JP5703863B2 - シート分離給送装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シートを分離して給送するシート分離給送装置およびこのシート分離給送装置を搭載した画像形成装置に関する。

積載された原稿や記録紙等のシートを給送時に分離する方法としては、従来、摩擦力を用いた分離方法や、エアー吸引による分離方法が知られている。

このうち、摩擦力を用いた方法では、給送ローラにゴム材料等を用いるため、磨耗などの経時変化によって摩擦力が変化し、分離性能が低下する。

また、摩擦係数が変化（バラツキ）するシートや、摩擦係数の異なるシートを同時に分離する場合には、複数枚を同時に給送する重送や、積載シートからシートを分離できないといった分離不良が発生することがある。

さらに、シートの分離時に圧力を加えて分離する構成のため、シートにシワやスジが発生する場合や、汚れる場合がある。

一方、エアー吸引を用いた分離方法は、ローラやシートの摩擦係数に依存しない非摩擦分離方式ではあるが、エアー吸引ブロワやエアーダクトを必要とするため、装置が大型化すると共に、エアー吸引音が騒音となり、オフィスで使用する装置としては不向きのものである。

そこで、非摩擦分離方式の一種で、誘電体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１参照）。

特許文献１では、複数のローラに巻き掛けられた無端誘電体ベルトに交番電荷を付与した吸着ベルト、該吸着ベルトをシートに対して揺動または、平行移動させて近接または接触させ、最上シートを吸着ベルトに吸着後、この吸着ベルトを積載シート束から離間する方向に移動させることで分離するようになっている。

静電吸着分離方式を用いた分離給送装置は、磨耗、シートの痛み、騒音の発生等がなく、しかも、装置の小型化を達成し得る点で優れている。

特許文献１に記載のように、この分離給送装置では、以下のような分離給送フローをとることでシートの分離および給送を行う。すなわち、分離給送フローにおいては、まず、（Ａ）吸着ベルトが下方へ移動し積層シート群の最上面シートが吸着ベルト下面へ接触する。ついで、（Ｂ）所定時間接触状態にて待機することで最上面シートをベルト下面へ吸着する。ついで、（Ｃ）最上面シートを吸着保持した状態にて吸着ベルトが上方へ移動し、吸着ベルトとシート束を離間する。ついで、（Ｄ）吸着ベルトを保持する２つの張架ローラを回転させシートを搬送する。また、（Ｅ）シート搬送終了後、連続通紙時は再び（Ａ）から実行する。

特許文献１では、分離給送フローの一連の動作において（Ｃ）、（Ｅ）の「ベルトの上下動」により、ベルトに吸着したシートをシート束から離間することで、分離性を確保している。

この静電吸着分離方式において、無端誘電体ベルトを離間する方向に移動させる技術としては、ソレノイドを用いて吸着ベルトを移動させる技術（例えば、特許文献２参照）や、吸着ベルトを有する吸着分離ユニットにギヤ部を設けるとともに、このギヤ部と噛合するギヤをモータで駆動することにより、吸着分離ユニットを回動軸周りに回動動作させる技術（例えば、特許文献３参照）が知られている。

この静電吸着分離方式にて分離給送を行うとき、特許文献２のようにソレノイドを用いた方法は、ソレノイドの応答速度の制約を受けるために高速な動作を実現するのには不向きであり、一方、特許文献３のようにギヤ部と噛合したギヤにて吸着分離ユニットを回動軸周りにてモータにて回動動作させる方式（以下「ギヤ方式」という）は、高速な動作を行うことを考えたとき有利である。このため、ギヤ方式を採用することが望まれる。

ギヤ方式においては、吸着分離ユニットに設置されたギヤ部とステッピングモータまたはＤＣモータ等の駆動手段に連結されたギヤとの噛合いにて吸着分離ユニットの位置が保持されるために、モータの回転量を調整することで回動軸上での吸着分離ユニットの位置が固定的に決まり、シートに対する吸着ベルトの位置も固定的に決まる。

そのため、吸着分離ユニットの吸着ベルトをシート上面に対して接触した状態で停止させるためには、吸着分離ユニットの位置を精密に制御する必要がある。また、連続的に給送を行う場合、通紙したシート枚数に応じて、吸着する際の吸着分離ユニットの停止位置は異なってくるため、シートの残り枚数に応じて吸着分離ユニットの位置を制御する必要がある。

吸着分離ユニットの位置を制御するためには、駆動手段としてのＤＣモータと、シート上面位置を検知する検知センサ、モータの回転量を検知するエンコーダ、検知情報を演算しフィードバックを行う制御装置等が必要となる。

なお、駆動手段としてステッピングモータを用いた場合、これら構成は簡易に実現可能ではあるが、ステップ角により停止位置が厳密には離散的であるため、接触状態を一定にすることができない。

このため、ギヤ方式の構成により、吸着ベルトとシートとの接触を確保するとともに吸着ベルトへの接触圧を確保することが望まれる。

しかしながら、吸着ベルトを用いた吸着性能においては、シートに対するベルト表面の接触面積／距離といった接触状態が重要であり、接触面をベルト面全域になるよう、接触距離を０になるよう近づけることで吸着性能は最大となるが、用紙等のシート材では表面の凹凸や波うちなどにより平面性はばらつきがあり、触れただけではこれら接触状態を確保することは困難であり、解決のためには、シート束に対してある程度の接触圧をかけて吸着ベルトとシート束を接触させる必要がある。

接触圧を考えたとき、ギヤ方式では、ベルト位置がギヤの噛合いにより固定されるが故に、吸着性能を発揮するための接触圧に設定することは困難であるという問題があった。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、ギヤ方式を用いた静電吸着分離方式において吸着ベルトとシートとの接触を確保するとともに吸着ベルトへの接触圧を確保することで目的の吸着性能を確保できるシート分離給送装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係るシート分離給送装置は、複数のシートが積層されてなるシート束が載置される第１底板と、前記載置されたシート束の上面に対向配置された２つの張架ローラで張架された吸着ベルト、および該吸着ベルトの表面を帯電させる帯電手段とを有する吸着分離ユニットと、前記吸着分離ユニットに固定された被駆動ギヤと噛合する駆動ギヤに接続され、前記駆動ギヤを駆動させて前記吸着分離ユニットを回動軸周りに回転動作させる駆動手段と、前記第１底板の下部に弾性部材を介して設けられ、前記第１底板を前記弾性部材により弾性的に支持する第２底板と、前記第２底板を昇降移動させる第２底板移動手段と、前記第２底板移動手段を駆動制御する制御手段と、前記第１底板および前記第２底板が下降して待機している状態のときに、前記第１底板と前記第２底板とを前記弾性部材を介して近接するよう連結する連結手段と、前記第１底板と前記第２底板が前記連結手段により前記弾性部材を介して近接するよう連結されている状態において、前記シート束の積載高さを検知する積載高さ検知手段と、を備えたことを特徴とする。

この構成により、吸着ベルトとシート束の上面は弾性部材により弾性的に当接されることとなる。したがって、ギヤ方式を用いた静電吸着分離方式において吸着ベルトとシートとの接触を確保するとともに吸着ベルトへの接触圧を確保することで目的の吸着性能を確保できる。

また、本発明に係るシート分離給送装置は、前記シート束の最上面が所定の高さにあることを検知するシート束検知手段と、前記第２底板から前記第１底板までの高さを検知する高さ検知手段と、を備え、前記制御手段が、前記第２底板駆動手段により前記第２底板を上昇させ、前記シート束検知手段が前記シート束の上面を検知した後、前記高さ検知手段が検知する高さに基づいて前記弾性部材の変形量を算出し、前記変形量が前記弾性部材にかかる所定圧力に対応する変形量となるよう、前記第２底板駆動手段により前記第２底板をさらに上昇させるよう制御することを特徴とする。

この構成により、第２底板に対する第１底板の高さを検知することで弾性部材の変形量を算出し、そこから適正な押圧がかかるよう弾性部材が変形する量だけ第２底板を上昇させるので、吸着ベルトに対してシートを適正な押圧で接触させることができ、吸着ベルトに対するシートの接触圧を厳密に規定することができる。

また、本発明に係るシート分離給送装置は、前記シート束の最上面が所定の高さにあることを検知するシート束検知手段と、前記弾性部材にかかる圧力を検知する圧力検知手段と、を備え、前記制御手段が、前記第２底板駆動手段により前記第２底板を上昇させ、前記シート束検知手段が前記シート束の上面を検知した後、前記圧力検知手段が検知する圧力が所望圧力となるよう、前記第２底板駆動手段により前記第２底板をさらに上昇させるよう制御することを特徴とする。

この構成により、シート束の最上面高さを検知した上で、第１底板に対する弾性部材の押圧を検知し、この押圧が所望の圧力となるよう第２底板を上昇させるので、吸着ベルトに対してシートを適正な押圧で接触させることができ、吸着ベルトに対するシートの接触圧を厳密に規定することができる。

また、本発明に係るシート分離給送装置は、前記弾性部材が、吸着ベルトの下方の位置に設けられたことを特徴とする。

この構成により、吸着ベルトの下方に弾性部材を配置することで、弾性部材の押圧を損失なく吸着ベルトへの接触圧として伝えることができる。

また、本発明に係るシート分離給送装置は、前記第１底板および前記第２底板が下降して待機している状態のときに、前記第１底板と前記第２底板とを前記弾性部材を介して近接するよう連結する連結手段を備えたことを特徴とする。

この構成により、シート束の積載高さを検知する積載高さ検知手段を設けた場合に、第１底板上に載置されたシート束の量に関わらず、正確にシート束の高さを検出することが可能となる。

また、本発明に係るシート分離給送装置は、前記第１底板と前記第２底板が前記連結手段により前記弾性部材を介して近接するよう連結されている状態において、前記シート束の積載高さを検知する積載高さ検知手段を備えたことを特徴とする。

この構成により、１つの積載高さ検知手段により、シート束と吸着ベルトとの接触圧を適正に設定することが可能となる。

また、本発明に係る画像形成装置は、上記の何れかに記載のシート分離給送装置を備えたことを特徴とする。

この構成により、画像形成装置において、ギヤ方式を用いた静電吸着分離方式において吸着ベルトとシートとの接触を確保するとともに吸着ベルトへの接触圧を確保することで目的の吸着性能を確保できる。

本発明によれば、ギヤ方式を用いた静電吸着分離方式において吸着ベルトとシートとの接触を確保するとともに吸着ベルトへの接触圧を確保することで目的の吸着性能を確保できるシート分離給送装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るシート分離給送装置を備える画像形成装置の概略構成図である。 本発明の第１の実施の形態に係るシート分離給送装置の一般構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るシート分離給送装置の一般構成を示す斜視図である。 （ａ）は、第１の実施の形態の吸着分離ユニットの下降位置にあるときの状態を示す図であり、（ｂ）は、吸着分離ユニットの上昇位置にあるときの状態を示す図である。 （ａ）は、第１の実施の形態の吸着分離ユニットにおいて帯電ローラを採用した構成の概略図であり、（ｂ）は、吸着分離ユニットにおいて帯電ブレードを採用した構成の概略図である。 本発明の第１の実施の形態に係るシート分離給送装置の特徴的な構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るシート分離給送装置の特徴的な構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るシート分離給送装置の特徴的な構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るシート分離給送装置の特徴的な構成を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るシート分離給送装置の特徴的な構成を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るシート分離給送装置の特徴的な構成を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
まず、構成について説明する。

図１に示すように、第１の実施の形態において、画像形成装置１００は、電子写真方式のデジタル複写機として構成されており、原稿を自動的に搬送するＡＤＦユニット５９と、原稿を読取る原稿読取部５８と、シート分離給送装置５２から給紙されるシート（記録紙）に対し原稿読取部５８が読取った画像を形成する画像形成部５０と、複数のシートからなるシート束１を収納するとともに吸着分離ユニット１０７により１枚のシートを分離して画像形成部５０に給送するシート分離給送装置５２とを備えている。

シート分離給送装置５２により給紙されたシートは、給紙ローラ対９および搬送ローラ対５３により搬送経路５１を通って画像形成部５０に移送され、画像形成部５０で形成されたトナー画像が転写装置５４により転写され、このトナー画像が定着器５５により熱転写され、排紙ローラ対５６により排紙トレイ５７に排出されるようになっている。

なお、画像形成装置１００は、電子写真方式に限らず、例えばインクジェット方式等、他の方式を採用してもよく、また、複写機に限らず、ファクシミリ装置、印刷機または複合機として構成してもよい。

図２、図３に示すように、シート分離給送装置５２は、シートをピックアップして分離する部材である吸着分離ユニット１０７として、下流ローラ５と、上流ローラ６と、これら下流ローラ５および上流ローラ６に巻掛けられた無端状の吸着ベルト２と、を備えている。

下流ローラ５と、上流ローラ６、吸着ベルト２、この吸着ベルト２を帯電させる後述する帯電用の部材およびユニットブラケット１２は、吸着分離ユニット１０７を構成している。また、シート分離給送装置５２は、制御部７０（図２参照）を備えている。

制御部７０は、シート分離給送装置５２の各種の動作を制御するものであり、例えば、シート分離給送装置５２に設けられた各センサからの検知信号に基づいて、モータ等の各駆動部の駆動量の算出および駆動制御等を行うようになっている。

下流ローラ５は、図示しない駆動源に連結されて駆動される駆動ローラとして構成されている。また、上流ローラ６は、吸着ベルト２を介して従動する従動ローラとして構成されるとともに図示しないスプリングに支持されることで吸着ベルト２に張力をかけるようになっており、吸着ベルト２の張力と吸着ベルト２の内面の摩擦により下流ローラ５に対して従動する。

通常、シートの給送に必要な搬送力は５Ｎ以下であり、高い搬送力は必要とされないが、密着力の高いシート等を用いる特殊な条件の場合、吸着ベルト２と下流ローラ５および上流ローラ６との間でスリップが起こる場合も考えられる。その際には吸着ベルト２の内面と下流ローラ５および上流ローラ６との接触面の摩擦係数を高くすることでスリップを防止することができる。

吸着ベルト２は、表面層が１０^８Ωｃｍ以上の抵抗を有する５０μｍ程度の厚さのポリエチレンテレフタレート表装の裏面にアルミ蒸着により１０^６Ωｃｍ以下の抵抗を有する導電層を形成した２層ベルトの構造を有しており、静電気の吸着力によりシートを吸着する静電吸着ベルトとして構成されている。

また、下流ローラ５は、抵抗値が１０^６Ωｃｍの導電性ゴム層が表面に設けられ、上流ローラ６は、金属ローラから構成されている。下流ローラ５および上流ローラ６は、ともに電気的に接地されている。

駆動が伝達される下流ローラ５は、ユニットブラケット１２に保持され、下流ローラ５の回転軸の位置もユニットブラケット１２に固定される。下流ローラ５は吸着ベルト２から曲率によりシートを分離するのに適した小径に形成されている。

ユニットブラケット１２は、吸着分離ユニット１０７の一部である。下流ローラ５は、ユニットブラケット１２による軸支部を回転中心として回転し、上流ローラ６は、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、ユニットブラケット１２に設けられた突き当て部４１の内部で軸支されて回動自由となっている。

ユニットブラケット１２の回転により下流ローラ５がシート束１に接触した際、この上流ローラ６の自由回動動作により下流ローラ５の停止位置によらず、吸着ベルト２の下面がシート束１の上面に面接触する。

ユニットブラケット１２の回動中心となる端部には、回動軸１４が設けられており、ユニットブラケット１２は、この回動軸１４を中心に回動可能に構成されている。また、ユニットブラケット１２の回動中心となる端部には、ユニット側ギヤ１３が設けられており、ユニット側ギヤ１３は駆動側ギヤ１５と噛合い、駆動側ギヤ１５はユニット駆動モータ１６と連結されている。

ユニット側ギヤ１３は、ユニットブラケット１２と同一部品として構成することも可能であり、またユニットブラケット１２の回動角度範囲で駆動側ギヤ１５と噛合すればよいので、半月ギヤ（セクタギヤ）形状であっても構わない。

続いて、吸着ベルト２へ吸着力を発生させる帯電動作、および吸着原理に関して説明する。

図２に示すように、吸着ベルト２が下流ローラ５に巻回された位置には、交流電源４に接続されたローラ電極３が吸着ベルト２に接触する状態で設けられている。ローラ電極３は、吸着分離ユニット１０７の一部であり、吸着ベルト２に接するよう固定され、吸着ベルト２に対する位置は一意的に決定されている。

吸着ベルト２の給紙方向下流側には、シートの搬送をガイドするガイド板１０と給紙ローラ対９とが設けられている。吸着ベルト２の両側端縁の内側には寄止め用の図示しないリブが設けられており、下流ローラ５、上流ローラ６の両側端面と係合し、吸着ベルト２の寄りを防止している。

下流ローラ５は、図示しない駆動モータにより給紙信号に応じて間欠的に駆動される。駆動モータから下流ローラ５までの駆動伝達経路に電磁クラッチを介するように構成してもよい。

吸着分離ユニット１０７は、通常は、吸着ベルト２がシートから離間した待機位置にて待機しており、給紙信号が入ると、まず、下流ローラ５が回転駆動され、周動を開始した吸着ベルト２には、ローラ電極３を介して交流電源４より交番電圧が印加され、吸着ベルト２の表面には交流電源周波数と吸着ベルト２の周動速度に応じたピッチ（ピッチは５ｍｍ〜１５ｍｍ程度とするのが好ましい）で交番する電荷パターンが形成される。

このように吸着ベルト２に帯電を行った後、吸着ベルト２をシート束１に接触させると、誘電体である最上位シート１ａには吸着ベルト２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、最上位シート１ａのみが吸着ベルト２に吸着して保持され進行に伴い曲率分離され給紙方向へ繰り出され、ガイド板１０、給紙ローラ対９により画像形成部５０へ搬送される。

電荷パターンによるシート吸着力は最上位シート１ａにのみ作用し、２枚目シート１ｂ以下の紙には作用しない。本給紙方式では吸着分離ユニット１０７とシートとの間の摩擦力を利用しないので、吸着ベルト２とシート束１との接触圧は充分小さくすることができるので、摩擦による重送が発生することはない。

給紙ローラ対９と吸着ベルト２の線速は同一にされており、給紙ローラ対９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２も間欠駆動されるように制御される。

吸着ベルト２は最上位シート１ａの後端が上流ローラ６の対向位置に達する前にシート束１より離間されるようになっている。これにより、２枚目シート１ｂが最上位シート１ａと同時に吸着ベルト２に吸着されることが防止される。また、下流ローラ５の部分での吸着ベルト２からのシートの分離は、曲率分離により行われる。

交流電源４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。本実施の形態では吸着ベルト２の表面に対して４ＫＶの電圧の振幅を持った矩形波を印加するものとしている。

なお、本実施の形態では、帯電手段として図５（ａ）に示すようなローラ電極３を用いて吸着ベルト２を帯電しているが、図５（ｂ）に示すように、ブレード状の帯電部材４０を用いて吸着ベルト２に帯電するように構成してもよい。

ブレード状の帯電部材４０は、ローラ状の帯電部材であるローラ電極３に比べ、ピッチ幅の小さい電荷パターンを形成することが可能となり、シート束１の最上位のシートに対する吸着力増加が早く、また、２枚目以降のシートに作用する吸着力の減少が早くなるため、分離動作に要する時間短縮が図れる点で有利である。

図６に示すように、本実施の形態では、シート分離給送装置５２は、２つの底板、すなわち第１底板２０と第２底板７を有している。第１底板２０は、シート束１が直接載置されるものであり、第２底板７は、第１底板２０の下部に後述する弾性部材２１を介して配置されるものである。

待機時、およびシート補給時は、第２底板７は主に最下位置、少なくともシート束１の上面が吸着ベルト２に接触しない下降状態にて待機する。シート分離給送装置５２は、第２底板７を昇降させる昇降機構８を備えている。

第１底板２０、第２底板７および昇降機構８は、給紙トレイ１１に収容されており、この給紙トレイ１１は、画像形成装置１００の本体から引き出すことができるようになっている。

第１底板２０と第２底板７の間には、弾性部材２１が設けられており、この弾性部材２１は、第１底板２０にシート束１が積載されていないときは、第１底板２０の自重のみにて圧縮された状態となっている。

第１底板２０の自重のみによる弾性部材２１の変形量を変形量Ｘ１とする。弾性部材２１としては、圧縮スプリングを代表として、弾性ゴム、発泡ポリウレタン等弾力性を有する部材が使用可能である。

この状態でシート束１を第１底板２０上に積載すると弾性部材２１はさらにシート束１の重さ分沈みこむ。シート束１の重さによる弾性部材２１の変形量を変形量Ｘ２とする。弾性部材２１は、装置にて規定されたシート束積載量の最大重さを積載した際にも弾性部材２１が縮みきらず、さらなる変形量の余裕があるよう、その剛性および可変長さが設計されている。

シートセット後、昇降機構８による第２底板７の上昇により、第１底板２０と第２底板７は、互いに略水平を保ったまま上昇し、シート束１の上面が検知センサ３０をオンにした際（もしくは検知センサ３０をオンにした後所定時間上昇した後）に、昇降機構８は、第２底板７の上昇を停止する。

検知センサ３０はフィラーセンサ等、所定高さを通過したことが検知できるものを用いる。吸着分離ユニット１０７の下降位置よりもシート束１の上面位置が上方になるように上昇させる。吸着分離ユニット１０７の下降位置よりもシート束１の上面位置が上方になることに生じる弾性部材２１の変形量を変形量Ｘ３とする。

この状態で第２底板７の位置を停止させることで、吸着ベルト２に対してシートを弾性的に接触させることが可能である。

このとき弾性部材２１の変形量Ｘは、Ｘ＝Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３にて算出され、同時に弾性部材２１による吸着ベルト２への接触圧もＸと弾性係数により定義される。しかし、このうち、Ｘ２は積載シート量により変化するために一意的に規定できない上に、装置が通紙していくうちに変化していくため、接触圧も変化する。

そこで、本実施の形態では、図７に示すように、第１底板２０と第２底板７の間の距離を測定する測距センサ３１を用いて、接触圧の調整を行うようになっている。具体的には、測距センサ３１により、第２底板７に対して第１底板２０がＸとなるように第２底板７の上昇量を調整する。

他の例として、図８に示すように、第２底板７が弾性部材２１を保持する保持部に圧力センサ３２を配置する構成としてもよい。初期のシート積載状態での圧力センサ３２の値をＹ１とする。

この圧力センサ３２により弾性部材２１の押圧を検知し、検知センサ３０がＯＮとなり、吸着ベルト２とシート束１が接触した後、所定の接触圧となるまで第２底板７を上昇させる。吸着ベルト２とシートの接触圧Ｙは、上昇時の圧力センサ３２の値をＹ２とすると、Ｙ＝Ｙ２−Ｙ１にて求めることができるので、満足するＹ２となるまで第２底板７の上昇量を調整する。

図６〜図８の構成においては、第１底板２０は弾性部材２１にて保持されるために、高さ方向のみに移動自由度を持つようにガイドを設けるとよい。

また、シート束１を積載した際にも水平性を保つために、弾性部材２１を、奥行き方向＆左右方向それぞれ２箇所以上、すなわち計４個以上設置するとよい。特に、図９に示すように、吸着ベルト２の鉛直下方に弾性部材２１を設置することで弾性部材２１の押圧を接触圧として効果的に発揮できる。

次に、動作を説明する。

図６の構成において、シート束１が第１底板２０の上部にセットされると、弾性部材２１に支えられた第１底板２０はシート束１の自重により弾性的に第２底板７に向かい沈みこむ。

その後、分離給送動作においてシート束１を吸着ベルト２にシート束１が接触可能な位置まで移動させる際には、第２底板７が別途駆動手段により移動し、第１底板２０もそれに同期して移動する。

底板の上昇量はシート上面が吸着ベルト２の下面に接触する位置よりも上昇させるよう制御すると、第１底板２０はシート束１を介して吸着ベルト２に押し下げられる。これにより、吸着ベルト２とシート束１の上面は底板間の弾性部材２１により弾性的に当接される。

シート束１が吸着ベルト２に接触した位置よりもさらに底板を上昇させることにより、確実に吸着ベルト２とシートを接触させることが可能であり、弾性部材２１の長さ、弾性係数と底板上昇量を調整することにより、シート積載枚数が変化した際にもシート上面が吸着ベルト２へ接触するよう追従しながら接触圧をかけることが可能となる。

図７の構成において、底板が下方位置にある状態から給送動作に入る場合、まず底板は上昇動作に入る。シート束１の最上面が吸着ベルト２に接触をする位置まで移動する検知手段を有することで吸着ベルト２にシート束１の最上面が接触した状態にて底板上昇機構を停止することが可能であるが、装置にとっては、シート積載量が不明のため弾性部材２１の変形量も不明であり、上昇量により接触圧を厳密に規定することが困難である。

そこで、第２底板７に対する第１底板２０の高さを検知することで弾性部材２１の変形量を算出し、そこから適正な押圧がかかるよう弾性部材２１が変形する量だけ第２底板７を上昇させる。

これにより、吸着ベルト２に対してシートを適正な押圧で接触させることができ、吸着ベルト２に対するシートの接触圧を厳密に規定することができる。

図８の構成において、シート束１の最上面の高さを検知した上で、第１底板２０に対する下部の弾性部材２１の押圧を検知し、適正な押圧がかかるよう弾性部材２１が変形する量だけ第２底板７を上昇させる。

これにより、吸着ベルト２に対してシートを適正な押圧で接触させることができ、吸着ベルト２に対するシートの接触圧を厳密に規定することができる。また、吸着ベルト２に接触するまでの状態において、弾性部材２１にかかる圧力を検知することで、第１底板２０に荷重がかかるシート束１の量を検出することが可能であり、積載されたシート束１の残量を検出することができる。これにより、シート残量検知用のセンサの設置を省略することができる。

図９の構成において、吸着ベルト２へのシートの接触圧は第１底板２０の下部の弾性部材２１により発生されるが、弾性部材２１からの押圧は第１底板２０の接触位置にかかるため、吸着ベルト２の位置と第１底板２０の接触位置が異なる場合、底板の変形、たわみなどにより接触圧の圧抜けが発生してしまう。

そこで、吸着ベルト２の下方（下部の位置）に弾性部材２１を配置すると、弾性部材２１の押圧が、損失なく吸着ベルト２への接触圧として伝わる。

以上のように、本実施の形態に係るシート分離給送装置５２は、複数のシートが積層されてなるシート束１が載置される第１底板２０と、載置されたシート束１の上面に対向配置された下流ローラ５および上流ローラ６で張架された吸着ベルト２、およびこの吸着ベルト２の表面を帯電させるローラ電極３とを有する吸着分離ユニット１０７と、吸着分離ユニット１０７に固定されたユニット側ギヤ１３と噛合する駆動側ギヤ１５に接続され、駆動側ギヤ１５を駆動させて吸着分離ユニット１０７を回動軸周りに回転動作させるユニット駆動モータ１６と、第１底板２０の下部に弾性部材２１を介して設けられ、第１底板２０を弾性部材２１により弾性的に支持する第２底板７と、第２底板７を昇降移動させる昇降機構８と、昇降機構８を駆動制御する制御部７０と、を備えたことを特徴とする。

この構成により、吸着ベルト２とシート束１の上面は弾性部材２１により弾性的に当接されることとなる。したがって、ギヤ方式を用いた静電吸着分離方式において吸着ベルト２とシートとの接触を確保するとともに吸着ベルト２への接触圧を確保することで目的の吸着性能を確保できる。

また、本実施の形態に係るシート分離給送装置５２は、シート束１の最上面が所定の高さにあることを検知する検知センサ３０と、第２底板７から第１底板２０までの高さを検知する測距センサ３１と、を備え、制御部７０が、昇降機構８により第２底板７を上昇させ、検知センサ３０がシート束１の上面を検知した後、測距センサ３１が検知する高さに基づいて弾性部材２１の変形量を算出し、変形量が弾性部材２１にかかる所定圧力に対応する変形量となるよう、昇降機構８により第２底板７をさらに上昇させるよう制御することを特徴とする。

この構成により、第２底板７に対する第１底板２０の高さを検知することで弾性部材２１の変形量を算出し、そこから適正な押圧がかかるよう弾性部材２１が変形する量だけ第２底板７を上昇させるので、吸着ベルト２に対してシートを適正な押圧で接触させることができ、吸着ベルト２に対するシートの接触圧を厳密に規定することができる。

また、本実施の形態に係るシート分離給送装置５２は、シート束１の最上面が所定の高さにあることを検知する検知センサ３０と、弾性部材２１にかかる圧力を検知する圧力センサ３２と、を備え、制御部７０が、昇降機構８により第２底板７を上昇させ、検知センサ３０がシート束１の上面を検知した後、圧力センサ３２が検知する圧力が所望圧力となるよう、昇降機構８により第２底板７をさらに上昇させるよう制御することを特徴とする。

この構成により、シート束１の最上面の高さを検知した上で、第１底板２０に対する弾性部材２１の押圧を検知し、この押圧が所望の圧力となるよう第２底板７を上昇させるので、吸着ベルト２に対してシートを適正な押圧で接触させることができ、吸着ベルト２に対するシートの接触圧を厳密に規定することができる。

また、本実施の形態に係るシート分離給送装置５２は、弾性部材２１が、吸着ベルト２の下方の位置に設けられたことを特徴とする。

この構成により、そこで、吸着ベルト２の下方に弾性部材２１を配置することで、弾性部材２１の押圧を損失なく吸着ベルト２への接触圧として伝えることができる。

また、本実施の形態に係る画像形成装置１００は、前述のシート分離給送装置５２を備えたことを特徴とする。

この構成により、画像形成装置１００において、ギヤ方式を用いた静電吸着分離方式において吸着ベルト２とシートとの接触を確保するとともに吸着ベルト２への接触圧を確保することで目的の吸着性能を確保できる。

（第２の実施の形態）
図１０に示すように、第２の実施の形態では、シート分離給送装置５２は、図６で説明した第１の実施の形態と同様に、２つの底板、すなわち第１底板２０と第２底板７を有している。第１底板２０は、シート束１が直接載置されるものであり、第２底板７は、第１底板２０の下部に後述する弾性部材２１を介して配置されるものである。

待機時、およびシート補給時は、第２底板７は主に最下位置、少なくともシート上面が吸着ベルト２に接触しない下降状態にて待機する。シート分離給送装置５２は、第２底板７を昇降させる昇降機構８を備えている。

第１底板２０と第２底板７の間には、弾性部材２１が設けられており、この弾性部材２１は、シートを積載しない状態では、第１底板２０の自重のみにて圧縮された状態となっている。

第１底板２０の自重のみによる弾性部材２１の変形量を変形量Ｘ１とする。弾性部材２１としては圧縮スプリングを代表として、弾性ゴム、発泡ポリウレタン等弾力性を有する部材が使用可能である。

この状態でシート束１を第１底板２０上に積載すると弾性部材２１はさらにシート束１の重さ分沈みこむ。シート束１の重さによる弾性部材２１の変形量を変形量Ｘ２とする。弾性部材２１は、装置にて規定されたシート束積載量の最大重さを積載した際にも弾性部材２１が縮みきらず、さらなる変形量の余裕があるよう、その剛性および可変長さが設計されている。

また、本実施の形態では、シート分離給送装置５２は、第２底板７が最下位置にあるときに、第１底板２０を押圧して、第２底板７に対して弾性部材２１を介して近接するよう連結させる押圧部材６０を備えている。この押圧部材６０は、例えばソレノイドなどにより駆動され、第１底板２０の押圧および解除が可能な構成となるよう、第１底板２０の昇降方向（図１０の上下方向）と直交する方向（図１０の水平方向）に移動可能に構成されている。

押圧部材６０により第１底板２０が第２底板７を押圧すると、第１底板２０と第２底板７は弾性部材２１を介して近接するよう連結した状態となる。このため、第２底板７が最下位置にあるときに、第１底板２０上に載置されたシート束１の量に関わらず、正確にシート束１の高さを検出することが可能となる。なお、第２底板７の上昇時には、押圧部材６０が解除され、第１底板２０は第２底板７に対して弾性的に支持された状態となる。

さらに、図１１に示すように、第１底板に積載されたシート束１の高さを検知する検知センサ６１を備えるように構成してもよい。この検知センサ６１は、第２底板７が最下位置（第１底板２０と第２底板７が弾性部材２１を介して近接するよう連結）にあるときのシート束１の上面の高さを検知するものであり、第１底板２０の上昇方向と直交する方向（水平方向）に移動可能に構成され、底板上昇時には水平方向に移動してシート束１から退避する構成となっている。

本実施の形態では、第２底板７が最下位置にあるときに第１底板２０を第２底板７に弾性部材２１を介して近接するよう連結することで、第１底板２０も最下位置に配置し、この状態で検知センサ６１により検知されたシート束１の上面の高さと、予め記憶しておいた１枚のシートの厚さおよび重量に基づいて、シート束１の重量を算出する。

そして、底板を上昇させてシート束１の上面と吸着ベルト２を接触させる際に、検知センサ６１により検知されたシート束１の上面の高さ、シート束１の重量から算出した弾性部材２１の変形量を加味した量に応じて、第２底板７の上昇量を決定し、吸着分離ユニット１０７の下降位置よりもシート束１の上面位置が上方になるよう第２底板７を上昇させて停止させる（変形量Ｘ３）ことで、吸着ベルト２に対してシートを弾性的に接触させることが可能になる。

このときの弾性部材２１の変形量Ｘは、Ｘ＝Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３にて算出され、同時に弾性部材２１による吸着ベルト２への接触圧もＸと弾性係数により定義される。しかし、Ｘ２は積載シート量により変化するために一意的に規定できない上に、装置が通紙していくうちに変化していくため、接触圧も変化する。ただし、必要な接触圧には許容値幅があるため、弾性部材２１の弾性領域内であれば設定が可能である。また、シート送り出し量に応じて、第２底板７を上昇させ接触圧を適正に保つことも可能である。

次に、動作を説明する。

検知センサ６１は、第２底板７が最下位置にあるときに、シート束１の高さを検知する。底板を上昇させてシート束１の上面と吸着ベルト２を接触させるとき、検知センサ６１が検知したシート束１の高さ、シート束１の重量から算出した弾性部材２１の変形量を加味した量に応じて、第２底板７の上昇量を決定し、吸着分離ユニット１０７の下降位置よりもシート束１の上面位置が上方になるように第２底板７を上昇させて停止する。これにより、吸着ベルト２に対してシートを弾性的に接触させることが可能になる。

以上のように、本実施の形態に係るシート分離給送装置５２は、第１底板２０および第２底板７が下降して待機している状態のときに、第１底板２０と第２底板７とを弾性部材２１を介して近接するよう連結する押圧部材６０を備えたことを特徴とする。

この構成により、検知センサ６１を用いることで、第１底板２０上に載置されたシート束１の量に関わらず、正確にシート束１の高さを検出することが可能となる。

また、本実施の形態に係るシート分離給送装置５２は、第１底板２０と第２底板７が押圧部材６０により弾性部材２１を介して近接するよう連結されている状態において、シート束１の積載高さを検知する検知センサ６１を備えたことを特徴とする。

この構成により、１つの検知センサ６１により、シート束１と吸着ベルト２との接触圧を適正に設定することが可能となる。

以上説明したように、本発明に係るシート分離給送装置および画像形成装置は、ギヤ方式を用いた静電吸着分離方式において吸着ベルトとシートとの接触を確保するとともに吸着ベルトへの接触圧を確保することで目的の吸着性能を確保できるという効果を有し、シートを分離して給送するシート分離給送装置およびこのシート分離給送装置を搭載した画像形成装置として有用である。

１ シート束
１ａ 最上位シート
１ｂ ２枚目シート
２ 吸着ベルト
３ ローラ電極（帯電手段）
４ 交流電源
５ 下流ローラ（張架ローラ）
６ 上流ローラ（張架ローラ）
７ 第２底板
８ 昇降機構（第２底板移動手段）
９ 給紙ローラ対
１０ ガイド板
１１ 給紙トレイ
１２ ユニットブラケット
１３ ユニット側ギヤ（被駆動ギヤ）
１４ 回動軸
１５ 駆動側ギヤ（駆動ギヤ）
１６ ユニット駆動モータ（駆動手段）
２０ 第１底板
２１ 弾性部材
３０ 検知センサ（シート束検知手段）
３１ 測距センサ（高さ検知手段）
３２ 圧力センサ（圧力検知手段）
４０ 帯電部材
４１ 突き当て部
５０ 画像形成部
５１ 搬送経路
５２ シート分離給送装置
５３ 搬送ローラ対
５４ 転写装置
５５ 定着器
５６ 排紙ローラ対
５７ 排紙トレイ
５８ 原稿読取部
５９ ＡＤＦユニット
６０ 押圧部材（連結手段）
６１ 検知センサ（積載高さ検知手段）
７０ 制御部（制御手段）
１００ 画像形成装置
１０７ 吸着分離ユニット

特開平５−１３９５４８号公報 特開２００３−３３５６９号公報 特開２０１０−１２６３１７号公報

Claims (5)

1. 複数のシートが積層されてなるシート束が載置される第１底板と、
   前記載置されたシート束の上面に対向配置された２つの張架ローラで張架された吸着ベルト、および該吸着ベルトの表面を帯電させる帯電手段とを有する吸着分離ユニットと、
   前記吸着分離ユニットに固定された被駆動ギヤと噛合する駆動ギヤに接続され、前記駆動ギヤを駆動させて前記吸着分離ユニットを回動軸周りに回転動作させる駆動手段と、
   前記第１底板の下部に弾性部材を介して設けられ、前記第１底板を前記弾性部材により弾性的に支持する第２底板と、
   前記第２底板を昇降移動させる第２底板移動手段と、
   前記第２底板移動手段を駆動制御する制御手段と、
   前記第１底板および前記第２底板が下降して待機している状態のときに、前記第１底板と前記第２底板とを前記弾性部材を介して近接するよう連結する連結手段と、
   前記第１底板と前記第２底板が前記連結手段により前記弾性部材を介して近接するよう連結されている状態において、前記シート束の積載高さを検知する積載高さ検知手段と、を備えたことを特徴とするシート分離給送装置。
2. 前記シート束の最上面が所定の高さにあることを検知するシート束検知手段と、
   前記第２底板から前記第１底板までの高さを検知する高さ検知手段と、を備え、
   前記制御手段が、前記第２底板駆動手段により前記第２底板を上昇させ、前記シート束検知手段が前記シート束の上面を検知した後、前記高さ検知手段が検知する高さに基づいて前記弾性部材の変形量を算出し、前記変形量が前記弾性部材にかかる所定圧力に対応する変形量となるよう、前記第２底板駆動手段により前記第２底板をさらに上昇させるよう制御することを特徴とする請求項１に記載のシート分離給送装置。
3. 前記シート束の最上面が所定の高さにあることを検知するシート束検知手段と、
   前記弾性部材にかかる圧力を検知する圧力検知手段と、を備え、
   前記制御手段が、前記第２底板駆動手段により前記第２底板を上昇させ、前記シート束検知手段が前記シート束の上面を検知した後、前記圧力検知手段が検知する圧力が所望圧力となるよう、前記第２底板駆動手段により前記第２底板をさらに上昇させるよう制御することを特徴とする請求項１に記載のシート分離給送装置。
4. 前記弾性部材が、吸着ベルトの下方の位置に設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のシート分離給送装置。
5. 請求項１乃至請求項４の何れかに記載のシート分離給送装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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