JP4011510B2 - 給送装置とそれを備えた画像形成装置とシート材の給送方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シート材積載部材に積載されたシート材を１枚ずつ分離して給送する給送装置とそれを備えた画像形成装置及びシート材の給送方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このようにシート材積載部材に積載されたシート材を１枚ずつ分離して給送する給送装置のシート材分離方式にはいろいろあるが、その一つに例えば特許文献１に記載されている傾斜部材を使用したものがある。
そこに記載されている給紙装置は、最上位のシート材に圧接してそのシート材を分離部へ繰り出す給紙ローラと、その給紙ローラに圧接し、シート材の繰り出し方向の前端が突き当たる傾斜面を有する傾斜部材とを設け、その傾斜部材の給紙ローラと当接する面を給紙ローラの軸線方向に沿う突条に形成している。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００３−２６３４８号公報（第６頁、図１）
【０００４】
また、本出願人は、多種多様なシート材を不送りや重送することなく１枚ずつ確実に分離して搬送することができるシート材の給送方法とその装置及びそれを備えた画像形成装置として、先に特願２００２−３３６２３４号を出願している。
この出願では、シート材積載部材に積載されたシート材に圧接してこのシート材を分離部へ繰り出す給送手段と、この給送手段にニップ形成部で圧接し上記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる傾斜面を備えた傾斜部材とを有するシート材の給送方法であって、以下の条件式を満足する条件下で、上記給送手段によって上記シート材を上記分離部へ繰り出し、繰り出された上記シート材を上記傾斜部材の傾斜面により分離するシート材の給送方法等を提案している。
Ｐ＞Ｒ_ｆ・Ａ／（μ_１−μ_ｐ１２）
Ｐ＜Ｒ_ｆ・Ａ／Δμ_ｐ
Ａ＝ｓｉｎθ_ｐ２＋μ_２・ｃｏｓθ_ｐ２
但し Ｐ：給紙圧
Ｒ_ｆ：シート材の曲げ変形により、シート材先端に作用する傾斜部材の傾斜面からの垂直抗力
μ_１：給送手段とシート材との間の摩擦係数
μ_２：傾斜部材の傾斜面とシート材先端との間の摩擦係数
μ_ｐ１２：シート材の１枚目と２枚目の間の摩擦係数
Δμ_ｐ：シート材間の摩擦係数の差
θ_ｐ２：給送手段のニップ形成部の接線と傾斜部材の傾斜面とのなす角度
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載の給紙装置にあっては、通常はシート材の分離性能や耐久性に関して十分な結果が得られても、使用するシート材の種類や環境条件、あるいは傾斜部材の傾斜面の表面状態の出来によっては、図９に示すようにシート材Ｐの先端部分に用紙めくれＰｍが発生しやすいという問題点があった。
また、先願の特願２００２−３３６２３４号では、傾斜部材の傾斜面とシート材先端との間の摩擦係数をμ_２と規定はしているが、傾斜部材の傾斜面の表面粗さＲａについては、何ら着目していなかった。
この発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、シート材を確実に１枚に分離することができると共に、シート材の先端部分に用紙めくれができたりしないようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の目的を達成するため、シート材積載部材に積載されたシート材に圧接してそのシート材を分離部へ繰り出す給送手段と、上記シート材積載部材を上記給送手段に向けて付勢する手段と、その給送手段にニップ形成部で圧接し上記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる傾斜面を備えた傾斜部材と、その傾斜部材を上記給送手段に向けて付勢する手段とを設け、
上記給送手段を回転させて繰り出したシート材を上記傾斜部材の傾斜面により１枚に分離するようにし、上記傾斜部材の傾斜面の表面粗さＲａを１．６以下に規制したものである。
そして、その給送装置を備えた画像形成装置も提供する。
さらに、その画像形成装置において、上記給送装置を複数段あるいは１段とシート材を手差し給紙する給紙部とに複数設けるとよい。
また、シート材積載部材を給送手段に向けて付勢し、そのシート材積載部材に積載されたシート材に上記給紙手段が圧接してそのシート材を繰り出すとともに、上記給送手段にニップ形成部で圧接し、そのシート材の繰り出し方向の先端が突き当たる傾斜面を備えた傾斜部材を上記給紙手段に向けて付勢し、上記給送手段によって繰り出されたシート材の繰り出し方向の先端を上記傾斜部材の表面粗さＲａが１．６以下に形成された傾斜面に突き当てて１枚に分離するシート材の給送方法も提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１はこの発明による給送装置の一実施形態例を示す縦断面図、図２は同じくその給送装置の全体構成を示す分解斜視図、図３は図１の一部を拡大して示す説明図である。
まず、図１及び図２を参照してこの発明による給送装置の全体の構成を説明する。
この給送装置ＰＦは、図１に示すようにカセット１１内のシート材積載部材である底板１に積載されたシート材２に圧接してそのシート材２を傾斜部材６が設けられている分離部（説明は後述する）へ繰り出す給送手段である給送ローラ４と、その給送ローラ４にニップ形成部で圧接しシート材２の繰り出し方向の先端（図１で右端）が突き当たる傾斜面６ａを備えた傾斜部材６とを有し、給送ローラ４を回転させて上記分離部へ向けて繰り出したシート材２を傾斜部材６の傾斜面６ａにより１枚に分離するようにしている。
そして、その傾斜部材６の傾斜面６ａの表面粗さＲａ（中心線平均粗さ）を１．６ａ以下に規制している。
【０００８】
カセット１１は、図２に示すように装置本体１０の側面に形成されている開口部１０ｂを通して、その装置本体１０に着脱自在に装着されるようになっている。その装置本体１０は、図示のように周囲を高さの低い壁面で形成した浅い筺状をしている。
カセット１１内には、図１に示したように、底板１がその一端を支軸１ａにより揺動自在に支持されており、カセット１１との間に係着された圧縮ばね３により自由端部が図１において常時上方へ付勢されている。
【０００９】
装置本体１０には、圧縮ばね３により図１において反時計方向に付勢力を有する底板１上に積載されたシート材２の最上位のシート材２ａの先端部に圧接し得るように給送ローラ４が設けられており、その給送ローラ４に、傾斜面６ａを有する傾斜部材６の当接面６ｂが圧縮ばね５の付勢力により押圧され、これらによりシート材に対する分離部を構成している。
傾斜部材６は、図２及びその一部を拡大して示す図４に示すように、左右両側面に突設したリブ６ｄ，６ｄが装置本体１０側のガイドレール８，８に摺動自在にガイドされて給送ローラ４に圧接する方向に平行移動可能に装着されており、下部には抜け止め用の一対のフック６ｆ，６ｆを延設し、それらが装置本体１０の図示しない係止部に係合して上昇限が規制されている。
その傾斜部材６のシート材給送方向下流側には、給送ローラ４により繰り出されたシート材２を画像形成装置（図示しない）の画像形成部へ搬送する図２に示した搬送ローラ対７（図２では１個だけを示している）が回転自在に軸支されている。
なお、この傾斜部材６の平行移動手段は、傾斜部材６側にガイドレールを、装置本体１０側にリブを設けても差支えない。
【００１０】
ここで、図３を参照して、底板１上に積載されたシート材２と給送ローラ４及び傾斜部材６の関係をさらに詳細に説明する。
傾斜部材６の傾斜面６ａは、底板１に積載された複数枚のシート材２の最上位のシート材２ａを給送ローラ４による繰り出し方向Ｓに対して所定の角度θ_２になるように定めてある。そして、この傾斜面６ａに連続する給送ローラ４との当接面６ｂは、給送ローラ４の軸線方向に沿う突条に形成され（図４参照）、その幅はきわめて狹くなっている。なお、上記の突条は連続する一本からなるようにしてもよく、断続する複数本からなるようにしても差し支えない。
そして、給送ローラ４に圧接する底板１上の最上位のシート材２ａの圧接部位Ｘと傾斜部材６の傾斜面６ａと当接面６ｂとが交差する傾斜面終端６ｃと給送ローラ４との圧接部位であるニップ形成部Ｎとのシート材繰り出し方向に沿う距離を可能な限り近接させるようにし、図示しない制御部からの給紙開始信号が発せられると、最上位のシート材２ａの繰り出しが終るまで給送ローラ４が回転し得るようにする。
【００１１】
このように、両圧接部位Ｘ，Ｎ間の距離を小さくすることにより、曲げ弾性係数の異なる各種のシート材でも、シート材先端の曲げ範囲が狹くなるため、曲げ弾性係数が近接する結果となり、傾斜部材６の傾斜面６ａで発生する分力のバラツキも抑えられ、曲げ弾性係数の大きい厚紙，葉書，封筒等の場合は言うまでもなく、曲げ弾性係数の小さい薄紙等のシート材でも分離可能となり、多種多様のシート材に対応させることができる。
【００１２】
次に、上記のように構成された給送装置におけるシート材の分離作用について図５〜図７をも参照して詳しく説明する。
図５は、最上位のシート材２ａの力関係を示すものであり、積載された複数枚のシート材２を給送ローラ４により分離部へ繰り出す力として、最上位のシート材２ａの先端により傾斜部材６の傾斜面６ａに力Ｆが作用する。傾斜面６ａは最上位のシート材２ａの繰り出し方向Ｓに対して角度θ_２となるように設定されており、この傾斜面６ａに対して垂直方向に分力Ｆ１、傾斜面６ａに沿う方向に分力Ｆ２が発生する。
また、傾斜部材６を給送ローラ４に押圧する圧縮ばね５の分離圧Ｑがシート材２の繰り出し方向Ｓに対して所定の角度θ_１で設定されており、この分離圧Ｑを上記の分力Ｆ１のα成分Ｆ１αより小さく設定することにより、最上位のシート材２ａは傾斜部材６の傾斜面６ａを乗り越えて図１に示す搬送ローラ対７の方向へ給送される。
【００１３】
図６は、次のシート材２ｂの力関係を示すものであり、次のシート材２ｂには、その次のシート材２ｃとの間の摩擦負荷により力Ｆｐが作用し、この力Ｆｐは傾斜部材６の傾斜面６ａに垂直方向の分力Ｆｐ１と傾斜面６ａに沿う分力Ｆｐ２を発生する。しかし、一般にシート材間の摩擦係数は、給送ローラとシート材間の摩擦係数のほぼ５０％程度であるため、上記の力Ｆｐも図５に示した力Ｆのほぼ５０％となり、傾斜部材６の傾斜面６ａを乗り越える力は発生せず、傾斜部材６により止められて最上位のシート材２ａと分離される。
【００１４】
また、傾斜部材６の給送ローラ４との当接面６ｂがシート材との摩擦により摩耗して図７に破線で示す摩耗当接面６ｂ′となった場合でも、傾斜部材６は圧縮ばね５の分離圧力Ｑの方向に平行移動するだけであるので、傾斜面６ａの所定傾斜角θ_２（図６）は変化することなく分離条件を保つことができる。
さらに、傾斜部材６の給送ローラ４との当接面６ｂを小さくすることにより、最上位のシート材２ａとのニップ部が従来のニップ幅Ｄ１からニップ幅Ｃ１へと小さくなり、最上位のシート材２ａの後端部がニップ部を抜けてから給送ローラ４の連れ回りにより次のシート材２ｂに繰り出し力を与えるニップ幅分の送り量も小さくなるため、シート材２の重送を抑えることが可能になる。
このようにして、底板１に積載されたシート材２は１枚に分離されるが、そのシート材２は給送ローラ４と傾斜部材６の当接面６ｂとの接触部となるニップ形成部Ｎに進入する直前に傾斜面６ａを通過する。その際、傾斜面６ａの表面状態によっては、図９に示したような用紙めくれＰｍがシート材２の先端部分に発生する。これはシート材２の先端が、傾斜面６ａに引っ掛かった状態のままニップ形成部Ｎに進入するようになったときに発生するものである。
【００１５】
【表１】

【００１６】
表１は傾斜部材の傾斜面の表面粗さと用紙めくれ発生との関係を調べるために行った実験結果を示したものである。
この実験は、図１〜図７で説明した構成の給送装置を使用し、当接面６ｂの中心線平均粗さＲａを異ならせた４種類の傾斜部材６を使用して、シート材の紙厚６０〜９０ｇ／ｍ^２（１６〜２４ｌｂ）、試験環境を温度５℃、湿度２５％〜温度３５℃、湿度８５％のもとで、それぞれ用紙めくれが発生するか否かを確認したものである。
その実験結果によれば、傾斜部材６の傾斜面６ａの表面粗さＲａを１．６ａ（μｍ）以下にしたもの（仕上げ記号で▽▽▽に相当）では用紙めくれは発生していない。すなわち、傾斜面６ａの表面の中心線平均粗さＲａを１．６ａよりも高い精度にすれば、用紙めくれは発生しない。
【００１７】
同様に、この結果を傾斜面６ａの表面粗さを１０点平均粗さＲｚで示すと、傾斜面６ａの表面粗さを６．３Ｚ（μｍ）以上の精度に仕上げたもの（仕上げ記号で▽▽▽に相当）で、用紙めくれが発生しなくなる（ＯＫの評価）。
このように、この発明の給送装置を使用して、底板１に積載されたシート材２に圧接する給送ローラ４によりシート材２を繰り出し、そのシート材２の繰り出し方向の先端を給送ローラ４にニップ形成部で圧接する傾斜部材６の表面粗さＲａが１．６ａ以下に形成された傾斜面６ａに突き当てて１枚に分離するシート材の給送方法を実施することで、図９に示した用紙めくれＰｍが発生しないようにすることができる。
【００１８】
図８は上述した給送装置を備えた画像形成装置の一例である複写機を示す全体構成図である。
この画像形成装置である複写機３０は、複写機本体３１内に設けた光学読取系３２により読み取った画像データを基にして、光書込系３３が作像系３４に設けた感光体３５上に潜像を形成し、その潜像を作像系３４の現像装置３６がトナーにより可視像としている。
複写機本体３１の下部には、図１〜図７で説明した給送装置ＰＦが、この実施形態では複数段（１段であってもよい）に備えてあり、その複数段の給送装置ＰＦのうち選択された給紙段のカセット１１から底板１上に積載されたシート材２を給送ローラ４により１枚ずつ給紙し、搬送ローラ対７によって搬送路３７を通して作像系３４に搬送し、感光体３５上の可視像をシート材２上に転写する。
【００１９】
また、この複写機３０は、その側面にシート材２を手差し給紙する手差し用の給紙部を設けており、そこにもシート材積載部材である手差しトレイ５１に積載されたシート材２に圧接してそのシート材を分離部へ繰り出す給送ローラ４と、その給送ローラ４にニップ形成部で圧接しシート材２の繰り出し方向の先端が突き当たる傾斜面６ａ（図３のものと同様につき、そちらを参照）を備えた傾斜部材６とを有し、給送ローラ４を回転させて分離部へ向けて繰り出したシート材２を傾斜部材６の傾斜面６ａにより１枚に分離する手差し用の給送装置ＰＦ′を設けている。そして、この給送装置ＰＦ′も、傾斜部材６の傾斜面６ａの表面粗さＲａを１．６ａ以下に規制している。
【００２０】
そして、給送装置ＰＦあるいはＰＦ′から給送されてそこに可視像が転写されたシート材２は、定着装置３８に搬送されて可視像が定着された後、排紙ローラ対３９により外部の排紙トレイ４０に排出される。また、両面画像形成時には、シート材２は図示しない排紙分岐爪により反転搬送路４１から両面装置４２へ向けて搬送され、両面トレイ４３に一旦格納された後に進行方向を逆転し、両面搬送路４４から再び作像系３４に送り込まれて裏面に画像が形成され、定着装置３８を通って排紙トレイ４０上に排出される。
このように、この複写機３０は、各給紙段の各給送装置ＰＦ、あるいは手差し用の給送装置ＰＦ′のそれぞれについて、傾斜部材６の傾斜面６ａの表面粗さＲａを１．６ａ以下に規制しているので、そのいずれの給送装置からシート材２を給送したときでも、シート材２に図９に示したような用紙めくれＰｍを発生させないようにすることができる。
なお、この給送装置を有する画像形成装置は複写機に限るものではなく、ファクシミリ，プリンタ等の画像形成装置にも何等支障なく適用することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明による給送装置とそれを備えた画像形成装置によれば、シート材積載部材を給送手段に向けて付勢するとともに、その給送手段にニップ形成部で圧接しシート材の繰り出し方向の先端が突き当たる傾斜面を備えた傾斜部材を給送手段に向けて付勢し、その傾斜部材の傾斜面の表面粗さＲａを１．６ａ以下に規制するので、用紙めくれを発生させずにシート材を確実に分離して給送することができる。
同様に、この発明によるシート材の給送方法を実施しても、用紙めくれを発生させずにシート材を確実に分離して給送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による給送装置の一実施形態例を示す縦断面図である。
【図２】同じくその給送装置の全体構成を示す分解斜視図である。
【図３】図１の給送装置の一部を拡大して示す説明図である。
【図４】同じくその給送装置が有する傾斜部材とその付近の構成を示す分解斜視図である。
【図５】同じくその給送装置におけるシート材の分離作用の説明で最上位のシート材の力関係を説明するための説明図である。
【図６】同じくその給送装置におけるシート材の分離作用の説明で上から２枚目のシート材の力関係を説明するための説明図である。
【図７】同じくその給送装置が有する傾斜部材の給送ローラとの当接面が摩耗した場合でも所定の分離条件を保てることを説明するための説明図である。
【図８】この発明による給送装置を備えた画像形成装置の一例である複写機を示す全体構成図である。
【図９】従来の給送装置を使用した場合にシート材の先端部分に生じる用紙めくれを説明するための説明図である。
【符号の説明】
１：底板（シート材積載部材） ２：シート材
４：給送ローラ（給送手段） ６：傾斜部材
６ａ：傾斜面 Ｎ：ニップ形成部
ＰＦ，ＰＦ′：給送装置

Claims (4)

1. シート材積載部材に積載されたシート材に圧接して該シート材を分離部へ繰り出す給送手段と、前記シート材積載部材を前記給送手段に向けて付勢する手段と、該給送手段にニップ形成部で圧接し前記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる傾斜面を備えた傾斜部材と、該傾斜部材を前記給送手段に向けて付勢する手段とを設け、
   前記給送手段を回転させて繰り出した前記シート材を前記傾斜部材の傾斜面により１枚に分離するようにし、
   前記傾斜部材の傾斜面の表面粗さＲａを１．６ａ以下に規制したことを特徴とする給送装置。
2. 請求項１記載の給送装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２記載の画像形成装置において、前記給送装置を複数段あるいは１段とシート材を手差し給紙する給紙部とに複数設けていることを特徴とする画像形成装置。
4. シート材積載部材を給送手段に向けて付勢し、該シート材積載部材に積載されたシート材に前記給紙手段が圧接して該シート材を繰り出すとともに、前記給送手段にニップ形成部で圧接し、前記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる傾斜面を備えた傾斜部材を前記給紙手段に向けて付勢し、
   前記給送手段によって繰り出されたシート材の繰り出し方向の先端を前記傾斜部材の表面粗さＲａが１．６ａ以下に形成された傾斜面に突き当てて１枚に分離することを特徴とするシート材の給送方法。

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