JP2015042576A - シート搬送装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸着ベルトを良好に帯電させることができるシート搬送装置および画像形成装置を提供する。
【解決手段】積載されたシート束１の上面に対向配置された吸着ベルト２と、導電性ブレード１０３などの弾性体および弾性体を保持するホルダ１０４を有し上記吸着ベルト２を帯電させる帯電ブレード３とを備え、帯電ブレード３により帯電させた吸着ベルト２に上記シート束１の最上位シート１ａを静電吸着させた後、吸着ベルト２を無端移動させて、上記吸着ベルト２に吸着した上記最上位シート１ａを搬送するシート搬送装置２００において、弾性体の上記ホルダからの突き出し量をＬ、弾性体の幅をｃ、弾性体の厚さをｂ、弾性体の体積抵抗をρ、帯電ブレード３に印加する電圧をＶ、吸着ベルト２と帯電ブレード３との間の放電開始電圧をＶ_０、弾性体に流れる電流をＩとしたとき、Ｌ＜（Ｖ−Ｖ_０）ｃｂ／（Ｉρ）の関係を満たす。
【選択図】図３

Description

本発明は、シート搬送装置および画像形成装置に関するものである。

積載された原稿や記録紙等のシートを分離して搬送する方法として、吸着ベルトに電界を形成し、これをシートに接触させて吸着し分離する静電吸着分離方式のシート搬送装置が知られている。

特許文献１に記載の静電吸着分離方式のシート搬送装置は、二本のローラに巻き掛けられた誘電体の吸着ベルトと、この吸着ベルトに当接する帯電ブレードを有し帯電ブレードに交番電圧を印加して吸着ベルトに交番電荷を付与する電荷付与手段とを備えている。

給紙の前段階においては、吸着ベルトは、シート束から離間した位置に位置している。シート束の最上位シートを分離して搬送するときは、まず、吸着ベルトを回転させて、吸着ベルトに帯電ブレードを介して交番電荷を付与する。吸着ベルトに交番電荷を付与したら、吸着ベルトの回転を停止し、吸着ベルトをシート束側へ移動させ、吸着ベルトをシート束の最上位シートに接触させ、シート束の最上位シートを吸着ベルトに吸着させる。

シート束上面に接触させた吸着ベルトの表面部分に、シート束の最上位シートが吸着ベルトに吸着したら、吸着ベルトをシート束から離間する方向へ移動させ、吸着ベルトに吸着した最上位シートをシート束から分離する。そして、吸着ベルトを回転駆動させ、吸着ベルトに吸着した最上位シートを搬送する。

帯電ブレードは、ゴムなどの弾性体からなる弾性ブレードと、この弾性ブレード保持する金属製のホルダとで構成されている。そして、この金属製のホルダに交番電圧を印加することで、弾性ブレードと吸着ベルト表面との間で放電を発生させて、吸着ベルト表面に交番電荷が付与される。

しかしながら、帯電ブレードの構成によって、所定の交番電圧を印加しても、弾性ブレードと吸着ベルトとの間で放電が発生せず帯電できない場合があった。そこで、本発明者らが鋭意研究した結果、弾性ブレードのホルダからの突き出し量によって、吸着ベルトを帯電できない場合があることがわかった。

本発明は以上の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、吸着ベルトを良好に帯電させることができるシート搬送装置および画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、積載されたシート束の上面に対向配置された吸着ベルトと、弾性体および弾性体を保持するホルダを有し上記吸着ベルトを帯電させる帯電ブレードとを備え、上記帯電ブレードにより帯電させた吸着ベルトに上記シート束の最上位シートを静電吸着させた後、吸着ベルトを無端移動させて、上記吸着ベルトに吸着した上記最上位シートを搬送するシート搬送装置において、上記弾性体の上記ホルダからの突き出し量をＬ、上記弾性体の幅をｃ、上記弾性体の厚さをｂ、上記弾性体の体積抵抗をρ、上記帯電ブレードに印加する電圧をＶ、上記吸着ベルトと上記帯電ブレードとの間の放電開始電圧をＶ_０、上記弾性体に流れる電流をＩとしたとき、Ｌ＜（Ｖ−Ｖ_０）ｃｂ／（Ｉρ）の関係を満たすことを特徴とするものである。

本発明によれば、吸着ベルトを良好に帯電させることができる。

本実施形態に係る複写機を示す模式図。 給紙部の概略構成を示す斜視図。 給紙部を示す模式図。 吸着分離ユニットの要部構成を示す図。 ハウジングの分解図。 吸着ベルトを回転駆動する駆動機構の概略構成図。 シート搬送装置を用いたシート搬送動作について説明する図。 吸着分離ユニットの重心と、揺動機構の噛み合い位置との関係を説明する図。 帯電ブレードと帯電電源と吸着ベルトとを示す概略図。 突き出し量の上限値を決定する決定因子について説明する図。 付き出し量の下限値を決定する決定因子について説明する図。

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１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２は、給紙部５２の概略構成を示す斜視図であり、図３は、給紙部５２を示す模式図であり、図４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３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２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１４０が設けられている。

シート検知手段１４０は、装置本体に設けられた軸１４２に回転自在に支持されたフィラー１４４と、透過型光学センサ１４３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１４４と当接する。このとき、透過型光学センサ１４３の受光部１４３ａは、発光部１４３ｂ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１４４が、発光部１４３ｂの光を遮り、受光部１４３ａ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４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、１０^８［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１０^６［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ブレード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１０^６［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４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５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を軸支する軸孔を有する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いる。この別体の軸孔部２０ｂは、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、上記一方の軸孔部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２、図３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、長穴１２ａが設けられており、この長穴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孔に貫通し、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３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、長穴１２ａの下端面４１ａに突き当たっている。

ブラケット１２に設けられた長穴１２ａは、上流側張架ローラ６の軸６ａが長穴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、長穴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］以下でも下流側張架ローラ５及び上流側張架ローラ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、下流側張架ローラ５及び上流側張架ローラ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６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２、図３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。

次に、本実施形態のシート搬送装置２００を用いた基本的なシート搬送動作について、図７を用いて説明する。

図７（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２参照）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７（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２参照）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に帯電ブレード３を介して帯電電源４により交番電圧を印加する。そして、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７（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、長穴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、長穴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１４４が図中反時計回りに回転する。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１４４が、透過型光学センサ１４３の発光部１４３ｂの光を遮る。これにより、透過型光学センサ１４３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７（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７（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、シート束上面に接触させた吸着ベルト２の表面部分がシート束上面に対して傾斜するように、その表面部分がシート束上面から離間する。これにより、シートが曲げられて、吸着ベルト２の表面部分に吸着している最上位シート１ａの部分が、吸着ベルト２の揺動動作に伴ってシート束上面からめくられる。この際、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、二番目のシート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、長穴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、長穴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７（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７（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、本実施形態においては、ブラケット１２に長穴１２ａを設けて、この長穴１２ａに上流側張架ローラ６の軸６ａを保持しているが、以下の構成であればよい。すなわち、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されている構成であること。また、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、所定の角度となるよう、上流側張架ローラ６を支持する構成であること。この２つの構成を備えていればよい。

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、二番目のシート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より離間され二番目のシート１ｂが吸着ベルト２に吸着されないようにしている。

また、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。よって、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。これにより、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。よって、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との噛み合い部の磨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を設けることで、以下の利点も得ることができる。すなわち、図８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という利点である。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から重心位置Ｐの距離に応じて弾性振動してしまう。また、重心位置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。よって、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。これにより、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、最上位シート１ａを搬送後、吸着ベルト２を除電してもよい。これにより、最上位シート１ａを、搬送ローラ対９へ搬送した後は吸着ベルト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、二番目のシート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。

ここで、周動する吸着ベルト２に交番電圧を印加することにより、帯電した吸着ベルト２の電荷を除電することができる原理を説明する。吸着ベルト２外周面に導電性ブレードを接触させ直流電源により直流電圧を印加した場合、吸着ベルト２は印加される直流電圧がある電圧以下の電圧では帯電されない。この電圧を帯電開始電圧といい、その値Ｖ_０は吸着ベルト２の厚さ、体積抵抗等により変化する。次に上記の帯電開始電圧Ｖ_０をピーク値として持つような交番する電圧を帯電ブレード３に印加したところ、帯電している吸着ベルト２の表面電位がほぼ零Ｖに除電されることが確認されている。これは、印加電圧のピーク値を帯電開始電位Ｖ_０とすることにより、この印加電圧では誘電体である吸着ベルト２を帯電させる能力はないが、吸着ベルト２に帯電している空間電荷には移動させる力が働き、除電できることを意味する。また、交互に交番する印加電圧を用いることから、吸着ベルト２が（＋），（−）のどちらに帯電していても除電効果がある。しかし、帯電開始電圧以下の印加電圧では、除電不足が発生し、帯電開始電圧以上では、印加周波数（１２０Ｈｚ，ｖ／ｆ＝１ｍｍ周期）の帯電が生じ、零Ｖに除電できなかった。したがって、帯電電源４の交番電圧はピーク値が吸着ベルト２に対する帯電開始電圧になるように制御すればよいことになる。

次に、本実施形態の特徴点について説明する。
図９は、帯電ブレード３と帯電電源と吸着ベルト２とを示す概略図である。なお、この図９においては、帯電ブレード３を吸着ベルト２の上流側張架ローラ６に巻きついている箇所に当接させている。
図９に示すように、帯電ブレード３は、弾性体からなり四角柱形状の導電性ブレード１０３と、導電性ブレード１０３を保持する金属製のホルダ１０４とで構成されている。また、帯電ブレード３のホルダ１０４は、交流を発生する帯電電源４に接続されている。帯電ブレード３をブレード状にすることで、ローラ状の帯電ブレードに比べ、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る。これにより、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。

本実施形態では、導電性ブレード１０３の形状を四角柱にしているが、形状はこれに限定されるものではなく、円柱、または四角柱以外の多角柱を用いてもよい。

導電性ブレード１０３を所定量ホルダ１０４から突き出して、先端を吸着ベルト２の表面に当接させ、導電性ブレードの先端部と吸着ベルト２との間で放電を発生させて、吸着ベルト２の表面を帯電させている。すなわち、本実施形態においては、帯電電源４→ホルダ１０４→導電性ブレード１０３のホルダ１０４から突き出しだ部分→吸着ベルト２という順番に電流が流れていく。かかる構成の帯電ブレード３においては、導電性ブレード１０３のホルダ１０４からの突き出し量Ｌが長すぎると、導電性ブレード１０３の電流が流れるホルダ１０４から突き出した突き出し部分の抵抗値Ｒが大きくなる。その結果、導電性ブレード１０３と吸着ベルト２との間で放電が起こらずに吸着ベルト２が帯電しない。

そこで、本発明者らは、吸着ベルト２が帯電可能な導電性ブレード１０３の突き出し量Ｌについて鋭意研究した。

図１０に示すように、ブレードの厚さをｂ、ブレードの幅（図１０の紙面と直交する方向の長さ）をｃ、ブレードの体積抵抗をρとする。また、帯電ブレード３に印加する印加電圧をＶ、放電開始電圧をＶ_０、流れる電流をＩとする。すると、導電性ブレード１０３の突き出し部分の抵抗値Ｒは、下記の式（１）で表すことができる。
Ｒ＝（ρＬ）／（ｃｂ）・・・・（１）

また、印加電圧Ｖは、放電開始電圧Ｖ_０と導電性ブレードに使用（消費）される電圧（ＲＩ）以上である必要があるので、下記式（２）で表すことができる。
Ｖ＞Ｖ_０−ＲＩ・・・・（２）

上記式（１）と式（２）とから、吸着ベルト２が帯電可能な導電性ブレード１０３の突き出し量Ｌは、以下のように表すことができる。
Ｌ＜｛（Ｖ−Ｖ_０）ｃｂ｝／（Ｉρ）・・・・（３）

上記式３からわかるように、突き出し量Ｌを短くするほど、印加電圧Ｖを抑えて、吸着ベルト２を良好に帯電させることが可能となる。しかし、突き出し量Ｌが短すぎると、導電性ブレード１０３が吸着ベルト２を押す力が強くなり、吸着ベルト２と駆動ローラ（本実施形態では下流側張架ローラ５）とがスリップしてしまうという別の課題が生じる。

導電性ブレード１０３のヤング率をＥ、図１１に示すように、導電性ブレードの変形量をΔＹとすると導電性ブレード１０３の吸着ベルト２への押し付け力Ｐは、下記式（４）で表すことができる。
Ｐ＝（Ｅｃｂ^３ΔＹ）／（４Ｌ^３）・・・・（４）

導電性ブレード１０３と吸着ベルト２との摩擦係数をμ、駆動ローラと吸着ベルト２の摩擦係数をμ_０、テンションをＴとすると、吸着ベルト２が駆動ローラに対してスリップしない条件は、下記式５で表すことができる。
μｐ＜μ_０Ｔ・・・・（５）

上記式（４）と式（５）とから、吸着ベルト２が駆動ローラに対してスリップしない突き出し量Ｌは、下記式６で表すことができる。
Ｌ＞（μＥｃｂ^３ΔＹ）／（４μ_０Ｔ）・・・・（６）

式３と式６とから、吸着ベルト２を良好に帯電でき、かつ、吸着ベルト２が駆動ローラに対してスリップしない突き出し量Ｌの条件は、下記のようになる。
（μＥｃｂ^３ΔＹ）／（４μ_０Ｔ）＜Ｌ＜｛（Ｖ−Ｖ_０）ｃｂ｝／（Ｉρ）・・・（７）

上記式７を満たすように、導電性ブレード１０３のホルダ１０４からの突き出し量Ｌを設定することにより、吸着ベルト２を良好に帯電でき、かつ、吸着ベルト２が駆動ローラに対してスリップしないようにできる。

また、上記では吸着分離ユニット１１０を揺動させることで、シート束１の最上位シート１ａと接触する吸着位置と、シート束１から離間した搬送位置との間を、吸着ベルト２が移動するように構成している。しかし、シート束１を昇降させて、吸着位置と搬送位置とを吸着ベルト２がシート束１に対して相対的に移動するように構成してもよい。この場合は、通常、シート束１を積載する底板７は、シート束１が吸着ベルト２から離間した下降位置にある。給紙信号が入り、吸着ベルト２の表面に交番電荷を付与したら、底板７を上昇させ、シート束１の最上位シート１ａを吸着ベルト２に接触させる。吸着ベルト２に最上位シート１ａが吸着したら、底板７を下降させ、シート束１と吸着ベルト２に吸着した最上位シート１ａとを離間させる。シート束１と吸着ベルト２に吸着した最上位シート１ａとが離間したら、吸着ベルト２を無端移動させて、吸着ベルト２に吸着した最上位シート１ａを搬送ローラ対９へ向けて搬送する。このように、シート束１を積載する底板７を昇降させることにより、吸着ベルト２とシート束とが離間した位置関係の搬送位置関係と、吸着ベルト２がシート束１の最上位シートと接触する位置関係の吸着位置関係をとらせることができる。

また、吸着分離ユニット１１０を揺動させながら、底板７を下降させることで、シート束と吸着ベルト２とが離間した搬送位置関係をとらせてもよい。

以上に説明したものは一例であり、本発明は、以下の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様１）
積載されたシート束１の上面に対向配置された吸着ベルト２と、導電性ブレード１０３などの弾性体および弾性体を保持するホルダ１０４を有し上記吸着ベルト２を帯電させる帯電ブレード３とを備え、帯電ブレード３により帯電させた吸着ベルト２に上記シート束１の最上位シート１ａを静電吸着させた後、吸着ベルト２を無端移動させて、上記吸着ベルト２に吸着した上記最上位シート１ａを搬送するシート搬送装置２００において、弾性体の上記ホルダからの突き出し量をＬ、弾性体の幅をｃ、弾性体の厚さをｂ、弾性体の体積抵抗をρ、帯電ブレード３に印加する電圧をＶ、吸着ベルト２と帯電ブレード３との間の放電開始電圧をＶ_０、弾性体に流れる電流をＩとしたとき、Ｌ＜（Ｖ−Ｖ_０）ｃｂ／（Ｉρ）の関係を満たす。
（態様１）によれば、実施形態で説明したように、上記式を満たすことにより、吸着ベルトを良好に帯電させることができる。

（態様２）
（態様１）において、上記帯電ブレード３を、上記吸着ベルト２に押し付けており、上記弾性体のヤング率をＥ、上記弾性体の変形量をΔＹ、上記帯電ブレード３と上記吸着ベルト２との間の摩擦係数をμ、上記吸着ベルト２を張架する複数の張架ローラのうち、上記吸着ベルト２を無端移動させる駆動ローラ（本実施形態では、下流側張架ローラ５）と、上記吸着ベルト２との摩擦係数をμ０、上記吸着ベルト２のテンションをＴとしたとき、Ｌ＞（μＥｃｂ^３ΔＹ）／（４μ０Ｔ）の関係を満たす。
（態様２）によれば、実施形態で説明したように、上記関係を満たすことにより、吸着ベルト２が駆動ローラに対してスリップしないようにできる。

（態様３）
（態様１）または（態様２）において、導電性ブレード１０３などの上記弾性体が四角柱である。
（態様３）によれば、弾性体を四角柱形状にすることで、均一に吸着ベルト２に帯電ブレード３を押し当てることができる。

（態様４）
（態様１）乃至（態様３）において、上記吸着ベルト２と、この吸着ベルト２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、この第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と、シート束１の最上位シート１ａを吸着ベルト２に接触させ吸着させる吸着位置と、この吸着ベルト２に吸着した最上位シート１ａを搬送する、吸着位置よりもシート束１から離れた搬送位置との間を吸着ベルト２が往復移動するように、吸着分離ユニット１１０を移動させる揺動機構１２０などの移動手段とを備えており、上記移動手段は、上記第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点を中心にして上記吸着分離ユニット１１０を揺動させることで、上記搬送位置と上記吸着位置とを取るように構成した。
（態様４）によれば、吸着ベルト２に吸着した最上位シート１ａを、シート搬送方向下流側からめくるようにしてシート束１から離間させることができる。これにより、シートのコシで最上位シート１ａを分離させることができ、良好に最上位シート１ａをシート束から分離することができる。

（態様５）
（態様１）乃至（態様４）いずれかにおいて、上記シート束１の最上位シート１ａを上記吸着ベルト２に接触させ吸着させる吸着位置関係と、吸着ベルト２に吸着した最上位シート１ａを搬送する、シート束１から上記吸着ベルトが離間した搬送位置との間を上記シート束１が往復移動するように、シート束１を昇降させる昇降手段（本実施形態では、底板７、支持部材８、支持部材８を回動させる手段で構成）を設けた。
（態様５）によれば、昇降手段を下降させることで、吸着ベルト２に吸着したシート束１の最上位シート１ａをシート束１から離間させることができる。

（態様６）
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、前記画像形成手段へ最上位シートを搬送するシート搬送装置２００などのシート搬送手段とを備えた複写機１００などの画像形成装置において、シート搬送手段として、（態様１）乃至（態様５）いずれか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って画像形成を行うことができる。

１：シート束
１ａ：最上位シート
２：吸着ベルト
３：帯電ブレード
４：帯電電源
５：下流側張架ローラ
６：上流側張架ローラ
７：底板
８：支持部材
９：搬送ローラ対
１１：給紙カセット
１２：ブラケット
１２ａ：長穴
１３：ラックギヤ部
１４：支持軸
１５：ピニオンギヤ
３０：揺動モータ
５０：画像形成部
１００：複写機
１０３：導電性ブレード
１０４：ホルダ
１１０ ：吸着分離ユニット
１２０：揺動機構
１３０：駆動機構
１４０：シート検知手段
２００：シート搬送装置

特開２０１１−１１９５号公報

Claims (6)

1. 積載されたシート束の上面に対向配置された吸着ベルトと、
   弾性体および弾性体を保持するホルダを有し上記吸着ベルトを帯電させる帯電ブレードとを備え、
   上記帯電ブレードにより帯電させた吸着ベルトに上記シート束の最上位シートを静電吸着させた後、吸着ベルトを無端移動させて、上記吸着ベルトに吸着した上記最上位シートを搬送するシート搬送装置において、
   上記弾性体の上記ホルダからの突き出し量をＬ、
   上記弾性体の幅をｃ、
   上記弾性体の厚さをｂ、
   上記弾性体の体積抵抗をρ、
   上記帯電ブレードに印加する電圧をＶ、
   上記吸着ベルトと上記帯電ブレードとの間の放電開始電圧をＶ_０、
   上記弾性体に流れる電流をＩとしたとき、
   Ｌ＜（Ｖ−Ｖ_０）ｃｂ／（Ｉρ）
   の関係を満たすことを特徴とするシート搬送装置。
2. 請求項１のシート搬送装置において、
   上記帯電ブレードを、上記吸着ベルトに押し付けており、
   上記弾性体のヤング率をＥ、
   上記弾性体の変形量をΔＹ
   上記帯電ブレードと上記吸着ベルトとの間の摩擦係数をμ、
   上記吸着ベルトを張架する複数の張架ローラのうち、上記吸着ベルトを無端移動させる駆動ローラと、上記吸着ベルトとの摩擦係数をμ_０
   上記吸着ベルトのテンションをＴとしたとき、
   Ｌ＞（μＥｃｂ^３ΔＹ）／（４μ_０Ｔ）
   の関係を満たすことを特徴とするシート搬送装置。
3. 請求項１または２に記載のシート搬送装置において、
   上記弾性体が四角柱であることを特徴とするシート搬送装置。
4. 請求項１乃至３いずれかのシート搬送装置において、
   上記吸着ベルトと、該吸着ベルトを張架する第１張架ローラと、該第１張架ローラのシート搬送方向上流側に位置する第２張架ローラとを有する吸着分離ユニットと、
   上記シート束の最上位シートを上記吸着ベルトに接触させ吸着させる吸着位置と、該吸着ベルトに吸着した最上位シートを搬送する、該吸着位置よりもシート束から離れた搬送位置との間を該吸着ベルトが往復移動するように、上記吸着分離ユニットを移動させる移動手段とを備えており、
   上記移動手段は、上記第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点を中心にして上記吸着分離ユニットを揺動させることで、上記搬送位置と上記吸着位置とを取るように構成したことを特徴とするシート搬送装置。
5. 請求項１乃至４いずれかのシート搬送装置において、
   上記シート束の最上位シートを上記吸着ベルトに接触させ吸着させる吸着位置関係と、該吸着ベルトに吸着した最上位シートを搬送する、シート束から上記吸着ベルトが離間した搬送位置との間を上記シート束が往復移動するように、シート束を昇降させる昇降手段を設けたことを特徴とするシート搬送装置。
6. シートに画像を形成する画像形成手段と、
   積載されたシート束から最上位シートを分離し、上記画像形成手段へ上記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、
   上記シート搬送手段として、請求項１乃至５いずれかに記載のシート搬送装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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