JP2014218371A - Sheet feeder and image formation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シート給送装置及び画像形成装置に関し、特に静電吸着力を用いてシートを給送するものに関する。 The present invention relates to a sheet feeding apparatus and an image forming apparatus, and more particularly, to a sheet feeding apparatus using electrostatic attraction force.
従来の複写機、プリンタ等の画像形成装置は、シートを給送するシート給送装置を備えており、このようなシート給送装置としては、シート束を積載したカセットから最上位のシートをゴムローラ等の摩擦力を用いて分離給送する摩擦給紙方式のものがある。この摩擦給紙方式のシート給送装置では、シート束にゴムローラを圧接させながら回転させることにより、最上位のシートを送り出すようにしている。ここで、シートを送り出す際、シート同士の摩擦によって複数枚のシートが搬送されてしまう、いわゆるシートの重送が発生することがある。これに対しては、分離パッドやリタードローラによって最上位のシート以外に搬送抵抗を働かせることにより、最上位のシートのみを画像形成部へ給送する。 Conventional image forming apparatuses such as copiers and printers are provided with a sheet feeding device for feeding sheets. As such a sheet feeding device, the uppermost sheet is removed from a cassette on which a bundle of sheets is stacked with a rubber roller. There is a friction feeding type that separates and feeds using a frictional force. In the sheet feeding device of this friction feeding type, the uppermost sheet is fed out by rotating the rubber sheet while pressing the rubber roller against the sheet bundle. Here, when the sheets are sent out, a plurality of sheets are conveyed by friction between the sheets, so-called double feeding of the sheets may occur. In response to this, only the uppermost sheet is fed to the image forming unit by applying a conveyance resistance to the sheet other than the uppermost sheet by a separation pad or a retard roller.
ところで、このような摩擦分離方式のシート給送装置においては、ゴムローラによりシートに大きな圧力を与えながらシートを給送するため、シート同士及びシートとゴムローラ間の摺擦による騒音が課題となる。さらに、分離パッドやリタードローラによりシートの重送を防止している際、シート同士の摺擦音が大きく発生する。また、分離パッドやリタードローラは、シートの重送が発生していない時も最上位のシートの搬送抵抗となるため、分離パッドやリタードローラとシートの間でのスティック・スリップによる音が発生してしまう。 By the way, in such a sheet feeding device of the frictional separation system, since the sheet is fed while applying a large pressure to the sheet by the rubber roller, noise due to friction between the sheets and between the sheet and the rubber roller becomes a problem. Further, when the separation pad or the retard roller is used to prevent the sheets from being double-fed, a large rubbing noise is generated between the sheets. In addition, the separation pad and the retard roller provide resistance for transporting the uppermost sheet even when the sheet is not double-fed, so that a sound due to stick-slip between the separation pad or the retard roller and the sheet is generated. End up.
そこで、この課題を解決するものとして、静電吸着力を用いて、具体的にはベルト表面に形成される電界によりシートを吸着させながら分離給送するようにしたシート給送装置がある(特許文献1及び2参照)。そして、このような静電吸着分離方式のシート給送装置では、最上位のシートをシート束から引き剥がすように搬送することができるので、給送部分での騒音を大幅に低減することができる。 Therefore, as a solution to this problem, there is a sheet feeding apparatus that uses an electrostatic attraction force, specifically, separates and feeds a sheet while adsorbing the sheet by an electric field formed on the belt surface (patent) Reference 1 and 2). In such an electrostatic adsorption separation type sheet feeding apparatus, the uppermost sheet can be conveyed so as to be peeled off from the sheet bundle, so that noise in the feeding portion can be greatly reduced. .
しかし、従来の静電吸着力を用いてシートを給送するシート給送装置において、特許文献1の構成では、シートに対して十分な静電吸着力を発生させることができるが、シートの分離時には吸着ベルトを担持するフレームごと昇降させるため、稼働音が発生する。また、シートとの衝突音も発生する。さらに、シートがカールしている場合でも、確実にシートを吸着することができるよう、すなわち吸着ベルトのシートを吸着する際のシートカールへの追従性を確保することができるよう、シート吸着の際には軸間距離を短縮してベルト張力を弱くしている。しかし、ベルト張力を弱くしてシートを吸着した場合、分離動作時には張力を強くする必要があり、このように張力を強くすると、ベルトに弦振動が生じ、その振動も突発音の要因となる。 However, in a sheet feeding apparatus that feeds a sheet using a conventional electrostatic attraction force, the configuration of Patent Document 1 can generate a sufficient electrostatic attraction force on the sheet. Occasionally, operating noise is generated because the frame carrying the suction belt is raised and lowered. Further, a collision sound with the seat is also generated. Furthermore, even when the sheet is curled, when the sheet is adsorbed, the sheet can be surely adsorbed, that is, the follow-up to the sheet curl when adsorbing the sheet of the adsorption belt can be secured. The belt distance is weakened by shortening the distance between the shafts. However, if the belt tension is weakened and the sheet is adsorbed, it is necessary to increase the tension during the separation operation. If the tension is increased in this way, string vibration occurs in the belt, and the vibration also causes sudden sound.
特許文献2の構成では、吸着ベルトを用いているが、吸着ベルトを、フレームごと昇降させるのではなく、担持ローラを偏心運動させることにより、シートの分離動作を行うようにしているので、機構稼働音は小さくなる。しかし、吸着ベルトをシート束に確実に接触させようとすると、吸着ベルトを介してローラがシート束に衝突する衝突音が依然として発生する。なお、ローラとシート束の衝突を回避しようとすると、ベルトとシート束が離間して吸着ベルトによるシートの吸着が不安定となり、給送不良となってしまう。 In the configuration of Patent Document 2, the suction belt is used. However, the suction belt is not moved up and down with the frame, but the carrying roller is moved eccentrically, so that the sheet separation operation is performed. The sound is reduced. However, when the suction belt is surely brought into contact with the sheet bundle, a collision sound in which the roller collides with the sheet bundle via the suction belt is still generated. If an attempt is made to avoid the collision between the roller and the sheet bundle, the belt and the sheet bundle are separated from each other, and the suction of the sheet by the suction belt becomes unstable, resulting in poor feeding.
そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、かつ低騒音で静電吸着によるシートの給送を安定して行うことのでき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ものである。 Accordingly, the present invention has been made in view of such a current situation, and has a simple configuration, low noise, and a sheet feeding apparatus and an image that can stably perform sheet feeding by electrostatic attraction. An object of the present invention is to provide a forming apparatus.
本発明は、シートが積載される積載手段と、前記積載手段の上方に配置された回転部材と、前記回転部材の回転に同期して移動可能に設けられ、前記積載手段に積載されたシートを電気的に吸着する吸着部材と、前記回転部材を回転させる駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記吸着部材の下方への弛み量を大きくすることで前記積載手段に積載されたシートを前記吸着部材に吸着させた後、前記吸着部材の下方への弛み量を小さくさせながら前記吸着部材に吸着されたシートを給送するシート給送装置において、前記制御手段は、前記回転部材を1回転させることで、前記吸着部材を待機位置から移動させてシートを吸着して給送した後、前記吸着部材を前記待機位置に移動させることを特徴とするシート給送装置である。 The present invention provides a stacking unit on which sheets are stacked, a rotating member disposed above the stacking unit, and a sheet that is provided so as to be movable in synchronization with the rotation of the rotating member. An adsorbing member that is electrically adsorbed; a driving unit that rotates the rotating member; and a control unit that controls the driving unit. The control unit increases the amount of slackening of the adsorbing member downward. In the sheet feeding device for feeding the sheet adsorbed by the adsorption member while reducing the amount of slack downward of the adsorption member after the sheet loaded on the stacking unit is adsorbed by the adsorption member The control means rotates the rotating member once to move the suction member from the standby position to suck and feed the sheet, and then moves the suction member to the standby position. You A sheet feeding apparatus.
本発明によれば、回転部材を1回転させることで、吸着部材を待機位置から移動させてシートを吸着して給送した後、吸着部材を待機位置に移動させることができる。したがって、簡単な構成で、かつ低騒音で静電吸着によるシートの給送を安定して行うことができる。 According to the present invention, by rotating the rotating member once, the suction member can be moved from the standby position to suck and feed the sheet, and then the suction member can be moved to the standby position. Therefore, it is possible to stably feed the sheet by electrostatic attraction with a simple configuration and low noise.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明の第1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概略構成を示す図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an image forming apparatus including a sheet feeding device according to a first embodiment of the present invention.
図1において、100は画像形成装置、100Aは画像形成装置本体(以下、装置本体という)である。この装置本体100Aの上部には原稿載置台としてのプラテンガラスに載置された原稿に光を照射し、反射光をデジタル信号に変換するイメージセンサ等を有する画像読取部41が設けられている。なお、画像を読み取るための原稿は、自動原稿給送装置41aによりプラテンガラス上に搬送される。また、装置本体100Aには、画像形成部55と、画像形成部55にシートSを給送するシート給送装置51,52と、シートSを反転させて画像形成部55へ搬送するシート反転部59が設けられている。
In FIG. 1,
画像形成部55は、露光ユニット42と、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(Bk)の4色のトナー画像を形成する4個のプロセスカートリッジ43(43y,43m,43c,43k)を備えている。また、画像形成部55は、プロセスカートリッジ43の上方に配された中間転写ユニット44、2次転写部56、定着部57を備えている。
The
ここで、プロセスカートリッジ43は、感光体ドラム21(21y,21m,21c,21k)と、帯電ローラ22(22y,22m,22c,22k)と、現像ローラ23(23y,23m,23c,23k)を備えている。また、プロセスカートリッジ43はドラムクリーニングブレード24(24y,24m,24c,24k)を備えている。 Here, the process cartridge 43 includes the photosensitive drum 21 (21y, 21m, 21c, 21k), the charging roller 22 (22y, 22m, 22c, 22k), and the developing roller 23 (23y, 23m, 23c, 23k). I have. The process cartridge 43 includes a drum cleaning blade 24 (24y, 24m, 24c, 24k).
中間転写ユニット44は、ベルト駆動ローラ26、2次転写内ローラ56a等に張架されている中間転写ベルト25と、感光体ドラム21に対向した位置で中間転写ベルト25に当接する1次転写ローラ27(27y,27m,27c,27k)を備えている。そして、後述するように、中間転写ベルト25に1次転写ローラ27によって正極性の転写バイアスを印加することにより、感光体ドラム21上の負極性を持つトナー像が順次中間転写ベルト25に多重転写される。これにより、中間転写ベルト25上にはフルカラー画像が形成される。
The
2次転写部56は、2次転写内ローラ56aと、2次転写内ローラ56aと中間転写ベルト25を介して接する2次転写外ローラ56bとにより構成される。そして、後述するように2次転写外ローラ56bに正極性の二次転写バイアスを印加することによって中間転写ベルト25上に形成されたフルカラー画像をシートSに転写する。
The
定着部57は、定着ローラ57aと定着バックアップローラ57bを備えている。そして、定着ローラ57aと定着バックアップローラ57bとの間をシートSが挟持搬送されることにより、シートS上のトナー像は加圧、加熱されてシートSに定着される。シート給送装置51,52は、それぞれシートSを収納する収納手段(積載手段)であるカセット51a,52aを備えている。また、シート給送装置51,52は、それぞれカセット51a,52aに収納されたシートSを静電気により吸着しながら1枚ずつ給送する機能を有するシート吸着分離給送部51b,52bを備えている。
The fixing
なお、図1において、103はカセット51a,52aから給送されたシートSを2次転写部56まで搬送する2次転写前搬送パス、104は2次転写部56まで搬送されたシートSを2次転写部56から定着部57まで搬送する定着前搬送パスである。105は、定着部57まで搬送されたシートSを定着部57から切換部材61まで搬送する定着後搬送パス、106は切換部材61まで搬送されたシートSを切換部材61から排紙部58まで搬送する排紙パスである。107は画像形成部55により片面に画像が形成されたシートSの裏面に画像を形成するため、シート反転部59により反転されたシートSを再び画像形成部55へ搬送する再搬送パスである。
In FIG. 1,
次に、このような構成の画像形成装置100の画像形成動作について説明する。画像形成動作が開始されると、まず不図示のパソコン等からの画像情報に基づき露光ユニット42は感光体ドラム21の表面に向けてレーザー光を照射する。このとき、感光体ドラム21の表面は、帯電ローラ22によって所定の極性・電位に一様に帯電されており、レーザー光を照射すると、レーザー光が照射された部位の電荷が減衰することによって感光体ドラム表面に静電潜像が形成される。
Next, an image forming operation of the
この後、静電潜像を現像ローラ23からそれぞれ供給されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(Bk)のトナーにより現像し、静電潜像をトナー像として顕像化する。そして、この各色トナー像を1次転写ローラ27にそれぞれ印加した1次転写バイアスにより、順次中間転写ベルト25に転写することにより、中間転写ベルト25上にフルカラートナー画像が形成される。
Thereafter, the electrostatic latent image is developed with yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (Bk) toners respectively supplied from the developing roller 23, and the electrostatic latent image is developed as a toner image. Image. Each color toner image is sequentially transferred to the
一方で、このトナー画像形成動作に並行して、シート給送装置51,52は、シート吸着分離給送部51b,52bによりカセット51a,52aから1枚のシートSのみを分離給送する。この後、シートSはシート先端検出センサ51c,52cに検出され、引き抜きローラ対51d,51eに到達する。さらに、引き抜きローラ対51d,51eに挟持されたシートSは2次転写前搬送パス103に送り込まれ、停止しているレジストレーションローラ対62a,62bに当接することにより先端の位置が調整される。
On the other hand, in parallel with the toner image forming operation, the
次に、2次転写部56において、中間転写ベルト上のフルカラートナー像とシートSの位置とを一致させるタイミングでレジストレーションローラ対62a,62bが駆動される。これにより、シートSは2次転写部56まで搬送され、2次転写部56にて、2次転写外ローラ56bに印加した2次転写バイアスにより、フルカラートナー像がシートS上に一括して転写される。
Next, in the
フルカラートナー像が転写されたシートSは、定着部57に搬送され、この定着部57において熱及び圧力を受けて各色のトナーが溶融混色し、シートSにフルカラーの画像として定着される。この後、画像が定着されたシートSは、定着部57の下流に設けられた排紙部58によって排紙される。なお、シートの両面に画像を形成する際は、シートSの搬送方向をシート反転部59にて反転させて、シートSを再び画像形成部55へ搬送する。
The sheet S on which the full-color toner image has been transferred is conveyed to the fixing
次に、図2を用いて本実施の形態に係るシート給送装置51の構成について説明する。既述したように、シート給送装置51は、カセット51aと、カセット51aに収納されたシートSを静電気により電気的に吸着しながら1枚ずつ給送するシート吸着分離給送部51bとを備えている。また、シート給送装置51は、カセット51aに昇降可能に設けられ、シートSが積載される中板301aを昇降させる昇降手段301と、シート吸着分離給送部51bにより給送されたシートSの通過を検知するシート先端検出センサ51cを備えている。
Next, the configuration of the
シート吸着分離給送部51bは、吸着部材400、駆動ローラ401、駆動手段203、電源ユニット205によって構成されている。吸着部材400は、可撓性で駆動ローラ401の外周長さよりも長い無端形状のものであり、吸着部材400の断面形状は自身の弾性力を以て略円形を保つようになっている。駆動ローラ401は、配置位置が固定の不図示の軸支持部材によって回転自在に軸支されており、カセット51aに積載された最上位シートSaの上面から所定の空隙Lrを以て配置されている。また、駆動ローラ401には、駆動手段203からの駆動力が駆動伝達手段を介して伝達される。なお、シート給送装置52に設けられたシート吸着分離給送部52bも、シート給送装置51のシート吸着分離給送部51bと同様の構成であるため、説明は省略する。
The sheet adsorption /
ここで、本実施の形態において、吸着部材400は、駆動ローラ401との間に隙間Gを設けて一部が、駆動ローラ401の固定部402に固定されている。言いかえれば、吸着部材400は、弛んだ状態で駆動ローラ401に支持されている。なお、吸着部材400の駆動ローラ401への固定は接着剤等で行っても良いし、不図示の固定部材と駆動ローラ401とで吸着部材400を挟み込むことにより行っても良い。なお、固定部材を使用して吸着部材400を固定する際には固定部材が吸着部材400表面から突出した状態になるが、この場合、固定部材により吸着部材400をシートとは接触しない部分で固定することにより、シート給送動作の弊害にはならないようにする。
Here, in the present embodiment, the adsorbing
昇降手段301は、中板301aの下方に回動可能に設けられたリフタ301bを備えており、リフタ301bの回動角度によって、中板301a及び中板301a上に積載された最上位シートSaの位置を変更する。シート先端検出センサ51cは、シート吸着分離給送部51bと引き抜きローラ対51d,51eとの間のシート搬送経路中に配置されている。そして、所定のタイミングでシート先端検出センサ51cがシートSを検出するか否かにより、シート給送の成否を検出する。本実施の形態では、シート先端検出センサ51cは非接触の反射式フォトセンサであり、検出対象にスポット光を照射し、その反射光量を測定して検出対象の有無を検出する。
The lifting / lowering means 301 includes a
なお、図2において、302は中板301aに積載されたシートSの上面位置を検知する紙面高さ検出手段である。この紙面高さ検出手段302は、中板301aの上方に配置されると共に、センサフラグ302aとフォトセンサ302bによって構成されている。センサフラグ302aは不図示の支持部に回転可能に支持されており、一端は最上位シートSaの上面と接触可能な位置に、他端はフォトセンサ302bを遮光可能な位置に配置されている。
In FIG. 2,
ここで、最上位シートSaの上面が所定の高さに位置すると、センサフラグ302aが回転し、フォトセンサ302bが遮光される。なお、後述する図5に示す制御部70は、フォトセンサ302bの遮光状態を検出することにより、最上位シートSaの上面位置を検出する。そして、制御部70は、最上位シートSaの上面が紙面高さ検出手段302によって常に検出されるように昇降手段301の動作を制御し、中板301aの位置を最上位シートSaの上面高さが略一定となる位置に保つ。この結果、駆動ローラ401と、最上位シートSaの上面との空隙Lrも略一定に保たれる。
Here, when the upper surface of the uppermost sheet Sa is positioned at a predetermined height, the
ここで、本実施の形態においては、吸着部材400にシートを吸着して搬送する際、シート同士が摺擦しないように、吸着部材400にシートを静電気により吸着した後、吸着部材400を弾性変形させながら上方に引き上げるようにしている。そして、このように吸着部材400を弾性変形させながら上方に引き上げることにより、シートを他のシートから分離する。
Here, in the present embodiment, when adsorbing and conveying the sheet to the adsorbing
そこで、本実施の形態では、この吸着分離に必要なシート吸着力が得られる後述する図6の(d)に示すシート接触面積Mnが確保されるように、吸着部材400の長さが決定されている。
Therefore, in the present embodiment, the length of the adsorbing
また、電源ユニット205は、第1電源である正電圧供給手段205a及び第2電源である負電圧供給手段205bと、それぞれの電圧供給を制御するスイッチ205c,205dを備えている。そして、電源ユニット205で発生した電圧は、駆動ローラ401を介して吸着部材400に供給され、これらの印加電圧によって吸着部材400にはシートSを引き付ける静電的な吸着力が発生する。
The
次に、図3を用いて、シート吸着分離搬送部51bが備えている吸着部材400の詳細構成ならびに、吸着部材400がシートSを吸着する吸着力の発生原理を説明する。図3は吸着部材400の構成を示した模式図である。図3の(a)は吸着部材400表面を、図3の(b)は吸着部材400の給電部断面を、図3の(c)は吸着部材400とシートSに働く静電吸着力の概念断面図をそれぞれ表している。
Next, the detailed configuration of the
吸着部材400は、基層400c、正電極400a、ならびに負電極400bによって構成され、基層400cの内部に、櫛歯形状の正電極400aと、同様に櫛歯形状の負電極400bとが交互に配置されている。本実施の形態では、基層400cは体積抵抗108Ωcm以上の誘電体であるポリイミドであり、層厚は100μm程度である。また、正電極400aならびに負電極400bは体積抵抗106Ωcm以下の導電体であり、層厚10μm程度の銅を用いている。
The adsorbing
吸着部材400の裏面には、正電極400aならびに他方の電極である負電極400bのそれぞれが露出している露出領域400d、400eが設けられている。正電極400aの露出領域400dには正電圧供給手段205aからの電圧が、負電極400bの露出領域400eには負電圧供給手段205bからの電圧がそれぞれ駆動ローラ401を介して供給される構成となっている。これにより、本実施例では、正電極400aならびに負電極400bがそれぞれ1kV程度の正負電圧となる。
On the back surface of the
電圧が印加された正電極400aならびに負電極400bによって、吸着部材400の表面近傍には不平等電界が形成される。吸着部材400をシートSに接近させると誘電体であるシートS表層には誘電分極が生じ、Maxwellの応力によって、吸着部材400とシートSとの間に静電吸着力が生じる。
An unequal electric field is formed near the surface of the
また、駆動ローラ401は、図4に示すように、絶縁軸401cと、絶縁軸401cの両端部に取り付けられた導電部401a,401bとを備えている。なお、絶縁軸401cは、絶縁性の樹脂等で形成しても良いし、金属製の軸の表面に絶縁性のコートをして形成しても良い。導電部401a,401bは、絶縁軸401cに金属性の円筒形状のカバーを固定して形成しても良いし、絶縁軸401cの周囲に導電性物質をパターニングして形成しても良い。そして、導電部401a,401bには、それぞれ板ばね406a,406bが接触しており、この板ばね406a,406bには正電圧供給手段205a及び負電圧供給手段205bから正、負電圧がそれぞれ供給される。
Further, as shown in FIG. 4, the
また、図4において、400aは吸着部材400の正電極、400bは吸着部材400の負電極であり、400dは正電極400aが露出する露出領域、400eは負電極400bが露出する露出領域である。そして、吸着部材400は、露出領域400d,400eが導電部401a,401bと接触するように駆動ローラ401に固定されている。この構成により、正電圧供給手段205aで発生した正電圧は、板ばね406a、導電部401aを介して正電極400aに、負電圧供給手段205bで発生した負電圧は板ばね406b、導電部401bを介して負電極400bに供給される。
In FIG. 4, 400a is a positive electrode of the
図5は、本実施の形態に係るシート給送装置51の制御ブロック図であり、図5において、70は制御部である。制御部70には、既述したシート先端検出センサ51c、紙面高さ検出手段302等の他、駆動手段203、正電圧供給手段205a、負電圧供給手段205b等が接続される。
FIG. 5 is a control block diagram of the
次に、図6を用いて、本実施の形態に係るシート吸着分離給送部51bによるシート給送動作について説明する。図6の(a)は、吸着部材400を給送動作の初期位置に配置する初期動作を示している。この動作のとき、例えば、既述した図5に示す制御部70は、シートSに対して吸着部材400を所定の空隙Lrを以て離間させる位置になるように、駆動ローラ401を停止させる。なお、本実施の形態において、駆動手段203はエンコーダを備えたステッピングモータであり、不図示のセンサがエンコーダのホームポジションを検知した位置が吸着部材400の給送動作の初期位置となる。
Next, a sheet feeding operation by the sheet suction
図6の(b)は接近動作を示しており、この動作のとき、制御部70は、駆動ローラ401を矢印F方向へ回転させる。ここで、本実施の形態において、吸着部材400の中心Cbが駆動ローラ401の回転中心Crから偏心している。このため、駆動ローラ401を矢印F方向へ回転させると、吸着部材400が最上位シートSaの上面に接近する。
FIG. 6B shows an approaching operation. In this operation, the
図6の(c)は接触面積増大動作を示しており、この動作のとき、制御部70は、接近動作と同様に、駆動ローラ401を矢印F方向へ回転させることで、吸着部材400と最上位シートSaとの接触面積Mcを増大させている。なお、本実施の形態において、駆動手段203がステッピングモータであるため、初期動作からの回転角度をステッピングモータのステップ数で管理することで、シート接触面積Mnとなる位置を判断できる。図6の(d)は吸着動作を示している。この動作のとき、制御部70は、接触面積増大動作によりシート接触面積をMnまで増大させた後、正電圧供給手段205a及び負電圧供給手段205bから吸着部材400に電圧を印加し始め、吸着部材400とシートSとの間に静電吸着力を働かせる。
FIG. 6C shows an operation for increasing the contact area. In this operation, the
図6の(e)は搬送動作を示しており、この動作のとき、制御部70は、既述した吸着動作の後にさらに駆動ローラ401を矢印F方向に回転し続ける。これにより、吸着部材400に吸着した最上位シートSaの先端部が矢印D方向に持ち上がり、下方のシートSbから分離する。なお、本実施の形態において、駆動ローラ401のシート給送方向下流には搬送ガイド303が設置されている。そして、この搬送ガイド303により、吸着部材400に吸着した最上位シートSaの、シートSaの剛性により吸着部材400から離間した先端部をガイドし、最上位シートSaを引き抜きローラ対51d,51eまで搬送する。
FIG. 6E shows a conveying operation. At this time, the
図6の(f)は、離間動作を示しており、この動作のとき、制御部70は、搬送されている最上位シートSaが引き抜きローラ対51d,51eで挟持された後、吸着部材400への電圧供給を止める。これにより、吸着部材400に吸着搬送されているシートSaは、挟持されている引き抜きローラ対51d,51eにより搬送される。この後、駆動ローラ401がさらに回転すると、吸着部材400は搬送されているシートSaから離間し、次のシートSbの搬送を待機する図6の(a)に示す初期状態になる。なお、シート先端検出センサ51cにてシートSaが検出されなかった場合は、シートSの給送動作にミスが生じたと判断し、再び接近動作から給送動作をやり直す。以上の6つの工程によって、カセット51aに積載された複数のシートSからシートが1枚だけ給送される。この6つの工程を繰り返し行えば、シートSを1枚ずつ、連続で給送可能である。
FIG. 6F shows the separation operation. In this operation, the
図7は、図6に示す初期動作、接近動作、接触面積増大動作、吸着動作、搬送動作及び離間動作のタイミングチャートである。ここでは、駆動ローラ401の搬送速度u、正電圧供給手段205aからの供給電圧vp、負電圧供給手段205bからの供給電圧vn、ならびにシート先端検出センサ51cの検出パルスpsを示している。図7において、P1で示す時刻T0からT1までの区間は初期動作区間であり、搬送速度uは0、供給電圧vp、供給電圧vnは0にそれぞれ設定されている。P2で示す時刻T1からT2までの区間は接近動作区間であり、搬送速度uはUに設定されている。
FIG. 7 is a timing chart of the initial operation, the approach operation, the contact area increasing operation, the suction operation, the transport operation, and the separation operation shown in FIG. Here, the conveyance speed u of the driving
P3で示す時刻T2からT3までの区間は接触面積増大動作区間であり、時刻T1から継続して搬送速度uには速度Uが設定されている。時刻T3が吸着動作を行う時点であり、このとき、供給電圧vpには+V、供給電圧vnには−Vが設定される。P4で示す時刻T3からT5までの区間は搬送動作区間であり、継続して搬送速度uにはU、供給電圧vpには+V、供給電圧vnには−Vが設定されている。時刻T3の直後の時刻T4には検出パルスpsが出力される。そして、この時刻T4が所定の値の範囲に収まっているか否かにより制御部70は、給送リトライの判断を行う。
A section from time T2 to T3 indicated by P3 is a contact area increasing operation section, and the speed U is set as the transport speed u continuously from time T1. Time T3 is a time point at which the adsorption operation is performed. At this time, + V is set for the supply voltage vp and -V is set for the supply voltage vn. A section from time T3 to T5 indicated by P4 is a transport operation section, and U is continuously set for the transport speed u, + V is set for the supply voltage vp, and -V is set for the supply voltage vn. The detection pulse ps is output at time T4 immediately after time T3. Then, the
P5で示す時刻T5からT6までの区間は離間動作区間である。搬送速度uにはUが設定されているが、時刻T5で供給電圧vp及び供給電圧vnは再度0が設定され、時刻T6で搬送速度uには0が設定される。P6で示す時刻T6からT8までの区間は初期動作区間であり、次のシートSの給送に備える。なお、この初期動作区間P6でも、これまで吸着部材400に吸着搬送されていたシートSaは、下流に配置されている引き抜きローラ対51d,51eで搬送されている。このため、次のシートの給送を開始することができるのは、検出パルスpsの出力がなくなる時刻T7以降となる。この後、上記を繰り返せば連続したシート給送が行われる。
A section from time T5 to T6 indicated by P5 is a separation operation section. Although U is set for the transport speed u, the supply voltage vp and the supply voltage vn are set to 0 again at time T5, and 0 is set to the transport speed u at time T6. A section from time T6 to time T8 indicated by P6 is an initial operation section, and is prepared for feeding the next sheet S. Even in the initial operation section P6, the sheet Sa that has been sucked and transported to the
以上説明したように、本実施の形態においては、吸着部材400が、1つの駆動ローラ(回転部材)401の回転に同期して回転可能に設けられている。そして、吸着部材400の下方への弛み量を大きくすることで、積載されたシートを吸着部材400に吸着させた後、吸着部材400の下方への弛み量を小さくさせながら吸着部材400に吸着されたシートを給送する。このとき、駆動ローラ401が1回転する間に、吸着部材400は待機位置からシートを吸着して給送した後、吸着部材400は再び待機位置に戻る。
As described above, in the present embodiment, the
これにより、吸着部材400の位置を簡易的かつ正確に制御することができる。また、吸着部材400をシートに面接触してシートを吸着する吸着位置、撓みを解消しながら吸着したシートを下方のシートから分離する分離位置、吸着したシートが離間する離間位置に移動可能としている。さらに、この吸着部材400を回転させてシートを吸着し、吸着したシートを引き抜きローラ対51d,51eに受け渡した後、吸着部材400をシートから離れた位置(待機位置)で停止させるようにしている。これにより、吸着部材400を担持するフレームや、駆動手段、ローラ等を移動させることなく、シートを分離給送することができる。この結果、簡単な構成で、かつ低騒音で静電吸着によるシートの給送を安定して行うことができる。
Thereby, the position of the
なお、本実施の形態では前記の動作工程によってシートSの分離給送を行っているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本実施の形態の初期動作では、駆動ローラ401を停止させているが、接近動作のタイミングに合うように離間動作から一定速度で駆動ローラを回転し続けても良い。また、本実施の形態の離間動作では、吸着部材400への電圧供給を停止して吸着部材400とシートSを離間させているが、電圧供給を継続して吸着部材400でシートSを搬送しても良い。
In the present embodiment, the sheet S is separated and fed by the operation process described above, but the present invention is not limited to this. For example, in the initial operation of the present embodiment, the
さらに、本実施の形態では、既述したような構成にて吸着部材400とシートSとの間に静電吸着力を生じさせたが、本実施の形態はこれに限定されるものではない。例えば、正電極400a及び負電極400bは櫛歯形状で無くとも良く、シートSとの間に電界が形成され、シートSを誘電分極させることができる一様電極のような形状でも良い。
Furthermore, in the present embodiment, an electrostatic attracting force is generated between the attracting
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。図8は、本実施の形態に係るシート給送装置の構成を説明する図である。なお、図8において、既述した図2と同一符号は、同一又は相当部分を示している。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a diagram illustrating the configuration of the sheet feeding apparatus according to the present embodiment. In FIG. 8, the same reference numerals as those in FIG. 2 described above indicate the same or corresponding parts.
図8において、407は、駆動ローラ401と吸着部材400の間に設けられた弾性部材である円柱状のスポンジ部材であり、このスポンジ部材407は駆動ローラ401の外周に偏心して固定されている。また、スポンジ部材407の外周には無端状の吸着部材400が固定されている。
In FIG. 8,
そして、本実施の形態のようにスポンジ部材407の外周に吸着部材400を固定することにより、吸着部材400の固定を、より確実かつ簡便に行うことが可能となり、低コスト化を図ることができる。また、吸着部材400の駆動ローラ側(回転部材側)への変形を防ぐことができる。なお、本実施の形態において、スポンジ部材407の外周に無端状の吸着部材400を固定する構成としたが、これに限定されるのではない。例えば、有端状の吸着部材をスポンジ部材の一部に固定しても良いし、スポンジ部材の表面に吸着部材と同様の機能を有する電極を配置しても良い。
Then, by fixing the
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。図9は、本実施の形態に係るシート給送装置の構成を説明する図である。なお、図9において、既述した図2と同一符号は、同一又は相当部分を示している。 Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a diagram illustrating the configuration of the sheet feeding apparatus according to the present embodiment. In FIG. 9, the same reference numerals as those in FIG. 2 described above indicate the same or corresponding parts.
図9において、450は、内部に電極を持たない樹脂製の吸着部材である。251cは、吸着部材450の上方に設けられ、吸着部材450に上方から圧接する電圧印加部材である帯電ローラである。この帯電ローラ251cは配置位置が固定の不図示の軸支持部材によって回転自在に軸支されており、吸着部材450の移動に伴って従動回転する。この帯電ローラ251cには交流電源252が接続されており、吸着部材450の表面は、帯電ローラ251cによる接触帯電によって電荷が付与され、この付与された電荷によってシートSを引き付ける静電的な吸着力が発生する。
In FIG. 9, 450 is a resin adsorbing member having no electrode inside.
次に、図10を用いて吸着部材450の詳細構成及び吸着部材450がシートSを吸着する吸着力の発生原理を説明する。図10の(a)は吸着部材450の斜視図であり、図10の(b)は吸着部材450の断面をそれぞれ表している。
Next, the detailed configuration of the
吸着部材450は、単層構造の樹脂製の部材であり、体積抵抗108Ωcm以上の誘電体である。そして、吸着部材450の表面に押圧された帯電ローラ251cから交番電圧が印加される。これにより、吸着部材450の表面には図10の(a)に示すように、交流電源252の周波数と、吸着部材450の表面移動速度とに応じた間隔で、正極性に帯電された領域と負極性に帯電された領域とが縞状に形成される。この交互に縞状に形成された正負の帯電領域によって、吸着部材450の表面近傍には不平等電界が形成される。そして、このように不平等電界が形成された吸着部材450をシートSに接近させると誘電体であるシート表層には誘電分極が生じ、Maxwellの応力によって、吸着部材450とシートSとの間に静電吸着力が生じる。
The
次に、本実施の形態に係るシート吸着分離給送部51bのシート分離給送動作について説明する。図11は、シート吸着分離給送部51bによってシートSが給送される動作を時系列に表現した模式図である。
Next, the sheet separating and feeding operation of the sheet suction separating and
図11の(a)は吸着部材450を給送動作初期位置に配置する初期動作を示している。この動作のとき、既述した図5に示す制御部70は、吸着部材450が帯電ローラ251cに対して所定の空隙Lcを以て離間し、かつ、シートSに対して吸着部材450を所定の空隙Lbを以て離間する初期位置になるように、駆動ローラ401を停止させる。
FIG. 11A shows an initial operation of arranging the
図11の(b)は、吸着部材450を帯電ローラ251cと接触させて、交流電源252からの交番電圧により吸着部材450表面を帯電させる帯電動作を示しており、この動作のとき、制御部70は、駆動ローラ401を矢印F方向へ回転させる。ここで、吸着部材450の中心Cbが駆動ローラ401の回転中心Crから偏心しているため、初期状態から駆動ローラ401を回転させると、吸着部材450が帯電ローラ251cと接触し始める。そして、駆動ローラ401を回転させながら交番電圧を印加することで、吸着部材450には正極性と負極性とが交互に帯電された帯電領域Chが形成される。
FIG. 11B shows a charging operation in which the
図11の(c)は、吸着部材450の表面に形成された帯電領域Chを最上位シートSaの上面に対して接近させる接近動作を示しており、この動作のとき、制御部70は、引き続き駆動ローラ401を矢印F方向へ回転させる。そして、このように駆動ローラ401を回転させると、吸着部材450の中心Cbが駆動ローラ401の回転中心Crから偏心しているため、吸着部材450の表面が最上位シートSaの上面に接近する。
FIG. 11C shows an approaching operation in which the charging region Ch formed on the surface of the
図11の(d)は、接近動作を継続させて吸着部材450の表面と最上位シートSaとを面接触させ、なおかつ、接触面積Mcを増大させる接触面積増大動作を示している。この動作のとき、制御部70は、接近動作と同様に、駆動ローラ401を矢印F方向へ回転させる。これにより、吸着部材450の帯電領域Chが最上位シートSaに接触し、吸着部材450に最上位シートSaが吸着される。さらに駆動ローラ401が回転すると、吸着部材450の帯電領域Chと最上位シートSaとの接触面積Mcが増大していく。
FIG. 11D shows a contact area increasing operation in which the approaching operation is continued to bring the surface of the
図11の(e)は既述した接触面積増大動作によりシート接触面積Mnとなった時に、吸着部材450の帯電領域Chに吸着されたシートSaを、積載された次位のシートSbと分離させながら引き抜きローラ対51d,51eまで搬送する動作を示している。なお、このシート接触面積Mnは、吸着部材450に吸着された最上位シートSaを吸着部材450により搬送する際、吸着部材450の搬送力が最上位シートSaに働く搬送抵抗に打ち勝つ搬送力になるときの面積である。そして、このようにシート接触面積がMnになった時点で、最上位シートSaが引き抜きローラ対51d,51eに向かって搬送され始める。
FIG. 11E shows that the sheet Sa adsorbed on the charging area Ch of the adsorbing
図11の(f)は、最上位シートSaが引き抜きローラ対51d,51eで挟持された後、搬送されている最上位シートSaを吸着部材450から離間させる離間動作を示している。シートSaが引き抜きローラ対51d,51eで挟持されると、吸着部材450の帯電領域Chは最上位シートSaと接触することがなくなるため、吸着部材450の吸着力が働かなくなる。そして、吸着部材450の吸着力が働かなくなると、搬送されている最上位シートSaは挟持されている引き抜きローラ対51d,51eにより搬送される。
FIG. 11F shows a separating operation for separating the conveyed uppermost sheet Sa from the adsorbing
この後、駆動ローラ401がさらに矢印F方向に回転し続けると、吸着部材450は、既述した図11の(a)に示すように搬送されているシートSaから離間した位置となり、次のシートSbの搬送を待機する初期状態に戻る。なお、シート先端検出センサ51cにてシートSaが検出されなかった場合は、シートSの給送動作にミスが生じたと判断し、再び接近動作から給送動作をやり直す。以上の6つの工程によって、カセット51aに積載された複数のシートSからシートが1枚だけ給送される。この6つの工程を繰り返し行えば、シートSを1枚ずつ、連続で給送可能である。
Thereafter, when the driving
図12は、図11に示す初期動作、帯電動作、接近動作、接触面積増大動作、搬送動作及び離間動作のタイミングチャートである。ここでは、駆動ローラ401の搬送速度u、交流電源252からの供給電圧v、ならびにシート先端検出センサ51cの検出パルスpsを時系列に表した図である。図12において、P1で示す時刻T0からT1までの区間は初期動作区間であり、このとき搬送速度uには0、供給電圧vには0がそれぞれ設定されている。P2で示す時刻T1からT2までの区間は帯電動作区間であり、搬送速度uにはUが、供給電圧には±Vの交番電圧が設定される。
FIG. 12 is a timing chart of the initial operation, the charging operation, the approaching operation, the contact area increasing operation, the conveying operation, and the separating operation shown in FIG. Here, the conveyance speed u of the driving
P3で示す時刻T2からT3までの区間は接近動作区間であり、時刻T1から継続して搬送速度uには速度Uが設定され、時刻T2で供給電圧vは再度0に設定される。P4で示す時刻T3からT4までの区間は接触面積増大動作区間であり、継続して搬送速度uには速度Uが設定されている。P5で示す時刻T4からT6までの区間は搬送動作区間であり、継続して搬送速度uには速度Uが設定されている。時刻T4の直後の時刻T5には検出パルスpsが出力される。また、時刻T5が所定の値の範囲に収まっているか否かで、制御部70は給送リトライの判断を行う。
A section from time T2 to T3 indicated by P3 is an approaching operation section. The speed U is set as the transport speed u continuously from time T1, and the supply voltage v is set to 0 again at time T2. A section from time T3 to T4 indicated by P4 is a contact area increasing operation section, and the speed U is continuously set as the transport speed u. A section from time T4 to T6 indicated by P5 is a transport operation section, and the speed U is continuously set as the transport speed u. The detection pulse ps is output at time T5 immediately after time T4. Further, the
P6で示す時刻T6からT7までの区間は離間動作区間である。搬送速度uにはUが設定されているが、時刻T7で搬送速度uには0が設定されるようになる。P7で示す時刻T7からT9までの区間は初期動作区間であり、次のシートSの給送に備える。なお、この初期動作区間P7でもシートSaは、引き抜きローラ対51d,51eで搬送されている。このため、次のシートの給送を開始することができるのは、検出パルスpsの出力がなくなる時刻T8以降となる。この後、上記を繰り返せば連続したシート給送が行われる。
A section from time T6 to T7 indicated by P6 is a separation operation section. Although U is set for the transport speed u, 0 is set for the transport speed u at time T7. A section from time T7 to T9 indicated by P7 is an initial operation section, and is prepared for feeding the next sheet S. Even in this initial operation section P7, the sheet Sa is conveyed by the pair of drawing
以上説明したように、本実施の形態においては、帯電ローラ251cによって吸着部材表層を外部から帯電させることで、シート吸着力を得ることができる。この結果、吸着部材内部に電極を配置することなく、吸着部材450を帯電させることができるので、吸着部材450の構成を単純化することができ、低コスト化を図ることができる。
As described above, in the present embodiment, the sheet adsorbing force can be obtained by charging the surface of the adsorbing member from the outside by the charging
なお、本実施の形態では上記の6工程からなる給送動作を行ってシートSの分離給送を行っているが、本発明はこれに限定されるものではない。また、帯電ローラ251cに直流電流を接続して、吸着部材450に正負交互の帯電領域を形成せずに全面同極性の帯電領域を形成してもよい。その場合、単位面積あたりの静電吸着力は小さくなるものの、より簡便に静電吸着力を生じさせることができる。
In the present embodiment, the sheet S is separated and fed by performing the feeding operation including the above six steps, but the present invention is not limited to this. Alternatively, a direct current may be connected to the charging
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。図13は、本実施の形態に係るシート給送装置の構成を説明する図である。なお、図13において、既述した図2と同一符号は、同一又は相当部分を示している。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 13 is a diagram illustrating the configuration of the sheet feeding apparatus according to the present embodiment. In FIG. 13, the same reference numerals as those in FIG. 2 described above indicate the same or corresponding parts.
図13において、270は吸着部材、271は駆動ローラである。駆動ローラ271は、配置位置が固定の不図示の軸支持部材によって回転自在に軸支されており、カセット51aに積載された最上位シートSaの上面から所定の空隙Lrを以て配置されている。また、駆動ローラ271には、駆動手段203からの駆動力が駆動伝達手段を介して伝達されている。
In FIG. 13,
さらに、駆動ローラ271には吸着部材270を固定するための固定部材272が固定されている。なお、本実施の形態において、吸着部材270は、駆動ローラ271の周面の長さよりも長い有端形状の可撓性を有する部材であり、吸着部材270の両端は、自身の弾性力を以て半円弧より長い略円弧形状を描くように固定部材272に固定されている。
Further, a fixing
そして、本実施の形態のように吸着部材270を有端形状とすることにより、既述した第1の実施の形態と同様の効果を得ることができると共に吸着部材270の長さを短くすることにより、低コスト化を図ることができる。
And by making the
なお、これまで説明した実施の形態では静電吸着力によってシートSを吸着部材に吸着させているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、吸着部材上にサブミクロンオーダーの微細な繊維構造を形成し、シートSとの間に働く分子間引力によって吸着させてもよい。 In the embodiment described so far, the sheet S is attracted to the attracting member by the electrostatic attracting force, but the present invention is not limited to this. For example, a fine fiber structure of submicron order may be formed on the adsorbing member and adsorbed by an intermolecular attractive force acting between the sheet S.
51,52…シート給送装置、51a,52a…カセット、51b,52b…シート吸着分離給送部、51c…シート先端検出センサ、51d,51e…引き抜きローラ対、55…画像形成部、70…制御部、100…画像形成装置、100A…画像形成装置本体、203…駆動手段、205…電源ユニット、205a…正電圧供給手段、205b…負電圧供給手段、251c…帯電ローラ、252…交流電源、270…吸着部材、271…駆動ローラ、272…固定部材、400…吸着部材、400a…正電極、400b…負電極、401…駆動ローラ、401a,401b…導電部、402…固定部、407…スポンジ部材、450…吸着部材、G…隙間、Mn…シート接触面積、S…シート、Sa…最上位シート 51, 52 ... Sheet feeding device, 51a, 52a ... Cassette, 51b, 52b ... Sheet adsorption separation feeding unit, 51c ... Sheet tip detection sensor, 51d, 51e ... Pulling roller pair, 55 ... Image forming unit, 70 ... Control , 100 ... Image forming apparatus, 100A ... Image forming apparatus main body, 203 ... Driving means, 205 ... Power supply unit, 205a ... Positive voltage supply means, 205b ... Negative voltage supply means, 251c ... Charging roller, 252 ... AC power supply, 270 ... Adsorption member, 271 ... Drive roller, 272 ... Fixing member, 400 ... Adsorption member, 400a ... Positive electrode, 400b ... Negative electrode, 401 ... Driving roller, 401a, 401b ... Conducting part, 402 ... Fixing part, 407 ... Sponge member , 450 ... Adsorption member, G ... Gap, Mn ... Sheet contact area, S ... Sheet, Sa ... Top sheet
Claims (12)
前記積載手段の上方に配置された回転部材と、
前記回転部材の回転に同期して移動可能に設けられ、前記積載手段に積載されたシートを電気的に吸着する吸着部材と、
前記回転部材を回転させる駆動手段と、
前記駆動手段を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記吸着部材の下方への弛み量を大きくすることで前記積載手段に積載されたシートを前記吸着部材に吸着させた後、前記吸着部材の下方への弛み量を小さくさせながら前記吸着部材に吸着されたシートを給送するシート給送装置において、
前記制御手段は、前記回転部材を1回転させることで、前記吸着部材を待機位置から移動させてシートを吸着して給送した後、前記吸着部材を前記待機位置に移動させることを特徴とするシート給送装置。 A stacking means on which sheets are stacked;
A rotating member disposed above the stacking means;
An adsorbing member provided so as to be movable in synchronization with the rotation of the rotating member, and electrically adsorbing the sheets stacked on the stacking means;
Driving means for rotating the rotating member;
Control means for controlling the driving means,
The control means increases the amount of slackness of the suction member downward, causes the sheets stacked on the stacking means to be attracted to the suction member, and then reduces the amount of slackness of the suction member downward. In the sheet feeding device for feeding the sheet adsorbed by the adsorption member,
The controller is configured to move the suction member to the standby position after the suction member is moved from the standby position to suck and feed the sheet by rotating the rotating member once. Sheet feeding device.
前記電源は、前記2つの電極の一方に正の電圧を印加する第1電源と、前記2つの電極の他方に負の電圧を印加する第2電源とを備えていることを特徴とする請求項6に記載のシート給送装置。 The adsorption member is provided with two electrodes,
The power supply includes a first power supply that applies a positive voltage to one of the two electrodes, and a second power supply that applies a negative voltage to the other of the two electrodes. 6. The sheet feeding device according to 6.
前記画像形成部にシートを給送する請求項1乃至11のいずれか1項に記載のシート給送装置と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。 An image forming unit for forming an image on a sheet;
An image forming apparatus comprising: the sheet feeding device according to claim 1, wherein the sheet feeding device feeds a sheet to the image forming unit.
Priority Applications (3)
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