JP2017105623A - シート給送装置、画像形成装置および画像形成システム - Google Patents

Abstract

【課題】シート給送に関する音を低減すること。
【解決手段】引き抜きローラ対２０と分離ニップとによりシートが搬送されている間に分離ニップによってシートの搬送方向とは反対方向にバックテンションが発生する。分離ニップはフィードローラ１６と分離ローラ１７とにより形成されている。シートの後端部が分離ニップを抜ける際に一時的にバックテンションが低減される。
【選択図】図１

Description

本発明は、シート給送装置、画像形成装置および画像形成システムに関する。

プリンタなどの画像形成装置はシート収納部に収納されたシートを下流の搬送ローラに向けて給紙および搬送するシート給送装置を備えている。シート給送装置は、ピックアップローラにより繰り出された複数枚のシートをフィードローラと分離ローラとにより後続シートと先行シートとに分離する。シート給送装置は、先行シートが搬送ローラに到達すると、ピックアップローラとフィードローラを停止させ、搬送ローラで先行シートを引き抜く（特許文献１）。これにより、後続シートが分離ニップよりも下流に連れ出されないようになる。

特開平１０−１６７４９４号公報

搬送ローラで先行シートを引き抜いている間は先行シートにバックテンションがかかる。このバックテンションは分離ローラに取り付けられたトルクリミッタのトルク（分離抵抗）によって発生する。バックテンションはシート後端が分離ニップを抜けるときに瞬時に解放される。その結果、シートが振動して突発音が発生しうる。近年はシート給送装置や画像形成装置の静音化への期待が高まっており、このような突発音を低減することが市場から求められている。そこで、本発明は、シート給送に関する音を低減することを目的とする。

本発明は、たとえば、
先行する先行シートと後続する後続シートとを分離する分離手段と、
シートの搬送方向において前記分離手段よりも下流に配置され、シートを搬送する搬送手段と、
前記搬送手段と前記分離手段とにより前記先行シートが搬送されている間に前記分離手段によって前記搬送方向とは反対方向に発生するバックテンションを、前記先行シートの後端部が前記分離手段を抜ける際に一時的に低減する低減手段と、
を有することを特徴とするシート給送装置を提供する。

本発明によればシート給送に関する音が低減される。

画像形成装置の断面図 コントローラを示す図 シート給送装置の制御タイミングを示す図 シート給送装置の断面図 実施例の効果を示す図 シートの搬送制御を示すフローチャート シート給送装置の断面図 ピックアップローラの駆動機構を示す斜視図 当接・離間機構の省略されたシート給送装置の課題を説明する図 遅延機構の動作を説明する図 遅延機構の斜視図 シート給送装置の制御タイミングを示す図 シート給送装置の断面図

＜実施例１：画像形成装置の構成＞
以下図面に沿って本発明の実施の形態が説明される。なお各図面に共通する要素には同一の符号が付される。図１はシート給送装置１００を備えた画像形成装置９０を示している。シート給送装置１００は画像形成装置９０に対して着脱可能なオプションのシート給送装置であってもよい。この場合、画像形成装置９０は、シート給送装置１００と、このシート給送装置１００に接続された画像形成装置とを含む画像形成システムであってもよい。画像形成装置９０は、たとえば、モノクロレーザービームプリンタである。なお、画像形成装置９０は複写機や複合機、ファクシミリ装置であってもよい。画像形成方式も電子写真方式である必要はなく、静電記録方式やインクジェット方式など他の画像形成方式であってもよい。

プロセスカートリッジ７は像担持体として機能する感光体ドラム１を備えている。感光体ドラム１の周囲には、画像情報に基づいてレーザ光を照射し感光体ドラム１上に静電潜像を形成する露光装置２が設けられている。プロセスカートリッジ７はトナーで静電潜像を現像し、トナー像を形成する。転写ローラ５は感光体ドラム１上のトナー像をシートに転写する。定着装置１０はシートにトナー像を定着させる。排紙ローラ対１１はシートを排出部１３へ排出する。

シート給送装置１００は収納部８０と給紙ローラユニット１９を有している。待機状態において、収納部８０のシート積載台２２はシートＳを繰り出し位置に持ち上げている。また、待機状態において、ピックアップローラ１５はシートＳから上方に離間している。給送信号が入力されると、ピックアップローラ１５は下降し、シート積載台２２に積載されている複数のシートＳのうち最も上に位置しているシートＳ１に当接する。ピックアップローラ１５はシートＳ１をピックアップして搬送路へ送り出す。搬送路においてピックアップローラ１５の下流側には分離手段として機能するフィードローラ１６と分離ローラ１７とが配置されている。フィードローラ１６と分離ローラ１７は分離ニップを形成している。分離ニップは、先行する先行シートＳ１とシートＳ１によって連れ出された後続の後続シートを分離し、先行シートＳ１だけを搬送路の下流へ搬送する。フィードローラ１６はシートＳ１が下流側に搬送されるように第一方向（反時計回り）に回転するが、分離ローラ１７は後続シートを収納部８０に引き戻すよう、第一方向（反時計回り）に回転してもよい。これにより、先行シートＳ１と後続シートとが分離される。分離ローラ１７はリタードローラと呼ばれてもよい。分離ローラ１７にはトルクリミッタ１８が内蔵されてもよい。引き抜きローラ対２０は１枚に分離されたシートＳ１を分離ニップから引き抜き、さらに下流へ搬送する。引き抜きローラ対２０は搬送ローラの一種である。引き抜きローラ対２０の下流側にはシートの位置を検知するためのセンサ５１が配置されていてもよい。なお、センサ５１は引き抜きローラ対２０の上流側に配置されていてもよい。引き抜きローラ対２０よりもさらに下流に配置されたレジローラ対３はシートＳ１を転写ニップに送り込む。転写ニップは感光体ドラム１と転写ローラ５とによって形成されている。これによりトナー像がシートＳ１に転写される。

＜コントローラ＞
図２はコントローラの機能を示している。コントローラ２００の機能を示している。コントローラ２００はＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することで各種の機能を実現するＣＰＵであってもよいし、ＡＳＩＣやＦＰＧＡなどであってもよい。また、これらの組み合わせにより各種の機能が実現されてもよい。センサ５１はシート（たとえばシートの先端部）を検知する検知手段の一例である。推定部２０１はセンサ５１の検知結果に応じてシートの位置を推定する。たとえば、シートの先端が到達すると、センサ５１はシートが通過中であることを示す信号をコントローラ２００に出力する。推定部２０１はセンサ５１が出力する信号がシートが通過中でないことを示す信号からシートが通過中であることを示す信号に変化すると、シートの先端がセンサ５１に到着したと推定する。また、推定部２０１はセンサ５１が出力する信号がシートが通過中であることを示す信号からシートが通過中でないことを示す信号に変化すると、シートの後端がセンサ５１を抜けたと推定する。推定部２０１はセンサ５１によりシートの先端を認識すると、タイマー２０３による計時を開始してもよい。推定部２０１はタイマー２０３によるカウント値をシートの位置として利用してもよい。たとえば、推定部２０１はタイマー２０３によるカウント値からシートの先端の位置だけでなく後端の位置も取得できる。なお、第一判定部２０２は、センサ５１の検知結果に基づき先行シートの先端が引き抜きローラ対２０に到達したかどうかを判定してもよい。また、第二判定部２０４は、タイマー２０３のカウント値に基づき分離ニップに先行シートの後端部が到達したかどうかを判定してもよい。なお、後端部とは後端を起点とした一定の領域を指す用語である。先端部とは先端を起点とした一定の領域を指す用語である。搬送制御部２１０は、第一モータ２２１、第二モータ２２２、第三モータ２２３および第四モータ２２４を制御する。第一モータ２２１はピックアップローラ１５を駆動して回転させる駆動源である。第二モータ２２２はフィードローラ１６を駆動して回転させる駆動源である。第三モータ２２３は引き抜きローラ対２０を駆動して回転させる駆動源である。搬送制御部２１０は、先行シートの先端が引き抜きローラ対２０に到達すると第一モータ２２１や第二モータ２２２を停止させ、分離ニップに先行シートの後端部が到達すると第二モータ２２２を動作させてもよい。このような制御は上述した突発音を軽減する上で役に立つ。第四モータ２２４はピックアップローラ１５を昇降させたり、下降させたりする駆動源である。第四モータ２２４はソレノイドなどの駆動源であってもよい。また、第四モータ２２４はピックアップローラ１５に代えて収納部８０を昇降させたり、下降させたりしてもよい。ピックアップローラ１５とシートＳと当接させたり、離間させたりする当接・離間機構が省略される場合、第四モータ２２４も省略される。なお、コントローラ２００は画像形成装置９０の本体に設けられていてもよいし、シート給送装置１００に設けられていてもよい。また、コントローラ２００の一部が画像形成装置９０の本体に設けられ、残りの部分がシート給送装置１００に設けられていてもよい。たとえば、推定部２０１や搬送制御部２１０は画像形成装置９０の本体に設けられ、モータの駆動回路などはシート給送装置１００に設けられていてもよい。たとえば、画像形成装置９０の本体に設けられたメインコントローラが推定部２０１や搬送制御部２１０、通信回路を含んでもよい。シート給送装置１００に設けられたサブコントローラは、メインコントローラと通信するための通信回路やモータの駆動回路などを含んでもよい。メインコントローラとサブコントローラは通信線などを介して通信する。

＜給紙および搬送制御＞
図３、図４を用いてシートの給紙および搬送制御が説明される。図３はシートＳ１の給紙および搬送制御のタイミングを示している。図３において３０１は引き抜きローラ対２０の回転状態を示している。３０２はフィードローラ１６の回転状態を示している。３０３はピックアップローラ１５の回転状態を示している。３０４はシートＳに対するピックアップローラ１５の当接離間状態を示している。図４はシートＳ１の後端が分離ニップに到達する直前のシート給送装置１００を示している。図４においてｃはシートＳ１の後端を示している。ｅはシートＳ１の後端部が始まる位置を示している。このように後端部はシートＳ１においてｃからｅまでの領域を指している。搬送制御部２１０は、タイミングｔｇで給紙信号が入力されると、第四モータ２２４を駆動することでシートＳ１から離間していたピックアップローラ１５を下降させ、シートＳ１に当接させる。タイミングｔｇとほぼ同時のタイミングｔａで、搬送制御部２１０は、第一モータ２２１、第二モータ２２２および第三モータ２２３を起動する。これによりピックアップローラ１５、フィードローラ１６および引き抜きローラ対２０がそれぞれ回転する。ピックアップローラ１５により搬送路へ繰り出された先行シートＳ１と後続シートは分離ニップで分離され、先行シートＳ１だけが引き抜きローラ対２０に到達する。タイミングｔｈでシートＳ１が引き抜きローラ対２０に到達すると、搬送制御部２１０は、第四モータ２２４を駆動することでピックアップローラ１５を上昇させ、シートＳから離間させる。タイミングｔｂで搬送制御部２１０は第一モータ２２１および第二モータ２２２を停止させる。なお、搬送制御部２１０は第三モータ２２３の駆動を継続するため、シートＳ１は引き抜きローラ対２０によって分離ニップから引き抜かれる。このとき、フィードローラ１６は先行シートＳ１に連れ回されている（従動状態）。トルクリミッタ１８の抵抗がバックテンションとして先行シートＳ１に付与されている。つまり引き抜きローラ対２０はバックテンションに打ち勝って先行シートＳ１を搬送している。このときにシートＳ１に付与されているバックテンションは第一のバックテンションと呼ばれる。

図４に示すように先行シートＳ１の後端が分離ニップに到達する直前のタイミング（タイミングｔｃ）で、搬送制御部２１０は第二モータ２２２を再度起動する。先行シートＳ１の後端部はフィードローラ１６によって搬送されるため、先行シートＳ１にかかっていたバックテンションが小さくなる。そのため、先行シートＳ１の後端が分離ニップを通過するタイミングｔｄで発生しうる突発音が小さくなる。このときにシートＳ１に付与されているバックテンションは第二のバックテンションであり、第一のバックテンションよりも小さい。

図５は先行シートＳ１が分離ニップを抜ける際に発生しうる突発音の測定結果を示している。比較例はタイミングｔｃからタイミングｔｅまでの期間で第二モータ２２２を引き続き停止させる例である。比較例では、シートＳ１に大きなバックテンションが加えられていたため、分離ニップを抜けるときに大きな突発音が発生していた。それに対し、実施例では突発音の大きさが大幅に低減されている。

先行シートＳ１の後端が分離ニップを通過した直後のタイミングｔｅで、搬送制御部２１０は、第二モータ２２２を停止させる。先行シートＳ１の後端が引き抜きローラ対２０を通過したタイミングｔｆで、搬送制御部２１０は、第三モータ２２３を停止させる。これにより、先行シートＳ１の給紙動作が完了する。なお、図４においてタイミングｔｄは先行シートＳ１の後端が分離ニップの中心に位置するタイミングである。

＜フローチャート＞
図６はコントローラ２００が実行する一連の処理を示している。なお、コントローラ２００は待機状態においてピックアップローラ１５をシートＳから離間させている。Ｓ６０１でコントローラ２００は、プリンタ制御部など、コントローラ２００の上位に位置する制御ユニットから給紙を指示されたかどうかを判定する。給紙信号を受信すると、コントローラ２００はＳ６０２に進む。Ｓ６０２でコントローラ２００はピックアップローラ１５とシートＳとを当接させる。たとえば、搬送制御部２１０は第四モータ２２４を動作させ、ピックアップローラ１５を下降させ、ピックアップローラ１５をシートＳに当接させる。Ｓ６０３でコントローラ２００（搬送制御部２１０）を通じて第一モータ２２１、第二モータ２２２および第三モータ２２３を起動する。これにより、ピックアップローラ１５、フィードローラ１６および引き抜きローラ対２０が回転する。Ｓ６０４でコントローラ２００（第一判定部２０２）はシートＳ１の先端が引き抜きローラ対２０に到達したかどうかを判定する。センサ５１が引き抜きローラ対２０の下流側に設けられている場合、第一判定部２０２は、センサ５１が先端を検知すると、先端が引き抜きローラ対２０に到達したと判定する。また、センサ５１が引き抜きローラ対２０の上流側に設けられている場合、第一判定部２０２は、センサ５１が先端を検知してから所定時間が経過すると、先端が引き抜きローラ対２０に到達したと判定する。この所定時間は、先端がセンサ５１から引き抜きローラ対２０に移動するのに要する時間である。所定時間は、センサ５１から引き抜きローラ対２０までの搬送距離をシートの搬送速度で除算することで求められるが、予めシミュレーションや実験により測定されてもよい。先端が引き抜きローラ対２０に到達すると、コントローラ２００はＳ６０５に進む。Ｓ６０５でコントローラ２００はピックアップローラ１５とシートＳとを離間させる。たとえば、搬送制御部２１０は第四モータ２２４を動作させ、ピックアップローラ１５を上昇させ、ピックアップローラ１５をシートＳから離間させる。Ｓ６０６でコントローラ２００（搬送制御部２１０）は第一モータ２２１および第二モータ２２２を停止させる。これにより、ピックアップローラ１５とフィードローラ１６が停止する。また、シートＳ１にはバックテンションが発生する。Ｓ６０７でコントローラ２００はシートＳ１の後端が分離ニップの手前に到達したかどうかを判定する。分離ニップの手前は、第二モータ２２２を再起動してバックテンションを低減し、これにより突発音を抑制するために十分な位置である。つまり、分離ニップの手前は、第二モータ２２２の再起動に要する時間とシートの搬送速度から求められる距離だけ、分離ニップの中心から離れた位置である。第二判定部２０４はセンサ５１が先端を検知したときにタイマー２０３をスタートさせ、タイマー２０３のカウント値が所定時間になったときに、後端が分離ニップの手前に到達したと判定する。所定時間は、先端がセンサ５１に到達したタイミングから後端が分離ニップの手前に到達するタイミングまでの時間であり、これはシート給送装置１００を工場から出荷する際に決定される。上述したような演算、シミュレーションまたは実験により求められる。後端が分離ニップの手前に到達すると、コントローラ２００はＳ６０８に進む。Ｓ６０８でコントローラ２００（搬送制御部２１０）は第二モータ２２２を一時的に起動する。これにより、フィードローラ１６は、バックテンションが低減される方向に回転する。Ｓ６０９でコントローラ２００はシートＳ１の後端が引き抜きローラ対２０を抜けたかどうかを判定する。センサ５１が引き抜きローラ対２０の下流側に設けられている場合、コントローラ２００は、センサ５１が後端を検知すると、後端が引き抜きローラ対２０を抜けたと判定する。また、センサ５１が引き抜きローラ対２０の上流側に設けられている場合、コントローラ２００は、センサ５１が後端を検知してから所定時間が経過すると、後端が引き抜きローラ対２０を抜けたと判定する。後端が引き抜きローラ対２０を抜けると、コントローラ２００はＳ６１０に進む。Ｓ６１０でコントローラ２００は第三モータ２２３を停止させる。これにより引き抜きローラ対２０も停止する。このようにシートＳ１の後端部が分離ニップを抜ける際にバックテンションが一時的に低減されるようにシート給送装置１００が制御されるため、突発音が軽減される。

＜分離機構の他の例＞
図７（Ａ）および図７（Ｂ）は実施例１の変形例を示す。給紙ローラ２３はピックアップローラ１５とフィードローラ１６の機能を兼ね備えた回転体である。ピックアップローラ１５とフィードローラ１６が一つの回転体に統合されるため、第一モータ２２１が削除され、第二モータ２２２が給紙ローラ２３を駆動する。分離パッド２４は先行シートと後続シートとを分離する分離部材である。分離パッド２４は給紙ローラ２３とともに分離ニップを形成している。シートＳと給紙ローラ２３の当接・離間は、シート積載台２２が上昇／下降することで行われる。シート積載台２２の昇降は第四モータ２２４によって実現されるものとする。図４（Ａ）ではシート積載台２２が上昇しており、シートＳと給紙ローラ２３とが当接している。図４（Ｂ）ではシート積載台２２が下降しており、シートＳと給紙ローラ２３とが離間している。その他の点は実施例１に関して説明したとおりである。このようにピックアップローラ１５とフィードローラ１６が一つの回転体に統合されたとしても、本発明が適用可能である。つまり、シートＳ１の後端部が分離ニップを抜ける際にバックテンションが一時的に低減されるように給紙ローラ２３などが制御されるため、突発音が軽減される。

＜実施例２：当接・離間機構の省略＞
実施例１はシートの後端が分離ニップを抜ける際の突発音を軽減することで、シート給送に関する音を低減している。実施例２はさらに、当接・離間に関する駆動音を低減することで、シート給送に関する音をさらに低減する。実施例２においては、実施例１と相違する点、即ちシート給送装置１００の機械的な構成が中心に説明される。実施例２において実施例１と同様の構成のものについては説明が省略される。

図８はピックアップローラ１５とフィードローラ１６の周辺を示した斜視図である。実施例２では第二モータ２２２がフィードローラ１６とピックアップローラ１５を駆動するため、第一モータ２２１は省略される。給紙軸２５は第二モータ２２２の駆動力をフィードローラ１６とピックアップローラ１５に伝達する軸である。ワンウェイクラッチ２７は給紙軸２５の回転をフィードローラホルダ２８に取り付けられているフィードローラ１６に伝達する機械部品である。ワンウェイクラッチ２７は、給紙軸２５の回転をフィードローラホルダ２８に伝達するが、フィードローラホルダ２８の回転を給紙軸２５には伝達しないように構成されている。そのため、フィードローラ１６がシートＳに対して従動している間は、フィードローラ１６の回転が給紙軸２５には伝達されない。給紙ギア２６は給紙軸２５と一体的に回転するギアである。アイドラギア３０は、給紙ギア２６とピックギア３１と噛合っており、給紙ギア２６の駆動力をピックギア３１に伝達する。ピックローラホルダ３４はピックアップローラ１５が取り付けられており、ピックギア３１の駆動力をピックアップローラ１５に伝達する。ピックギア３１およびピックローラホルダ３４の内部には後述するスライド部材が備えられている。このスライド部材はピックギア３１の駆動力を所定のタイミングだけ遅延させてピックローラホルダ３４に伝達する遅延手段として機能する。

＜課題の説明＞
実施例２ではピックアップローラ１５とシートＳが常時当接するようにシート積載台２２がばね等の弾性部材によって押し上げられている。ピックアップローラ１５とシートＳが常時当接することで、ワンウェイクラッチ２７とスライド部材が必要になる。図９（Ａ）および図９（Ｂ）はワンウェイクラッチ２７とスライド部材が必要な理由を説明する図である。

図９（Ａ）はワンウェイクラッチ２７とスライド部材３２が存在しないシート給送装置１００を示している。シートＳ１の後端はピックアップローラ１５を通過した直後である。この時、フィードローラ１６とピックアップローラ１５はモータにより駆動されていない。シートＳ１は引き抜きローラ対２０に引き抜かれるように下流方向に搬送されており、フィードローラ１６はシートＳ１に連れ回っている。このフィードローラ１６の回転は、フィードローラホルダ２８、給紙軸２５、給紙ギア２６、アイドラギア３０およびピックギア３１を介してピックアップローラ１５に伝達される。ピックアップローラ１５が回転すると後続するシートＳ２が下流方向へ繰り出される。シートＳ２の先端が分離ニップに到達すると、シートＳ２はシートＳ１から分離され停止する。このように、シートＳ２は、ピックアップローラ１５に繰り出され、分離ローラ１７に突き当たってシートＳ１から分離されるため、シートＳ２の先端部Ｓ２ａが撓んでしまう。シートＳ２の撓みはシートＳ２の折れ曲がりやジャム（シート詰まり）の原因となりうるため、撓みは軽減される必要が有ろう。そのため、ピックアップローラ１５とシートＳが常時当接するシート給送装置１００では、フィードローラ１６の連れ回りがピックアップローラ１５に伝達されないようにするためにワンウェイクラッチ２７が必要となる。ワンウェイクラッチ２７は、シートＳ１に従動するフィードローラ１６の回転がピックアップローラ１５に伝達されるのを遮断する。よって、第二モータ２２２が停止すれば、後続のシートＳ２が繰り出されないようになり、先端部Ｓ２ａのたわみが軽減される。

図９（Ｂ）はワンウェイクラッチ２７を備えるもののスライド部材を備えていないシート給送装置１００を示している。シートＳ１の後端は分離ニップに位置している。第二モータ２２２はコントローラ２００により継続的に駆動されている場合、フィードローラ１６とピックアップローラ１５がともに回転し、後続するシートＳ２が繰り出される。シートＳ２の先端が分離ニップに到達すると、シートＳ２はシートＳ１から分離されて停止する。このためシートＳ１の先端部Ｓ２ａが撓んでしまう。そのため、ピックアップローラ１５とシートＳが常時当接するシート給送装置１００では、第二モータ２２２の駆動力をフィードローラ１６よりも遅れてピックアップローラ１５に伝達する遅延機構が必要となる。

＜遅延機構の動作説明＞
図１０（Ａ）ないし図１０（Ｄ）はピックギア３１の回転を所定時間だけ遅延させてピックローラホルダ３４に伝達させる遅延機構の動作を示している。図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）は遅延機構の斜視図である。図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）が示すように、ピックローラホルダ３４の中心に設けられたシャフト３４ｂに対してスライド部材３２とピックギア３１が挿し通されている。なお、図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）においてピックギア３１の歯は図示が省略されている。

図１０（Ａ）は最大の遅れが蓄えられた状態を示している。このとき、ピックギア３１の側面に設けられたピン状のリブ３１ａの側面がスライド部材３２のリブ３２ａに突き当たっている。なお、リブ３１ａはピックギア３１の回転軸方向と平行に延在している。また、ピックギア３１の回転軸（中心）から半径方向に離れた位置に設けられている。つまり、ピックギア３１が回転することで、リブ３１ａの先端が描く軌跡は、ピックギア３１の半径よりも小さな半径を有する円となる。スライド部材３２の一方の側面にはリブ３１ａが挿入される溝（切り欠き）が設けられている。図１０（Ａ）から明らかなように、溝の深さは徐々に変化している。つまり、溝の底面は斜面３２ｃを形成している。なお、この溝は円筒の一部を切り欠くことで形成されているため、一種の切り欠きである。スライド部材３２の他方の側面にはラチェット３２ｂが設けられている。スライド部材３２の他方の側面と対向するピックローラホルダ３４の一方の側面には、ラチェット３２ｂと噛合うラチェット３４ａが設けられている。図１０（Ａ）において、スライド部材３２のラチェット３２ｂとピックローラホルダ３４のラチェット３４ａは離間している。

図１０（Ｂ）が示すように、矢印３１ｂが示す方向にピックギア３１が回転すると、リブ３１ａの先端がスライド部材３２の斜面３２ｃを押すことで、スライド部材３２は矢印３２ｅが示す方向へスライドする。すると、ラチェット３２ｂとラチェット３４ａが噛み合い始める。このとき、スライド部材３２が回転していないためピックローラホルダ３４も回転しない。

さらにピックギア３１が回転すると、図１０（Ｃ）が示すように、リブ３１ａの側面がスライド部材３２のリブ３２ｄに突き当たる。すると、ピックギア３１の回転がスライド部材３２とピックローラホルダ３４に伝達される。このような遅延機構によって、リブ３１ａが距離３２ｆを移動する時間だけ遅れてピックギア３１の回転がピックローラホルダ３４に伝達される。

次に、距離３２ｆの遅れが貯まる仕組みが説明される。ピックギア３１が停止しているとき、矢印３４ｂが示す方向にピックローラホルダ３４が回転すると、ラチェット３４ａの斜面が、スライド部材３２のラチェット３２ｂの斜面を押すことでスライド部材３２が矢印３４ｂの方向に回転する。そして図１０（Ｄ）が示すようにリブ３２ａがリブ３１ａに突き当たる。図１０（Ｄ）ではピックギア３１が逆回転しているように感じられるかもしれないが、各部品の位置関係を説明するためにそのように図示されているにすぎない。実際にはピックローラホルダ３４とスライド部材３２が回転している。

リブ３２ａがリブ３１ａに突き当たることでスライド部材３２は回転できなくなる。さらに、ラチェット３４ａの斜面とラチェット３２ｂの斜面とが押し合うことによって、スライド部材３２は矢印３２ｇの方向へスライドし、図１０（Ａ）が示す状態になる。このようにピックギア３１が駆動されていないときに、ピックアップローラ１５がシートＳに連れ回ると、遅延機構には距離３２ｆの遅れが貯まる。

＜給紙動作＞
図１２はシート給紙における各ローラの状態とピックアップローラ１５の当接・離間状態を示している。図１２において図３と共通する部分には同一の参照符号が付与されている。図１３はシートＳ１の後端が分離ニップに到達する直前のシート給送装置１００を示している。図１２が示すようにピックアップローラ１５とシートＳは常時当接している。実施例２は当接・離間の動作を実行しないため、１枚のシートを給紙する毎に離間が実行される実施例１と比較して、動作音が小さくなる。また離間状態から当接状態に遷移するための遷移時間が不要なため、複数枚のシートを給紙する際の紙間を短縮することが可能となる。紙間とは、先行するシートＳ１の後端と後続のシートＳ２の先端までの距離や、この距離に相当する時間のことである。これにより、画像形成装置９０の生産性（単位時間あたりの画像形成枚数）が向上する。

タイミングｔａに給紙信号が入力されると、コントローラ２００は、第二モータ２２２を起動し、フィードローラ１６とピックアップローラ１５を回転させる。また、コントローラ２００は第三モータ２２３を起動し、引き抜きローラ対２０を回転させる。ピックアップローラ１５により繰り出されたシートＳ１とシートＳ２は分離ニップで分離され、シートＳ１だけが下流へ搬送され、引き抜きローラ対２０に到達する。タイミングｔｂでシートＳ１が引き抜きローラ対２０に到達すると、コントローラ２００は第二モータ２２２を停止させる。ただし、コントローラ２００は第三モータ２２３を継続して駆動するため、シートＳ１は引き抜きローラ対２０によって分離ニップから引き抜かれる。その後、ピックアップローラ１５とフィードローラ１６はシートＳ１に連れ回され、遅延機構は図１０（Ｃ）に示した状態から図１０（Ｄ）に示した状態を経て図１０（Ａ）に示した状態に遷移する。これにより距離３２ｆの遅れが遅延機構に貯められる。また、トルクリミッタ１８の抵抗がバックテンションとしてシートＳ１にかかっている。つまり、引き抜きローラ対２０はバックテンションに打ち勝ってシートＳ１を搬送する。タイミングｔｉで、シートＳ１の後端がピックアップローラ１５を通過すると、ピックアップローラ１５はシートＳ１に連れ回されなくなり停止する。コントローラ２００はシートＳ１の搬送を継続する。コントローラ２００は、図１３が示すようにシートＳ１の後端が分離ニップに到達する直前のタイミングｔｃで、第二モータ２２２を再度駆動する。第二モータ２２２はタイミングｔｃからタイミングｔｅまでの時間ｔにおいて一時的に駆動される。これによりフィードローラ１６が回転してシートＳの後端部を搬送するため、シートＳ１にかかっていたバックテンションが低減される。そのため、シートＳ１の後端が分離ニップを通過するときに発生しうる突発音が軽減される。

この時、ピックギア３１が回転して、遅延機構は図１０（Ａ）に示した状態から図１０（Ｃ）に示した状態に遷移する。これにより、遅延機構に貯められていた距離３２ｆに相当する遅れが消費される。コントローラ２００は、シートＳ１の後端が分離ニップを通過した直後のタイミングｔｅに第二モータ２２２を停止する。遅延機構に貯められる距離３２ｆは、フィードローラ１６を再駆動する時間ｔにおいてシートＳが進む距離より、僅かに長く設定されている。そのため、フィードローラ１６の再駆動中にピックアップローラ１５が回転しないようになり、その結果、シートＳが繰り出されないようになる。シートＳ１の後端が引き抜きローラ対２０を通過したタイミングｔｆで、コントローラ２００は、第三モータ２２３を停止させる。これにより、シートＳ１の給紙が終了する。

実施例２では、ピックアップローラ１５をシートＳに常時当接させる構成が採用されているため、当接・離間動作が存在せず、シート給送装置１００の動作音がさらに削減されるようになる。また、実施例２でも実施例１と同様に突発音が低減されるため、シート給送装置１００の動作音が削減される。当接・離間動作がないため、当接・離間動作に伴う待ち時間が減少し、生産性が向上する。また、遅延機構が採用されているため、分離ニップ付近で発生しうるシートＳの撓みが減少し、シートＳの先端部の折れ曲がりやジャムが減少する。

＜まとめ＞
以上で説明したように、フィードローラ１６、分離ローラ１７、給紙ローラ２３および分離パッド２４は、先行する先行シートと後続する後続シートとを分離する分離手段として機能する。また、引き抜きローラ対２０はシートの搬送方向において分離手段よりも下流に配置され、シートを搬送する搬送手段として機能する。また、コントローラ２００などは、先行シートの後端部が分離手段を抜ける際に一時的にバックテンションを低減する低減手段として機能する。バックテンションは、搬送手段と分離手段とにより先行シートが搬送されている間に分離手段によって搬送方向とは反対方向に発生する力である。このように、先行シートの後端部が分離ニップを抜ける際に一時的にバックテンションが低減されるため、突発音が軽減される。つまり、シート給送に関する音が低減される。

図４などを用いて説明したように、分離手段は、フィードローラ１６、給紙ローラ２３などの第一回転体と、分離ローラ１７や分離パッド２４などの分離部材と、第二モータ２２２などの駆動手段を備えている。分離部材は第一回転体とともにシートを挟持するための分離ニップを形成する。第二モータ２２２は、フィードローラ１６や給紙ローラ２３などを駆動する。実施例１では、低減手段は、第二モータ２２２を制御するコントローラ２００などの制御手段を有している。コントローラ２００は、先行シートの先端が引き抜きローラ対２０に到達すると、第二モータ２２２による第一回転体の駆動を停止させることで、先行シートに対して第一バックテンションを付与する。また、コントローラ２００は、先行シートの後端部が分離ニップを抜ける際には、第二モータ２２２による第一回転体の駆動を再開することで、先行シートに対して第一バックテンションよりも小さな第二バックテンションを付与する。これにより、先行シートの後端部が分離ニップを抜ける際の突発音が効率よく軽減される。

上述したように、分離部材は、第二モータ２２２によってフィードローラ１６とともにシートを挟持するように配置された分離ローラ１７などの第二回転体であってもよい。分離ローラ１７は、分離ローラ１７に回転抵抗を付与する抵抗部材であるトルクリミッタ１８を備えていてもよい。これにより、分離ニップを通過するシートに対して概ね一定のバックテンションをかけることが可能となる。また、先行シートと後端のシートとを効率よく分離することが可能となる。

図７を用いて説明したように、分離部材は、給紙ローラ２３に対して付勢された分離パッド２４などの摩擦部材であってもよい。図４などを用いて説明したように、ピックアップローラ１５は、分離手段とは別に設けられ、収納部８０に収納されているシートをピックアップして分離手段にフィードするピックアップ手段の一例である。図７を用いて説明したように、給紙ローラ２３は、第一回転体であり、収納部８０に収納されているシートをピックアップした後で、分離パッド２４と協働して先行シートと後続シートとを分離してもよい。

収納部８０とピックアップローラ１５または給紙ローラ２３は、収納部８０に収納されているシートのうち最も上に位置しているシートＳ１と当接するように構成されている。これは、収納部８０が昇降したり、ピックアップローラ１５または給紙ローラ２３が昇降したりすることで実現される。なお、図９などを用いて説明したように、ピックアップローラ１５または給紙ローラ２３が常にシートＳに当接するようシート積載台２２が弾性部材により付勢されていてもよい。

図３などを用いて説明したように、収納部８０とピックアップローラ１５または給紙ローラ２３は収納部８０に収納されているシートのうち最も上に位置しているシートとピックアップローラ１５または給紙ローラ２３とを離間させる。離間タイミングは先行シートＳ１の先端部が分離ニップを抜けたタイミングである。

図１などを用いて説明したように、センサ５１は、引き抜きローラ対２０の上流側または下流側の搬送路に設けられ、先行シートの先端を検知する検知手段の一例である。第一判定部２０２は、センサ５１の検知結果に基づき引き抜きローラ対２０に先行シートの先端が到達したかどうかを判定する。第二判定部２０４は、センサ５１により先行シートの先端が検知されたタイミングからの経過時間に基づき分離ニップに先行シートの後端部が到達したかどうかを判定してもよい。コントローラ２００は、引き抜きローラ対２０に先行シートの先端が到達すると第二モータ２２２を停止させ、分離ニップに先行シートの後端部が到達すると第二モータ２２２を動作させてもよい。このように電気的に第二モータ２２２を制御することで、突発音が低減される。

図８や図１０（Ａ）などを用いて説明したように、駆動手段は給紙ギア２６、アイドラギア３０およびピックギア３１などを有していてもよい。給紙ギア２６などはフィードローラ１６に駆動力を伝達する第一伝達手段の一例である。また、アイドラギア３０およびピックギア３１などは、駆動力をピックアップローラ１５に伝達する第二伝達手段の一例である。なお、第二伝達手段は、駆動力がピックアップローラ１５に伝達されるタイミングを、駆動力が給紙ギア２６に伝達されるタイミングよりも遅延させる遅延機構を有していてもよい。

図１０（Ａ）などを用いて説明したように、遅延機構は、ピックギア３１などの第一ギアと、スライド部材３２などの往復部材と、ピックローラホルダ３４などの伝達部材を有していてもよい。ピックギア３１は、リブ３１ａなどの第一リブを有している。図１０（Ａ）ないし図１０（Ｄ）などを用いて説明したように、スライド部材３２は、リブ３１ａが挿入され、当該リブ３１ａが第一側壁（リブ３２ａ）と第二側壁（リブ３２ｄ）との間で往復運動する溝を有している。また、スライド部材３２は、第一噛合部材として機能するラチェット３２ｂを有している。なお、スライド部材３２は、回転軸と平行な方向に往復運動する。ピックローラホルダ３４は、スライド部材３２のラチェット３２ｂと周期的に噛合する第二噛合部材であるラチェット３４ａを有している。スライド部材３２のラチェット３２ｂとラチェット３４ａが噛合うことで、駆動力がピックアップローラ１５に伝達される。スライド部材３２の溝は第一の深さを有する第一部分と、第一の深さよりも深い第二の深さを有する第二部分とを有している。図１０（Ｃ）が示すように、リブ３１ａが第一部分に位置することで第一リブによってスライド部材３２のラチェット３２ｂとピックローラホルダ３４のラチェット３４ａが噛合するよう、スライド部材３２がピックローラホルダ３４に近づく。図１０（Ａ）が示すように、リブ３１ａが第二部分に位置することでラチェット３２ｂとラチェット３４ａとの噛合か解除されるよう、スライド部材３２がピックローラホルダ３４から離れる。これにより駆動力の伝達が遅延される。このような遅延機構を採用することで、ピックアップローラ１５の当接・離間動作が不要となる。これにより当接・離間動作に伴う駆動音が発生しなくなる。また、当接・離間動作のための駆動源が不要となり、製造コストが削減される。また、当接・離間が完了するまでの待ち時間が不要となるため、生産性も向上する。遅延機構が採用されているため、分離ニップ付近で発生しうるシートＳの撓みが減少し、シートＳの先端部の折れ曲がりやジャムが減少する。

図１などを用いて説明したように、シート積載台２２はシートＳが積載される積載部の一例である。ピックアップローラ１５、給紙ローラ２３などは積載部に積載されたシートＳに接触してシートを繰り出すピックアップローラの一例である。フィードローラ１６は、ピックアップローラ１５により繰り出されたシートを下流へ搬送するフィードローラの一例である。分離ローラ１７や分離パッド２４はフィードローラ１６に対して付勢され、フィードローラ１６との間でシートＳを１枚に分離する分離ニップを形成する分離手段の一例である。引き抜きローラ対２０は分離手段により分離されたシートを下流へ搬送する搬送ローラの位置襟である。シート給送装置１００は、ピックアップローラ１５とフィードローラ１６へ駆動力が伝達されシートＳ１の先端が引き抜きローラ対２０に到達した後に、フィードローラ１６への駆動力の伝達を停止する。シート給送装置１００は、シートＳ１の後端が分離ニップに到達する前にフィードローラ１６へ駆動力を再度伝達する。さらに、シート給送装置１００は、シートＳ１の後端が分離ニップを通過すると、フィードローラ１６への駆動力の伝達を停止する。このように分離ニップをシートＳ１の後端部が抜ける際にシートＳ１にかかっているバックテンションが弱まるように搬送制御が実行されるため、突発音が減少する。

上述したシート給送装置１００は、イメージリーダや画像形成装置に適用される。図１に示したように、画像形成装置９０は、シート給送装置１００と、シート給送装置により給送されたシートに画像を形成する画像形成手段（プロセスカートリッジ７や露光装置２、定着装置１０など）を有している。これにより、駆動音が低減された画像形成装置９０が提供されるようになる。

１５‥‥ピックアップローラ、１６‥‥フィードローラ１６‥‥分離ローラ、２０‥‥引き抜きローラ対、コントローラ２００

Claims (14)

1. 先行する先行シートと後続する後続シートとを分離する分離手段と、
   シートの搬送方向において前記分離手段よりも下流に配置され、シートを搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段と前記分離手段とにより前記先行シートが搬送されている間に前記分離手段によって前記搬送方向とは反対方向に発生するバックテンションを、前記先行シートの後端部が前記分離手段を抜ける際に一時的に低減するよう前記分離手段を制御する低減手段と、
   を有することを特徴とするシート給送装置。
2. 前記分離手段は、
   第一回転体と、
   前記第一回転体とシートを挟持することで分離ニップを形成する分離部材と、
   前記第一回転体を駆動する駆動手段とを有し、
   前記低減手段は、
   前記駆動手段を制御する制御手段を有し、
   前記制御手段は、前記先行シートの先端が前記搬送手段に到達すると、前記駆動手段による前記第一回転体の駆動を停止させることで、前記先行シートに対して第一バックテンションを付与し、前記先行シートの後端部が前記分離ニップを抜ける際には、前記駆動手段による前記第一回転体の駆動を再開することで、前記先行シートに対して前記第一バックテンションよりも小さな第二バックテンションを付与するように前記駆動手段を制御す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. 前記分離部材は、前記駆動手段によって前記第一回転体とともに前記シートを挟持するように配置された第二回転体であり、
   前記第二回転体は前記第二回転体に回転抵抗を付与する抵抗部材を有していることを特徴とする請求項２に記載のシート給送装置。
4. 前記分離部材は、前記第一回転体に対して付勢された摩擦部材であることを特徴とする請求項２に記載のシート給送装置。
5. シートを収納する収納部をさらに有し、
   前記第一回転体は、前記収納部に収納されているシートをピックアップした後で、前記分離部材と協働して前記先行シートと前記後続シートとを分離することを特徴とする請求項２ないし４のいずれか一項に記載のシート給送装置。
6. シートを収納する収納部と、
   前記分離手段とは別に設けられ、前記収納部に収納されているシートをピックアップして前記分離手段にフィードするピックアップ手段と
   をさらに有することを特徴とする請求項２ないし４のいずれか一項に記載のシート給送装置。
7. 前記収納部と前記ピックアップ手段は、当該収納部に収納されているシートのうち最も上に位置しているシートを前記ピックアップ手段が当接するように構成され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。
8. 前記収納部と前記ピックアップ手段は、前記先行シートの先端が前記分離手段を抜けると、当該収納部に収納されているシートのうち最も上に位置しているシートと前記ピックアップ手段とを離間させるように構成されていることを特徴とする請求項７に記載のシート給送装置。
9. 前記搬送手段の上流側または下流側の搬送路に設けられ、前記先行シートの先端を検知する検知手段と、
   前記検知手段の検知結果に基づき前記搬送手段に前記先行シートの先端が到達したかどうかを判定する第一判定手段と、
   前記検知手段により前記先行シートの先端が検知されたタイミングからの経過時間に基づき前記分離手段に前記先行シートの後端部が到達したかどうかを判定する第二判定手段とをさらに有し、
   前記制御手段は、前記搬送手段に前記先行シートの先端が到達すると前記駆動手段を停止させ、前記分離手段に前記先行シートの後端部が到達すると前記駆動手段を動作させることを特徴とする請求項２に記載のシート給送装置。
10. 前記駆動手段は、
    前記第一回転体に駆動力を伝達する第一伝達手段と、
    前記駆動力を前記ピックアップ手段に伝達する第二伝達手段とを有し、
    前記第二伝達手段は、
    前記駆動力が前記ピックアップ手段に伝達されるタイミングを、前記駆動力が前記第一伝達手段に伝達されるタイミングよりも遅延させる遅延手段を有することを特徴とする請求項６または７に記載のシート給送装置。
11. 前記遅延手段は、
    第一リブを有する第一ギアと、
    第一リブが挿入され、当該第一リブが第一側壁と第二側壁との間で往復運動する溝と、第一噛合部材とを備え、回転軸と平行な方向に往復運動する往復部材と、
    往復部材の第一噛合部材と周期的に噛合する第二噛合部材を備え、前記ピックアップ手段に駆動力を伝達する伝達部材とを有し、
    溝は第一の深さを有する第一部分と、第一の深さよりも深い第二の深さを有する第二部分とを有し、第一リブが第一部分に位置することで第一リブによって往復部材の第一噛合部材と伝達部材の第二噛合部材が噛合するよう、往復部材が伝達部材に近づき、第一リブが第二部分に位置することで往復部材の第一噛合部材と伝達部材の第二噛合部材との噛合か解除されるよう、往復部材が伝達部材から離れるように構成されてい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. シートが積載される積載部と、
    前記積載部に積載されたシートに接触してシートを繰り出すピックアップローラと、
    前記ピックアップローラにより繰り出された前記シートを下流へ搬送するフィードローラと、
    前記フィードローラに対して付勢され、前記フィードローラとの間でシートを１枚に分離する分離ニップを形成する分離手段と、
    前記分離手段により分離されたシートを下流へ搬送する搬送ローラとを有し、
    前記ピックアップローラと前記フィードローラへ駆動力が伝達されシートの先端が前記搬送ローラに到達した後に、前記フィードローラへの駆動力の伝達が停止され、前記シートの後端が前記分離ニップに到達する前に前記フィードローラへ駆動力が再度伝達され、前記シートの後端が前記分離ニップを通過すると、前記フィードローラへの駆動力の伝達が停止されることを特徴とするシート給送装置。
13. 請求項１ないし１２のいずれか一項に記載のシート給送装置と、
    前記シート給送装置により給送されたシートに画像を形成する画像形成手段と
    を有することを特徴とする画像形成装置。
14. シート給送装置と、
    前記シート給送装置が接続され、前記シート給送装置により給送されたシートに画像を形成する画像形成装置とを有する画像形成システムであって、
    前記シート給送装置は、
    先行する先行シートと後続する後続シートとを分離する分離手段と、
    シートの搬送方向において前記分離手段よりも下流に配置され、シートを搬送する搬送手段と、を有し、
    前記画像形成装置は、
    前記搬送手段と前記分離手段とにより前記先行シートが搬送されている間に前記分離手段によって前記搬送方向とは反対方向に発生するバックテンションを、前記先行シートの後端部が前記分離手段を抜ける際に一時的に低減するよう前記分離手段を制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成システム。

Images