JP2010058897A - シート材給送装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成にて、異音の発生，シート材の変形，不送りなどの分離給送時の不具合の発生を防止し得るシート材給送装置を提供する。
【解決手段】最上位の用紙Ｐに接触する一対の撓曲ローラ３を設け、給紙時に、撓曲ローラ３により最上位の用紙Ｐの表面を強固に掴むような状態にして、最上位の用紙Ｐを給送方向を軸として撓曲させ、最上位の用紙Ｐの先端縁の中央部を次位の用紙Ｐから離間する。次に、撓曲ローラ３の反時計回りの回転によって最上位の用紙Ｐを撓曲状態を維持したまま、摩擦分離部材４方向へ移動させる。摩擦分離部材４では、給送ローラ５が反時計回りに回転し、最上位の用紙Ｐの幅方向中央部を、給送ローラ５と分離パッド７とで挟持しながら給送方向下流側へ分離給送する。
【選択図】図２

Description

本発明は、用紙などのシート材に画像形成を行う画像形成装置に適用され、積載されたシート材を一枚ずつ分離給送するシート材給送装置に関するものである。

プリンタ，複写機などの画像形成装置において使用される記録媒体としてのシート紙を所定の部位へ一枚ずつ搬送するためのシート材分離給送方式の一つとして、最上位のシート材を撓ませ、次位以降のシート材が、その弾性から平面を保とうとする復元力を利用して分離給送する方式がある。

例えば、特許文献１には、ピックアップコロを正逆回転可能とし、通常の給紙制御ではピックアップコロを正回転させて底板に載置された最上位の転写紙を搬送して分離部に繰り出し、通紙直前にピックアップコロを逆回転して最上位の転写紙を搬送方向の後方側へずらし、下の転写紙との間に空気を入れてさばき効果を与える給紙装置が記載されている。

また、特許文献１では、転写紙を載置した底板の先端に、ピックアップコロとの当接部近傍の搬送方向手前側で凸状の屈曲部を設けることにより予め転写紙に変形の癖を与えておき、撓み変形し易くしている。この構成により転写紙間の搬送抵抗の低減を可能とし、良好で不送りや重送のない給紙装置の実現を図っている。

特許文献２には、給紙ローラと記録紙給紙カセットと記録紙の束を給紙ローラに押し上げて押し付ける付勢手段を有するホッパ板とを備えた給紙装置において、給紙ローラに連動しかつ先端に摩擦ゴムを有し、一枚目の記録紙を幅方向に挟み凸曲させるピックフィンと、記録紙の送出方向の中央に前記記録紙に生じた凸曲部よりも低くかつ記録紙の束よりも高い分離爪を設け、記録紙の送出方向の両端には記録紙の束よりも少し高くかつ前記分離爪よりも低く、僅かに後に当たる位置に返し爪を設けた給紙装置が記載されている。

そして、特許文献２では、記録紙束の最上部の記録紙は、中央部が凸曲している状態で送出方向へ押し出されるために中央分離爪を乗り越えて供給される。このため下の二枚目以降の記録紙の束は中央分離爪と返し爪によって送出方向にずれることが防止され、記録紙は印字記録装置に一枚だけ供給されることになる。

特許文献３には、積載台上の複数枚のシート状紙の最上位のシート状紙を吸引送出手段によって吸引して送出する構成の給紙装置において、積載台の上方に一対の紙係合部材を含む紙撓曲手段を配設し、一対の紙係合手段を最上位のシート状紙の上面に係合させた状態で相互に接近する方向に移動させ、最上位のシート状紙を撓曲させて上方に膨出させる給紙装置が記載されている。

そして、特許文献３では、最上位のシート状紙が撓曲されて上方に膨出すると、最上位のシート状紙とその直ぐ下方のシート状紙との間に十分な空間が生成され、かかる空間に紙浮上・分離手段の送風口からの送風が導入される。したがって、最上位のシート状紙がその直ぐ下方のシート状紙から充分確実に分離され、吸引送出手段によって吸引されて送出されることになる。
特開平１１−２９２３１６号公報 特許第２６９７６６４号公報 特開２００１−９７５８０号公報

前記従来技術において、特許文献１では、ピックアップコロを所定時間逆回転に駆動し、最上位のシート材を幅方向を軸として撓曲させて、さばき効果を与えて搬送抵抗の軽減化を図っている。しかし、さばき効果を与えた後に再び最上位のシート材を次位のシート材に押し付けながら分離部へ給送することから、新たな搬送抵抗が生じる惧れがあるという問題がある。

特許文献２では、ピックフィンによって最上位のシート材を給送方向を軸として撓曲させ、シート材束の搬送方向前方に設置された中央分離爪を乗り越えさせることによって、平面状態を保つ次位以降のシート材と分離するようにしている。しかし、シート材間の吸着力がシート材の復元力を上回り、最上位のシート材と次位のシート材とが同一形状に撓曲させられた場合には重送が生じるという問題がある。

特許文献３では、撓曲手段によって最上位のシート材と次位以降のシート材とを離間した後、シート材束先端に送風を行う紙浮上・分離手段と、表面に多数の吸引孔を持つ吸引送出手段とによって分離給送する構成にしている。しかし、送風機構や吸引機構を設置すると、装置の大型化や稼動時の騒音が問題となる。

シート材分離・給送方式としては、給送ローラなどからなる給送手段と、給紙手段に付勢さて圧接する分離パッドなどからなる分離手段とによって、シート材を挟持して一枚ずつ分離給送する摩擦分離方式が広く知られている。この方式は、シート材の弾性を利用した方式に比べて幅広いシート材対応力を持ちながら、簡易な構成であることが利点である。したがって、撓曲手段と摩擦分離手段とを併せて設置し、なおかつ小型化を図ることで、シート材給送装置を大型化せずとも分離性能を高めることができる。

しかし、摩擦分離方式ではシート材が給送手段と分離手段との間隙（分離ニップ）を通過する際に分離手段が振動し、シート材がその振動を増幅することにより異音が発生するという課題がある。

また、前記撓曲手段により撓曲させられたシート材が、分離ニップに適切な方向から進入しないと、シート材の先端が給送手段や分離手段の端面に突き当たり、シート材の耳折れが生じるという課題もある。

さらに、撓曲手段によって生じるシート材の撓曲形状はシート材の厚さや剛性で異なるので、シート材の進入を確実にするためには分離ニップの形状を可変的に構成することが望ましい。

そこで本発明は、前記従来技術の課題を解決し、簡易な構成にて、異音の発生，シート材の変形，不送りなどの分離給送時の不具合の発生を防止し得るシート材給送装置、および該シート材給送装置を搭載する画像形成装置を提供すること目的とする。

前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、シート材が積載されるシート材積載部材と、該シート材積載部材に積載されたシート材に接触してシート材を給紙する給紙部材とを備えたシート材給送装置において、前記シート材積載部材に積載された最上位のシート材に接触して、該最上位のシート材の先端縁中央部が次位のシート材または前記シート材積載部材から離間するように前記最上位のシート材を撓ませる撓曲部材と、前記撓曲部材から給紙されたシート材の中央部を、給送部材と該給送部材に圧接する分離部材とにより挟持して一枚ずつ分離給送する摩擦分離部材とを備えたことを特徴とし、この構成によって、撓曲部材でシート材の弾性を利用した一次分離を行い、摩擦分離部材でシート材と給送部材と分離部材間それぞれの摩擦係数の差を利用した二次分離を行うことによって、従来技術よりも確実に重送を防止することができ、しかも、シート材が撓曲した状態を維持しながら摩擦分離を行うことにより、摩擦分離部で発生する振動をシート材が増幅する作用を抑えることができるため、摩擦分離時の異音の発生を抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載のシート材給送装置において、給紙部材と撓曲部材とが同一部材であることを特徴とし、この構成によって、部品点数が減り、コストを削減することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載のシート材給送装置において、一対の撓曲部材を、給紙方向に直交する方向に対向させ、シート材積載部材の上方かつ積載されたシート材の中央部を外した位置に設置したことを特徴とし、この構成によって、撓曲部材によりシート材の中央部が曲がるように撓ませることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３いずれか１項記載のシート材給送装置において、一対の撓曲部材を、互いに近接する方向に移動可能にしたことを特徴とし、この構成によって、撓曲部材の移動により容易にシート材を中央部が曲がるように撓ませることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１記載のシート材給送装置において、摩擦分離部材を給送部材と該給送部材に圧接する分離部材とから構成し、分離部材における給送部材に対向する面の給紙方向に直交する幅方向の中央部を端部よりも給送部材側に突出するように形成したことを特徴とし、この構成によって、分離部材が給送部材に対向する面を撓曲されたシート材の先端形状に沿うように形成することにより、撓曲されたシート材が分離ニップへ進入しやすくなり、従来のようなシート材先端が分離部材の端面に突き当たることにより生じる耳折れなどの問題を防ぐことができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１または５記載のシート材給送装置において、摩擦分離部材をローラ状の給送部材と該給送部材に圧接する分離部材とから構成し、給送部材における分離部材に対向する面の給紙方向に直交する幅方向の端部を中央部よりも分離部材側に突出するように形成したことを特徴とし、この構成によって、撓曲されたシート材が分離ニップへ進入しやすくなり、従来のようなシート材先端が給送部材の端面に突き当たることにより発生する耳折れなどの問題を防ぐことができる。また、分離部材と給送部材が対向する面で形成する分離ニップの面積を大きくすることができるため、分離性が向上する。

請求項７に記載の発明は、請求項１，５または６記載のシート材給送装置において、摩擦分離部材において、給送部材をローラ部材とし、分離部材を平板状の分離パッド部材としたことを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項１，５または６記載のシート材給送装置において、摩擦分離部材において、給送部材と分離部材とをローラ部材としたことを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項１，５〜８いずれか１項記載のシート材給送装置において、分離部材を弾性材により構成したことを特徴とし、この構成によって、シート材の撓曲形状がシート材の厚さや剛性で異なるため、分離部材が撓曲されたシート材の先端形状に沿うように弾性変形することにより、シート材先端が分離部材の端面に突き当たるために発生する耳折れや不送りなどを防ぐことができる。

請求項１０に記載の発明は、シート材給送部から給送されるシート材に対して画像形成部にて画像形成を行う画像形成装置において、前記シート給送部として請求項１〜９いずれか１項記載のシート材給送装置を設置したことを特徴とし、この構成によって、良好な分離給紙によるシート材搬送により、各種シート材への対応性に優れた信頼性のある画像形成が行われる。

本発明に係るシート材給送装置によれば、撓曲部材でシート材の弾性を利用した一次分離を行い、摩擦分離部材でシート材と給送部材と分離部材間それぞれの摩擦係数の差を利用した二次分離を行うことによって、従来技術よりも確実に重送を防止することができ、しかも、シート材が撓曲した状態を維持しながら摩擦分離を行うことにより、摩擦分離部で発生する振動をシート材が増幅する作用を抑えることができるため、摩擦分離時の異音の発生を抑制することができるなど、簡易な構成にて、異音の発生，シート材の変形，不送りなどの分離給送時の不具合の発生を防止し得るシート材給送装置が実現する。

また、本発明に係るシート材給送装置を搭載した画像形成装置によれば、良好な分離給紙によるシート材搬送により、各種シート材への対応性に優れた信頼性のある画像形成が行われる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係る画像形成装置の実施形態の概略構成図であり、本画像形成装置において、装置本体１の下部に、シート材である用紙Ｐが積載されるシート材積載部材である給紙カセット２が一対設置されており、各給紙カセット２には、積載されている用紙Ｐに接触して、上位の用紙Ｐから給紙する給紙部材兼撓曲部材である後述する撓曲ローラ３が設けられている。各給紙カセット２において撓曲ローラ３から給紙される用紙Ｐは、各給紙カセット２における給送側にそれぞれ設置された摩擦分離部材４へ送られ、一枚ずつ分離給送される。摩擦分離部材４により給送された用紙Ｐは、用紙搬送路９に設けられた搬送ローラ１０によりレジストローラ１１へ搬送され、レジストローラ１１により感光体１２，トナー現像部１３，レーザ光Ｌによる露光部１４などからなる画像形成ユニット部１５における転写部１６へ給紙され、表面にトナー像が転写される。

トナー像が転写された用紙Ｐは、定着部１７にて加圧加熱され定着処理を受けた後、排紙ローラ１８により装置本体１上部の排紙トレイ部１９に排出される。

図２は本発明に係るシート材給送装置の実施形態１を一部破断して示す斜視図、図３（ａ）〜（ｃ）は図２のシート材給送装置における動作説明用の断面図、図４は本実施形態における摩擦分離部材を給送方向下流側から見た図である。

上面が開放された筺状の給紙カセット２内には、平板材からなる用紙積載台２０が設けられ、用紙積載台２０は支点２１で給紙カセット２の側面に回動自在に装着されている。給紙カセット２と用紙積載台２０間には、図３に示すように、回動可能なレバー２２が設置され、用紙積載台２０の昇降を制御する。

撓曲ローラ３は、用紙Ｐおよび給紙カセット２の幅方向中央に対して所定の距離をおいて対向設置された一対のアーム部材２３に設けられている。撓曲ローラ６の表面は、ゴムなどの用紙Ｐに対して摩擦係数の高い材料によって形成されている。

また、撓曲ローラ３とアーム部材２３とからなる一対の用紙係合部材２４は、装置本体１内のフレームに設けられた移動手段（図示せず）によって、用紙Ｐの両側部から互いに近接する方向に移動可能になっており、さらに、図示しない接離手段によって、撓曲ローラ３が、最上位の用紙Ｐの表面に接触した状態と離間した状態とになるように、積載された用紙Ｐ（給紙カセット２０）に対して移動可能になっている。

図３に示すように、摩擦分離部材４は、撓曲ローラ３に対して給送方向下流側に設置され、給送部材である給送ローラ５と、該給送ローラ５にスプリング６により弾接付勢されて圧接する分離パッド７からなる分離部材８とにより構成されており、分離パッド７は、摩擦部材として弾性材などの高い摩擦係数を有する材料から形成され、受台としての分離部材８に貼着されている。

分離部材８は、スプリング６によって給送ローラ５に向けて付勢されており、給送ローラ５と分離パッド７とが圧接する面が分離ニップＮとして形成される。

図４に示すように、分離部材８の分離パッド７の貼付面は、幅方向の端部よりも中央部８ａが給送ローラ５側に突出するように形成されている。したがって、分離部材８に設けられた分離パッド７も同様に幅方向中央で給送ローラ５側に突出した形状となる。

図３（ａ）〜（ｃ）を参照して、本シート材給送装置の動作を説明する。

まず、給送開始前に用紙積載台２０がレバー２２によって上昇し、用紙積載台２０に積載された最上位の用紙Ｐが撓曲ローラ３に接する高さに固定される（図３（ａ））。

給送動作が開始すると、最上位の用紙Ｐに接触する撓曲ローラ３は、図示しない移動手段によって互いに近接する方向に移動させられる。撓曲ローラ３の表面が摩擦係数の高い材料によって形成されているため、用紙Ｐの表面を強固に掴むような状態になり、図２に示すように、用紙Ｐは給送方向を軸として撓曲させられる。次位の用紙Ｐには、撓曲ローラ３が最上位の用紙Ｐに与える力が用紙間の摩擦によって軽減されて伝達されるが、次位の用紙Ｐの弾性力が勝るために平面形状を保つ。したがって、最上位の用紙Ｐの先端縁の中央部が次位の用紙Ｐあるいは用紙積載台２０（給紙カセット２）から離間する（図３（ｂ））。

次に、撓曲ローラ３が図示しない駆動手段によって図３において反時計方向に回転し、最上位の用紙Ｐが撓曲状態を維持したまま、摩擦分離部材４方向へ移動させられる（図３（ｃ））。また、給送ローラ５も図示しない駆動手段によって図３中で反時計方向に回転し、最上位の用紙Ｐの幅方向中央部を給送ローラ５と分離パッド７とで挟持しながら給送方向下流側へ分離給送する。

最上位の用紙Ｐの後端が撓曲ローラ３を過ぎると、各用紙係合部材２４が互いに離間する方向へ移動し、撓曲ローラ３は給送開始前の用紙側部の待機位置に戻る。

本実施形態では、分離パッド７は幅方向中央で給送ローラ５側に突出した形状となっているので、撓曲した用紙Ｐの形状と略同形状となり、用紙Ｐの先端が分離ニップＮへスムーズに進入し、従来のように、用紙Ｐの先端が分離ニップＮに進入する際に分離部材８の端面に突き当たるなどして、耳折れや不送りを発生することを防止することができる。

また、最上位の用紙Ｐが分離ニップＮを通過する際に、分離部材８が振動する惧れがあるが、用紙Ｐは撓曲させられているため分離部材８から伝わる振動を増幅しにくく、異音の発生を抑えることができる。

さらに、２枚の用紙Ｐが撓曲された状態で重送された場合は、摩擦分離部材４によって公知のように最上位の用紙Ｐのみを分離するため、用紙Ｐは一枚ずつ給紙搬送される。

図５は実施形態１における摩擦分離部材の変形例を給送方向下流から見た図である。なお、以下の説明において、図４にて説明した部材に対応する部材については同一の符号を付して説明を省略する。

図５に示す構成例では、分離部材８の分離パッド７を幅方向中央で給送ローラ５側に突出した形状にすると共に、給送ローラ５の幅方向中央部の外径が両端部の外径よりも小さくなるように形成している。

このようにして、撓曲した用紙Ｐの先端が給送ローラ５や分離部材８の端面に突き当たらないようにしたことにより、図４に示す摩擦分離部材と同様、あるいはより効果的に用紙Ｐの耳折れや不送りの発生を防止することができる。

図６は実施形態１における摩擦分離部材の他の変形例を給送方向下流から見た図である。なお、以下の説明において、図５にて説明した部材に対応する部材については同一の符号を付して説明を省略する。

図６に示す構成例では、分離部材８と分離パッド７との間にスポンジなどのしなやかな変形特性を持つ弾性部材２５を挟み込んだ構成となっている。弾性部材２５は幅方向中央部が給紙ローラ５側に突出した形状となっている。

図６に示す構成例において、最上位の用紙Ｐが分離ニップＮへ進入すると、弾性部材２５の存在により分離パッド７は、用紙Ｐ先端の撓曲形状に沿って変形しやすくなり、このため、用紙Ｐの先端が分離部材８の端面に突き当たりにくく、耳折れや不送りの発生を防止することができる。

図７は本発明に係るシート材給送装置の実施形態２の概略構成を示す断面図であって、既に説明した実施形態１の部材に対応する部材には同一の符号を付して説明を省略する。

図７に示すように、本実施形態にかかるシート材給送装置において、摩擦分離部材４として公知のＦＲＲ分離方式の構成を採用している。すなわち、給送ローラ５と、トルクリミッタ２７を介して逆回転駆動されかつ給送ローラ５に圧接する分離ローラ２８とを設けた構成にしている。分離ローラ２８は給送ローラ５と同程度の摩擦係数を有するようにゴムなどで形成される。

前記構成において、給送ローラ５と分離ローラ２８間の分離ニップＮに撓曲された用紙Ｐが一枚入った場合には、用紙Ｐと給送ローラ５間および用紙Ｐと分離ローラ２８間の摩擦力がトルクリミッタ２７のトルクに勝り、分離ローラ２８が給送方向へ連れ回ることになるため用紙Ｐはそのまま給送される。しかし、分離ニップＮに用紙が二枚以上入った場合には、用紙間の滑りなどによりトルクリミッタ２７のトルクが下位の用紙と分離ローラ２８間の摩擦力に勝り、分離ローラ２８が給送方向に対して逆回転して下位の用紙が給紙されない。よって、最上位の用紙のみが給送ローラ５により給送され、重送を防止することができる。

本発明は、プリンタ，複写機などの画像形成装置のシート材給送装置に適用され、画像形成装置以外にも、積載されたシート材を確実に分離給送することが要求される装置に搭載して有効である。

本発明に係る画像形成装置の実施形態の概略構成図 本発明に係るシート材給送装置の実施形態１を一部破断して示す斜視図 （ａ）〜（ｃ）は図２のシート材給送装置における動作説明用の断面図 図２のシート材給送装置における摩擦分離部材を給送方向下流側から見た図 実施形態１における摩擦分離部材の変形例を給送方向下流から見た図 実施形態１における摩擦分離部材の他の変形例を給送方向下流から見た図 本発明に係るシート材給送装置の実施形態２の概略構成を示す断面図

符号の説明

２ 給紙カセット
３ 撓曲ローラ
４ 摩擦分離部材
５ 給送ローラ
６ スプリング
７ 分離パッド
８ 分離部材
８ａ 分離部材の中央部
１５ 画像形成ユニット部
２０ 用紙積載台
２３ アーム部材
２４ 用紙係合部材
２５ 弾性部材
２７ トルクリミッタ
２８ 分離ローラ
Ｐ 用紙
Ｎ 分離ニップ

Claims (10)

1. シート材が積載されるシート材積載部材と、該シート材積載部材に積載されたシート材に接触してシート材を給紙する給紙部材とを備えたシート材給送装置において、
   前記シート材積載部材に積載された最上位のシート材に接触して、該最上位のシート材の先端縁中央部が次位のシート材または前記シート材積載部材から離間するように前記最上位のシート材を撓ませる撓曲部材と、
   前記撓曲部材から給紙されたシート材の中央部を、給送部材と該給送部材に圧接する分離部材とにより挟持して一枚ずつ分離給送する摩擦分離部材とを備えたことを特徴とするシート材給送装置。
2. 前記給紙部材と前記撓曲部材とが同一部材であることを特徴とする請求項１記載のシート材給送装置。
3. 一対の前記撓曲部材を、給紙方向に直交する方向に対向させ、前記シート材積載部材の上方かつ積載されたシート材の中央部を外した位置に設置したことを特徴とする請求項１または２記載のシート材給送装置。
4. 一対の前記撓曲部材を、互いに近接する方向に移動可能にしたことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載のシート材給送装置。
5. 前記摩擦分離部材を前記給送部材と該給送部材に圧接する分離部材とから構成し、前記分離部材における前記給送部材に対向する面の給紙方向に直交する幅方向の中央部を端部よりも前記給送部材側に突出するように形成したことを特徴とする請求項１記載のシート材給送装置。
6. 前記摩擦分離部材を前記給送部材と該給送部材に圧接する分離部材とから構成し、前記給送部材における前記分離部材に対向する面の給紙方向に直交する幅方向の端部を中央部よりも前記分離部材側に突出するように形成したことを特徴とする請求項１または５記載のシート材給送装置。
7. 前記摩擦分離部材において、前記給送部材をローラ部材とし、前記分離部材を平板状の分離パッド部材としたことを特徴とする請求項１，５または６記載のシート材給送装置。
8. 前記摩擦分離部材において、前記給送部材と前記分離部材とをローラ部材としたことを特徴とする請求項１，５または６記載のシート材給送装置。
9. 前記分離部材を弾性材により構成したことを特徴とする請求項１，５〜８いずれか１項記載のシート材給送装置。
10. シート材給送部から給送されるシート材に対して画像形成部にて画像形成を行う画像形成装置において、
    前記シート給送部として請求項１〜９いずれか１項記載のシート材給送装置を設置したことを特徴とする画像形成装置。

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