JP2018034947A - 媒体分離装置、媒体供給装置、および画像形成システム - Google Patents

媒体分離装置、媒体供給装置、および画像形成システム Download PDF

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Abstract

【課題】優れた媒体分離性能を発揮することができる媒体分離装置を提供する。
【解決手段】複数の媒体を積み重ねて保持するスタッカと、複数の媒体を一つずつ分離する分離ユニットとを備える。分離ユニットは、移動体と付勢部材と当接部材とを有する。移動体は、第1の方向へ移動することにより媒体を第1の方向へ搬送する。付勢部材は、第2の方向において媒体を介して移動体と接し、媒体を移動体に向けて付勢する付勢力を媒体に付与する。当接部材は、移動体に対して接近しまたは移動体から遠ざかるように第2の方向に沿って移動可能に設けられ、移動体と付勢部材との間を通過する媒体と当接する当接面を含む。付勢部材による付勢力は、第2の方向における、移動体の位置を基準とした前記当接部材の位置に応じて変動する。
【選択図】図2

Description

本発明は、媒体上に画像を形成する画像形成システム、ならびにその画像形成システムに搭載される媒体分離装置および媒体供給装置に関する。
複写機、プリンタまたはファクシミリなどの画像形成装置のなかには、媒体供給装置が外付け可能となっているものがある。このような媒体供給装置は、積層された複数の媒体から1枚の媒体を順次分離して取り出す媒体分離装置を備えている(例えば特許文献1参照)。
米国特許第7850163号明細書
ところで、このような媒体分離装置においては、媒体の種類によらず円滑な媒体分離が行われることが望まれる。
したがって、優れた媒体分離性能を発揮することができる媒体分離装置、ならびにそのような媒体分離装置を備えた媒体供給装置、および画像形成システムを提供することが望ましい。
本発明の一実施形態としての第1の媒体分離装置は、複数の媒体を積み重ねて保持するスタッカと、複数の媒体を一つずつ分離する分離ユニットとを備える。分離ユニットは、移動体と付勢部材と当接部材とを有する。移動体は、第1の方向へ移動することにより媒体を第1の方向へ搬送する。付勢部材は、第2の方向において媒体を介して移動体と接し、媒体を移動体に向けて付勢する付勢力を媒体に付与する。当接部材は、移動体に対して接近しまたは移動体から遠ざかるように第2の方向に沿って移動可能に設けられ、移動体と付勢部材との間を通過する媒体と当接する当接面を含む。付勢部材による付勢力は、第2の方向における、移動体の位置を基準とした前記当接部材の位置に応じて変動する。
本発明の一実施形態としての第1の媒体供給装置は、上記第1の媒体分離装置と、その媒体分離装置において分離された媒体を搬送する媒体搬送装置とを備えるものである。
また、本発明の一実施形態としての第1の画像形成システムは、上記第1の媒体供給装置と、画像形成装置とを備えたものである。
本発明の一実施形態としての第1の媒体分離装置、第1の媒体供給装置および第1の画像形成システムでは、移動体との間に媒体を挟持する付勢部材による付勢力が、第2の方向における、移動体の位置を基準とした当接部材の位置に応じて変動する。このため、付勢部材は当接部材と連動して第2の方向へ変位し、分離負荷の変化に応じた補助搬送力を媒体に付加することができる。分離負荷の変化は、例えば当接部材の第2の方向における位置の変化により生じる。よって、複雑な制御を行うことなく、分離負荷と搬送力との適切な関係が媒体の残量によらず得られるので、媒体の不送りや媒体の損傷(めくれや皺の発生)、あるいは重送(複数の媒体が重なったまま搬送される事象)が回避される。「分離負荷」とは、例えば積層された複数の媒体から一の媒体が当接部材において分離される際に要する力をいう。「搬送力」とは、分離されるべき一の媒体を第1の方向へ搬送する力をいい、例えば移動体と、付勢部材とにより生成される。
本発明の一実施形態としての第2の媒体分離装置は、複数の媒体を積み重ねて保持するスタッカと、複数の媒体を一つずつ分離する分離ユニットとを備える。分離ユニットは、移動体と当接部材と第1カムと係止部とを有する。移動体は、第1の方向へ移動することにより媒体を第1の方向へ搬送する。当接部材は、移動体に対して接近しまたは移動体から遠ざかるように第2の方向に沿って移動可能に設けられ、移動体により搬送される媒体と当接する当接面を含む。第1カムは、当接部材を、移動体に対して接近しまたは移動体から遠ざかるように第2の方向に沿って移動させる。係止部は、第1カムを2以上の姿勢で係止する。
本発明の一実施形態としての第2の媒体供給装置は、上記第2の媒体分離装置と、その媒体分離装置において分離された媒体を搬送する媒体搬送装置とを備えるものである。
また、本発明の一実施形態としての第2の画像形成システムは、上記第2の媒体供給装置と、画像形成装置とを備えたものである。
本発明の一実施形態としての第2の媒体分離装置、第2の媒体供給装置および第2の画像形成システムでは、当接部材を第2の方向に沿って移動させる第1カムを、係止部により2以上の姿勢で係止するようにした。これにより、当接部材は第2の方向において任意の位置で係止されるので、当接部材と移動体とのギャップ調整を容易に行うことができる。よって、付勢部材による、当接部材の第2の方向の位置に応じた適切な分離負荷が得られ、媒体の不送りや媒体の損傷(めくれや皺の発生)が回避される。
本開示の一実施形態としての媒体分離装置、媒体供給装置、および画像形成システムによれば、優れた媒体分離性能を発揮することができる。
本発明の第1の実施の形態に係る画像形成システムの全体構成例を表す模式図である。 図1に示した媒体分離装置の要部を拡大して表す正面図である。 図1に示した媒体分離装置の要部を拡大して表す平面図である。 図1に示した媒体分離装置の要部を拡大して表す他の正面図である。 図4Aの一部をさらに拡大して表す正面図である。 一般的な構造を有する参考例としての媒体分離装置における媒体の総重量と搬送力および分離負荷との関係を模式的に表す特性図である。 図1に示した媒体分離装置におけるオーバーラップ量と搬送力および分離負荷との関係を模式的に表す特性図である。 本発明の第2の実施の形態に係る媒体分離装置の全体構成例を表す模式図である。 図6に示した分離ユニットを下流側から眺めた側面図である。 図6に示した分離ユニットの要部を拡大した側面図である。 図6に示した分離部の外観を表す斜視図である。 図6に示した分離部の内部構造を表す斜視図である。 図6に示した分離部の内部構造を表す断面図である。 図6に示した分離部の内部構造を表す斜視図である。 図6に示した分離部の内部構造を表す他の斜視図である。 図6に示した分離部の動作を説明するための斜視図である。 図6に示した分離部の動作を説明するための側面図である。 図10Bの一部を拡大した拡大側面図である。 図6に示した分離部におけるラチェット位置とギャップとの関係を模式的に表す特性図である。 図6に示した分離部の第1の変形例を表す斜視図である。 図6に示した分離部の第2の変形例を表す斜視図である。 図6に示した分離部の第2の変形例を表す断面図である。 図6に示した分離部の第2の変形例における動作を説明するための斜視図である。 図6に示した分離部の第2の変形例における動作を説明するための他の斜視図である。 図6に示した分離部の第2の変形例におけるラチェット位置とギャップとの関係を模式的に表す特性図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明は本発明の一具体例であって、本発明は以下の態様に限定されるものではない。また、本発明は、各図に示す各構成要素の配置や寸法、寸法比などについても、それらに限定されるものではない。説明は以下の順序で行う。
1.第1の実施の形態(無段階のギャップ調整機構を有する媒体分離装置、ならびにそれが搭載される媒体供給装置および画像形成システム)
1.1 画像形成システムの全体構成
1.2 媒体供給装置の詳細構成
1.3 画像形成装置の詳細構成
1.4 画像形成システムの作用効果
2.第2の実施の形態(多段階のギャップ調整機構を有する媒体分離装置)
2.1 媒体分離装置の詳細構成
2.2 作用効果
2.3 第1の変形例
2.4 第2の変形例
3.その他の変形例
<1.第1の実施の形態>
[1.1 画像形成システムの全体構成]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る画像形成システムの全体構成例を模式的に表したものである。この画像形成システムは、本発明の「画像形成システム」の一具体例に対応し、媒体供給装置S1と、画像形成装置S2とを備える。媒体供給装置S1は、本発明の「媒体供給装置」の一具体例に対応し、媒体分離装置S11と、媒体搬送装置S12と、制御部SS1と、駆動モータS1Mとを備える。媒体分離装置S11は、本発明の「媒体分離装置」の一具体例に対応するものであり、複数の媒体PM1を積み重ねて保持するスタッカ2020と、複数の媒体PM1を一つずつ分離する分離ユニット10とを有する。媒体搬送装置S12は、媒体分離装置S11の下流に位置し、媒体分離装置S11において分離された媒体PM1を、その下流に位置する画像形成装置S2に搬送するものである。なお、本明細書では、任意の位置を基準とした場合に、その位置からスタッカ2020へ向かう方向またはその位置よりもスタッカ2020に近い位置を上流または後方といい、その位置からスタッカ2020から遠ざかる方向またはその位置よりもスタッカ2020から離れた位置を下流または前方という。この画像形成システムにおいてスタッカ2020が最上流である。また、制御部SS1は、画像形成装置S2における制御部SS2(後出)と連係して媒体供給装置S1の全体制御を行う。駆動モータS1Mは、制御部SS1の指令に基づき、後出の給紙搬送部2010や媒体搬送装置S12の駆動源として機能する。
[1.2 媒体供給装置S1の詳細構成]
図2は、媒体分離装置S11の要部を拡大して表す正面図である。ただし、図2には、媒体搬送装置S12の一部構成要素についても記載されている。図3は、媒体分離装置S11の要部を拡大して表す平面図である。なお、本明細書では、搬送される媒体PM1の搬送方向をX軸方向(本発明の「第1の方向」に対応する一具体例である。)という。また、X軸方向と直交する、媒体PM1の幅方向をZ軸方向(本発明の「第3の方向」に対応する一具体例である。)といい、媒体PM1の表面と直交する方向をY軸方向(本発明の「第2の方向」に対応する一具体例である。)という。
媒体分離装置S11は、上述したスタッカ2020および分離ユニット10に加えて、ブリッジ2005をさらに有する。スタッカ2020と分離ユニット10とは、ブリッジ2005を挟んで隣接配置されている。ブリッジ2005には、スタッカ2020および分離ユニット10がそれぞれ取り付けられている。
(スタッカ2020の構成)
スタッカ2020は、例えばスタックされる複数の媒体PM1を下方から支持する底板2020Sと、スタックされる複数の媒体PM1の後方端をガイドするスタックガイド2021と、媒体PM1の側方端をガイドするセットガイド2022とを有する。
(分離ユニット10の構成)
分離ユニット10は、分離部2001と給紙搬送部2010とを有している。
(分離部2001)
分離部2001は、分離フレーム2002と、セパレータ2003と、ノブ2004と、セパレータフレーム2006と、案内軸2007と、弾性体2008と、補助コロ2009と、コロフレーム2023と、支持部2025とを有している。分離フレーム2002は、接続部2024を介してブリッジ2005に固定されており、支持部2025を、矢印Y2025(図2)で示したようにY軸方向に沿って移動可能に保持している。分離フレーム2002は、本発明の「基体」に対応する一具体例である。ノブ2004は、図2に示したように軸J4を回転中心として+R4方向および−R4方向に回転可能に分離フレーム2002に保持されており、支持部2025のY軸方向の移動を操作するための操作部として機能する。支持部2025は、Y軸方向に延伸された部材であり、例えばノブ2004の+R方向の回転により+Y方向に移動し、ノブ2004の−R方向の回転により−Y方向に移動するようになっている。支持部2025が+Y方向に移動する際には、分離フレーム2002の内部に支持部2025の一部または全部が収容されることとなる。一方、支持部2025が−Y方向に移動する際には、分離フレーム2002の内部に収容された支持部2025の一部または全部が分離フレーム2002の外部(ノブ2004と反対側)に露出することとなる。支持部2025の先端、すなわち分離フレーム2002と反対側の端部には、セパレータフレーム2006が接続されている。セパレータフレーム2006の、支持部2025と反対側にはセパレータ2003が設けられている。セパレータ2003およびセパレータフレーム2006は、本発明の「当接部材」に対応する一具体例である。セパレータ2003は、給紙搬送部2010と対向するように設けられており、媒体分離装置S11における媒体分離動作の際、媒体PM1と当接することとなる当接面2003Sを有している。このような構成により、ノブ2004の回転に伴い支持部2025、セパレータフレーム2006およびセパレータ2003が一体となって+Y方向または−Y方向へ移動可能になっている。なお、本実施の形態では、+Y方向を上方向と表現し、−Y方向を下方向と表現する場合がある。
セパレータフレーム2006には、セパレータ2003の上流かつスタッカ2020の下流に、案内軸2007およびコロフレーム2023を介して補助コロ2009が設けられている。案内軸2007は、セパレータフレーム2006により、矢印Y7(図2)で示したようにY軸方向に沿って移動可能に保持されている。コロフレーム2023は、案内軸2007の先端に取り付けられている。セパレータフレーム2006とコロフレーム2023との間には、例えばコイルばねなどの弾性体2008が設けられている。これらの案内軸2007、弾性体2008、コロフレーム2023および補助コロ2009は、全体として本発明の「付勢部材」の一具体例に対応しており、セパレータ2003に対してY軸方向に沿って弾性的に変位するように、セパレータフレーム2006に保持されている。弾性体2008の一端はセパレータフレーム2006の一部と当接し、弾性体2008の他端はコロフレーム2023の一部と当接している。弾性体2008は、セパレータフレーム2006とコロフレーム2023とを引き離すように(遠ざける方向へ)Y軸方向にそれらを付勢している。補助コロ2009は、コロフレーム2023により、Z軸方向に伸びる軸J9を中心として回転可能に保持されている。補助コロ2009は、給紙搬送部2010の給紙ベルト2011(後出)の表面2011S(後出)と対向しており、媒体分離装置S11における媒体分離動作の際には、弾性体2008の付勢力により、媒体PM1を介して給紙ベルト2011の表面2011Sに向かうように常に付勢された状態となっている。すなわち、媒体分離装置S11における媒体分離動作の際には補助コロ2009と表面2011Sとの間に媒体PM1が挟持され、補助コロ2009が給紙ベルト2011の回転に伴って回転することで媒体PM1が下流へ搬送されるようになっている。
また、弾性体2008などによる付勢力は、Y軸方向における、給紙ベルト2011の位置を基準としたセパレータ2003の位置に応じて変動する。媒体分離動作の際には、補助コロ2009は媒体PM1を挟んで給紙ベルト2011の表面2011Sと対向した状態にあり、補助コロ2009と表面2011Sとの位置関係は実質的に一定である。一方、セパレータ2003は、後述するように給紙ベルト2011の表面2011Sと直接的または間接的に当接することはなく、当接面2003Sの高さ位置が表面2011Sの高さ位置よりも下方に位置するように変位することができる。このため、セパレータ2003(セパレータフレーム2006)が下方へ変位すると弾性体2008が圧縮されて付勢力が増大し、セパレータ2003(セパレータフレーム2006)が上方へ変位すると弾性体2008が弛緩して付勢力が減退する。なお、本実施の形態では、一のセパレータフレーム2006に対し一のセパレータ2003と、一対の案内軸2007A,2007B、一対の弾性体2008、一対のコロフレーム2023A,2023Bおよび一対の補助コロ2009A,2009Bとが設けられている(後出の図3参照)。
(給紙搬送部2010)
給紙搬送部2010は、スタッカ2020および分離部2001の下方に位置し、例えば給紙ベルト2011と媒体センサ2012と駆動ローラ2013と張架ローラ2014とを有する。図3に、分離部2001から眺めた給紙搬送部2010の平面構成を表している。給紙搬送部2010では、図2および図3に示したように、複数の給紙ベルト2011(2011A〜2011F)がZ軸方向に所定の間隔で配置されている。給紙ベルト2011は、本発明の「移動体」に対応する一具体例である。図3に示した例では、給紙搬送部2010のZ軸方向の中央を表す軸2010Zの左に給紙ベルト2011A〜2011Cが配置され、軸2010Zの右に給紙ベルト2011D〜2011Fが配置されているが、本発明はこれに限定されるものではない。給紙ベルト2011A〜2011Fは、いずれも、Z軸方向に延びる一の駆動ローラ2013とZ軸方向に延びる一の張架ローラ2014とによって張架された無端状のベルト部材である。駆動ローラ2013は、制御部SS1の制御にしたがって駆動する駆動モータS1Mの駆動力が伝達されて矢印R13(図2)の方向に回転駆動するようになっている。給紙ベルト2011A〜2011Fは、駆動ローラ2013の回転により、矢印R11で示した方向に循環回転するようになっている。張架ローラ2014は、給紙ベルト2011A〜2011Fとの摩擦力により、従動して回転する。媒体センサ2012は、スタッカ2020に媒体PM1が積載されているか否かを検知するものである。
本実施の形態では、上述したように、分離部2001において、一のセパレータフレーム2006に対し一のセパレータ2003と、一対の案内軸2007A,2007B、一対の弾性体2008、一対のコロフレーム2023A,2023Bおよび一対の補助コロ2009A,2009Bとが設けられている(図3参照)。ここで、セパレータ2003は、Z軸方向において、給紙搬送部2010の中央、すなわち隣り合う給紙ベルト2011Cと給紙ベルト2011Dとの間に位置している。したがって、Y軸方向に移動した場合であっても、セパレータ2003の当接面2003Sは、給紙ベルト2011と干渉することはない。よって、図4Aおよび図4Bに示したように、セパレータ2003は、Z軸方向において給紙ベルト2011とオーバーラップする(重なり合う)位置まで−Y方向に移動することができるようになっている。なお、図4Aは、セパレータ2003と給紙ベルト2011とがオーバーラップした状態を表す模式図であり、図4Bは図4Aの一部を拡大した拡大図である。本実施の形態では、図4Bに示したように、セパレータ2003の当接面2003Sの最先端2003SSにおける高さ位置(Y軸方向の位置)と、給紙ベルト2011の表面2011Sにおける高さ位置(Y軸方向の位置)との差分(重なり寸法)をオーバーラップ量Lとする。
案内軸2007A、弾性体2008(図3では示さず)、コロフレーム2023Aおよび補助コロ2009Aは、それぞれ、Y軸方向において例えば給紙ベルト2011Cに対応する位置に設けられている。一方、案内軸2007B、弾性体2008(図3では示さず)、コロフレーム2023Bおよび補助コロ2009Bは、それぞれ、Y軸方向において給紙ベルト2011Dに対応する位置に設けられている。すなわち、一のセパレータ2003をZ軸方向に挟んで対向するように、補助コロ2009Aと補助コロ2009Bとが配置されている。したがって、媒体分離装置S11における媒体分離動作の際には、弾性体2008の付勢力により、媒体PM1が、給紙ベルト2011Cと補助コロ2009Aとの間および給紙ベルト2011Dと補助コロ2009Bとの間にそれぞれ挟持されるようになっている。
(ブリッジ2005の構成)
また、ブリッジ2005は、スタックされる複数の媒体PM1(図1参照)の前方端面と当接する積載ガイド2027と、その積載ガイド2027の下方に位置する事前捌きガイド2026とを有する。積載ガイド2027は例えばY軸方向に伸びる平坦面を含むのに対し、事前捌きガイド2026は分離部2001へ徐々に近づくように湾曲した面を含んでいる。事前捌きガイド2026は、複数の媒体PM1が下方へ進む(給紙ベルト2011に近づく)ほど+X方向(下流)にも僅かに進むように機能する。ブリッジ2005は、本発明の「案内部」の一具体例に対応する。
(媒体搬送装置S12の構成)
媒体搬送装置S12は、図2に示したように、例えば搬送ベルト2031と、駆動ローラ2032と、搬送テーブル2033と、複数の搬送コロ2034と、媒体センサ2035,2036と、張架ローラ2037とを有している。搬送テーブル2033は、媒体分離装置S11において分離された媒体PM1を載せて画像形成装置S2に導く部材である。搬送ベルト2031は、搬送テーブル2033を取り巻くように駆動ローラ2032と張架ローラ2037とによって張架され、駆動ローラ2032により回転して媒体PM1を媒体分離装置S11から画像形成装置S2へ搬送する無端状のベルト部材である。駆動ローラ2032は、制御部SS1の制御にしたがって駆動する駆動モータS1Mの駆動力が伝達されて矢印R32(図2)の方向に回転駆動するようになっている。搬送ベルト2031は、駆動ローラ2032の回転により、矢印R31(図2)で示した方向に循環回転するようになっている。張架ローラ2037は、搬送ベルト2031との摩擦力により、従動して回転する。また、複数の搬送コロ2034は、例えばZ軸方向に伸びる軸を中心として回転する回転体であり、搬送ベルト2031および搬送テーブル2033と対向するように、媒体PM1の搬送方向(X軸方向)に沿って複数設けられている。複数の搬送コロ2034は、搬送ベルト2031との間に媒体PM1を挟持しつつ搬送ベルト2031の循環回転に従動して回転することにより、媒体PM1を画像形成装置S2へ向けて搬送するようになっている。媒体センサ2035は、給紙搬送部2010の先端近傍(張架ローラ2037の近傍)に設けられ、媒体センサ2036は、X軸方向の中間位置(駆動ローラ2032と張架ローラ2037との間)に設けられている。
[1.3 画像形成装置S2の詳細構成]
次に、画像形成装置S2の構成について、図1を参照して説明する。画像形成装置S2は、本発明の「画像形成装置」の一具体例に対応し、例えば用紙やフィルムなどの印刷対象となる媒体PM1,PM2に対して、電子写真方式を用いて画像(例えばカラー画像)を形成するプリンタである。画像形成装置S2は、筐体Kの内部に、媒体供給部100、搬送部300、画像形成部400、媒体受入部600、中間転写部700、定着部500、排出部800、反転部900、制御部SS2、および駆動モータS2Mを備える。制御部SS2は、媒体供給装置S1における制御部SS1と連係して画像形成装置S2の全体制御を行う。駆動モータS2Mは、制御部SS2の指令に基づき、全体の駆動源として機能する。
(媒体供給部100)
媒体供給部100は、給紙トレイ101と、載置板102と、リフトアップレバー103と、モータ104と、上昇検知部201と、ピックアップローラ202と、フィードローラ203と、リタードローラ604とを有する。
給紙トレイ101は、例えば画像形成装置S2の下部に着脱自在に装着されて媒体PM2を積層して収容するものであり、載置板102が軸J102を中心として回動可能に設けられている。媒体PM2の一部は載置板102の上に積層される。給紙トレイ101の、媒体PM2が繰り出される繰り出し側には、軸J103により回動可能に支持されたリフトアップレバー103が設けられている。軸J103はモータ104からの駆動力により回転するようになっている。モータ104は、例えば制御部SS2からの信号により運転され、または停止される。このような媒体供給部100では、リフトアップレバー103が軸J103を中心として回動することにより、リフトアップレバー103の先端部が載置板102を押し上げ、載置板102に載置された媒体PM2も上昇する。このような構成により、最上層の媒体PM2の上面がピックアップローラ202と当接した状態が確保される。上昇検知部201は、載置板102が所定の高さまで十分に押し上げられ、最上層の媒体PM2の上面がピックアップローラ202と当接した状態にあることを検出するものである。制御部SS2は、上昇検知部201からの信号に基づいてモータ104の駆動を停止させる。ピックアップローラ202、フィードローラ203およびリタードローラ204は、給紙トレイ101に収容された媒体PM2を1枚ずつ搬送部300へ供給する印刷媒体繰り出し部として機能する。ピックアップローラ202およびフィードローラ203は、図1に示した矢印の方向へ回転駆動される。
(媒体受入部600)
媒体受入部600は、媒体供給装置S1の媒体搬送装置S12から搬送される媒体PM1を受け入れる部分であり、筐体Kの側面に設けられた開口近傍に設けられている。媒体受入部600は、媒体搬送装置S12の先端が着脱可能に形成された装着部601と、ピックアップローラ602と、フィードローラ603およびリタードローラ204とを順に有している。ピックアップローラ602、フィードローラ603およびリタードローラ604は、媒体搬送装置S12から搬送される媒体PM1を1枚ずつ搬送部300へ供給する印刷媒体繰り出し部として機能する。
なお、ピックアップローラ202,602およびフィードローラ203,603は、例えばワンウェイクラッチ機構を内蔵しており、回転駆動が矢印方向には空転可能となっていてもよい。また、リタードローラ204,604は、回転トルク発生部により図1に示した矢印の方向における回転トルクを発生している。
(搬送部300)
搬送部300は、媒体供給部100からの媒体PM2または媒体搬送装置S12からの媒体PM1を、1枚ずつ転写部へ搬送する機構である。搬送部300は、例えば上流から下流へ向けて順に配置された媒体センサ301、搬送ローラ対302、媒体センサ303、搬送ローラ対304、媒体厚さセンサ320、媒体センサ330、搬送ローラ対305を有している。搬送ローラ対302,304,305は、媒体PM1,PM2を、それらの斜行を規制しつつ下流へ搬送するものである。なお、媒体受入部600からの媒体PM1は、搬送ローラ対302と搬送ローラ対304との間において搬送経路に合流するようになっている。媒体センサ301,303,330は、搬送ローラ対302,304,305の駆動のタイミングを調整するために媒体PM1,PM2の位置検出を行うものである。
(画像形成部400)
画像形成部400は、例えば画像形成ユニット400Y,400M,400C,400Kを有する。画像形成ユニット400Y,400M,400C,400Kは、それぞれ対応する各色のトナー、すなわちイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナーおよびブラックトナーを用いて、現像剤像の一具体例としての各色のトナー像をそれぞれ形成するものである。
画像形成ユニット400Y,400M,400C,400Kは、それぞれ、例えば感光体ドラム401、帯電ローラ402、LED(Light Emitting Diode)ヘッド850、現像ローラ404、クリーニング部405、トナー収容部406Y,406M,406C,406Kおよび供給ローラ407を有している。帯電ローラ402、現像ローラ404および供給ローラ407は、現像ユニットを構成し、制御部SS2による制御を受けて動作するようになっている。
感光体ドラム401は、静電潜像を表面(表層部分)に担持する、Z軸方向に延びる円柱状の部材であり、感光体(例えば有機系感光体)を用いて構成されている。具体的には、感光体ドラム401は、導電性支持体と、その外周(表面)を覆う光導電層とを有している。導電性支持体は、例えば、アルミニウムからなる金属パイプにより構成されている。光導電層は、例えば、電荷発生層および電荷輸送層を順に積層した構造を有している。このような感光体ドラム401は、制御部SS2からの指令により、所定の周速度で回転(この例では図1において矢印で示したように左回りで回転)するようになっている。
帯電ローラ402は、感光体ドラム401の表面(表層部分)を帯電させる部材(帯電部材)であり、感光体ドラム401の表面(周面)に接するように配置されている。この帯電ローラ402は、例えば、金属シャフトと、その外周(表面)を覆う半導電性ゴム層(例えば、半導電性エピクロロヒドリンゴム層)とを有している。なお、この例では、帯電ローラ402は右回りで回転(感光体ドラム401とは逆方向に回転)するようになっている。
現像ローラ404は、静電潜像を現像するトナーを表面に担持する部材であり、感光体ドラム401の表面(周面)に接するように配置されている。この現像ローラ404は、例えば、金属シャフトと、その外周(表面)を覆う半導電性ウレタンゴム層とを有している。このような現像ローラ404は、所定の周速度で回転(この例では感光体ドラム401とは逆方向である右回りで回転)するようになっている。
トナー収容部406Y,406M,406C,406Kは、イエロートナー、マゼンタトナー、シアントナーおよびブラックトナーをそれぞれ収容し、適宜、供給ローラ407へ各色のトナーを供給するものである。
供給ローラ407は、現像ローラ404に対して各色トナーを供給するための部材(供給部材)であり、現像ローラ404の表面(周面)に接するように配置されている。この供給ローラ407は、例えば、金属シャフトと、その外周(表面)を覆う発泡性のシリコーンゴム層とを有している。なお、この例では、供給ローラ407は右回りで回転(現像ローラ404と同じ方向に回転)するようになっている。
LEDヘッド850は、それぞれ、感光体ドラム401の表面を露光することにより、感光体ドラム401の表面(表層部分)に静電潜像を形成する露光装置である。LEDヘッド850は、それぞれ、1つの感光体ドラム401に対し、Z軸方向に並ぶ複数個のLED発光部を有している。各LED発光部は、例えば照射光を発する発光ダイオードなどの光源と、その照射光を感光体ドラム401の表面に結像させるレンズアレイとを含んで構成されている。
クリーニング部405は、媒体PM1,PM2にトナー像を転写したのちに感光体ドラム401の表面に残留するトナーを除去するものである。
(中間転写部700)
中間転写部700は、中間転写ベルトユニットとも呼ばれるものであり、中間転写ベルト701と、駆動ローラ702と、従動ローラ703と、バックアップローラ704と、複数の1次転写ローラ705と、クリーナ706と、2次転写ローラ707と、付勢部材708とを有する。駆動ローラ702、従動ローラ703、バックアップローラ704、複数の1次転写ローラ705および2次転写ローラ707は、それぞれ紙面に垂直なZ軸方向に伸びる回転軸部を中心として回転可能な略円柱状の部材である。中間転写部700は、搬送ローラ対305から搬送された媒体PM1,PM2を搬送方向に沿って搬送するとともに、各画像形成ユニット400Y,400M,400C,400Kにおいて形成されるトナー像を、搬送方向に沿って中間転写ベルト701に順次転写する機構である。
中間転写ベルト701は、たとえばポリイミド樹脂などの樹脂材料からなる無端の弾性ベルトである。この中間転写ベルト701は、駆動ローラ702、従動ローラ703およびバックアップローラ704によって張設(張架)されている。
駆動ローラ702は、制御部SS2によって制御される駆動モータS2Mから伝達された動力により図1に示した矢印の方向へ時計回りに回転し、中間転写ベルト701を回転方向R701の方向へ循環回転させるものである。駆動ローラ702は、中間転写ベルト701の回転方向R701において画像形成ユニット400Y,400M,400C,400Kよりも上流側に配置されている。従動ローラ703は、付勢部材708による付勢力により、中間転写ベルト701に負荷される張力を調整する。従動ローラ703は、回転方向R701と同方向へ回転し、回転方向R701において画像形成ユニット400Y,400M,400C,400Kよりも下流側に配置されている。なお、駆動ローラ702、従動ローラ703および付勢部材708によって、中間転写ベルト701を駆動する駆動機構が構成される。クリーナ706は、中間転写ベルト701の被転写面上に付着したトナーを掻き取ってクリーニング(清掃)するための部材である。
2次転写ローラ707は、バックアップローラ704と共に2次転写部750を構成する。2次転写ローラ707およびバックアップローラ704は互いに対向し、中間転写ベルト701を挟み込むように配置されている。2次転写ローラ707は、例えば、金属製の芯材と、この芯材の外周面に巻き付けるように形成された発泡ゴム層などの弾性層とを有する。2次転写ローラ707は、一端が画像形成装置S2の筐体Kなどに固定されたコイルスプリングなどの付勢部材により、バックアップローラ704へ向かうように付勢されている。これにより、2次転写ローラ707は、中間転写ベルト701を介してバックアップローラ704に押し付けされた状態となっている。
バックアップローラ704および2次転写ローラ707が搬送ローラ対305から供給された媒体PM1,PM2に、中間転写ベルト701上のトナー像を転写(2次転写)する際には、2次転写ローラ707に直流電圧を印加し、2次転写ローラ707とバックアップローラ704との間に電位差を発生させる。
(定着部500の構成)
定着部500は、バックアップローラ704および2次転写ローラ707で構成される2次転写部750を通過した媒体PM1,PM2上に転写されたトナー像に対し熱および圧力を付与することで、そのトナー像を媒体PM1,PM2上に定着させるための部材である。この定着部500は、図1に示したように、上部ローラ501と、下部ローラ502とを含んで構成されている。
上部ローラ501および下部ローラ502は、各々の内部にハロゲンランプ等の加熱ヒータである熱源503A,503Bを含んで構成されており、媒体PM1,PM2上のトナー像に対して熱を付与する加熱ローラとして機能する。例えば上部ローラ501は、制御部SS2により制御される駆動モータS2Mにより回転駆動される。熱源503A,503Bは、制御部SS2により制御されるバイアス電圧の供給を受け、上部ローラ501および下部ローラ502の各表面温度を制御するようになっている。
下部ローラ502は、上部ローラ501との間に圧接部が形成されるように上部ローラ501と対向して配置されており、媒体PM1,PM2上のトナー像に対して圧力を付与する加圧ローラとして機能する。下部ローラ502は、弾性体材料からなる表面層を有するとよい。
(排出部800)
排出部800は、例えば搬送ローラ対801から804と、スタッカ805とを有している。これにより、定着部500から送り出された媒体PM1,PM2は、排出セパレータ901(後出)が図1に示した姿勢であれば、そのまま搬送ローラ対801〜804により順次搬送されて筐体Kの外部へ排出され、スタッカ805に積層される。
(反転部900)
反転部900は、媒体PM1,PM2上の表面に画像形成したのち、その裏面にも画像形成を行うため、再度搬送ローラ対305から2次転写部750および定着部500へ導くための搬送経路を形成する機構である。反転部900は、排出セパレータ901と、反転ローラ対902と、反転セパレータ903と、ガイド部904と、搬送ローラ対905〜907と、退避部914とを有する。
定着部500から排出された媒体PM1,PM2は、排出セパレータ901が、例えば図1において破線で示されたスイッチバック姿勢に切り替えられたときは、反転ローラ対902の回転により矢印Bの方向へ進み、退避部914に導かれる。そののち、反転セパレータ903が回動し、反転ローラ対902が逆回転することにより、一旦退避部914に収容された媒体PM1,PM2は矢印Cの方向へ進む。さらに、媒体PM1,PM2は搬送ローラ対905〜907によりガイド部904を進行し、搬送ローラ対305の手前の搬送路に導かれ、搬送ローラ対305によって再度2次転写部750へ送り出される。このような機構により、媒体PM1,PM2の両面に印刷することができるようになっている。
[1.4 画像形成システムの作用効果]
(A.基本動作)
この画像形成システムでは、以下のようにして、媒体PM1,PM2に対してトナー像が転写される。
起動状態の画像形成装置S2に対して外部機器から印刷画像データが入力されると、制御部SS2は、印刷画像データの印刷動作を開始させる。
具体的には、制御部SS2は、中間転写ベルト701および感光体ドラム401を駆動させると共に帯電ローラ402に帯電動作を開始させる。また、制御部SS2は、露光制御信号を各LEDヘッド850に送信する。LEDヘッド850は、その露光制御信号により指定されたタイミングで印刷画像の色成分に対応する光を感光体ドラム401に照射して感光体ドラム401の表面に静電潜像を形成する。現像ローラ404は、感光体ドラム401上の静電潜像にそれぞれ現像剤を付着させてイエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C)およびブラック(K)の現像剤像である各トナー像を形成する。1次転写ローラ705Y,705M,705C,705Kは、制御部SS2内の電源回路から転写バイアスの印加を受けて、各感光体ドラム401上のトナー像を中間転写ベルト701の被転写面に順次転写して重ね合わせる。
次に、制御部SS2は、ピックアップローラ202,602やフィードローラ203,603を回転させると共に、媒体供給装置S1における制御部SS1に制御信号を送信し、媒体PM1,PM2の供給を開始させる。これにより、媒体PM1,PM2は所定の搬送速度で搬送部300に向かって供給される。媒体PM2の供給については、具体的には図1に示したように、まず、給紙トレイ101に収納されている媒体PM2が、ピックアップローラ202によって最上部から1枚ずつ取り出され、フィードローラ203へ繰り出される。給紙トレイ101から繰り出された媒体PM2は、フィードローラ203およびリタードローラ204によってその斜行が矯正されたのち、搬送部300を経由して2次転写部750へと搬送される。なお、媒体PM1の供給については後に詳述する。
例えば媒体センサ330により媒体PM1,PM2の位置が検出されると、検出信号が制御部SS2へ送信される。制御部SS2は、媒体PM1,PM2の搬送速度と中間転写ベルト70の回転速度とを調整し、媒体PM1,PM2と中間転写ベルト701上のトナー像との位置合わせを行う。これにより、2次転写位置、すなわちバックアップローラ704と2次転写ローラ707とが対向する位置において中間転写ベルト701上のトナー像が媒体PM1,PM2上の所定の領域に2次転写される。その後、定着部500において、媒体PM1,PM2上に転写されたトナー像に対し熱および圧力を付与し、そのトナー像を媒体PM1,PM2上に定着させる。最後に、トナー像が定着された媒体PM1,PM2は排出部800における搬送ローラ対801〜804などにより外部へ排出され、スタッカ805に蓄積される。
(B.媒体供給装置S1の動作)
次に、図1〜図4Bを参照して、媒体供給装置S1の動作について説明する。スタッカ2020には、例えば封筒などの複数の媒体PM1が積載される。スタックガイド2021により複数の媒体PM1の後方端部を持ち上げた状態で複数の媒体PM1を積み重ねることで、複数の媒体PM1の自重を分散するようにする。また、複数の媒体PM1は、それらの前方端部がセットガイド2022と当接することにより、下流側に進行しないようにセットされている。制御部SS1は、この状態で画像形成装置S2における制御部SS2から制御信号を受信すると、スタッカ2020の下方に設けられた媒体センサ2012が積載されている媒体PM1を検知し、かつ、媒体センサ2035および媒体センサ2036の少なくとも一方が媒体PM1を検知していない場合、駆動モータS1Mを駆動させる。制御部SS1は、媒体センサ2012が媒体PM1を検知している場合であっても、媒体センサ2035および媒体センサ2036の双方が媒体PM1を検知している場合には、駆動モータS1Mを駆動させない。また、当然ながら、制御部SS1は、媒体センサ2012が媒体PM1を検知していない場合には駆動モータS1Mを駆動させない。
駆動モータS1Mの駆動により、駆動ローラ2013が矢印R13(図2)の方向に回転駆動する。駆動ローラ2013の回転駆動により、給紙ベルト2011は矢印R11(図2)で示した方向に循環回転する。これにより、スタッカ2020に積載された複数の媒体PM1のうちの最下層に位置する一の媒体PM1が+X方向へ繰り出される。ただし、媒体PM1同士の摩擦力により、数枚の媒体PM1が積層されたまま+X方向へ繰り出されることもある。繰り出された一または複数の媒体PM1は、事前捌きガイド2026と給紙ベルト2011との隙間へ進入したのち、さらに給紙ベルト2011と補助コロ2009との間(ニップ部)に送り込まれることとなる。事前捌きガイド2026の機能により、給紙ベルト2011と補助コロ2009との間に進入する媒体PM1の枚数は1〜2枚程度となる。一または複数の媒体PM1は、給紙ベルト2011と補助コロ2009とのニップ部を経て、さらにセパレータ2003の当接面2003Sと当接しつつ、セパレータ2003をくぐり抜けるように+X方向へ進行する。複数の媒体PM1が重なった状態のままセパレータ2003に到達した場合、上層の媒体PM1はセパレータ2003により係止され、最下層の媒体PM1のみがセパレータ2003の下方をくぐり抜けるように進行することとなる。このような挙動により、分離部2001では、複数の媒体PM1から一の媒体PM1のみが分離されて下流の媒体搬送装置S12へ繰り出されるようになっている。
駆動モータS1Mの駆動により、駆動ローラ2032が矢印R32(図2)の方向に回転駆動する。駆動ローラ2032の回転駆動により、搬送ベルト2031は矢印R31(図2)で示した方向に循環回転する。これにより、媒体分離装置S11において分離されたのち媒体搬送装置S12に到達した一の媒体PM1は、搬送ベルト2031との間に生じる摩擦力により、搬送テーブル2033の上を+X方向へ搬送される。媒体PM1の前方端部が媒体センサ2035によって検知されると、駆動モータS1Mが停止する。よって、媒体PM1の搬送動作が停止される。このとき、媒体PM1の前方端部はピックアップローラ602と搬送ベルト2031とのニップ部よりも下流に位置しているとよい。その後、画像形成装置S2における制御部SS2の制御によりピックアップローラ602が回転し、媒体PM1がさらに下流に搬送されて媒体PM1の後方端部が媒体センサ2036を通過したことが検知されると、駆動モータS1Mの運転が再開され、媒体供給装置S1における新たな媒体PM1の媒体供給動作が開始される。
なお、上述したように、媒体分離動作の際、補助コロ2009は媒体PM1を介して給紙ベルト2011に付勢された状態が維持される一方、セパレータ2003の高さ位置(Y軸方向の位置)は任意に設定可能となっている。図2は、セパレータ2003の当接面2003Sの最先端の高さ位置が給紙ベルト2011の表面2011Sの高さ位置とほぼ同じである状態を表している。これに対し、図4Aおよび図4Bでは、当接面2003Sの最先端の高さ位置が給紙ベルト2011の表面2011Sの高さ位置よりも下方に位置している状態を表している。セパレータ2003の高さ位置の調整は、ノブ2004の操作により媒体PM1の種類(材質や厚さ)に応じて予め設定しておく。一般に、図4Bに示したオーバーラップ量Lが大きいほど、分離負荷が増大する。ここでいう分離負荷とは、積層された複数の媒体PM1から一の媒体PM1がセパレータ2003において分離される際に要する力をいう。すなわち、給紙搬送部2010は、この分離負荷を上回る搬送力をもって積層された複数の媒体PM1を搬送しなければ、複数の媒体PM1から一の媒体PM1を分離することはできず、セパレータ2003に到達した全ての媒体PM1の進行が滞ることとなる。したがって、媒体分離動作を行うためには、セパレータ2003における分離負荷を給紙搬送部2010による搬送力が上回るようにしなければならない。
ところで、給紙搬送部2010による搬送力は、給紙ベルト2011の回転トルク、および給紙ベルト2011の表面2011Sと媒体PM1との摩擦力によって実質的に決定される。ここで給紙ベルト2011の回転トルクは一定である。しかしながら、表面2011Sと媒体PM1との摩擦力は、スタッカ2020に積載される媒体PM1の枚数(総重量)によって変化する。すなわち、画像形成システムにおいて印刷動作を開始した当初が最大の摩擦力を示し、その結果、給紙搬送部2010による搬送力は最大となる。その後、印刷動作を繰り返してスタッカ2020に積載される媒体PM1の枚数が減少するに連れて摩擦力が減少し、その結果、給紙搬送部2010による搬送力も低下する。一方、セパレータ2003における分離負荷はオーバーラップ量Lによって異なるものの、(補助コロ2009が存在しない場合には)媒体PM1の枚数によって変化する性質のものではない。図5Aは、補助コロ2009が存在しない、一般的な構造を有する媒体分離装置における搬送力および分離負荷と、スタッカに積載された媒体の総重量との関係を模式的に表した特性図である。図5Aにおいて、横軸がスタッカに積載された媒体の総重量を表し、縦軸が搬送力および分離負荷を表している。また、図5Aにおいて直線C51は分離負荷を表し、直線C52は搬送力を表している。図5Aに示したように、分離負荷は媒体の総重量によらず一定であるのに対し、搬送力は媒体の総重量に比例する傾向にある。したがって、印刷動作開始当初は(搬送力)>(分離負荷)の関係が得られていても、スタッカにおける媒体の残量が少なくなった場合、上記の関係が逆転し、(搬送力)<(分離負荷)となってしまう場合がある。その場合、媒体の進行が滞ることとなる(媒体の不送り)。そこで、例えば図5Aに直線51Aで示したように、分離負荷を下げることで、媒体の残量が少なくなった場合であっても(搬送力)>(分離負荷)の関係が維持されるようにする方法も考えられる。しかしその場合、印刷動作開始当初において搬送力が分離負荷に比べて大きくなりすぎてしまい((搬送力)>>(分離負荷)の関係となる)、媒体の種類によってはめくれや皺が発生し、あるいは重送(複数の媒体が重なったまま搬送される事象)生じてしまうおそれがあるので好ましくない。さらに、オーバーラップ量Lを、スタッカにおける媒体の残量に応じて連続的に、もしくは段階的に変化させるようにする方法も考えられるが、媒体の種類等によって適切なオーバーラップ量Lが異なるので複雑な制御機構が必要となってしまう。
そこで、本実施の形態では、セパレータ2003を支持するセパレータフレーム2006に補助コロ2009を設け、その補助コロ2009を、セパレータ2003に対してY軸方向に沿って弾性的に変位させるようにした。これにより、例えば図5Bに示したように、補助コロ2009はセパレータ2003と連動してY軸方向へ変位し、セパレータ2003の高さ位置(オーバーラップ量L)の変化による分離負荷の変化に応じた補助搬送力を媒体PM1に付加することができる。図5Bでは、横軸がオーバーラップ量Lを表し、縦軸が搬送力および分離負荷を表している。図5Bにおいて直線C53は分離負荷を表し、直線C54は搬送力を表している。図5Bに示したように、本実施の形態では、オーバーラップ量Lの増減に応じて搬送力を増減させることができるので、分離負荷と搬送力とを連動させることができる。よって、複雑な制御を行うことなく、分離負荷と搬送力との適切な関係が媒体PM1の残量によらず得られる。その結果、媒体PM1の不送りや媒体PM1の損傷(めくれや皺の発生)、あるいは重送が回避される。
(C.画像形成システムの作用効果)
このように本実施の形態では、媒体供給装置S1において、給紙ベルト2011との間に媒体PM1を挟持する補助コロ2009を、セパレータ2003に対してY軸方向に沿って弾性的に変位させるようにセパレータフレーム2006に保持している。このため、分離負荷の変化に応じた補助搬送力を媒体PM1に付加することができる。よって、複雑な制御を行うことなく、優れた媒体分離性能を発揮することができる。
<2.第2の実施の形態>
[2.1 分離ユニット10Aの全体構成]
次に、図6〜図17を参照して、本発明の第2の実施の形態に係る分離ユニット10Aについて説明する。この分離ユニット10Aは、例えば上記第1の実施の形態で説明した画像形成システムに搭載され、媒体分離装置S11において媒体分離動作を行うものである。図6は、分離ユニット10Aの全体構成例を表す斜視図である。図7Aは、分離ユニット10Aを下流側から眺めた側面図であり、図7Bは、図7Aに示した分離ユニット10Aの要部を拡大したものである。分離ユニット10Aは、分離部2001Aと、給紙搬送部2010とを有する。給紙搬送部2010は、上記第1の実施の形態で説明したものと同様である。よって、本実施の形態では、主に分離部2001Aについて説明する。
(分離部2001Aの構成)
図8Aは分離部2001Aの外観を表す斜視図であり、図8Bは分離部2001Aの内部構造を表す斜視図である。分離部2001Aは、分離片1と、フレーム2と、カバー3と、レバー4と、解除レバー5A,5Bとを有している。分離片1は、給紙搬送部2010と対向するように設けられており、媒体分離装置S11における媒体分離動作の際、媒体PM1と当接することとなる当接面1S(図7B)を有している。分離片1は、本発明の「当接部材」に対応する一具体例であり、Z軸方向において、給紙搬送部2010の中央、すなわち隣り合う給紙ベルト2011Cと給紙ベルト2011Dとの間に位置している。したがって、Y軸方向に移動した場合であっても、分離片1の当接面1Sは、給紙ベルト2011と干渉することはない。よって、後出の図10A,図10Bおよび図11に示したように、分離片1は、Z軸方向において給紙ベルト2011とオーバーラップする(重なり合う)位置まで−Y方向に移動することができるようになっている。ここで、図7Bに示したように、分離片1の当接面1Sと給紙ベルト2011の表面2011Sとの間隔をギャップYGとする。
図9Aは、分離部2001Aの、XY平面に平行な断面を表し、図9Bは、分離部2001Aの内部構造を表す斜視図であって一部の構成要素を除去した状態を表している。さらに、図9Cは、分離部2001Aの内部における他の構成要素を表す斜視図である。図8A〜図9Cに示したように、分離部2001Aは、ロックポスト6A,6Bと、ラチェット板7A,7Bと、シャフト8と、可動ポスト9と、コイルばね11と、フレーム12と、ポスト13とをさらに有している。
フレーム2は、各種部材が取り付けられる基体であり、例えば図8Bに示したように、略円弧状をなす外縁を含む2枚のラチェット板7A,7Bが固定されている。ラチェット板7Aおよびラチェット板7Bは、それぞれ例えばXY平面に延在し、Z軸方向に互いに隣り合うようにフレーム2に固定されている。ラチェット板7A,7Bにおける略円弧状をなす外縁には、それぞれ凹部7UA,7UBが円周方向に沿って並ぶように複数形成されている。なお、図8Bに示した例では、ラチェット板7Aの形状および大きさとラチェット板7Bの形状および大きさとは同一であり、凹部7UAと凹部7UBとは同位相で形成されている。凹部7UA,7UBには、それぞれロックポスト6A,6Bが係合するようになっている。ロックポスト6A,6Bは、解除レバー5A,5Bの一端に、それぞれ−Z方向または+Z方向へ突出するように設けられている。また、ラチェット板7A,7Bには、それぞれY軸方向に伸びる切り欠き7Kが形成されており、Z軸方向に伸びる可動ポスト9をY軸方向に案内するようになっている。さらに、分離部2001Aは、ラチェット板7Aとラチェット板7Bとを繋ぐようにZ軸方向へ伸びるラチェット板ポスト7Pを有している。なお、ロックポスト6A,6Bおよびラチェット板7A,7Bは、一体として本発明の「係止部」の一具体例に対応する。
フレーム2には、レバー4が、例えばZ軸方向に伸びるシャフト8を中心として回動可能に保持されている。シャフト8はフレーム2の側壁2A,2Bに固定されている(図8A,8B)。レバー4は、シャフト8から遠ざかる方向へ延在すると共にその延在方向を長手方向とする長孔4Hが形成された基部4Aと、基部4Aの一端に形成されてシャフト8に支持されたカム部分4Bと、基部4Aの他端に設けられた操作部4Cとを有する。カム部分4Bは、XY面内に広がる板状部分であり、その外縁にカム面4Kを有する(図9B)。カム部分4Bは、本発明の「第1カム」に対応する一具体例である。カム部分4Bは、後述するようにカム面4Kが可動ポスト9の表面と当接した状態を維持しつつ、Z軸を中心に回転するようになっている。長孔4Hには解除レバー5Aと解除レバー5Bとを繋ぐ連結部材5Pが挿通され、連結部材5Pが長孔4Hの長手方向に沿って案内されるようになっている。これにより、解除レバー5A,5Bおよびロックポスト6A,6Bは、レバー4に対して基部4Aの延在方向に沿って変位可能となっている。なお、解除レバー5A,5Bおよびロックポスト6A,6Bは、例えば解除レバー5Aの一部とレバー4の一部とを繋ぐコイルばね22の付勢力により、シャフト8に近づくように付勢されている(図9B,9C参照)。レバー4は、シャフト8を中心として、例えば図9Aに示した矢印4Rの範囲(位置P1から位置P2との間)で可逆的に回動することができる。ただし、レバー4を回動させる場合、レバー4に対し解除レバー5A,5Bを矢印Y5の方向、すなわち、シャフト8から遠ざかる方向へ変位させ、ロックポスト6A,6Bをラチェット板7A,7Bにおける凹部7UA,7UBから離間させる必要がある。
分離部2001Aでは、フレーム2に対し、分離片1を保持するフレーム12がコイルばね11などを介して弾性的に変位可能に保持されている。フレーム12は、Z軸方向において分離片1を挟んで対向する一対の側壁12A,12Bを含んでいる。可動ポスト9およびポスト13は、それぞれZ軸方向に延在して一対の側壁12A,12B同士を繋ぐように設けられている。分離片1は、自らを貫く取付ポスト20,21により側壁12A,12Bに固定されている。ポスト13は、コイルばね11により、ラチェット板ポスト7Pと弾性的に接続されている。すなわち、ポスト13は、コイルばね11の付勢力によりラチェット板ポスト7Pに近づくように付勢されている。これにより、可動ポスト9はカム部分4Bの外縁に設けられたカム面4Kと当接した状態が常に維持されている。また、フレーム2の側面には、可動ポスト9に対応する位置に長孔2Hが、ポスト13と対応する位置には切り欠き2Kがそれぞれ形成されている。長孔2Hおよび切り欠き2Kは、いずれもY軸方向に延在しており、これにより可動ポスト9およびポスト13をY軸方向に案内するようになっている。したがって、フレーム12に固定された分離片1は、フレーム2に対してY軸方向に沿って可逆的に移動(上下動)することができるようになっている。
(分離部2001Aの動作)
上記の構成を有する分離部2001Aでは、レバー4の、シャフト8を中心とした回動により、フレーム12に固定された分離片1がY軸方向に沿って上下動する。カム部分4Bの回転により、カム部分4Bのカム面4Kの形状に応じてシャフト8と可動ポスト9との距離が変化する(すなわち、フレーム2に対し、可動ポスト9が上下動する)からである。したがって、レバー4の操作により、分離片1の当接面1Sと給紙ベルト2011の表面2011SとのギャップYG(図7B)の調整が容易にできる。
図10Aおよび図10Bは、分離片1の高さ位置を下方に変位させた状態を表す斜視図および側面図である。図10Aおよび図10Bは、レバー4を、位置P1(図9A)から位置P2(図9A)に至るまで大きく回動させた時の状態を表す。位置P1は、図6などに示したギャップYGが比較的大きい初期状態(YG>0)に相当する。一方、位置P2は、図11に示した、ギャップYGが比較的小さいオーバーラップ状態(YG<0)に相当する。このようにギャップYGが変化するのは、位置P1では、可動ポスト9が、カム面4Kのうちシャフト8の中心から比較的近い箇所4K1と当接しているのに対し、位置P2では、可動ポスト9が、カム面4Kのうちシャフト8の中心から比較的遠い箇所4K2と当接しているからである(図9A参照)。そのうえ、本実施の形態では、ラチェット板7A,7Bにおいてそれらの外縁に沿って並ぶ複数の凹部7UA,7UBを設けるようにしたので、それらにロックポスト6A,6Bを係合させることで、レバー4を段階的に異なる位置(所望の位置)で係止することができる。したがって、図12に示したように、ラチェット位置、すなわち、ロックポスト6A,6Bを係合させる凹部7UA,7UBの位置に応じて、適切なギャップYGを選択することができる。適切なギャップYGとしては、例えば−2mm程度である。
[2.2 作用効果]
本実施の形態の分離ユニット10Aでは、自らの姿勢の変位により、分離片1を、給紙ベルト2011に対して接近しまたは給紙ベルト2011から遠ざかるようにY軸方向に沿って移動させるカム部分4Bを含むレバー4と、カム部分4Bを2以上の姿勢で係止するロックポスト6A,6Bおよびラチェット板7A,7Bとを有するようにした。これにより、分離片1は、Y軸方向において任意の位置で係止されるので、容易にギャップYGの多段階調整を行うことができる。この結果、適切な分離負荷を容易に得ることができ、媒体PM1の不送りや媒体PM1の損傷(めくれや皺の発生)が回避される。したがって、この分離ユニット10Aを備えた媒体分離装置S11、媒体供給装置S1、および画像形成システムによれば、優れた媒体分離性能を発揮することができる。
[2.3 分離部2001Aの第1の変形例]
上記第2の実施の形態で示した分離部2001Aでは、ラチェット板7Aの形状および大きさとラチェット板7Bの形状および大きさとは同一であり、凹部7UAと凹部7UBとは同位相で形成されている。しかしながら、例えば図13に示した分離部2001A1のように、ラチェット板7Aにおける凹部7UAの配置位置と、ラチェット板7Bにおける凹部7UBの配置位置との位相をずらすようにしてもよい。その場合、ロックポスト6Aのみが凹部7UAに係合する位置と、ロックポスト6Bのみが凹部7UBに係合する位置との双方においてレバー4を係止することができるので、より細かいステップでのギャップYGの多段階調整を行うことができる。
[2.4 分離部2001Aの第2の変形例]
図14Aおよび図14Bは、分離部2001Aの第2の変形例としての分離部2001A2の内部構造を表す斜視図および断面図である。分離部2001A2は、可動ポスト9のうち、カム部分4Bのカム面4Kと当接する位置にカム14を有している。可動ポスト9の、カム14が設けられた端部と反対側の端部には、カム14の姿勢を調整するカム調整部15が設けられている。カム14は、本発明の「第2カム」に対応する一具体例である。カム14は、カム部分4Bと同様に、自らの姿勢の変位により、分離片1を、給紙搬送部2010に対して接近しまたは給紙搬送部2010から遠ざかるようにY軸方向に沿って移動させるように機能する。例えば図14Aおよび図14Bの状態は、分離片1が最も上方へ変位した状態である。一方、例えば図15Aに示したように、レバー4を倒すことによりカム部分4Bの姿勢が変化し、カム面4Kと当接するカム14(可動ポスト9)を下方へ大きく変位させることとなる。その状態で、カム調整部15を回転させることにより、カム14の姿勢を変化させる。図15Bは、カム14におけるカム面14Kのうち、可動ポスト9の回転中心から比較的遠い箇所においてレバー4のカム面4Kが当接している。このため、図15Bでは、図15Aの状態よりもさらに分離片1が下方へ僅かに変位している。このように、カム14を設けることにより、ギャップYGの無段階の微調整が可能となる。
図16に、分離部2001A2におけるラチェット位置とギャップYGとの関係を表す。図16において曲線C4はレバー4(カム部分4Bの姿勢変化)による調整のみを実施した場合のラチェット位置に応じたギャップYGの変化を表している。これに対し、曲線C14A,C14Bは、レバー4に加えてカム14の姿勢変化による微調整を実施した場合のラチェット位置に応じたギャップYGの変化を表している。ただし、曲線C14Aはカム14の姿勢調整により分離片1を+Y方向に変位させた場合を示し、曲線C14Bはカム14の姿勢調整により分離片1を−Y方向に変位させた場合を示している。
<3.その他の変形例>
以上、実施の形態および変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。例えば上記実施の形態等ではカラー画像を形成する画像形成装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば黒色のトナー像のみを転写してモノクロ画像を形成する画像形成装置であってもよい。また、上記実施の形態等では、2次転写方式の画像形成装置について説明したが、本発明は1次転写方式(直接転写方式)にも適用されうる。
また、上記実施の形態等では、6つの給紙ベルト2011を例示したが、本発明ではその数は限定されない。また、弾性体としてコイルばねを例示したが、板ばねなどの他の部材であってもよい。また第2の実施の形態では、ラチェット板を2枚設けるようにしたが、その数は2枚に限定されず、例えば1枚のみ設けるようにしてもよいし、3枚以上並べるようにしてもよい。また、レバー4のカム部分4Bにおけるカム面4Kの形状についても適宜変更可能である。
また、上記実施の形態等では、露光装置として発光ダイオードを光源とするLEDヘッドを用いるようにしたが、例えばレーザ素子等を光源とした露光装置を用いてもよい。
さらに、上記実施の形態等では、本発明における「画像形成装置」の一具体例として、印刷機能を有する画像形成装置について説明したが、これには限られない。すなわち、そのような印刷機能に加え、例えば、スキャン機能やファックス機能を有する複合機として機能する画像形成装置においても、本発明を適用することが可能である。
1…分離片、2…フレーム、3…カバー、4…レバー、5…解除レバー、6A,6B…ロックポスト、7A,7B…ラチェット板、8…シャフト、9…可動ポスト、11,22…コイルばね、12…フレーム、13…ポスト、14…カム、15…カム調整部、10,10A…分離ユニット、2001,2001A…分離部、2002…分離フレーム、2003…セパレータ、2004…ノブ、2005…ブリッジ、2006…セパレータフレーム、2007…案内軸、2008…弾性体、2009…補助コロ、2010…給紙搬送部、2011…給紙ベルト、2012…媒体センサ、2013…駆動ローラ、2014…張架ローラ、2020…スタッカ、2021…スタックガイド、2022…セットガイド、2023…コロフレーム、2024…接続部、2025…支持部、2026…事前捌きガイド、2027…積載ガイド、2031…搬送ベルト、2032…駆動ローラ、2033…搬送テーブル、2034…搬送コロ、2037…張架ローラ、100…媒体供給部、101…給紙トレイ、202…ピックアップローラ、203…フィードローラ、204…リタードローラ、300…搬送部、400…画像形成部、500…定着部、501…上部ローラ、502…下部ローラ、503A,503B…熱源、600…媒体受入部、700…中間転写部、701…中間転写ベルト、702…駆動ローラ、703…従動ローラ、704…バックアップローラ、707…2次転写ローラ、750…2次転写部、800…排出部、801〜804…搬送ローラ対、805…スタッカ、900…反転部、K…筐体、PM1,PM2…媒体、S1…媒体供給装置、S11…媒体分離装置、S12…媒体搬送装置、S2…画像形成装置。

Claims (17)

  1. 複数の媒体を積み重ねて保持するスタッカと、
    前記複数の媒体を一つずつ分離する分離ユニットと
    を備え、
    前記分離ユニットは、
    第1の方向へ移動することにより前記媒体を前記第1の方向へ搬送する移動体と、
    第2の方向において前記媒体を介して前記移動体と接し、前記媒体を前記移動体に向けて付勢する付勢力を前記媒体に付与する付勢部材と、
    前記移動体に対して接近しまたは前記移動体から遠ざかるように前記第2の方向に沿って移動可能に設けられ、前記移動体と前記付勢部材との間を通過する前記媒体と当接する当接面を含む当接部材と
    を有し、
    前記付勢部材による付勢力は、前記第2の方向における、前記移動体の位置を基準とした前記当接部材の位置に応じて変動する
    媒体分離装置。
  2. 前記当接部材を前記第2の方向に沿って移動可能に保持する基体と、
    前記基体に回転可能に保持された駆動ローラと
    をさらに備え、
    前記移動体は、前記駆動ローラによって回転する無端状ベルトである
    請求項1に記載の媒体分離装置。
  3. 前記付勢部材は、前記移動体の移動に伴って回転する回転体を含む
    請求項1または請求項2に記載の媒体分離装置。
  4. 前記付勢部材は、前記第1の方向において前記当接部材と前記スタッカとの間に位置する
    請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の媒体分離装置。
  5. 前記第1の方向において前記付勢部材と前記スタッカとの間に位置すると共に前記媒体を案内する案内部
    をさらに備えた
    請求項4記載の媒体分離装置。
  6. 前記付勢部材は、前記第2の方向において弾性変形する弾性体を含む
    請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の媒体分離装置。
  7. 前記移動体は、前記第1の方向と実質的に直交する第3の方向において隣り合うと共に各々前記媒体を前記第1の方向へ搬送する第1の部分および第2の部分を含んでなり、
    前記当接部材は、前記第3の方向において前記第1の部分と前記第2の部分との間に位置する
    請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の媒体分離装置。
  8. 前記当接部材は、前記第3の方向において前記第1の部分および前記第2の部分と重なり合う位置に移動可能に設けられている
    請求項7記載の媒体分離装置。
  9. 複数の媒体を積み重ねて保持するスタッカと、前記複数の媒体を一つずつ分離する分離ユニットとを有する媒体分離装置と、
    前記媒体分離装置において分離された前記媒体を搬送する媒体搬送装置と
    を備え、
    前記分離ユニットは、
    第1の方向へ移動することにより前記媒体を前記第1の方向へ搬送する移動体と、
    第2の方向において前記媒体を介して前記移動体と接し、前記媒体を前記移動体に向けて付勢する付勢力を前記媒体に付与する付勢部材と、
    前記移動体に対して接近しまたは前記移動体から遠ざかるように前記第2の方向に沿って移動可能に設けられ、前記移動体と前記付勢部材との間を通過する前記媒体と当接する当接面を含む当接部材と
    を有し、
    前記付勢部材による付勢力は、前記第2の方向における、前記移動体の位置を基準とした前記当接部材の位置に応じて変動する
    媒体供給装置。
  10. 媒体供給装置と、画像形成装置とを備え、
    前記媒体供給装置は、
    複数の媒体を積み重ねて保持するスタッカと、前記複数の媒体を一つずつ分離する分離ユニットとを有する媒体分離装置と、
    前記媒体分離装置において分離された前記媒体を搬送する媒体搬送装置と
    を備え、
    前記分離ユニットは、
    第1の方向へ移動することにより前記媒体を前記第1の方向へ搬送する移動体と、
    第2の方向において前記媒体を介して前記移動体と接し、前記媒体を前記移動体に向けて付勢する付勢力を前記媒体に付与する付勢部材と、
    前記移動体に対して接近しまたは前記移動体から遠ざかるように前記第2の方向に沿って移動可能に設けられ、前記移動体と前記付勢部材との間を通過する前記媒体と当接する当接面を含む当接部材と
    を有し、
    前記付勢部材による付勢力は、前記第2の方向における、前記移動体の位置を基準とした前記当接部材の位置に応じて変動する
    画像形成システム。
  11. 複数の媒体を積み重ねて保持するスタッカと、
    前記複数の媒体を一つずつ分離する分離ユニットと
    を備え、
    前記分離ユニットは、
    第1の方向へ移動することにより前記媒体を前記第1の方向へ搬送する移動体と、
    前記移動体に対して接近しまたは前記移動体から遠ざかるように第2の方向に沿って移動可能に設けられ、前記移動体により搬送される前記媒体と当接する当接面を含む当接部材と、
    前記当接部材を、前記移動体に対して接近しまたは前記移動体から遠ざかるように前記第2の方向に沿って移動させる第1カムと、
    前記第1カムを2以上の姿勢で係止する係止部と
    を有する
    媒体分離装置。
  12. 前記係止部は、
    前記第1カムに設けられたポストと、
    前記ポストと係合可能に設けられた2以上の係合部と
    を含む
    請求項11記載の媒体分離装置。
  13. 前記係合部が設けられた基体をさらに備え、
    前記基体は、
    前記第1カムを、前記第2の方向と実質的に直交する軸を中心として回転可能に保持し、
    前記当接部材を、前記第2の方向に沿って弾性的に変位可能に保持している
    請求項12に記載の媒体分離装置。
  14. 前記係止部は、前記第1カムを段階的に異なる位置で係止する
    請求項11から請求項13のいずれか1項に記載の媒体分離装置。
  15. 前記分離ユニットは、前記第1カムと当接すると共に、前記当接部材を、前記移動体に対して接近しまたは前記移動体から遠ざかるように前記第2の方向に沿って移動させる第2カムをさらに有する
    請求項11から請求項14のいずれか1項に記載の媒体分離装置。
  16. 複数の媒体を積み重ねて保持するスタッカと、前記複数の媒体を一つずつ分離する分離ユニットとを有する媒体分離装置と、
    前記媒体分離装置において分離された前記媒体を搬送する媒体搬送装置と
    を備え、
    前記分離ユニットは、
    第1の方向へ移動することにより前記媒体を前記第1の方向へ搬送する移動体と、
    前記移動体に対して接近しまたは前記移動体から遠ざかるように第2の方向に沿って移動可能に設けられ、前記移動体により搬送される前記媒体と当接する当接面を含む当接部材と、
    前記当接部材を、前記移動体に対して接近しまたは前記移動体から遠ざかるように前記第2の方向に沿って移動させる第1カムと、
    前記第1カムを2以上の姿勢で係止する係止部と
    を有する
    媒体供給装置。
  17. 媒体供給装置と、画像形成装置とを備え、
    前記媒体供給装置は、
    複数の媒体を積み重ねて保持するスタッカと、前記複数の媒体を一つずつ分離する分離ユニットとを有する媒体分離装置と、
    前記媒体分離装置において分離された前記媒体を搬送する媒体搬送装置と
    を備え、
    前記分離ユニットは、
    第1の方向へ移動することにより前記媒体を前記第1の方向へ搬送する移動体と、
    前記移動体に対して接近しまたは前記移動体から遠ざかるように第2の方向に沿って移動可能に設けられ、前記移動体により搬送される前記媒体と当接する当接面を含む当接部材と、
    前記当接部材を、前記移動体に対して接近しまたは前記移動体から遠ざかるように前記第2の方向に沿って移動させる第1カムと、
    前記第1カムを2以上の姿勢で係止する係止部と
    を有する
    画像形成システム。
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