JP2012056711A - シート搬送装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】吸着ベルト31と吸着ベルト31を張架する2つの張架ローラとを備えた吸着ベルトユニット40を、シート搬送方向下流側の張架ローラである駆動ローラ33を支点に揺動可能に支持する給紙ユニットを設けた。また、給紙ユニット30は、従動ローラ33よりも、シート搬送方向上流側を支点に揺動自在に設けた。さらに、吸着ベルトユニット40の揺動範囲を変更する揺動範囲変更機構60を設けた。
【選択図】図9
Description
図11は、特許文献1に記載のシート搬送装置100の模式図である。図11(a)は、待機状態のときの状態を示した図であり、図11(b)は、シートを吸着ベルトに吸着させるときの状態を示した図であり、図11(c)は、シートを搬送するときの状態を示した図である。
図12は、先願のシート搬送装置を示す模式図である。図12(a)は、シートを吸着ベルト130に吸着させるときの状態を示した図であり、図12(b)は、シートを搬送するときの状態を示した図である。
図に示すように、シート搬送装置100は、給紙手段たる給紙ユニット120を備えている。給紙ユニット120は、第1張架ローラである駆動ローラ130A、第2張架ローラである従動ローラ130B、および、これらローラに張架された吸着ベルト130を有する吸着ベルトユニットと、この吸着ベルトユニットを揺動可能に支持する側板150と有している。側板150には長穴150bが設けられており、この長穴150bに従動ローラ130Bを回転自在に支持し、駆動ローラ130Aを側板150に回転自在に支持している。側板150は、従動ローラ130Bよりもシート搬送方向上流側に設けられた回転軸150aに固定され、回転軸150aには不図示の駆動手段に接続されている。不図示の駆動手段により回転軸150aが、反時計回りに回動すると、側板150が、反時計回りに回転する。すると、図12(a)の状態から駆動ローラ130Aは、側板150とともにシート束Sから離間する方向へ移動する。一方、従動ローラ130Bは、自重によりシート束Sの上面から動かず、側板150に対して相対的にシート束方向へ移動する。これにより、吸着ベルト130(吸着ベルトユニット)は、従動ローラ130Bの回転中心を中心にして、揺動するような動きをとり、吸着ベルト130に吸着したシートが、吸着ベルト130の従動ローラ130Bに巻き回された部分を支点にして湾曲する。その結果、吸着ベルト130に吸着したシートに復元力が働き、最上位シートS1のみを吸着ベルト130に吸着させ、2番目のシートをシートの復元力により分離させることができる。
また、請求項2の発明は、請求項1のシート搬送装置において、上記所定の条件は、シートの種類および/または環境条件であることを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項2のシート搬送装置において、上記変更手段は、上記第1の剛性を有するシートよりも高い剛性シートを搬送するとき、上記第1の剛性を備えるシートを搬送するときの上記吸着ベルトユニットの揺動範囲よりも小さくなるよう、上記吸着ベルトユニットの揺動範囲を変更することを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項2または3のシート搬送装置において、上記変更手段は、湿度検出手段によって検出される湿度が、第1の湿度よりも高い湿度のとき、上記第1の湿度ときの上記吸着ベルトユニットの揺動範囲よりも小さくなるよう、上記吸着ベルトユニットの揺動範囲を変更することを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項1乃至4いずれかのシート搬送装置において、上記変更手段は、駆動手段と、駆動手段から駆動力が伝達される駆動ギヤと、該駆動ギヤと噛み合い、上記第2張架ローラの軸に取り付けられたラックとを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項5のシート搬送装置において、上記給紙手段の揺動の支点と同軸上に上記駆動ギヤに駆動力を伝達するための駆動伝達部材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項6のシート搬送装置において、上記駆動伝達部材から上記駆動ギヤへの駆動伝達をタイミングベルト介して行うことを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、シートに画像を形成する画像形成手段と、積載されたシート束から最上位シートを分離し、上記画像形成手段へシートを搬送するシート搬送手段とを備えた画像形成装置において、上記シート搬送手段として、請求項1乃至7いずれかのシート搬送装置を用いたことを特徴とするものである。
なお、本発明は、本実施形態の画像形成装置に限らず、例えばインクジェット方式の画像形成装置などにも適用することができることは言うまでもない。
この複写機10は、原稿トレイ11aに載置された原稿束から原稿を1枚ずつ分離して原稿読取部12上のコンタクトガラスに自動給紙する自動原稿搬送装置11と、自動原稿搬送装置11によってコンタクトガラス上に搬送された原稿を読み取る原稿読取部12と、給紙部13から給紙された記録材シート(シート材)に対して、原稿読取部12によって読み取った原稿画像に基づいて画像を形成する画像形成手段たる画像形成部14とを備えている。給紙部13は、複数枚のシートが積層されたシート束Sを収容していて、このシート束Sからその最上位に位置する最上位シートS1を画像形成部14に給紙する。なお、本実施形態では、画像形成部14と給紙部13とは分割可能となっている。
画像が転写されたシートS1は、その後に定着器20に搬送され、熱と圧力によって画像がシートS1に定着される。その後、シートS1は、排紙ローラ対21により排紙トレイ22へ排出される。
給紙部13は、複数枚のシートを積載して収容するシート材収容部としての給紙カセット15と、給紙カセット15上の複数枚のシートからなるシート束Sから最上位に位置する最上位シートS1を分離して搬送するシート搬送装置90とを含んで構成されている。なお、図2は、シート搬送装置90のうち、吸着ベルトユニット40のみを示している。シート搬送装置90によって分離給紙されたシートS1は、搬送路17(図1参照)に送り出される。そして、レジストローラ対18により所定のタイミングで転写ローラ19による転写位置へ搬送される。
このように、生産性やシートの種類により良好な分離性が得られない場合があった。
図に示すように、本実施形態のシート搬送装置90は、給紙手段たる給紙ユニット30を備えている。給紙ユニット30は、第1張架ローラとしての駆動ローラ32と、第2張架ローラとしての従動ローラ33と、駆動ローラ32と従動ローラ33とに張架される吸着ベルト31とからなる吸着ベルトユニット40を備えている。また、駆動ローラ32を支点に吸着ベルトユニット40を揺動可能に支持する側板35を備えている。従動ローラ33は、不図示のスプリングにて図中左方向へ付勢されており、吸着ベルト31に張力をかけている。吸着ベルト31は108Ωcm以上の抵抗を有する誘電体で構成されており、例えば、厚さ100μm程度のポリエチレンテレフタレート等のフィルムで構成されている。また、吸着ベルト31は、抵抗が108Ω・cm以上の誘電体からなる表層と、抵抗が106Ω・cm以下の導体からなる裏層とを有する2層構造としてもよい。吸着ベルト31を上記のような2層構造とすることで、裏層を接地された対向電極として使用することができ、吸着ベルト31に電荷を与える帯電手段としての電極部材34を、吸着ベルト31の表層に接した位置であればどこでも設けることができる。また、駆動ローラ32は抵抗値が106Ωcmの導電性ゴム層が表面に設けられ、従動ローラ33は金属ローラである。駆動ローラ32及び従動ローラ33はともに接地されている。駆動ローラ32は吸着ベルト31からシートを曲率により分離するのに適した小径にされている。すなわち、駆動ローラ32の径を小さく設定して曲率を大きくすることにより、吸着ベルト31に吸着されて搬送されたシートが、駆動ローラ32から離れて搬送方向下流側の不図示のガイド部材により形成される搬送路に入ることができるようになっている。また、駆動ローラ32は、不図示の駆動モータにより電磁クラッチを介して給紙信号に応じて間欠的に駆動されるよう構成されている。駆動ローラ32、従動ローラ33は、給紙ユニット30の側板35に回転自在に支持されている。側板35は、回転軸36に回転自在に固定されている。
吸着ベルト31の表面には、吸着ベルト31の表面を帯電させる帯電手段としてのブレード状の電極部材34が当接している。電極部材34は、交流を発生する帯電電源38に接続されている。なお、本実施形態では、帯電手段としてブレード状の電極部材34を用いているが、図5に示すようなローラ状の電極部材134を用いてもよい。また、図6に示すように、電極部材34の吸着ベルト31の回転方向上流側で、かつ、シート束Sと吸着ベルト31の分離位置より下流側に、交番電源である除電電源140に接続された除電電極39を吸着ベルト31に当接又は近接して設置してもよい。また、図6に示す吸着ベルト31は、誘電体からなる表層31aと、導体からなる裏層31bとを有する2層構造としたものである。
[帯電動作]
給紙ユニット30は通常、図3(b)の位置にて待機しており、給紙信号が入ると、電磁クラッチが入り、駆動ローラ32が回転駆動され、吸着ベルト31を無端移動させる。次に、無端移動する吸着ベルト31に電極部材34を介して帯電電源38より交番電圧を印加し、吸着ベルト31の表面に交流電源周波数と吸着ベルト31の周動速度に応じたピッチ(ピッチは2mm〜15mm程度とするのがよい)で交番する電荷パターンを形成する。帯電電源38は交流の他直流を高低交互の電位に変化させたものでもよく、本実施形態では、吸着ベルト31の表面に対して3〜4KV(±1.5〜±2.0)の振幅を持った交流を印加している。
上記したように、吸着ベルト31に電荷パターンを形成したら、ラック&ピニオン形式のシート押上装置41(図7参照)により底板42を上昇させる。また、これと前後して、給紙ユニット30を図中時計回りに回転させ、図3(a)に示す吸着ベルト31当接位置へ移動させる。このとき、従動ローラ33は、長穴37の下端と当接している。底板42が上昇していくと、シート束Sの最上位シートS1が従動ローラ33と当接する。さらに、底板42を上昇させ、従動ローラ33を押し上げていくと、長穴37に案内されながら、従動ローラ33が上方へ移動して、ベルトユニット40が図中時計回りに回動する。そして、従動ローラ33が、長穴37の上端に当接するタイミングでシート検出手段65がシート束の最上位シートS1が、所定の位置にきたことを検知し、底板42の上昇が停止する。このとき、吸着ベルト31のシート束Sの上面と対向する部分が、シート束の最上位シートS1と当接する。
図3(a)に示す状態にて所定時間待機し、吸着ベルト31に最上位シートS1が吸着したら、給紙ユニット30の側板35を、図中反時計まわりに回動させる。すると、シート搬送方向下流側の張架ローラである駆動ローラ32は、側板35とともにシート束Sから離間する方向へ移動する。一方、シート搬送方向上流側の張架ローラである従動ローラ33は、自重により、シート束Sの上面から動かず、側板35に対して相対的にシート束方向へ移動する。これにより、吸着ベルト31(吸着ベルトユニット40)は、従動ローラ33の回転中心を中心にして、揺動するような動きをとり、吸着ベルト31に吸着したシートが、吸着ベルト31の従動ローラ33に巻き回された部分を支点して湾曲する(図7参照)。その結果、吸着ベルト31に吸着したシートに復元力が働き、最上位シートS1のみを吸着ベルト31に吸着させ、2番目以降のシートをシートの復元力により分離させることができる。
図8(a)〜(d)は、交番電圧の印加パターンを示す図である。
例えば、図8(a)に示すように、印加電圧を低くすることによって、吸着ベルト31上の電荷パターンを除去する。また、図8(b)に示すように、電源周波数を高くし、吸着ベルト31上に形成する電荷パターンのピッチを細かくすることで、吸着ベルト31のマクスウェル応力に基づく吸着力を低減させることもできる。図8(a)、(b)は、直流電源を交番させた矩形波であるが、図8(c)、(d)に示すように、正弦波を用いる場合も同様である。
上述のシート搬送装置90においては、従動ローラ33が長穴37の下端に当接することで、吸着ベルト31がシート束Sから離間する構成であるため、従動ローラ33がシート束Sから離間するときの揺動角度(吸着ベルト31におけるシート束の最上位シートS1と接触する面と、シート束の最上位シートS1との角度)が一定である。その結果、様々な紙種や環境条件に対応できないという課題があった。そこで、本実施形態のシート搬送装置90は、シートの種類や環境によって、揺動角度を変更できるように構成した。
図に示すように、シート搬送装置90には、従動ローラ33の長穴37内での移動範囲を変更することで、吸着ベルトユニット40の揺動範囲を変更する変更手段たる揺動範囲変更機構60が設けられている。揺動範囲変更機構60は、ラック63とピニオンギヤ64を有している。ラック63は、長穴37を貫通する従動ローラ33の軸33a端部に不図示の軸受を介して固定されている。具体的には、軸受の外径をD形状にし、ラック63にD形状の穴を設け、軸受にこのラック63のD形状の穴に嵌合させるとともに、ラック63を軸受にネジ止めする。このラック63と噛み合う、ピニオンギヤ64は、側板35に回転自在に固定されている。ピニオンギヤ64と同軸上には不図示の第1プーリが設けられている。回転軸36には、第2プーリ66と不図示の第3プーリとが回転自在に取り付けられている。不図示の第1プーリと第2プーリ66とには、従動タイミングベルト67が巻きまわされており、不図示の第3プーリと変更駆動手段68の駆動軸68aとには、駆動タイミングベルト61が巻きまわされている。変更駆動手段以外の揺動範囲変更機構60を構成する部品(ラック63、ピニオンギヤ64、各プーリ、各タイミングベルト)は、給紙ユニット30の側板35の外側に配置され、軸方向両側に対称に配置し、両側で動作させることがより望ましい。
また、シートの電気抵抗が低い場合など、吸着ベルトに対する吸着力が小さいシートが収容されている場合も、従動ローラ33が長穴37の下端に到達する前に、変更駆動手段の駆動を停止して、従動ローラがシート束から離間するときの揺動角度を小さくする。これにより、吸着力が小さくても、シートの復元力がシートの吸着力よりも大きくなるのを抑制することができ、最上位シートが吸着ベルトから分離するのを抑制することができる。
かかる構成を備えることにより、上述したように、所定条件としての環境条件やシート種類に応じた最適な揺動角度でシートの分離を行うことができ、シートの分離を良好に行うことができる。
13:給紙部
14:画像形成部
15:給紙カセット
30,120:給紙ユニット
31,130,200:吸着ベルト
32,130A,203:駆動ローラ
33,130B,202:従動ローラ
34,134:電極部材
35,150:側板
36,150a:回転軸
37,150b:長穴
38:帯電電源
40:吸着ベルトユニット
41:シート押上装置
42,211:底板
60:移動範囲変更機構
61:駆動タイミングベルト
63:ラック
64:ピニオンギヤ
66:第2プーリ
67:従動タイミングベルト
68:変更駆動手段
68a:駆動軸
71:ワイヤ
72:ワイヤカラー
73:ワイヤ駆動手段
81:制御部
82:操作入力部
83:温湿度計
204:テンションローラ
206:コロ
210:シート収容部
211 底板
S:シート束
S1:最上位シート
また、請求項2の発明は、請求項1のシート搬送装置において、上記所定の条件は、シートの種類および/または環境条件であることを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項2のシート搬送装置において、上記変更手段は、上記第1の剛性を有するシートよりも高い剛性シートを搬送するとき、上記第1の剛性を備えるシートを搬送するときの上記吸着ベルトユニットの揺動範囲よりも小さくなるよう、上記吸着ベルトユニットの揺動範囲を変更することを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項2または3のシート搬送装置において、上記変更手段は、湿度検出手段によって検出される湿度が、第1の湿度よりも高い湿度のとき、上記第1の湿度ときの上記吸着ベルトユニットの揺動範囲よりも小さくなるよう、上記吸着ベルトユニットの揺動範囲を変更することを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項1乃至4いずれかのシート搬送装置において、上記変更手段は、駆動手段と、駆動手段から駆動力が伝達される駆動ギヤと、該駆動ギヤと噛み合い、上記第2張架ローラの軸に取り付けられたラックとを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項5のシート搬送装置において、上記給紙手段の揺動の支点と同軸上に上記駆動ギヤに駆動力を伝達するための駆動伝達部材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項6のシート搬送装置において、上記駆動伝達部材から上記駆動ギヤへの駆動伝達をタイミングベルト介して行うことを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、シートに画像を形成する画像形成手段と、積載されたシート束から最上位シートを分離し、上記画像形成手段へシートを搬送するシート搬送手段とを備えた画像形成装置において、上記シート搬送手段として、請求項1乃至7いずれかのシート搬送装置を用いたことを特徴とするものである。
かかる構成を備えることにより、上述したように、所定条件としての環境条件やシート種類に応じた最適な揺動角度でシートの分離を行うことができ、シートの分離を良好に行うことができる。
Claims (8)
- 積載されたシート束の上面に対向配置された吸着ベルトに対向するシートを吸着させて搬送する給紙手段と、
上記給紙手段を揺動させて上記吸着ベルトを上記シート束に対して接離駆動させる接離駆動手段とを備えたシート搬送装置において、
上記給紙手段は、上記吸着ベルト、上記吸着ベルトを張架する第1張架ローラ、および該第1張架ローラよりもシート搬送方向下流側に位置し、上記吸着ベルトを張架する第2張架ローラを備える吸着ベルトユニットと、該吸着ベルトユニットを上記第1の張架ローラを支点にして揺動可能に支持する側板とを備え、
上記給紙手段の揺動の支点が、第2張架ローラよりもシート搬送方向上流側に設けられており、
上記吸着ベルトを上記シート束の最上位シートと当接させた状態から上記接離駆動手段によって上記吸着ベルトを上記シート束から離間させるまでの上記吸着ベルトユニットの上記側板に対する揺動範囲を、所定の条件に応じて変更する変更手段を備えたことを特徴とするシート搬送装置。 - 請求項1のシート搬送装置において、
上記所定の条件は、シートの種類および/または環境条件であることを特徴とするシート搬送装置。 - 請求項2のシート搬送装置において、
上記変更手段は、第1の剛性を有するシートよりも高い剛性シートを搬送するとき、上記第1の剛性を備えるシートを搬送するときの上記吸着ベルトユニットの揺動範囲よりも小さくなるよう、上記吸着ベルトユニットの揺動範囲を変更することを特徴とするシート搬送装置。 - 請求項2または3のシート搬送装置において、
上記変更手段は、湿度検出手段によって検出される湿度が、第1の湿度よりも高い湿度のとき、上記第1の湿度ときの上記吸着ベルトユニットの揺動範囲よりも小さくなるよう、上記吸着ベルトユニットの揺動範囲を変更することを特徴とするシート搬送装置。 - 請求項1乃至4いずれかのシート搬送装置において、
上記変更手段は、駆動手段と、駆動手段から駆動力が伝達される駆動ギヤと、該駆動ギヤと噛み合い、上記第2張架ローラの軸に取り付けられたラックとを備えたことを特徴とするシート搬送装置。 - 請求項5のシート搬送装置において、
上記給紙手段の揺動の支点と同軸上に上記駆動ギヤに駆動力を伝達するための駆動伝達部材を設けたことを特徴とするシート搬送装置。 - 請求項6のシート搬送装置において、
上記駆動伝達部材から上記駆動ギヤへの駆動伝達をタイミングベルト介して行うことを特徴とするシート搬送装置。 - シートに画像を形成する画像形成手段と、積載されたシート束から最上位シートを分離し、上記画像形成手段へシートを搬送するシート搬送手段とを備えた画像形成装置において、
上記シート搬送手段として、請求項1乃至7いずれかのシート搬送装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
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