JP2010089864A - シート給送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
温風や捌きエアを強力にすることなく、小さなスペースで、且つシート分離能力を向上させる。
【解決手段】
シート収納部１００に格納されるシートを搬送する搬送ローラ１０２に圧接し、搬送ローラの搬送方向とは逆方向に回転駆動される分離ローラ１０３を設ける。さらに、シート収納部１００に収納されるシートを過熱するヒータ６及びヒータ６が発生する熱に反応する熱反応線材５０１を設ける。そして、熱反応線材５０１によってヒータ６が発生する熱に反応した場合に、分離ローラ１０３の搬送ローラ１０２に対する加圧力を減じる加圧力調整機構５００を設ける。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、シート収容部に積載したシート束から１枚ずつ分離して給送するシート給送装置及びそれを用いた画像形成装置に関し、特にシート間の密着性の高いシートを分離、給送するシート給送装置及びそれを用いた画像形成装置に関する。

従来、複写機やプリンタ等の画像形成装置において、連続的に給送可能なカットシートは、通常、上質紙や複写機メーカー指定の普通紙に限られていた。このようなシートを１枚ずつ確実に分離して給送するために、従来から様々な分離方式が採用されている。

例えば、リタード分離方式がある。この方式では、まず、シート束の最上シートにピックアップローラを当接加圧させ最上シートからシートを繰り出す。そして、そのシート搬送方向下流に設けられ所定のトルクでシート搬送方向とは逆方向に駆動された分離ローラをフィードローラに所定の圧で当接させて重送を防止する。

さらに、フィードローラに摩擦部材を所定の圧で当接させて重送を防止するデュプロ方式等の様々な分離方式が採用されている。上述した方法でシートを確実に分離し給送するためには、例えばリタード方式の場合、その戻しトルクや加圧力を、給送すべきシートの摩擦力を考慮し、最適化することで、１枚ずつ確実に分離することが可能となっていた。

一方、近年では記録媒体の多様化に伴い超厚紙、ＯＨＰシート、アートフィルム等の他、カラー化の市場要求から白色度や光沢を出すためにシートの表面にコーティング処理を施したコート紙等のシートにも画像形成の要望が高まっている。

ところが、超厚紙の場合はその自重が搬送抵抗となってピックアップできずに不送りジャムとなってしまう。また、ＯＨＰシートやアートフィルムのように帯電しやすい樹脂材料からなるシートでは、低湿環境下に於いて、給送動作時にシート同士が擦れることによって、シート表面が徐々に帯電する。

このため、クーロン力によってシート同士が吸着し、ピックアップできなかったり、重送が発生したりする。また、表面に塗料等を塗布したコート紙では、特に高湿下の環境でシートを積載した場合、シート同士が吸着するという性質を持っているため、従来の給送分離方式ではやはり、ピックアップできなかったり、重送が多発したりする問題が生じる。これは、従来の分離方式がシート同士の摩擦力しか考慮されていないためである。

上記のような特殊なシートの場合はシート同士の摩擦力自体は先に述べた普通紙等と比較しても同等またはそれ以下である。しかし、低湿環境下での樹脂材シートの摩擦帯電による吸着力や、高湿環境下でのコート紙の吸着力は、シート同士の摩擦力よりもはるかに高い力で吸着しているので、従来の給送分離方式では分離しきれない。

上述したような非常に高い吸着を解くために、シート束の側面から空気を吹き付ける(以下「補助エア捌き手段」と称する)ことでシートを予め捌く給送方式がある。この補助エア捌き手段によりシート間の吸着を無くした状態で、上位シートより１枚ずつピックアップし、その下流に設けられた分離部でシートを１枚ずつに分離を行う給送方式を採用したものが印刷業界や、一部の複写機で採用されている。補助エア捌き手段を具備した給送方式では一般的に用いられる摩擦分離方式だけの装置に比べて、前述したような吸着力の高いシートであっても給送に先立ってシートを捌き、その吸着を解くので給送分離が可能である。

このような補助エア捌き手段を備えた給送方式に関連する提案は多数なされているが、一例として特許文献１の公報に開示されている装置がある。図12は、この装置の構成を示す図である。同図に示すように、給送装置155は、給送トレイ59に積載されたシートの側面に垂直の方向からエアを吹き付けるエア吹き付けるエア吹付手段71を有している。そして、エア吹付手段71から吹き出されるエアの流路をシート面に垂直な方向に移動させる流路移動手段157が設けられている。

特開平１１−００５６４３号

しかしながら、シート束の分離能力を向上させるために、捌きエアを強化すると、温風の熱やエア吹き付けによるシートの波うちなどが原因となって、画像の転写不良が生じてしまう。特に電子写真方式の画像形成装置においては、シート上の表面温度のムラ及びシート中の水分量のムラにより生じる画像の転写不良、更にシートの波うちによる画像の転写不良が生じ易い、という傾向がある。

また、上述したシート給送装置およびこれを備えた画像形成装置において、大きなエア吹付手段をカムで移動させる構成であり、移動のための駆動源、駆動伝達手段は必然的に大きなものになり、装置の大型化の原因にもなる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、温風や捌きエアを強力にすることなく、小さなスペースで、且つシート分離能力を向上させることが可能となるシート給送装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のシート給送装置は、複数のシートを収納するシート収納部と、前記シート収納部に収納されたシートを搬送する搬送ローラと、前記搬送ローラに圧接し、前記搬送ローラの搬送方向とは逆方向に回転駆動される、前記シートの多重搬送を防止するための分離ローラと、前記シート収納部に収納されたシートを暖めるためのシート加熱手段と、前記シート加熱手段の近傍に配置され、前記シート加熱手段の熱に反応する熱反応手段と、前記熱反応手段が熱に反応した場合に、前記分離ローラの前記搬送ローラに対する加圧力を減じる加圧力調整手段とを具備することを特徴とする。

本発明のシート給送装置にあっては、シート加熱手段に自動的に連動して、給送時の分離圧を下げる構成とすることで、分離能力を向上させるためのシート加熱手段との相乗効果が得られる構成とすることが可能となる。このため、より分離能力の高い、数多くのシートに対応したシート給送が可能となる。

次に本発明の一実施形態に係るシート給送装置について、これを備えた画像形成装置とともに図面を参照して説明する。

図１は、第１実施形態に係るシート給送装置を備えた画像形成装置の一例であるプリンタの断面図である。

[画像形成装置の全体構成]
同図において、1000はプリンタ（画像形成装置）であり、このプリンタ1000は、プリンタ本体1001と、プリンタ本体1001の上面に配された原稿を読み取るスキャナ2000とを備えている。ここで、スキャナ2000は、走査光学系光源201、プラテンガラス202、開閉する原稿圧板203、レンズ204、受光素子205、画像処理部206、画像処理部206にて処理された画像処理信号を記憶しておくためのメモリ部208等を備えている。

原稿を読み取る際には、プラテンガラス202の上に載置された不図示の原稿に走査光学系光源201によって光を照射することにより読み取るようにしている。そして、読み取った原稿像は画像処理部206により処理された後、電気的に符号化された電気信号207に変換されて作像手段たるレーザスキャナ111に伝送される。なお、画像処理部206にて処理され、符号化された画像情報を一旦メモリ部208に記憶させ、コントローラ120からの信号によって、必要に応じてレーザスキャナ111に伝送することもできる。

プリンタ本体1001は、シートＳを給送するシート給送装置1002と、シート給送装置1002により給送されたシートＳを画像形成部1005に搬送するシート搬送装置1004とを有する。さらに、プリンタ本体は、プリンタ1000を制御するための制御手段たるコントローラ120を備えている。また1003はオプションとして着脱自在なシート給送装置である大容量のペーパーデッキである。なお、ペーパーデッキ1003の要部構成はシート給送装置1002と対称となっているだけで、その機構及び作用は同じであるため詳細な説明は割愛する。

シート給送装置1002は、複数のシートＳを格納するシートカセット（シート収納部）100と、ピックアップローラ101と、搬送ローラ102及び分離ローラ103とからなる分離部を備えている。カセット100内のシートＳは所定のタイミングで昇降／回転するピックアップローラ101と、分離部との作用によって１枚ずつ分離給送されるようになっている。また、搬送ローラ102と分離ローラ103のシート搬送方向下流側近傍には給送センサ104が設けられており、そこでのシートＳの通過が検出できるように構成されている。

また各カセット100は仕切板106，107で仕切られており、所定の密閉度で密閉されている。そして、各密閉空間にはその空間における温度と湿度を検出することができる温湿度センサ108がそれぞれ配置されており、各空間における温湿度がそれぞれ独立に検出可能となっている。その他、給送部の構成については後で詳細に説明する。

シート搬送装置1004は、搬送ローラ対105と、レジスト前ローラ対130及びレジストローラ対110を有するレジストローラ部とを備えている。そして、シート給送装置1002から給送されたシートＳは搬送ローラ対105により、ガイド板によって構成されるシート搬送路109を通過した後、ガイド板によって案内され、この後、レジストローラ対110に導かれるようになっている。その後、シートＳは、レジストローラ対110に一旦突き当てられ、シート給送搬送時に発生する斜行を矯正された後、画像形成部1005に搬送される。

画像形成部1005は、感光ドラム112、レーザスキャナ111、現像器114、転写帯電器115、分離帯電器116等を備えている。そして、画像形成の際には、レーザスキャナ111からのレーザ光がミラー113によって折り返されて図１の時計回り方向に回転する感光ドラム上の露光位置112ａに照射されることにより、感光ドラム112上に潜像が形成される。さらにこのようにして感光ドラム上に形成された潜像は、この後、現像器114によってトナー像として顕像化されるようになっている。コントローラ120からの制御信号により、レーザ書き込み位置制御回路を介して、レーザ光の照射位置を変更することが可能であり、感光ドラム112上の長手方向、いわゆる主走方向の潜像形成位置が変更可能となっている。

なお、この感光ドラム上のトナー像は、この後、転写部112ｂにおいて、転写帯電器115によりシートＳに転写される。さらに、このようにトナー像が転写されたシートＳは、分離帯電器116により感光ドラム112から静電分離された後、搬送ベルト117により定着装置118に搬送されてトナー像の定着が行われ、この後、排出ローラ119によって排出される。また、定着装置118と排出ローラ119の間の搬送経路中に排出センサ121が設けられており、そこでのシートＳの通過が検出できるように構成されている
なお、本実施形態においては、プリンタ本体1001とスキャナ2000とは別体であるが、プリンタ本体1001とスキャナ2000とを一体としてもよい。また、プリンタ本体1001はスキャナ2000と別体でも一体でも、レーザスキャナ111にスキャナ2000の処理信号を入力すれば複写機として機能し、ＦＡＸの送信信号を入力すればＦＡＸとして機能する。さらに、パソコンの出力信号を入力すれば、プリンタとしても機能する。

逆に、スキャナ2000の画像処理部206の処理信号を、他のＦＡＸに送信すれば、ＦＡＸとして機能する。また、スキャナ2000において、原稿圧板203に変わって２点鎖線で示すような原稿自動送り装置250を装着するようにすれば、原稿を自動的に読み取ることもできる。

ペーパーデッキ1003は、プリンタ1000とは分離可能な構成となっており、主要部は、シート給送装置1002と同様である。画像形成装置を移動させる際、ペーパーデッキ1003は、画像形成装置から分離させて移動させることができる。ペーパーデッキの下部には、図中手前奥方向のそれぞれ１個ずつのキャスタ対が取り付けられている。

[シート給送装置]
次にシート給送装置1002の構成について、図２乃至図11を参照して説明する。

図２は、大サイズのシートを積載した場合のシート給送装置の平面図であり、図３は、小サイズのシートを積載した場合のシート給送装置の平面図であり、図４は図２に示すシート給送装置の主断面図である。

シートカセット100内にはシートＳの奥行き方向の位置を規制するためのサイド規制板前１、サイド規制板奥２が設けられている。これらはシートＳの奥行き方向のサイズに合わせてカセット100内でシート搬送方向と略直交する方向に移動可能な構成となっている。またシートＳの搬送方向後端位置を規制するための後端規制板３が設けられており、同様にシートＳのサイズに合わせてカセット100内でシート搬送方向に移動可能な構成となっている。サイド規制板奥２には送風口２ａ，２ｂが設けられており、それに連通してダクト９，12が設けられている。またダクト９，12の中にはそれぞれファン４，５が設けられており、ファン４，５によって送風口２ａ，２ｂを通じてシートＳにエアを吹き付けることができる構成となっている。ファン４，５はそれぞれファンドライバー回路（不図示）によってコントローラ120からの信号によってそれぞれ独立に駆動が可能となっている。

また、ファンと送風口２ａ，２ｂの間にはスイングモータ13によって昇降駆動が可能なシャッタ10，11が設けられている。このシャッタ10，11の作用によって送風口２ａ，２ｂから吹き付けるエアをスイングさせ、シートの捌き効果を高めることができる。

カセット100は、図４に示す、レール19，20に沿って図４の前奥方向(シート搬送方向と略直交する方向)に引き出し可能となっており、使用者がシートＳをセットする場合は装置本体から手前側へ引き出すことが可能となっている。またカセット100には、突起部100ａが設けられており、その対向する位置には、カセット着脱検知センサ17が設けられている。そして、カセット着脱検知センサ17の作用によって、カセット100が装置に装着されている状態か、もしくは引き出されている状態かを検知できるようになっている。さらにカセット100のレール19，20の近傍には、カセット100を装着した状態でロックするロック機構325，326が配置されている（図１〜図４では不図示）。

[カセットロック機構]

ロック機構325，326は、同様の構成なので図５を用いて、ロック機構325の構成を説明する。ロック機構325は、図５に示すようにフック爪328、ロックバネ327、ロック解除ソレノイド329から構成され、ロック時は、フック爪328がカセット100に固定されているロックコロ330ａにフックされている。

カセット100を引き出す時には、カセットの引き出しスイッチ（不図示）が押下されることにより、ロック解除ソレノイド329が動作する。そして、ロックバネ327に抗してフック爪328を動作させることでシート収納部のロックコロ330ａからフックを外し、引き出し可能な状態になる。

さらに、ロック機構325の近傍には、収納部押しバネ331が備えられている。収納部押しバネ331は、カセット100がシート給送装置1002にセットされた時、図５中矢印Ｂ方向に押し出す方向に力が働いている。したがって上記ロック機構325が解除された場合、カセット100は上記収納部押しバネ331により押し出されるようになっている。

上記ロック機構において、ロックコロ330ａを支持するロックコロ台330は長穴330ｂによりカセット100に固定されており、カセット100に対して前奥方向（図５中左右方向）に調整可能に取り付けられている。ロック機構326も325と同様の構成で、カセット100の左側に取り付けられており、カセット100に対して、前奥方向に調整可能に取り付けられている。

上記２つのロック機構を前奥方向に調整することで、カセット100をシート給送装置1002に対して平行に前奥方向に調整してセットすることもできるし、カセット100をシート給送装置1002に対して斜めに調整してセットすることもできる。カセット100をシート給送装置1002に対して斜めにセットすることが可能であれば、シート搬送パス内で、給送から画像形成までの搬送パスの間にシートを斜行させる傾向があった場合、その傾向に合わせて、カセット100の位置を調整することが可能になる。

[シート昇降構成]
カセット100内にはシートを積載するためのリフター台16が設けられており(図４参照)、図示しないリフターモータによって昇降自在となっている。そして、使用者がシートをセットするために、カセット100が装置から引き出されたら、該カセット着脱検知センサ17によってそれが検知される。そしてリフターモータはリフター台16が下限位置まで下降するように作用し、カセット100が装置に収納されたら、リフター台16が上昇するように構成されている。また、カセット100の上方にはシート面位置検知センサ15が設けられており、該シート面位置検知センサ15の信号によってリフターモータの制御が行われる。

つまり、カセット100収納時、リフターモータはリフター台16が上昇するように作用するが、該シート面位置検知センサ15によって適正なシート面高さが検知されるとリフターモータは停止し、適正なシート面高さを維持することができる。また、給送動作に伴い、シートＳが順次上から給送されていくと、シート面高さが徐々に下がっていく。そして該シート面位置検知センサ15がＯＦＦすると再度リフターモータをリフター台16が上昇する方向へ作用させ、常にシート面高さを一定範囲内に制御するように構成されている。

図４に示すようにカセット100のシートの給送方向先端側には、プレ分離板310が備えられている。プレ分離板310は、シートがピックアップローラ101でピックアップされた際、十分に分離できていないシートをくさび状にして搬送ローラ102及び分離ローラ103とからなる分離部に送り込む。

ところが、シート面位置検知センサ15で、シート面を検知する際、送風口２ａ，２ｂから送られるエアにより、シートを浮き上がらせて捌いているため、この浮き上がったシートを検知すると、想定している位置まで、リフター台16が上昇しない。また、シートによっては、エアを受けている時、シート端部が垂れ下がるように湾曲している。このとき、シート面位置検知センサ15で検知した高さよりシート端部が下がった状態であるため、通常時、シート端部は、プレ分離板310の傾斜部310ｂに当接しながら搬送される。

しかし、シート端部の下がり量が大きいと、プレ分離板310の鉛直面310ａに当接してしまうため、不送り等が発生してしまうことがある。このため、プレ分離板310の高さは調整式になっており、シート端部のシート面高さ位置に対して適切な位置に図４中、矢印Ａ方向に調整できるようになっている。

また、図６には、図４中矢印Ｂ方向から見た断面図を示す。図６において、プレ分離板は省いてある。シートが空気を吹き付けるエア捌き手段によるエアを受けている時、図６（ａ）に示すように、シートが搬送方向と直交する方向に湾曲することがある。この場合、エア捌き手段が動作していない時のシート高さｂに対し、シート面位置検知センサ15により検知されるシート面高さａに差ｈ１が発生してしまう。高さの差ｈ１が大きいと、垂れ下がった部分が、図４に示すプレ分離板の鉛直面310ａに突き当たってしまい、不送りジャムの原因となってしまう。さらに、シートが湾曲することで、サイド規制板奥２とシート端部の間に隙間Ｗ１が発生してしまうため、シートを図６（ａ）中、矢印Ａ方向の動きを規制することができなくなる。

そこで、ピックアップローラ101がシートをピックアップするため、シート上面に当接した時にシート面位置検知センサ15による検知を行うようにしている（図６（ｂ））。このため、シート面高さの差ｈ２をｈ１より小さくすることができ、さらに、サイド規制板とシートの隙間Ｗ２を上記隙間Ｗ１より小さくすることができる。これにより、シートの不送りジャムや、シートの搬送方向と直交する方向のズレ、斜行等の不具合を防ぐことができる。逆に、シート面位置検知センサ15により、検知を行う時に、ピックアップローラ101をシート上面に当接させるようにしてもよい。

図３に示すように、シート搬送方向に短いシートを搬送する際、搬送方向先端側のファンのみによって捌き動作を行う。しかし、送風口２ａからシート搬送方向の後端部までの距離が短いため、エアを当てた際、そのエアが、直進せずに、図３矢印Ａのように横方向に抜けてしまう。すると、シートを十分の裁くことができずに、重送等の原因になってしまう。

そこで、ファンの送風口２ａ，２ｂの間のシート上面近傍には、シート面押さえ部材320が配置されており、搬送方向に短いシートを搬送する際、シートの端部が浮き上がらないように押さえるようになっている。端部が押さえられることによって、捌きエアが、横方向に抜けずにシートの全域を捌くことができるようになる。また、このシート面押さえ部材320は、先端部320ａがコロ形状になっており、シート搬送方向には、抵抗にならないようになっている。さらに、上記押さえ部材は、揺動中心320ｂを中心に揺動可能となっており、シートが積載された初期状態からカール（湾曲）していた場合、シートを押さえ過ぎないようになっている。

[分離ローラの加圧力調整手段]
本実施形態のシート給送装置にあっては、加圧力調整手段により、搬送ローラ102に対して分離ローラ103が圧接する力である加圧力を、シートカセット内の温度に応じて調整し得るように構成している。次に、前記加圧力調整手段の構成について説明する。

図２、図３に示すように、一端を固定された熱反応線材501が、ワイヤ510と他端で連結され、滑車510ａ，510ｂを介して、減圧バネ520に連結される。

図７は、滑車510ａ及び510ｂなどを除き、概略的に加圧力調整手段500の構成を示す図である。すなわち、加圧力調整手段500は、ワイヤ510、減圧バネ（第２のバネ部材）520、リタードアーム（アーム部材）530、リタードバネ（第１のバネ部材）540により構成される。

減圧バネ520の一端はワイヤ510を介して熱反応線材501の一端に連結されている。減圧バネ520の他端はリタードアーム530に連結されている。すなわち、減圧バネ520は熱反応線材501とリタードアーム530との間に介挿される。また、リタードバネ540の一端はリタードアーム530に連結されており、他端は固定部材550ａに連結されて装置本体に固定される。リタードアーム530には、リタードバネ540により、回転中心530ａ中心に左回りの付勢力が加えられており、この付勢力が分離ローラ103に加わり、搬送ローラ102に対して所定の加圧力により当接している。そして、熱反応線材501が収縮すると、ワイヤ510を介して減圧バネ520が伸び、リタードアーム530に回転中心530ａを中心として右回りの力が与えられる。この力により分離ローラ103の搬送ローラ102に対する加圧力が減じられる。

熱反応線材501に用いられる材料は、Ｔｉ-Ｎｉ材やＴｉ-Ｎｉ-Ｃｕ系の形状記憶合金を原料にして、特定の運動方向に変形するよう設計された線状の合金（線状部材）が用いられる。

つまり、熱反応線材501は周囲の熱に反応する言わばアクチュエーターであり、本実施形態においては図８に示すように運動歪のヒステリシスが、シート加熱手段となるヒータ６の発熱温度である約70℃に設定してある。なお、熱反応線材501はヒータ６の熱を検出するためヒータ６の近傍に配置されている。

熱反応線材（熱反応手段）501は周囲の温度が40℃を超えると収縮をはじめ、50℃を超えた辺りから急激に収縮を行い、70℃付近で収縮が停止する。このときの収縮量は全長の10％程度であり、本実施形態においては100mmの熱反応線材を使用しているため、10mm収縮することとなる。この10mmの収縮動作により、減圧バネ520が10mm引っ張られ、この10mmに対するバネ定数を掛けた分、リタードアーム530を、回転中心530ａに対して図７の時計回り方向に回転させる力が発生する。すなわち、ヒータ６が発熱すると自動的に上記回転力が発生する仕組みとなっている。

シート分離部においては、同様に図７に示されるように、搬送ローラ102に対して、（図示しない）トルクリミッタを介して、搬送とは逆方向に回転駆動入力される分離ローラ103が配置される。分離ローラ103はリタードアーム530に回転可能に支持され、リタードバネ540によって搬送ローラ側に所定圧（リタード圧）Ｎがかかるよう、リタードバネ固定部を移動させることで調整されている。

シートの分離及び搬送能力は、前述のトルクリミッタの空転トルクＴとリタード圧Ｎによって決定される。一般に、トルクリミッタの空転トルクが大きいと分離能力が高く、同様にリタード圧Ｎが低いと分離能力が高くなる。

これは、上記条件が逆向きの駆動を与えられている分離ローラのシートに対する戻し力（分離力）が大きく作用する方向に寄与することによる。反面分離力を上げ過ぎると、搬送ローラ及び分離ローラのスリップが増加し、その結果、シートの搬送不良やローラ寿命が著しく低下するという特徴がある。

上記関係を、図９及び図10を用いて詳細に説明する。図９左側にシートの重送を防ぐための条件、右側にはシートを送るための条件をまとめている。

まずは、重送（多重搬送）を防ぐための条件について説明する。シート同士の摩擦係数をμｐ、分離ローラの加圧力をＮとすると、シートが重送する（２枚くっついたまま送られる）時の、シートの間に働く力は、μｐ・Ｎとなる。また、分離ローラの戻しトルクをＴ、半径をｒとすると、分離ローラに接するシートに対して働く戻し力は、Ｔ/ｒで表される。以上より、シートの重送を防ぐためには、上記戻し力が重送する力よりも勝ればよいわけで、結果として、

μｐ・Ｎ＜Ｔ／ｒ

これを変形して

Ｎ＜Ｔ／ｒ・μｐ ……５-Ａ式

という式が得られる。

次にシートを送るための条件について説明する。シートと搬送ローラの摩擦係数を、μｂとし、分離ローラの加圧力をＮとすると、搬送ローラがシートを送る力は、μｂ・Ｎで表される。シートを１枚送る際は、この力が、分離ローラによる戻し力、Ｔ/ｒよりも大きい必要があるため、

μｂ・Ｎ＞Ｔ/ｒ

これを変形して

Ｎ＞Ｔ/ｒ・μｂ ……５-Ｂ式

という式が得られる。

シート同士の摩擦係数、μｐと、搬送ローラとシートの摩擦係数、μｂは、μｂ＞μｐという関係が最低限ある（シートを送るための最低条件）。このため、Ｎについてまとめた２式（５-Ａ式及び５-Ｂ式）より、図10に示すように、縦軸にＮ、横軸にＴとしたグラフに対して、２つの線が得られ、この線の間で示される領域が、分離と搬送が両立した範囲（最適給送領域）となる。実際には部品の公差や耐久劣化などがあるため、その分を考慮し、分離条件の設定としては、Ｎ１及びＴ１を中央値としたＡの領域に設定される。

尚、Ｔは分離ローラに連結されるトルクリミッタの空転トルクの値と同じと考えて構わない。つまり、リタード圧Ｎが小さいほど分離能力は高く、またトルクリミッタの空転トルクＴが大きいほど同様に分離能力が高いことが、ここからも分かる。

しかしながら、分離能力を高めると、図10に示すように、スリップ領域に近づく。スリップ領域というのは、シートを送らない領域となるが、合わせて、シートとローラとの間でスリップが生じ易いことから、ローラの磨耗が生じ易い、つまりローラの寿命が短くなる領域であるとも言える。よって通常は、シート重送領域とシートを送らない（スリップ）領域に対して、それぞれ略等しいマージンを持ってＡの領域を設定することとなる。

本実施形態の給送装置においては、前に説明したヒータ６がＯＮとなることで、雰囲気温度が上昇し、その結果、熱反応線材501が収縮し、リタード圧を下げる方向に力が働くことになる。

上記動作に係る動作概要（フローチャート）を、図11に示す。実線が分離強化モード（リタード圧Ｄｏｗｎモード）、点線が通常モードである。

画像形成装置本体に配置された環境センサ701による情報検知又はユーザ設定704により給送コントローラ705において通常給送モードか分離強化給送（リタード圧Ｄｏｗｎ）モードかを選択する。環境センサ701による場合には、高湿乃至高温高湿環境の検知情報702が入力されると分離強化給送モードが選択され、通常環境の検知情報703が入力されると通常給送モードが選択される。

そして、分離強化モードと決定された場合、まずヒータをＯＮする（706）。その後、熱反応線材が縮む（707）ことにより、リタード圧が下がる（708）。この間、約10〜15秒程度の反応時間が生じる。その後、リタード圧ＤＯＷＮモードとして（709）、シート搬送を行う（710）。また、通常給送モードの場合は（711）、そのまま給送動作を行う（710）。リタード圧ＤＯＷＮモード終了後（712）、ヒータをＯＦＦ（713）する。その結果、約30秒程度経過後に熱搬送線材が所定（標準）長さに戻り（714）、リタード圧が元に戻る（715）。そして、次の給送動作を待ち受ける状態となる。

シート収納部のヒータ６は、庫内に温風を送ることで庫内の湿度を下げることで、シート近傍及び表面の水分を減らし、結果としてシート間の摩擦力を下げる働きがある。この機能によりシートの分離性を向上させているわけであるが、対応するシートの種類などによっては温風だけでは分離能力が足らない場合が生じるケースがある。

また、温風をシートに当て過ぎる、或いはより高温の温風をシートに当てるなどすると、シートに、表面温度のムラ及びシート中の水分量のムラが生じてしまい、その結果として、画像の転写不良が生じる場合がある。更に、温風を当てつづけ、シートの水分量が著しく抜けてしまうと、シートは波うちなど形状も変化してしまい、結果としてこの形状変化による画像の転写不良なども生じてしまう。ヒータに連動してリタード圧を自動的に下げる本構成を採用することにより、温風に加えて分離能力も自動的に向上するため、適度な温風の条件のもと、より安定した分離搬送が可能となる。

また、通常の温風が不要な環境の場合においては、それ程厳しい分離能力が求められない場合が多い。つまり、通常環境においては、図９及び図10で示される、μｐが小さく、シートの安定搬送領域が縦に長い構成となる。そのような場合には、通常のリタード圧を高めに設定し、分離能力を強化する必要がある場合、つまり環境やシートの特性によって、μｐが大きい値となる特定の場合に対してのみリタード圧が所定圧に下がるよう、熱反応線材501の自由長を決定すればよい。

この場合、通常使用状態におけるリタード条件の設定を、結果として給送ローラ寿命に対して優しい設定値とすることが可能となることから、よりローラ寿命の長いローラ構成とすることが可能となる。

尚、図７中のストッパ550ｂは、ある一定以上に分離圧が下がらないよう配置されている。これは、機械式のリミッタとしての機能を有し、ワイヤ510等が事故により引っ張られた場合などにも、分離部を守る働きを有している。

以上により、安定したエアの吹き付け構成と、より分離能力が必要なときのヒータとヒータに自動的に連動した分離圧可変構成によって、温風や捌きエアを強力にすることなく、小さなスペースで、且つシート分離能力を向上させて安定したシート搬送性能とローラ類の高寿命を実現している。

尚、本実施形態においては温風と連動した構成であるが、シート収納部の体積或いは使用するシートの種類に応じては、エアを必要とせず単にヒータのみでシート収納部内の水分量を制御し給送能力を確保できるケースがある。このような場合についても、単にファンを使用しないだけで、湿度コントロール、つまり湿度を下げて分離能力を確保するヒータに連動して、前述と同様の分離圧を下げる構成とする。このような構成とすることで、分離能力が必要な環境或いはシート種類時に、より安定したシート分離性能を得ることが可能となる。

本発明の実施の形態に係るシート給送装置を備えた画像形成装置の一例であるプリンタの断面図である。 図１に示すプリンタの、大サイズのシートを給送する場合のシート給送装置の平面図である。 図１に示すプリンタの、小サイズのシートを給送する場合のシート給送装置の平面図である。 図２に示すシート給送装置の断面図である。 図２に示すシート給送装置のカセット引き出しロック機構の側面図である。 図２に示すシート給送装置のエア吹付け時の側方断面図である。 加圧力調整手段の断面方向の模式図である。 図７に示す加圧力調整手段に用いられる熱反応線材の温度-収縮ひずみ曲線を示す図である。 シートの分離及び給送に関する関係を表す図である。 給送におけるリタード条件を示す図である。 本給送装置及び画像形成装置の動作フローを示す略図である。 従来の給送装置の構成を示す図である。

符号の説明

２ａ，２ｂ …送風口
４，５ …ファン
６ …ヒータ
９，12 …ダクト
10，11 …シャッタ
100 …シートカセット
1004 …シート搬送装置
1005 …画像形成部
101 …ピックアップローラ
102 …搬送ローラ
103 …分離ローラ
104 …給送センサ
105 …搬送ローラ対
112 …感光ドラム
500 …加圧力調整手段
501 …熱反応線材
510 …ワイヤ
510ａ，510ｂ …滑車
520 …減圧バネ
530 …リタードアーム

Claims (5)

1. 複数のシートを収納するシート収納部と、
   シートを搬送する方向に回転する搬送ローラと、
   前記搬送ローラに圧接し、前記搬送ローラによるシート搬送方向とは逆方向に回転駆動される分離ローラと、
   前記シート収納部に収納されたシートを暖めるためのシート加熱手段と、
   前記シート加熱手段の近傍に配置され、前記シート加熱手段の熱に反応する熱反応手段と、
   前記熱反応手段が熱で反応した場合に、前記分離ローラの前記搬送ローラに対する加圧力を減じる加圧力調整手段と
   を具備することを特徴とするシート給送装置。
2. 前記シート加熱手段は、
   熱を発生させるヒータと、
   前記ヒータによって暖められた空気を前記シート収納部に収納されているシートに吹き付けるファンと
   を有することを特徴とする請求項１記載のシート給送装置。
3. 前記熱反応手段は、
   前記ヒータの近傍に配置され、熱により歪を生じる線状部材であり、
   前記加圧力調整手段は、
   前記線状部材が熱により歪を生じた場合に、この歪により前記分離ローラの前記搬送ローラに対する加圧力を減じることを特徴とする請求項２記載のシート給送装置。
4. 前記線状部材は、熱により収縮する部材であり、
   前記加圧力調整手段は、
   前記分離ローラを回転可能に支持するアーム部材と、
   前記アーム部材を付勢し、前記分離ローラを所定の圧力で前記搬送ローラに圧接させるための第１のバネ部材と、
   前記アーム部材と前記線状部材との間に介挿され、前記線状部材が熱によって収縮すると前記第１のバネ部材によって生じる前記分離ローラの前記搬送ローラに対する加圧力を減じる第２のバネ部材と
   を有することを特徴とする請求項３記載のシート給送装置。
5. シート給送装置によりシートを給送して画像を形成する画像形成装置において、
   請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のシート給送装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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