以下、本発明を、電子写真方式の画像形成装置である複写機に適用した一実施形態について説明する。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。
図2は、本実施形態に係る複写機100を示す模式図である。
この複写機100は、自動原稿搬送装置59や、原稿読取部58や画像形成部50や給紙部52などを備えている。自動原稿搬送装置59は、原稿トレイ59a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58上のコンタクトガラスに自動給紙するものである。原稿読取部58は、自動原稿搬送装置59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ものである。画像形成部50は、給紙部52から給紙された記録材であるシートに対して、原稿読取部58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である。給紙部52は、複数枚のシートが積層されたシート束1を収容していて、このシート束1からその最上位に位置する最上位シート1aを画像形成部50に給紙する。
画像形成部50は、潜像担持体として感光体61のまわりに、帯電装置62、現像装置64、転写装置54、感光体クリーニング装置65等を備えている。また、画像形成部50は、感光体61にレーザー光63を照射するための光書込ユニット(不図示)、シート上のトナー画像を定着する定着装置55等を備えている。
上記構成の画像形成部50では、感光体61の回転とともに、まず帯電装置62で感光体61の表面を一様に帯電する。次いで、パーソナルコンピュータやワードプロセッサ等から入力される画像データや、原稿読取部58によって読み取った原稿の画像データに基づく光書込ユニット(不図示)からのレーザー光63を照射して感光体61上に静電潜像を形成する。その後、現像装置64によりトナーを付着させ静電潜像を可視像化することで感光体61上にトナー画像を形成する。
一方、給紙部52は、シートを1枚づつ分離して搬送して、レジストローラ53に突き当てて止める。そして、画像形成部50のトナー画像形成のタイミングに合わせて、レジストローラ53に突き当てて止めたシートを、感光体61と転写装置54とが対向する転写部に送り出す。転写部では、感光体61上のトナー画像が供給されたシートに転写される。トナー画像が転写されたシートは、定着装置55によりトナー画像を定着後、排紙ローラ対56により排紙トレイ57へ排出される。一方、トナー画像転写後の感光体61の表面は、感光体クリーニング装置65で残留トナーを除去して清掃して再度の画像形成に備える。
図3は、給紙部52の概略構成を示す斜視図であり、図4は、給紙部52を示す模式図であり、図5は、吸着分離ユニット110の要部構成を示す図である。
給紙部52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11と、給紙カセット11上の複数枚のシートからなるシート束1から最上位に位置する最上位シート1aを分離して搬送するシート搬送装置200とを含んで構成されている。
図4に示すように、給紙カセット11には、積層された複数枚のシート束1を積載する底板7を有している。給紙カセット11の底部と底板7との間には、底板7を支持する支持部材8が回動自在に取り付けられている。また、図3に示すように、給紙部52には、シート束1の最上位シート1aが、所定の位置に到達したことを検知するシート検知手段40が設けられている。
シート検知手段40は、装置本体に設けられた軸42に回転自在に支持されたフィラー44と、透過型光学センサ43とで構成されている。支持部材8を不図示の駆動モータにより回動させ、底板7を上昇させると、底板7に積載されたシート束1が上昇し、最上位シート1aがフィラー44と当接する。このとき、透過型光学センサ43の受光部43aは、発光部43bからの光を受光している。さらに、底板7を上昇させると、フィラー44が、発光部43bの光を遮り、受光部43aが光を受光しなくなる。これにより、シート束1の最上位シート1aが、所定の位置に到達したことが検知され、支持部材8の回転を停止する。
シート搬送装置200は、吸着分離ユニット110、この吸着分離ユニット110を揺動させる揺動手段たる揺動機構120、及び、吸着ベルト2を無端移動させる駆動機構130などを備えている。吸着分離ユニット110は、図5に示すように、下流側張架ローラ5と上流側張架ローラ6とに張架される吸着ベルト2を備えている。
吸着ベルト2は、108[Ω・cm]以上の抵抗を有する50[μm]程度の厚さのポリエチレンテレフタレートからなる表層と、アルミ蒸着により形成された106[Ω・cm]以下の抵抗を有する導電層とを有する2層構造となっている。吸着ベルト2を上記のような2層構造とすることで、導電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2に電荷を与える帯電手段としての帯電部材3を、吸着ベルト2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、吸着ベルト2の幅方向両側端縁の内側には、寄止め用のリブ23が設けられており、下流側張架ローラ5や上流側張架ローラ6の両側端面とリブ23とが係合し、吸着ベルト2の寄りを防止している。
下流側張架ローラ5は、抵抗値が106[Ω・cm]の導電性ゴム層が表面に設けられ、上流側張架ローラ6は金属ローラである。下流側張架ローラ5及び上流側張架ローラ6は、ともに接地されている。下流側張架ローラ5は、吸着ベルト2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、下流側張架ローラ5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2に吸着されて搬送されたシートが、下流側張架ローラ5から離れて搬送方向下流側のガイド部材10により形成される搬送路Hに入ることができるようになっている。
また、図5に示すように、下流側張架ローラ5の軸5aは、ハウジング20に回転自在に支持されている。上流側張架ローラ6の軸6aは、ハウジング20のハウジング本体部20aに対してシート搬送方向に摺動可能に保持された軸受22に回転支持されている。軸受22は、スプリング21によりシート搬送方向上流側へ付勢されている。これにより、上流側張架ローラ6が、シート搬送方向上流側に付勢され、吸着ベルト2に張力を付与している。
図6は、ハウジング20の分解図である。ハウジング20に設けられた下流側張架ローラ5の軸5aを軸支する2つの軸孔部20bのうち一方は、ハウジング20のハウジング本体部20aとは別体で設けられており、固定用ビス20cによって、その一方の軸孔部20bをハウジング本体部に取り付けている。下流側張架ローラ5の軸5aにハウジング20を組み付け時には、ハウジング本体部に対して一方の軸孔部20bを取り外し、他方の軸孔部20bに下流側張架ローラ5の軸5aを軸支させる。その後、取り外している一方の軸孔部20bに下流側張架ローラ5の軸5aを軸支させつつ、前記一方の軸孔部20bをハウジング本体部20aに固定用ビス20cで取り付け固定する。
図3、図4に示すように、吸着分離ユニット110は、吸着ベルト2を揺動自在に保持するためのブラケット12がベルト幅方向両端に設けられている。各ブラケット12は、上流側張架ローラ6よりもシート搬送方向上流側に設けられた支持軸14に回転自在に支持されている。これにより、吸着分離ユニット110は、後述する揺動機構120により、吸着位置と搬送位置との間を、支持軸14を支点にして揺動することができる。なお、吸着位置とはシート束1の最上位シート1aを吸着ベルト2に吸着させる位置であり、搬送位置とは吸着ベルト2に吸着した最上位シート1aを搬送する位置である。
各ブラケット12には、長孔12aが設けられており、この長孔12aに上流側張架ローラ6の軸6aが貫通している。これにより、上流側張架ローラ6は、ブラケット12に対して移動可能に保持される。一方、下流側張架ローラ5の軸5aは、ブラケット12に設けられた不図示の穴に貫通し、下流側張架ローラ5は、ブラケット12に対して移動不能に保持される。図4に示すように、吸着分離ユニット110が搬送位置にあるとき、上流側張架ローラ6の軸6aは、長孔12aの下端面41aに突き当たっている。
ブラケット12に設けられた長孔12aは、上流側張架ローラ6の軸6aが長孔12a内を移動しても、上流側張架ローラ6の回転中心と下流側張架ローラ5の回転中心との距離が変化しないように、下流側張架ローラ5の回転中心を中心とする円弧形状となっている。その結果、上流側張架ローラ6が、長孔12a内を移動しても、吸着ベルト2の張力が変化することがない。
通常、吸着ベルト2の張力は、5[N]以下でも各張架ローラ5,6と吸着ベルト2との間でスリップすることなく、吸着ベルト2を回転駆動して、吸着ベルト2に吸着した最上位シート1aを搬送することが可能である。一方で、密着力の高いシートなど、特殊な条件のシートを搬送する場合には、各張架ローラ5,6と吸着ベルト2との間にてスリップが起こることが考えられる。そのため、上流側張架ローラ6の表面や下流側張架ローラ5の表面の吸着ベルト2に対する摩擦係数を高くして、スリップを生じにくくしておくことが好ましい。
図7は、吸着ベルト2を回転駆動する駆動機構130の概略構成図である。
各ブラケット12を回転自在に支持する支持軸14の一端には、従動第1プーリ26aと、駆動第2プーリ26bとが固定されている。下流側張架ローラ5の一端には従動第2プーリ25が固定されており、従動第1プーリ26aと従動第2プーリ25とには、従動タイミングベルト28が巻き掛けられている。また、支持軸14よりもシート搬送方向上流側には、駆動モータ24が設けられており、駆動モータ24のモータ軸24aには、駆動第1プーリ27が固定されている。駆動第1プーリ27と駆動第2プーリ26bとには、駆動タイミングベルト29が巻き掛けられている。
駆動モータ24が駆動すると、駆動タイミングベルト29及び従動タイミングベルト28を介して下流側張架ローラ5が回転駆動する。これにより、吸着ベルト2が回転駆動し、上流側張架ローラ6が、吸着ベルト2の内周面の摩擦により従動回転する。
また、本実施形態においては、ブラケット12を支持する支持軸14を中継して、下流側張架ローラ5に駆動モータ24の駆動力が伝達されるようになっている。このように構成することにより、後述するように、吸着分離ユニット110は、支持軸14を支点にして揺動するため、吸着分離ユニット110が揺動しても、下流側張架ローラ5と支持軸14との距離が変動しない。よって、従動タイミングベルト28の張りは維持されて良好に下流側張架ローラ5に駆動力を伝達することができる。
なお、駆動モータ24から上流側張架ローラ6に駆動力が伝達されるように駆動機構130を構成し、吸着ベルト2を回転させる駆動ローラとして上流側張架ローラ6を用いても良い。
また、図3、図4に示すように、給紙部52のシート搬送方向下流側には、ブラケット12を揺動させる揺動手段としての揺動機構120が設けられている。揺動機構120は、各ブラケット12のシート搬送方向下流側端部に形成された第1駆動伝達部としてのラックギヤ部13と、回転軸16に固定され、ラックギヤ部13にそれぞれ噛み合う第2駆動伝達部材たるピニオンギヤ15とを有している。また、揺動機構120は、揺動モータ30を備えている。回転軸16の一端には、揺動モータ30のモータ軸30aに固定されたモータギヤ31と噛み合う従動ギヤ32が設けられている。
また、各ブラケット12に対応させて設けられた各ピニオンギヤ15を、同一の軸部材である回転軸16に固定することにより、揺動モータ30で回転軸16を回転させることで、各ピニオンギヤ15を回転させることができる。これにより、一つの揺動モータ30で、ベルト幅方向両端に設けられた2つのピニオンギヤ15を回転駆動することができ、部品点数を削減することができ、装置を安価にすることができる。また、簡単な構成で、ベルト幅方向両端に設けられたラックアンドピニオンの駆動を同期することができる。
ラックギヤ部13は、支持軸14を中心としたR形状となっている。ブラケット12に形成されたラックギヤ部13は、吸着分離ユニット110の揺動時、支持軸14を中心にして揺動する。よって、ラックギヤ部13を、支持軸14を中心としたR形状とすることにより、吸着分離ユニット110の揺動時もラックギヤ部13とピニオンギヤ15との噛み合いを維持することができる。
また、ブラケット12のシート搬送方向下流側端部にラックギヤ部を形成することにより、ブラケット12と別体のラックギヤをブラケット12に取り付ける場合に比べて、部品点数を削減でき、構成を簡素化することができる。また、揺動機構120のラックアンドピニオンのうち、装置側にピニオンを設けることにより、ピニオンへ駆動を伝達するための構成を、ピニオンを吸着分離ユニット110に設けた場合に比べて、簡単にすることができる。
このような構成の揺動機構120では、揺動モータ30を駆動することにより、各ピニオンギヤ15が回転し、ラックギヤ部13が、シート束1に対して接離する方向へ移動する。これにより、各ブラケット12が、支持軸14を支点にして揺動する。
また、各ブラケット12は、補強部材70により連結固定されている。各ブラケット12を、補強部材70により連結固定することにより、一方のブラケット12と他方のブラケット12とを一体的に揺動させることができる。これにより、ブラケット揺動時に各ブラケット12に保持された吸着ベルト2が、捩れてしまうのを抑えて、吸着ベルト2に吸着した最上位シート1aが、吸着ベルト2から分離するのを抑制することができる。
図8に示すように、吸着ベルト2の表面には、吸着ベルト2の表面を帯電させる帯電手段としてのローラ状の帯電部材3が当接している。帯電部材3は吸着分離ユニット110に回転可能に設けられており、吸着ベルト2に対する位置は一意的に決定している。また、帯電部材3は、交流を発生する帯電電源4に接続されている。
なお、本実施形態では、帯電手段としてローラ状の帯電部材3を用いているが、図9に示すようなブレード状の電極部材103を用いてもよい。電極部材103をブレード状にすることで、ローラ状の帯電部材3に比べ、ピッチ幅の小さい電荷パターンを形成することが可能となり、積載されたシート束の最上位シート1aに対する吸着力増加が早く、また、2枚目以降のシートに作用する吸着力の減少が早くなる。そのため、分離動作に要する時間の短縮が図れる点で有利である。また、交番した帯電間隔を小ピッチ化しやすく、吸着ベルト2に微小な波うちなどがあっても、安定した帯電を行えなうことができる。
次に、本実施形態のシート搬送装置200を用いたシート搬送動作について、図10を用いて説明する。
図10(a)に示すように、通常、底板7は下降位置にあり、吸着分離ユニット110は吸着位置にある。まず、給紙信号が入ると、揺動モータ30(図3参照)を駆動して、ピニオンギヤ15を図中時計回りに回転駆動させ、支持軸14を支点して図中反時計回り(シート束1から離れる方向)に吸着分離ユニット110を揺動させる。そして、吸着分離ユニット110が搬送位置まで揺動したら、揺動モータ30の駆動を停止する。
図10(b)に示すように、吸着分離ユニット110が搬送位置で停止したら、駆動モータ24(図3参照)を駆動させて、吸着ベルト2を無端移動させる。次に、無端移動する吸着ベルト2に帯電部材3を介して帯電電源4により交番電圧を印加し、吸着ベルト2の表面に交流電源周波数と吸着ベルト2の周動速度に応じたピッチ(ピッチは5[mm]〜15[mm]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4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、矩形波、正弦波などが考えられる。本実施形態では、吸着ベルト2の表面に対して4[kV]の振幅を持った矩形波を印加している。
吸着ベルト2への帯電が完了したら、図10(c)に示すように、吸着ベルト2の回転を停止するとともに、下降位置で待機していた底板7の上昇を開始する。また、これと前後して、揺動モータ30を逆回転させ、ピニオンギヤ15を図中反時計回りに回転させて、支持軸14を支点にして図中時計回り(シート束1に近接する方向)に吸着分離ユニット110を揺動させる。
底板7が上昇し、吸着分離ユニット110が下降していくと、シート束1の最上位シート1aが、吸着ベルト2を介して上流側張架ローラ6に当接する。さらに、底板7を上昇させ、吸着分離ユニット110を下降させていくと、上流側張架ローラ6が、シート束1により押し上げられ、長孔12aの下端面41aに突き当たっていた上流側張架ローラ6は、長孔12aに案内されながら、上方へ移動していく。また、底板7の上昇に伴い、フィラー44が図中反時計回りに回転する。そして、シート束1の最上位シート1aが所定の位置にくると、このフィラー44が、透過型光学センサ43の発光部43bの光を遮り、透過型光学センサ43がシート束1の最上位シート1aが所定の位置に到達したことを検知し、底板7の上昇を停止する。
また、吸着分離ユニット110が、吸着位置に到達したら、揺動モータ30の回転を停止する。揺動モータ30がステッピングモータの場合は、回転角度(パルス数)に基づいて揺動モータ30を制御することにより、吸着分離ユニット110を吸着位置に精度よく停止することができる。揺動モータ30がDCモータの場合は、駆動時間に基づいて揺動モータ30を制御することにより、吸着分離ユニット110を吸着位置に精度よく停止することができる。
図10(d)に示すように、底板7の上昇が停止し、吸着分離ユニット110の下降(揺動)が停止すると、吸着ベルト2のシート束1と対向する領域が、シート束1の最上位シート1aと当接する。吸着ベルト2が最上位シート1aと当接すると、誘電体であるシートには吸着ベルト2の表面の電荷パターンにより形成される不平等電界により、Maxwellの応力が働き、シート束1の最上位シート1aが吸着ベルト2に吸着する。
図10(d)に示す状態にて所定時間待機し、吸着ベルト2に最上位シート1aが吸着したら、揺動モータ30を駆動して、ピニオンギヤ15を時計回りに回転駆動させ、吸着分離ユニット110を、支持軸14を支点にして図中反時計回りに揺動させる。すると、下流側張架ローラ5は、ブラケット12とともにシート束1から離間する方向へ移動する。
一方、上流側張架ローラ6は、自重により、シート束1の上面から動かず、ブラケット12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2は、上流側張架ローラ6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2に吸着した最上位シート1aが、吸着ベルト2の上流側張架ローラ6に巻き回された部分を支点して湾曲する。その結果、吸着ベルト2に吸着したシートに復元力が働き、最上位シート1aのみを吸着ベルト2に吸着させ、2番目のシート1bをシートの復元力により分離させることができる。
吸着分離ユニット110が、支持軸14を支点にしてさらに図中反時計回りに回動すると、上流側張架ローラ6の軸6aが、長孔12aの下端面41aに突き当たる。このように、上流側張架ローラ6が、長孔12aの下端面41aに突き当たった状態から、さらに吸着分離ユニット110を回動させると、上流側張架ローラ6もブラケット12とともに移動し、上流側張架ローラ6が、シート束1の上面から離間する。
図10(e)に示すように、吸着分離ユニット110がシートを搬送する搬送位置に到達すると、揺動モータ30の駆動を停止する。そして、駆動モータ24を駆動して、吸着ベルト2を無端移動させて、吸着ベルト2に吸着している最上位シート1aを、搬送ローラ対9へ向けて搬送する。吸着ベルト2に静電吸着した最上位シート1aの先端が、吸着ベルト2の下流側張架ローラ5の巻き回し部分に到達すると、曲率分離により吸着ベルト2から分離し、ガイド部材10に案内されながら、搬送ローラ対9へ向けて移動する(図10(e)参照)。
搬送ローラ対9と吸着ベルト2との線速は同一にされており、搬送ローラ対9がタイミングを取って間欠駆動されているような場合は、吸着ベルト2も間欠駆動されるように駆動モータ24を制御する。また、駆動機構130に電磁クラッチを設け、電磁クラッチを制御することにより、吸着ベルト2の駆動を制御してもよい。
電荷パターンによる用紙吸着力は最上位シート1aにのみ作用し、2番目のシート1b以下の紙には作用しない。本給紙方式ではピックアップ手段と用紙との間の摩擦力を利用しないので、吸着ベルト2とシート束1との接触圧は充分小さくすることができるので、摩擦による重送を起こさない。
吸着ベルト2は、最上位シート1aの後端が上流側張架ローラ6の対向位置に達する前に、シート束1より離間され2番目のシート1bが吸着ベルト2に吸着されないようにしている。
また、吸着ベルト2の帯電は、吸着ベルト2のシートの分離位置から、搬送ローラ対9の長さ分だけ行うようにして、それ以降は、帯電部材3で吸着ベルト2を除電するようにしてもよい。これによりシートは、搬送ローラ対9へ搬送された後は吸着ベルト2の影響を受けずに、搬送ローラ対9の搬送力のみによって搬送される。また、吸着ベルト2を除電することによって、2番目のシート1bが、離間した吸着ベルト2に静電吸着するのを抑制することができる。
また、本実施形態においては、ブラケット12に長孔12aを設けて、この長孔12aに上流側張架ローラ6の軸6aを保持している。しかしながら、これに限らず、上流側張架ローラ6が、ブラケット12に対して、下流側張架ローラ5を中心にして揺動可能に保持する。そして、吸着分離ユニット110が給送位置にあるとき、吸着ベルト2のシート束上面に対する傾斜角度が、所定角度となるよう、上流側張架ローラ6を支持する構成であればよい。
また、本実施形態においては、吸着ベルト2に最上位シートを静電吸着して、最上位シートを2番目のシートから分離しているので、摩擦力を用いた分離方法のように、シート摩擦係数の影響により重送が発生することがない。
また、本実施形態においては、ピニオンギヤ15とラックギヤ部13とのギヤの噛み合いにより、吸着分離ユニット110を揺動させる。これにより、吸着位置から給送位置への揺動および給送位置から吸着位置の揺動いずれも、揺動モータ30の駆動力により行うことができ、吸着分離ユニット110の自由落下の速度よりも早く、吸着分離ユニットを、吸着位置まで下降させることができる。よって、1枚目のシート搬送後、すばやく、次のシートの吸着動作を開始することができ、シート間隔を短くすることができる。これにより、生産性を高めることができる。
また、本実施形態においては、揺動機構120を、吸着分離ユニット110の揺動の支点である支持軸14から離れたシート搬送方向下流側に設けている。これにより、吸着分離ユニット110のシート搬送方向下流側を、ピニオンギヤ15とラックギヤ部13との噛み合いにより支持することができる。その結果、吸着分離ユニット110が、支持軸14と、揺動機構120とにより両持ち支持され、吸着分離ユニット110を片持ち支持する場合に比べて、吸着分離ユニット110の振動を抑制することができる。これにより、吸着ベルト2に吸着した最上位シート1aが、吸着分離ユニット110の振動により、吸着ベルト2から分離してしまうのを抑制することができる。
また、吸着分離ユニット110の揺動の支点である支持軸14から最も離れたシート搬送方向下流側端部で、吸着分離ユニット110に駆動力を伝達して、吸着分離ユニット110を揺動させている。このように、駆動力を伝達する箇所を、支持軸14から離すことで、てこの原理により支持軸側(吸着分離ユニット110のシート搬送方向上流側)で駆動力を伝達する場合に比べて、小さい負荷で、吸着分離ユニット110の揺動を行うことができる。これにより、揺動モータ30の大型化を回避することができ、装置の大型化を抑制することができる。また、ピニオンギヤ15とラックギヤ部13との噛み合い部の摩耗を抑制することができる。
また、吸着分離ユニット110のシート搬送方向下流端部にピニオンギヤ15とラックギヤ部13を設ける。これにより、図11に示すように、吸着分離ユニット110の重心Pよりも、ピニオンギヤ15とラックギヤ部13との噛み合い位置Kをシート搬送方向下流側に設けることができる。
噛み合い位置Kが、吸着分離ユニット110の重心Pよりもシート搬送方向上流側にあると、支持軸14と揺動機構の噛み合いにより支持されていない自由端側(噛み合い位置よりもシート搬送方向下流側)に吸着分離ユニット110の重心Pが位置してしまう。その結果、吸着分離ユニット110を揺動させたとき、吸着分離ユニット自身のイナーシャの影響などにより、吸着分離ユニット110の自由端(シート搬送方向下流側端部)が、噛み合い位置Kから重心Pまでの距離に応じて弾性振動してしまう。また、重心Pが自由端側にあるため、吸着分離ユニット110が弾性振動した際の振幅も大きくなり、振動の収束も遅くなってしまう。
しかし、本実施形態のように、噛み合い位置Kを吸着分離ユニット110の重心Pよりもシート搬送方向下流側に設けることにより、吸着分離ユニット110の弾性振動を、両端支持の弾性振動にでき、振動の振幅を小さく、かつ収束を早くすることができる。
また、ピニオンギヤ15のラックギヤ部13との噛み合いにより吸着分離ユニット110の位置が保持されるので、揺動モータ30を精度よく制御することにより、吸着分離ユニットの位置を精度よく制御することができる。これにより、吸着分離ユニット110を給送位置に精度よく位置させることができる。
特に、本実施形態においては、揺動機構120をシート搬送方向下流側に設けて、揺動の支点である支持軸14から離れた位置に設けている。これにより、支持軸14側(シート搬送方向上流側)に設けた場合に比べて、1ピッチあたりの吸着分離ユニット110の移動量を少なくすることができる。よって、より高精度な吸着分離ユニット110の位置制御を行うことができる。その結果、吸着分離ユニット110を狙いの給送位置に精度よく位置させることができ、搬送ローラ対9のニップにスムーズに最上位シート1aを搬送することができる。これにより、最上位シート1aの先端が、搬送ローラ対9に突き当たって、そのときの振動などにより吸着ベルトから分離してしまうのを防止することができる。
また、ラックギヤ部13と、ピニオンギヤ15とをベルト幅方向両端に設けることにより、吸着分離ユニット110のベルと幅方向両端が、ラックギヤ部13とピニオンギヤ15との噛み合いにより支持される。これにより、吸着分離ユニット110の捩れを抑制することができる。また、図12に示すように、ベルト幅方向一端側にのみ、ラックアンドピニオン機構を設けた構成であってもよい。
[変形例1]
図13は、変形例1のシート搬送装置200Aを示す概略構成図であり、図14は変形例1のシート搬送装置200Aの駆動機構130と揺動機構120とを示す概略構成図である。図14は、吸着ベルト2などは、図示を省略している。
図13に示すように、この変形例1のシート搬送装置200Aは、揺動機構120のラックアンドピニオンのうち、ピニオンギヤ145を、ブラケット12に設け、ラックギヤ146を装置本体に設けたものである。
図14に示すように、ピニオンギヤ145は、下流側張架ローラ5の軸5aに回転自在に支持されている。ピニオンギヤ145には、プーリ部145aが設けられており、このプーリ部145aと、支持軸14に設けられた従動プーリ47とに第1タイミングベルト48が巻きつけられている。また、この従動プーリ47と、揺動モータ30のモータ軸に設けられた駆動プーリ310とに第2タイミングベルト49が巻きつけられている。これにより、揺動モータ30の駆動力が支持軸14を中継して、ピニオンギヤ145に伝達することができる。よって、上述した駆動機構130と同様、吸着分離ユニット110の揺動によって、第1タイミングベルト48が弛むことなくなり、ピニオンギヤ145に揺動モータ30の駆動力を良好に伝達することができる。
変形例1のように、ピニオンギヤ145を吸着分離ユニット110に設ける構成は、吸着分離ユニットの揺動量が多い場合に有利な構成である。これは、ラックギヤは、吸着分離ユニットの揺動量に応じて大きくする必要があるが、ピニオンギヤは、吸着分離ユニットの揺動量に関係なく一定の大きさにすることができる。よって、吸着分離ユニットの大型化を回避することができ、吸着分離ユニットの重量増加による揺動時の負荷の増大を抑制することができる。よって、揺動量が多い場合には、変形例1の構成とすることで、吸着分離ユニット110の揺動スピードを高速化することができ、生産性を高めることができる。
[変形例2]
図15は、変形例2のシート搬送装置200Bの概略構成図であり、図16は、変形例2のシート搬送装置200Bの揺動機構120の概略構成図である。
変形例2のシート搬送装置200Bは、吸着分離ユニット110が給送位置にあるとき、シート搬送方向における吸着分離ユニット110の重心の位置Pと、揺動機構120のラックギヤ部13とピニオンギヤ15との噛み合い位置Kとを同じ位置にしたものである。変形例2においては、図16に示すように、吸着分離ユニット110が給送位置にあるとき、前記重心の位置Pと、前記噛み合い位置Kとを同じ位置にするため、ブラケット12のシート搬送方向下流端部に段差部を設け、この段差部にラックギヤ部13を形成している。
吸着分離ユニット110が給送位置で停止したとき、吸着分離ユニット110のイナーシャにより弾性振動する。特に、生産性を高めるために、吸着分離ユニット110を高速で揺動させた場合、吸着分離ユニット110のイナーシャの影響が大きくなり、弾性振動が大きくなりやすい。吸着分離ユニット110が給送位置で弾性振動すると、吸着ベルト2に吸着した最上位シート1aが、吸着ベルト2から分離するおそれがある。
そこで、この変形例2においては、吸着分離ユニット110が給送位置にあるとき、前記重心の位置Pと、前記噛み合い位置Kとを同じ位置にすることにより、吸着分離ユニット110が給送位置で停止したときの弾性振動を最も効果的に抑制できる。よって、最上位シート1aが吸着ベルト2から分離するのを抑制することができる。
[変形例3]
図17は、変形例3のシート搬送装置200Cの概略構成図である。
図に示すように変形例3のシート搬送装置200Cは、上流側張架ローラ6を、ブラケット12に対して移動不能し、シートの厚みなどの条件に応じて、吸着分離ユニットの給送位置を変更するものである。
上流側張架ローラ6を、ブラケット12に対して、下流側張架ローラ5を中心にして揺動可能に保持し、給送位置に吸着分離ユニット110があるとき、上流側張架ローラ6を長孔12aの下端41に突き当てた構成を考える。この構成においては、給送時の吸着ベルト2のシート束1に対する傾斜角度が常に一定となってしまう。そのため、例えば、厚紙など、シートのコシが強い場合などのとき、最上位シート1aが、吸着ベルト2から剥れるおそれがある。
そこで、この変形例3においては、上流側張架ローラ6を、ブラケット12に対して移動不能に支持し、紙厚などの条件に応じて、吸着分離ユニット110の揺動範囲を異ならせて吸着分離ユニット110の給送位置を異ならせたのである。この場合、ピニオンギヤ15を固定する回転軸16が、吸着分離ユニット110の揺動範囲(図17の囲われた範囲)内にあると、給送位置によっては、回転軸16が、給送の邪魔となる。よって、この場合は、図17に示すように、回転軸16を、吸着分離ユニット110の揺動範囲外に設けるのが好ましい。また、図18に示すように、揺動モータ30をベルト幅方向両端に設けてもよい。このように構成しても、揺動機構120が、給送の邪魔となるようなことはない。
[実施例1]
図1(a)は吸着分離ユニット110が吸着位置に位置する状態を示す模式図である。図1(b)は吸着分離ユニット110のシート搬送方向と直交するシート幅方向の一端側を上方から見た場合の模式図である。
本実施例においては、図1(a)に示すように、吸着位置で吸着ベルト2をシート束1に向かって押圧する押圧部材35A及び押圧部材35Bを、吸着ベルト2の内側にシート搬送方向に沿って設けている。押圧部材35Aは吸着ベルト2内のシート搬送方向下流側に設けられており、押圧部材35Bは吸着ベルト2内のシート搬送方向上流側に設けられている。また、押圧部材35A及び押圧部材35Bそれぞれの吸着ベルト2との接触面35Af及び接触面35Bfは曲面形状となっている。
図1(b)に示すように、押圧部材35A,35Bは、下流側張架ローラ5の軸5aに軸孔部35Ad,35Bdを介して回転可能に設けられている。シート吸着時、押圧部材35A,35Bは、押圧部材自身の自重と圧縮スプリング36A,36Bの付勢力とにより、吸着ベルト2の内側から外側に向かって吸着ベルト2を押圧し、吸着ベルト2を最上位シート1aの上面に押し付ける。これにより、吸着ベルト2や最上位シート1aのうねりなどによる隙間が、吸着ベルト2と最上位シート1aとの間に生じるのを抑えて、吸着ベルト2と最上位シート1aとの接触性を確保することができる。
また、吸着ベルト2の内側にシート搬送方向に沿って複数の押圧部材35A,35Bを設けることで、次のような効果が得られる。すなわち、従来のような押圧部材としてローラ部材を1つ設けた場合よりも、シート搬送方向において押圧部材35A及び押圧部材35Bによる吸着ベルト2の押圧面積を大きくすることができる。よって、押圧部材とローラ部材を1つだけ設けた場合よりもシート搬送方向における吸着ベルト2と最上位シート1aとの接触面積を確保できるので、その分、吸着ベルト2と最上位シート1aとの吸着性を高めることができる。
シート搬送方向における押圧部材35A,35Bの幅は、できるだけ広くとるのが好まし。例えば、シート搬送方向における押圧部材35Aと押圧部材35Bとの幅を合わせて、下流側張架ローラ5と上流側張架ローラ6とによる吸着ベルト2の張架領域の7割から8割程度にするのが良い。これにより、押圧部材としてローラ部材を用いた場合よりも、押圧部材35による吸着ベルト2の押圧面積を確保することができる。
図19は、押圧部材35Aの各種構成やブラケット12への組み付けについて説明する図である。なお、押圧部材35Bの各種構成やブラケット12への組み付け方も押圧部材35Aと同様であるため、その説明は省略する。
図19に示すように押圧部材35Aは、吸着ベルト2に接触させる板状の押圧部材本体部35Aaと、押圧部材本体部35Aaのシート幅方向両端部に設けられ、ブラケット12の長孔12bで保持される2つの保持部35Abを有している。この2つの保持部35Abそれぞれの上面には、押圧部材35Aを弾性的に付勢する弾性部材である圧縮スプリング36Aが設置される、凸形状の圧縮スプリング設置部35Acが設けられている。また、押圧部材本体部35Aaのシート搬送方向下流側には、下流側張架ローラ5の軸5aが挿入される軸孔が開けられた2つの軸孔部35Adが設けられている。
軸孔部35Adのうち一方は、押圧部材本体部35Aaとは別体で設けられており、固定用ビス35Aeによって、その一方の軸孔部35Adを押圧部材本体部35Aaに取り付けている。下流側張架ローラ5の軸5aに押圧部材35Aを組み付け時には、押圧部材本体部35Aaに対して一方の軸孔部35Adを取り外し、他方の軸孔部35Adに下流側張架ローラ5の軸5aを軸支させる。その後、取り外した一方の軸孔部35Adに下流側張架ローラ5の軸5aを軸支させつつ、押圧部材本体部35Aaに前記一方の軸孔部35Adを固定用ビス35Aeで取り付け固定する。
圧縮スプリング36Aの一端は押圧部材35Aの凸形状をなす圧縮スプリング設置部35Acに嵌り込んで接続され、圧縮スプリング36Aの他端は吸着分離ユニット110のブラケット12に設けられた長孔12b内の上端面に接続されている。
図20は、ブラケット12の位置に圧縮スプリング36A,36Bを設けた場合の吸着分離ユニット110を上方から見た図である。図20に示すように、吸着分離ユニット110のシート幅方向両端部、言い換えれば、ブラケット12の位置に設けられた圧縮スプリング36A,36Bにより押圧部材35A,35Bが付勢される構成となっている。
押圧部材35A,35Bのシート幅方向における長さは、シート束以上であれば効果は変わらないが全域を覆える際に最も効果が高いため、シート幅同等以上が理想的である。そのため、本実施形態では、シート幅方向における押圧部材35A,35Bの幅は、シート搬送装置200が対応する最大シート幅よりも大きくしている。シート束1の最上位シート1aをめくる際には、シートの端からめくることで、空気抵抗を抑えられることや、シートを曲げたり変形させたりしなくて済むため、最も力を掛けずに最上位シート1aをシート束からめくることができる。そのため、シート幅方向における押圧部材35A,35Bの幅を、シート搬送装置200が対応する最大シート幅よりも大きくすることで、シート搬送装置対応の全サイズのシートに対して、押圧部材35A,35Bの効果を発揮することができる。
図21は、各ブラケット12よりもシート幅方向内側で、吸着ベルト2の内側に位置するハウジング20の部分に圧縮スプリング36A,36Bを設けて、圧縮スプリング36A,36Bにより押圧部材35A,35Bを押す構成となっている。
圧縮スプリング36A,36Bの設置位置は、図20などに示したように、吸着分離ユニット110のブラケット12などに設ける構成が最も組立てや交換には向いている。しかしながら、シート幅が297[mm]ある、A4ヨコシートやA3タテシートのようなカット紙を吸着しようとする場合、前記カット紙のシート幅方向両端部あるいはその付近を押圧可能なように圧縮スプリング36A,36Bを設けたほうが良い。すなわち、吸着ベルト2の内側に位置するハウジング20の部分に圧縮スプリング36A,36Bを設ける。これにより、吸着分離ユニット110のシート幅方向両端部のブラケット12に圧縮スプリング36A,36Bを設けて押圧をかけるよりも、吸着性確保の効果が高くなる。
押圧部材35Aと押圧部材35Bとの下降量は、押圧部材35Aのほうが押圧部材35Bよりも大きい。これは、押圧部材35Aと押圧部材35Bとのブラケット12に対する突き当て部を、同一または近い高さにすることで可能である。
図22に、吸着時から搬送時まで吸着分離ユニット110の動作について示す。
また、図23においては、吸着分離ユニット110で押圧部材35A,35Bや圧縮スプリング36などの図示を省略し、ハウジング20に着目した場合の模式図を示している。詳しくは、図23(a)は吸着分離ユニット110が吸着位置に位置する状態を示す模式図である。図23(b)は吸着分離ユニット110が搬送位置に位置する状態を示す模式図である。
図24においては、吸着分離ユニット110で上流側張架ローラ6やハウジング20や吸着ベルト2などの図示を省略して、押圧部材35A,35Bや圧縮スプリング36A,36Bに着目した場合の模式図を示している。詳しくは、図24(a)は吸着分離ユニット110が吸着位置に位置する状態を示す模式図である。図24(b)は吸着分離ユニット110が搬送位置に位置する状態を示す模式図である。
図22(a)に示すように、吸着位置では、押圧部材35A,35Bによって吸着ベルト2が最上位シート1aに押し当てられている。このとき、上流側張架ローラ6の軸6a及び押圧部材35A,35Bの保持部35Ab,35Bbは、ブラケット12に設けられた長孔12a,12b,12cそれぞれの下端面41a,41b,41cから離間している。
吸着分離ユニット110を吸着位置から搬送位置へ揺動させ持ち上げていくと、上流側張架ローラ6の軸6aと押圧部材35A,35Bの保持部35Ab,35Bbがそれぞれが、長孔12a,12b,12c内を下方に移動していく。そして、図22(b)に示すように、上流側張架ローラ6の軸6aよりも先に押圧部材35A,35Bの保持部35Ab,35Bbが長孔12b,12cの下端面41b,41cに突き当たって保持される。
さらに、吸着分離ユニット110を搬送位置に向けて揺動させ、吸着分離ユニット110が上昇すると、それとともに押圧部材35A,35Bが圧縮スプリング36A,36Bの付勢力に抗して上方に移動する。また、このような押圧部材35A,35Bの移動とともに、図22(c)に示すように、上流側張架ローラ6の軸6aが、長孔12a内を下方に移動し下端面41aに突き当たって保持されることで、吸着ベルト2の内周面から押圧部材35A,35Bが離間する。
本構成例では、吸着位置から搬送位置への吸着分離ユニット110の揺動動作による、上流側張架ローラ6の移動量が押圧部材35A,35Bの移動量よりも小さくなっている。そして、このような移動量の差を設けて、上流側張架ローラ6の軸6aと長孔12aの下端面41aとの接触タイミングと、押圧部材35A,35Bの保持部35Ab,35Bbと長孔12b,12cの下端面41b,41cとの接触タイミングとを異ならせている。これにより、吸着ベルト2の内周面に対して押圧部材35A,35Bが離間するように構成している。つまり、吸着分離ユニット110が吸着位置から搬送位置まで移動する間で、上流側張架ローラ6よりも押圧部材35A,35Bが、相対位置で上方に移動することにより、吸着ベルト2の内周面から押圧部材35A,35Bが離間する。
吸着ベルト2の内側から押圧部材35A,35Bによってシート束上面に向けて押圧をかける場合、吸着ベルト2が回転する際に吸着ベルト内側と押圧部材35A,35Bとが接触していると、吸着ベルト2の内周面と押圧部材35A,35Bとが摺擦し合う。このとき、吸着ベルト2−押圧部材35A,35B間の摩擦力が、吸着ベルト2−下流側張架ローラ5間の摩擦力よりも大きいと次のような問題が生じ得る。すなわち、吸着ベルト2と押圧部材35A,35Bとの間に生じる摩擦力によって吸着ベルト2に回転負荷がかかり、吸着ベルト2と下流側張架ローラ5との間でスリップが発生して、吸着ベルト2が回転不良を起こしてしまう。
そのため、「押圧部材35A,35Bに摺動抵抗が小さい素材を用いる」、「吸着ベルト2に対する押圧部材35A,35Bの接触面積を小さくする」、「吸着ベルト2への押圧部材35A,35Bの押圧力を小さくする」等の対策を施すことが考えられる。しかしながら、この場合、採用可能な構成に制限が発生してしまう。このような制限があると、本来の押圧部材35A,35Bで吸着ベルト2を押圧することによる、吸着ベルト2と最上位シート1aとの接触性の確保が実現困難になってしまう。
一方、本構成例においては、押圧部材35A,35Bの吸着ベルト2に対する接触状態と離間状態とを切り替え可能に構成している。すなわち、吸着分離ユニット110が吸着位置に位置するときには、吸着ベルト2に押圧部材35A,35Bを接触させて押圧し、吸着分離ユニット110が搬送位置に位置するときには、吸着ベルト2から押圧部材35A,35Bを離間させる。
これにより、搬送位置で最上位シート1aを搬送するときに、押圧部材35A,35Bを吸着ベルト2から離間させた状態で吸着ベルト2を回転させることができる。よって、吸着ベルト2と押圧部材35A,35Bとの間で生じる摩擦力の影響を受けず、吸着ベルト2に回転負荷がかからないようにし、吸着ベルト2と下流側張架ローラ5との間でスリップが発生して吸着ベルト2の回転不良が生じてしまうのを抑制できる。したがって、上記制限の発生を起こすことなく、吸着ベルト2と最上位シート1aとの接触性の確保に必要な押圧部材35A,35Bの面積と圧力とが設定可能となる。ゆえに、吸着ベルト2の回転不良を抑えつつ、吸着ベルト2と最上位シート1aとの接触性を確保することができる。
ここで、吸着位置から搬送位置へ吸着分離ユニット110を揺動させて、最上位シート1aをシート束1からめくる際、押圧部材35A,35Bが吸着ベルト2の内周面から離間するまでの間は、押圧部材35A,35Bと吸着ベルト2の内周面との間で擦れが生じる。そして、この擦れにより吸着ベルト2を回転させようとする回転力が発生する。
このとき、吸着ベルト2の内周面に対する押圧部材35A,35Bの摩擦係数よりも、吸着ベルト2の内周面に対する下流側張架ローラ5の外周面の摩擦係数が低いと、前記回転力により下流側張架ローラ5に対して吸着ベルト2が滑ってしまう。これにより、吸着ベルト2が少し回転する虞がある。このように、吸着ベルト2が回転してしまうと、吸着ベルト2に吸着した最上位シート1aの先端位置が適切な位置からズレてしまい、搬送不良の原因となってしまう。
そのため、本構成例においては、吸着ベルト2の内周面に対する押圧部材35A,35Bの接触面の摩擦係数よりも、吸着ベルト2の内周面に対する下流側張架ローラ5の外周面の摩擦係数を高くしている。これにより、前記回転力が発生したとしても、下流側張架ローラ5に対して吸着ベルト2が滑らず、吸着ベルト2が回転するのを抑制することができる。これにより、吸着ベルト2に吸着した最上位シート1aの先端位置が適切な位置からズレてしまい、搬送不良が生じるのを抑制することができる。
押圧部材35A,35Bにより最上位シート1aを曲げながら離間する構成の場合、屈曲点よりも前の部分を一遍に離間することとなる。この部分の面積が広いと、吸着ベルト2による最上位シート1aの吸着面積が確保できるため、吸着ベルト2と最上位シート1aとの吸着性を確保することができる。
一方、一度に剥がす必要のある面積が広いため、シート束からの最上位シート1aの分離には不利となる。そのため、紙種ごとに挙動を考えると、薄紙では吸着性の確保が容易な代わりに分離性に問題が発生し易い。対して、厚紙では少し曲げれば分離できるため、分離性の確保は容易な代わりに吸着ベルト2から最上位シート1aが剥れてしまうことが懸念され、吸着性に問題が発生し易い。特に、1つの押圧部材で吸着ベルト2の押圧面積を、下流側張架ローラ5と上流側張架ローラ6とによる吸着ベルト2の張架領域の7割から8割程度と大きく確保する構成だと、紙種ごとの対応が難しく、これら問題が顕著となる。
図25(a)は薄紙を用いた場合での吸着分離ユニット110が吸着位置に位置する状態を示す模式図である。図25(b)は薄紙を用いた場合での吸着分離ユニット110が吸着位置から搬送位置に向かって揺動しているときの状態を示す模式図である。
吸着分離ユニット110を吸着位置から搬送位置に向けて揺動させ、吸着ベルト2を上昇させたときに、最上位シート1aが薄紙の場合、最上位シート1aは押圧部材35Aにより屈曲される。その後、押圧部材35Bにより更に最上位シート1aは屈曲されるが、薄紙である最上位シート1aにとっては押圧部材35Aによる屈曲と同様の効果であり、分離性や吸着性に関しては影響しない。なお、ここでいう薄紙とは、画像形成装置で主に使われる範囲の内、坪量が60[g/m2]以下の用紙を想定している。
図26(a)は厚紙を用いた場合での吸着分離ユニット110が吸着位置に位置する状態を示す模式図である。図26(b)は厚紙を用いた場合での吸着分離ユニット110が吸着位置から搬送位置に向かって揺動しているときの状態を示す模式図である。
吸着分離ユニット110を吸着位置から搬送位置に向けて揺動させ、吸着ベルト2を上昇させたときに、最上位シート1aが厚紙の場合、押圧部材35Aによって最上位シート1aは屈曲されず、押圧部材35Bによって屈曲されるように構成している。厚紙である最上位シート1aが押圧部材35Aからの押圧力に対して耐える力と、押圧部材35A,35Bを付勢する圧縮スプリング36A,36Bのバネ圧とを設定している。そのため、最上位シート1aが厚紙の場合、最上位シート1aは押圧部材35Aによる屈曲には耐え、その後、押圧部材35Bにより屈曲することとなる。
なお、最上位シート1aが押圧部材35Aからの押圧力に対して耐える力は、用紙間の密着力f、用紙剛性E、用紙断面形状(断面2次モーメント)I、分離する部分の長さlの関係式にて決定されるものである。また、前記密着力fとしては、予め装置本体で用いられる用紙や使用環境などを想定した実験を行い、その実験結果から求めることができる。
本実施例では、押圧部材35Bの押圧力が押圧部材35Aの押圧力よりも大きくなっており、押圧部材35Aの押圧力を薄紙のコシ以上、厚紙のコシ以下としている。また、押圧部材35Bの押圧力は厚紙のコシよりも大きくしている。これにより、最上位シート1aが薄紙のときには、最上位シート1aの屈曲点が押圧部材35Aで押圧されている位置となり、押圧部材35Aで最上位シート1aが曲げられる。よって、押圧部材35Aにより薄紙である最上位シート1aをきつく曲げることができ、シート束1に対する最上位シート1aの分離性を高めることができる。また、最上位シート1aが薄紙の場合には、押圧部材35Aによって最上位シート1aをきつく曲げたとしても、シートのコシが弱いため、吸着ベルト2から最上位シート1aが剥れ難い。
一方、最上位シート1aが厚紙のときは、押圧部材35Aからの押圧力に対して最上位シート1aのコシが勝ち、最上位シート1aは押圧部材35Aによる屈曲に耐え、最上位シート1aの屈曲点が押圧部材35Bで押圧されている位置となる。これにより、押圧部材35Bにより厚紙である最上位シート1aが緩やかに曲げられるので、厚紙である最上位シート1aがきつく曲げられて吸着ベルト2から剥れるのを抑制することができる。また、最上位シート1aが厚紙の場合には、押圧部材35Bによって最上位シート1aを緩やかに曲げたとしても、シートのコシによってシート束1から最上位シート1aを分離させることができる。
[実施例2]
本実施例においては、実施例1と同様に押圧部材35Bの押圧力が押圧部材35Aの押圧力よりも大きくなっており、押圧部材35Aの押圧力は薄紙のコシ以上、厚紙のコシ以下であり、押圧部材35Bの押圧力は厚紙のコシよりも大きい。
また、図27に示すように、本実施例においても、押圧部材35A,35Bそれぞれの吸着ベルト2との接触面35Af,35Bfは曲面形状となっており、押圧部材35Bの接触面35Bfの曲率を、押圧部材35Aの接触面35Afの曲率よりも小さくしている。言い換えれば、押圧部材35Bの接触面35Bfの曲率半径を、押圧部材35Aの接触面35Afの曲率半径よりも大きくしている。
押圧部材35Bの接触面35Bfの曲率半径を大きくとることにより、押圧部材35Bによって曲げられる最上位シート1aの曲率を穏やかに設定することができる。そのため、最上位シート1aが厚紙の場合に、押圧部材35Bによって最上位シート1aがきつく曲げられるのがより抑えられ、吸着ベルト2から最上位シート1aが剥れるのをより抑制することができる。
一方、最上位シート1aが薄紙の場合には、押圧部材35Aで最上位シート1aを曲げるため、押圧部材35Bの接触面35Bfの曲率半径による分離性や吸着性の影響の差異はない。本実施例では、押圧部材35Bよりも押圧部材35Aの接触面35Afの曲率半径が小さいので、薄紙である最上位シート1aを押圧部材35Aによって、よりきつく曲げることができ、シート束1に対する最上位シート1aの分離性をより高めることができる。
また、押圧部材35Aと押圧部材35Bとを別々に、シートに最適な押圧力や接触面35Af,35Bfの曲率に設計することが可能である。
[実施形態2]
以下、本発明を、電子写真方式の画像形成装置である複写機に適用した第2の実施形態について説明する。
図28は、本実施形態に係る複写機100を示す模式図である。
この複写機100は、原稿トレイ59a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58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59を備えている。また、自動原稿搬送装置59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58を備えている。また、給紙部52から給紙されたシートに対して、原稿読取部58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50を備えている。給紙部52は、複数枚のシートが積層されたシート束1を収容していて、このシート束1からその最上位に位置する最上位シート1aを画像形成部50に給紙する。なお、本実施形態では、画像形成部50と給紙部52とは分割可能となっている。
画像形成部50は、潜像担持体として感光体61のまわりに、帯電装置62、現像装置64、転写装置54、感光体クリーニング装置65等を備えている。また、画像形成部50は、感光体61にレーザー光63を照射するための光書込ユニット(不図示)、シート上のトナー画像を定着する定着装置55等を備えている。
上記構成の画像形成部50では、感光体61の回転とともに、まず帯電装置62で感光体61の表面を一様に帯電する。次いで、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画像データや、原稿読取部58によって読み取った原稿の画像データに基づく光書込ユニット(不図示)からのレーザー光63を照射して感光体61上に静電潜像を形成する。その後、現像装置64によりトナーを付着させ静電潜像を可視像化することで感光体61上にトナー画像を形成する。一方、給紙部52は、シートを1枚づつ分離して搬送して、レジストローラ53に突き当てて止める。そして、画像形成部50のトナー画像形成のタイミングに合わせて、レジストローラ53に突き当てて止めたシートを感光体61と転写装置54とが対向する転写部に送り出す。
転写部では、感光体61上のトナー画像は供給されたシートに転写される。トナー画像が転写されたシートは、定着装置55によりトナー画像を定着後、排紙ローラ対56により排紙トレイ57へ排出される。一方、トナー画像転写後の感光体61の表面は感光体クリーニング装置65で残留トナーを除去して清掃して再度の画像形成に備える。
図29は、給紙部52の概略構成を示す斜視図であり、図30は、給紙部52を示す模式図である。給紙部52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11と、給紙カセット11上の複数枚のシートからなるシート束1から最上位に位置する最上位シート1aを分離して搬送するシート搬送装置200とを含んで構成されている。
図30に示すように、給紙カセット11には、積層された複数枚のシート束1を積載する底板7を有している。底板7と給紙カセット11の底部との間には、底板7を支持する支持部材8が回動自在に取り付けられている。
また、図29に示すように、給紙部52には、シート束1の最上位シート1aが、所定の位置に来たことを検知するシート検知手段40が設けられている。シート検知手段40は、装置本体に設けられた軸42に回転自在に支持されたフィラー44と、透過型光学センサ43とで構成されている。支持部材8を不図示の駆動モータにより回動させ、底板7を上昇させると、底板7に積載されたシート束1が上昇し、最上位シート1aがフィラー44と当接する。このとき、透過型光学センサ43の受光部43aは、発光部43bからの光を受光している。さらに、底板7を上昇させると、フィラー44が、発光部43bの光を遮り、受光部43aが光を受光しなくなる。これにより、シート束1の最上位シート1aが、所定の位置に来たことが検知され、支持部材8の回転を停止する。
シート搬送装置200は、吸着分離ユニット110、この吸着分離ユニット110を揺動させる揺動手段たる揺動機構120、吸着ベルト2を無端移動させる駆動機構130などを備えている。吸着分離ユニット110は、図5に示すように、下流側張架ローラ5と、上流側張架ローラ6とに張架される吸着ベルト2を備えている。
吸着ベルト2は、108[Ω・cm]以上の抵抗を有する50[μm]程度の厚さのポリエチレンテレフタレートからなる表層と、アルミ蒸着により形成された106[Ω・cm]以下の抵抗を有する導電層とを有する2層構造となっている。吸着ベルト2を上記のような2層構造とすることで、導電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2に電荷を与える帯電手段としての帯電部材3を、吸着ベルト2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、吸着ベルト2の両側端縁の内側には寄止め用のリブ23が設けられており、ローラ5,6の両側端面と係合し、ベルトの寄りを防止している。
下流側張架ローラ5は抵抗値が106[Ω・cm]の導電性ゴム層が表面に設けられ、上流側張架ローラ6は金属ローラである。下流側張架ローラ5及び上流側張架ローラ6はともに接地されている。下流側張架ローラ5は吸着ベルト2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、下流側張架ローラ5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2に吸着されて搬送されたシートが、下流側張架ローラ5から離れて搬送方向下流側のガイド部材10により形成される搬送路Hに入ることができるようになっている。
また、図5に示すように、下流側張架ローラ5の軸5aは、ハウジング20に回転自在に支持されている。上流側張架ローラ6の軸6aは、ハウジング20に対してシート搬送方向に摺動可能に保持された軸受22に回転支持されている。軸受22は、スプリング21によりシート搬送方向上流側へ付勢されている。これにより、上流側張架ローラ6が、シート搬送方向上流側に付勢され、吸着ベルト2に張力を付与している。
図29、図30に示すように、吸着分離ユニット110は、吸着ベルト2を揺動自在に保持するためのブラケット12がベルト幅方向両端に設けられている。各ブラケット12は、上流側張架ローラ6よりもシート搬送方向上流側に設けられた支持軸14に回転自在に支持されている。これにより、吸着分離ユニット110は、後述する揺動機構120により、シート束1の最上位シート1aを吸着ベルト2に吸着させる吸着位置と、吸着ベルト2に吸着した最上位シート1aを搬送するための給送位置との間を、支持軸14を支点にして揺動できる。
上流側張架ローラ6と下流側張架ローラ5は、各ブラケットにシート束上面に対して垂直方向に移動可能に保持されている。具体的には、各ブラケット12には、2個の長孔を有しており、長孔12aに上流側張架ローラ6の軸6aが貫通しており、長孔45に下流側張架ローラ5の軸5aが貫通している。また、下流側張架ローラ5は、バネ46によりシート束側へ付勢されている。図30に示すように、吸着分離ユニット110が給送位置にあるとき、上流側張架ローラ6の軸6aは、長孔12aの下端41に突き当たっており、下流側張架ローラ5の軸5aは、長孔45の下端に突き当たっている。
上流側張架ローラが突き当たる長孔12aの下端41は、下流側張架ローラ5が突き当たる長孔45の下端よりもシート束1側に設けられている。また、ブラケット12に設けられた長孔12aは、長孔45の下端に付き当たった下流側張架ローラ5の回転中心を中心とする円弧形状となっている。これは、上流側張架ローラ6の軸6aが長孔12a内を移動しても、上流側張架ローラ6の回転中心と下流側張架ローラ5の回転中心との距離が変化しないようにするためである。その結果、吸着位置と給送位置との間を吸着分離ユニットが揺動するとき、吸着ベルト2の張力が変化することがない。
通常、吸着ベルト2の張力は、5[N]以下でもローラとベルトとの間でスリップすることなく、吸着ベルト2を回転駆動して、吸着ベルト2に吸着したシートを搬送することが可能である。しかしながら、密着力の高い用紙等特殊な条件のシートを搬送する場合、吸着ベルト2とローラとの間にてスリップが起こる場合も考えられる。そのため、上流側張架ローラ6の表面や下流側張架ローラ5の表面の摩擦係数を高くして、スリップを生じにくくしておくことが好ましい。
図7に示すように、各ブラケット12を回転自在に支持する支持軸14の一端には、従動第1プーリ26aと、駆動第2プーリ26bとが固定されている。下流側張架ローラ5の一端には従動第2プーリ25が固定されており、従動第1プーリ26aと従動第2プーリ25とには、従動タイミングベルト28が巻き掛けられている。また、支持軸14よりもシート搬送方向上流側には、駆動モータ24が設けられており、駆動モータ24のモータ軸には、駆動第1プーリ27が固定されている。駆動第1プーリ27と駆動第2プーリ26bとには、駆動タイミングベルト29が巻き掛けられている。
駆動モータ24が駆動すると、駆動タイミングベルト29、従動タイミングベルト28を介して下流側張架ローラ5が回転駆動する。これにより、吸着ベルト2が回転駆動し、上流側張架ローラ6が、吸着ベルト2の内面の摩擦により従動回転する。また、本実施形態においては、ブラケット12を支持する支持軸14を中継して、下流側張架ローラ5に駆動モータ24の駆動力が伝達されるようになっている。このように構成することにより、後述するように、吸着分離ユニット110は、支持軸14を支点にして揺動するため、吸着分離ユニット110が揺動しても、下流側張架ローラ5と支持軸14との距離が変動しない。よって、従動タイミングベルト28の張りは維持されて良好に下流側張架ローラ5に駆動力を伝達することができる。
また、図29、図30に示すように、シート搬送方向下流側には、ブラケット12を揺動させる揺動手段としての揺動機構120が設けられている。揺動機構120は、各ブラケット12のシート搬送方向下流側端部に形成された第1駆動伝達部としてのラックギヤ部13と、回転軸16に固定され、ラックギヤ部13にそれぞれ噛み合う第2駆動伝達部材たるピニオンギヤ15とを有している。また、揺動機構120は、揺動モータ30を備えている。回転軸16の一端には、揺動モータ30のモータ軸に固定されたモータギヤと噛み合う従動ギヤ32が設けられている。
各ピニオンギヤ15を、回転軸16に固定することにより、揺動モータ30で回転軸16を回転させることで、各ピニオンギヤ15を回転することができる。これにより、一つの揺動モータ30で、ベルト幅方向両端に設けられたピニオンギヤ15を回転駆動することができ、部品点数を削減することができ、装置を安価にすることができる。また、簡単な構成で、ベルト幅方向両端に設けられたラックアンドピニオンの駆動を同期することができる。
ラックギヤ部13は、支持軸14を中心としたR形状となっている。ブラケット12に形成されたラックギヤ部13は、吸着分離ユニット110の揺動時、支持軸14を中心にして揺動する。よって、ラックギヤ部13を、支持軸14を中心としたR形状とすることにより、吸着分離ユニット110の揺動時もラックギヤ部13とピニオンギヤ15との噛み合いを維持することができる。
また、ブラケット12のシート搬送方向下流側端部にラックギヤ部を形成することにより、ブラケット12と別体のラックギヤをブラケット12に取り付ける場合に比べて、部品点数を削減でき、構成を簡素化することができる。また、揺動機構120のラックアンドピニオンのうち、装置側にピニオンを設けることにより、ピニオンへ駆動を伝達するための構成を、ピニオンを吸着分離ユニットに設けた場合に比べて、簡単にすることができる。
揺動モータ30を駆動することにより、各ピニオンギヤ15が回転し、ラックギヤ部13が、シート束1に対して接離する方向へ移動する。これにより、各ブラケット12が、支持軸14を支点にして揺動する。
また、各ブラケット12は、補強部材70により連結固定されている。各ブラケット12を、補強部材70により連結固定することによって、一方のブラケット12と他方のブラケット12とを一体的に揺動させることができる。これにより、ブラケット揺動時にブラケット12に保持された吸着ベルト2が、捩れてしまうのを抑制することができ、吸着ベルト2に吸着した最上位シート1aが、吸着ベルト2から分離するのを抑制することができる。
図9に示すように、吸着ベルト2の表面には、吸着ベルト2の表面を帯電させる帯電手段としてのブレード状の帯電部材3が当接している。帯電部材3は、交流を発生する帯電電源4に接続されている。帯電部材3をブレード状にすることで、交番した帯電間隔を小ピッチ化しやすく、吸着ベルト2に微小な波うちなどがあっても、安定した帯電を行えなうことができる。なお、本実施形態では、帯電手段としてブレード状の帯電部材3を用いているが、図8に示すようなローラ状の電極部材103を用いてもよい。
次に、本実施形態のシート搬送装置200を用いたシート搬送動作について、図31を用いて説明する。
図31(a)に示すように、通常、底板7は下降位置にあり、吸着分離ユニット110は、吸着位置にある。まず、給紙信号が入ると、揺動モータ30を駆動して、ピニオンギヤ15を図中時計回りに回転駆動させ、吸着分離ユニット110を、支持軸14を支点して図中反時計回り(シート束から離間する方向)に揺動させる。そして、吸着分離ユニット110が、給送位置まで揺動したら、揺動モータ30の駆動を停止する。
吸着分離ユニット110が、給送位置で停止したら、図31(b)に示すように、駆動モータ24を駆動させて、吸着ベルト2を無端移動させる。次に、無端移動する吸着ベルト2に帯電部材3を介して帯電電源4により交番電圧を印加し、吸着ベルト2の表面に交流電源周波数と吸着ベルト2の周動速度に応じたピッチ(ピッチは5[mm]〜15[mm]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4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、矩形波、正弦波などが考えられる。本実施形態では、吸着ベルト2の表面に対して4[kV]の振幅を持った矩形波を印加している。
吸着ベルト2への帯電が完了したら、図31(c)に示すように、吸着ベルト2の回転を停止するとともに、下降位置で待機していた底板7の上昇を開始する。また、これと前後して、揺動モータ30を逆回転させ、ピニオンギヤ15を図中反時計回りに回転させて、吸着分離ユニット110を、支持軸14を支点にして図中時計回り(シート束に近接する方向)へ揺動させる。底板7が上昇し、吸着分離ユニット110が下降していくと、シート束1の最上位シート1aが、吸着ベルト2を介して上流側張架ローラ6に当接する。
さらに、底板7を上昇させ、吸着分離ユニット110を下降させていくと、上流側張架ローラ6が、シート束1により押し上げられ、長孔12aの下端41に突き当たっていた上流側張架ローラ6は、長孔12aに案内されながら、上方へ移動していく。また、底板7の上昇に伴い、フィラー44が図中反時計回りに回転する。そして、シート束1の最上位シート1aが所定の位置にくると、このフィラー44が、透過型光学センサ43の発光部43bの光を遮り、シート検知手段40がシート束1の最上位シート1aが所定の位置にきたことを検知し、底板7の上昇を停止する。
また、吸着分離ユニット110を、さらに図中時計回り(シート束に近接する方向)へ揺動させると、下流側張架ローラ5が吸着ベルト2を介してシート束1の最上位シート1aと当接する。この状態からさらに、吸着分離ユニット110を、さらに図中時計回り(シート束に近接する方向)へ揺動させる。すると、図31(d)に示すように、下流側張架ローラ5が、バネ46の付勢力に抗してシート束1により押し上げられ、長孔45の下端に突き当たっていた下流側張架ローラ5は、長孔45に案内されながら、上方へ移動する。そして、揺動モータ30の回転を停止し、吸着分離ユニット110の揺動が停止する。
揺動モータ30がステッピングモータの場合は、回転角度(パルス数)に基づいて揺動モータ30を制御することにより、吸着分離ユニット110を吸着位置に精度よく停止することができる。揺動モータ30がDCモータの場合は、駆動時間に基づいて揺動モータ30を制御することにより、吸着分離ユニット110を吸着位置に精度よく停止することができる。
図31(d)に示すように、吸着分離ユニット110の下降(揺動)が停止すると、上流側張架ローラ6、下流側張架ローラ5いずれも、長孔12a,45の下端から離間し、各張架ローラ5,6の支持が解除される。各張架ローラ5,6は、シート束に載るような状態となり、吸着分離ユニットに支持されていた吸着ベルト2は、シート束1に支持される形となる。これにより、シート束1の最上位シート1aの高さ方向(図中上下方向)の位置が多少ずれていたり、シート束1が、傾いていたりしても、吸着ベルト2のシート束1と対向する領域を、確実にシート束1の最上位シート1aと当接させることができる。
吸着ベルト2が最上位シート1aと当接すると、誘電体であるシートには吸着ベルト2の表面の電荷パターンにより形成される不平等電界により、Maxwellの応力が働き、シート束1の最上位シート1aが吸着ベルト2に吸着する。
図31(d)に示す状態にて所定時間待機し、吸着ベルト2に最上位シート1aが吸着したら、揺動モータ30を駆動して、ピニオンギヤ15を時計回りに回転駆動させ、吸着分離ユニット110を、支持軸14を支点にして図中反時計回りに揺動させる。すると、シート束に載っていた下流側張架ローラ5は、長孔45の下端に突き当たって、ブラケット12に支持され、ブラケット12とともにシート束1から離間する方向へ移動する。
長孔12aの下端41は、長孔45よりもシート束側にあるので、このとき、上流側張架ローラ6は、自重によりシート束1の上面から動かず、ブラケット12に対して相対的にシート束1方向へ移動する。これにより、吸着ベルト2は、上流側張架ローラ6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2に吸着した最上位シート1aが、吸着ベルト2の上流側張架ローラ6に巻き回された部分を支点して湾曲する。その結果、吸着ベルト2に吸着したシートに復元力が働き、最上位シート1aのみを吸着ベルト2に吸着させ、2番目のシート1bをシートの復元力により分離させることができる。
吸着分離ユニット110が、支持軸14を支点にしてさらに図中反時計回りに回動すると、上流側張架ローラ6が、長孔12aの下端41に突き当たる。このように、上流側張架ローラ6が、長孔12aの下端41に突き当たった状態から、さらに吸着分離ユニット110を回動させる。すると、上流側張架ローラ6もブラケット12に支持されて、ブラケット12とともに移動し、上流側張架ローラ6が、シート束1の上面から離間する。
図31(e)に示すように、吸着分離ユニット110がシートを搬送する給送位置に到達すると、揺動モータ30の駆動を停止する。そして、駆動モータ24を駆動して、吸着ベルト2を無端移動させて、吸着ベルト2に吸着している最上位シート1aを、搬送ローラ対9へ向けて搬送する。吸着ベルト2に静電吸着した最上位シート1aの先端が、吸着ベルト2の下流側張架ローラ5の巻き回し部分に到達すると、曲率分離により吸着ベルト2から分離し、ガイド部材10に案内されながら、搬送ローラ対9へ向けて移動する(図31(e)参照)。
搬送ローラ対9と吸着ベルト2との線速は同一にされており、搬送ローラ対9がタイミングを取って間欠駆動されているような場合は吸着ベルト2も間欠駆動されるように駆動モータ24を制御する。また、駆動機構130に電磁クラッチを設け、電磁クラッチを制御することにより、吸着ベルト2の駆動を制御してもよい。
また、吸着ベルト2の帯電は、吸着ベルト2のシートの分離位置から、搬送ローラ対9の長さ分だけ行うようにして、それ以降は、帯電部材3で吸着ベルト2を除電するようにしてもよい。これによりシートは、搬送ローラ対9へ搬送された後は吸着ベルト2の影響を受けずに、搬送ローラ対9の搬送力のみによって搬送される。また、吸着ベルト2を除電することによって、2番目のシート1bが、離間した吸着ベルト2に静電吸着するのを抑制することができる。
本実施形態においては、上述したように、吸着ベルト2がシート束の上面に支持された状態で、シート束1の最上位シート1aを吸着ベルト2に吸着することができる。これにより、最上位シート1aの高さ方向の位置が多少ずれていたり、シート束1が傾いていたりしても、吸着ベルト2のシート束1と対向する領域が、最上位シート1aと確実に当接した状態で、最上位シート1aを吸着ベルト2に吸着させることができる。その結果、確実に最上位シート1aを吸着ベルト2に吸着させることができる。
さらに、本実施形態においては、下流側張架ローラ5を、バネ46によりシート束1側に付勢しているので、下流側張架ローラ5を所定の圧力でシート束1の最上位シート1aに当接させることができる。よって、さらに確実に最上位シート1aを吸着ベルト2に吸着させることができる。
また、通常、吸着ベルト2のシート束1と対向する領域が、最上位シート1aと当接する位置から、吸着分離ユニット110を所定量、図中時計回り(シート束側)へ揺動させるだけで、吸着ベルト2の前記領域を最上位シート1aに当接させることができる。これにより、吸着ベルト2の前記領域が最上位シート1aに当接したことを検知する手段を設けて、その検知手段の検知結果に基づいて吸着分離ユニットの揺動を制御せずとも、簡単な制御で吸着ベルト2の前記領域を最上位シート1aに当接させることができる。よって、シート搬送装置200の部品点数を削減することができ、シート搬送装置200のコストダウンを図ることができ、かつ、揺動の制御を簡素化することができる。
また、本実施形態においては、ブラケット12に長孔45を設けて、長孔45に下流側張架ローラ5の軸5aを保持しているが、これに限るものではない。下流側張架ローラ5が、シート束1の上面から離間しているとき、下流側張架ローラ5の軸5aが支持され、かつ、下流側張架ローラ5がブラケット12に対して、シート束の上面の垂直方向に移動可能な構成であればよい。また、上流側張架ローラ6を、ブラケット12に移動可能に支持する構成も、長孔12aに限るものではない。上流側張架ローラ6を、ブラケット12に対して、下流側張架ローラ5を中心にして揺動可能に保持する。そして、吸着分離ユニット110が給送位置にあるとき、吸着ベルト2のシート束の上面に対する傾斜角度が、所定角度となるよう、上流側張架ローラ6を支持する構成であればよい。
また、本実施形態においては、吸着ベルト2に最上位シートを静電吸着して、最上位シートを2番目のシートから分離しているので、摩擦力を用いた分離方法のように、シート摩擦係数の影響により重送が発生することがない。
また、本実施形態においては、ピニオンギヤ15とラックギヤ部13とのギヤの噛み合いにより、吸着分離ユニット110を揺動させる。これにより、吸着位置から給送位置への揺動および給送位置から吸着位置の揺動いずれも、揺動モータ30の駆動力により行うことができる。よって、吸着分離ユニット110の自由落下の速度よりも早く、吸着分離ユニットを、吸着位置まで下降させることができる。したがって、1枚目のシート搬送後、すばやく、次のシートの吸着動作を開始することができ、シート間隔を短くすることができる。これにより、生産性を高めることができる。
また、吸着分離ユニット110を吸着位置まで揺動させたときは、吸着ベルト2がシート束1に支持されるので、吸着位置での停止位置を精度よく制御する必要がない。さらには、一枚シートを搬送する度に、底板を上昇させたり、吸着分離ユニットの吸着位置を変更させたりしなくとも、吸着ベルト2のシート束1の上面と対向する領域をシート束の最上位シートと当接させることができる。
また、本実施形態においては、揺動機構120を、吸着分離ユニット110の揺動の支点である支持軸14から離れたシート搬送方向下流側に設けている。これにより、吸着分離ユニット110のシート搬送方向下流側を、ピニオンギヤ15とラックギヤ部13との噛み合いにより支持することができる。その結果、吸着分離ユニット110が、支持軸14と、揺動機構120とにより両持ち支持され、吸着分離ユニット110を片持ち支持する場合に比べて、吸着分離ユニット110の振動を抑制することができる。これにより、吸着ベルト2に吸着した最上位シート1aが、吸着分離ユニット110の振動により、吸着ベルト2から分離してしまうのを抑制することができる。
また、吸着分離ユニット110の揺動の支点である支持軸14から最も離れたシート搬送方向下流側端部で、吸着分離ユニット110に駆動力を伝達して、吸着分離ユニット110を揺動させている。このように、駆動力を伝達する箇所を、支持軸14から離すことで、揺動の支点から噛み合い部(てこの原理における力点)までの距離を、吸着分離ユニットの重心(てこの原理における作用点)から支点までの距離よりも長くすることができる。これにより、支持軸側(吸着分離ユニット110のシート搬送方向上流側)で駆動力を伝達する場合に比べて、小さい負荷で、吸着分離ユニット110の揺動を行うことができる。よって、揺動モータ30の大型化を回避することができ、装置の大型化を抑制することができる。また、ピニオンギヤ15とラックギヤ部13との噛み合い部の磨耗を抑制することができる。
また、ラックギヤ部13と、ピニオンギヤ15とをベルト幅方向両端に設けることにより、吸着分離ユニット110のベルト幅方向両端が、ラックギヤ部13とピニオンギヤ15との噛み合いにより支持される。これにより、吸着分離ユニット110の捩れを抑制することができる。
なお、揺動機構120は、上記構成に限らず、支持軸14にラックギヤと、ブラケット12とを固定して、支持軸14を回転させることにより、吸着分離ユニット110を揺動させてもよい。また、ブラケット12の下流側端部に係合するワイヤーと、このワイヤーを巻き上げる巻上げ装置とで揺動機構120を構成してもよい。
また、本実施形態では、下流側張架ローラ5を、バネ46によりシート束1側へ付勢しているが、図32に示すように、バネ46は無くてもよい。図32に示すように、バネ46を無くした構成でも、吸着分離ユニット110が、吸着位置にあるとき、吸着ベルト2は、シート束1に支持され、吸着ベルト2のシート束1と対向する領域を確実にシート束1の最上位シートに当接させることができる。
また、図33に示すように、長孔45を、吸着分離ユニット110の揺動の支点である支持軸14を中心とした円弧形状にしてもよい。このように、長孔45を円弧形状にすることにより、下流側張架ローラ5がシート束に当接して、ブラケット12に対して相対的にシート束から離間する方向へ移動するとき、長孔45に軸5aが引っ掛かることなく、スムーズに長孔45を移動させることができる。
また、下流側張架ローラ5がシート束1の最上位シート1aに当接した状態からブラケット12を、図中時計回りに揺動させても、軸5aが、長孔の短手方向側の面に押されて、下流側張架ローラ5のシート搬送方向の位置が変化することがない。これにより、下流側張架ローラの軸5aと、支持軸14との位置関係を一定に維持することができ、従動タイミングベルト28が撓んだり、伸びたりすることがない。
また、図34に示すように、長孔45の上端が、下端に対してシート搬送方向上流側となるよう、長孔45を傾かせてもよい。これにより、下流側張架ローラの軸5aと長孔45の下端との接触点が、下流側張架ローラ5の中心よりも下流側となる。下流側張架ローラの軸5aは、長孔45の下端に向けて付勢されているので、吸着分離ユニット110が、給送位置から吸着位置へ揺動するとき、下流側張架ローラ5が、バネによりシート搬送方向下流側に向けて付勢される。
吸着分離ユニットの揺動により、下流側張架ローラ5には遠心力が加わり、下流側張架ローラ5をシート搬送方向下流側へ移動しようとする。しかし、バネにより下流側張架ローラ5は、下流側張架ローラ5の中心よりもシート搬送方向下流側の長孔45の下端に既に突き当てられているので、移動することがない。その結果、シート束に当接して、下流側張架ローラ5のブラケット12への支持が解除されて、下流側張架ローラに加わっていた遠心力が無くなっても、下流側張架ローラ5が、シート搬送方向上流側へ移動することがない。これにより、下流側張架ローラ5に振動が生じるのを抑制することができる。
また、図35に示すように、吸着分離ユニット110を吸着位置で停止したとき、長孔45が、シート束に対して垂直方向に延びるように構成してもよい。このように構成することにより、下流側張架ローラ5が、バネ46によりシート束1の上面に対して、垂直方向に真直ぐ付勢され、バネ46で良好に吸着ベルト2をシート束側へ付勢することができ、最上位シート1aを良好に吸着ベルト2に吸着させることができる。
また、本実施形態のシート搬送装置200において、上述したバネ46で下流側張架ローラ5を付勢することに関する以外の構成は、実施形態1で説明したシート搬送装置200の各種構成を適宜採用することができる。
本実施形態のシート搬送装置200においても、実施形態1で図1を用いて説明したように、吸着位置で吸着ベルト2をシート束1に向かって押圧する押圧部材35A及び押圧部材35Bを、吸着ベルト2の内側にシート搬送方向に沿って設けている。これにより、従来のような押圧部材としてローラ部材を1つ設けた場合よりも、シート搬送方向において押圧部材35A及び押圧部材35Bによる吸着ベルト2の押圧面積を大きくすることができる。よって、押圧部材とローラ部材を1つだけ設けた場合よりもシート搬送方向における吸着ベルト2と最上位シート1aとの接触面積を確保できるので、その分、吸着ベルト2と最上位シート1aとの吸着性を高めることができる。
また、押圧部材35Bの押圧力が押圧部材35Aの押圧力よりも大きくなっており、押圧部材35Aの押圧力を薄紙のコシ以上、厚紙のコシ以下としている。また、押圧部材35Bの押圧力は厚紙のコシよりも大きくしている。これにより、最上位シート1aが薄紙のときには、最上位シート1aの屈曲点が押圧部材35Aで押圧されている位置となり、押圧部材35Aで最上位シート1aが曲げられる。よって、押圧部材35Aにより薄紙である最上位シート1aをきつく曲げることができ、シート束1に対する最上位シート1aの分離性を高めることができる。また、最上位シート1aが薄紙の場合には、押圧部材35Aによって最上位シート1aをきつく曲げたとしても、シートのコシが弱いため、吸着ベルト2から最上位シート1aが剥れ難い。
一方、最上位シート1aが厚紙のときは、押圧部材35Aからの押圧力に対して最上位シート1aのコシが勝ち、最上位シート1aは押圧部材35Aによる屈曲に耐え、最上位シート1aの屈曲点が押圧部材35Bで押圧されている位置となる。これにより、押圧部材35Bにより厚紙である最上位シート1aが緩やかに曲げられるので、厚紙である最上位シート1aがきつく曲げられて吸着ベルト2から剥れるのを抑制することができる。また、最上位シート1aが厚紙の場合には、押圧部材35Bによって最上位シート1aを緩やかに曲げたとしても、シートのコシによってシート束1から最上位シート1aを分離させることができる。
また、押圧部材35A及び押圧部材35Bそれぞれの吸着ベルト2との接触面35Af及び接触面35Bfは曲面形状となっており、押圧部材35Bの接触面35Bfの曲率を、押圧部材35Aの接触面35Afの曲率よりも小さくする構成を採用しても良い。言い換えれば、押圧部材35Bの接触面35Bfの曲率半径を、押圧部材35Aの接触面35Afの曲率半径よりも大きくする。
押圧部材35Bの接触面35Bfの曲率半径を大きくとることにより、押圧部材35Bによって曲げられる最上位シート1aの曲率を穏やかに設定することができる。そのため、最上位シート1aが厚紙の場合に、押圧部材35Bによって最上位シート1aがきつく曲げられるのがより抑えられ、吸着ベルト2から最上位シート1aが剥れるのをより抑制することができる。
一方、最上位シート1aが薄紙の場合には、押圧部材35Aで最上位シート1aを曲げるため、押圧部材35Bの接触面35Bfの曲率半径による分離性や吸着性の影響の差異はない。本実施例では、押圧部材35Bよりも押圧部材35Aの接触面35Afの曲率半径が小さいので、薄紙である最上位シート1aを押圧部材35Aによって、よりきつく曲げることができ、シート束1に対する最上位シート1aの分離性をより高めることができる。
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様A)
積載されたシート束1などのシート束の上面に対向配置された無端状の吸着ベルト2などの吸着ベルトと、吸着ベルトを張架する下流側張架ローラ5などの第1張架ローラと、第1張架ローラのシート搬送方向上流側に位置する上流側張架ローラ6などの第2張架ローラとを有する吸着分離ユニット110などの吸着分離ユニットと、吸着ベルトの表面を帯電させる帯電部材3などの帯電手段と、シート束の最上位シート1aなどの最上位シートを吸着ベルトに吸着させる吸着位置と、吸着ベルトに吸着した最上位シートを搬送する、吸着位置よりもシート束に対して離間した離間位置との間で、吸着ベルトとシート束とを接離させる揺動機構120などの接離手段とを備えたシート搬送装置200などのシート搬送装置において、吸着位置で吸着ベルトをシート束に向かって押圧する押圧部材35A,35Bなどの押圧部材を、吸着ベルトの内側にシート搬送方向に沿って複数設けた。これよれば、上記実施形態について説明したように、吸着ベルトとシートとの吸着性を高めることができる。
(態様B)
(態様A)において、上記接離手段として、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た支持軸14などの揺動支点を中心に、吸着位置と離間位置との間で吸着分離ユニットを揺動させる揺動機構120などの吸着分離ユニット揺動手段を有しており、各押圧部材は異なる押圧力で上記吸着ベルトを押圧するように構成されており、シート搬送方向上流側にある押圧部材ほど前記押圧力が大きい。これによれば、上記実施形態について説明したように、シート特性に対応しためくり分離を行うことができる。
(態様C)
(態様B)において、各押圧部材の吸着ベルトとの接触面は曲面形状となっており、当該曲面形状の曲率はシート搬送方向上流側にある前記押圧部材ほど小さい。これによれば、上記実施形態について説明したように、厚紙がきつく曲げられて吸着ベルトから剥れるのを抑制することができる。
(態様D)
(態様B)または(態様C)において、吸着分離ユニット揺動手段は、吸着分離ユニットのシート搬送方向下流側端部に取り付けられた第1駆動伝達部と、装置本体に取り付けられた前記第1駆動伝達部と噛み合う第2駆動伝達部とを備え、第1駆動伝達部と第2駆動伝達部との噛み合いにより吸着分離ユニットを揺動させる。これによれば、上記実施形態について説明したように、吸着分離ユニットの揺動時に吸着分離ユニットを両持ち支持することができ、吸着分離ユニットの振動を抑制することができる。また、第1駆動伝達部と第2駆動伝達部との噛み合い位置を、吸着分離ユニットの揺動の支点から離すことができるので、吸着分離ユニット揺動手段にかかる負荷を低減することができる。これにより、吸着分離ユニット揺動手段が有する揺動モータの大型化を回避することができ、且つ、第1駆動伝達部と第2駆動伝達部との噛み合い部の摩耗を抑制することができる。
(態様E)
(態様D)において、吸着分離ユニットは、第2張架ローラをシート束の上面に対して所定範囲垂直方向に移動可能に支持する。これによれば、上記実施形態について説明したように、シートの復元力を利用した分離を行えることができ、良好な分離性能を得ることができる。また、吸着分離ユニットを揺動させるだけで、吸着ベルトをシート束の上面から離間させることができる。
(態様F)
(態様E)において、吸着分離ユニットは、第1張架ローラ及び第2張架ローラを回転自在に支持するブラケット12などのブラケットを有しており、ブラケットのシート搬送方向下流側端部に上記第1駆動伝達部を形成した。これによれば、上記実施形態について説明したように、ブラケットと第1駆動伝達部とが別部材で構成した場合に比べて、部品点数を削減することができ、装置のコストダウンを図ることができる。また、吸着分離ユニットの重量を軽くすることができ、吸着分離ユニット揺動時の負荷を低減することができる。また、吸着分離ユニットのイナーシャを弱めることができ、吸着分離ユニットを給送位置で停止したときの弾性振動を抑制することができる。
(態様G)
(態様A)、(態様B)、(態様C)、(態様D)、(態様E)または(態様F)において、吸着分離ユニットは、第1張架ローラ及び第2張架ローラが、シート束の最上位シートに吸着ベルトを介して当接すると、第1張架ローラ及び第2張架ローラの支持が解除されるように、第1張架ローラ及び第2張架ローラを支持しており、第1張架ローラをシート束側へ付勢する付勢手段を設けた。これによれば、上記実施形態について説明したように、吸着ベルトのシート束の最上位シートに対する当接圧を、自重で当接させる場合に比べて高めることができる。これにより、最上位シートを良好に吸着ベルトに吸着させることができる。
(態様H)
(態様G)において、吸着ベルトが吸着位置にあるとき、上記付勢手段の第1張架ローラに対する付勢方向が、シート束の上面に対して垂直方向となるよう構成した。これによれば、上記実施形態について説明したように、吸着ベルトのシート束の最上位シートに対する当接圧を最も効率的に高めることができ、最上位シートを良好に吸着ベルトに吸着させることができる。
(態様I)
(態様H)において、上記付勢手段は、第1張架ローラをシート束側且つシート搬送方向下流側へ付勢する。これによれば、上記実施形態について説明したように、第1張架ローラが、シート束の最上位シートと当接したときにおける第1張架ローラのシート搬送方向の振動を抑制することができる。
(態様J)
シートに画像を形成する画像形成部50などの画像形成手段と、積載されたシート束から最上位シートを分離し、画像形成手段へ最上位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、前記シート搬送手段として、(態様A)、(態様B)、(態様C)、(態様D)、(態様E)、(態様F)、(態様G)、(態様H)または(態様I)のシート搬送装置を有する。これによれば、上記実施形態について説明したように、良好なシート搬送を行うことができる。