JP4891118B2 - シート給送装置、画像形成装置、および画像読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、分離部材との摩擦力でシートを１枚ずつ分離して給送するシート給送装置、詳しくは、剛性の高いシートを分離部材と反対側へ曲げて送り出した際に分離部材が押し下げられて発生する重送を防止する機構に関する。

シート表面に接触してシートを送り出す給送回転部材とシート裏面を摩擦する分離部材とでシートを挟持搬送して、重送されるシートを１枚ずつに分離するシート給送装置が実用化されている。

シート給送装置では、給送回転部材と分離部材とによって２枚のシートが重送されかかったとき、後述するように、給送回転部材と分離部材と２枚のシートとの間でμ１＞μ２＞μ３の摩擦力の関係が成立すれば、重送が１枚ずつに分離される。ここで、μ１は、給送回転部材と１枚目のシート表面との摩擦力、μ３は、２枚のシート間の摩擦力、μ２は、２枚目のシート裏面と分離部材との摩擦力である。

すなわち、給送回転部材と分離部材との間に２枚のシートが挟持された状態で、μ２＞μ３の関係によって、２枚目のシートが１枚目のシートの摩擦力に打ち勝って分離部材にせき止められる。一方、μ１＞μ３の関係によって、１枚目のシートが２枚目のシートの摩擦力に打ち勝って給送回転部材に送り出される。

特許文献１には、剛性の大きいシートを分離部材側へ進行方向を曲げて案内した際に、上記μ１＞μ２＞μ３の関係が崩れて重送が発生し易くなることが示される。ここでは、このような重送を防止するために、シーソー型に支持された一対の分離部材を給送回転部材に対向配置している。そして、分離部材側へ進行方向を曲げられた剛性の高いシートが下流側の分離部材を押し下げると、押し下げ力によって上流側の分離部材が２枚目のシートの裏面を強く摩擦して重送を１枚ずつに分離する。

特許文献２には、シート面のシート給送方向と直交する方向に分離部材を挟んで一対の補助分離部材を配置したシート給送装置が示される。補助分離部材は、分離部材に対して位置関係を固定して配置される。給送回転部材と分離部材との挟持位置よりも上流側では、補助分離部材は分離部材より低く形成され、下流側では、補助分離部材は分離部材より高く形成される。これにより、シートの進行に伴って補助分離部材と２枚目のシートとの摩擦力が次第に高まって、２枚目のシートが進行途中でせき止められる。

特開平 ７− ３３２７３号公報 特開昭６２−２２２９４４号公報

画像形成装置の用途の拡大に伴って、画像形成装置に搭載されるシート給送装置にも、様々な材質、厚み、剛性のシートへの適応が求められている。また、画像形成装置の機体サイズ（設置床面積）の縮小に伴って、給送回転部材に近接した位置で、給送回転部材側へ大きく進行方向を曲げてシートを送り出すシート給送装置（図１参照）も求められている。

しかし、給送回転部材に近接した位置に案内部材を配置してシートの進行方向を給送回転部材側へ曲げる場合、シートの剛性が高いと、案内部材に案内されるシートが分離部材を強く押し下げて重送が起こり易くなる。分離部材が押し下げられると、後述するように、重送されかかった２枚のシートを給送回転部材と分離部材とが正常に挟持できなくなって、上記μ１＞μ２＞μ３の関係が崩れるからである。挟持力が失われると分離部材と２枚目のシートとの摩擦力μ２が減少する一方で、２枚のシートの圧接位置が前後２箇所に発生して摩擦力μ３が増大するからである。

このような場合、特許文献１の補助分離部材は、１枚目のシートに対して大きな挟持力を作用してしまい、１枚目のシートを下流側へ引き出し難くなる。また、特許文献２に示される補助分離部材は、分離部材と一体に押し下げられてしまい、２枚のシートの重送を阻止できない。

ここで、給送回転部材に対する分離部材の圧接力を高めれば、案内部材に案内されるシートの剛性に打ち勝って分離部材と給送回転部材とによる挟持搬送を正常に維持できるかもしれない。しかし、給送回転部材に対する分離部材の圧接力を高めると、薄いシートや剛性の小さなシートでは、分離部材と給送回転部材との間への侵入が妨げられてジャムする可能性が高まる。

本発明は、剛性の高いシートによって分離部材が押し下げられても、重送されかかった２枚目のシートを確実にせき止めて重送を防止できるシート給送装置を提供することを目的としている。

本発明のシート給送装置は、シートを送り出す給送回転部材と、前記給送回転部材との間でシートを分離するための分離部材と、前記分離部材を前記給送回転部材に向かって付勢して前記給送回転部材に圧接させる付勢部材と、前記給送回転部材及び前記分離部材の側方に配置され、前記分離部材と前記給送回転部材との圧接位置よりも前記給送回転部材から該給送回転部材の径方向に離れた位置に配置され、シートよりも表面の摩擦係数が大きい補助分離部材と、を備え、前記給送回転部材によって送り出されるシートと重送されるシートとが前記付勢部材の付勢力に抗して前記分離部材を前記給送回転体の径方向へ移動させたときに、前記補助分離部材が、重送されるシートに摩擦接触して重送を阻止するものである。そして、前記給送回転部材と前記分離部材とで分離されたシートを前記給送回転部材側へ曲げて案内する案内部材を備え、前記分離部材の側方まで前記案内部材の上流側を延設し、前記案内部材における前記分離部材の位置でシートを案内するシート案内面に対して、前記分離部材の前記給送回転部材に向かう突出量は、前記案内部材に対する前記補助分離部材の前記給送回転部材側に向かう突出量よりも大きく、前記補助分離部材は、前記案内部材のシート案内面に位置関係を固定して配置され、前記案内部材のシート案内面は、回転軸線方向から見たときに前記給送回転部材に対向して円筒面状に湾曲して搬送されるシートの幅全体を上方へ案内する。

本発明のシート給送装置では、剛性の高いシートを分離するときに分離部材がシートにより押し下げられるが、分離されるシートに連れ送りされるシートは補助分離部材によりせき止められる。

つまり、補助分離部材は、分離部材が押し下げられたときに機能し、分離される１枚目のシートに連れ送りされる２枚目のシートに接触して２枚目のシートをせき止める。

従って、剛性の高いシートによって分離部材が押し下げられて、上記μ１＞μ２＞μ３の関係が崩れても、連れ送りされかかった２枚目のシートを確実にせき止めて重送を防止できる。剛性の高いシートに押し下げられ得るような弱い付勢力の付勢部材を用いて、薄いシートや剛性の小さなシートでもジャムを引き起しにくいシート給送装置を提供できる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本発明は、給送回転部材と分離部材との間から給送回転部材側へ進行方向を曲げてシートを送り出す限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。

本発明のシート給送装置は、後述するように画像形成装置のみならず、画像読取装置を始めとする種々のシート処理装置、シート加工装置等にも搭載できる。

本発明の画像形成装置は、モノクロプリンタのみならず、電子写真方式のフルカラープリンタ、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。また、本発明の画像形成装置は、電子写真方式のみならず、各種各様のシート材料に画像を形成する各種の印刷方式でも実施できる。

なお、特許文献１、２に示されるシート給送装置および画像形成装置の一般的な構成や制御については、図示を省略して重複する説明を省略する。

＜画像形成装置＞
図１は本実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。画像形成装置２００は電子写真方式のモノクロプリンタである。

図１に示すように、画像形成装置２００は、装置本体の下部の筐体内にシート給送ユニット１００を配置している。シート給送ユニット１００の中板２０に積載された最上位のシートＳが給送ローラ４で引き出され、給送ローラ４と分離パッド１０との当接部で１枚ずつに分離される。給送ローラ４に送り出されたシートＳは、搬送ガイド３０ａに案内されてレジストローラ１２３に受け渡され、レジストローラ１２３によって感光ドラム１１２と転写ローラ１１６との転写ニップへ送り出される。

画像形成部１１０は、回転する感光ドラム１１２の周囲に帯電ローラ１１３、露光装置１１７、現像部１１５、転写ローラ１１６、およびクリーニング部１１８を配置している。感光ドラム１１２、帯電ローラ１１３、現像部１１５、およびクリーニング部１１８は、カートリッジに組み立てられ、手前側へ一体に引き出して交換可能である。

帯電ローラ１１３は、クリーニング部１１８によってクリーニングされた感光ドラム１１２の表面を一様に帯電する。露光装置１１７は、画像信号によって変調されたレーザービームを帯電された感光ドラム１１２の表面に走査して静電像を書き込む。現像部１１５は、感光ドラム１１２の静電像に、現像スリーブ１１４に担持させたトナーＴを静電気的に付着させてトナー像を形成する。転写ローラ１１６は、感光ドラム１１２に形成されたトナー像の帯電極性とは逆極性の転写電圧を印加されて、転写ニップへ送り出されたシートＳに感光ドラム１１２からトナー像を転写させる。トナー像を転写されたシートＳは、定着器１２０へ送り込まれ、加圧ローラ１２９と加熱部１２８との定着ニップで挟持搬送されてトナー像を表面に定着される。トナー像が定着されたシートＳは、排出ローラ１２５によってトレイ１２６に排出される。

＜第１実施形態のシート給送装置＞
図２は第１実施形態のシート給送ユニットの給送待機状態での斜視図、図３は給送ローラ軸ユニットの組み立ての説明図、図４は分離パッドユニットの組み立ての説明図である。

図２に示すように、シート給送装置の一例であるシート給送ユニット１００は、中板２０に積載された最上位のシートを引き出して、給送ローラ軸ユニット４０と分離パッドユニット４１とで１枚ずつに分離して図中上方向に送り出す。

図３に示すように、給送回転部材の一例である給送ローラ４は、シートの上面に接触してシートを送り出す。

図４に示すように、分離部材の一例である分離パッド１０は、給送ローラ４との間でシートを分離するためのものである。

支持機構の一例であるパッドアーム９、圧縮バネ１２は、分離パッド１０を給送ローラ４に向かって付勢して圧接させる。したがって、給送ローラ４と分離パッド１０との間にシートが入ると、分離パッド１０は給送ローラ４から離間する。

付勢部材の一例である圧縮バネ１２は、分離パッド１０を、給送ローラ４に向かって付勢して圧接させる。

図２に示すように、案内部材の一例である搬送ガイド３０ａは、給送ローラ４と分離パッド１０とで分離されたシートを、給送回転部材側の一例である給送ローラ４側へ曲げて案内する。また、搬送ガイド３０ａの上流側端部は、分離パッド１０の側方まで延設されており、上流端はパッドアーム９の垂直壁９ｂ（図４参照）と略同じ位置まで配置されている。

搬送ガイド３０ａは、シート面のシート給送方向と直交する方向に給送ローラ軸ユニット４０を挟んで一対配置される。搬送ガイド３０ａは、シート給送方向に分離パッド１０に沿って、分離パッド１０を通過した位置で接触するまではシートの他方の面に接触しない高さ位置に配置される。

補助分離部材の一例であるサブパッド１３は、搬送ガイド３０ａに案内されて給送ローラ４と分離パッド１０との間を送り出されるシート（画像形成可能な最大厚さの範囲に限る）の下面に接触しない高さ位置に配置される。搬送ガイド３０ａにおける分離パッド１０の位置でシートを案内するシート案内面に対して、分離パッド１０の給送ローラ４に向かう突出量は、分離パッド１０に対するサブパッド１３の給送ローラ４に向かう突出量よりも大きい。

サブパッド１３は、給送ローラ４及び分離パッド１０の側方に配置され、給送ローラ４と分離パッド１０との圧接位置（ニップ部）よりも給送ローラ４からこの給送ローラ４の径方向に離れた位置に配置されている。サブパッド１３は、分離パッド１０によって分離するシートにより分離パッド１０が給送ローラ４から離間する方向に移動したときに、この分離するシートに接触可能である。サブパッド１３は、搬送ガイド３０ａに案内されて分離パッド１０を押し下げたシートに連れ送りされるシートに接触する。サブパッド１３は、搬送ガイド３０ａを一体に形成した給送フレーム３０のシート案内面に対して位置関係を固定して配置される。

シート収容手段の一例である中板２０は、シートを積載状態で保持する。そして、給送ローラ４は、保持された最上位のシートに接触して中板２０から引き出す部材を兼ね、給送ローラ４によるシートの給送方向は、中板２０からシートが引き出される方向である。

搬送部材の一例であるレジストローラ（１２３：図１）は、搬送ガイド３０ａに案内されたシートを受け渡されて挟持搬送する。

コロ部材の一例である給送コロ５は、給送ローラ４の外側に回転自在に配置されて、給送ローラ４に交替して分離パッド１０との間でシートを挟持する。

図２に示すように、給送フレーム３０と底板２５とは、不図示のビスにより締結されており、シート給送ユニット１００の枠体を構成している。底板２５には、中板支持板２２がビスもしくは溶接等で固定されている。中板２０の側面には、中板軸２１が固定されており、中板軸２１と中板支持板２２が嵌合することで、中板２０は回転自在に支持されている。

そして、中板２０と底板２５との間には圧縮バネ２３が配置されており、中板２０を上方に付勢している。また、中板２０の給送ローラ４と対向する位置に、中板分離シート２４が接着剤、もしくは両面テープにより固定されている。中板分離シート２４は、積載されたシート（例えば単票紙）の最下部近傍のシートが束で給送されないようにするための摩擦部材である。

給送ローラ軸１は、給送フレーム３０に設けられた穴と嵌合し、回転自在に支持されている。給送ローラ軸１は、両端部に、左右対称の中板カム６、７が不図示のスナップフィット又はピン又はビスを用いて固定される。中板カム６、７は、給送ローラ軸１と一体に回転して、圧縮バネ２３に逆らって中板２０を押し下げる。中板カム６の外側には、給送ギア８が固定され、不図示のソレノイド、クラッチ等により選択的に回転が給送ギア８に伝達される。

給送ローラ軸１には、給送ローラ軸ユニット４０が固定され、給送ローラ軸ユニット４０の下側には、給送フレーム３０に対してビスで固定して、分離パッドユニット４１が配置される。

図３に示すように、給送ローラ軸ユニット４０の給送ローラ軸１の略中央部には、給送ローラホルダ２が不図示のスナップフィットもしくはピン、セットビス等で固定されている。給送ローラホルダ２の外側へ向かう中空スリーブには、給送コロ５が左右それぞれ１箇所づつ回転自在に支持され、給送コロ規制部２ｄによって給送コロ５が給送ホルダ２より脱落することなく保持される。

給送ローラホルダ２は、樹脂で一体に成型されており、給送ローラホルダ２の両側面に設けられたバネ性を持つつまみ２ｃを外側へ倒すことで、対向間隔を広げて給送ローラカラー３を脱着可能である。

給送ローラ４は、ＥＰＤＭ、エラストマー等の弾性があり摩擦係数の高い材料で構成される。給送ローラ４は、半円筒型の給送ローラカラー３の外側を囲んで組み立てられる。給送ローラ４を給送ローラホルダ２に固定する際には、給送ローラカラー３の両側面に設けられた２箇所の位置決めボス３ａが、給送ローラホルダ２の両側面に設けられたＵ溝２ａに係合される。同時に、給送ローラカラー３の両側面に設けられた爪３ｂが、給送ローラホルダ２の両側面に設けられた穴２ｂに係合される。

給送ローラ４は、内側の鞍部４ａ部を給送ローラ軸１に押し付けて組み立てられる。この押し付け力は、給送ローラ４の外側を円周方向に引っ張って、給送ローラカラー３の外周に隙間無く巻き付ける。

図４に示すように、分離パッドユニット４１の分離パッド１０は接着剤もしくは両面テープにてパッドアーム９に固着されている。分離パッド１０は、ＥＰＤＭ、エラストマー等のゴム、樹脂材料、コルク等の天然材料、クラリーノ等の人工素材等で形成される。パッドアーム９は、アーム軸９ａより延伸するボスがパッドホルダ１１に設けられたアーム保持部１１ａに嵌合することにより、回転自在に保持される。パッドアーム９とパッドホルダ１１との間には、圧縮バネ１２が配置され、分離パッド１０が図３に示す給送ローラ４又は給送コロ５に当接するように、斜め上向きの付勢力を発生させている。パッドアーム９の両脇には、図２に示すように、搬送ガイド３０ａが給送フレーム３０に固定して配置される。

ここで、図１に示す給送ローラ４とシートＳとの摩擦係数をμ１、重なった２枚のシートＳ間の摩擦係数をμ３、シートＳと分離パッド１０との摩擦係数をμ２とする。また、図２に示す中板分離シート２４とシートＳとの摩擦係数をμ４とする。このとき、
μ１＞μ２＞μ３ ・・・（１）は、既に述べた給送ローラ４が分離パッド１０に抗して搬送できる条件、および分離パッド１０がシートＳを分離できる条件である。

μ１＞μ４＞μ３ ・・・（２）は、給送ローラ４が中板分離シート２４に抗して搬送できる条件、および中板分離シート２４がシートＳを分離できる条件である。

μ１＞μ３＋μ４ ・・・（３）は、給送ローラ４が分離パッドと中板分離シート２４とに抗してシートＳを搬送できる条件である。

以上の関係を満たすようにそれぞれの摩擦係数が決定される。

つまり、μ１＞μ２＞μ３となるように、給送ローラ４の摩擦係数μ１、分離パッド１０の摩擦係数μ２が設定されている。

給送ローラ４に回転駆動が与えられると、シートＳ束最上部のシートＳ１が給送ローラ４の摩擦力により給送される。シートＳ１が分離パッド１０まで搬送されたとき、圧縮バネ１２の加圧力をＮとし、シート搬送方向に掛かる力を正とする。このとき、給送ローラ４の搬送力Ｆ１、分離パッド１０がシートＳ１に与える抗力Ｆ２、シートＳ１が受ける力Ｆは以下のように計算される。

Ｆ１＝ μ１＊Ｎ ・・・（４）
Ｆ２＝−μ２＊Ｎ ・・・（５）
Ｆ ＝ Ｆ１＋Ｆ２＝（μ１−μ２）Ｎ ・・・（６）

ここで、上述したように、μ１＞μ２なので、Ｆ＞０となり、シートＳ１は、給送ローラ４の回転によって下流側へ送り出される。

次に、シートＳ１、Ｓ２が同時に搬送（重送）された場合を考える。シートＳ１に掛かる力ＦＳ１は、給送ローラ４から受ける搬送力をＦ１とし、シートＳ２から受ける抗力をＦ３とすると、以下のように計算される。

ＦＳ１＝Ｆ１＋Ｆ３＝μ１＊Ｎ−μ３＊Ｎ＝（μ１−μ３）Ｎ ・・・（７）

ここで、上述したように、μ１＞μ３なので、ＦＳ１＞０となり、シートＳ１は、給送ローラ４の回転によって下流側へ送り出される。

一方、シートＳ２にかかる力ＦＳ２は、シートＳ１より受ける搬送力をＦ４とすると、分離パッド１０より受ける抗力はＦ２であるから以下のように計算される。

ＦＳ２＝Ｆ４＋Ｆ２＝μ３＊Ｎ−μ２＊Ｎ＝（μ３−μ２）Ｎ ・・・（８）

ここで、上述したように、μ２＞μ３なので、ＦＳ２＜０となり、シートＳ２は、分離パッド１０によってせき止められる。

そして、給送ローラ４が給送コロ５に交替すると、給送コロ５の転がり接触によってμ１はほぼ消滅するが、圧縮バネ１２の加圧力Ｎが変化しないので（μ２＞μ３の関係が維持されて）、シートＰ２の重送は阻止され続ける。

以上説明した通りの作用により、シート給送ユニット１００は、シートＳを１枚づつ分離して画像形成部１１０に供給することが可能となっている。

＜給紙ユニットの通常動作＞
図５はシート給送ユニットによる通常のシートの給送動作の各段階の説明図である。説明中、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）…（ｆ）は、図５の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）…（ｆ）の各図に対応しており、シート給送ユニット１００の給送動作段階を略断面図で示している。なお、図を簡単にするために、給送ローラカラー３、給送ローラホルダ２は図示を省略している。

（ａ）ホームポジション
給送ローラ４と給送コロ５とは給送ローラ軸１と同軸に配置されている。給送ローラ４の半径をＲ１、給送コロ５の半径をＲ２とした時、給送ローラ４がシートに当接してシートを搬送可能にするためにＲ１＞Ｒ２の関係となっている。中板カム６は、中板２０の側面に形成されたカムフォロア２０ａと係合し、圧縮バネ２３の付勢力に抗して中板２０を図中下方に固定し、シートＳが積載可能な位置に停止している。シートＳ束が中板２０上に積載されている。パッドアーム９は、圧縮バネ１２によって図中Ｂ方向に付勢されて、分離パッド１０を給送コロ５に圧接させている。

（ｂ）中板上昇
不図示のクラッチ機構が係合して給送ローラ軸１が回転駆動されると、給送ローラ軸１は図中Ｃ方向に回転する。給送ローラ軸１に固定されている中板カム６も同方向に回転して、中板２０のカムフォロア２０ａとの係合が外れると、圧縮バネ２３の付勢力によって図中Ｄ方向に、シートＳ束を載せた中板２０が押し上げられる。シートＳ束の最上部が給送コロ５の外周に当接した位置で、中板２０およびシートＳ束の上昇が規制され停止する。

（ｃ）給送開始
給送ローラ軸１がさらに回転して、シートＳ束の最上部のシートＳ１と給送ローラ４とが当接する。ここで、式（１）で説明した「μ１＞μ２」であることから、シートＳ１はシートＳ束より引き出される。

（ｄ）分離部進入
給送ローラ軸１がさらに回転して、給送ローラ４がシートＳ１を分離パッド１０との当接部へ搬送する。図５の（ｄ）〜（ｆ）では、１枚のシートを搬送している。このとき、給送ローラ軸１が給送フレーム３０に軸支されて給送ローラ４は移動できないため、分離パッド１０を固定しているパッドアーム９は、圧縮バネ１２に逆らって図中Ｆ方向にシートＳ１の厚さ分（普通紙の場合０．０５〜０．１ｍｍ程度）移動する。また、２枚のシートが搬送された場合、式（１）で説明した「μ２＞μ３」の作用により、分離バッド１０と当接している重送されかかったシートは、分離パッド１０にせき止められる。そして、給送ローラ４と当接しているシートＳ１のみが給送ローラ４によって送り出される。

（ｅ）給送ローラ搬送完了、中板下降開始
給送ローラ軸１がさらに回転して、給送ローラ４と分離パッド１０との当接が終了すると、再び給送コロ５が分離パッド１０も当接する。これとほぼ時を同じくして、中板カム６とカムフォロア２０ａが再び当接し、中板２０を図中Ｅ方向に下降開始させる。また、給送ローラ４の当接終了前に、給送ローラ４より下流に配置される搬送ローラ（図１に示すレジストローラ１２３にシートＳ１の先端が受け渡される。

（ｆ）ホームポジション復帰
給送ローラ軸１がさらに回転して、中板カム６とカムフォロア２０ａは、図５の（ａ）と同じホームポジションに復帰する。これとほぼ時を同じくして、不図示のクラッチ機構の係合が解除されて回転伝達が終了し、給送ローラ軸１は停止する。

この後、空転自在な給送コロ５と分離パッド１０とで挟持されたシートＳ１は、図１に示すレジストローラ１２３の回転に伴って、給送コロ５と分離パッド１０との間から引き抜かれる。このとき、シートＳ１に重送されかかったシートは、シートＳ１と分離パッド１０とに挟持されてシートＳ１から正常に分離されるため、給送ローラ軸１が停止していてもシートＳが２枚重なって送り出されることは無い。

＜剛性が大きいシートの分離＞
図６はシート給送ユニットによる剛性の大きいシートの給送動作の各段階の説明図である。説明中、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図６の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の各図に対応しており、シート給送ユニット１００の給送ローラ４、分離パッド１０近傍の給送動作段階を拡大して示している。

図６の（ａ）に示すように、１枚のシートを給送ローラ４と分離パッド１０とで挟持した状態で、搬送ガイド３０ａに対する分離パッド１０の給送ローラ４に向かう突出量（Ｌ１）は、搬送ガイド３０ａに対するサブパッド１３の給送ローラ４に向かう突出量（Ｌ２）よりも大きい。ここで、搬送ガイド３０ａにおける分離パッド１０の位置でシートを案内する部分をシート案内面とし、このシート案内面からの距離をＬ1及びＬ２としている。

この関係は、レジストローラ１２３によって給送コロ５と分離パッド１０との間からシートが引き出される際にも維持される。すなわち、１枚のシートを給送コロ５と分離パッド１０とで挟持した状態で、搬送ガイド３０ａに対する分離パッド１０の給送コロ５に向かう突出量（Ｌ１）は、搬送ガイド３０ａに対するサブパッド１３の給送コロ５に向かう突出量（Ｌ２）よりも大きい。

普通紙よりも剛性が大きく厚さの厚い封筒などのメディアを通紙した場合、図５の（ｃ）、（ｄ）は、図６の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のように進行する。給送ローラ４や中板カム６の動作自体は図５を参照して説明したとおりであるため、ここでは、給送ローラ４、分離パッド１０、およびパッドアーム９の動作に焦点を当てて説明する。

（ａ）給送開始
積載されたシートの最上部のシートをＳ１、シートＳ１の直下に積載されているシートをＳ２とする。搬送ガイド３０ａとサブパッド１３との距離をＬ２とし、ほぼ同位置で分離パッド１０を固定しているパッドアーム９と搬送ガイド３０ａとの距離をＬ１とする。給送ローラ４は、シートＳ１と接触し、シートＳ１を図中左側へ搬送する。このとき、図６の（ａ）に示すように、Ｌ１＞Ｌ２となっている。

（ｂ）分離パッド進入
給送ローラ４がさらに回転してシートＳ束からシートＳ１が引き出され、シートＳ１の先端が分離パッド１０と接触する。シートＳ１およびシートＳ２は、剛性の大きいシート材料であるため、シートＳ１の剛性により、分離パッド１０およびパッドアーム９は、圧縮バネ１２の付勢力に抗して図中Ｈ方向へ押し込まれる。これにより、パッドアーム９および分離パッド１０は、サブパッド１３より低い位置まで移動する。

しかし、サブパッド１３は、給送フレーム３０に対して固定され、給送ローラ軸１は給送フレーム３０に対して軸支されているため、サブパッド１３と給送ローラ４との距離Ｌ３は、剛性の強いシートＳ１、Ｓ２が進入しても不変である。これにより、移動できないサブパッド１３がシートＳ２の搬送面に露出する。シートＳ１に連なる形で重送されかかったシートＳ２が進入すると、シートＳ２の下面が、図６の（ｂ）に示す位置Ｐでサブパッド１３に接触し、角部Ｐにより、シートＳ２は、サブパッド１３より分離抵抗を受ける。

従って、重送されかかったシートＳ２は、給送ローラ４がさらに回転してシートＳ１を送り出しても、サブパッド１３から分離抵抗を受けて、シートＳ１に連れ送りされることがなくなる。

また、図６の（ａ）に示すように、Ｌ１＞Ｌ２の関係を設定しているので、剛性の弱いシートを送り出す場合においては、シートＳ１もシートＳ２もサブパッド１３と接触することがない。

（ｃ）シート分離時
給送ローラ４がさらに回転すると、シートＳ１は、搬送ガイド３０ａに接触して上方へ湾曲して案内される。このとき、シートＳ１は、当接部Ｑとサブパッド１３の角部Ｐを支点として給送ローラ４の外周面によって屈曲される。ここで、角部ＰにおいてシートＳ１、Ｓ２が元の水平な状態に復元しようとする復元力をＮｔとし、サブパッド１３の摩擦係数をμ５とすると、シートＳ２が受ける分離抵抗Ｆは、次のように計算される。

Ｆ＝μ５・Ｎｔ ・・・（９）

ここで、サブパット１３を具備しないシート給送ユニットの場合、シートＳ１、Ｓ２は、サブパッド１３近傍の給送フレーム（３０）とシートガイド３０ａを支点として、給送ローラ４の外周面によって屈曲される。ここで、給送フレーム（３０）の摩擦係数をμ６として、シートＳ１、Ｓ２の復元力が本実施形態と同じＮｔであるとき、シートＳ２が受ける分離抵抗Ｆは、次のように計算される。

Ｆ＝μ６・Ｎｔ ・・・（１０）

ここで、サブパッド１３の材質がＥＰＤＭ、給送フレーム３０の材質がＡＢＳもしくはこれに類する材質だと仮定する。低硬度のＥＰＤＭと普通紙の摩擦係数μ５は一般的に１．６〜２．０程度である。一方ＡＢＳの摩擦係数μ６は０．１〜０．３程度である。このため、サブパッド１３を具備しているシート給送ユニット１００は、サブパッド１３を具備していないシート給送ユニットに対して約５〜２０倍の分離抵抗Ｆを発生することが可能となる。また、剛性の大きいシートほど復元力Ｎｔが大きくなるため、その分、分離抵抗Ｆも大きくなり効果的な耐重送性能を発揮することが可能となる。

第１実施形態では、搬送ガイド３０ａに対するサブパッド１３の突出量Ｌ２と、搬送ガイド３０ａに対する分離パッド１０の突出量Ｌ１との関係を次のように規定した。

Ｌ１＞Ｌ２ ・・・（１１）

言い換えれば、サブパッド１３は、搬送ガイド３０ａに対して位置関係を固定して配置され、分離パッド１０とサブパッド１３とは、給送ローラ４が接触する裏側位置で搬送ガイド３０ａに対して給送ローラ４側に突出している。そして、給送ローラ４が接触する裏側位置における給送ローラ４側への分離パッド１０の突出量は、サブパッド１３の突出量よりも大きい。

このため、剛性の小さいシートＳ１を通紙した時には、サブパッド１３より搬送抵抗Ｆを受けることがなく、サブパッド１３に起因する斜行、シート先端の角折れ、角折れに起因する紙詰まり等を発生しない。また、剛性の大きいシートＳ１、Ｓ２が搬送された場合、給送ローラ４に対して退避した分離パッド１０自体は、十分な分離性を発揮できなくなる。しかし、サブパッド１３が搬送面に露出して分離抵抗Ｆを付加することで、剛性の大きいシートＳ１、Ｓ２の分離が可能となり、メディアに対応したシートの分離を行うことができる。

そして、給送ローラ４に交替して給送コロ５が分離パッド１０との間でシートＳ１を挟みこんで、レジストローラ（１２３：図１）による引き出しに委ねる段階でも、サブパッド１３が搬送面に露出して分離抵抗Ｆを付加する。これにより、剛性の大きいシートＳ１、Ｓ２の分離が確実に維持される。

また、給送コロ５は、シートＳ１に転がり接触するので、レジストローラ（１２３：図１）によるシートＳ１の搬送を妨げず、画像形成部１１０における安定した画像形成が実現される。

普通紙複写機（ＰＰＣ）、ファクシミリ、プリンタ等では、積載された用紙を一枚ずつ分離して給送することが必要である。そして、このようなシート給送装置としては種々の方式があるが、ＦＲＲ（Ｆｅｅｄ Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｒｏｌｌｅｒ）方式、摩擦分離パッド方式等のように、摩擦力を利用した方式が最も普及している。この中でも摩擦分離パッド方式は、最も構成が簡単で小型化が容易であるという特徴を有している。

しかし、近年、プリンタや複写機において、坪量６０ｇ／ｍ^２〜１００ｇ／ｍ^２程度の単票紙の印刷に加えて、１６０ｇ／ｍ^２以上の厚紙や、ラベル紙、封筒などといった様々なメディアに対応することが望まれている。これら厚手のシートが重送した場合、前述の単票紙より、数倍〜数十倍の厚みがあることや、シート自体の剛性が大きいため、分離パッドが所定量以上に離間してしまうことがあった。このため２枚目以降のシートと分離パッドの当接部が確保できずしばしば重送してしまう事があった。

このような課題に対して、特許文献１に示されるように、分離パッドの上流側に補助パッドを設けて対処した場合、シート積載面に対してパッドが張り出しているため、補助パッドがない構成のものに対してシート積載性が低下してしまう。下流の分離パッドをシートに当接させるため大口径の給送ローラを使用しなくてはならず、シート給送装置の大型化、コストアップが否めない。

また、特許文献２に示されるように、分離パッドと位置関係を固定して、分離パッドよりも突出させた補助パッドを配置した場合、給送時にシートが波打ち状に折り曲げられてしまう。このため、５０ｇ／ｍ^２以下の薄紙を給送した場合、分離部でのしわの発生が懸念されこれら薄紙に対する対応が望まれている。

これに対して、第１実施形態のシート給送装置１００では、分離パッド１０に対してサブパッド１３がシート搬送面に対して低く配置されているため、普通紙や薄紙を通紙した時にサブパッド１３がシートＳ１、Ｓ２に当接することはない。このため、サブパッド１３の追加によってシートＳ１の搬送性は損なわれない。また、これにより、サブパッド１３に起因する用紙の斜行や、印字精度の狂いが発生しない。

また、厚紙や封筒などの厚手で剛性の大きいシートＳ１、Ｓ２を通紙した場合、シートＳ１自身の厚みおよび剛性により分離パッド１０が押し下げられる。これにより、サブパッド１３の角部が見かけのシート搬送路上に突出するので、分離パッド１０に加えサブパッド１３の分離抵抗が加わるため、シートＳ１、Ｓ２のより高い分離性能を実現できる。また、サブパッド１３の角部をみかけのシート搬送路上に露出するため、高い面圧を得ることができる。これにより、分離抵抗を飛躍的に稼ぐことが可能となり、より効果的に重送の防止が可能となる。

また、搬送面にサブパッド１３を固定することにより、サブパッド１３の搬送面の位置出しが可能となる。これらにより、耐重送を向上しつつ、多様なメディアの給送を可能とするシート給送装置１００を提供できる。

また、サブパッド１３は、特許文献２に示される補助分離部材のように、シート面のシート給送方向と直交する方向にシートを波打たせて剛性を大きくすることがないので、搬送ガイド３０ａでシートの進行方向を給送ローラ４側へ容易に曲げて案内できる。従って、給送ローラ４に送り出される１枚目のシートを、サブパッド１３に影響されることなく、搬送ガイド３０ａに案内させて円滑に下流側へ送り出し可能である。

＜第２実施形態のシート給送装置＞
図７は第２実施形態のシート給送装置における給送部および分離部近傍の斜視図、図８は切り込みを形成したサブパッドの斜視図、図９は切り込みを形成したサブパッドによる分離抵抗の説明図である。

第２実施形態のシート給送装置は、図１に示すサブパッド１３を、切り込みを形成したサブパッド５０に置き換えて構成されるが、それ以外の構成は第１実施形態と同様である。従って、第２実施形態のシート給送装置もシート給送装置１００と総称し、第１実施形態と同一の構成部材には共通の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の説明では、図１〜図６を併せて参照する。

サブパッド５０は、シート給送方向と直交する方向の稜線を有する角部の一例であるブロック５０ｂ、５０ｃ、５０ｄを、シートの対向面に少なくとも１つ有している。ブロック５０ｂ、５０ｃ、５０ｄは、サブパッド５０をシート給送方向と直交する方向に横断して形成した複数の平行な溝の一例である切り込み５０ａの縁である。

図７に示すように、給送ローラ軸１は図２に示す給送フレーム３０に軸支され、給送ローラ軸１には給送ローラ４が固定されている。給送コロ５は、給送ローラ軸１に対して回転自在に支持され、パッドアーム９は、図４に示すように、圧縮バネ１２によって上方に付勢されて、給送コロ（５：図３）に分離パッド１０を圧接させる。

搬送ガイド３０ａは、パッドアーム９を挟む形で、給送フレーム３０と一体にＡＢＳ樹脂で形成したリブ状の凸部である。搬送ガイド３０ａを挟む給送フレーム３０の内円筒面にサブパッド５０が両面テープまたは接着により固定されている。

図８に示すように、サブパッド５０には、シート面のシート給送方向と直交する方向の切り込み５０ａが無数に形成されている。この切り込み５０ａによってサブパッド５０のシート当接面には、切り込み数＋１個のブロック５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ、・・が形成されている。取り付け状態で搬送ガイド３０ａのシート案内面よりも低くなる図中左側部分には切り込み５０ａが形成されない。

図９に示すように、剛性の大きいシートＳ１を通紙したとき、給送部近傍でシートＳ２がシートＳ１に重送されかかっている。シートＳ２の下部は、第１実施形態で説明したように、不図示のパッドアーム（９：図６の（ｂ））を押し下げて、サブパッド５０のブロック５０ｂ、５０ｃ、５０ｄの縁に当接する。このとき、サブパッド５０は、切り込み５０ａがあるためにシート搬送方向へ撓んでブロック５０ｂ、５０ｃ、５０ｄの縁を切り立たせる。これにより、ブロック５０ｂ、５０ｃ、５０ｄの角部がシートＳ２の先端に当接して、それぞれの箇所で、大きな分離抵抗Ｆを発揮する。

第２実施形態では、サブパッド５０に切り込み５０ａを刻むことで、多数の角部を２枚目のシートＳ２に当接することが可能になるため、第１実施形態よりも大きな重送防止効果を期待できる。

なお、第２実施形態では、矩形の切り込みを刻んだが、これに限らず、三角形や溝断面が変化する３次元的な溝を作ってももちろん良い。また、サブパッドを複数のピースに分離して、瓦状に配置することで、擬似的にブロックを形成してもよいことは言うまでも無い。

＜第３実施形態のシート給送装置＞
図１０は第３実施形態におけるパッドホルダの取り付け状態の斜視図、図１１はサブパッドが固定されたパッドホルダ全体の斜視図、図１２はサブパッドが固定されたパッドホルダの取り付け方法の説明図である。

第３実施形態のシート給送装置は、第１実施形態におけるパッドアーム９、搬送ガイド３０ａ、およびサブパッド１３が一体に着脱可能にユニット化されている以外は、第１実施形態と同様である。従って、第３実施形態のシート給送装置もシート給送装置１００と総称し、第１実施形態と同一の構成部材には共通の符号を付して、重複する動作等の説明を省略する。また、以下の説明では、図１〜図６を併せて参照する。

図１０に示すように、パッドホルダ６３は、給送フレーム３０の底板２５に対して着脱可能に組み立てられる。給送フレーム３０の底板２５には、角穴２５ａが２箇所開けられており、これに、パッドホルダ６３に形成された２つの爪６３ｂが嵌合している。

図１１に示すように、パッドホルダ６３は、全体を一体に着脱可能である。パッドホルダ６３は、分離部材の一例である分離パッド６２、支持機構の一例であるパッドアーム６１、付勢部材の一例である圧縮バネ（１２：図４）、案内部材の一例である搬送ガイド６３ｃ、補助分離部材の一例であるサブパッド６４を一体に組み立ててある。

サブパッド６４は、給送ローラ（４：図１０）が接触する裏側位置に配置され、搬送ガイド６３ｃに案内されて分離パッド６２を押し下げたシートに連れ送りされるシートに接触してせき止める。サブパッド６４は、搬送ガイド６３ｃに案内されて給送ローラ（４：図１０）と分離パッド６２との間を送り出されるシートに接触しない高さ位置に配置されている。

パッドホルダ６３には、軸受６３ａが左右１箇所づつ設けられ、パッドアーム６１のボス６１ａと嵌合している。パッドアーム６１は、ボス６１ａを中心に回転自在に支持され、分離パッド６２は、不図示の接着剤、両面テープを用いてパッドアーム６１に固着されている。パッドホルダ６３には、２つの搬送ガイド６３ｃがパッドアーム６１を挟み込むように形成され、更に２つのサブパッド６４が搬送ガイド６３ｃを挟み込むように配置されている。

図１２に示すように、シート給送装置１００を底板（２５：図１０）の裏側から見ると、給送フレーム６９には２箇所のビス穴６９ａと２箇所の位置決めボス６９ｂとが形成されている。一方、パッドホルダ６３には、各ビス穴６９ａ、各位置決めボス６９ｂに対応させて、２箇所のビス止め穴６３ｄと２箇所の位置決め穴６３ｅとが設けられている。図中一点鎖線で示されるように、位置決めボス６９ｂが位置決め穴６３ｅに嵌合し、ビス穴６９ａがビス止め穴６３ｄにビス６８を用いて締結される。このようにしてパッドホルダ６３は給送フレーム６９に着脱可能に固定されている。パッドホルダ６３のシート給送方向反対側は、図１０を参照して上述したように、角穴２５ａに爪６３ｂを挿入して固定されている。

第３実施形態では、パッドホルダ６３上にサブパッド６４を配置することで、簡便にパッド交換が可能となりメンテナンス性が向上する。また、給送ローラ４や分離パッド６２との同時交換が可能となるため、定期的にこれらの部品交換が必要な高速機においても、パッドホルダ６３を備えたシート給送ユニット１００を適用することが可能となる。

なお、第３実施形態では、パッドホルダ６３上にサブパッド６４を固定したが、サブパッド６４を独立して脱着できる構成としてもよい。

＜その他の実施形態＞
図１に示す画像形成部１１０は、画像読取手段の一例であるライン画像の読み取りヘッドに置き換えてもよい。ＣＭＯＳ、ＣＣＤを用いたライン画像の読み取りヘッドをシート面のシート給送方向と直交する方向に配置して、搬送されるシートの画像面の各色濃度分布を検知して画像データを生成する。

このような画像読取装置は、文字情報の認識装置を備えて、光学的文字情報読取装置（ＯＣＲ）を構成してもよい。これらの場合、画像形成装置２００は、シート原稿面の画像を流し読みする画像読取装置となる。

図１に示す画像形成部１１０は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を重ねてシートに転写するフルカラーの画像形成部に置き換えてもよい。

図１に示す画像形成部１１０は、穿孔装置、糊付け装置、製本装置、針綴じ装置等のシート加工部に置き換えてもよい。

本実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。 第１実施形態のシート給送ユニットの給送待機状態での斜視図である。 給送ローラ軸ユニットの組み立ての説明図である。 分離パッドユニットの組み立ての説明図である。 シート給送ユニットによる通常のシートの給送動作の各段階の説明図である。 シート給送ユニットによる剛性の大きいシートの給送動作の各段階の説明図である。 第２実施形態のシート給送装置における給送部および分離部近傍の斜視図である。 切り込みを形成したサブパッドの斜視図である。 切り込みを形成したサブパッドによる分離抵抗の説明図である。 第３実施形態におけるパッドホルダの取り付け状態の斜視図である。 サブパッドが固定されたパッドホルダ全体の斜視図である。 サブパッドが固定されたパッドホルダの取り付け方法の説明図である。

符号の説明

１ 給送ローラ軸
４ 給送回転部材（給送ローラ）
５ コロ部材（給送コロ）
６、７ 中板カム
９、１２ 支持機構（パッドアーム、圧縮バネ）
１０ 分離部材（分離パッド）
１１ パッドホルダ
１２ 付勢部材（圧縮バネ）
１３、５０、６４ 補助分離部材（サブパッド）
２０ 中板
２０ａ カムフォロア
２５ 底板
３０ 装置本体、筐体、案内部材（給送フレーム）
３０ａ、６３ｃ 案内部材（搬送ガイド）
５０ａ 切り込み
５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ ブロック
６３ パッドホルダ
１００ シート給送装置（シート給送ユニット）
１１０ 画像形成手段（画像形成部）
１２３ 搬送手段（レジストローラ）
２００ 画像形成装置
Ｓ、Ｓ１、Ｓ２ シート

Claims (8)

1. シートを送り出す給送回転部材と、
   前記給送回転部材との間でシートを分離するための分離部材と、
   前記分離部材を前記給送回転部材に向かって付勢して前記給送回転部材に圧接させる付勢部材と、
   前記給送回転部材及び前記分離部材の側方に配置され、前記分離部材と前記給送回転部材との圧接位置よりも前記給送回転部材から該給送回転部材の径方向に離れた位置に配置され、シートよりも表面の摩擦係数が大きい補助分離部材と、を備え、
   前記給送回転部材によって送り出されるシートと重送されるシートとが前記付勢部材の付勢力に抗して前記分離部材を前記給送回転体の径方向へ移動させたときに、前記補助分離部材が、重送されるシートに摩擦接触して重送を阻止するシート給送装置において、
   前記給送回転部材と前記分離部材とで分離されたシートを前記給送回転部材側へ曲げて案内する案内部材を備え、
   前記分離部材の側方まで前記案内部材の上流側を延設し、
   前記案内部材における前記分離部材の位置でシートを案内するシート案内面に対して、前記分離部材の前記給送回転部材に向かう突出量は、前記案内部材に対する前記補助分離部材の前記給送回転部材側に向かう突出量よりも大きく、
   前記補助分離部材は、前記案内部材のシート案内面に位置関係を固定して配置され、
   前記案内部材のシート案内面は、回転軸線方向から見たときに前記給送回転部材に対向して円筒面状に湾曲して搬送されるシートの幅全体を上方へ案内することを特徴とするシート給送装置。
2. 回転軸線方向から見たときの前記補助分離部材のシートに摺擦する面が、前記給送回転部材に沿って湾曲していることを特徴とする請求項１記載のシート給送装置。
3. 前記給送回転部材は、半周がシートに接触して搬送するとともに半周がシートに対して非接触な給送ローラであって、全周がシートに接触して空転自在な一対の給送コロの間に配置され、
   前記補助分離部材は、前記給送コロの回転軸線方向の外側の隣接した位置に配置され、
   前記分離部材は、重送されるシートに押圧された際に前記補助分離部材より低い位置まで移動可能であることを特徴とする請求項２記載のシート給送装置。
4. 前記補助分離部材は、シート給送方向と直交する方向の稜線を有する角部をシートの対向面に有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシート給送装置。
5. 前記補助分離部材に、前記シート給送方向と直交する方向に横断して複数の平行な切り込みを形成したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシート給送装置。
6. 前記補助分離部材は、シート給送装置に対して着脱可能に組み付けられていることを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項記載のシート給送装置。
7. 請求項１乃至６いずれか１項記載のシート給送装置と、
   前記シート給送装置から給送されたシート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。
8. 請求項１乃至６いずれか１項記載のシート給送装置と、
   前記シート給送装置から給送されたシートの画像を読み取る画像読取手段と、を備えたことを特徴とする画像読取装置。

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