JP2013234032A - シート搬送装置、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】静電吸着方式のシート搬送装置において、シートを確実に分離可能にする。
【解決手段】静電吸着ベルト２は、複数の電極（プラス電極とマイナス電極）を絶縁層によって被覆したシート状の媒体をベルトにしたものである。プラス電極とマイナス電極は交互に配列する。この静電吸着ベルト２の電極へ静電吸着ベルト電源部１によって電圧を印加すると誘電分極が発生し、記録媒体であるシート１０に対する静電吸着力が発生する。静電吸着ベルト２は、静電吸着ベルト電源部１のオフ／オンの切り換えにより、静電吸着力がオフ／オンするので、シート１０との吸着、接離が短時間で切り換えできる。さらに、静電吸着ベルト電源部１から印加する電圧を可変することにより、静電吸着力を可変させてシート１０の任意の紙種、紙厚に対応させることを可能とする。
【選択図】図４

Description

本発明はシート搬送装置および画像形成装置に関する。

複写機やプリンタ、これらの複合機等の画像形成装置に用いるシート搬送装置として、例えば特許文献１に開示されているような静電吸着方式のシート搬送装置が提案されている。

特許文献１に開示されている装置は、複数の電極が絶縁層で被覆された静電吸着ベルトによって最上シートを吸着搬送する、いわゆる静電吸着方式のシート搬送装置である。この方式のシート搬送装置では、最上位のシート吸着に静電吸着力（クーロン力）を用いるため、エアー吸引式の吸着方式のようなシート表面へのダメージは無い。しかしながら、積載されたシート間の分離を、最上位のシートの静電吸着ベルトによる吸着中にシート昇降手段による下降、あるいは静電吸着ベルトの動作によって残りのシートから引き剥がすという剥離動作によって行っているため、シート同士の密着力が大きな例えば塗工紙などの平滑性の高いシートにおいては、剥離動作による分離方式では不十分である。

本発明は、静電吸着方式のシート搬送装置において、シートを確実に分離可能にすることを目的とする。

本発明のシート搬送装置は、電極埋め込み式の静電吸着ベルトと該静電吸着ベルトに電圧を印加するための電源を有し、搬送対象とするシートまたはシート束の最上位シートを静電吸着して給紙搬送を行うシート搬送装置であって、１枚のシート給紙動作中に前記電源からの電圧印加をオン／オフさせ、前記静電吸着ベルト上の残留静電吸着力を除去するように前記静電吸着ベルトの吸着力をオン／オフさせることを特徴とする。

また本発明のシート搬送装置は、電極埋め込み式の静電吸着ベルトと該静電吸着ベルトに電圧を印加するための電源を有し、搬送対象とするシートまたはシート束の最上位シートを静電吸着して給紙搬送を行うシート搬送装置であって、シート給紙動作中に前記電源からの電圧印加をオン／オフさせ、前記静電吸着ベルトの静電吸着力を前記シートを複数枚重送しないようにオン／オフさせることを特徴とする。

本発明によれば、給紙時に静電吸着ベルトの静電吸着力のオフ／オンを利用して静電吸着ベルト上の残留静電吸着力を除去可能とするとともに、静電吸着ベルトにシートを吸着及び剥離することを繰り返させ、シート束のうちの最上位のシートを動かしてシート同士の剥離動作を可能とし、分離性の悪いシートでも１枚ずつ給紙可能とすることができる。

本発明の実施形態に係る静電吸着ベルトの概念図 本発明の実施形態１に係るシート搬送装置の斜視図 同側面図 同模式図 本発明の実施形態１の動作を示すフローチャート 本発明の実施形態２に係るシート搬送装置の模式図 本発明の実施形態２の動作を示すフローチャート 本発明の実施形態３に係るシート搬送装置の模式図 本発明の実施形態３の動作を示すフローチャート 給紙装置およびこの給紙装置を備えた画像形成装置の概略構成図

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

＜実施形態１＞
図１０は、給紙装置およびこの給紙装置を備えた画像形成装置の概略構成図である。なお、本発明の実施対象とする画像形成装置は、図示のものには限定されず、複写機、ファクシミリ装置、複写機能とファクシミリ機能等を備えた複合機等の機能を有するもの等々、画像形成を行う種々の形態の装置が対象となる。

図１０において、画像形成装置としての複写機１００は、原稿トレイ１１０ａに載置された原稿束から原稿を１枚分離して原稿読取部１２０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１１０と、自動原稿搬送装置１１０によってコンタクトガラス上に搬送された原稿を読取る原稿読取部１２０と、給紙部１３０から給紙されたシート材に対して、原稿読取部１２０によって読取った画像を形成する画像形成部（画像形成手段）１４０と、複数のシート材が積層されたシート束Ｓを有し、このシート束Ｓから最上位に位置するシート材Ｓ１を画像形成部１４０に給紙する給紙部１３０とを備えている。なお、本実施の形態では、画像形成部１４０と給紙部１３０とは分割可能となっているが、そうでない構成でも良い。

給紙部１３０は、複数枚のシート材Ｓ１を積載するシート積載部材としての給紙カセット１５０と、給紙カセット１５０上の複数枚のシート材Ｓ１から最上位に位置するシート材を分離して搬送するシート分離給紙装置１６０とを含んで構成してある。

シート分離給紙装置１６０によって分離給紙されたシート材Ｓ１は、搬送経路１７０上を搬送されるようになっており、搬送経路１７０上を搬送されるシート材Ｓ１は、搬送ローラ対１８０により搬送され、転写ローラ１９０によって画像形成部１４０で形成されたトナー画像が転写され、このトナー画像が定着器２００によって熱転写され、排紙ローラ対２１０により排紙トレイ２２０に排出する。

画像形成部１４０は、４つの作像部２３０（２３０Ｙ（イエロー）、２３０Ｃ（シアン）、２３０Ｍ（マゼンタ）、２３０ＢＫ（ブラック））と、転写ベルトである中間転写ベルト２４０と、露光装置２５０とから構成してある。

露光装置２５０は、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等から入力される色分解された画像データや、原稿読取部１２０によって読取られた原稿の画像データを光源駆動用の信号に変換し、それに従い各レーザ光源ユニット内の半導体レーザを駆動して光ビームを射出するようになっている。

作像部２３０Ｙ、２３０Ｃ、２３０Ｍ、２３０ＢＫは、それぞれ異なる色の画像（トナー像）を形成するようになっており、作像部２３０Ｙ、２３０Ｃ、２３０Ｍ、２３０ＢＫは、時計回転方向に回転駆動される像担持体である感光体２６０（２６０Ｙ、２６０Ｃ、２６０Ｍ、２６０ＢＫ）、感光体２６０の周囲に配置された帯電部２７０、現像部２８０、クリーニング部２９０等により構成されている。

感光体２６０は、円筒状に形成され、図示しない駆動源により回転駆動される。感光体２６０の外周面部には感光層が設けられており、露光装置２５０から射出された破線で示す光ビームが感光体２６０の外周面にスポット照射されることにより、感光体２６０の外周面には画像情報に応じた静電潜像が書き込まれる。

帯電部２７０は、感光体２６０の外周面を一様に帯電するもので、感光体２６０に対して接触方式のものが採用されている。現像部２８０は、感光体２６０にトナーの供給を行い、供給されたトナーが感光体２６０の外周面に書き込まれた静電潜像に付着することにより、感光体２６０上の静電潜像がトナー像として顕像化させるもので、感光体２６０に対して非接触方式のものが採用されている。

クリーニング部２９０は、感光体２６０の外周面に付着している残留トナーをクリーニングするもので、感光体２６０の外周面にブラシを接触させるブラシ接触方式のものが採用されている。

中間転写ベルト２４０は、樹脂フィルム、または、ゴムを基体として形成された無端状ベルトから構成されており、感光体２６０上に形成されたトナー像が転写され、この中間転写ベルト２４０に転写されたトナー像が転写ローラ１９０によってシート材Ｓ１に転写される。

本発明の実施形態に係る静電吸着ベルト２は、図１に示すように、複数の電極２１（図ではプラス電極２１Ａとマイナス電極２１Ｂをそれぞれ複数示してある。なお、特にプラス、マイナスを書き分ける必要がなければ単に電極２１と記載する。）を絶縁層２２によって被覆したシート状の媒体をベルトにしたものである。

複数の電極２１は、プラス電極２１Ａとマイナス電極２１Ｂが交互に配列してある。これら電極２１へ静電吸着ベルト電源部１によって電圧を印加すると誘電分極が発生し、記録媒体であるシート１０の吸着面が分極するため、静電吸着ベルト２との間に静電吸着力（クーロン力）ｆが発生する（図１（Ｂ））。この静電吸着力ｆによりシート１０を静電吸着ベルト２に吸着することができる。また、静電吸着ベルト２は、静電吸着ベルト電源部１のオフ／オンの切り換えにより、静電吸着力ｆもオフ／オンするため、シート１０との吸着、接離が短時間で切り換え可能である。

図２は本実施形態に係るシート搬送装置の斜視図、図３は同側面図である。
本実施形態のシート搬送装置は、静電吸着ベルト電源部１、静電吸着ベルト２、ベルト駆動部３及び給紙トレイ４からなる給紙部と、搬送ローラ対５と、位置センサ６を有している。本実施形態においては上述のように静電吸着ベルト２へ印加する電圧を、すなわち静電吸着ベルト電源部１から印加する電圧のオフ／オン間隔により、異なる吸着効果が得られる。

図４の模式図、および図６のフローチャートにより本実施形態の動作を説明する。
図４、図６で示すオフ／オンの繰り返し動作については、シート１０の搬送中の下流側の搬送ローラ対５との引っ張り合い防止、及び次に印刷する用紙を給紙する際に静電吸着ベルト２上に発生している残留静電吸着力の除去を行うことを目的としているものである。すなわち、図１に示したような電極埋め込み式の静電吸着ベルト２においては、印加電圧のオン／オフを実施した際に微小に静電吸着力が残ってしまう場合があり、次給紙や、搬送の妨げとなることがあり得る。この残留静電吸着力は、電源（静電吸着ベルト電源部１）のオン／オフを数回繰り返すことで除去することが可能である。

まず、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、静電吸着ベルト電源部１のオンと共に、静電吸着ベルト２Ａにシート１０の束の最上位のシート１０Ａが吸着される（図６のステップ１）。その後、図４（Ｃ）に示すように、図示していないベルト駆動部により静電吸着ベルト２を回転動作させて、シート１０の束のうちの最上位のシート１０Ａを搬送する（同ステップ２）。

この搬送されるシート１０Ａが位置センサ６の位置に到達後に（同ステップ３）、静電吸着ベルト電源部１のオフ／オン動作の繰返しを実行する（図４（Ｄ）：同ステップ４〜７）。図４（Ｄ）では、シート１０Ａの搬送方向中央が下流側の搬送ローラ対５に挟まれる状態で静電吸着ベルト電源部１のオフ／オン動作の繰返しを実行しているが、図４（Ｃ）のようにシート１０Ａの先端が搬送ローラ対５に挟まれる状態で開始してもよいし、図４（Ｄ）の状態より若干後にずれてもよい。このときの繰り返し間隔は、静電吸着ベルト２からシート１０Ａが剥がれない程度の間隔、例えば１０ｍ秒間隔程度で行うものとし、このオフ／オン動作はシート１０Ａの後端が位置センサ６を抜けるまで実行する（図４（Ｅ）：同ステップ７）。この動作は次の用紙がなくなるまで続ける（同ステップ８）。なお、ステップ８に記載した「次の印刷用紙無し」とは、束をなしているシート１０すべてが処理されることだけでなく、外部からの指示により搬送動作が終了することをも含む意味である。

上述の動作により、シート１０Ａの搬送中においては静電吸着ベルト２の搬送負荷を低減することが可能となり、下流側の搬送ローラ対５との微小な速度差による引っ張り合いの抑制が可能となる。また、シート１０Ａが位置センサ６の位置を通り抜けた後の静電吸着ベルト２上の残留静電吸着力を除去することも可能となる。

本実施形態においては上述の通りの設定としたが、静電吸着ベルト２の下流側の搬送ローラ対５にシート１０Ａが到達してから、次の給紙までの間であれば、オフ／オン間隔、回数、時間は任意に変更可能とすることが好ましい。

＜実施形態２＞
次に図５、図７で示すオフ／オンの繰り返し動作について説明する。この動作は、静電吸着ベルト２のシート吸着動作の繰り返しを行うことにより、シート１０の束をさばき、シート１０がそれぞれ他の用紙にくっついていないようにするためのものである。

まず、図５（Ａ）に示すように静電吸着ベルト電源部１をオンとすることにより（図７のステップ１）、吸着動作を行う（同ステップ２）。このとき通常であればシート１０は最上位のシート１０Ａの１枚だけが静電吸着ベルト２に吸着されるが、稀に密着力の高いシートにおいては、複数枚のシートがきちんと分離できず、例えば図５（Ｂ）に示すように複数枚（図では２枚）が重なったまま静電吸着ベルト２に吸着されてしまう。このような状態が生じる時、図５（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、用紙吸着後にオフ／オン動作の繰り返しを実施する（同ステップ３、４、５）。すると、図示の例では２枚のシート１０Ａ、１０Ｂ自体が静電吸着ベルト２に対して吸着、剥離され、動かされるため、密着していたシート１０Ａ、１０Ｂが剥離されるかシート１０Ａ、１０Ｂ間に働く密着力が低減する。すると、その後に行う図４に示したようなシート搬送（同ステップ６以降）がやりやすくなる。

なお図５、図７に示すような動作におけるオフ／オン間隔は確実に複数枚のシートが静電吸着ベルト２から剥離する間隔、例えば１秒間隔程度で行う。このような動作を繰り返すことにより、密着力の高い紙においても重送せずに給紙することが可能となる。またこの動作の設定においても、オフ／オン間隔、回数、時間は任意に変更可能である。例えば、薄いコート紙のようなシート密着性の強いものについてはオフ／オン回数を増やしたり、厚紙のようなベルトとシートの剥離性が高いものについてはオフ／オン間隔を短く設定したりする（搬送可能状態に早くするため）ことも可能である。図示は省略するが、静電吸着ベルト２の近傍に重送検知センサを設け、その検出結果によりオフ／オンの試行回数を決定することも可能である。

＜実施形態３＞
図８は本発明の実施形態３に係るシート搬送装置の模式図、図９はその動作を示すフローチャートである。
本実施形態では、給紙部の近傍に光学センサ配したもので、静電吸着ベルト２側に発光部９Ａを配し、給紙トレイ４側に受光部９Ｂを設けている。これら光学センサの発光部９Ａと受光部９Ｂとは直線上に位置し、給紙トレイ４に遮られない構成となっている。なお、発光部、受光部は図示とは逆の配置でも良く、また光センサに代えて超音波センサ等の他のセンサを用いることも可能である。

図６のフローチャートにより本実施形態の動作を説明する。給紙動作の実施により、静電吸着ベルト２への電源供給がオンとなると静電吸着力もオンとなる（ステップ１）。すると、静電吸着ベルト２にシート１０の束の最上位のシート１０Ａが吸着され、その後に所定位置で前記光センサにより透過量を検出し、これをシート１０Ａの透過量Ｙとする（ステップ２）。この透過量Ｙに対する比較基準値Ｘが存在していない場合（ステップ３）、例えば印刷ジョブの１枚目のとき等においては、シート１０Ａの１回目の透過量Ｙを比較基準値Ｘとして設定し（ステップ４）、給紙動作をいったん停止させ、静電吸着ベルト２へ印加する電圧をオフとしてシート１０Ａを静電吸着ベルト２Ａから離れさせる（ステップ５）。そしてステップ１へ戻り、給紙動作を実施し、再度シート１０Ａの透過量Ｙを検知する（ステップ２）。

このときは比較基準値Ｘとして最初に検知した透過量Ｙが設定されているので（ステップ３）、その後、シート１０Ａの透過量Ｙと比較基準値Ｘ及び、シート１枚時と２枚時の透過量差を考慮して算出した重送閾値αからαＸ≦Ｙであれば重送なしとして下流側への用紙搬送を行い（ステップ６、７）、さらにシート１０Ａの透過量Ｙを比較基準値Ｘとして設定する（ステップ８）。

以降、シート１０Ａの透過量Ｙ検出時に比較基準値Ｘが存在している場合、すなわち先行用紙の透過量もしくは予め設定した値がある場合には、シート１０Ａの透過量Ｙと比較基準値Ｘ及び、重送閾値αからαＸ≦Ｙであれば重送なしとして下流側への用紙搬送を行いさらにシート１０Ａの透過量Ｙを比較基準値Ｘとして設定する。

ステップ６においてαＸ≦Ｙでなければ、すなわち透過量Ｙと比較基準値ＸがαＸ＞Ｙの場合は重送と判断し、ステップ５、ステップ１へと進む。この場合、図５（Ｃ）に示すように静電吸着ベルト２への電源供給をオフとすることにより重送状態にあるシート１０Ａ、１０Ｂを静電吸着ベルト２Ａに対して接離させる。この接離動作によりシート１０Ａ、１０Ｂ自体が動かされるため、シート１０Ａ、１０Ｂ同士が剥離するか、シート１０Ａ、１０Ｂ同士の密着力が低減する。その後、静電吸着ベルト２への電源供給をオンとすることにより、最上位のシート１０Ａのみが静電吸着ベルト２Ａに吸着される。

なお、もしこの再給紙時にも重送していると検知、判断した場合には前記の同様の手順を繰返すことにより重送の解消を図る。

またなお、以上説明してきた実施形態２、３において、ディスプレイ、ＬＥＤ等の発光体、ブザー等の音声出力手段を情報伝達手段として有することにより、静電吸着ベルト２への電圧印加のオン／オフを繰返す際に、規定数のオン／オフ動作を実施しても重送を検知している際には、上述のような情報伝達手段を用いてオペレータに重送の警告を行うように構成することも可能である。

また上述した各実施形態において、静電吸着ベルト電源部１から印加する電圧を可変することにより、静電吸着力ｆも可変してシート１０の任意の紙種、紙厚に対応させることが可能となる。それにより、厚紙や凹凸がある紙等のように強い吸着力が必要な用紙を扱う場合には印加する電圧を強くして吸着力を上げることができ、いろいろな紙種、紙厚のシートに対応することが可能となり、分離性の悪いシート束でも確実に分離可能なシート搬送装置の提供が可能となる。

また本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。

１ ：静電吸着ベルト電源部
２ ：静電吸着ベルト
２Ａ ：静電吸着ベルト
３ ：ベルト駆動部
４ ：給紙トレイ
６ ：位置センサ
９Ａ ：発光部
９Ｂ ：受光部
１０ ：シート
１０Ａ ：シート
２１ ：電極
２１Ａ ：プラス電極
２１Ｂ ：マイナス電極
２２ ：絶縁層
１００ ：複写機
１１０ ：自動原稿搬送装置
１１０ａ ：原稿トレイ
１２０ ：原稿読取部
１３０ ：給紙部
１４０ ：画像形成部
１５０ ：給紙カセット
１６０ ：シート分離給紙装置
１７０ ：搬送経路
１９０ ：転写ローラ
２００ ：定着器
２２０ ：排紙トレイ
２３０ ：作像部
２４０ ：中間転写ベルト
２５０ ：露光装置
２６０ ：感光体
２７０ ：帯電部
２８０ ：現像部
２９０ ：クリーニング部
ｆ ：静電吸着力

特開２０１０−１２６３１７号公報

Claims (8)

1. 電極埋め込み式の静電吸着ベルトと該静電吸着ベルトに電圧を印加するための電源を有し、搬送対象とするシートまたはシート束の最上位シートを静電吸着して給紙搬送を行うシート搬送装置であって、
   １枚のシート給紙動作中に前記電源からの電圧印加をオン／オフさせ、前記静電吸着ベルト上の残留静電吸着力を除去するように前記静電吸着ベルトの吸着力をオン／オフさせることを特徴とするシート搬送装置。
2. 電極埋め込み式の静電吸着ベルトと該静電吸着ベルトに電圧を印加するための電源を有し、搬送対象とするシートまたはシート束の最上位シートを静電吸着して給紙搬送を行うシート搬送装置であって、
   シート給紙動作中に前記電源からの電圧印加をオン／オフさせ、前記静電吸着ベルトによる前記シートの吸着力を、前記シートを複数枚重送しないようにオン／オフさせることを特徴とするシート搬送装置。
3. 請求項１又は２に記載のシート搬送装置において、前記電源からの電圧印加をオン／オフするタイミングを可変として前記静電吸着力のオン／オフ開始、終了タイミングも可変としたことを特徴とするシート搬送装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載のシート搬送装置において、前記電源からの電圧印加をオン／オフする間隔を可変として前記静電吸着力のオン／オフ間隔も可変としたことを特徴とするシート搬送装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載のシート搬送装置において、前記電源からの印加電圧を可変して前記静電吸着ベルトの静電吸着力を可変としたことを特徴とするシート搬送装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載のシート搬送装置において、前記静電吸着ベルトの静電吸着力のオン／オフの繰り返し回数を前記シートの性状に応じて可変させることを特徴とするシート搬送装置。
7. 請求項１から６のいずれかに記載のシート搬送装置において、前記電源からの印加電圧をオン／オフさせるために、前記静電吸着ベルトに吸着されたシートの光透過量を検出する手段を有することを特徴とするシート搬送装置。
8. 請求項１から７のいずれかに記載のシート搬送装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。