JP2014111504A - シート給送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ピックアップローラがリタードローラに連動する方式において、ピックアップローラからの負荷の影響を受けないよう構成し、連続給送時のシート間隔の安定化を図ったシート給送装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】シート給送部は、ピックアップローラ１により送り出されたシートを搬送するフィードローラ２、及び、フィードローラ２に圧接した状態でトルクリミッタを介してシート給送方向と逆方向にシートを戻す回転力を付与されるリタードローラ３を有する分離ローラ対を有している。更にシート給送部は、シートをシート給送方向に送り出す際のリタードローラ３の回転をピックアップローラ１に伝達する回転伝達機構と、リタードローラ３をフィードローラ２に圧接する分離圧を、ピックアップローラ１からリタードローラ３に伝わる反力に応じて切り換える分離圧変更部とを有している。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ装置、レーザビームプリンタ及び複合機等の画像形成装置に備えられたシート給送装置、及びこれを備える画像形成装置に関する。

画像形成装置に備えられたシート給送装置では、シート間隔を一定に保って給送することが、生産性（単位時間当たりの画像形成枚数）の向上のために求められている。

従来、シートを給送する方向と逆方向に回転するリタードローラを用いた分離方式があり、この分離方式において生産性を向上させるために、次の構成が提案されている。

このリタードローラを用いた分離方式は、ピックアップローラによりシートを送り出し、フィードローラとリタードローラとでシートを一枚ずつ分離して給送する構成である。リタードローラは、トルクリミッタを介してシートを給送する方向とは逆方向に回転駆動が伝達されており、複数枚のシートがフィードローラとリタードローラの分離ニップ部に入り込んだ場合には、リタードローラが逆回転してシートを一枚ずつに分離する。また、フィードローラとリタードローラの分離ニップ部で一枚のシートを給送している場合には、給送しているシートに従動してシートを送る方向に回転する。

そして、このリタードローラを用いた分離方式において、生産性を向上させるために、リタードローラがシートに従動しているときに、リタードローラの従動回転をピックアップローラに伝達してピックアップローラを回転させる。これにより、先行シートの後端がピックアップローラの位置を通過した後に連続して次のシートをピックアップローラが給送して次のシートの先端を分離ニップ部の位置まで移動する（特許文献１参照）。

この特許文献１記載のリタードローラを用いた分離方式では、シートを連続給送中に給送されるシートの先端位置（シート間隔）のばらつきを解消することができる。即ち、この技術では、リタードローラがシートを給送する方向に回転しているときは、ピックアップローラに回転が伝達されてシートを送り出す方向に回転する。また、リタードローラがシートを給送する方向と逆方向に回転又は停止しているときは、ピックアップローラがシートを給送しない。これにより、連続給送時において、先のシートにリタードローラが従動している状態ではピックアップローラが回転し続ける。そのため、次のシートが先のシートと隙間なく連続的に送られて、次のシートの先端がフィードローラとリタードローラ間の分離ニップ部で停止させられる。そのため、シートの連続給送時に、シートの先端を常に分離ニップ部に位置させることができ、シートの間隔を一定にすることが可能となる。これにより、生産性の向上を図ることができる。

国際公開番号ＷＯ２０１１／００７４０６号公報

しかし、特許文献１記載の技術では、リタードローラの回転にピックアップローラを連動させる方式であるため、連動時のピックアップローラが次シートを送り出すときの負荷がリタードローラに作用してしまう。すなわち、ピックアップローラがシートから受ける反力が負荷であり、その負荷が連動させる機構を介してリタードローラに不必要な力を加えてしまう。そのため、リタードローラのシートに対する圧接力（分離圧）を低下させてリタードローラとシートの間でスリップを起こすことがあり、その場合、シートの給送不良やリタードローラの早期摩耗などの問題を起こすおそれがあった。

本発明は、ピックアップローラがリタードローラの回転に連動する方式において、ピックアップローラからの負荷により分離圧が低下しないように構成したシート給送装置、及び画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、シート給送装置において、シートを積載するシート積載部と、前記シート積載部に積載されたシートをシート給送方向に送り出す給送ローラと、前記給送ローラで送り出されたシートを搬送する搬送ローラ、及び、前記搬送ローラに圧接可能に設けられ、トルクリミッタを介してシート給送方向と逆方向にシートを戻す回転力を付与される分離ローラ、を有する分離ローラ対と、前記分離ローラ対により分離されたシートにより前記分離ローラが連れ回りしているときの前記分離ローラの回転を前記給送ローラに伝達する回転伝達部と、前記回転伝達部により前記分離ローラの回転が前記給送ローラに伝達されているときに、前記分離ローラを前記搬送ローラに圧接する分離圧を増加させる分離圧変更部と、を有することを特徴とする。

本発明によると、ピックアップローラがリタードローラの回転に連動する方式において、ピックアップローラからの負荷により分離圧が低下しないようにすることができる。

（ａ）は第１の実施形態に係る画像形成装置を示す概略断面図、（ｂ）は制御ブロック図。 第１の実施形態におけるシート給送装置を示す斜視図。 第１の実施形態におけるシート給送装置を示す動作断面図。 （ａ）は第２の実施形態のシート給送装置を示す斜視図、（ｂ）は第２の実施形態におけるリタードローラ支持構造について解説する図。 （ａ）は第３の実施形態のシート給送装置の斜視図、（ｂ）は本発明に係るシート搬送と分離圧との関係解説図。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明に係る分離圧と搬送条件との関係を解説する図。 （ａ），（ｂ）は本発明の前提となるシート給送装置を示す斜視図。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について例示的に詳しく説明する。なお、この実施形態に記載される構成部品の形状、それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲が以下の実施形態に限定される趣旨のものではない。

［画像形成装置］
まず、図１を参照して、本実施の形態の電子写真方式の画像形成装置の概略構成について説明する。なお、図１は、画像形成装置１００の断面図である。

図１（ａ）に示すように、画像形成装置１００は、画像形成部２５と、積載されたシート束からシートＳを画像形成部２５に順次給送するシート給送装置９８とを有している。

さらに、画像形成装置１００は、画像形成部２５に接続され、原稿から記載情報を読み取る画像読取部３０と、画像形成部２５で画像形成されて排出されるシートＳを積載する排出トレイ４０とを有している。また、画像形成装置１００の内部には、装置の各部を制御する制御部１２０が設けられている。なお、制御部１２０は画像形成装置とシート給送装置の両方を制御してもよいし、画像形成装置だけを制御して、シート給送装置は別の制御部１２０Ａ（図１（ｂ）に図示）で制御をしてもよい。

画像形成部２５は、シート給送装置９８から送り出され、搬送ガイド２０１を介して画像形成プロセスユニット２０２に搬送されるシートＳに、画像を形成する。画像形成プロセスユニット２０２は、電子写真方式によってシートＳに画像（トナー像）を形成する。

具体的には、画像形成プロセスユニット２０２内に設けられた感光体ドラム２０３を帯電させ、レーザスキャナ２０４により感光体ドラム２０３に光照射して静電潜像を形成する。さらに、この静電潜像を現像器（不図示）でトナー像として現像し、このトナー像を、転写ローラ２１３を含む転写部によってシートＳに転写する。

そして、トナー像が転写されたシートＳは、定着装置２０５に搬送されて熱及び圧力を加えられることにより画像を定着される。このように画像定着されたシートＳは、搬送路を切り替える切替え部材２０６の切り替えで、フェイスアップ搬送路２０７と、シートＳの上下を反転させるスイッチバック搬送路２０８とのいずれかに送られる。

スイッチバック搬送路２０８に送られたシートＳは、スイッチバック搬送ローラ対２０９によってその後端が反転切替え部材２１０を抜けるまで搬送される。その後、このシートＳは、スイッチバック搬送ローラ対２０９の反転駆動により、これまでの後端側を先端側として上下反転した状態で搬送される。

この際、反転切替え部材２１０が切り替わることで、反転されたシートＳは、フェイスダウン搬送路２１１に送られる。フェイスアップ搬送路２０７とフェイスダウン搬送路２１１とは、排出ローラ対２１２の手前で合流している。フェイスアップ搬送路２０７に案内されたシートＳと、スイッチバック搬送路２０８からフェイスダウン搬送路２１１に案内されたシートＳは、どちらも排出ローラ対２１２によって排出トレイ４０上に排出されて積載される。

画像読取部３０は、スキャナ部３０１と、自動原稿給送部（以下、「ＡＤＦ」という）３０２とを有している。ＡＤＦ３０２は、装置後方（図１の奥側）のヒンジ（不図示）を支点として開閉可能に構成されており、原稿台ガラス３０３上に原稿（不図示）をセットする際に開閉される。また、スキャナ部３０１は、移動可能な突起キャリッジ３０４を有し、原稿の記載情報を読み取るように構成されている。

スキャナ部３０１では、原稿台ガラス３０３上にセットされた原稿の記載情報を、突起キャリッジ３０４が水平方向に走査しながら読み取り、ＣＣＤ３０５で光電変換する。ＡＤＦ３０２は、原稿積載トレイ３０６上に積載される複数枚の原稿を、原稿給送ローラ３０７によって１枚ずつ分離給送し、スキャナ部３０１内で停止しているキャリッジ３０４の原稿読取位置３０８を通過させる。この通過時に、搬送中の原稿は、キャリッジ３０４によって記載情報を読み取られる。

まず、本実施の形態のシート給送装置を理解しやすくするために、図７（ａ）を参照して、本実施の形態の前提となるシート給送装置におけるシートＳを給送するリタード方式のシート給送部について説明する。なお、図７（ａ）は、本実施の形態の前提となるシート給送装置のシート給送部を示す斜視図である。

図７（ａ）に示すシート給送部は、積載セットされたシートＳを給送する（ピックアップする）ピックアップローラ（給送ローラ）１と、ピックアップされたシートＳを搬送するフィードローラ（搬送ローラ）２とを有する。シート給送部は更に、フィードローラ２に対向配置されて複数シートを１枚ずつに分離して給送するリタードローラ（分離ローラ）３を有する。

フィードローラ２は、所定の給送タイミングに合わせて駆動源Ｄ１（図１（ｂ）参照）から給送駆動力がフィードローラ軸７に供給されることによって回転駆動される。フィードローラ軸７は、シート給送方向（図７（ａ）の矢印Ａ方向）と直交する幅方向に延在した状態で不図示の支持フレームにより回転自在に支持されている。

ピックアップローラ１は、フィードローラ２の回転駆動が、フィードローラ軸７に固定されたフィードローラギア１１から、ピックアップローラギア列１２に伝達されることによって回転駆動される。ピックアップローラギア列１２は、ピックアップローラ軸２６に固定されたピックアップギアと、ピックアップギアとフィードローラギア１１との間に配置されるアイドラギアとから構成される。ピックアップローラ軸２６は、フィードローラ軸７と平行に配置され、不図示の支持フレームにより回転自在に支持されている。

リタードローラ３は、リタードローラ軸５の一端に取り付けられており、リタードローラ軸５の他端は支持部２１を支持点として傾動自在に支持されている。さらに、リタードローラ軸５は、リタードローラ３の近傍に設けられている支持部２３に揺動可能に支持されている揺動部材２４で支持されている。この構成により、リタードローラ軸５は、リタードローラ駆動軸６を中心に揺動可能に支持される。揺動部材２４には、圧縮バネで構成されるリタード付勢バネ１６が当接し、リタードローラ３をフィードローラ２側に向けて付勢して、リタードローラ３をフィードローラ２に圧接させている。なお、支持部２１及び支持部２３は、給送機構の支持フレーム１７に立設固定されている。

この構成により、リタードローラ３は、リタードローラ駆動軸６の軸心を中心として揺動してフィードローラ２に圧接するように構成される。リタードローラ駆動軸６は、リタードローラ軸５と平行に配置されている。そして、リタードローラ駆動軸６に設けられているトルクリミッタギア９とリタードローラ軸５に固定されているギア１０とが噛み合うことによって、リタードローラ駆動軸６の駆動がリタードローラ軸５に伝達可能に連結されている。トルクリミッタギア９は、リタードローラ駆動軸６に連結されたトルクリミッタ４に取り付けられているギアである。なお、トルクリミッタ４は、駆動源Ｄ２（図１（ｂ）参照）からリタードローラ３に駆動を伝達する駆動伝達経路中に配置されればよい。

トルクリミッタ４の駆動伝達力（リミット値）は、使用されるシートのシート間の摩擦力よりも大きく設定され、且つ、シートとフィードローラ２との間の摩擦係数による摩擦力よりも小さくなるように設定されている。そのため、フィードローラ２とリタードローラ３間の分離ニップ部２０に進入するシートＳが１枚の場合又はシートＳが進入していない場合には、トルクリミッタ４による駆動伝達が切れるため、リタードローラ３は、フィードローラ２の回転に連れ回る。この連れ回り回転は、シートを分離するための回転方向とは逆方向である。また、分離ニップ部２０内にシートＳが２枚以上進入した場合、リタードローラ３は、駆動力の伝達がトルクリミッタにより切れることが無いため、シート給送方向と逆の方向に回転して、２枚以上進入したシートＳを１枚ずつに分離する。

リタードローラ３はフィードローラ２に対して、分離圧（リタード圧）Ｎで当接して分離ニップ部２０を形成している。この分離圧はリタードローラ３によるシートの分離状態に応じて変化する。まず、リタードローラ３は、駆動が伝達されていない非動作時には、リタード付勢バネ１６によってフィードローラ２に静圧（Ｎ＝Ｎ_０）で付勢されている。

リタードローラ３は、リタードローラ駆動軸６から駆動が伝達されている時には、トルクリミッタギア９とギア１０の噛み合い部分でトルクリミッタ４の駆動負荷Ｔによりフィードローラ２側に付勢される「食い込む」。そのため、静圧（Ｎ＝Ｎ_０）よりも大きな分離圧（Ｎ=Ｎ_ｆ）でリタードローラ３がフィードローラ２に圧接されている。またリタードローラ３は、駆動が伝達されている状態でシートを分離している時には、分離動作時の分離圧（Ｎ=Ｎ_Ｒ）にてフィードローラ２側に付勢されている。

このリタードローラ３がフィードローラ２に「食い込む」ということについて説明する。リタードローラ軸５に駆動源Ｄ２から駆動が伝達されているときに、トルクリミッタギア９とギア１０の噛み合い箇所において、トルクリミッタ４の駆動負荷Ｔによりモーメントが発生する。このモーメントは、揺動部材２４を、リタードローラ駆動軸６を中心としてリタードローラ軸５が図７（ａ）の上方に押し上げられる方向の力である。このモーメントが、リタードローラ３をフィードローラ２に圧接させる力となり、これが「食い込む」ということである。なお、リタードローラ３をフィードローラ２に圧接させる力を発生させるモーメントは、リタードローラ３を揺動させる支点となるリタードローラ駆動軸６が、分離ニップ部の下流側に配置されているためである。

さらに、図７（ｂ）を参照して、本発明の前提となるシート給送装置におけるリタードローラ３の回転にピックアップローラ１が連動する構成について説明する。なお、図７（ｂ）は、本発明の前提となるシート給送部を示す斜視図である。

図７（ｂ）に示すシート給送部では、リタードローラ３の回転をピックアップローラ１に伝達する連動駆動ギア列１５が配設されている。この連動駆動ギア列１５は、リタードローラ３がフィードローラ２又は搬送されているシートに連れ回りしているときにはピックアップローラ１に、シートを給送する方向に回転させるための構成である。そして、リタードローラ軸５の連れ回り回転が、連動駆動ギア列１５、フィードローラギア１１及びピックアップローラギア列１２を介して、ピックアップローラ軸２６上のピックアップローラ１に伝達される。

この機構により、先行するシートの後端がピックアップローラ１を通過した時点で、次のシート（以下、次シートという）をピックアップローラ１で搬送開始することができる。この結果、次シートの先端は、常に分離ニップ部２０で次シートの給送開始タイミングを待つことが可能となる。

しかし、この連動時には、ピックアップローラ１はシートから負荷を受け、その負荷Ｔｓが、ピックアップローラギア列１２、フィードローラギア１１及び連動駆動ギア列１５を介して伝達されてしまい、リタードローラ３に負荷となって加わる。この負荷Ｔｓは、リタードローラ３がフィードローラ２に圧接（食い込む）する方向のモーメントに対して抵抗となるように働くため、リタードローラ３とフィードローラ２との分離圧が大幅に低下してしまう。そのため、この負荷によりシートの給送不良及びローラ等の摩耗が発生する恐れがある。そこで、以下に説明する本実施の形態により、これらの問題を解決している。

＜第１の実施形態＞
第１の実施形態のシート給送装置について図１及び図２を用いて説明する。シート給送装置９８は、シート給送部９９とシート収納庫１０１を備えている。画像形成装置１００において、画像形成されるシートＳは、シート給送部９９によってシート収納庫１０１から１枚ずつ画像形成部２５へ搬送される。画像形成部２５では、シート給送部９９から給送されるシートに画像を形成する。なお、上述した前提の構成と相当する構成については、同じ符号を付している。

図１（ｂ）は、本実施の形態のシート給送装置の動作を制御するための制御ブロック図であり、制御部１２０Ａには、後述する、センサＳＥ、駆動源Ｄ１，Ｄ２、昇降モータＭが接続されている。

図２に示すように、シート給送部９９は、シート収納庫１０１のシート給送方向下流に配置され、シート積載板（シート積載部）１０２に積載されたシートＳをシート給送方向Ａに送り出す給送ローラとしてのピックアップローラ１を有している。シート給送部９９は、ピックアップローラ１により送り出されたシートＳを搬送する搬送ローラとしてのフィードローラ２と、フィードローラ２と圧接可能に設けられた、分離ローラとしてのリタードローラ３とを有している。フィードローラ２は、駆動モータ等の駆動源Ｄ１（図１（ｂ）参照）からの駆動をフィードローラ軸７から受けてシートを給送する方向に回転する。リタードローラ３は、フィードローラ２に圧接して分離ニップ部２０を形成し、シートを給送する方向とは逆方向（シートを戻す方向）に回転が付与されるように、トルクリミッタ４を介して駆動が駆動源Ｄ２（図１（ｂ）参照）から伝達されている。

フィードローラ２とリタードローラ３から構成される分離ローラ対の分離ニップ部２０に１枚のシートＳが進入したときはトルクリミッタ４により駆動伝達が遮断される。そのため、リタードローラ３は、シートを介してフィードローラ２の回転に追従してシートを給送する方向に連れ回り回転する。更にリタードローラ３は、複数枚のシートＳが進入したときは１枚のみが送り出されるように他のシートＳをシート給送方向と逆方向に戻すように回転する。

なお、フィードローラ２及びリタードローラ３を駆動する駆動源Ｄ１，Ｄ２は、それぞれ別個のモータであってもよいし、一つのモータからの駆動をそれぞれのローラに複数の駆動伝達経路で伝達するように構成してもよい。この場合には、駆動伝達経路に配置したクラッチにより、それぞれのローラの回転を制御する。

シート給送部９９では、ピックアップローラ１と、フィードローラ２及びリタードローラ３から構成される分離ローラ対によって、シート束Ｓの最上位のシートＳが１枚ずつ分離されて給送される。シート積載板１０２（図１（ａ）参照）は、昇降モータＭ（図１（ｂ）参照）からの駆動力を受けて昇降動作するように構成されている。シート積載板１０２上（シート積載部上）に積載されたシートＳの最上面が所定位置に達すると、ピックアップローラ１が最上位のシートＳに当接し、ピックアップローラ１、フィードローラ２及びリタードローラ３によるシートを分離給送が可能な状態となる。シート収納庫１０１がシート給送部９９から引き出されたとき、シート積載板１０２はその自重により下降する。それに伴い、積載されているシート束Ｓも下降し、給送可能な位置から離間する。

図１に示すように、シート収納庫１０１からシート給送部９９により分離給送されたシートは、シート給送部９９の下流に配置されたシート搬送部を構成する搬送ローラ対１５０により画像形成部２５に向けて搬送される。搬送ローラ対１５０の下流には、シートを検知するセンサＳＥ（図１（ｂ）参照）が配置されており、センサＳＥの検知に基づいて制御部１２０Ａは、駆動源Ｄ１を停止させてフィードローラ２の駆動を停止する。そのため、搬送ローラ対１５０でシートが搬送されているときには、フィードローラ２は、駆動伝達が遮断されているため、シートに追従して従動回転する。また、リタードローラ３は、トルクリミッタ４が切れることによりシートに追従して連れ回りする。なお、リタードローラ３には、シートを給送している動作中は、駆動源Ｄ２からの駆動は常時伝達されて、必要に応じて分離動作を行う。

シート給送部９９は、リタードローラ３からピックアップローラ１に回転を伝達する回転伝達部（回転伝達ギア列）としての回転伝達機構２７を備えている。この回転伝達機構２７は、リタードローラ３がシートＳに連れ回りする際のリタードローラ３の回転をピックアップローラ１に伝達して、ピックアップローラ１を、シートを給送する方向に回転させる。また、シート給送部９９は、リタードローラ３をフィードローラ２に圧接して発生する分離圧を、ピックアップローラ１からリタードローラ３に伝わる反力に応じて変更される分離圧変更部（分離圧変更ギア列）を構成する変更機構を備えている。

図２に示すように、回転伝達機構２７は、シートを給送する方向Ａと逆方向に回転するリタードローラ３の回転を、ピックアップローラ１に伝達するギア列から構成されている。このギア列は、連動ギア１４と、連動駆動ギア１３と、連動駆動ギア列１５と、ワンウェイクラッチ１１ａを介してフィードローラ軸７に取り付けられたフィードローラギア１１と、ピックアップローラギア列１２とにより構成されている。連動ギア１４は、ワンウェイ機構であるワンウェイクラッチ１４ａを介してリタードローラ軸５における支持部２１側の端部に設けられている。連動駆動ギア１３は、リタードローラ駆動軸６に回転可能に支持され、リタードローラ駆動軸６の回転とは関係なく回転することができ、両側にはギア部が形成されている。そして、連動駆動ギア１３のギア部は、連動ギア１４及び、連動駆動ギア列１５とそれぞれ噛み合っている。また、フィードローラギア１１は、ワンウェイクラッチ１１ａを介して、フィードローラ軸７に接続されていて、フィードローラ２がシートを給送するための方向に回転のみをフィードローラ軸７から伝達され、ピックアップローラギア列１２に回転を伝達する。

変更機構３３は、回転伝達機構２７のギア列の一部で構成されており、ワンウェイクラッチ１４ａを介して連結された連動ギア１４と、連動駆動ギア１３と、を備えている。この変更機構３３は、連動時の分離圧が通常時の分離圧よりも高くなるように変更させるための構成である。通常時とは、駆動源Ｄ１から駆動が伝達されているフィードローラ２の回転に伴ってシートを介してリタードローラ３が連れ回り回転している状態である。このときには、ピックアップローラ１も、ピックアップローラギア列１２を介してフィードローラ軸７からの駆動が伝達されて、シートを給送する方向に回転している。また連動時とは、回転伝達機構２７により、搬送ローラ対１５０で搬送されているシートＳ１（図３参照）によるリタードローラ３の連れ回りの回転がピックアップローラ１を連動回転させて、後続のシートＳ２を分離ニップ部２０に送り出しが可能なときである。

なお、分離時の分離圧は、連動時の分離圧及び通常時の分離圧よりも低くなる。分離時とは、フィードローラ２とリタードローラ３間の分離ニップ部２０に進入した複数枚のシートＳのうちの１枚をフィードローラ２によってシート給送方向Ａに送り出すと共に他のシートＳをリタードローラ３で逆方向に戻すときである。

ここで、本実施の形態のシート給送装置の原理について、図６（ａ）〜（ｃ）のグラフを参照して説明する。各グラフにおける縦軸にはリタードローラ３による分離圧をとり、横軸にはピックアップローラ１の負荷をとっている。

図７（ｂ）に示す前提の構成では、分離圧とトルクリミッタ値の搬送条件を基に考えると、リタードローラ３に加わる負荷は、ピックアップローラ１からの負荷Ｔｓによってトルクリミッタ値が増えた状態とも置き換えられる。そのため、図６（ｂ）に示すように、搬送条件は、搬送不良領域にかかって搬送不利な状態となり、搬送不良を起こす可能性が高まる。ピックアップローラ１からの負荷Ｔｓは、ピックアップローラ１がシートを給送しているときに、シートから受ける負荷（反力）である。

一方、本実施の形態の構成では、連動時におけるリタードローラ３に加わるピックアップローラ１からの負荷Ｔｓが、リタードローラ３をフィードローラ２に圧接させる方向に加わるためことにより、連動時に通常の分離圧よりも大きなっている。即ち、図６（ａ）に示すように、連動時の分離圧をＮ_ｘ、通常時の分離圧をＮ_ｆとすると、Ｎ_ｆ＜Ｎ_ｘとしている。これにより、ピックアップローラ１の連動時にも適正は搬送条件を満たしている。なお、このときの分離圧Ｎは、連動時の搬送抵抗（搬送方向負荷）をＦ_１、ローラとシート間の摩擦係数をμとすると、Ｆ_１＜μＮとなるような値である必要がある。

ここで、図６（ｃ）に示した連動時と通常時の分離圧を等しくした場合（Ｎ_ｆ=Ｎ_ｘ）について考える。この場合、通常時の分離圧Ｎ_ｆが大きくなることで、耐重送性が低下する。このように、耐重送性と連動時の必要圧とが両立しなければ成立しないことが分かる。しかし、その条件は困難であり、先に述べた連動時と通常時の分離圧をそれぞれに発生させる必要があることが分かる。

さらに本実施の形態について、図２及び図３を参照して詳細に説明する。なお、図３は、シート給送部９９の動作について示す動作断面図である。

通常時の分離圧をＮ_ｆ、連動時の分離圧をＮ_ｘ、連動時の搬送抵抗（搬送方向負荷）をＦ_１、ローラとシート間の摩擦係数をμとするとき、Ｎ_ｆ＜Ｎ_ｘ、Ｆ_１＜μＮの条件を満たすように設定する。これにより、リタードローラ３の揺動中心周りにピックアップローラ１からの負荷Ｔｓが生じ、そのピックアップローラ１の負荷Ｔｓが、リタードローラ３をフィードローラ２に圧接するように揺動させる。この動作を説明する。ピックアップローラ１の負荷Ｔｓは、ピックアップローラギア列１２、フィードローラギア１１、連動駆動ギア列１５、連動駆動ギア１３に伝達される。このとき、連動駆動ギア１３と連動ギア１４との噛み合い箇所において、ピックアップローラ１からの負荷により、揺動部材２４に、リタードローラ駆動軸６を中心としてリタードローラ軸５を上方に押し上げるモーメントが加わる。そして、このモーメントにより、リタードローラ３がフィードローラ２に圧接する方向に力が加わる（食い込み力が発生する）。

このように、連動時には、ピックアップローラ１からの負荷Ｔｓによる食い込み力が発生するため、リタードローラ３には、駆動源Ｄ２から駆動がトルクリミッタ４を介して伝達されているときの食い込み力が合わさって、大きな食い込み力となる。これにより、連動時には、リタードローラ３の分離圧が低下することがなくなる。

なお、変更機構３３は、シートを分離するためのリタードローラ３の逆転時に圧変動が発生しないようにするため、トルクリミッタギア１０に、逆転時に回転力をトルクリミッタギア９側に伝達しないようにするワンウェイクラッチが内蔵されている。

なお、変更機構３３は、連動時にのみリタードローラ３に、ピックアップローラ１の負荷Ｔｓによる食い込み力が発生するようにする必要がある。すなわち、通常時には、ピックアップローラ１の負荷Ｔｓによるリタードローラ３に食い込み力が発生しないようにする。このための構成を説明する。連動駆動ギア列１５のギア比は、通常時と連動時との駆動分割をするために、連動時のリタードローラ周速（搬送速度）Ｖｃとピックアップローラ周速（搬送速度）Ｖａとが、Ｖａ＜Ｖｃとなるように設定される。つまり、分離圧変更部としての変更機構３３は、連動時におけるリタードローラ３のシート給送速度をＶｃ、連動時におけるピックアップローラ１のシート給送速度をＶａとするとき、Ｖａ＜Ｖｃを満たすように設定する。

上記周速差により、通常時にはピックアップローラ１がシートを給送する方向に回転していても、リタードローラ３には食い込み力が発生しない。これは、連動ギア１４とリタードローラ軸５との間に遮断部としてのワンウェイクラッチ１４ａが設けられているためである。この構成により、通常時には、リタードローラ軸５の回転速度（周速）が、連動駆動ギア列１５を介して伝達される回転による連動ギア１４を回転させる速度よりも遅い。そのため、ピックアップローラ１からの負荷Ｔｓによりギアの噛み合い部分でモーメントが発生することがない。このため、連動時以外には、リタードローラ３には、ピックアップローラ１の負荷Ｔｓによる食い込み力が発生しないため、トルクリミッタ４による食い込み力により分離圧がＮ_ｆで安定する。

また、連動時には、分離ニップ部２０に次シートＳ２（図３）をピックアップローラ１で搬送できる周速関係にある必要がある。図３に示すように、ピックアップローラ１のシート接触位置から分離ニップ部２０位置までの距離をＬ_ａｂ、シート積載板上のシートの先端位置から分離ニップ部２０位置までの距離をＬ_ｅｂとするとき、Ｌ_ａｂ／Ｖｃ≧Ｌ_ｅｂ／Ｖａと設定される。

即ち、連動時におけるリタードローラ３のシート給送速度をＶｃ、連動時におけるピックアップローラ１のシート給送速度をＶａとする。更に、ピックアップローラ１のシート接触位置から分離ニップ部２０までの距離をＬ_ａｂ、シート積載板１０２上のシートの先端位置から分離ニップ部２０までの距離をＬ_ｅｂとする。このとき、変更機構３３は、Ｌ_ａｂ／Ｖｃ≧Ｌ_ｅｂ／Ｖａとなるように設定する。

なお、通常時は、フィードローラ２の周速（搬送速度）Ｖｂとピックアップローラ１の周速（搬送速度）Ｖａとが同等になることが必要である。従って、フィードローラギア１１は、ワンウェイクラッチ１１ａを介してフィードローラ軸７と連結されている。これにより、フィードローラ軸７の駆動がピックアップローラギア列１２を介してピックアップローラ１に伝達され、回転伝達機構２７からのリタードローラ３の回転の影響を受けることがない。

この機構によるシート搬送動作と分離圧Ｎとの関係について図３及び図５（ｂ）を参照して説明する。なお、図５（ｂ）は、本実施の形態に係るシート搬送と分離圧との関係を解説する図である。

１枚目のシートＳが、シート収納庫１０１からピックアップローラ１によって分離ニップ部２０に送り出され、フィードローラ２によって、搬送パス下流に配置された搬送ローラ対１５０に搬送される。搬送ローラ対１５０によって１枚目のシートＳが搬送を開始されてセンサＳＥがシートの先端を検知すると、制御部１２０Ａにより駆動源Ｄ１が制御されてフィードローラ２の駆動が切断される。そして、１枚目のシートＳ１は、搬送ローラ対１５０によってフィードローラ２とリタードローラ３間の分離ニップ部２０から引き抜かれて搬送される。

１枚目のシートＳ１が、フィードローラ２とリタードローラ３から構成される分離ローラ対（２，３）にピックアップ搬送され、その後端がピックアップローラ１を通過するまでは、分離圧Ｎは、通常時の分離圧Ｎ_ｆとなる。すなわち、トルクリミッタ４の負荷Ｔによる食い込み力によりリタードローラ３がフィードローラ２に圧力Ｎ_ｆで圧接している。

そして、１枚目のシートＳ１の後端がピックアップローラ１を通過すると、１枚目のシートに連れ回りしているリタードローラ３の回転が連動駆動ギア列１５を介して伝達されているピックアップローラ１により２枚目のシートが送り出される。これにより、２枚目のシートＳ２の搬送が開始される。このとき、ピックアップローラ１側から作用する負荷Ｔｓによる食込み力により、分離圧Ｎは、通常時の分離圧Ｎ_ｆから連動時の分離圧Ｎ_ｘに増加する。

１枚目シートＳ１の後端側と２枚目シートＳ２先端側との一部が重なった状態で、２枚目シートＳ２の先端が分離ニップ部２０まで送り出される。重なって分離ニップ部２０に到達した２枚目のシートＳ２は、リタードローラ３の分離機能によって、先端部を分離ニップ部２０で停止され、１枚目のシートＳ１は、下流の搬送ローラ対１５０によって引き抜かれて搬送される。このときの分離圧Ｎは、分離時の分離圧Ｎ_Ｒとなる。

１枚目シートＳ１の後端が分離ニップ部２０を通過すると、駆動源Ｄ１は停止しているため、２枚目のシートＳ２は、分離ニップ部２０にて次の給送開始タイミングまで待機する。このときの分離圧Ｎは、停止時（待機時）の静圧の分離圧Ｎ_０となる。なお、分離時分離圧Ｎ_Ｒは、リタードローラ３の揺動支点の位置などにより食い込み力が発生するため、静圧の分離圧Ｎ_０よりも大きく、通常時の分離圧Ｎ_ｆよりも小さい値となっている。

２枚目シートＳ２の給送が開始されると、１枚目のときと同様に、３枚目のシートに対しても連動駆動列の効果により、分離ニップ部２０まで先端を搬送する。以降のシートについても、繰り返しこの動作が行われ、シートの給送スタート位置はシートの先端が分離ニップ部２０に位置する。

次に、各分離圧の設定の仕方を説明する。通常時の分離圧Ｎ_ｆは、以下の各値に基づいて設定される。各値として、静圧の分離圧Ｎ_０、トルクリミッタ値Ｔ、リタードローラ動作時半径ｒ、支持部２１からリタードローラ３までの距離Ｌ（図４（ｂ）参照）、支持部２１からトルクリミッタギア１０までの距離ｌ（図４（ｂ）参照）とする。更に各値として、リタードローラ軸５側のトルクリミッタギアピッチ円半径ｂ、リタードローラ軸（分離ローラ軸）５の回転中心５ａとリタード駆動軸（分離ローラ駆動軸）６の揺動中心６ａとの間の距離（所定距離）ａとする。

連動時の分離圧Ｎ_ｘは、通常時の分離圧Ｎ_ｆに加え、以下の各値に基づいて設定される。各値として、連動駆動ギア列１５を介して伝わるピックアップローラ負荷Ｔｓ、リタードローラ軸支点である支持部２１から連動ギア１４までの距離ｌｓ（ｌ_ｓ）（図４（ｂ）参照）、リタードローラ軸５側のトルクリミッタギアピッチ円半径ｂ_ｓとする。更に、リタードローラ軸５とリタードローラ駆動軸６間の距離ａとする。

フィードローラ２とリタードローラ３とを結ぶ中心線と、リタードローラ軸５とリタードローラ駆動軸６とを結ぶ中心線との角度をリタード食込み角θとすると、分離圧Ｎ_１は、次式（１）のように表わすことができる。

このときの分離圧Ｎ_１は、搬送方向負荷Ｆ_１、ローラとシート間の摩擦係数μとすると、Ｆ_１＜μＮ_ｘとなるような値である必要がある。なお、分離圧Ｎ_ｆ（Ｎｆ）、Ｎ_Ｒ（ＮＲ）は、次式（２）、（３）のように表わすことができる。

これらの式に基づいて、各分離圧を設定する。

本実施形態では、ピックアップローラ１とリタードローラ３との連動を行いながら、ピックアップローラ１からの負荷に応じてリタードローラ３による分離圧が、通常時、連動時、分離時、待機時に夫々応じた圧として変更される。これにより、給送開始時においてシート先端を常に分離ニップ部２０に安定に位置させることができると共に、連続給送時のシート間隔が一定となるように制御して安定した連続給送を行うことができる。

なお、本実施形態では、回転伝達部としてギア列を用いたが、回転伝達部には、ギア列に限らず、ベルト等の摩擦等に基づく他の伝達部を用いることも可能である。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明に係る第２の実施形態について図４を参照して説明する。なお、図４（ａ）は、本実施形態におけるシート給送装置９８（図１（ａ）参照）に備えられたシート給送部９９を示す斜視図、図４（ｂ）は、本実施形態におけるリタードローラ支持構造について解説する図である。

すなわち、第１の実施形態での説明と同様に、連動時の分離圧Ｎ_１は、支持部２１からトルクリミッタギア１０までの距離ｌ、支持部２１から連動ギア１４までの距離ｌ_ｓで設定することができる。

動作条件Ｆ_１＜μＮ_ｘを満たすために、ｌ＜ｌ_ｓとしたい場合がある。この場合、第１の実施形態の構成では、逆転駆動を伝えるリタードローラ駆動軸６上に固定されたトルクリミッタ４及びトルクリミッタギア９を通過して駆動を伝達する必要がある。しかし、リタードローラ駆動軸６の同軸上で逆転駆動するトルクリミッタ４を通過して順回転方向の回転を伝える連動駆動ギア列１５を配置することはできない。

ここで、図４（ａ），（ｂ）を参照して、この問題に対処した本第２の実施形態の構成について説明する。すなわち、本実施形態では、図４（ａ）に示すように、上記課題に対処する構成として、リタードローラ駆動軸６の連動駆動ギア１３に連結するアイドラギア１８ａ及びアイドラギア１８ａを備えた軸１８を配置する。軸１８におけるアイドラギア１８ａと反対側の端部には、連動ギア２２と噛合するギア１８ｂが取り付けられている。

本実施形態では、両ローラ３，１の連動時の回転駆動は、リタードローラ軸５から、以下の経路でピックアップローラ軸２６に伝達される。即ち、リタードローラ軸５上の連動ギア１４、リタードローラ駆動軸６上の連動駆動ギア１３、アイドラギア１８ａ、リタードローラ駆動軸６上の連動ギア２２、連動駆動ギア列１５、フィードローラギア１１、ピックアップローラギア列１２を介して伝達される。

このように、連動駆動列を、リタードローラ駆動軸６を回転するように配置することで、ｌ＜ｌ_ｓとする設定が可能になる。これにより、連動ギア１４は、支持部２１からの距離ｌ_ｓが第１の実施形態の構成よりも長くされるため、より大きな食込み力である分離圧Ｎ_ｘとして設定することができ、より動作条件を満たし易くできる。

なお、本実施形態では、第１の実施形態と同様に、リタードローラ軸５上の連動ギア１４は、図４（ｂ）のように内蔵されたワンウェイクラッチ１４ａにより、リタードローラ３が連れ回りするときのみ駆動をピックアップローラ１に伝達する。これに接続するリタードローラ駆動軸６上の端部に取り付けられた連動駆動ギア１３は、アイドラギアであり、リタードローラ駆動軸６の逆転動作の有無に関係なく回転可能に取り付けられている。なお、分離圧は、第１の実施形態と同じ式で表わすことができる。

以上の本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

＜第３の実施形態＞
次に、本発明に係る第３の実施形態について図５（ａ）を参照して説明する。なお、図５（ａ）は、本実施形態におけるシート給送装置の斜視図である。

すなわち、前述した第１及び第２の実施形態では、リタードローラ３は、支持部２１を支持点（支点）としてリタードローラ駆動軸６に対して揺動可能に取り付けられていた。これに対し本実施形態では、リタードローラ３は、ホルダ１９によってリタードローラ軸５とリタードローラ駆動軸６間の所定距離である距離ａ（図３参照）を一定に保持された状態で、リタードローラ駆動軸６を中心として回動可能に支持されている。

本実施形態でのリタードローラ３とピックアップローラ１との連動時の回転駆動は、リタードローラ軸５から、次のように伝達される。つまり、リタードローラ軸５から、リタードローラ軸５上の連動ギア１４、リタードローラ駆動軸６上の連動駆動ギア１３、連動駆動ギア列１５、フィードローラギア１１、ピックアップローラギア列１２を介して、ピックアップローラ軸２６に伝達される。リタードローラ軸５上の連動ギア１４は、内蔵するワンウェイクラッチ１４ａ（図４（ｂ）参照）により、リタードローラ３が連れ回りするときのみ駆動をピックアップローラ１に伝達する。

以上の本実施形態では、リタードローラ３がリタードローラ軸５とリタードローラ駆動軸６間の距離ａを一定に保持されてリタードローラ駆動軸６を中心に回動する。そのため、通常時の分離圧Ｎ_ｆは、第１、第２の実施形態における距離Ｌやｌが存在せず、Ｎ_０、トルクリミッタ値Ｔ、リタードローラ軸５側のトルクリミッタギアピッチ円半径ｂ、リタードローラ軸５とリタードローラ駆動軸６間の距離ａで設定される。

同様に、連動時の分離圧Ｎ_ｘは、第１及び第２の実施形態における距離Ｌ、ｌ、ｌ_ｓが存在しないため、次のように設定される。つまり分離圧Ｎ_ｘは、Ｎ_ｆに加え、連動駆動ギア列１５を介して伝わるピックアップローラ負荷Ｔｓ、リタードローラ軸５側のトルクリミッタギアピッチ円半径ｂｓ（ｂ_ｓ）、リタードローラ軸５とリタードローラ駆動軸６間の距離ａで設定される。

以上の本構成においても、連動時の分離圧Ｎ_ｘは、Ｆ_１＜μＮ_ｘとなる値である必要がある。前述した第１及び第２の実施形態と同様に、リタード食込み角をθとすると、連動時の分離圧Ｎ_ｘ、通常時の分離圧Ｎ_ｆ、分離動作時の分離圧Ｎ_Ｒは、次式（４）、（５）、（６）のように表わすことができる。

以上の本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

１…給送ローラ（ピックアップローラ）／２…搬送ローラ（フィードローラ）／３…分離ローラ（リタードローラ）／４…トルクリミッタ／５…分離ローラ軸（リタードローラ軸）／５ａ…回転中心／６…分離ローラ駆動軸（リタードローラ駆動軸）／６ａ…揺動中心／１４ａ…遮断部，ワンウェイ機構（ワンウェイクラッチ）／２０…分離ニップ部／２５…画像形成部／２７…回転伝達部，回転伝達ギア列（回転伝達機構）／３３…分離圧変更部（変更機構）／９８…シート給送装置／１００…画像形成装置／１０２…シート積載部（シート積載板）／１５０…シート搬送部（搬送ローラ対）／Ａ…シート給送方向／Ｄ２…駆動源／Ｎ…分離圧（リタード圧）／Ｓ…シート

Claims (15)

1. シートを積載するシート積載部と、
   前記シート積載部に積載されたシートをシート給送方向に送り出す給送ローラと、
   前記給送ローラで送り出されたシートを搬送する搬送ローラ、及び、前記搬送ローラに圧接可能に設けられ、トルクリミッタを介してシート給送方向と逆方向にシートを戻す回転力を付与される分離ローラ、を有する分離ローラ対と、
   前記分離ローラ対により分離されたシートにより前記分離ローラが連れ回りしているときの前記分離ローラの回転を前記給送ローラに伝達する回転伝達部と、
   前記回転伝達部により前記分離ローラの回転が前記給送ローラに伝達されているときに、前記分離ローラを前記搬送ローラに圧接する分離圧を増加させる分離圧変更部と、
   を有することを特徴とするシート給送装置。
2. 前記回転伝達部が、前記分離ローラの連れ回り回転を前記給送ローラに伝達して、前記給送ローラがシートを給送する方向に回転しているときに、前記給送ローラがシートから受ける負荷が前記回転伝達部を介して前記分離圧変更部に伝達されて、前記分離ローラを前記搬送ローラに圧接する力を発生して分離圧を増加させることを特徴とする請求項１に記載のシート給送装置。
3. 前記分離圧変更部は、前記回転伝達部により前記分離ローラの連れ回りにより前記給送ローラがシートを給送する方向に回転する連動時の分離圧を、前記搬送ローラと前記分離ローラの分離ニップ部に進入した複数枚のシートのうちの１枚を前記搬送ローラによってシート給送方向に送り出すと共に他のシートを前記分離ローラで逆方向に戻す分離時の分離圧よりも高くなるように変更することを特徴とする請求項１又は２に記載のシート給送装置。
4. 前記分離圧変更部は、前記分離時における前記分離ローラのシート給送方向と逆方向の回転を前記給送ローラに伝達しないように遮断する遮断部を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシート給送装置。
5. 前記分離ローラを、前記分離ローラの回転中心からシート給送方向における下流に設けた揺動中心を支点として揺動可能となるように支持し、
   前記分離ローラを駆動する駆動源から前記分離ローラの駆動伝達経路中に前記トルクリミッタを配置することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシート給送装置。
6. 前記分離ローラは、駆動が伝達される分離ローラ駆動軸を中心として揺動可能に支持され、前記分離ローラが設けられている分離ローラ軸と前記分離ローラ駆動軸とを、前記トルクリミッタを介してギアにより連結して、前記分離ローラ駆動軸の駆動を、前記分離ローラ軸を介して前記分離ローラに伝達することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシート給送装置。
7. 前記回転伝達部は、前記分離ローラが設けられている分離ローラ軸から前記給送ローラに回転を伝達するギア列で構成され、
   前記分離圧変更部は、前記ギア列に設けられ、前記分離ローラ軸に設けられたギアと、前記分離ローラに駆動を伝達する分離ローラ駆動軸に回転可能に設けられたギアとで構成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシート給送装置。
8. 前記分離ローラの下流にシートを搬送するシート搬送部を配置し、前記シート搬送部によりシートの搬送が開始されると、前記トルクリミッタにより前記分離ローラがシートに連れ回り回転が可能となり、前記回転伝達部が前記分離ローラの回転を前記給送ローラに伝達することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシート給送装置。
9. 前記連動時における前記分離ローラのシート給送速度をＶｃ、前記連動時における前記給送ローラのシート給送速度をＶａ、前記給送ローラのシート接触位置から前記分離ニップ部までの距離をＬ_ａｂ、前記シート積載部上のシートの先端位置から前記分離ニップ部までの距離をＬ_ｅｂとするとき、Ｌ_ａｂ／Ｖｃ≧Ｌ_ｅｂ／Ｖａとなるように設定することを特徴とする請求項３に記載のシート給送装置。
10. シートを積載するシート積載部と、
    前記シート積載部に積載されたシートを給送するために、シートを給送する方向に回転するピックアップローラと、
    前記ピックアップローラで送り出されたシートを給送するフィードローラと、
    前記フィードローラに圧接した状態でトルクリミッタを介してシート給送方向と逆方向にシートを戻す回転力を付与されるリタードローラと、
    前記リタードローラにより分離されたシートを搬送する搬送ローラ対と、
    前記搬送ローラ対により搬送されているシートにより前記リタードローラが連れ回りしているときの前記リタードローラの回転を前記ピックアップローラに伝達する回転伝達ギア列と、
    前記回転伝達ギア列により前記リタードローラの回転が前記ピックアップローラに伝達されているときに、前記リタードローラを前記フィードローラに圧接する分離圧を増加させる分離圧変更ギア列と、
    を備えたことを特徴とするシート給送装置。
11. 前記リタードローラに駆動を伝達するリタードローラ駆動軸を中心に前記リタードローラを支持するリタードローラ軸を揺動可能に支持し、前記リタードローラ駆動軸から前記リタードローラ軸に駆動を伝達するためのギア列を設け、駆動が伝達されている時に、駆動力によって前記リタードローラを前記フィードローラに圧接する分離圧を増加させることを特徴とする請求項１０に記載のシート給送装置。
12. 前記リタードローラに駆動を伝達するときの駆動力によって増加する分離圧と、前記分離圧変更ギア列により増加する分離圧とにより、前記リタードローラを前記フィードローラに圧接することを特徴とする請求項１０又は１１に記載のシート給送装置。
13. 前記回転伝達ギア列は、前記リタードローラを支持するリタードローラ軸から前記ピックアップローラを支持するピックアップローラ軸に回転を伝達する複数のギアで構成され、
    前記分離圧変更ギア列は、前記回転伝達ギア列の一部のギアにより構成されることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載のシート給送装置。
14. 前記回転伝達ギア列は、連動時の前記リタードローラの周速が前記ピックアップローラの周速よりも大きくなるように設定されていて、前記回転伝達ギア列に、前記ピックアップローラからの駆動を前記リタードローラに伝達しないためのワンウェイ機構を設けることを特徴とする請求項１３に記載のシート給送装置。
15. 請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のシート給送装置と、
    前記シート給送装置から給送されるシートに画像を形成する画像形成部と、
    を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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