JP5674141B2 - シート搬送装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート搬送装置および画像形成装置に関するものである。

積載された原稿や記録紙等のシートを分離して搬送する方法として、吸着ベルトに電界を形成し、これをシートに接触させて吸着し、分離する静電吸着分離方式が提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載の静電吸着分離方式のシート搬送装置は、２本のローラに巻き掛けられた誘電体の吸着ベルトと、この吸着ベルトに交番電荷を付与する電荷付与手段とを有している。２本のローラは、ホルダに回転自在に保持されており、ホルダは、上記ローラよりもシート搬送方向上流側を支点にして揺動自在に支持されている。また、２本のローラのうち、シート搬送方向上流側に配置されたローラは、シート束のシート面に対して垂直方向に移動可能にホルダに支持されている。

給紙の前段階においては、２本のローラを介してホルダに保持された吸着ベルトは、シート束から離間した位置に位置している。シート束の最上位シートを分離して搬送するときは、まず、吸着ベルトを回転させて、吸着ベルトに交番電荷を付与する。吸着ベルトに交番電荷を付与したら、吸着ベルトの回転を停止し、ホルダをシート束側へ揺動させ、吸着ベルトをシート束の最上位シートに接触させ、シート束の最上位シートを吸着ベルトに吸着させる。シート束の最上位シートが吸着ベルトに吸着したら、ホルダをシート束から離間する方向へ揺動させる。すると、吸着ベルトのシート搬送方向下流側のベルト幅方向全体がシート束から離間し、吸着ベルトに吸着した最上位シートのシート搬送方向下流端部側の幅方向全体が、吸着ベルトにより持上げられて、２番目のシートと分離する。そして、吸着ベルトを回転駆動させ、吸着ベルトに吸着した最上位シートを搬送する。

しかしながら、従来の静電吸着分離方式のシート搬送装置においては、吸着ベルトをシート束から離間させるとき、最上位シートと２番目のシートとが分離せず、最上位シートとともに２番目のシートがシート束から離間するという課題があった。

本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的は、シート束の最上位シートと２番目のシートとを、良好に分離することのできるシート搬送装置および画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、積載されたシート束の上面に対向配置された吸着ベルトと、該吸着ベルトにシート束の最上位シートを吸着させる吸着手段とを備えた吸着分離ユニットと、上記吸着分離ユニットを揺動させて、上記吸着ベルトを、上記シート束の最上位シートを吸着させる吸着位置と、上記吸着位置よりもシート束に対して離間した位置で、上記最上位シートを搬送する搬送位置との間を往復移動させる揺動手段とを備え、上記吸着位置で上記吸着ベルトに最上位シートを吸着させた後、上記吸着ベルトを上記搬送位置へ移動させてから、上記吸着ベルトを無端移動させて、上記最上位シートを搬送するシート搬送装置において、上記吸着分離ユニットは、上記吸着ベルトのベルト幅方向一端の上記シート束に対する傾斜角度と、上記吸着ベルトの上記ベルト幅方向他端の上記シート束に対する傾斜角度とが互いに異なるようなねじりが上記吸着ベルトに生じ得るように上記吸着ベルトを保持し、上記吸着ベルトの上記シート搬送方向下流端部におけるベルト幅方向一端を、上記吸着ベルトの他の部分よりも早く上記搬送位置への移動を開始するよう構成したことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１のシート搬送装置において、上記吸着分離ユニットは、上記吸着ベルトを２つの張架ローラで張架し、２つの張架ローラのうち、シート搬送方向上流側の張架ローラを、シート束の上面に対して所定範囲垂直方向に移動可能に支持し、上記吸着分離ユニットの揺動の支点を、上記シート搬送方向上流側の張架ローラよりも、シート搬送方向上流側に設けた構成であって、シート搬送方向下流側の張架ローラの一端が、他端よりも早く上記搬送位置への移動を開始するよう構成したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２のシート搬送装置において、上記吸着分離ユニットは、各張架ローラの一端を回転自在に支持する第１ホルダと、各張架ローラの他端を支持する第２ホルダとを有し、上記揺動手段は、上記第１ホルダを揺動させる第１駆動機構と、上記第２ホルダを揺動させる第２駆動機構とを備え、上記吸着ベルトを、上記吸着位置から上記搬送位置へ揺動させるとき、上記第１駆動機構の駆動開始タイミングと、上記第２駆動機構の駆動開始タイミングとを互いに異ならせたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１または２のシート搬送装置において、上記吸着分離ユニットは、各張架ローラの一端を回転自在に支持する第１ホルダと、各張架ローラの他端を支持する第２ホルダとを有し、上記第１ホルダのシート搬送方向下流側端部を上記第１ホルダの揺動方向に付勢する第１バネと、上記第１ホルダのシート搬送方向下流側端部を上記第２ホルダの揺動方向に付勢する第２バネとを備え、上記第１バネのバネ定数と、上記第２バネのバネ定数とを互いに異ならせたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれかのシート搬送装置において、上記吸着ベルトが上記搬送位置に到達したとき、上記吸着分離ユニットと突き当る突き当て部材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、シートに画像を形成する画像形成手段と、積載されたシート束から最上のシートを分離し、上記画像形成手段へシートを搬送するシート搬送手段とを備えた画像形成装置において、上記シート搬送手段として、請求項１乃至５いずれかのシート搬送装置を用いたことを特徴とするものである。

最上位シートを、２番目のシートに対して良好に剥がすことができるようにするためには、どのようにして最上位シートを２番目のシートに対して剥がすのが最良なのかを鋭意研究した。その結果、次のようにして、最上位シートを２番目のシートに対して、剥がすことで、最上位シートを２番目のシートに対して、良好に分離することができるのではないかと考えた。すなわち、例えば、矩形状のシールが貼られた貼付面からシールを剥がすとき、シールの一辺全体を、貼付面から剥がすよりも、シールの角部から剥がしていった方が、シールを容易に貼付面から剥がすことができる。また、本をめくるときも、ページの角部からめくっていった方が容易にめくれることができる。このことから、最上位シートも、このシールを剥がすときなどと同様、２番目のシートに対して角部から剥がすことで、最上位シートを２番目のシートに対して、良好に分離することができると考えたのである。
そこで、本発明者らは、最上位シートが、２番目のシートに対して角部から剥がすことができる構成について、鋭意研究した。その結果、吸着ベルトのシート搬送方向下流側におけるベルト幅方向一端を、他の部分よりも早くシート束から離間する構成とすることにより、吸着ベルトに吸着した最上位シートを、２番目のシートに対して角部から剥がすことができた。そして、このように構成した装置で、最上位シートを２番目のシートから分離させたとき、吸着ベルトのシート搬送方向下流側のベルト幅方向全体をシート束から離間させる特許文献１に比べて、吸着ベルトに吸着した最上位シートを、２番目のシートに対して良好に剥がすことができた。

本発明によれば、吸着ベルトのシート搬送方向下流側におけるベルト幅方向一端を、他の部分よりも早くシート束から離間することで、吸着ベルトに吸着した最上位シートを、２番目のシートに対して角部から剥がすことができる。これにより、吸着ベルトをシート束から離間するとき、吸着ベルトのシート搬送方向下流側のベルト幅方向全体をシート束から離間させる特許文献１に比べて、吸着ベルトに吸着した最上位シートが、２番目のシートに対して剥がれやすくなり、良好に最上位シートを、２番目のシートから分離させることができる。

本実施形態の複写機の概略構成図。 シート搬送装置の概略構成図。 吸着分離ユニットの正面図。 吸着分離ユニットの斜視図 吸着分離ユニット離間位置における吸着ベルトとホルダの角度について説明する図。 吸着分離ユニット離間位置における吸着ベルトの離間について説明する図。 吸着分離ユニットの離間動作時における吸着ベルトの姿勢について説明する図。 変形例１のシート搬送装置の概略斜視図。 変形例１のシート搬送装置の別の構成例を示す斜視図。

以下、本発明を適用した画像形成装置として電子写真方式の複写機を用いた一実施形態について説明する。まず、複写機の全体構成及び動作について説明する。
図１は、本実施形態に係る複写機の概略構成図である。
複写機の画像形成手段たる画像形成部３０として、潜像担持体として感光体３１のまわりに、帯電装置３２、現像装置３４、転写装置３５、感光体クリーニング装置３６等を備えている。また、画像形成部３０は、感光体３１にレーザー光３３を照射するための光書込ユニット（不図示）、用紙上のトナー画像を定着する定着装置３７等を備えている。画像形成部３０の上方には、スキャナが設けられている。画像形成部３０の下方には、画像形成部で形成された画像を転写するためのシートを積載して収容し、順次、画像形成部３０に供給するよう搬送するシート搬送装置１を備えている。

上記構成の画像形成部３０では、感光体３１の回転とともに、まず帯電装置３２で感光体３１の表面を一様に帯電する。次いで、画像データに基づく光書込ユニット（不図示）からのレーザー光３３を照射して感光体３１上に静電潜像を形成する。その後、現像装置３４によりトナーを付着させ静電潜像を可視像化することで感光体３１上にトナー画像を形成する。一方、シート搬送装置１は、シートを１枚づつ分離して搬送して、用紙搬送経路４４に入れ、用紙搬送経路４４の搬送ローラ４５で搬送してレジストローラ４６に突き当てて止める。そして、画像形成部３０のトナー画像形成のタイミングに合わせて、レジストローラ４６に突き当てて止めたシートを感光体３１と転写装置３５とが対向する転写部に送り出す。転写部では、感光体３１上のトナー画像は供給されたシートに転写される。トナー画像が転写されたシートは、定着装置３７によりトナー画像を定着後、機外へ排出される。一方、トナー画像転写後の感光体３１の表面は感光体クリーニング装置３６で残留トナーを除去して清掃して再度の画像形成に備える。

次に、本実施形態の複写機の特徴部であるシート搬送装置１について説明する。
図２は、シート搬送装置１の概略構成を示す側面図である。
図２に示すようにシート搬送装置１は、シート収容部１１と、シート収容部１１の上方に吸着分離ユニット１２とを備えている。

シート収容部１１は、積層された複数枚のシート束２を積載する底板１９を有している。シート収容部１１の底部には、底板１９を支持する支持部材１８が回動自在に取り付けられている。

底板１９の移動は、以下のように行う。シート収容部１１には、シート束２の最上シートＳ１が、所定の位置に来たことを検知するシート検知手段６５を有している。支持部材１８を不図示の駆動モータにより図中反時計まわりに回動させ、底板１９を上昇させると、底板１９に積載されたシート束２が上昇し、シート検知手段６５が最上シートＳ１を検出する。シート検知手段６５がシート束の最上シートＳ１が、所定の位置にきたことを検知したら支持部材１８の回転を停止する。

吸着分離ユニット１２は、駆動ローラ１３Ａと従動ローラ１３Ｂの２つの張架ローラに張架される吸着ベルト１３を備えている。吸着ベルト１３は、駆動ローラ１３Ａと空回りしない程度に弛んだ状態で駆動ローラ１３Ａと従動ローラ１３Ｂとに張架されている。吸着ベルト１３は１０^８Ωｃｍ以上の抵抗を有する誘電体で構成されており、例えば、厚さ１００μｍ程度のポリエチレンテレフタレート等のフィルムで構成されている。また、駆動ローラ１３Ａは抵抗値が１０^６Ωｃｍの導電性ゴム層が表面に設けられ、従動ローラ１３Ｂは金属ローラである。駆動ローラ１３Ａ及び従動ローラ１３Ｂはともに接地されている。駆動ローラ１３Ａは吸着ベルト１３からシートを曲率により分離するのに適した小径にされている。また、駆動ローラ１３Ａは、不図示の駆動モータにより電磁クラッチを介して給紙信号に応じて間欠的に駆動されるよう構成されている。駆動ローラ１３Ａ、従動ローラ１３Ｂは、吸着分離ユニット１２のホルダ１５０、１５１（図４参照）に回転自在に支持されている。ホルダ１５０、１５１は、軸、図中矢印Ａ方向に揺動可能に支持されている。

吸着分離ユニット１２は、吸着ベルト１３の駆動ローラ１３Ａに巻き付いた部分と当接する帯電手段たる帯電ローラ１４を有している。帯電ローラ１４は、交流電源１６に接続されており、吸着ベルト１３のおもて面に交番電荷を付与して、吸着ベルト１３を帯電させる。

帯電ローラ１４は、吸着分離ユニット１２に回転自在に支持され、吸着ベルト１３に対する位置が一意的に決定されている。また、吸着ベルト１３の両側端縁のうら面には寄止め用のリブが設けられており、張架ローラ１３Ａ，１３Ｂの両側端面と係合し、吸着ベルト１３の寄りを防止している。

図３は、吸着分離ユニット１２の正面図であり、図４は、斜視図である。
図４に示すように、吸着分離ユニット１２は、シート幅方向一端側に設けられ、駆動ローラ１３Ａの軸の一端と、従動ローラ１３Ｂの軸の一端とを回転自在に支持する第１ホルダ１５０と、シート幅方向他端側に設けられ、駆動ローラ１３Ａの軸の他端と、従動ローラ１３Ｂの軸の他端とを回転自在に支持する第２ホルダ１５１とを備えている。

図３に示すように、第１ホルダ１５０には、駆動ローラ１３Ａの回転中心を中心にして、シート束２の上面に対して接離する方向に弧を描くように移動可能に従動ローラ１３Ｂの軸を支持する長穴１５と、駆動ローラ１３Ａの軸を、第１ホルダ１５０に対して移動不能に回転自在に支持する支持穴（不図示）とを備えている。本実施形態においては、長穴１５を、駆動ローラ１３Ａの回転中心を中心とする円弧形状としているので、従動ローラ１３Ｂが、長穴１５内を従動ローラ１３Ｂが移動しても、従動ローラ１３Ｂの回転中心と駆動ローラ１３Ａの回転中心との距離が変化することがない。これにより、吸着ベルト１３の張力が変化することがない。第２ホルダ１５１は、図示していないが、第１ホルダ１５０と同じ形状を有している。

図４に示すように、第１，第２ホルダ１５０、１５１は、シート搬送方向上流側張架ローラである従動ローラ１３Ｂよりもシート搬送方向上流側を支点にして、揺動可能に支持されている。具体的には、各ホルダ１５０、１５１は、従動ローラ１３Ｂよりもシート搬送方向上流側に設けられた揺動モータ１１０Ａ、１１０Ｂのモータ軸に固定されている。第１ホルダ１５０を揺動させる第１駆動機構としての第１揺動モータ１１０Ａ、第２ホルダ１５１を揺動させる第２駆動機構としての第２揺動モータ１１０Ｂは、ステッピングモータなどの回転角度が調整可能なモータが用いられる。第１揺動モータ１１０Ａが図中反時計回りに回動することにより第１ホルダ１５０が、図中反時計回りに回転し、第２揺動モータ１１０Ｂが図中反時計回りに回転することにより、第２ホルダ１５１が、図中反時計回りに回転する。すると、図３（ａ）に示すように、吸着ベルト１３が、シート束２の最上位シートに接触した状態から、図３（ｂ）に示すような吸着ベルト１３がシート束２から離間する位置へ移動する。

次に、この吸着分離ユニット１２を用いたシート搬送装置１の基本動作について説明する。
［帯電動作］
吸着分離ユニット１２は通常、図３（ｂ）の位置にて待機しており、給紙信号が入ると、電磁クラッチが入り、駆動ローラ１３Ａが回転駆動され、吸着ベルト１３を無端移動させる。次に、無端移動する吸着ベルト１３に帯電ローラ１４を介して交流電源１６より交番電圧を印加し、吸着ベルト１３の表面に交流電源周波数と吸着ベルト１３の周動速度に応じたピッチ（ピッチは５ｍｍ〜１５ｍｍ程度とするのがよい）で交番する電荷パターンを形成する。電源１６は交流の他直流を高低交互の電位に変化させたものでもよく、矩形波、正弦波などが考えられる。本実施形態では、吸着ベルト１３の表面に対して４ＫＶの振幅を持った矩形波を印加している。

［吸着動作］
上記したように、吸着ベルト１３に電荷パターンを形成したら、支持部材１８を回転させ底板１９を上昇させる。また、これと前後して、吸着分離ユニット１２を図中時計回りに回転させ、図３（ａ）の吸着ベルト１３当接位置へ移動させる。このとき、従動ローラ１３Ｂは、長穴１５の下端と当接している。底板１９が上昇していくと、シート束の最上シートＳ１が従動ローラ１３Ｂと当接する。さらに、底板１９を上昇させ、従動ローラ１３Ｂを押し上げていくと、長穴１５に案内されながら、従動ローラ１３Ｂが上方へ移動していく。そして、従動ローラ１３Ｂが、長穴１５の上端に当接するタイミングでシート検知手段６５がシート束の最上シートＳ１が、所定の位置にきたことを検知し、底板１９の上昇が停止する。このとき、吸着ベルト１３のシート束の上面と対向する部分が、シート束の最上シートＳ１と当接する。

このように、吸着ベルト１３が最上シートＳ１と当接すると、誘電体であるシートには吸着ベルト１３の表面の電荷パターンにより形成される不平等電界により、Ｍａｘｗｅｌｌの応力が働き、シート束の最上シートＳ１が吸着ベルト１３に吸着する。

［分離・搬送動作］
図３（ａ）に示す状態にて所定時間待機し、吸着ベルト１３に最上位シートＳ１が吸着したら、吸着分離ユニット１２の第１ホルダ１５０および第２ホルダ１５１を、図中反時計まわりに回動させる。すると、シート搬送方向下流側の張架ローラである駆動ローラ１３Ａは、各ホルダ１５０，１５１とともにシート束２から離間する方向へ移動する。一方、シート搬送方向上流側の張架ローラである従動ローラ１３Ｂは、自重により、シート束２の上面から動かず、各ホルダ１５０，１５１に対して相対的にシート束方向へ移動する。これにより、吸着ベルト１３は、従動ローラ１３Ｂの回転中心を中心にして、揺動するような動きをとり、吸着ベルト１３に吸着したシートが、吸着ベルト１３の従動ローラ１３Ｂに巻き回された部分を支点して湾曲する。その結果、吸着ベルト１３に吸着したシートに復元力が働き、最上位シートＳ１のみを吸着ベルト１３に吸着させ、２番目のシートＳ２をシートの復元力により分離させることができる。

本実施形態においては、吸着分離ユニット１２の回転中心をシート搬送方向上流側に設け、かつ、従動ローラ１３Ｂを、各ホルダ１５０、１５１に対して上下方向に移動可能に支持しているので、図５に示すように、軸方向から見たときにおけるシート束２の上面と吸着ベルト１３面との角度βをホルダ１５０，１５１の回転中心と駆動ローラ１３Ａの回転中心とを結んだ線とシート束２の上面との角度α（ホルダ１５０、１５１の揺動角度）よりも大きくすることができる。このように、角度βを大きくできるので、より高い分離性を実現できる。

各ホルダ１５０、１５１が、さらに図中反時計回りに回動すると、従動ローラ１３Ｂが、長穴１５の下端に突き当る。このように、従動ローラ１３Ｂが、長穴１５に突き当たった状態から、さらにホルダ１５０，１５１を回動させると、従動ローラ１３Ｂも各ホルダ１５０，１５１とともに移動し、従動ローラ１３Ｂが、シート束２の上面から離間し、図３（ｂ）に示す状態で、各ホルダ１５０、１５１の回動が停止する。ホルダ１５０，１５１の回動が停止したら、電磁クラッチを入れて、駆動ローラ１３Ａを回転駆動し、吸着ベルト１３を無端移動させて、吸着ベルト１３に吸着している最上シートＳ１を、搬送ローラ対４５へ向けて搬送する。吸着ベルト１３に静電吸着した最上シートＳ１の先端が、吸着ベルト１３の駆動ローラ１３Ａの巻き回し部分に到達すると、曲率分離により吸着ベルト１３から分離し、ガイド部材５１に案内されながら、搬送ローラ４５対へ向けて移動する。

この吸着ベルト１３によるシート搬送時は、図６に示すように、駆動ローラ１３Ａの回転中心から、吸着ベルト１３のシート束最近接位置までの上下方向までの距離Ｌ１が、駆動ローラ１３Ａの回転中心から、シート束上面までの上下方向の距離Ｌ２よりも短くなっている。よって、吸着ベルト１３に吸着している最上位シートＳ１を搬送しているときに、搬送力が、２番目のシートＳ２へ伝達されない。よって、２番目のシートＳ２が、搬送されることがない。

搬送ローラ対４５と吸着ベルト１３との線速は同一にされており、搬送ローラ対４５がタイミングを取って間欠駆動されているような場合は吸着ベルト１３も間欠駆動されるように制御される。

また、本実施形態においては、シート搬送方向下流側の張架ローラを、駆動ローラとしたので、ホルダに対して所定範囲可動するシート搬送方向上流側の張架ローラを駆動ローラとする場合に比べて、駆動伝達機構の構成を簡易にすることができる。これにより、装置のコストアップを避けることができる。

また、吸着ベルト１３の帯電は、吸着ベルト１３のシートの分離位置から、搬送ローラ対４５の長さ分だけ行うようにして、それ以降は、帯電ローラ１４で吸着ベルト１３を除電するようにしてもよい。これによりシートは、搬送ローラ対４５へ搬送された後は吸着ベルト１３の影響を受けずに、搬送ローラ対４５の搬送力のみによって搬送される。また、吸着ベルト１３を除電することによって、２枚目のシートＳ２が、離間した吸着ベルト１３に静電吸着するのを抑制することができる。

ここで、周動する吸着ベルト１３に交番電圧を印加することにより、帯電した吸着ベルト１３の電荷を除電することができる原理を説明する。吸着ベルト１３外周面に導電性ローラ等の帯電電極を接触させ直流電源により直流電圧を印加した場合、吸着ベルト１３は印加される直流電圧がある電圧以下の電圧では帯電されない。この電圧を帯電開始電圧といい、その値Ｖ０は吸着ベルト１３の厚さ、体積抵抗等により変化する。次に上記の帯電開始電圧Ｖ０をピーク値として持つような交番する電圧を帯電ローラ１４に印加したところ、帯電している吸着ベルト１３の表面電位がほぼ零Ｖに除電されることが確認されている。これは、印加電圧のピーク値を帯電開始電位Ｖ０とすることにより、この印加電圧では誘電体である吸着ベルト１３を帯電させる能力はないが、吸着ベルト１３に帯電している空間電荷には移動させる力が働き、除電できることを意味する。また、交互に交番する印加電圧を用いることから、吸着ベルト１３が（＋），（−）のどちらに帯電していても除電効果がある。しかし、帯電開始電圧以下の印加電圧では、除電不足が発生し、帯電開始電圧以上では、印加周波数（１２０Ｈｚ，ｖ／ｆ＝１ｍｍ周期）の帯電が生じ、零Ｖに除電できなかった。したがって、電源１６の交番電圧はピーク値が吸着ベルト１３に対する帯電開始電圧になるように制御すればよいことになる。

また、本実施形態においては、吸着ベルト１３は、駆動ローラ１３Ａと空回りしない程度に弛んだ状態で駆動ローラ１３Ａと従動ローラ１３Ｂとに張架されている。これにより、シート束２のシートに波打ちが発生している場合でも、吸着ベルト１３が、その波打ちの形状に沿って変形し、シートとの接触面積を確保することができる。これにより、シート束のシートに波打ちがあっても、シートを吸着ベルト１３に吸着させることができる。

本実施形態においては、下流側張架ローラである従動ローラ１３Ｂを、駆動ローラ１３Ａの回転中心を中心にして、シート束の上面に対して接離する方向に弧を描くように移動可能に支持することにより、吸着ベルト１３をシート束から離間させるとき、吸着ベルト１３が揺動する。これにより、吸着ベルト１３に吸着した最上位シートＳ１をめくり上げるような動作で、２番目のシートＳ２から分離することができる。このめくり動作を加えることで、積載されたシートの中心部に空気を入れることができ、２枚目以降に作用するシート吸着力を早期に弱めることができる。さらに、このような動作を行うことにより、複数枚のシートが吸着ベルト１３に吸着しても、シートの復元力により２枚目以降のシートを吸着ベルト１３から分離させることができ、良好な分離性を得ることができる。よって、吸着ベルト１３とシートとの接触時間が短くても、良好に分離を行うことができ、生産性を損なうのを抑制することができる。

次に、本実施形態の特徴点について、図７を用いて説明する。
図７（ａ）は、吸着ベルト１３をシート束の最上位シートに当接させた様子を示す概略斜視図であり、（ｂ）は、離間動作開始直後の吸着ベルト１３の様子を示す概略斜視図であり、（ｃ）は、離間動作開始から所定時間経過後の吸着ベルト１３の様子を示す概略斜視図であり、（ｄ）は、離間動作終了時における吸着ベルト１３の様子を示す概略斜視図である。
本実施形態においては、吸着ベルト１３をシート束２から離間するとき、第１ホルダ１５０と第２ホルダ１５１との離間開始のタイミングをずらしている。このように、離間開始のタイミングをずらすことにより、図７（ｂ）に示すように、吸着ベルト１３の下流側端部における幅方向一端を、最初にシート束から離間させることができる。具体的には、第１ホルダ１５０を揺動させる第１揺動モータ１１０Ａを、第２ホルダ１５１を揺動させる第２揺動モータ１１０Ｂよりも早く駆動を開始するのである。すると、第１ホルダ１５０が、第２ホルダ１５１よりも早く、図中反時計回りに回動し、第１ホルダ１５０に対して移動不能に支持されている駆動ローラ１３Ａの一端側が、シート束から離間する。一方、第２ホルダ１５１に支持されている駆動ローラ１３Ａの他端側は、そのままシートに接触している。また、従動ローラ１３Ｂは、上述したように、各ホルダ１５０，１５１に対して移動可能に支持されているので、第１ホルダ１５０が揺動しても、従動ローラ１３Ｂは、そのままシート束に接触している。その結果、図７（ｂ）に示すように、吸着ベルト１３は、捩れ、吸着ベルト１３のシート搬送方向下流側端部における第１ホルダ側の端部のみが、シート束から離間する。

次に、第２揺動モータ１１０Ｂの駆動が開始し、第２ホルダ１５１を回転し始め、駆動ローラ１３Ａの他端側が離間し、図７（ｃ）に示すように、駆動ローラ１３Ａがシート束から離間する。そして、図７（ｄ）に示すように、第１ホルダ１５０が先に離間位置に到達して停止した後、第２ホルダ１５１が離間位置に到達し停止する。これにより、吸着ベルト１３のねじり変形が戻る。よって、吸着ベルト１３に吸着した最上位シートＳ１を搬送するとき、シートの幅方向一端側の搬送方向と、他端側の搬送方向とが同じ方向になり、最上位シートＳ１の先端を、搬送ローラ４５のニップへ向けて搬送することができる。

このように、吸着ベルト１３のシート搬送方向下流側端部における第１ホルダ側の端部が最初にシート束から離間することにより、吸着ベルト１３に吸着した最上位シート先端の第１ホルダ側の角部が、最初にめくれる。本のページをめくるときなどは、紙の角部からめくる方が、めくりやすいことが経験的に知られている。本実施形態においては、各ホルダ１５０，１５１の離間開始動作のタイミングをずらすことにより、めくりやすい動作（用紙の角部がめくるという動作）を、再現することができる。その結果、最上位シートＳ１を２番目のシートＳ２に対して、良好に分離させることができる。

次に、本実施形態の変形例について、説明する。

［変形例１］
図８は、変形例１のシート搬送装置１Ａの概略斜視図である。
この変形例１のシート搬送装置１Ａは、揺動手段として、第１ホルダ１５０のシート搬送方向下流側端部を持上げる第１持上機構２１０Ａと、第２ホルダ１５１のシート搬送方向下流側端部を持上げる第２持上機構２１０Ｂとを有している。第１持上機構２１０Ａは、第１ワイヤー２１２Ａ、第１バネ２１３Ａ、第１ワイヤー２１２Ａを巻き上げる第１巻上げモータ２１１Ａなどで構成されている。第１ワイヤー２１２Ａの一端は、第１巻き上げモータ２１１Ａのモータ軸に固定されており、他端は、第１バネ２１３Ａの一端に固定されている。第１バネ２１３Ａの他端は、第１ホルダ１５０から突出したバネ受け突起１５０Ａに固定されている。
第２持上機構２１０Ｂは、第１持上機構２１０Ａと同様な構成を有している。すなわち、第２巻上げモータ２１１Ｂ、第２ワイヤー２１２Ｂ、第２バネ２１３Ｂで構成され、第２ワイヤー２１２Ｂは、一端が第２巻上げモータ２１１Ｂのモータ軸に固定され、他端が第２バネ２１３Ｂの一端に固定されている。また、第２バネ２１３Ｂの他端は、第２ホルダ１５１に設けられた不図示のバネ受け突起に固定されている。また、第１バネ２１３Ａのバネ定数が、第２バネ２１３Ｂのバネ定数よりも小さくなっている。

第１巻上げモータ２１１Ａと第２巻上げモータ２１１Ｂとを同時に駆動して各ワイヤー２１２Ａ，２１２Ｂを同時に巻き上げていったとき、バネ定数の大きい第２バネ２１３Ｂが、第１バネ２１３Ａよりも早く吸着分離ユニット１２の自重に対応する撓み量に達し、第２ホルダ１５１が、第１ホルダ１５０よりも早く持上げられる。これにより、吸着ベルト１３のシート搬送方向下流側端部における第２ホルダ側の端部が最初にシート束から離間する。この状態からさらに各ワイヤー２１２Ａ，２１２Ｂを巻き上げていくと、第１バネ２１３Ａが吸着分離ユニット１２の自重に対応する撓み量に達し、第１ホルダ１５０が持上げられる。これにより、吸着ベルト１３のシート搬送方向下流側端部における第２ホルダ側の端部もシート束２から離間する。このように、変形例１においても、最上位シートＳ１の先端の角部から２番目のシートと分離させることができる。

次に、第１ワイヤー２１２Ａおよび第２ワイヤー２１２Ｂを巻き上げていくと、各ホルダ１５０，１５１に設けられたバネ受け突起が、それぞれストッパー部材２１５Ａ，２１５Ｂに突き当る。各ホルダ１５０，１５１のバネ受け突起が、ストッパー部材２１５Ａ，２１５Ｂに突き当ることにより、巻き上げモータでワイヤーをさらに巻き上げても、各ホルダ１５０，１５１は、それ以上回動することはない。第１ホルダ側に設けられたストッパー部材２１５Ａのシート束上面からの高さと、第２ホルダ側に設けられたストッパー部材２１５Ｂのシート束上面からの高さは、同じであるので、各ホルダのバネ受け突起が、それぞれストッパー部材２１５Ａ，２１５Ｂに突き当ることにより、吸着ベルト１３の捩れが戻る。これにより、吸着ベルト１３によるシート搬送方向が、ベルト幅方向で同じ方向となり、最上位シート先端を搬送ローラ４５のニップへ向けて搬送することができる。

各ホルダ１５０，１５１のバネ受け突起が、ストッパー部材２１５Ａ，２１５Ｂに突き当った状態から第１ワイヤー２１２Ａおよび第２ワイヤー２１２Ｂをさらに巻き上げて、各バネ２１３Ａ，２１３Ｂで、各バネ受け突起を、ストッパー部材２１５Ａ，２１５Ｂ側へ十分に付勢したら、各巻上げモータ２１１Ａ，２１１Ｂの駆動を停止する。そして、駆動ローラ１３Ａを駆動して、最上位シートＳ１を搬送ローラ４５のニップへ向けて搬送する。

この変形例１においては、２個の巻上げモータ２１１Ａ，２１１Ｂを用いているが、巻き上げモータは、一つでもよい。また、この変形例１では、揺動手段は、バネを介して、各ホルダを持上げているが、この構成に限られない。例えば、図９に示すように、第１バネ２１３Ａで、第１ホルダ１５０のシート搬送方向下流側端部付近をシート束側へ付勢し、第２バネ２１３Ｂで、第２ホルダ１５１のシート搬送方向下流側端部付近をシート束側へ付勢し、駆動モータ２３０の軸に第１ホルダ１５０の揺動の支点と第２ホルダ１５１の揺動の支点とを固定した構成としてもよい。駆動モータ２３０を駆動して、各ホルダ１５０，１５１のシート搬送方向下流側端部を持上げようとした場合、バネ定数の小さい第１バネ２１３Ａの方が、第２バネ２１３Ｂよりも撓みやすいため、第１ホルダ１５０のシート搬送方向下流側が、第２ホルダ１５１よりも先に、バネの付勢力に抗して持上げられ、その後、第２ホルダ１５１のシート搬送方向下流側が持上げられる。図９のような構成にしても、第１、第２バネ定数を異ならせることで、吸着ベルト１３のシート搬送方向下流側端部における第１ホルダ側の端部が最初にシート束から離間させることができ、最上位シートＳ１の先端の角部から２番目のシートと分離させることができる。

本実施形態では、各ホルダ１５０，１５１に長穴１５を設け、長穴１５に従動ローラ１３Ｂを支持しているが、従動ローラ１３Ｂが、駆動ローラ１３Ａの回転中心を中心にして、シート束の上面に対して接離する方向に弧を描くように移動可能に支持され、図５に示すように、軸方向から見たときにおけるシート束２の上面と吸着ベルト１３面との角度がβとなったとき、従動ローラ１３Ｂの回動が規制される構成であればよい。

さらに、上記では静電的にシート束の最上位シートを吸着ベルトに吸着させているが、エアによりシート束の最上位シートを吸着ベルトに吸着させてもよい。

以上、本実施形態のシート搬送装置によれば、積載されたシート束２の上面に対向配置された吸着ベルト１３と、吸着ベルト１３にシート束２の最上位シートＳ１を吸着させる吸着手段たる帯電ローラ１４とを備えた吸着分離ユニット１２と、吸着分離ユニット１２を揺動させて、上記吸着ベルト１２を、上記シート束の最上位シートを吸着させる吸着位置と、上記吸着位置よりもシート束に対して離間した位置で、上記最上位シートを搬送する搬送位置との間を往復移動させる揺動手段とを備えている。上記吸着分離ユニット１２は、上記吸着ベルト１３ベルト幅方向一端の上記シート束に対する傾斜角度と、上記吸着ベルト１３の上記ベルト幅方向他端の上記シート束に対する傾斜角度とが互いに異なるようなねじりが上記吸着ベルト１３に生じ得るように上記吸着ベルト１３を保持しており、上記吸着ベルト１３の上記シート搬送方向下流端部におけるベルト幅方向一端を、他の部分よりも早く上記搬送位置への移動を開始するよう構成した。かかる構成とすることにより、上述したように、吸着ベルト１３に吸着した最上位シートＳ１を、シート先端の角部からめくることができ、最上位シートを２番目のシートから良好に分離することができる。

また、吸着分離ユニット１２は、上記吸着ベルト１３を２つの張架ローラで張架し、２つの張架ローラのうち、シート搬送方向上流側の張架ローラたる従動ローラ１３Ｂを、シート束２の上面に対して所定範囲垂直方向に移動可能に支持し、上記吸着分離ユニット１２の揺動の支点を、上記従動ローラ１３Ｂよりも、シート搬送方向上流側に設けた構成とした。これにより、シートの復元力を利用した分離を行えることができ、良好な分離性能を得ることができる。また、吸着分離ユニット１２を揺動させるだけで、吸着ベルト１３をシート束２の上面から離間させることができる。さらに、シート搬送方向下流側の張架ローラたる駆動ローラ１３Ａの一端が、他端よりも先にシート束から離間する。これにより、上記吸着ベルト１３の上記シート搬送方向下流端部におけるベルト幅方向一端から、上記吸着ベルト１３を上記シート束から離間させることができる。

また、吸着分離ユニット１２は、各張架ローラの一端を回転自在に支持する第１ホルダ１５０と、各張架ローラの他端を支持する第２ホルダ１５１とを有し、上記揺動手段は、上記第１ホルダ１５０を揺動させる第１駆動機構たる第１揺動モータ１１０Ａと、上記第２ホルダ１５１を揺動させる第２駆動機構たる第２揺動モータ１１０Ｂとを備え、上記吸着ベルト１３を、上記搬送位置へ移動させるとき、第１揺動モータ１１０Ａの駆動開始タイミングと、上記第２揺動モータ１１０Ｂの駆動開始タイミングとを互いに異ならせた。これにより、上記吸着ベルト１３の上記シート搬送方向下流端部におけるベルト幅方向一端から、上記吸着ベルト１３を上記シート束から離間させることができる。

また、吸着分離ユニット１２は、第１ホルダ１５０のシート搬送方向下流側端部を上記第１ホルダ１５０の揺動方向に付勢する第１バネ２１３Ａと、上記第２ホルダ１５１のシート搬送方向下流側端部を上記第２ホルダ１５１の揺動方向に付勢する第２バネ２１３Ｂとを備え、上記第１バネ２１３Ａのバネ定数と、上記第２バネ２１３Ｂのバネ定数とを互いに異ならせた。これにより、上記吸着ベルト１３の上記シート搬送方向下流端部におけるベルト幅方向一端から、上記吸着ベルト１３を上記シート束から離間させることができる。

また、吸着分離ユニット１２が搬送位置に到達したとき、上記吸着分離ユニット１２と突き当る突き当て部材たるストッパー部材２１５Ａ，２１５Ｂを設けた。ストッパー部材２１５Ａ，２１５Ｂに突き当てることにより、吸着ベルト１３の捩れた状態を、元の状態に戻すことができる。これにより、吸着ベルト１３に吸着した最上位シートＳ１を搬送するときの搬送方向を、ベルト幅方向で同一方向にすることができ、最上位シートの先端が搬送ローラ４５に突き当ることなく、スムーズに搬送ローラ４５のニップに搬送することができる。その結果、最上位シートの先端が搬送ローラ４５に突き当たったときの衝撃で、最上位シートが、吸着ベルト１３から分離して、搬送不良となるのを抑制することができる。

また、画像形成装置として、上述したシート搬送装置を用いることで、摩擦力を用いてシート束の最上位シートを２番目のシートから分離して搬送するものに比べて、経時にわたり安定した搬送を実現することができる。また、摩擦力を用いてシート束の最上位シートを２番目のシートから分離して搬送するものに比べて、シートが汚れるのを抑制することができる。

１：シート搬送装置
２：シート束
１２：吸着分離ユニット
１３：吸着ベルト
１３Ａ：駆動ローラ
１３Ｂ：従動ローラ
１４：帯電ローラ
１５：長穴
１６：交流電源
１８：支持部材
１９：底板
３０：画像形成部
４５：搬送ローラ対
５１：ガイド部材
６５：シート検知手段
１１０Ａ：第１揺動モータ
１１０Ｂ：第２揺動モータ
１５０：第１ホルダ
１５１：第２ホルダ
１５０Ａ：バネ受け突起
２１０Ａ：第１持上機構
２１０Ｂ：第２持上機構
２１３Ａ：第１バネ
２１３Ｂ：第２バネ
２１５Ａ，２１５Ｂ：ストッパー部材
Ｓ１：最上位シート

特開２０１０−１２６３１７号公報

Claims (6)

1. 積載されたシート束の上面に対向配置された吸着ベルトと、該吸着ベルトにシート束の最上位シートを吸着させる吸着手段とを備えた吸着分離ユニットと、
   上記吸着分離ユニットを揺動させて、上記吸着ベルトを、上記シート束の最上位シートを吸着させる吸着位置と、上記吸着位置よりもシート束に対して離間した位置で、上記最上位シートを搬送する搬送位置との間を往復移動させる揺動手段とを備え、
   上記吸着位置で上記吸着ベルトに最上位シートを吸着させた後、上記吸着ベルトを上記搬送位置へ移動させてから、上記吸着ベルトを無端移動させて、上記最上位シートを搬送するシート搬送装置において、
   上記吸着分離ユニットは、上記吸着ベルトのベルト幅方向一端の上記シート束に対する傾斜角度と、上記吸着ベルトの上記ベルト幅方向他端の上記シート束に対する傾斜角度とが互いに異なるようなねじりが上記吸着ベルトに生じ得るように上記吸着ベルトを保持し、
   上記吸着ベルトの上記シート搬送方向下流端部におけるベルト幅方向一端を、上記吸着ベルトの他の部分よりも早く上記搬送位置への移動を開始するよう構成したことを特徴とするシート搬送装置。
2. 請求項１のシート搬送装置において、
   上記吸着分離ユニットは、上記吸着ベルトを２つの張架ローラで張架し、２つの張架ローラのうち、シート搬送方向上流側の張架ローラを、シート束の上面に対して所定範囲垂直方向に移動可能に支持し、上記吸着分離ユニットの揺動の支点を、上記シート搬送方向上流側の張架ローラよりも、シート搬送方向上流側に設けた構成であって、
   シート搬送方向下流側の張架ローラの一端が、他端よりも早く上記搬送位置への移動を開始するよう構成したことを特徴とするシート搬送装置。
3. 請求項１または２のシート搬送装置において、
   上記吸着分離ユニットは、各張架ローラの一端を回転自在に支持する第１ホルダと、各張架ローラの他端を支持する第２ホルダとを有し、
   上記揺動手段は、上記第１ホルダを揺動させる第１駆動機構と、上記第２ホルダを揺動させる第２駆動機構とを備え、
   上記吸着ベルトを、上記吸着位置から上記搬送位置へ揺動させるとき、上記第１駆動機構の駆動開始タイミングと、上記第２駆動機構の駆動開始タイミングとを互いに異ならせたことを特徴とするシート搬送装置。
4. 請求項１または２のシート搬送装置において、
   上記吸着分離ユニットは、各張架ローラの一端を回転自在に支持する第１ホルダと、各張架ローラの他端を支持する第２ホルダとを有し、
   上記第１ホルダのシート搬送方向下流側端部を上記第１ホルダの揺動方向に付勢する第１バネと、上記第１ホルダのシート搬送方向下流側端部を上記第２ホルダの揺動方向に付勢する第２バネとを備え、
   上記第１バネのバネ定数と、上記第２バネのバネ定数とを互いに異ならせたことを特徴とするシート搬送装置。
5. 請求項１乃至４いずれかのシート搬送装置において、
   上記吸着ベルトが上記搬送位置に到達したとき、上記吸着分離ユニットと突き当る突き当て部材を設けたことを特徴とするシート搬送装置。
6. シートに画像を形成する画像形成手段と、積載されたシート束から最上のシートを分離し、上記画像形成手段へシートを搬送するシート搬送手段とを備えた画像形成装置において、
   上記シート搬送手段として、請求項１乃至５いずれかのシート搬送装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。

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