JP4207805B2 - シート搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置において、給紙トレイ又は原稿トレイに積載された用紙等の記録シートを一枚ずつに分離しながら画像出力部又は画像読取部に対して供給するシート搬送装置に係り、詳細には、搬送対象である記録シートとこれに重ねて送られた重送記録シートとの間に作用する分離力を任意に調整することが可能なシート搬送装置の改良に関する。

特許第３０４８６８５号明細書 特開２０００−２６４４８９号公報 特開２０００−０４４０７６号公報

従来より、給紙トレイに積載された記録シートを一枚ずつに分離しながら給送する方式として、給紙ロールと逆回転トルクを与えられた分離ロールの組み合わせからなるものが知られている。この方式では、給紙トレイに積載された記録シートのうちの最上位記録シートに対してピックアップロールを接触させ、かかるピックアップロールの回転によって記録シートを給紙トレイから引き出した後、この記録シートの先端を給紙ロールと分離ロールが形成するニップ部に突入させている。給紙ロールはピックアップロールと同一の回転方向、すなわち記録シートを更に先へと搬送する方向へ回転しているが、分離ロールにはトルクリミッタを介して記録シートの搬送方向と逆方向の回転トルクが与えられており、前記給紙ロールに圧接している。

前記分離ロールが給紙ロールと直接接触した場合（ニップ部に記録シートが存在しない場合）、及び記録シート１枚のみがニップ部に存在する場合には、トルクリミッタのリミット値を超える回転トルクが給紙ロールから分離ロールに作用し、かかる分離ロールは給紙ロールに従動回転する。これにより、前記ピックアップロールの回転によって１枚の記録シートのみが給紙ロールと分離ロールのニップ部に突入した場合に、かかる記録シートは給紙ロールによって搬送され、分離ロールもこれに従動して回転することになる。

その一方、２枚以上の記録シートが給紙ロールと分離ロールのニップ間に送り込まれた場合には、重なり合った記録シートの間の摩擦力に対し前記トルクリッミッタのリミット値が勝り、分離ロールは記録シートの搬送方向と逆方向へ回転し、分離ロールに直接接触している下側の記録シートを給紙トレイ方向へと押し戻す。これにより、給紙ロールに接触している最上位の記録シートは該給紙ロールの回転によって搬送される一方、かかる記録シートと共にニップ部に突入してしまった記録シートは、分離ロールの回転によって給紙トレイ方向へ戻されることになる。その結果、記録シートの重送が防止されている。

このような分離給紙方式では、給紙対象である１枚目記録シートが２枚目記録シートを引きずっていく給送力、すなわち１枚目記録シートと２枚目記録シートとの間に作用している摩擦力に対し、分離ロールが２枚目記録シートに対して与える逆方向搬送力が大きければ、１枚目記録シートと２枚目記録シートの間に分離作用が働き、１枚目記録シートのみが送られることになる。従って、１枚目記録シートと２枚目記録シートとの重送を確実に防止するためには、分離ロールから２枚目記録シートに対して作用する逆方向搬送力を的確にコントロールすることが必要とされる。

この逆方向搬送力は給紙ロールに対する分離ロールの圧接力や、分離のロールの摩擦係数によって異なることから、特許第３０４８６８５号に開示されるシート搬送装置では、ニップ部を通過する記録シートに対して分離ローラが連れ回る際の、その連れ回り回転数が経時的に変化する点に着目し、連れ回り回転数が所定値以下になった場合には、分離ローラの摩擦係数が低下したと判断し、給紙ロールに対する分離ローラの圧接力を増強している。

しかし、このシート搬送装置では、給送対象の記録シートを搬送した際の分離ロールの回転数に基づいて、かかる分離ローラの圧接力を変更することから、圧接力の最適化が行われるのは次の記録シートを給紙する時からであり、少なくとも分離ロールの回転数を計測している際の記録シートに対しては最適な圧接力を及ぼすことができない。すなわち、分離ロールの回転数の計測を行った記録シートについては、分離ロールの圧接力の最適化が困難なことから、記録シートの重送が発生してしまう可能性がある。

一方、特開２０００−２６４４８９号公報に開示される紙葉類分離装置では、ニップ部の周辺雰囲気の温度・湿度を検出すると共に、ニップ部に突入した紙葉類の枚数を検出し、これらの検出結果に基づいて給紙ロールの回転数、分離ロールの逆方向回転トルク、給紙ロールに対する分離ロールの圧接力を変更することで、紙葉類の分離を高速で且つ確実に行うようにしている。また、特開２０００−０４４０７６号公報に開示されるシート媒体の分離装置では、ニップ部に複数枚のシート媒体が突入した場合にのみ分離ローラに該シート媒体の搬送方向と逆方向の回転を与える制御を行っている。

しかし、給紙ロールと分離ロールのニップ部に複数枚の記録シートが重ねて突入したとしても、必ずしも記録シートの重送が発生するとは限らず、例えばニップ部に２枚の記録シートが重ねて突入したとしても、２枚目の記録シートは分離ロールによって進行を阻害され、１枚目の記録シートのみが正常に給紙される場合もある。従って、ニップ部に複数枚の記録シートが突入したことのみをもって、給紙ロールに対する分離ロールの圧接力を減じたり、分離ロールに与える逆方向回転トルクを増強したりすることは必ずしも必要ではない。また、分離ロールに与える逆方向回転トルクをむやみに増強すると、給紙ロールによる記録シートの搬送に対して必要以上に余分な負荷を与えることになり、給紙ロールの摩耗が促進されてしまう他、給紙ロールに対して紙粉が付着し易くなり、記録シートの給紙が不安定化するといった問題点がある。

また、１枚目記録シートと２枚目記録シートとの間に作用する分離力は、給紙トレイにセットされた記録シートの種類や厚さによっても変動することから、ニップ部に突入した記録シートの枚数を検出するのみでは、前記分離力を適切に調整することができず、記録シートの重送が発生してしまったり、給紙ロールの負荷が必要以上に増大してしまうといった問題点もある。

本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、給送対象の記録シートの種類や厚さが変化した場合であっても、最初に搬送する記録シートからその重送を確実に防止することができると共に、給紙ロールに対して余分な負荷が作用することのないシート搬送装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明のシート搬送装置は、記録シートがセットされる給紙トレイと、この給紙トレイから記録シートを送り出す送出部材と、この送出部材によって送り出された記録シートを給送する回転給紙部材と、この回転給紙部材に圧接してニップ部を形成し、かかるニップ部に給送対象の記録シートに重ねて重送記録シートが挿入された際に、該重送記録シートを押し止めて給送対象の記録シートと分離する分離部材とを備えたシート搬送装置において、前記分離部材による重送記録シートの分離力を変化させる分離調整手段と、前記ニップ部における重送記録シートの進行速度を検出する重送速度検出手段と、この重送速度検出手段の検出値に基づいて前記分離調整手段を制御する分離力コントローラとを設けたことを特徴とするものである。

すなわち、本願発明者らが繰り返し実験を行って検討した結果によれば、搬送対象である１枚目記録シートに重ねて２枚目記録シートが回転給紙部材と分離部材とのニップ部に対して突入してしまった場合であっても、この２枚目記録シートの進行速度が遅ければ、１枚目記録シートと２枚目記録シートは正常に分離され、逆に、ニップ部に突入した後の２枚目記録シートの進行速度が速いほど、かる２枚目記録シートがそのまま１枚目記録シートと共に重送されてしまう危険性が高いことが判った。従って、ニップ部に対する重送記録シート（２枚目記録シート）の突入量を前記重送速度検出手段を用いて検出すれば、重送されている２枚目記録シートが１枚目記録シートと共にニップ部をすり抜けてしまうか否かを判断することができ、この検出した突入量に基づいて前記分離力コントローラが分離調整手段を制御するように構成すれば、給送対象の記録シートの種類や厚さに影響を受けることなく、また、給紙ロールや分離部材の摩擦係数の変化にも影響を受けることなく、記録シートの重送を確実に防止することができる。

また、２枚目記録シートのニッフ部における進行速度から記録シートの重送の発生可能性を判断するので、給紙ロールに対する分離部材の圧接力や、かかる分離部材に与える逆回転トルクの大きさを、むやみに増強してしまうことがなく、その分だけ給紙ロールの回転負荷を減じ、給紙ロールの摩耗を抑えることが可能となる。

このような技術的手段において、前記回転給紙部材としては、表面に所定の摩擦係数が与えられたロール状の所謂給紙ロールであっても良いし、所定の摩擦係数が与えられた無端状ベルトを複数の搬送ロールにかけ回して、かかるベルトを給送対象の記録シートの表面に接触させるタイプのものであっても良い。また、前記分離部材としては、回転給紙部材と圧接してニップ部を形成するものであれば、固定的に設けられたパッド状のものであっても、回転給紙部材に連れ回るロール状のものであっても良い。分離部材をロール状、すなわち分離ロールとして構成する場合、所定以上のトルクが作用した場合にのみ回転給紙部材または記録シートにに連れ回るものであれば、単にトルクリミッタを介して支承するタイプのものであっても、モータによって積極的に記録シートの搬送方向と逆方向の回転を与えるタイプのものであっても良い。

また、前記分離調整手段としては、給送対象の記録シート（回転給紙部材に接触している１枚目記録シート）に引きずられてニップ部に突入してしまった重送記録シート（２枚目記録シート）を、分離部材によって係止する所謂分離力を調整し得るものであれば、種々の構成を採用することができる。例えば、分離部材の回転給紙部材に対する圧接力を変化させるものであっても良いし、分離ロールに与えられる逆方向回転トルクの大きさを変化させるものであっても良い。

更に、前記重送速度検出手段としては、先端がニップ部に突入した重送記録シートの進行速度を検出することができるものであれば、種々の構成を採用することができる。例えば、ニップ部を通過した重送記録シートの裏面にローラを押し当て、このローラの回転速度をエンコーダで検出することにより、重送記録シートの進行速度を把握するように構成することができる。また、分離部材を前述の如く分離ロールとして構成する場合には、かかる分離ロールの回転速度から重送記録シートの進行速度を把握することもできる。

ただし、このように記録シートの裏面に当接させたロールの回転速度から該記録シートの進行速度を検出する場合、ニップ部に突入した記録シートが１枚のみなのか、あるいは複数枚なのかを判別することが必要となる。仮に記録シートの枚数を判別しないとすれば、重送速度検出手段が検出した進行速度が１枚目記録シートのものか、あるいは２枚目記録シートのものかが判別できないからである。また、ニップ部に突入した記録シート枚数を検知する枚数検知センサを設けないのであれば、送出部材が記録シートをニップ部に送り出した際に、常に複数枚の記録シートがニップ部に突入するよう、給紙トレイの傾斜角や前記送出部材の１枚目記録シートに対する圧接力を調整する必要がある。

また、前記分離力コントローラが分離調整手段に対して分離力の増強を指示するタイミングとしては、２枚目記録シートのニップ部における進行速度が所定値を超えた場合、すなわち前記重送速度検出手段の検出値が所定値を超えた場合に、２枚目記録シートがそのままニップ部を通過してしまう可能性が高まったと判断して、分離力の増強を指示するものであれば良い。あるいは、記録シートの先端がニップ部に突入した後の所定のタイミングで前記重送速度検出手段の検出値をチェックし、かかる検出値が所定値を超えた場合にのみ、分離力コントローラが分離力の増強を指示するように構成しても良い。

以上のように構成された本発明によれば、給送対象の記録シートの種類や厚さが変化した場合であっても、記録シートに作用する分離力が十分であるか否かを搬送中の記録シートにおいて直ちに検知し、不足する場合には直ちに補正することで、最初に搬送する記録シートからその重送を確実に防止することが可能となる。また、分離力に関する制御パラメータを過剰に設定しておく必要がなく、その分だけ回転給紙部材に作用する負荷を軽減し、回転給紙部材の摩耗及び紙粉の発生を抑え、記録シートの給紙動作を安定化させることが可能となる。

以下に、添付図面を参照しながら本発明のシート搬送装置を詳細に説明する。
図１は給紙機構に本発明のシート搬送装置を適用したデジタル複写機の縦断面図である。この複写機Ｕは、原稿画像を光学的に読み取って電気信号としての画像データに変換する画像読取部（ＩＩＴ）１０と、前記画像データに基づいて記録シート上に記録画像を形成する画像出力部（ＩＯＴ）３０とから構成され、更に、前記画像読取部１０には複数枚の原稿を連続的に読み取るための自動原稿搬送装置１１が装着されている。

前記画像読取部１０は原稿台としてのプラテンガラス１２を備えており、前記自動原稿搬送装置１１はこのプラテンガラス１２を覆うプラテンカバーとして機能している。この画像読取部１０はプラテンガラス１２の下に露光光学系１３を備えると共に、固体撮像素子であるＣＣＤセンサ１４を備え、プラテンガラス１２上にセットされた原稿Ｄの反射光を露光光学系１３を介してＣＣＤセンサ１４の撮像面上に結像させるように構成されている。前記露光光学系１３は、プラテンガラス１２の下面に沿って移動しながら原稿画像を露光走査するランプキャリッジ１５と、原稿画像の反射光を前記ＣＣＤセンサ１４に導くためのミラーキャリッジ１６とを備え、縮小光学系を構成している。

前記自動原稿搬送装置１１は複数枚の原稿Ｄが重ねて載置される原稿給紙トレイ１７を有すると共に、読取が完了した原稿を排出するための原稿排出トレイ１８を有しており、前記原稿給紙トレイ１７から原稿排出トレイ１８へ至る原稿搬送経路１９の途上において、前記原稿Ｄがプラテンガラス１２上の読取位置を通過するように構成されている。

前記露光光学系１３はランプキャリッジ１５及びミラーキャリッジ１６の位置を検出するためレジセンサ２０を有しており、レジセンサ２０の検出信号によって各キャリッジ１５，１６を図１に示すホームポジションに設定することが可能と，なっている。前記自動原稿搬送装置１１を使用して原稿画像の読取を行う所謂ＡＤＦモードの場合、前記ランプキャリッジ１５及びミラーキャリッジ１６はホームポジションに設定され、原稿給紙トレイ１７から原稿排出トレイ１８へ原稿Ｄを搬送しながら、かかる原稿画像の走査を行う。一方、自動原稿搬送装置１１を使用することなく、ユーザが原稿Ｄを一枚ずつプラテンガラス１２上に置いて複写作業を行う所謂プラテンモードの場合、ランプキャリッジ１５及びミラーキャリッジ１６がプラテンガラス１２の下を移動しながら原稿画像の走査を行う。原稿画像から得られた反射光はＣＣＤセンサ１４に入射し、このＣＣＤセンサ１４で電気信号としての読取画像信号に変換される。

一方、前記複写機Ｕは、前記画像読取部１０又は画像出力部３０に設けられた画像処理部２１と、ユーザが複写作業に関する情報等を入力し、あるいはこの複写機Ｕの状態に関する情報等が表示されるユーザインタフェース２２とを有している。

前記画像処理部２１は、前記ＣＣＤセンサ１４から入力された読取画像信号をデジタルの画像書込信号に変換して画像出力部３０のレーザ駆動信号出力装置２３に出力する。このレーザ駆動信号出力装置２３は、入力された画像書き込み信号に応じたレーザ駆動信号をラスタ走査装置（ＲＯＳ）２４に出力する。前記画像処理部２１、前記レーザ駆動信号出力装置２３、電源回路Ｅ等は、コンピュータにより構成されたコントローラ５０により作動を制御される。

前記ラスタ走査装置２４の下方に配置された感光体ドラム３１は、矢印Ａ方向に回転する。前記感光体ドラム３１の表面は帯電ロール３２により例えば−７００Ｖに帯電された後、前記ラスタ走査装置２４から発せられたレーザビームＬにより露光走査される。これにより、感光体ドラム３１の表面には画像書き込み信号に応じた例えば−３００Ｖの静電潜像が形成される。

次に、静電潜像が書き込まれた感光体ドラム３１の表面は現像器３３の対向位置を通過する。この現像器３３はトナー及びキャリアから構成される二成分現像剤を有しており、かかる現像剤を現像ロール３３ａに磁気吸着して感光体ドラム３１の対向位置へと搬送し、感光体ドラム３１の表面に形成された静電潜像をマイナス極性に帯電したトナーで現像する。これにより、感光体ドラム３１の表面には静電潜像を可視像化したトナー像Ｔｎが形成される。

このようにしてトナー像Ｔｎが形成された感光体ドラム３１の表面は、次に記録シートＰの搬送経路に面したトナー像Ｔｎの転写位置へ進行する。この転写位置には前記感光体ドラム３１と接触するようにして転写ロール３４が配置されている。この転写ロール３４にはトナーの帯電極性と逆極性の転写電圧が電源回路Ｅから供給されており、前記トナー像Ｔｎは感光体ドラム３１と転写ロール３４との間に形成された転写電界によって記録シートＰに転写される。前記帯電ロール３２に印加する帯電バイアス、現像ロール３３ａに印加する現像バイアス、転写ロール３４に印加する転写バイアス等の電圧は、前記電源回路Ｅによって供給される。

画像出力部３０の下部には第１給紙トレイ６０及び第２給紙トレイ６１が上下に並んで配置されている。前記第１給紙トレイ６０及び第２給紙トレイ６１の右端部の上方には送出部材としてのピックアップロール４が配置されており、このピックアップロール１により各給紙トレイ６０，６１から送り出された記録シートＰは給紙トレイ６０，６１の右側に設けられた給紙機構１を経て第１シート搬送路Ｓ１に搬送される。

各給紙機構１は、回転給紙部材としての給紙ロール２と、この給紙ロール２に圧接してニップ部を形成する回転分離部材としての分離ロール３と、前記ピックアップロール４とを有している。前記ニップ部Ｎに搬送された記録シートＰは給紙機構１の作用により１枚づつに分離され、第１シート搬送路Ｓ１に送り出される。第１シート搬送路Ｓ１は画像出力部３０の右側面に沿って上下に延びており、かかる第１シート搬送路Ｓ１には搬送ロール６２が配置されている。第１シート搬送路Ｓ１に送り出された前記シートＳは搬送ロール６２により、トナー像Ｔｎの転写位置直前の第２シート搬送路Ｓ２に搬送される。

前記第２シート搬送路Ｓ２にはレジストレーションロール（以下、「レジロール」という）６３が配置されており、第１シート搬送路Ｓ１から搬送されてきた記録シートＰは停止中のレジロール６３に突き当たって一時的に係止され、これによって搬送途中によって発生した記録シートＰのスキューが改善される。レジロール６３はトナー像Ｔｎが転写位置に移動するタイミングに同期した所定のタイミングで回転を開始し、記録シートＰは転写前シートガイド６４を経て転写位置に搬送される。これにより、記録シートＰ上の所定の位置にトナー像を転写することができる。

トナー像Ｔｎを記録シートＰに転写した後、感光体ドラム３１の表面はドラムクリーナ３５によって清掃され、転写残留トナーは感光体ドラム３１の表面から除去される。また、クリーニング後の感光体ドラム３１の表面は除電ランプ３６によって一様に露光され、電位履歴の消去が行われた後、前記帯電ロール３２により再帯電され、同一のプロセスを経て次のトナー像Ｔｎの形成が行われる。

トナー像Ｔｎの転写がなされた記録シートＰは、第３シート搬送路Ｓ３を経て定着器６５へと搬送される。この第３シート搬送路Ｓ３には、トナー像の転写によって帯電した記録シートＰを除電して感光体ドラム３１からの剥離を促進するシートガイド６６と、トナー像転写済みの記録シートＰを定着器６５へ受け渡すためのシート搬送ベルト６７とが設けられている。

定着器６５へ搬送された記録シートＰは該定着器６５を通過する間にトナー像Ｔｎの加熱定着がなされる。定着器６５を通過した記録シートＰはシート排出路Ｓ４を通過した後、画像出力部３０の上部に設けられた排紙トレイ６８に排出される。前記定着器６５とシート排出路Ｓ４との接続部には切替ゲート６９が配置されており、この切替ゲート６９は定着器６５を通過した記録シートＰを前記シート排出路Ｓ４又は両面用接続路Ｓ５のいずれか一方へ選択的に導く。

前記両面用接続路Ｓ５は前記定着器６５と第１シート搬送路Ｓ１とを接続しており、定着器６５によってトナー像Ｔｎの定着がなされた記録シートＰを第１シート搬送路Ｓ１に送り込むように構成されている。記録シートＰの両面に記録画像を形成する所謂両面コピーの場合、１面目のトナー像が記録された記録シートＰは、前記切替ゲート６９により両面用接続路Ｓ５に導かれ、前記シート搬送路Ｓ１に設けられた搬送ロール６２を逆転させることによって、かかる第１シート搬送路Ｓ１に先端から送り込まれる。そして、記録シートＰの後端が第１シート搬送路Ｓ１に入り込んだ時点で、前記搬送ロール６２は回転を逆転させ、かかる記録シートＰを第２シート搬送路Ｓ２に送り込む。すなわち、この実施例の複写機では、第１シート搬送路Ｓ１が記録シートＰを反転させるためのインバータ通路を兼ねている。このようにして第２シート搬送路Ｓ２に再送された片面記録済みの記録シートＰはトナー像Ｔｎの転写位置に再送され、１面目と同様にして２面目にもトナー像Ｔｎが転写される。

図２及び図３は前記給紙機構１の説明図である。前述の如く、この給紙機構１は給紙ロール２、分離ロール３及びピックアップロール４を有しており、分離ロール３を給紙ロール２に圧接させることで、両ロールの間にニップ部Ｎが形成されている。給紙ロール２及びピックアップロール４は同一の給紙モータ（図示せず）によって駆動されており、給紙トレイ６０又は６１内の記録シートＰを第１シート搬送路Ｓ１に送り出す方向へ回転する。

一方、分離ロール３は分離モータ８によって記録シートＰを給紙トレイ６０又は６１へ戻す方向へ回転している。前記給紙モータは所定の回転トルクを給紙ロール２に対して与えているが、分離モータ８は電磁クラッチ８０を介して分離ロール３と連結されており、前記ニップ部Ｎにおける記録シートＰの搬送状況に応じて電磁クラッチ８０の伝達トルクの上限値を制御することで、分離ロール３に与える回転トルクを自在に変更し得るようになっている。

給紙ロール２の回転軸とピックアップロール４の回転軸はリンクレバー５によって連結されており、かかるリンクレバー５は前記回転軸を中心として揺動するように構成されている。このリンクレバー５は引張バネ（図示せず）によって下方に向け付勢されており、前記ピックアップロール４が給紙トレイ６０又は６１内にセットされた記録シートＰに対して上方から圧接するようになっている。また、給紙トレイ６０，６１内には記録シートをピックアップロール４に向けて上昇させるボトムプレート４０が設けられており、給紙トレイ６０，６１内の最上位の記録シートがピックアップロール４に接触し、前記リンクレバー５が所定の高さまで持ち上げられると、前記ボトムプレート４０の上昇が停止するように構成されている。これにより、給紙トレイ６０，６１内で最上位に位置する記録シートＰは常に略同一の高さでピックアップロール４と圧接している。

前記給紙モータを回転させると、ピックアップロール４が回転し、給紙トレイ６０，６１内の最上位の記録シートＰを給紙ロール２と分離ロール３のニップ部Ｎに向けて送り出す。ピックアップロール４は電磁クラッチ（図示せず）を介して給紙モータと結合されると共にワンウェイクラッチを内蔵しており、記録シートＰの先端が前記ニップ部Ｎに挿入された後は、電磁クラッチによって給紙モータから切り離される。これにより、記録シートＰは給紙ロール２の回転によって搬送されると共に、ピックアップロール４は記録シートＰの搬送に従動し、記録シートＰの後端が通り抜けた時点で次の記録シートに接して停止するようになっている。

ピックアップロール４が給紙トレイ６０，６１内の記録シートＰに対して過度に強く圧接すると、ピックアップロール４が回転した際に、かかるピックアップロール４が接している最上位の記録シートＰだけではなく、最上位記録シートに引きずられて２枚目の記録シートも給紙トレイ６０，６１からニップ部Ｎへ送り出されてしまう。このような記録シートＰの重送を防止するためには、給紙トレイ６０，６１内にセットされた記録シートＰの種類等に応じ、かかる記録シートＰに対するピックアップロール４の圧接力を最適に調整する必要がある。このため、図示はしないが、前記引っ張りバネ５ａの付勢力の調整機構が設けられており、記録シートＰの重送の発生頻度に応じて該付勢力を調整することができるようになっている。

一方、分離ロール３の回転軸は支軸６ａ周りに揺動可能な回動アーム６に支持されている。分離ロール３は前記回動アーム６の一端に支持されており、他端には該回動アーム６を下方へ向けて付勢する引っ張りバネ６ｂが連結されている。これにより、分離ロール３は上方へ向けて付勢され、前記給紙ロール２に圧接している。また、前記引っ張りバネ６ｂの下端はニップ圧調整モータ６ｅの出力軸に固定されたアーム６ｃに接続されている。従って、ニップ圧調整モータ６ｅの回転量を制御することにより、引っ張りバネ６ｂの付勢力を変化させることができ、分離ロール３の給紙ロール２に対する圧接力、すなわちニップ部Ｎにおけるニップ圧を自在に調節することが可能となっている。

前記ニップ部Ｎの下流側にはシートセンサＳＮ１が配置されており、給紙ロール２と分離ロール３との間に挿入された記録シートＰの先端を検出することができるようになっている。すなわち、シートセンサＳＮ１の検出信号をチェックすれば、記録シートＰの先端がニップ部Ｎを所定量進行したか否かを判断することができる。

また、前記分離ロール３の回転軸にはロータリエンコーダ３ａが取り付けられており、このロータリエンコーダ３ａの出力信号を速度演算器３ｂが取り込み、分離ロール３の回転速度を検出するように構成されている。前記ピックアップロール４の回転によって給紙トレイ６０内の記録シートＰが引き出されてニップ部Ｎに送られる際、最上位の記録シート（１枚目記録シート）Ｐ１に引きずられて２枚目記録シートＰ２もニップ部Ｎに突入してしまう場合、ニップ部Ｎにおいて２枚目記録シートＰ２が１枚目記録シートＰ１に引きずられて進行すると、２枚目記録シートＰ２の進行に合致して分離ロール３が回転することになる。従って、このようにして分離ロール３の回転速度を検出すれば、１枚目記録シートＰ１と重送されている２枚目記録シートＰ２のニップ部Ｎにおける進行速度を把握することができる。すなわち、これらロータリエンコーダ３ａ及び速度演算器３ｂの組み合わせが本発明の重送速度検出器ＳＮ２に相当する。

更に、ニップ部ＮとシートセンサＳＮ１の検知部位の間には、ニップ部Ｎに突入した記録シートＰの枚数が１枚か複数枚かを検出するための枚数検知センサＳＮ３が設けられている。この枚数検知センサＳＮ３としては、例えば、記録シートの搬送経路を挟んで超音波発信機、超音波受信機を設け、受信機の出力信号の違いに基づいて記録シートの重送を判断するもの（特開２０００−９５３９０号公報）や、記録シートの搬送経路を挟んで設けられた一対の電極の間における静電容量の変化から記録シートの重送を判断するもの（特開平１１−３０１８５５号公報）を用いることができる。

前記枚数検知センサＳＮ３としては、図４に示すように機械的な接触によってニップ部に突入した記録シートの厚みを検知するものであっても良い。具体的には、給紙ローラ２よりも記録シートＰの搬送方向の下流側において１枚目記録シートＰ１の表面に接するベース部材５２と、先端が前記ベース部材５２に向けて付勢される共に支軸５３を中心に揺動自在な検出アーム５４と、この検出アーム５４の変位量を計測する変位計５５とから構成されており、ニップ部Ｎに突入した記録シートＰの厚み、すなわち枚数に応じて検出アーム５４を揺動させ、かかる検出アーム５４の変位量を測定することによって、ニップ部Ｎに存在する記録シートＰの枚数を把握している。また、検出アーム５４の変位量を変位計５５で測定するのではなく、図５に示すように、検出アーム５４の支軸にロータリエンコーダ５６を取り付け、かかるロータリエンコーダ５６の出力信号から検出アーム５４の揺動角度、すなわちニップ部Ｎに存在する記録シートＰの厚みを把握するように構成することもできる。更に、分離ロール３もニップ部に突入する記録シートの枚数に応じて上下動することから、かかる分離ロール３を支持している回動アーム６の変位量を変位計によって計測し、それによってニップ部Ｎに存在する記録シートＰの枚数を把握するように構成することもできる。

前記シートセンサＳＮ１、重送速度検出センサＳＮ２及び枚数検知センサＳＮ３の出力信号は分離力コントローラ５１に入力される。この分離力コントローラ５１は前記コントローラ５０の一部として構成されており、外部との信号の入出力および入出力信号レベルの調節等を行う図示外の入出力インターフェース、必要な処理を行うためのプログラム及びデータ等が記憶されたＲＯＭ（リードオンリーメモリ）、必要なデータを一時的に記憶するためのＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、前記ＲＯＭに記憶されたプログラムに応じた処理を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）、並びにクロック発振器等を備えており、前記ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより種々の機能を実現するようになっている。また、分離力コントローラ５１には前記給紙モータ、分離モータ８、分離モータ８と分離ロール３とを結合する電磁クラッチ８０、ニップ圧調整モータ６ｅが接続されており、これら機器に対して制御信号を出力している。

次に、この給紙機構における記録シートの給紙動作の第１制御例について説明する。
図６は給紙動作の第１制御例の処理手順を示すフローチャートである。先ず、コントローラＣはユーザインターフェイス２２の出力信号をチェックすることにより、かかるユーザインターフェイス２２の操作パネル内に設けられたコピーボタンが押圧されたか否か、すなわちコピージョブの開始が指令されたか否かをチェックする。コピージョブの開始が指令されたと判断したら、記録シートＰの給紙タイミングが到来したか否かをチェックし、給紙タイミングであると判断した場合には給紙モータ及び分離モータ８の駆動開始を指示する。これにより、給紙モータ７及び分離モータ８が回転を開始する。

給紙モータが駆動を開始すると、給紙ロール２及びピックアップロール４が回転を開始し、給紙トレイ６０又は６１内にセットされた記録シートＰのうち、最上位の記録シートＰ１はピックアップロール４によって給紙トレイ６０又は６１から送り出され、給紙ロール２と分離ロール３とが圧接するニップ部Ｎに送り込まれる。ここまでの動作が図６のＳＴ１における「分離搬送開始」に対応している。

尚、ピックアップロール４の記録シートＰ１に対する圧接力は、かかるピックアップローラ４の回転によって常に複数枚の記録シートＰが給紙トレイ６０からニップ部Ｎに向けて引き出される程度に設定しておくのが好ましい。１枚目の記録シートＰ１がニップ部Ｎを通過する際に、２枚目の記録シートＰ２の先端がニップ部Ｎの直前まで引き出されていた方が、２枚目記録シートＰ２の給紙遅れを低減することができ、また、給紙ミスを減らすためにも有効だからである。

次に、コントローラＣはシートセンサＳＮ１の出力信号をチェックし、給紙トレイ６０又は６１から送り出された記録シートＰ１の先端が給紙ロール２と分離ロール３のニップ部Ｎに挿入されたか否かをチェックする（ＳＴ２）。前記シートセンサＳＮ１はニップ部Ｎよりも記録シートＰ１の搬送方向下流側に設けられていることから、かかるシートセンサＳＮ１の出力信号が変化したということは、図２に示すように、記録シートＰ１の先端がニップ部Ｎに突入し、更に枚数検知センサＳＮ３を通過したことを意味する。コントローラＣはシートセンサＳＮ１の検出信号の変化から、記録シートＰ１の先端部がニップ部Ｎを通過したと判断したら、電磁クラッチに制御信号を送出し、ピックアップロール４を給紙モータから切り離す。これより後、ピックアップロール４は１枚目の記録シートＰ１の搬送に従動して回転する。説明の便宜上、シートセンサＳＮ１の出力信号が変化したタイミングをｔ１とする。

また、この時間ｔ１において、前記コントローラＣの一部を構成する分離力コントローラ５１は枚数検知センサＳＮ３の出力信号を参照し、ニップ部Ｎに２枚以上の記録シートＰが存在するか否かをチェックし（ＳＴ３）、存在すると判断される場合には重送速度検出センサＳＮ２の出力信号ＶＲを取り込み（ＳＴ４）、この出力信号ＶＲが所定値Ｖ１を超えていないか否かをチェックする（ＳＴ５）。前記分離力コントローラ５１が重送速度検出センサＳＮ２の出力信号を取り込む前に枚数検知センサＳＮ３の出力信号を参照するのは、仮に１枚目記録シートＰ１のみがニップ部Ｎに存在するような場合には、重送速度検出センサＳＮ２の出力信号は１枚目記録シートＰ１の搬送速度を示していることになるからである。すなわち、分離ロール３の回転速度が２枚目記録シートＰ２の進行速度を表しているのは、ニップ部Ｎに２枚の記録シートＰ１，Ｐ２が存在する場合であり、重送速度検出センサＳＮ２の出力信号のみからでは、ニップ部Ｎに存在する記録シートの枚数を判断することができないからである。

図７は、ニップ部Ｎに２枚の記録シートＰ１，Ｐ２が存在する場合に、分離ロール３に接している２枚目記録シートＰ２の進行速度と、この２枚目記録シートＰ２が１枚目記録シートＰ１と共にニップ部Ｎを抜けてしまう所謂重送の発生頻度との相関関係を示すグラフである。この場合の２枚目記録シートＰ２の搬送速度は、１枚目記録シートＰ１の先端がシートセンサＳＮ１によって検出されたタイミングで計測している。グラフ中の各点は記録シートの種類、分離ロール３の圧接力、分離ロール３の逆方向回転トルク等の各種パラメータを変化させて行った結果を示している。ここで、グラフ中央に縦に引かれた実線よりも左側の領域Ａ１は、２枚目記録シートＰ２が１枚目記録シートＰ１とずれることなく搬送される所謂完全重送が発生している領域であり、２枚目記録シートＰ２のニップ部Ｎにおける進行速度は給紙ロール２による１枚目記録シートＰ１の搬送速度と同じである。また、前記実線よりも右側の領域Ａ２は１枚目記録シートＰ１と２枚目記録シートＰ２の分離が行われる領域であるが、この領域Ａ２内でも２枚目記録シートＰ２の進行速度が１枚目記録シートＰ１の搬送速度に接近してくると、重送頻度が増加すしてくる傾向にある。一方、重送速度検出センサＳＮ２によて検出された２枚目記録シートＰ２の進行速度が十分に小さく、あるいは分離ロール３の逆方向回転によって１枚目記録シートＰ１とは逆方向へ働いている場合には、重送頻度が著しく小さくなっている。従って、２枚目記録シートＰ２の搬送速度が一定の速度（例えばＶ１）よりも小さければ、重送は発生しないものと判断することができる。

このことから、前記ＳＴ５において重送速度検出センサＳＮ２の出力信号ＶＲをチェックし、その出力信号ＶＲが所定値Ｖ１を超えていないと判断される場合には、２枚目記録シートＰ２のニップ部Ｎｉおける進行速度が小さく、かかる２枚目記録シートＰ２がそのまま１枚目記録シートＰ１と共に重送されてしまう可能性がないことから、そのまま給紙ロール２を回転させて記録シートＰ１の給紙を続行する。

一方、図８に示すように、時間ｔ１において重送速度検出センサＳＮ２の出力信号ＶＲが所定値Ｖ１を超えていると判断される場合には、前述の如く、そのまま１枚目記録シートＰ１の給紙を続行すると、２枚目記録シートＰ２も一緒に第１シート搬送路ＳＨ１に搬送されてしまい、重送が発生してしまう可能性が高い。このため、分離力コントローラ５１は電磁クラッチ８０の上限伝達トルクを制御し、分離モータ８から分離ローラ３に伝達される逆方向の回転トルクＴｒを増強する。あるいは、分離力コントローラ５１はニップ圧調整モータ６ｅを僅かに回転させ、分離ロール３が２枚目記録シートＰ２の裏面に圧接する力Ｆ０を減じる（ＳＴ６）。分離モータ８から分離ローラ３に伝達される逆方向回転トルクＴｒを増強すれば、２枚目記録シートＰ２を給紙トレイ６０の方向へ押し戻す力が増強され、その分だけ１枚目記録シートＰ１と２枚目記録シートＰ２との間に作用する分離力を増強することができる。また、分離ロール３の圧接力Ｆ０を減じると、１枚目記録シートＰ１と２枚目記録シートＰ２との間に作用する摩擦力が減少するので、やはり１枚目記録シートＰ１と２枚目記録シートＰ２との間に作用する分離力を増強することができる。

図６のＳＴ５において、分離力コントローラは分離ローラ３の逆方向回転トルクＴｒの増強を行っても良いし、分離ロール３の圧接力Ｆ０を減少させても良いし、これら双方を行うようにしても良い。

これにより、２枚目記録シートＰ２が１枚目記録シートＰ１に引きずられて第１シート搬送路に重送されてしまうのを効果的に防止することができるものである。なによりも、実施中の給紙動作に関して記録シートの重送が発生する可能性を判断し、１枚目記録シートと２枚目記録シートとを分離させるための制御パラメータを即座に変更することができるので、重送の発生を確実に防止することが可能となる。また、ニップ部Ｎにおける２枚目記録シートＰ２の進行速度を検出することにより、給紙動作の実施と同時に重送発生の可能性を判断しているので、重送発生の可能性が低いにもかかわらず、むやみに分離力の制御パラメータを変更してしまうことはなく、その分だけ給紙ロール２に対する負荷を低減することができると共に、給紙動作の安定化を図ることが可能となる。

このようにして重送を防止しつつ、１枚目の記録シートが第１シート搬送路ＳＨ１に搬送されたなら、コントローラＣは１枚目記録シートＰ１の後端がニップ部Ｎを抜け出たか否かを判断し、抜け出たと判断される場合には給紙モータ７及び分離モータ８の停止を指令する。これにより給紙機構における記録シートの分離搬送は完了する（ＳＴ７）。この後、コントローラＣはコピージョブが終了したか否かをチェックし、終了してないと判断される場合には次の記録シートＰの給紙を繰り返す。

図９は給紙動作の第２制御例の処理手順を示すフローチャートである。
前述の第１制御例では、ニップ部Ｎに突入した１枚目記録シートＰ１の先端がシートセンサＳＮ１によって検出されたタイミング、すなわち時間ｔ１でのみ重送速度検出センサＳＮ２の出力信号をチェックし、このタイミングでニップ部Ｎにおける２枚目記録シートＰ２の進行速度ＶＲが所定値Ｖ１以下である場合には、分離ロール３の逆方向回転トルクＴｒの変更も、分離ロール３の圧接力Ｆ０の変更も行わなかった。しかし、時間ｔ１以降でニップ部Ｎにおける２枚目記録シートＰ２の進行速度ＶＲが所定値Ｖ１を超えてしまう場合もあり、そのような場合も２枚目記録シートＰ２が１枚目記録シートＰ１と共に重送されてしまう可能性は高い。

このため、この第２制御例では、シートセンサＳＮ１がニップ部Ｎを通過した記録シートＰ１の先端を検出した後、記録シートＰ１の後端がニップ部Ｎを抜け出たと判断されるまでの間、所定の時間間隔で重送速度検出センサＳＮ２の出力信号を繰り返しチェックし、重送速度検出センサＳＮ２の出力信号ＶＲが所定値Ｖ１を超えたと判断されたならば、第１制御例と同様に、分離力コントローラ５１が分離ローラ３の逆方向回転トルクＴｒの増強、あるいは分離ロール３の圧接力Ｆ０の減少を行うように構成した。

具体的には、給紙トレイ６０内の記録シートＰが引き出されて、かかる記録シートＰ１の分離搬送が開始され（ＳＴ１）、ニップ部Ｎに突入した後に該記録シートのＰ１の先端がシートセンサＳＮ１によって検出される（ＳＴ２）までは、前述した第１制御例と同じである。この後、コントローラ５０は１枚目記録シートＰ１の後端がニップ部Ｎを抜け出たか否か、すなわち１枚目記録シートＰ１と２枚目記録シートＰ２の分離動作が完了したか否かをチェックし（ＳＴ８）、完了していないと判断される場合は、枚数検知センサＳＮ３の出力信号を参照して、ニップ部Ｎに２枚以上の記録シートが存在するか否かをチェックする（ＳＴ３）。１枚の記録シートＰ１のみがニップ部に存在すると判断した場合には、ＳＴ８に戻って１枚目記録シートＰ１の後端がニップ部Ｎを抜け出たか否かをチェックする一方、２枚以上の記録シートがニップ部に存在すると判断した場合には、前記分離力コントローラ５１が重送速度検出センサＳＮ２の出力信号ＶＲを取り込み（ＳＴ４）、この出力信号ＶＲが所定値Ｖ１を超えていないか否かをチェックする（ＳＴ５）。超えていないと判断される場合には、ＳＴ８に戻って１枚目記録シートＰ１の後端がニップ部Ｎを抜け出たか否かをチェックする。

このＳＴ８、ＳＴ３、ＳＴ４及びＳＴ５を繰り返すことにより、１枚目記録シートＰ１の搬送中に重送速度検出センサＳＮ２の出力信号ＶＲが所定値Ｖ１を超えたか否かを確認することができる。図１０はこの第２制御例における重送度合い検出センサＳＮ２の出力信号ＶＲの変化の例を示すものである。１枚目記録シートの先端がシートセンサＳＮ１によって検出された時間ｔ１においては、重送度合い検出センサＳＮ２の出力信号ＶＲは所定値Ｖ１以下であるが、その後、時間ｔ２に達した時点で出力信号ＶＲは所定値Ｖ１を超えている。

このようにしてＳＴ５において、重送速度検出センサＳＮ２の出力信号ＶＲが所定値Ｖ１を超えたと判断されると、分離力コントローラ５１は電磁クラッチ８０の上限伝達トルクを制御し、分離モータ８から分離ローラ３に伝達される逆方向の回転トルクＴｒを増強する。あるいは、分離力コントローラ５１はニップ圧調整モータ６ｅを僅かに回転させ、分離ロール３が２枚目記録シートＰ２の裏面に圧接する力Ｆ０を減じる（ＳＴ６）。これにより、第１制御例と同様に、２枚目記録シートＰ２が１枚目記録シートＰ１に引きずられて第１シート搬送路に重送されてしまうのを効果的に防止することができるものである。

このようにして重送を防止しつつ、１枚目の記録シートが第１シート搬送路ＳＨ１に搬送されたなら、コントローラＣは１枚目記録シートＰ１の後端がニップ部Ｎを抜け出たか否かを判断し、抜け出たと判断される場合には給紙モータ７及び分離モータ８の停止を指令する。これにより給紙機構における記録シートの分離搬送は完了する（ＳＴ７）。この後、コントローラＣはコピージョブが終了したか否かをチェックし、終了してないと判断される場合には次の記録シートＰの給紙を繰り返す。また、ＳＴ８において、重送速度検出センサＳＮ２の出力信号ＶＲが所定値Ｖ１を超えるこなく、１枚目記録シートＰ１の後端がニップ部Ｎを抜け出たのであれば、やはり給紙モータ及び分離モータ８を停止して記録シートの分離搬送を完了する。

前述した給紙機構においては、図３に示すように、電磁クラッチ８０を介して分離モータ８と分離ロール３を接続し、かかる電磁クラッチ８０の上限伝達トルクを制御することで分離ロール３に与える逆方向回転トルクを調整していたが、前記分離モータ８として、入力電流の大きさによって発揮する回転トルクを調整可能なＤＣモータを用い、このＤＣモータと分離ロール３とを直接連接続することで、前記電磁クラッチ８０を省略しても良い。

また、前記重送速度検出センサＳＮ２としては、分離ロール３の回転速度から２枚目記録シートＰ２の進行速度を把握するもの以外に、例えば図１１に示すように、ニップ部Ｎに突入した記録シートＰ２の裏面に速度検出ロール５７を当接させ、この速度検出ロール５７の回転角度をロータリエンコーダで検出し、それを速度データに変換するように構成しても良い。更に、光学式マウスに使用されるような非接触式のエンコーダを用いても良い。

本発明のシート搬送装置を備えたデジタル複写機の一例を示す概略構成図である。 本発明を適用した給紙機構の実施例である。 実施例に係る分離ローラの駆動系を示す平面図である。 枚数検知センサの第１実施例を示す要部拡大図である。 枚数検知センサの第２実施例を示す要部拡大図である。 実施例に係る給紙機構の第１制御例を示すフローチャートである。 ニップ部における２枚目記録シートの進行速度と重送の発生頻度との関係を示すグラフである。 第１制御例における重送度合い検出センサの出力信号の時経過を示すグラフである。 実施例に係る給紙機構の第２制御例を示すフローチャートである。 第２制御例における重送度合い検出センサの出力信号の時経過を示すグラフである。 重送速度検出センサの第２実施例を示す要部拡大図である。

符号の説明

１…給紙機構、２…給紙ロール、３…分離ロール、４…ピックアップロール、６０，６１…給紙トレイ、Ｃ…コントローラ、Ｐ…記録シート、ＳＮ１…シートセンサ、ＳＮ２…重送速度検出センサ、ＳＮ３…枚数検知センサ

Claims (7)

1. 記録シートがセットされる給紙トレイと、この給紙トレイから記録シートを送り出す送出部材と、この送出部材によって送り出された記録シートを給送する回転給紙部材と、この回転給紙部材に圧接してニップ部を形成し、かかるニップ部に給送対象の記録シートに重ねて重送記録シートが挿入された際に、該重送記録シートを押し止めて給送対象の記録シートと分離する分離部材とを備えたシート搬送装置において、
   前記分離部材による重送記録シートの分離力を変化させる分離調整手段と、前記ニップ部における重送記録シートの進行速度を検出する重送速度検出手段と、この重送速度検出手段の検出値に基づいて前記分離調整手段を制御する分離力コントローラとを設けたことを特徴とするシート搬送装置。
2. 前記分離調整手段は、前記回転給紙部材と分離部材との圧接力を変化させることを特徴とする請求項１記載のシート搬送装置。
3. 前記分離部材は、ニップ部に突入した重送記録シートを給紙トレイへ押し戻す方向へ逆回転する分離ロールであり、前記分離調整手段はこの分離ロールに付与する逆回転トルクを変化させることを特徴とする請求項１記載のシート搬送装置。
4. 前記重送速度検出手段は、前記分離ロールの回転速度から重送記録シートの進行速度を把握することを特徴とする請求項３記載のシート搬送装置。
5. 前記分離力コントローラは、前記重送速度検出手段の検出値が所定値を超えたことを条件に、前記分離調整手段に対して分離力の増強を指示することを特徴とする請求項１記載のシート搬送装置。
6. 前記分離力コントローラは、記録シートの先端がニップ部に突入した後の所定のタイミングで前記重送速度検出手段の検出値をチェックし、かかる検出値が所定値を超えたことを条件に、前記分離調整手段に対して分離力の増強を指示することを特徴とする請求項１記載のシート搬送装置。
7. 前記ニップ部に突入した記録シート枚数を検知する枚数検知センサを備え、前記分離力コントローラは該枚数検知センサの出力信号に基づき、複数枚の記録シートがニップ部に突入したと判断される場合にのみ、前記重送速度検出手段の検出値を読み込むことを特徴とする請求項１記載のシート搬送装置。

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