JP4067941B2 - シート材の給送方法と給送装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シート材積載部材上のシート材を給送部材により給送し、そのシート材を分離部材により１枚ずつ分離するシート材の給送方法と給送装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シート材積載部材上に積載されたシート材を、例えば一番上に位置するシート材から１枚ずつ分離して画像形成部へ給送するシート材の給送方法にあっては、シート材の給送方向の先端における幅方向の両端部を爪部材により押さえて分離させるコーナ爪分離方法、摩擦部材を押圧してシート材を分離する分離パッド方法、シート材を傾斜面を有する固定のゲート部材に突き当てて分離する土手分離方法等がある。
これらの内、部品点数が少なく低コストで、同一構成でサイズの異なる厚紙と薄紙を含む多種多様のシート材（例えば、葉書，封筒，ＯＨＰ用紙等）に適用できるシート材分離方法としては、分離パッド方式や土手分離方式が知られている。
しかしながら、このような従来の分離パッドを使用したシート材の分離方法を実施する給送装置にあっては、特に低価格の１０ＰＰＭ（画像形成速度が１分間に１０枚）以下の低速機の場合、給送ローラと摩擦部材とに挾持されたシート材により搬送時にスティッキングスリップに起因する異音が発生するため、給送ローラを半月形状にする対策をとる必要があった。そのため、給送ローラと同軸上にシート材積載部材の上昇を制限するための上記給送ローラ径より僅かに小径の一対の円筒状のカラーを余分に給送ローラの両側に設ける必要があったので、部品点数が増えて生産コストが上昇するということがあった。
【０００３】
また、最近はリサイクル紙の使用増加に伴って、葉書，封筒等のシート材の搬送方向の先端部がささくれていたり、裁断時にバリが発生していたりするものが多いため、それが給送時の搬送負荷となり、分離パッド方法ではシート材の不送りが生じやすいという問題点があった。
さらに、コピー紙の再利用で裏紙の使用も増えており、積載されたシート材間の摩擦係数のバラツキが多くなって重送が発生するおそれもあり、裏紙の場合は定着時及び環境によりシート材にカールがかかり、そのカール方向によってはシート材の分離部においてシート材先端に負荷が生じたり、シート材を分離部へ搬送できずに不送りとなることもあり得るということがあった。
また、分離パッド方式の場合には、パッドの平面部を給送ローラに押圧させるため、積載状態から繰り出されるシート材の搬送方向（底板等のシート材積載部材の変位角に対応する）に対して分離パッドの角度を所定の範囲内の角度としなければならず、そのためには給送ローラのローラ径が制限され、レイアウトの自由度が制約されて給送装置の小型化が図りにくいという問題点もあった。
一方、土手分離方法の場合、例えば給送ローラと接している傾斜部材の上縁部分が平坦で給送ローラとのニップ部が広い場合には、各部品のバラツキ等により傾斜部材の傾斜面を所定の傾斜角度に配置することが難しいということがあった。
【０００４】
また、一般的に最上位のシート材が画像形成部で搬送されているときには給送ローラは停止しているが、先行のシート材が給送ローラとゲート部材間でニップされている間は、そのシート材との摩擦力により給送ローラは連れ回りしていて、先行のシート材の後端がニップ部を抜けると、次のシート材の先端が給送ローラの連れ回りにより傾斜部材に送られるようになる。
このとき、先行のシート材と次のシート材との間の摩擦係数より次のシート材とその次のシート材との間の摩擦係数の方が低い場合には、次のシート材（上側給紙の場合、上から２枚目のシート材）が傾斜部材を乗り越えてしまい、重送になるおそれがあった。
このような問題点を解決するため、本件出願人は先に各種のシート材を不送りや重送を生じることなく１枚ずつ分離給送することができるシート材の給送方法とその装置を出願した（特願２００２−５６４５６号）。
このシート材の給送方法とその装置では、給紙圧Ｐと給送ローラ（給送手段）に分離部材（傾斜部材）を押し当てるバネ等による弾性部材の付勢力によって決まる分離圧Ｑ等の関係を規定している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このシート材の給送方法とその装置は、シート材の分離に必要なニップ形成点における分離圧の導出目的で、その分離部のシート材給送方向下流側に上述したように弾性部材を設けているため、その弾性部材は経時において劣化すると初期に比べて分離圧に変化が生じるためシート材の分離性能が低下するおそれがあった。
一方、従来のシート材の給送方法及び給送装置では、分離後にそのシート材の先端側がニップ形成点を越えて残ったときには、その状態でそのシート材を収納している給紙カセットを装置本体からシート給送方向に直交する方向に引き出すと、ニップ形成点から突き出した状態にあるシート材の先端部が周辺部品にしごかれることによってダメージを受けやすいということがあった。
この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、経時においてもシート材の分離性能が低下しないようにすることを目的とする。
また、シート材の分離後にシート材を収納した部分を装置本体からシート給送方向に直交する方向に引き出しても、シート材の先端部がダメージを受けたりしないようにすることも目的とする。
【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、上昇可能に回動自在なシート材積載部材と、そのシート材積載部材上に積載されて所定の位置に上昇されたシート材の給送先端側に接してそのシート材を給送する給送部材と、その給送部材に接すると共に給送されたシート材の給送方向先端が突き当たる傾斜面を有する分離部材とを備えた給送装置を使用して上記分離部材により複数枚のシート材を１枚ずつ分離するシート材の給送方法と、その給送装置であって、
上記分離部材は、支軸により回動自在に支持されており、自重により揺動して上方から上記給送部材にニップ形成点で押し当たり、そのニップ形成点が上記給送部材に対して接離可能であり、それが接触状態にあるときに上記ニップ形成点で給送部材に対して働く分離圧Ｑが、以下の条件式を満足するシート材の給送方法と、その給送装置を提供する。
Ｑ＝Ｍ・ｇ・ｃｏｓθａ・ｃｏｓθｂ
但し Ｍ：分離部材の質量
ｇ：重力加速度
θａ：ニップ形成点における分離部材の回転運動接線と重力加速度の方向線とのなす角度
θｂ：ニップ形成点における分離部材の回転運動接線と給送部材の回転中心とニップ形成点とを結ぶ直線とがなす角度
そして、上記分離部材は、上記ニップ形成点のシート給送下流側でシート材の搬送をガイドする（上記該ニップ形成点のシート給送下流側に位置する部分がシート材の搬送ガイドも兼ねる）ようにするとよい。
【０００７】
また、上昇可能に回動自在なシート材積載部材と、そのシート材積載部材上に積載されて所定の位置に上昇されたシート材の給送先端側に接してそのシート材を給送する給送部材と、その給送部材に接すると共に給送されたシート材の給送方向先端が突き当たる傾斜面を有する分離部材とを装置本体に対して着脱可能な給紙カセットにそれぞれ設けた給送装置を使用して上記分離部材により複数枚のシート材を１枚ずつ分離するシート材の給送方法と、その給送装置であって、
上記分離部材が、支軸により回動自在に支持されており、自重により揺動して上方から前記給送部材にニップ形成点で押し当たるとともに、該ニップ形成点のシート給送下流側でシート材の搬送をガイドする（該ニップ形成点のシート給送下流側に位置する部分がシート材の搬送ガイドも兼ねている）シート材の給送方法と、その給送装置も提供する。
さらに、上記いずれかのシート材の給送装置と、そのシート材の給送装置から繰り出されたシート材に画像を形成する画像形成手段とを備えた画像形成装置も提供する。
【０００８】
【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はこの発明によるシート材の給送装置の一実施形態例を示す概略構成図、図２は同じくその給送装置のニップ形成点付近を示す概略図、図３は同じくそのニップ形成点に働く力の関係を説明するための説明図である。
図１に示すシート材の給送装置１は、給紙カセット１１内に複数枚のシート材Ｐを積載可能なシート材積載部材である底板２を、給送方向先端側を上昇可能に同図で左方側の端部を支軸１ａにより回動自在に支持し、その底板２を給紙カセット１１の底面との間に係着した圧縮バネ３により自由端部側（右端側）を常時上方に付勢している。
その給紙カセット１１には、底板２上に積載されて図１に示した所定の給送位置に上昇されたシート材Ｐの給送先端側に接してそのシート材Ｐを給送する給送部材である給送ローラ４と、その給送ローラ４にニップ形成点Ｎで接すると共に給送されたシート材Ｐの給送方向先端が突き当たる傾斜面を有する分離部材６とを設け、その給紙カセット１１を装置本体１０に対して図１で手前と奥方向に着脱可能にしている。
【０００９】
分離部材６は、湾曲部６ａを有しており、その部分が給送ローラ４のシート給送下流側の搬送ガイドも兼ねている。そして、この分離部材６は、給送ローラ４と接するニップ形成点Ｎ（図３に明示）が給送ローラ４に対して接離可能に、支点部が支軸８により回動自在に支持されている。さらに、その分離部材６が給送ローラ４に接触状態にあるときにニップ形成点Ｎで給送ローラ４に対して働く図３に示す分離圧Ｑが、以下の条件式を満足するようにしている。
Ｑ＝Ｍ・ｇ・ｃｏｓθａ・ｃｏｓθｂ
但し Ｍ：分離部材の質量
ｇ：重力加速度
θａ：ニップ形成点における分離部材の回転運動接線と重力加速度の方向線とのなす角度（図２）
θｂ：ニップ形成点における分離部材の回転運動接線と給送部材の回転中心とニップ形成点とを結ぶ直線とがなす角度（図３）
【００１０】
すなわち、図２に示すように、質量Ｍの分離部材６が支軸８を支点に自重により揺動してニップ形成点Ｎで給送ローラ４に押し当たる力Ｆ_１は式（１）となり、その力Ｆ_１のうち、ニップ形成点Ｎで給送ローラ４の回転中心方向へ向かって作用する図３に示す分力Ｆ_２は式（２）となる。そして、このＦ_２が、上述した分離部材６の給送ローラ４への接触時にニップ形成点Ｎで給送ローラ４に対して働く分離圧Ｑとなる。
Ｆ_１＝Ｍ・ｇ・ｃｏｓθａ （１）
Ｆ_２＝Ｆ_１・ｃｏｓθｂ
＝Ｍ・ｇ・ｃｏｓθａ・ｃｏｓθｂ （２）
つまり、この実施の形態による給送装置１では、分離部材６を給送ローラ４に押し付けるバネ等の弾性部材を一切使用しない構成にして、支軸８により回動自在に支持した分離部材６を、その自重（質量Ｍ）のみによりニップ形成点Ｎで給送ローラ４に接触させている。
【００１１】
したがって、バネ等の弾性部材を使用して分離部材を給送ローラに押し当てて分離圧Ｑを得るようにしている構成の場合には、経時においてその弾性部材の劣化（へたり）により分離圧Ｑが低下すると、シート材の分離性能が低下するが、この実施の形態による給送装置１を使用して分離部材６により複数枚のシート材を１枚ずつ分離するシート材の給送方法を実施すれば、そのようなことがない。
また、この給送装置１では、図１で説明したように、給送ローラ４と分離部材６を給紙カセット１１側に設けると共に、分離部材６のニップ形成点Ｎのシート給送下流側に位置する湾曲部６ａがシート材の搬送をガイドする搬送ガイドの役割も果たすようにしているので、ニップ形成点Ｎのシート給送下流側にシート材の先端が突き出した状態で給紙カセット１１を図１で手前側に引き出したとしても、その突き出たシート材は分離部材６の湾曲部６ａによって先端部がガイトされた状態のまま給紙カセット１１と分離部材６及び給送ローラ４と一緒に引き出されるため、シート材の先端にダメージを与えないようにすることができる。
【００１２】
図４は図１の給送装置を装着した画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
この画像形成装置である複写機は、給送装置１から繰り出されたシート材Ｐに画像を形成する画像形成手段を備えている。すなわち、この複写機は、複写機本体３１内に設けている光学読取系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に設けている感光体ドラム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の下部には給送装置（給紙装置）１が設けてあり、その給送装置１から給送した記録紙であるシート材Ｐは、搬送ローラ対７によって搬送路３７を搬送されて作像系３４に至り、そこで感光体ドラム３５上の可視像（トナー像）が転写される。
その可視像が転写されたシート材Ｐは、定着装置３８に搬送されてそこで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Ｐ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が逆転されて、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。なお、図４では図面を簡略化するため、給送装置１は１個のみを示したが、必要に応じてサイズの異なる複数個の給送装置を設けることも可能である。また、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，プリンタ等にも何等支障なく適用することができる。
【００１３】
図５はこの発明による給送装置の他の実施形態を示す図１と同様な概略構成図であり、図１と対応する部分には同一の符号を付してある。
この実施形態による給送装置１′は、図１で説明した給送装置１に対して分離部材４６の形状が若干異なるのと、それを給送ローラ４に接触させるのに圧縮バネ５も使用している点が異なる。
すなわち、この給送装置１′では、分離部材４６が、給送ローラ４に接すると共に給送されたシート材Ｐの給送方向先端が突き当たる傾斜面を有する点と、その給送ローラ４と分離部材４６とを装置本体１０に対して着脱可能な給紙カセット１１′にそれぞれ設けている点は同じであるが、その分離部材４６を給送ローラ４にニップ形成点Ｎで接触させるのに圧縮バネ５も使用している点が異なる。
この給送装置１′においても、分離部材４６のニップ形成点Ｎのシート給送下流側に位置する湾曲部４６ａがシート材の搬送をガイドする搬送ガイドの役割を果たすので、ニップ形成点Ｎのシート給送下流側にシート材Ｐの先端が突き出した状態で給紙カセット１１′を図５で手前側に引き出したとしても、その突き出たシート材は分離部材４６によって先端部がガイドされた状態のまま給送ローラ４及び分離部材４６と一緒に引き出されるため、シート材の先端にダメージを与えないようにすることができる。
【００１４】
図６は図５の給送装置を装着した画像形成装置の一例を示す図４と同様な概略構成図である。
この画像形成装置である複写機は、図４で説明した複写機に対し、給送装置１を給送装置１′に代えただけであり、全体の画像形成に関するプロセスは図４の複写機と同一であるので、その説明を省略する。そして、この複写機で使用している給送装置１′は、図５で説明したように分離部材４６の湾曲部４６ａが搬送ガイドの役割を果たすので、ニップ形成点Ｎ（図５参照）のシート給送下流側にシート材Ｐの先端が突き出した状態で給紙カセット１１′を図６で手前側に引き出しても、シート材Ｐの先端にダメージを与えないようにすることができる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば次に記載する効果を奏する。
請求項１〜７のシート材の給送方法と給送装置及びそれを備えた画像形成装置によれば、分離部材の給送部材に対する分離圧を分離部材の自重だけで、あるいは主に自重によって与えることができるので、専らバネ等の弾性部材を使用して分離圧を得る場合に比べて、経時においても分離圧に変化が生じないため長期に亘ってシート材の分離性能が低下しないようにすることができる。
また、請求項２，５，７のシート材の給送方法と給送装置及びそれを備えた画像形成装置によれば、装置本体に着脱自在な給紙カッセットに設けられた分離部材が、給送部材とのニップ形成点のシート給送下流側でのシート材の搬送ガイドも兼ねるので、シート材の分離後にシート材を収納した給紙カッセットを装置本体からシート給送方向に直交する方向に引き出しても、そのシート材の先端部にダメージを与えないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるシート材の給送装置の一実施形態例を示す概略構成図である。
【図２】同じくその給送装置のニップ形成点付近を示す概略図である。
【図３】同じくそのニップ形成点に働く力の関係を説明するための説明図である。
【図４】図１の給送装置を装着した画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図５】この発明による給送装置の他の実施形態を示す図１と同様な概略構成図である。
【図６】図５の給送装置を装着した画像形成装置の一例を示す図４と同様な概略構成図である。
【符号の説明】
１，１′：給送装置 ２：底板（シート材積載部材）
４：給送ローラ（給送部材）
６，４６：分離部材
１０：装置本体
１１，１１′：給紙カセット Ｐ：シート材

Claims (7)

1. 上昇可能に回動自在なシート材積載部材と、そのシート材積載部材上に積載されて所定の位置に上昇されたシート材の給送先端側に接してそのシート材を給送する給送部材と、該給送部材に接すると共に給送されたシート材の給送方向先端が突き当たる傾斜面を有する分離部材とを備えた給送装置を使用して前記分離部材により複数枚のシート材を１枚ずつ分離するシート材の給送方法であって、
   上記分離部材は、支軸により回動自在に支持されており、自重により揺動して上方から上記給送部材にニップ形成点で押し当たり、そのニップ形成点が前記給送部材に対して接離可能であり、それが接触状態にあるときに上記ニップ形成点で給送部材に対して働く分離圧Ｑが、以下の条件式を満足することを特徴とするシート材の給送方法。
   Ｑ＝Ｍ・ｇ・ｃｏｓθａ・ｃｏｓθｂ
   但し Ｍ：分離部材の質量
   ｇ：重力加速度
   θａ：ニップ形成点における分離部材の回転運動接線と重力加速度の方向線とのなす角度
   θｂ：ニップ形成点における分離部材の回転運動接線と給送部材の回転中心とニップ形成点とを結ぶ直線とがなす角度
2. 上昇可能に回動自在なシート材積載部材と、そのシート材積載部材上に積載されて所定の位置に上昇されたシート材の給送先端側に接してそのシート材を給送する給送部材と、該給送部材に接すると共に給送されたシート材の給送方向先端が突き当たる傾斜面を有する分離部材とを装置本体に対して着脱可能な給紙カセットにそれぞれ設けた給送装置を使用して前記分離部材により複数枚のシート材を１枚ずつ分離するシート材の給送方法であって、
   前記分離部材は、支軸により回動自在に支持されており、自重により揺動して上方から前記給送部材にニップ形成点で押し当たるとともに、該ニップ形成点のシート給送下流側でシート材の搬送をガイドすることを特徴とするシート材の給送方法。
3. 前記分離部材によって、前記ニップ形成点のシート給送下流側でシート材の搬送をガイドすることを特徴とする請求項１記載のシート材の給送方法。
4. 上昇可能に回動自在なシート材積載部材と、そのシート材積載部材上に積載されて所定の位置に上昇されたシート材の給送先端側に接してそのシート材を給送する給送部材と、該給送部材に接すると共に給送されたシート材の給送方向先端が突き当たる傾斜面を有する分離部材とを備え、該分離部材により複数枚のシート材を１枚ずつ分離するシート材の給送装置において、
   前記分離部材は、支軸により回動自在に支持されており、自重により揺動して上方から前記給送部材にニップ形成点で押し当たり、該ニップ形成点が前記給送部材に対して接離可能であり、それが接触状態にあるときに前記ニップ形成点で前記給送部材に対して働く分離圧Ｑが、以下の条件式を満足するようにしたことを特徴とするシート材の給送装置。
   Ｑ＝Ｍ・ｇ・ｃｏｓθａ・ｃｏｓθｂ
   但し Ｍ：分離部材の質量
   ｇ：重力加速度
   θａ：ニップ形成点における分離部材の回転運動接線と重力加速度の方向線とのなす角度
   θｂ：ニップ形成点における分離部材の回転運動接線と給送部材の回転中心とニップ形成点とを結ぶ直線とがなす角度
5. 上昇可能に回動自在なシート材積載部材と、そのシート材積載部材上に積載されて所定の位置に上昇されたシート材の給送先端側に接してそのシート材を給送する給送部材と、該給送部材に接すると共に給送されたシート材の給送方向先端が突き当たる傾斜面を有する分離部材とを装置本体に対して着脱可能な給紙カセットにそれぞれ設け、前記分離部材により複数枚のシート材を１枚ずつ分離するシート材の給送装置において、
   前記分離部材は、支軸により回動自在に支持されており、自重により揺動して上方から前記給送部材にニップ形成点で押し当たるとともに、該ニップ形成点のシート給送下流側に位置する部分がシート材の搬送ガイドも兼ねていることを特徴とするシート材の給送装置。
6. 前記分離部材は、前記該ニップ形成点のシート給送下流側のに位置する部分がシート材の搬送ガイドも兼ねていることを特徴とする請求項４記載のシート材の給送装置。
7. 請求項４乃至６のいずれか一項に記載のシート材の給送装置と、該シート材の給送装置から繰り出されたシート材に画像を形成する画像形成手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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