JP4464326B2 - シート積載装置、シート給送装置、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に供給するシート（記録媒体）を積載するシート積載装置と、該シート積載装置を備えたシート給送装置、画像形成装置に関し、特にシート間の密着性の高いシートを分離給送するための構成に関する。

従来の複写機、プリンタ等の画像形成装置においては、シートカセット、給紙デッキなどのシート積載装置に積載されたシートをシート給送手段である給紙ローラにより最上位のものから１枚ずつ順次送り出した後、シート分離部により一枚ずつ分離して画像形成部に給送するためのシート給送装置を備えている。

ここで、このようなシート給送装置において、シートの連続給送を行う場合には、カットシートが用いられるが、このようなカットシートは、通常、上質紙や複写機メーカーの指定の普通紙に限られる場合が多い。

このようなシートを１枚づつ確実に分離して給送するためには、従来様々な分離方式が採用されており、このような分離方式としては、例えば給紙ローラに摩擦部材を所定の圧で当接させてその間でシートの重送を防止する分離パッド方式のものがある。

また、他の分離方式としては、シートを送り出すピックアップローラと、シート搬送方向に回転するフィードローラと、シート搬送方向とは逆方向に所定のトルクで駆動され、かつフィードローラに所定の圧で当接する分離ローラとから構成されたリタードローラ分離方式がある。この分離方式では、ピックアップローラにより複数枚のシートが送り出された場合には、最上シートのみをフィードローラと分離ローラとの間で通過させ、最上シートに連れ送りされた下側のシートを戻すことによりシートの重送を防止している。

ここで、これらの分離方式でシートを確実に分離給送するためには、例えば分離パッド方式の場合、摩擦力（フィードローラとシート間、シートとシート間、シートと分離パッド間）や、加圧力（フィードローラ当接圧、分離パッド当接圧）を考慮し、最適化することで１枚ずつ確実にシートを分離することが可能となっていた。

ところで、近年、シート（記録媒体）の多様化に伴い超厚紙、ＯＨＰシート、アートフィルム等の他、カラー化の市場要求から白色度や光沢を出すためにシートの表面にコーティング処理を施したコート紙等のシートにも画像形成の要望が高まっている。

ところが、超厚紙を給送しようとする場合、超厚紙の自重が搬送抵抗となってピックアップすることができずにジャムとなってしまうおそれがある。また、ＯＨＰシートやアートフィルムのように帯電しやすい樹脂材料からなるシートは、低湿環境下における給送動作の際、シート同士が擦れることによってシート表面が徐々に帯電し、クーロン力によってシート同士が貼り付くようになる。そのため、シートをピックアップができなかったり、重送が発生したりする場合がある。

また、シート表面に塗料等からなるコート材を塗布したコート紙では、特に高湿下の環境で積載した場合、シート同士が吸着するという性質を有しているため、ピックアップができなかったり、重送が多発したりする場合がある。

これは、上記のような特殊なシートの場合、シート同士の摩擦力自体は普通紙等と比較しても同等またはそれ以下であるが、樹脂材シートの場合には、低湿環境下での摩擦帯電による吸着力により、またコート紙の場合には高湿環境下での吸着力により、シート同士の摩擦力よりもはるかに高い力で吸着しているので、従来の分離方式では確実に分離しきれないためである。

つまり、従来の分離方式の場合、シート同士の摩擦力しか考慮していないため、このような摩擦力以外の吸着力が作用する場合には、シートを確実に分離することはできなかった。

そこで、このような非常に高いシート間の吸着力を解くために、シート束の側面からエアを吹付けることでシートを予め捌き、シート間の吸着を無くした状態で、上位シートより１枚ずつピックアップし、その下流に設けられた分離部でシートを確実に１枚ずつに分離を行う分離方式を採用したものが印刷業界や、一部の複写機で採用されている（例えば、特許文献１参照）。

そして、このようなシート束の側面からエアを吹付ける手段（以下、エア捌き手段という）を具備した分離方式では、前述したような吸着力の高いシート（記録媒体）であっても給送に先立ってシートを捌いてその吸着を解くので、既述した摩擦力を利用しただけの方式に比べて分離性能が向上している。

図９、１０を用いてこのようなエア捌き手段を備えたシート給送装置を説明する。図９は画像形成装置の断面図を示し、図１０はシート給送装置５５の平面図を示す。画像形成装置２１の画像形成部（画像書込装置３１、像担持体３５、帯電器３７、現像装置３９、転写ローラ４３、定着装置４５等）の下側にシート給送装置５５が配置されている。そして、シート給送装置５５から送り出されたシートは画像形成部で画像が形成されて排出トレイ４９に排出される。

図１１に示すように、シート給送装置５５は、シートＳを積載するシートカセット５９と、シートカセット５９からシートＳを送り出す給紙手段６０とを備えられている。また、図１０に示すように、シートカセット５９を挟んで給紙手段６０の反対側（シートの後端側）にはエンドガイド６５が設けられおり、エンドガイド６５はシートカセット５９に積載したシートＳの給紙方向と反対側の端面を規制する。シートカセット５９の両側には、シートＳの側面位置を規制する側面固定ガイド６７と、それに対向して移動可能な側面ガイド６９とが設けられている。さらに、側面固定ガイド６７側には積載されたシートＳの側面にエアを吹付けるためのエア吹付手段７１が備えられている。エア吹付手段７１はファン等を備えており、エア吹出し口７３から適宜エアをシートの側端に向けて吹付けることができるようになっている。

エア吹付手段７１が稼動して、エア吹付手段７１のエア吹出し口７３からシートの側面にエアを吹付ける。そして、吹出されるエアで上位シートＳを浮揚させて捌いて、シート間の吸着を解いている。これにより、シートを一枚ずつ確実に分離して給送することが可能となる。
特開平１１−００５６４３号公報

しかしながら、このようなエア捌き手段を採用した従来のシート給送装置においては、前述のごとく予め装置構成にファンやダクトなどを備えたエア吹付手段が備え付けられている。

よって、特殊紙シートを給送する必要のないユーザーにとっては、不必要な機構が設けられている装置となっており、装置のコストアップや大型化で不利益となっていた。

また、エア吹付手段を装置本体に設けていることが、装置本体のスペースを増大させているため、近年急増しているスモールオフィス・ホームオフィスがスペースの有効活用（省スペース）の観点から熱望する画像形成装置の小型化に反する結果となっていた。

本発明は、シートを積載して収納するシート積載容器と、該シート積載容器に設けられ、シートを支持して昇降可能に設けられたシート積載板と、を備えたシート積載装置において、シートを積載する前記シート積載板が設けられている前記シート積載容器の内側で、且つシートの給送方向の後方に配置され、エアを供給するエア供給手段を固定するための固定手段と、、前記シート積載容器の内側と前記ダクトとを連通する複数の開口部と、を備え、前記開口部を前記エア供給手段の取り付け位置に対応する位置と、前記シート積載容器に積載されているシート束の側面に対応する位置に配置され、前記固定手段により固定されたエア供給手段から供給されるエアを、前記開口部と前記ダクトとを介して、前記シート積載容器内に積載されているシート束の側面に吹付けることを特徴とする。

以上説明したように本発明のように、シート積載装置にエアのダクトを設け、ダクトにエアを供給するエア供給手段を固定する固定手段を設けたことで、必要な場合のみ、エア供給手段を取付けてエアをシートに吹付けることができるため、装置本体が小型のままコート紙等の密着性の高い特殊なシートを給送すること可能となる。

次に本発明の一実施形態に係るシート積載装置を用いるシート給送装置、画像形成装置について図面を参照して説明する。

〔第１実施形態〕
｛全体構成｝
まず、図１乃至図４を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、図１は画像形成装置の斜視説明図であり、図２は画像形成装置の断面説明図、図３はシート積載装置であるシートカセットの斜視説明図、図４（ａ）はシートカセットの垂直断面説明図であり、図４（ｂ）はシートカセットの水平断面説明図である。

まず、画像形成装置の全体構成について概略説明する。画像形成装置本体１は、図１、図２に示すように、原稿を載置する原稿台と原稿に光を照射し、反射光をデジタル信号に変換するイメージセンサ等を有する原稿読み取り部Ｒが設けられている。また、原稿読み取り部Ｒの下側には、レーザースキャナ４、画像形成部ＩＭが設けられている。画像形成部ＩＭは、像担持体としての感光体ドラム３１、現像手段としての現像スリーブ３２、帯電手段としての帯電ローラ３５などを一体化したプロセスカートリッジ３０と、転写ローラ１３と、定着装置１４とが設けられている。画像形成部ＩＭの下側には、多数枚の所定サイズのシートＳが積載収納されている本発明のシート積載装置であるシートカセット１０などが備えられている。

つづいて、シート積載装置であるシートカセット１０について説明する。図３、図４に示すように、シートカセット１０は、シート積載容器１０１、シート積載容器１０１と結合された前カバー１２１を備えている。シート積載容器１０１には底部に支軸３を支点として上下に揺動自在なシート積載板２、シート積載板２の先端部を押し上げてシートＳを給紙ローラ８に圧接させるコイルばね５が設けられている。さらに、積載されるシートの後端側を規制するシート後端規制板６とシートの両側端を規制するシート側部規制板７、７が配されている。前カバー１２１にはシートカセット１０が装置本体に装着された際に位置を決めるフック１２２、シートカセット１０を装置本体から挿抜する際の把手１２３が設けられている。

シート積載容器１０１の外側の４箇所の側面には、強度を高めるために下側が開口した凹部形状の補強部１０１ｂがシート積載容器１０１に一体に形成されている。そして、後側の側面（前カバー１２１が取付けられる側面とは反対側の側面）の補強部１０１ｂの開口部にダクト底板１０１ａを接着することによりダクト１１１を構成する。すなわち、シート積載容器１０１はダクト底板１０１ａを接着することによりダクト１１１が一体に形成される。

また、シート積載容器１０１の後側の側面には、後述するエア供給手段１３１からダクト１１１にエアを取込む開口部１１２と、ダクト１１１を通過したエアをシートの端部に吹付けるための開口部１１３が形成されており、さらにシート積載容器１０１の底面にエア供給手段１３１を取付けるための取付穴１１４ａ、１１４ｂが設けられている。

つづいて、シートカセット１０を備えたシート給送装置について説明する。装置本体には、シート給送ローラ８と、シート給送ローラ８に圧接する分離パッド９とが配置されており、シートカセット１０内のシート積載板２に積載されているシートＳを送り出して一枚ずつ分離する。分離されて送り出されたシートＳは搬送パス中に設けられている搬送ローラ対１１により搬送されてレジストローラ対１２に送られる。

はじめに、この画像形成装置で普通のシートを給送する場合の動作を説明をする。

まず、読み取られた原稿がデジタル信号に変換される一方で、シートカセット１０内の記録媒体としてのシートＳは給送ローラ８によって繰り出され、給送ローラ８と分離パッド９の当接部で１枚ずつに分離されると、搬送ローラ対１１によってレジストローラ対１２へ送られる。この時、レジストローラ対１２のニップを通過したシートＳの先端部がレジストローラ対１２の搬送方向下流側に配置されたシート先端センサ手段によって検知される。

次に、シートＳは、シート先端センサ手段が同シート材の先端を検知したことに基づき所定のタイミングにより、レーザースキャナ４からレーザーが発射される。レーザースキャナ４から発射されたレーザー光が折り返しミラー４ｂで反射して、プロセスカートリッジ３０内にある感光体ドラム３１の外周面に照射される。この時、プロセスカートリッジ３０内の一次帯電ローラ３５によって一様に帯電され時計回り方向に回転している感光体ドラム３１の外周面に順次静電潜像が形成される。前記静電潜像は現像手段によって現像され、可視像化される。現像室３６内のトナーは現像スリーブ３２を介して感光体ドラム３１の外周面に運ばれ、レーザー光４ａが照射されていない部分に電気的に吸着されて可視トナー画像が感光体ドラム３１の外周面上に形成される。

シートＳとタイミングをとって感光体ドラム３１上の形成された可視トナー画像と、シートＳは、回転するレジストローラ対１２によって感光体ドラム３１と転写ローラ１３との間へ送られ、感光体ドラム３１の外周面上に形成された可視トナー画像が順次シート面上に転写される。

可視トナー画像を転写されたシートＳは、感光体ドラム３１と転写ローラ１３とで形成されるニップ線とほぼ平行に配設された搬送ガイドに沿って定着装置１４へ送られ、排出シート積載トレイ１５に積載される。

次に、エアを供給するためのエア供給手段１３１について説明する。エア供給手段１３１は、箱状の枠体であり、枠体内に、エア吹出し穴１３３、ファン１３５、エア取り入れ穴群１３２が設けられている。また、エア供給手段１３１は不図示の着脱可能な蓄電池を備えていて、ファン１３５を駆動する電力を供給する。また、ファン１３５の回転のＯＮ／ＯＦＦのスイッチＳＷ１と、ファン１３５の回転数の段階的な変更が可能なスイッチＳＷ２を有している。

次に、この画像形成装置で特殊なシートを給送する場合の手順を説明する。

まず、前カバー１２１の把手１２３を握る（手前に動かす）と不図示の回動中心によりフック１２２が下方に回転し装置本体１との位置規制が解除され、フック１２２に連動した不図示のシート積載板押し下げ部材がシート積載板２を押し下げ、不図示のシート積載板保持部材がシート積載板２と係合しシート積載板２を最下位の位置に固定する（図４（ａ）参照）。

把手１２３を握ったまま矢印Ａ方向に引出し、シートカセット１０を装置本体１から抜き取り、シート積載容器１０１にエア供給手段１３１を取付ける（図３参照）。

エア供給手段１３１の底面には爪１３４ａ、１３４ｂが設けられており、それぞれシート積載容器１０１の取付穴１１４ａ、１１４ｂに差し込まれてエア供給手段１３１がシート積載容器１０１に固定される。エア供給手段１３１が固定されると、シート積載容器１０１の開口部１１２に対向して順番に、エア吹出し穴１３３、ファン１３５、エア取り入れ穴群１３２が対応するようになっている。ＳＷ１はＯＦＦとしたまま、ＳＷ２でシート積載容器１０１に積載した特殊なシート紙の種類に適したファン１３５の回転数を選択し、シートカセット１０を矢印Ａと逆方向に装置本体に挿入する。シートカセット１０が装置本体に挿入されると、不図示の積載板保持部材とシート積載板２の係合が解除され、コイルばね５によってシート積載板２に積載されている特殊なシートの最上紙が給紙ローラ８に圧接される。さらに、積載板保持部材とシート積載板２の係合の解除に連動して、不図示のリンク機構がＳＷ１をＯＮにしてファン１３５を回転させる。ファン１３５が所定回転数で回転すると、エアがエア取り入れ穴群１３２、ファン１３５、開口部１１２、ダクト１１１、開口部１１３の順番（図４（ｂ）の矢印）で通過し、シート束側面に吹付けられる。シートの給送に先立ってエアが吹付けられた上位のシートＳは、シート間の吸着が解かれ分離容易な状態となる。

この後の給送動作は先に説明した普通紙の給送動作と同様に送り出されて画像が形成される。

なお、本実施の形態では、シート積載容器１０１の側面に形成した補強部１０１ａをダクト１１１の一部に利用したため、構成の簡略化等の効果を奏す。なお、ダクトとしてシート積載容器に一体に設けてもよいし、別体の物を接着等で接続してもよい。

次に、シート積載装置であるシートカセットの他の例について図５乃至図８を用いて説明する。なお、画像形成装置の全体構成は前述した上記実施形態と同様である。また、シートカセットにおいて同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

図５はシートカセットの斜視説明図、図６、図７、図８はシートカセットの水平断面説明図である。なお、図６、図７、図８は、エア供給手段１３１の装着状態が異なっているものを示している。

シートカセット２０は、シート積載容器２０１、シート積載容器２０１と結合された前カバー１２１を備えている。シート積載容器２０１は、側面に形成されている補強部（前述したシート積載容器１０１に設けられている補強部１０１ｂと同じ構造）の下側に不図示のビス等でダクト底板２０１ａを固定することでダクト２１１、２２１、２５１、２６１、２７１が構成される。各ダクトは、それぞれ隔壁３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６により遮断されている。そして、それぞれの隔壁３０１〜３０６は、それぞれ切れ込み（隔壁３０１の切れ込みのみに符号３０１ａ、３０１ｂを付す）が形成されており、この切れ込みにより各隔壁３０１〜３０６が容易に削除が可能となっている。この構造により所望のダクトを選択して使用することが可能となる。

ダクト２１１、２２１には、エアを取込む開口部１１２、２２２、通過したエアを吐出す開口部１１３、２２３が形成されている。また、シート積載容器２０１の底面には、エア供給手段１３１の取付穴１１４ａ、１１４ｂ、２２４ａ、２２４ｂ、２３４ａ、２３４ｂ、２４４ａ、２４４ｂがそれぞれ対として設けられている。これらの取付穴により４箇所にエア供給手段１３１を装着することが可能となる。

また、ダクト２５１とダクト２６１の間と、ダクト２６１とダクト２７１との間にはそれぞれ空間２３１、２４１が形成されており、それぞれの空間２３１、２４１に、エア供給手段１３１からエアを吹き込む開口部２３２、２４２がシート積載容器２０１に形成されている。

この画像形成装置で普通のシート紙を給送する場合の動作については上記の説明と同じなので省略する。つづいて、シート供給装置１３１の装着方法について各パターンごとに説明する。

まず、図６に基づいてダクト２１１、２２１を使用する場合について説明する。全ての隔壁を削除しない状態とすることによりダクト２１１、２２１が使用できる。そして、２個のエア供給手段３３１の爪１３４ａ、１３４ｂをシート積載容器１０１の取付穴１１４ａ、１１４ｂと２２４ａ、２２４ｂに嵌め込むことによりエア供給手段３３１、３３１をシート積載容器２０１に固定する。なお、シート供給手段３３１は同一構造である。

この構成により、エアがエア取り入れ穴群１３２、ファン１３５、開口部１１２、２２２、ダクト１１１、２２１、開口部１１３、２２３、の順番で通過してシート束側面に吹付けられ、上位のシートＳはシート間の吸着が解かれ分離容易な状態となり、シート給送ローラ８によって給送される。次に、図７は、図６よりもエアの風量を必要とする場合の構成である。隔壁３０１、３０２を削除することでダクト２５１とダクト２１１が連通される。そして、２個のエア供給手段３３１をシート積載容器１０１の取付穴１１４ａ、１１４ｂと２３４ａ、２３４ｂとに固定する。

これにより、エアがエア取り入れ穴群１３２、ファン１３５、開口部１１２、２３２、ダクト２５１、２１１、開口部１１３の順番で通過してシート束側面に吹付けられ、上位のシートＳはシート間の吸着が解かれ分離容易な状態となり、シート給送ローラ８によって繰り出される。２つのエア供給手段１３１からのエアが一つの開口部１１３から供給できるため、図６の構成よりも大きな風量を得ることができる。

なお、図５では、ダクト２１１側の説明しかしていないが、反対側のダクト２２１も隔壁３０６を削除してダクト２７１と連通させ、２つのエア供給手段１３１を用いてエアを開口２２３から吹付けるようにしてもよい。

次に、図７は、隔壁３０１、３０２、３０３、３０４を削除することでダクト２１１、２５１、２６１を連通させたものである。そして、３個のエア供給手段３３１、３３１、３３１をシート積載容器１０１の取付穴１１４ａ、１１４ｂ、２３４ａ、２３４ｂ、２４４ａ、２４４ｂ、とに固定する。

この構成により、エアがエア取り入れ穴群１３２、ファン１３５、開口部１１２、２３２、２４２、ダクト２６１、２５１、２１１、開口部１１３の順番で通過し、シート束側面に吹付けられ、上位のシートＳはシート間の吸着が解かれ分離容易な状態となり、シート給送ローラ８によって繰り出される。そして、３個のエア供給手段３３１によりエアが供給できるため、図７に示した構成よりも大きな風量のエアをシートに吹付けることができる。なお、この構成では、シートの側面の一方からのみエアを供給する構成である。

図５乃至図８に示すように、種々のパターンでエア供給手段１３１を取付けられるようにすることにより、ファンの回転数の制御だけでなく、ファンの数を増減することができて、エアの風量を最適に設定することが可能となり、多くの紙種に対応することが可能となる。

すなわち、開口部１１３からのエアの風量は図６の構成＞図７の構成＞図８の構成であり、シート積載容器１０１に積載した特殊なシート紙の種類に適した開口部１１３からの最適なエアの量が選択出来る。

なお、実施の形態では、給紙分離手段として、分離パッド方式を一例として挙げたが、これが爪分離方式やリタード方式やエア給紙方式であっても良い。

また、実施の形態では、エア供給手段１３１のファン１３５の駆動手段として、エア供給手段１３１に設けた蓄電池を用いた例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、装置本体に設けた電源と束線で接続してファン１３５に電力供給を行う構成であってもよい。

また、実施の形態では、ＳＷ２により予めファンの回転数を設定するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、装置本体に無線送信装置を設け、エア供給手段３３１に無線受信装置を設けて、装置本体の制御手段が無線送信装置により無線信号を送信して、エア供給手段３３１のファン１３５を所望の回転数で回転させるようにしてもよい。

本発明の実施の形態に係るシート積載装置を備えた画像形成装置の斜視図 図１に示す画像形成装置の縦断面図 図１に示す実施形態に係るシートカセットの斜視図 図３に示すシートカセットの断面図及び平面図 シートカセットの他の例の斜視図 図５に示すシートカセットの平面図 図５に示すシートカセットの平面図 図５に示すシートカセットの平面図 従来のシート給送装置を備えた画像形成装置の縦断面図 図９に示したシート給送装置の平面図

符号の説明

１ 画像形成装置
１０、２０ シートカセット
１０１、２０１ シート積載容器
１０１ａ、２０１ａ ダクト底板
１１１、２１１、２２１、３１１、３１２ ダクト
１１２、２２２、２３２、２４２ エア取込み開口部
１１３、２２３ エア吐出し開口部
１１４ａ、１１４ｂ、２２４ａ、２２４ｂ、２３４ａ、２３４ｂ、２４４ａ、２４４ｂ 取付穴
１３１ エア供給手段
３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６ 隔壁
３０１ａ、３０１ｂ 切れ込み
Ｓ シート

Claims (7)

1. シートを積載して収納するシート積載容器と、該シート積載容器に設けられ、シートを支持して昇降可能に設けられたシート積載板と、を備えたシート積載装置において、
   前記シート積載容器の側面に沿って一体に構成されたダクトと、
   シートを積載する前記シート積載板が設けられている前記シート積載容器の内側で、且つシートの給送方向の後方に配置され、エアを供給するエア供給手段を固定するための固定手段と、
   前記シート積載容器の前記内側と前記ダクトとを連通する複数の開口部と、を備え、
   前記開口部を前記エア供給手段の取り付け位置に対応する位置と、前記シート積載容器に積載されているシート束の側面に対応する位置に配置され、
   前記固定手段により固定されたエア供給手段から供給されるエアを、前記開口部と前記ダクトとを介して、前記シート積載容器内に積載されているシート束の側面に吹付けることを特徴とするシート積載装置。
2. 前記ダクトを、シート給送方向に沿った前記シート積載容器の側面に沿って配設することを特徴とする請求項１に記載のシート積載装置。
3. 前記ダクトを、シート給送方向に沿った前記シート積載容器の側面とシート給送方向の上流側の後面とに沿って配設し、前記各ダクトと前記シート積載容器の内側とを連通する開口部を設け、該開口部に対応する位置に前記エア供給手段を固定するための固定手段を設けることを特徴とする請求項１に記載のシート積載装置。
4. 前記側面のダクトと前記後面のダクトとを取り外し可能な隔壁で分離し、前記隔壁を取り外すことにより両ダクトが連通可能であることを特徴とする請求項３に記載のシート積載装置。
5. 前記エア供給手段は、ファンと、該ファンを駆動する蓄電池を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載のシート積載装置。
6. 前記請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシート積載装置と、
   前記シート積載手段からシートを送り出すためのシート給送手段と、
   を有することを特徴とするシート給送装置。
7. 請求項６記載のシート給送装置と、
   前記シート給送装置から送り出されたシートに画像を形成する画像形成部と、を有することを特徴とする画像形成装置。

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