向に沿う突条に形成し、下記の条件式を満足することを特徴とするシート材の給送装置。
Ｐ＞Ｒｆ・Ａ／（μ１−μｐ１２）
Ｐ＜Ｒｆ・Ａ／Δμｐ
Ａ＝ｓｉｎθｐ２＋μ２・ｃｏｓθｐ２
但し Ｐ：給紙圧
Ｒｆ：シート材の曲げ変形により、シート材先端に作用する傾斜部材の傾斜面からの垂直抗力
μ１：給送手段とシート材との間の摩擦係数
μ２：傾斜部材の傾斜面とシート材先端との間の摩擦係数
μｐ１２：シート材の１枚目と２枚目の間の摩擦係数
Δμｐ：シート材間の摩擦係数の差
θｐ２：給送手段のニップ形成部の接線と傾斜部材の傾斜面とのなす角度 - シート材積載部材に積載されたシート材に圧接して該シート材を分離部へ繰り出す給送手段と、該給送手段に圧接し、前記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる傾斜面を備えた傾斜部材とを設け、前記傾斜部材は、前記給送手段との当接面を前記給送手段の軸線方向に沿う突条に形成し、下記の条件式を満足することを特徴とするシート材の給送装置。
Ｐ＞｛（Ａ／Ｂ）−μ１｝Ｑ／（μ１−μｐ１２）＋μ１・Ｒｆ・Ｂ／（μ１−μｐ１２）
Ｐ＜｛（Ａ／Ｂ）−μｐ１２｝Ｑ／Δμｐ＋μｐ１２・Ｒｆ・Ｂ／Δμｐ
Ａ＝ｓｉｎθｐ２＋μ２・ｃｏｓθｐ２
Ｂ＝ｃｏｓθｐ２−μ２・ｓｉｎθｐ２
但し Ｐ：給紙圧
Ｑ：分離圧
Ｒｆ：シート材の曲げ変形により、シート材先端に作用する傾斜部材の傾斜面からの垂直抗力
μ１：給送手段とシート材との間の摩擦係数
μ２：傾斜部材の傾斜面とシート材先端との間の摩擦係数
μｐ１２：シート材の１枚目と２枚目の間の摩擦係数
Δμｐ：シート材間の摩擦係数の差
θｐ２：給送手段のニップ形成部の接線と傾斜部材の傾斜面とのなす角度 - シート材積載部材に積載されたシート材に圧接して該シート材を分離部へ繰り出す給送手段と、該給送手段に圧接し、前記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる傾斜面を備えた傾斜部材とを設け、前記傾斜部材は、前記給送手段との当接面を前記給送手段の軸線方向に沿う突条に形成し、下記の条件式を満足することを特徴とするシート材の給送装置。
Ｐ＞Ｒｆ・Ａ／（μ１−μｐ１２）
Ｐ＜Ｒｆ・Ａ／Δμｐ
Ｐ＞｛（Ａ／Ｂ）−μ１｝Ｑ／（μ１−μｐ１２）＋μ１・Ｒｆ・Ｂ／（μ１−μｐ１２）
Ｐ＜｛（Ａ／Ｂ）−μｐ１２｝Ｑ／Δμｐ＋μｐ１２・Ｒｆ・Ｂ／Δμｐ
Ａ＝ｓｉｎθｐ２＋μ２・ｃｏｓθｐ２
Ｂ＝ｃｏｓθｐ２−μ２・ｓｉｎθｐ２
但し Ｐ：給紙圧
Ｑ：分離圧
Ｒｆ：シート材の曲げ変形により、シート材先端に作用する傾斜部材の傾斜面からの垂直抗力
μ１：給送手段とシート材との間の摩擦係数
μ２：傾斜部材の傾斜面とシート材先端との間の摩擦係数
μｐ１２：シート材の１枚目と２枚目の間の摩擦係数
Δμｐ：シート材間の摩擦係数の差
θｐ２：給送手段のニップ形成部の接線と傾斜部材の傾斜面とのなす角度 - 前記傾斜部材の傾斜面に前記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる角度を５０°乃至７０°に設定したことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載のシート材給送装置。
- 請求項５乃至８のいずれか一項に記載のシート材の給送装置と、該シート材の給送装置から繰り出されたシート材に画像を形成する画像形成手段とを備えた画像形成装置。
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2002
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