JP4931718B2 - シート材給送装置、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート材給送装置及び画像形成装置に係り、特に積載されたシート材の上面に当接し、最上位のシート材を給送する給送回転体を備えたシート材給送装置に関する。

画像形成装置の画像形成部に印刷用紙等のシート部材を送り込むシート材給送装置は、積層されたシート材をその上層から１枚ずつ分離し、搬送する。このため、シート材が給送されたかったり、重送されたりするのを防止し、シート材を確実に１枚ずつと給送できるようにする必要がある。このため従来次のようなシート材給送装置が提案されている。

特許文献１には、シート材を積層載置する給紙台と、給紙台に積層載置されたシート材を最上部から１枚ずつ分離して給紙する給紙手段と、シート材の給紙方向と交差する方向に配置された空気送風口からシート材の側端面に空気を送風することにより、密着したシート材の分離給紙を補助するシート材捌き手段と、空気送風口をシート材の積層方向に移動させる送風口移動制御手段とを備え、送風口移動制御手段が、送風により浮上するシート材の上昇に追従してシート材捌き手段の空気送風口を上方に移動させるものが記載されている。

特許文献２には、シート供給装置として、シートトレイ内に積層されたシートの端面に空気流を吹き付ける空気流吹き付け装置と、シートトレイから送り出されたシートの重送を検知する重送センサと、該重送センサからの信号に基づいて、給紙ロール群及び空気流吹き付け装置を制御する制御装置とが設けられており、重送が検知されると、制御装置によってシートの送り出し及び画像形成動作が停止され、空気流吹き付け装置のシャッターの動作が制御され、吹き出し口から適切な空気流がシートトレイ内のシートの端面に吹き付けられ、シート間の分離が促進され、所定時間経過後にシートの送り出しを再開するものが記載されている。

特許文献３には、シート搬送装置として、シートを所定の電荷が形成された吸着面に接触させることで、静電気力を使って、シートを吸着面に吸着、給送、搬送する吸着ベルトユニットにおいて、給送するシートの物性値を検出する物性値測定部と、吸着面に電荷を形成する帯電ローラと、帯電ローラにより形成させる電荷量及び吸着面にシートを接触させている時間である吸着時間を制御する制御回路とを備え、制御回路はシートの物性値に応じて電荷量、吸着時間を制御するものが記載されている。

特許文献４には、積載部のテーブルの断面形状を凹状とし、転写用紙をセットするとピックアップコロの下側付近で転写紙がテーブルに密着せずに隙間が生じるようにし、ピックアップコロに転写紙を接離動作させるソレノイド、レバー、スプリング等からなる加圧機構を２組用い、ピックアップ圧を切り替えることを可能とし、また給紙前にピックアップコロを転写紙に１回又は複数回にわたり押圧、離間させ、隙間を利用して転写紙の束を撓ませたり、復元させたりして捌き、転写用紙間の密着力を弱め、転写用紙の分離性を向上させるものが記載されている。
特開2006-168933号公報 特開２００４−２８４７８０号公報 特開２００３−２３７９６０号公報 特開２０００−０４４０９６号公報

ところで、上述のように重送防止の対応として、空気層をシート間に形成させ対応させるものや静電密着力を活用させるものが開示されているが、実際に画像形成装置に適用した場合、装置の大型化が大型化、複雑化しコストが嵩むという問題がある。

そこで、本発明は、単純な構成で小型化、低コスト化が可能であり、確実にシート部材を１枚ずつ送球することができるシート給送装置及び画像形成装置を提供することを課題とする。

請求項１の発明は、
積載台上に積載されたシート材の上面に当接して最上位のシート材を給送する給送回転体を備えたシート材給送装置において、
前記給送回転体の配置位置よりもシート材給送方向の上流側の位置に、最上位のシート材を静電吸着させる静電吸着部材を備えたシート材分離装置を備え、
前記積載台は、前記給送回転体の配置側が前記シート材給送方向の上流側よりも上方に位置するように傾斜しており、
前記シート材分離装置は、前記静電吸着部材を、前記積載台上に積載されたシート材の最上位のシート材に当接する位置から上方に移動させる駆動装置を備え、
前記駆動装置は、水平且つ前記シート材の給送方向と垂直に配置された支持軸を中心として前記静電吸着部材を揺動可能に支持するとともに、該支持位置を、前記静電吸着部材の重心位置としてなる
ことを特徴とするシート材給送装置である。

請求項２の発明は、請求項１に記載のシート材給送装置において、前記静電吸着部材が、交番電界を帯びた静電ベルトユニットを備え、該静電ベルトユニットによる前記シート材給送方向と、前記給送回転体による前記シート材給送方向とが一致する状態までは、前記支持軸により前記静電吸着部材を揺動可能としたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１に記載のシート給送装置において、前記静電吸着部材が、交番電界を帯びた静電ベルトユニットを備え、該静電ベルトユニットによる前記シート材の給送を、前記給送回転体への前記シート材の進入高さと同一高さとなる状態までは、前記支持軸により前記静電吸着部材を揺動可能としたことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項２又は３に記載のシート給送装置において、前記駆動装置は、前記支持軸の揺動による前記静電吸着部材の上昇上限位置を、前記給送回転体への前記シート材の進入高さと同一高さにしたことを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項２乃至４のいずれかに記載のシート材給送装置において、前記静電ベルトユニットは、２つの駆動ローラと、これらの駆動ローラに掛け渡された静電吸着ベルトとで構成され、前記駆動装置は、前記２つの駆動ローラの一方の駆動ローラを中心として他方の駆動ローラを弧状の軌跡に移動させる動作をなすことを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項５に記載のシート材給送装置において、前記駆動装置は、前記静電ベルトユニットの上昇駆動を今回の印字動作終了した後に停止させ、次の印刷動作の開始前に配置された最上位のシート材上の待機位置に前記静電吸着ベルトを配置することを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載のシート材給送装置において、前記支持軸を、給送しようとするシート材のサイズにあわせた長さのものに変更して用いることを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載のシート材給送装置において、積載されたシート材の上層部の側面から、前記給送回転体と前記静電吸着部材との間一送風する送気装置を備えることを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれかに記載のシート材送球装置において、前記シート材分離装置を、他の装置や他の部材と別部材として構成し、かつ取り付け取り外し可能に構成してなることを特徴とする。

請求項１０の発明は、請求項１乃至９のいずれかに記載のシート材給送装置を備えたことを特徴とする画像形成装置である。

本発明に係るシート材給送装置及び画像形成装置によれば、給送回転体の配置位置よりもシート材給送方向の上流側の位置に、最上位のシート材を静電吸着させる静電吸着部材を備えたシート材分離装置を備えるので、確実にシート部材を１枚ずつ送球することができるシート給送装置を単純な構成で小型化し低コストなものとすることができる。

以下本発明を実施するための最良の形態としての実施例を図面に基づいて説明する。

以下本発明を適用した画像形成装置の実施例を図面に基づいて説明する。図１は画像形成装置の構成を示す概略断面図である。画像形成装置である複写機１０は、原稿読取部１１と、画像形成部１２と、給紙部１３とを備えてなる。本例に係る複写機１０では、画像形成部１２と給紙部１３とは分割可能なものである。また、給紙部１３には、シート材給送装置３０が配置されており、シート材給送装置３０は、図示していない給紙カセット内に積層されて配置されたシート材３１の上面に当接して最上位のシート材Ｓを給送する給送回転体である給送ローラ３２と、分離パッド３３と、積載されたシート材から最上位のシートを分離するシート材分離装置１００とを備えている。本例では、シート材分離装置１００は、給紙部１３に着脱可能なユニットとして構成されている。

積層されたシート材３１の最上層のシート材Ｓは、シート材分離装置１００で積層されたシート材３１から分離され、給送ローラ３２及び分離パッド３３により形成されたニップ部からシート材搬送路２６に移送される。シート材Ｓは、レジストローラ対２１で移送され、転写装置２２において画像形成部１２で形成されたトナー画像が転写され、定着器２３でトナー画像が熱転写され、排出ローラ２４から排紙トレイ２５に排出される。

尚、本発明に係るシート材給送装置は、上述した電子写真の画像形成装置の他、他の型式の例えばインクジェット方式の画像形成装置に適用できる。また、本発明に係るシート材送球装置は、上述した複写機の他、ファクシミリ、印刷機或いは複合機などに適用することができる。

次に第１の実施例に係るシート材給送装置について説明する。図２は第１の実施例に係るシート材給送装置を示す断面図であり、（ａ）はシート材給送前の状態を示すもの、（ｂ）はシート材給送中の状態を示すものである。

シート材給送装置３０は、上述した給送ローラ３２、分離パッド３３の他、積層された複数枚のシート材３１を積載した積載台３４と、積載台３４を給送ローラ３２の方向に押しつける給送圧スプリング３５と、シート材分離装置１００と、を備えており、積層されたシート材３１の最上層のシート材Ｓは、シート材分離装置１００で他のシート材３１から分離され、給送ローラ３２と分離パッド３３によって形成されるニップ部から１枚ずつシート材搬送路２６に給送される。

シート材分離装置１００は、静電吸着ユニット１１０とこの静電吸着ユニット１１０を上下方向に駆動する駆動装置１２０とから構成されている。シート材分離装置１００は、２つのローラ１１２，１１３に掛け渡された静電吸着ベルト１１１を備えている。静電吸着ベルト１１１の近傍には、静電吸着ベルト１１１に交番電圧で静電帯電させる帯電ローラ１１４が配置されている他、静電吸着ユニット１１０にシート材Ｓが吸着されているか否かを検出する検出センサ１１５が配置されている。また、静電吸着ベルト１１１は、ローラ１１２又はローラ１１３を図示していない回転駆動装置で駆動することによりローラ１１２，１１３を循環する。尚、この静電吸着ベルト１１１の駆動は後述する支持アーム１２１を介して行ってもよい。`

駆動装置１２０は、積載台３４を挟んで前記給送ローラ３２と反対側に配置された駆動軸１２２に軸支され、前記静電吸着ユニット１１０に配置された支持軸１２３で駆動装置１２０を支持する支持アーム１２１を備えている。前記支持アーム１２１は、図示しないモータで駆動軸１２２を中心に静電吸着ユニット１１０を上下に駆動される。尚、本例に係るシート材分離装置１００にあっては、静電吸着ユニット１１０は、シート材３１の給送方向の中央位置より下流側に当接するように駆動装置１２０で配置されている。また、駆動軸１２２は静電吸着ユニット１１０の重心位置に配置され、静電吸着ユニット１１０は、支持軸１２３で揺動可能に支持されている。静電吸着ユニットの支持軸１２３は、水平且つ前記シート材Ｓの配給方法と垂直な方向に配置されている。このため、シート材Ｓの待機時に無理な負荷がかからないものとすることができる。

また、静電吸着ユニット１１０は、シート材３１の給送幅方向の中央に当接するように配している。このため、シート材上昇待機時にシート材の垂れ下がりを均等にするとことができる。また、本例では、静電吸着ベルト１１１の幅を給送ローラ幅以上とすることができる。このため、給送ローラへのシート材垂れ下がりの進入負荷を無くす作用が働くものとすることができる。

また、静電吸着ユニット１１０のシート材Ｓの給送方向側に、検出センサ１１５を設けている。このため、先に給送されたシート材Ｓが静電吸着ユニット１１０から外れたタイミングを検知し、次シート材の給送待機のタイミングを正確なものとすることができる。

また、駆動装置１２０は、シート材Ｓのサイズにあわせて、支持アーム１２１の長さを変更して、或いは、支持アーム１２１の駆動軸１２２を水平方向に位置を移動するようにしている。これにより、シート材サイズに合わせた適正な位置に静電吸着ベルトユニットを配することができる。

また、静電吸着ユニット１１０の上昇位置を給送ローラ３２へのシート材Ｓの進入高さ位置と同一にしており、シート材Ｓの積載枚数に関わらず同一角度でシート材Ｓを給送することができるようにしている。

次に、本例に係るシート材給送装置３０の作動について説明する。シート材Ｓの給送を行なうには、図２（ａ）に示すように、駆動装置１２０を駆動して静電吸着ユニット１１０をシート材３１の最上面に接触させ、帯電ローラ１１４に交番電圧を印加して静電吸着ベルト１１１を帯電させ、同時に支持アーム１２１をその駆動軸１２２を中心に揺動させ、支持軸１２３を、すなわち静電吸着ユニット１１０を上昇させる。

これにより、静電吸着ユニット１１０が所定高さ、例えば上昇上限位置まで上昇すると、図２（ｂ）に示すように、シート材Sの給送方向と給送ローラ３２によるシート材Sの給送方向とが一致する状態になり、シート材Ｓが静電吸着ユニット１１０に吸着してシート材３１から分離する。このタイミングで給送ローラ３２が駆動し、分離パッド３３との間のニップ部で挟まれてシート材Ｓが画像形成部に給送される。

次シート材の給送は、先に給送されたシート材Ｓが、静電吸着ユニット１１０から外れたのを検出センサ１１５で検出し、支持アーム１２１を下降し、上述した静電吸着ベルト１１１の帯電、支持アーム１２１の上昇を行ない次シート材の給送を行なう。本例では、先のシート材の給送が終了して次のシート材が帯電するまでの間に十分な時間があるため、最上位の次シート材のみを静電吸着させることができる。

尚、印字動作の終了後に駆動装置１２０による静電吸着ユニットの上昇駆動を停止させた後の静電吸着ユニット１１０の下降は自重によって行なわせることができる。そして、この状態で積載されたシート材に接触して待機し、次の印刷動作を開始した段階で、駆動装置を駆動して、静電吸着ユニットを上昇させ、静電吸着ユニットに吸着されたシート材を持ち上げるものとする。

次に、第２の実施例に係るシート材給送装置について説明する。図３は第２の実施例に係るシート材給送装置を示す断面図であり、（ａ）はシート材給送前の状態を示すもの、（ｂ）はシート材給送中の状態を示すものである。

本例のシート材給送装置５０は、画像形成装置のレイアウトの制約に対処して、シート材分離装置３００を積載台３４の上側位置に配置したものである。即ち、シート材分離装置３００は、前記第１の実施例の静電吸着ユニット１１０と同様の構成を備える静電吸着ユニット３１０と、静電吸着ユニット３１０を上下方向に駆動する駆動装置３２０とからなる。

静電吸着ユニット３１０は、静電吸着ベルト３１１、ローラ３１２，３１３、帯電ローラ３１４を備えてなる。駆動装置３２０は、静電吸着ユニット３１０に配置された支持軸３２３と、積載台３４の上方位置に配置される駆動軸３２２とに連結され、前記支持軸３２３と支持軸３２３との間に配置される支持アーム３２１を備えてなる。

本例では、支持軸３２３の位置を、シート材３１の積載枚数に関わらずシート材先端と静電吸着ユニット間の距離が変わらないようにするため、給送ローラ３２とシート材３１との接触高さ位置Ｈより低い位置に設定している。これにより、積載台３４が上昇した状態になったときでも、シート材の先端が給送ローラ３２と分離パッド３３とで形成されるニップから抜けることがなくなる。

図４は駆動軸の位置が不適切な場合のシート給送装置の状態を示す図であり、（ａ）はシート材給送前の状態を示すもの、（ｂ）はシート材給送中の状態を示すものである。この例では、シート材給送装置４０は、シート材分離装置２００を備え、シート材分離装置２００は、静電吸着ユニット２１０と、静電吸着ユニット２１０を上下方向に駆動する駆動装置２２０とから構成されている。静電吸着ユニット２１０は、静電吸着ベルト２１１、ローラ２１２，２１３、帯電ローラ２１４を備えてなる。駆動装置２２０は、静電吸着ユニット２１０に配置された支持軸２２３と、駆動軸２２２とに連結され、前記支持軸２２３と支持軸２２３との間に配置される支持アーム２２１を備えて構成されている。

そして、このシート材分離装置２００では、支持軸２２３を給送ローラ３２のシート材３１との接触高さ位置Ｈより高い位置としている。このようにすると、図４に示すように、駆動装置２２０が駆動された状態において、給送ローラ３２が分離パッド３３と形成するニップの位置（シート材先端）と静電吸着ユニット２１０とシート材３１の最上部との当接位置の間隔寸法ａが、シート材積載枚数によって変動することとなり、シート材の積載数が少なくなった場合は間隔寸法ａが小さくなり（図４（ｂ））、静電吸着ユニット２１０が上昇したことにより、シート材Ｓがシート材分離装置２００で引っ張られることとなりシート材Ｓ先端が前記ニップから抜けることとなる。

本例によれば、シート材の積載枚数に関係なく確実にシート部材を１枚ずつ送球することができるシート給送装置を単純な構成で小型化し低コストとできる。

次に、第３の実施例に係るシート材給送装置について説明する。図５は第３の実施例に係るシート材給送装置を示す断面図であり、（ａ）はシート材給送前の状態を示すもの、（ｂ）はシート材給送中の状態を示すものである。

本例に係るシート材給送装置６０は、シート材分離装置４００を静電吸着ベルト４１１と、ローラ４１２，４１３と、帯電ローラ４１４を備える静電吸着ユニット４１０で構成し、この静電吸着ユニット４１０をローラ４１３の回転軸を中心として揺動させるようにして、静電吸着ユニット４１０全体で、駆動装置４２０の作用をなすようにしている。

本例に係るシート材給送装置６０によれば、少ない部品でシート材送球装置を構成することができ、シート材送球装置の単純化、小型化を図ることができ、さらに低コストにすることができる。

次に、第３の実施例に係るシート材給送装置について説明する。図５は第２の実施例に係るシート材給送装置を示す断面図であり、（ａ）はシート材給送前の状態を示すもの、（ｂ）はシート材給送中の状態を示すものである。

本例に係るシート材給送装置７０は、前記第１の実施例に係るシート材給送装置３０と同一の構造のシート材分離装置５００を備える他、図示していない送風装置からの気流をシート材３１とシート材分離装置５００で分離されたシート材Ｓとの間に送出する送気口５３０を設けている。

本例では、シート材分離装置５００は、静電吸着ベルト５１１、ローラ５１２，５１３、帯電ローラ５１４からなる静電吸着ユニット５１０と、支持アーム５２１、駆動軸５２２、支持軸５２３とからなる駆動装置５２０を備える。

本例に係るシート材給送装置７０は、静電吸着ユニット５１０で持ち上げられたシート材Ｓと積載されたシート材３１との間に送気口５３０から送風するようにしたので、たとえ複数のシート材が重なった状態で持ち上げられた場合であっても、送気口５３０からの送風によって、重なって持ち上げられたシート材間に空気層を形成し、分離することができる。また、前記送気口５３０は、積載されたシート材３１には送風されない位置に配置するようにし、積載されたシート材３１が送風によりその積載状態を乱されることを防止している。

画像形成装置の構成を示す概略断面図である。 第１の実施例に係るシート材給送装置を示す断面図であり、（ａ）はシート材給送前の状態を示すもの、（ｂ）はシート材給送中の状態を示すものである。 第２の実施例に係るシート材給送装置を示す断面図であり、（ａ）はシート材給送前の状態を示すもの、（ｂ）はシート材給送中の状態を示すものである。 駆動軸の位置が不適切な場合のシート給送装置の状態を示す図であり、（ａ）はシート材給送前の状態を示すもの、（ｂ）はシート材給送中の状態を示すものである。 第３の実施例に係るシート材給送装置を示す断面図であり、（ａ）はシート材給送前の状態を示すもの、（ｂ）はシート材給送中の状態を示すものである。

符号の説明

１０ 複写機
１１ 原稿読取部
１２ 画像形成部
１３ 給紙部
２１ レジストローラ対
２２ 転写装置
２３ 定着器
２４ 排出ローラ
２５ 排紙トレイ
２６ シート材搬送路
３０ シート材給送装置
３１ シート材
３２ 給送ローラ
３３ 分離パッド
３４ 積載台
３５ 給送圧スプリング
４０ シート材給送装置
５０ シート材給送装置
６０ シート材給送装置
７０ シート材給送装置
１００ シート材分離装置
１１０ 静電吸着ユニット
１１１ 静電吸着ベルト
１１２，１１３ ローラ
１１４ 帯電ローラ
１１５ 検出センサ
１２０ 駆動装置
１２１ 支持アーム
１２２ 駆動軸
１２３ 支持軸
２００ シート材分離装置
２１０ 静電吸着ユニット
２１１ 静電吸着ベルト
２１２，２１３ ローラ
２１４ 帯電ローラ
２２０ 駆動装置
２２１ 支持アーム
２２２ 駆動軸
２２３ 支持軸
３００ シート材分離装置
３１０ 静電吸着ユニット
３１１ 静電吸着ベルト
３１２，３１３ ローラ
３１４ 帯電ローラ
３２０ 駆動装置
３２１ 支持アーム
３２２ 駆動軸
３２３ 支持軸
４００ シート材分離装置
４１０ 静電吸着ユニット
４１１ 静電吸着ベルト
４１２，４１３ ローラ
４１４ 帯電ローラ
４２０ 駆動装置
５００ シート材分離装置
５１０ 静電吸着ユニット
５１１ 静電吸着ベルト
５１２，５１３ ローラ
５１４ 帯電ローラ
５２０ 駆動装置
５２１ 支持アーム
５２２ 駆動軸
５２３ 支持軸
５３０ 送気口

Claims (10)

1. 積載台上に積載されたシート材の上面に当接して最上位のシート材を給送する給送回転体を備えたシート材給送装置において、
   前記給送回転体の配置位置よりもシート材給送方向の上流側の位置に、最上位のシート材を静電吸着させる静電吸着部材を備えたシート材分離装置を備え、
   前記積載台は、前記給送回転体の配置側が前記シート材給送方向の上流側よりも上方に位置するように傾斜しており、
   前記シート材分離装置は、前記静電吸着部材を、前記積載台上に積載されたシート材の最上位のシート材に当接する位置から上方に移動させる駆動装置を備え、
   前記駆動装置は、水平且つ前記シート材の給送方向と垂直に配置された支持軸を中心として前記静電吸着部材を揺動可能に支持するとともに、該支持位置を、前記静電吸着部材の重心位置としてなる
   ことを特徴とするシート材給送装置。
2. 前記静電吸着部材が、交番電界を帯びた静電ベルトユニットを備え、該静電ベルトユニットによる前記シート材給送方向と、前記給送回転体による前記シート材給送方向とが一致する状態までは、前記支持軸により前記静電吸着部材を揺動可能としたことを特徴とする請求項１に記載のシート材給送装装置。
3. 前記静電吸着部材が、交番電界を帯びた静電ベルトユニットを備え、該静電ベルトユニットによる前記シート材の給送を、前記給送回転体への前記シート材の進入高さと同一高さとなる状態までは、前記支持軸により前記静電吸着部材を揺動可能としたことを特徴とする請求項１に記載のシート材給送装装置。
4. 前記駆動装置は、前記支持軸の揺動による前記静電吸着部材の上昇上限位置を、前記給送回転体への前記シート材の進入高さと同一高さにしたことを特徴とする請求項２又は３に記載のシート材給送装置。
5. 前記静電ベルトユニットは、２つの駆動ローラと、これらの駆動ローラに掛け渡された静電吸着ベルトとで構成され、
   前記駆動装置は、前記２つの駆動ローラの一方の駆動ローラを中心として他方の駆動ローラを弧状の軌跡に移動させる動作をなすことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載のシート材給送装置。
6. 前記駆動装置は、前記静電ベルトユニットの上昇駆動を今回の印字動作終了した後に停止させ、次の印刷動作の開始前に配置された最上位のシート材上の待機位置に前記静電吸着ベルトを配置することを特徴とする請求項５に記載のシート材給送装置。
7. 前記支持軸を、給送しようとするシート材のサイズにあわせた長さのものに変更して用いることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のシート材給送装置。
8. 積載されたシート材の上層部の側面から、前記給送回転体と前記静電吸着部材との間一送風する送気装置を備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のシート材給送装置。
9. 前記シート材分離装置を、他の装置や他の部材と別部材として構成し、かつ取り付け取り外し可能に構成してなることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のシート材送球装置。
10. 請求項１乃至９のいずれかに記載のシート材給送装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。