JP5910923B2

JP5910923B2 - シート搬送装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP5910923B2
Application number: JP2011249521A
Authority: JP
Inventors: 鉄太郎安田; 喜邦石川; 野中　学; 学野中
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2011-11-15
Filing date: 2011-11-15
Publication date: 2016-04-27
Anticipated expiration: 2031-11-15
Also published as: JP2013103813A

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、これらを保持するホルダとで構成された吸着分離ユニットを備えている。ホルダは、前記２本のローラを回転自在に支持しており、前記ローラよりもシート搬送方向上流側に設けられた回転軸に固定されている。また、用紙トレイの底板に積載されたシート束の最上位シートを吸着ベルトに接触させ吸着させる吸着位置と、吸着ベルトに吸着した最上位シートを搬送する吸着位置よりもシート束から離れた搬送位置との間を吸着ベルトが往復移動するように、回転軸を支点にして吸着分離ユニットを揺動させる揺動手段が設けられている。

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、揺動手段によって吸着分離ユニットをシート束側へ揺動させて吸着ベルトを吸着位置に位置させ、吸着ベルトをシート束の最上位シートに接触させて、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、揺動手段によって吸着分離ユニットをシート束から離間する方向へ揺動させる。すると、吸着ベルトに吸着した最上位シートが、吸着ベルトにより持ち上げられて、２番目のシートと分離する。そして、吸着ベルトを搬送位置に位置させた後、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。

吸着ベルトと最上位シートとの間に生じる静電吸着力は、両者間の距離が近いほど大きくなる。そのため、吸着不良が生じないように十分な静電吸着力が得られるよう、吸着ベルトやシートのうねりなどによって吸着ベルトと最上位シートとの間に隙間が生じないように、吸着ベルトを最上位シートに一定の力で押しつけて両者を均一に接触させるのが望ましい。

ここで、連続した搬送では、最上位シートが予め設定された最も高い位置に到達するように用紙トレイの底板を上昇させた後、用紙トレイの底板に積載されたシート束の最上位シートを吸着ベルトで一枚ずつめくり取りながら搬送を行う。そのため、シートが一枚搬送されるごとにシート束のシート積載高さがシート一枚分低くなり、シート束のシート積載高さが微小変化する。そして、シート束のシート積載高さがシート数枚分低くなり、ある一定の高さ以下になると、最上位シートが予め設定された最も高い位置に到達するように用紙トレイの底板を上昇させる。

このとき、最上位シートに吸着ベルトを押しつける力が、最上位シートが最も高い位置にあるときに最適な大きさとなるように設定されていると、シート束のシート積載高さが微小変化したときに、最上位シートに吸着ベルトを押しつける力が弱くなる。これにより、吸着ベルトやシートのうねりなどによって吸着ベルトと最上位シートとの間に隙間が生じ易くなり、吸着ベルトと最上位シートとを均一に接触させることができず、十分な静電吸着力が得られなくなって吸着不良が発生してしまう。

そのため、シート束のシート積載高さが微小変化して底板を上昇させる直前のシート搬送時に、最上位シートに吸着ベルトを押しつける力が最適な大きさとなるように設定することが考えられる。これにより、シート束のシート高さが微小変化しても、最上位シートに吸着ベルトを押しつける力が弱くなるのが抑えられ、吸着ベルトを最上位シートに一定の力で押しつけて両者を均一に接触させることができる。しかしながら、この場合、最上位シートが最も高い位置にあるときに、吸着ベルトが最上位シートに強く押しつけられ過ぎて吸着分離ユニットに過負荷がかかると、吸着分離ユニットが損傷したり最上位シートが変形したりするといった問題が生じる。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、吸着不良や吸着分離ユニットが損傷したり最上位シートが変形したりするのを抑制することができる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、シート束の上面に対向配置され複数の張架ローラにより回転可能に張架された吸着ベルトを有し、該吸着ベルトよりもシート搬送方向上流側で支持部材に揺動可能に支持された吸着分離ユニットと、前記吸着ベルトの表面を帯電させる帯電手段と、前記シート束の最上位シートを前記吸着ベルトに接触させ吸着させる吸着位置と、該吸着ベルトに吸着した最上位シートを搬送する該吸着位置よりもシート束から離れた搬送位置との間を該吸着ベルトが往復移動するように、前記支持部材を支点にして該吸着分離ユニットを揺動させる揺動手段とを備えたシート搬送装置において、前記吸着ベルトと前記最上位シートとの接触時に、所定以上の負荷が前記吸着分離ユニットにかかると前記揺動手段による該吸着分離ユニットの揺動を停止させる揺動停止手段を有し、シート搬送動作中に、前記最上位シートに対して前記吸着ベルトが離れる方向に付勢力を該吸着ベルトに付与する付勢部材を備えたことを特徴とするものである。

本発明においては、吸着分離ユニットを揺動させて吸着ベルトと最上位シートとを接触させた際に、吸着分離ユニットに所定以上の負荷がかかると、揺動停止手段によって吸着分離ユニットの揺動を停止させる。これにより、吸着ベルトが必要以上に強い力で最上位シートに押しつけられるのを抑えつつ、最上位シートに吸着ベルトを一定の力で押しつけることができる。よって、吸着分離ユニットに過負荷がかかるのを抑えつつ、最上位シートに吸着ベルトを押しつける力が弱くなり過ぎるのを抑制して吸着ベルトと最上位シートとを均一に接触させることができる。したがって、シート束のシート積載高さが微小変化しても、吸着不良の発生や、吸着分離ユニットが損傷したり最上位シートが変形したりするのを抑制することができる。

以上、本発明によれば、吸着不良や吸着分離ユニットが損傷したり最上位シートが変形したりするのを抑制することができるという優れた効果がある。

構成例１に係るシート搬送装置の模式図。本実施形態に係る複写機を示す模式図。給紙部の概略構成を示す斜視図。給紙部を示す模式図。吸着分離ユニットの要部構成を示す図。吸着ベルトを回転駆動する駆動機構の概略構成図。吸着分離ユニットの要部構成を示す斜視図。吸着分離ユニットの構成例を示す斜視図。（ａ）ベルト駆動軸支持部材とベルト駆動軸とが接する位置Ａに付勢支持部がある状態を示したシート搬送方向下流側から見たシート搬送装置の模式図、（ｂ）ベルト駆動軸支持部材とベルト駆動軸とが接しない位置Ｂに付勢支持部がある状態を示したシート搬送方向下流側から見たシート搬送装置の模式図。シート搬送装置を上方から見た模式図。付勢支持部及びガイド溝の斜視図。本実施形態のシート搬送装置を用いたシート搬送動作について説明する図。構成例２に係るシート搬送装置の模式図。構成例３に係るシート搬送装置を上方から見た模式図。付勢支持部及びガイド溝の斜視図。

以下、本発明を、電子写真方式の画像形成装置である複写機に適用した一実施形態について説明する。
なお、本発明は、本実施形態の画像形成装置に限らず、例えばインクジェット方式の画像形成装置などにも適用することができることは言うまでもない。

図２は、本実施形態に係る複写機１００を示す模式図である。
この複写機１００は、原稿トレイ５９ａに載置された原稿束から原稿を１枚ずつ分離して原稿読取部５８上のコンタクトガラスに自動給紙する自動原稿搬送装置５９と、自動原稿搬送装置５９によってコンタクトガラス上に搬送された原稿を読み取る原稿読取部５８と、給紙部５２から給紙された記録材であるシートに対して、原稿読取部５８によって読み取った原稿画像に基づいて画像を形成する画像形成手段たる画像形成部５０とを備えている。給紙部５２は、複数枚のシートが積層されたシート束１を収容していて、このシート束１からその最上位に位置する最上位シート１ａを画像形成部５０に給紙する。なお、本実施形態では、画像形成部５０と給紙部５２とは分割可能となっている。

画像形成部５０は、潜像担持体として感光体６１のまわりに、帯電装置６２、現像装置６４、転写装置５４、感光体クリーニング装置６５等を備えている。また、画像形成部５０は、感光体６１にレーザー光６３を照射するための光書込ユニット（不図示）、シート上のトナー画像を定着する定着装置５５等を備えている。

上記構成の画像形成部５０では、感光体６１の回転とともに、まず帯電装置６２で感光体６１の表面を一様に帯電する。次いで、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等から入力される画像データや、原稿読取部５８によって読み取った原稿の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６３を照射して感光体６１上に静電潜像を形成する。その後、現像装置６４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６１上にトナー画像を形成する。一方、給紙部５２は、シートを１枚づつ分離して搬送ローラ対９により搬送経路５１を通して搬送し、レジストローラ５３に突き当てて止める。そして、画像形成部５０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５３に突き当てて止めたシートを感光体６１と転写装置５４とが対向する転写部に送り出す。転写部では、感光体６１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５５によりトナー画像を定着後、排紙ローラ対５６により排紙トレイ５７へ排出される。一方、トナー画像転写後の感光体６１の表面は感光体クリーニング装置６５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。

［構成例１］
図３は、給紙部５２の概略構成を示す斜視図であり、図４は、給紙部５２を示す模式図であり、図５は、吸着分離ユニット１１０の要部構成を示す図である。

給紙部５２は、複数枚のシートを積載して収容するシート材収容部としての給紙カセット１１と、給紙カセット１１上の複数枚のシートからなるシート束１から最上位に位置する最上位シート１ａを分離して搬送するシート搬送装置２００とを含んで構成されている。

図４に示すように、給紙カセット１１には、複数枚のシートが積層されたシート束１を載置する底板７を有している。底板７と給紙カセット１１の底部との間には、底板７を支持する支持部材８が回動自在に取り付けられている。また、図３に示すように、給紙部５２には、シート束１の最上位シート１ａが、所定の位置に来たことを検知するシート検知手段４０が設けられている。シート検知手段４０は、装置本体に設けられた軸４２に回転自在に支持されたフィラー４４と、透過型光学センサ４３とで構成されている。支持部材８を不図示の駆動モータにより回動させ、底板７を上昇させると、底板７に積載されたシート束１が上昇し、最上位シート１ａがフィラー４４と当接する。このとき、透過型光学センサ４３の受光部４３ａは、発光部４３ｂからの光を受光している。さらに、底板７を上昇させると、フィラー４４が、発光部４３ｂの光を遮り、受光部４３ａが光を受光しなくなる。これにより、シート束１の最上位シート１ａが、所定の位置に来たことが検知され、支持部材８の回転を停止する。

シート搬送装置２００は、吸着分離ユニット１１０、この吸着分離ユニット１１０を揺動させる揺動手段たる揺動機構１２０、吸着ベルト２を無端移動させる駆動機構２３０などを備えている。吸着分離ユニット１１０は、図５に示すように、下流側張架ローラ５と、上流側張架ローラ６とに張架される吸着ベルト２を備えている。吸着ベルト２は、１０^８［Ω・ｃｍ］以上の抵抗を有する５０［μｍ］程度の厚さのポリエチレンテレフタレートからなる表層と、アルミ蒸着により形成された１０^６［Ω・ｃｍ］以下の抵抗を有する導電層とを有する２層構造となっている。吸着ベルト２をこのような２層構造とすることで、導電層を接地された対向電極として使用することができ、吸着ベルト２に電荷を与える帯電手段としての電極部材３を、吸着ベルト２の表層に接した位置であればどこでも設けることができる。また、吸着ベルト２の両側端縁の内側には寄止め用のリブ２３が設けられており、下流側張架ローラ５と上流側張架ローラ６との両側端面と係合し、ベルトの寄りを防止している。

また、吸着ベルト２は、吸着ベルト２と下流側張架ローラ５との間で空回りが生じない程度に下側に弛んで張架されており、シート束の上面と弛んだ状態で接触し、波うちの発生しているシートに対しても接触面積を確保することができる。

下流側張架ローラ５は抵抗値が１０^６［Ω・ｃｍ］の導電性ゴム層が表面に設けられ、上流側張架ローラ６は金属ローラである。下流側張架ローラ５及び上流側張架ローラ６はともに接地されている。下流側張架ローラ５は吸着ベルト２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。すなわち、下流側張架ローラ５の径を小さく設定して曲率を大きくすることにより、吸着ベルト２に吸着されて搬送されたシートが、下流側張架ローラ５から離れて搬送方向下流側のガイド部材１０により形成される搬送路Ｈに入ることができるようになっている。

また、図５に示すように、下流側張架ローラ５の軸５ａは、ハウジング２０に回転自在に支持されている。上流側張架ローラ６の軸６ａは、ハウジング２０に対してシート搬送方向に摺動可能に保持された軸受２２に回転支持されている。軸受２２は、スプリング２１によりシート搬送方向上流側へ付勢されている。これにより、上流側張架ローラ６が、シート搬送方向上流側に付勢され、吸着ベルト２に張力を付与している。

図３、図４に示すように、吸着分離ユニット１１０は、吸着ベルト２を揺動自在に保持するためのブラケット１２がベルト幅方向両端に設けられている。各ブラケット１２は、上流側張架ローラ６よりもシート搬送方向上流側に設けられた支持軸１４に回転自在に支持されている。これにより、吸着分離ユニット１１０は、後述する揺動機構１２０により、シート束１の最上位シート１ａを吸着ベルト２に吸着させる吸着位置と、吸着ベルト２に吸着した最上位シート１ａを搬送するための給送位置との間を、支持軸１４を支点にして揺動することができる。

各ブラケット１２には、長孔１２ａが設けられており、この長孔１２ａに上流側張架ローラ６の軸６ａが貫通している。これにより、上流側張架ローラ６は、ブラケット１２に対して移動可能に保持される。一方、下流側張架ローラ５の軸５ａは、ブラケット１２に設けられた不図示の孔に貫通し、下流側張架ローラ５は、ブラケット１２に対して移動不能に保持される。図４に示すように、吸着分離ユニット１１０が給送位置にあるとき、上流側張架ローラ６の軸６ａは、長孔１２ａの下端４１に突き当たっている。

ブラケット１２に設けられた長孔１２ａは、上流側張架ローラ６（の軸）が長孔１２ａ内を移動しても、上流側張架ローラ６の回転中心と下流側張架ローラ５の回転中心との距離が変化しないように、下流側張架ローラ５の回転中心を中心とする円弧形状となっている。その結果、上流側張架ローラ６が、長孔１２ａ内を移動しても、吸着ベルト２の張力が変化することがない。通常、吸着ベルト２の張力は、５［Ｎ］以下でもローラとベルトとの間でスリップすることなく、吸着ベルト２を回転駆動して、吸着ベルト２に吸着したシートを搬送することが可能であるが、密着力の高い用紙等特殊な条件のシートを搬送する場合、吸着ベルト２とローラとの間にてスリップが起こる場合も考えられる。そのため、上流側張架ローラ６の表面や下流側張架ローラ５の表面の摩擦係数を高くして、スリップを生じにくくしておくことが好ましい。

図６は、吸着ベルト２を回転駆動する駆動機構２３０の概略構成図である。
各ブラケット１２を回転自在に支持する支持軸１４の一端には、従動第１プーリ２６ａと、駆動第２プーリ２６ｂとが固定されている。下流側張架ローラ５の一端には従動第２プーリ２５が固定されており、従動第１プーリ２６ａと従動第２プーリ２５とには、従動タイミングベルト２８が巻き掛けられている。また、支持軸１４よりもシート搬送方向上流側には、駆動モータ２４が設けられており、駆動モータ２４のモータ軸には、駆動第１プーリ２７が固定されている。駆動第１プーリ２７と駆動第２プーリ２６ｂとには、駆動タイミングベルト２９が巻き掛けられている。

駆動モータ２４が駆動すると、駆動タイミングベルト２９、従動タイミングベルト２８を介して下流側張架ローラ５が回転駆動する。これにより、吸着ベルト２が回転駆動し、上流側張架ローラ６が、吸着ベルト２の内面の摩擦により従動回転する。また、本実施形態においては、ブラケット１２を支持する支持軸１４を中継して、下流側張架ローラ５に駆動モータ２４の駆動力が伝達されるようになっている。このように構成することにより、後述するように、吸着分離ユニット１１０は、支持軸１４を支点にして揺動するため、吸着分離ユニット１１０が揺動しても、下流側張架ローラ５と支持軸１４との距離が変動しない。よって、従動タイミングベルト２８の張りは維持されて良好に下流側張架ローラ５に駆動力を伝達することができる。

また、図３、図４に示すように、シート搬送方向下流側には、ブラケット１２を揺動させる揺動手段としての揺動機構１２０が設けられている。揺動機構１２０は、各ブラケット１２のシート搬送方向下流側端部に形成された第１駆動伝達部としてのラックギヤ部１３と、回転軸１６に固定され、ラックギヤ部１３にそれぞれ噛み合う第２駆動伝達部材たるピニオンギヤ１５とを有している。また、揺動機構１２０は、揺動モータ３０を備えている。回転軸１６の一端には、揺動モータ３０のモータ軸に固定されたモータギヤと噛み合う従動ギヤ３２が設けられている。各ピニオンギヤ１５を、回転軸１６に固定することにより、揺動モータ３０で回転軸１６を回転させることで、各ピニオンギヤ１５を回転することができる。これにより、一つの揺動モータ３０で、ベルト幅方向両端に設けられたピニオンギヤ１５を回転駆動することができ、部品点数を削減することができ、装置を安価にすることができる。また、簡単な構成で、ベルト幅方向両端に設けられたラックアンドピニオンの駆動を同期することができる。

また、揺動モータ３０とピニオンギヤ１５とは、一定以上の駆動力の伝達を制限する不図示のトルクリミッタを介して接続されており、吸着分離ユニット１１０の揺動時に所定の閾値以上の負荷トルクがかからないよう駆動伝達を制限するようになっている。

ラックギヤ部１３は、支持軸１４を中心としたＲ形状となっている。ブラケット１２に形成されたラックギヤ部１３は、吸着分離ユニット１１０の揺動時、支持軸１４を中心にして揺動する。よって、ラックギヤ部１３を、支持軸１４を中心としたＲ形状とすることにより、吸着分離ユニット１１０の揺動時もラックギヤ部１３とピニオンギヤ１５との噛み合いを維持することができる。また、ブラケット１２のシート搬送方向下流側端部にラックギヤ部を形成することにより、ブラケット１２と別体のラックギヤをブラケット１２に取り付ける場合に比べて、部品点数を削減でき、構成を簡素化することができる。また、揺動機構１２０のラックアンドピニオンのうち、装置側にピニオンを設けることにより、ピニオンへ駆動を伝達するための構成を、ピニオンを吸着分離ユニットに設けた場合に比べて、簡単にすることができる。

揺動モータ３０を駆動することにより、各ピニオンギヤ１５が回転し、ラックギヤ部１３が、シート束１に対して接離する方向へ移動する。これにより、各ブラケット１２が、支持軸１４を支点にして揺動する。

また、各ブラケット１２は、補強部材７０により連結固定されている。各ブラケット１２を、補強部材７０により連結固定することにより、一方のブラケットと他方のブラケットとを一体的に揺動させることができ、ブラケット揺動時にブラケットに保持された吸着ベルト２が、捩れてしまうのを抑制することができ、吸着ベルト２に吸着した最上位シート１ａが、吸着ベルト２から分離するのを抑制することができる。

図７に示すように、吸着ベルト２の表面には、吸着ベルト２の表面を帯電させる帯電手段としてのブレード状の電極部材３が当接している。電極部材３は、交流を発生する帯電電源４に接続されている。電極部材３をブレード状にすることで、交番した帯電間隔を小ピッチ化しやすく、吸着ベルト２に微小な波うちなどがあっても、安定した帯電を行えなうことができる。なお、本実施形態では、帯電手段としてブレード状の電極部材３を用いているが、図８に示すようなローラ状の電極部材１０３を用いてもよい。

図９はシート搬送装置をシート搬送方向下流側から見た模式図である。図１０はシート搬送装置を上方から見た模式図である。図１１は付勢支持部１１２及びガイド溝１２５の斜視図である。

本構成例においては、吸着ベルト２とシート束１の最上位シート１ａとの接触時に、最上位シート１ａに対して吸着ベルト２が離れる方向に付勢力を吸着ベルト２に付与する付勢部材である圧縮バネ８１を備えている。圧縮ばね１５の付勢によりベルト駆動軸支持部材８０をベルト駆動軸１７に当接させる構成を採用している。

吸着ベルト２を軸方向で挟んで対向する１対の付勢支持部である付勢支持部１１２と付勢支持部１２４それぞれに圧縮バネ８１が設けられており、圧縮ばね１５の一端側に設けられたベルト駆動軸支持部材８０を下流側張架ローラ５の軸であるベルト駆動軸１７に接触させて支持している。

シート搬送装置２００の底部には、図１０に示した給紙搬送方向Ｘと直交する方向であるＹ方向に沿ってガイド溝１２５が形成されており、付勢支持部１１２と付勢支持部１２４とはガイド溝１２５に沿ってＹ方向へスライド移動可能に設けられている。これにより、付勢支持部１１２と付勢支持部１２４とを、図９（ａ）に示したベルト駆動軸支持部材８０とベルト駆動軸１７とが接する位置Ａと、図９（ｂ）に示したベルト駆動軸支持部材８０とベルト駆動軸１７とが接しない位置Ｂとの間で、Ｙ方向に平行移動させることができる。

そして、装置動作開始以前に、付勢支持部１１２と付勢支持部１２４とを前記位置Ａか前記位置Ｂのどちらかに位置させることで、ベルト駆動軸１７に対して圧縮バネ８１で付勢するか付勢しないかの切り替えを行うことができる。これにより、吸着ベルト２と最上位シート１ａとの間で生じる面接触力のより細かな調節を行うことができる。

次に、シート搬送装置２００を用いたシート搬送動作について、図１２を用いて説明する。

図１２（ａ）に示すように、通常、底板７は下降位置にあり、吸着分離ユニット１１０は吸着位置にある。まず、給紙信号が入ると、揺動モータ３０を駆動してピニオンギヤ１５を図中時計回りに回転駆動させ、吸着分離ユニット１１０を支持軸１４を支点にして図中反時計回り（シート束から離間する方向）に揺動させる。そして、吸着分離ユニット１１０が給送位置まで揺動したら揺動モータ３０の駆動を停止する。

吸着分離ユニット１１０が給送位置で停止したら、図１２（ｂ）に示すように、駆動モータ２４を駆動させて吸着ベルト２を無端移動させる。次に、無端移動する吸着ベルト２に電極部材３を介して帯電電源４により交番電圧を印加し、吸着ベルト２の表面に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４［ｍｍ］〜１６［ｍｍ］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。帯電電源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、矩形波や正弦波などが考えられる。本実施形態では、吸着ベルト２の表面に対して４［ｋＶ］の振幅を持った矩形波を印加している。吸着ベルト２の帯電が完了したら、吸着ベルト２の回転を停止するとともに、下降位置で待機していた底板７の上昇を開始する。

また、底板７の上昇開始と前後して、図１２（ｃ）に示すように、揺動モータ３０を逆回転させ、ピニオンギヤ１５を図中反時計回りに回転させて、吸着分離ユニット１１０を支持軸１４を支点にして図中時計回り（シート束に接近する方向）へ揺動させる。底板７が上昇し吸着分離ユニット１１０が下降していくと、シート束１の最上位シート１ａが、吸着ベルト２を介して上流側張架ローラ６に当接する。さらに、底板７を上昇させ吸着分離ユニット１１０を下降させていくと、上流側張架ローラ６がシート束１により押し上げられ、長孔１２ａの下端４１に突き当たっていた上流側張架ローラ６は、長孔１２ａに案内されながら上方へ移動していく。

また、底板７の上昇に伴い、フィラー４４が図中反時計回りに回転する。そして、シート束１の最上位シート１ａが所定の位置にくると、このフィラー４４が透過型光学センサ４３の発光部４３ｂの光を遮り、透過型光学センサ４３がシート束１の最上位シート１ａが所定の位置にきたことを検知し、底板７の上昇を停止する。

また、吸着分離ユニット１１０が、吸着位置に到達した揺動モータ３０の回転を停止する。揺動モータ３０がステッピングモータの場合は、回転角度（パルス数）に基づいて揺動モータ３０を制御することにより、吸着分離ユニット１１０を吸着位置に精度良く停止することができる。揺動モータ３０がＤＣモータの場合は、駆動時間に基づいて揺動モータ３０を制御することにより、吸着分離ユニット１１０を吸着位置に精度良く停止することができる。

図１２（ｄ）に示すように、底板７の上昇が停止し、吸着分離ユニット１１０の下降（揺動）が停止すると、吸着ベルト２のシート束１と対向する領域が、シート束１の最上位シート１ａと当接する。吸着ベルト２が最上位シート１ａと当接すると、誘電体であるシートには吸着ベルト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、シート束１の最上位シート１ａが吸着ベルト２に吸着する。

図１２（ｄ）に示す状態にて所定時間待機し、吸着ベルト２を最上位シート１ａが吸着したら、揺動モータ３０を駆動してピニオンギヤ１５を図中時計回りに回転駆動させ、吸着分離ユニット１１０を支持軸１４を支点にして図中反時計回りに揺動させる。すると、下流側張架ローラ５は、ブラケット１２とともにシート束１から離間する方向へ移動する。一方、上流側張架ローラ６は、自重によりシート束１の上面から動かず、ブラケット１２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２は上流側張架ローラ６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２に吸着した最上位シート１ａが、吸着ベルト２の上流側張架ローラ６に巻き回された部分を支点にして湾曲する。その結果、吸着ベルト２に吸着したシートに復元力が働き、最上位シート１ａのみを吸着ベルト２に吸着させ、２番目のシート１ｂをシートの復元力により分離させることができる。

吸着分離ユニット１１０が支持軸１４を支点にしてさらに図中反時計回りに揺動すると、上流側張架ローラ６が長孔１２ａの下端４１に突き当たる。このように、上流側張架ローラ６が長孔１２ａの下端４１に突き当たった状態から、さらに吸着分離ユニット１１０を揺動させると、上流側張架ローラ６もブラケット１２とともに移動し、上流側張架ローラ６がシート束１の上面から離間する。

図１２（ｅ）に示すように、吸着分離ユニット１１０がシートを搬送する給送位置に到達すると、揺動モータ３０の駆動を停止する。そして、駆動モータ２４を駆動して吸着ベルト２を図中反時計回りに無端移動させて、吸着ベルト２に吸着している最上位シート１ａを搬送ローラ対９に向けて搬送する。吸着ベルト２に静電吸着した最上位シート１ａの先端が、吸着ベルト２の下流側張架ローラ５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２から分離し、搬送ローラ対９に向かって移動する。給送後は駆動モータ２４の駆動を停止させ、吸着ベルト２の無端移動を停止させる。

搬送ローラ対９と吸着ベルト２との線速は同一に設定されており、搬送ローラ対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駆動モータ２４を制御する。

また、本実施形態においては、吸着ベルト２に最上位シートを静電吸着して、最上位シートを２番目のシートから分離しているので、吸着ベルト２とシート束との接触圧は充分小さくすることができる。よって、摩擦力を用いた分離方法のような、摩擦による重送が発生するのを抑制することができる。

さらに動作開始以前に付勢支持部１１２や付勢支持部１２４の設置や取り外しを行うことで、ベルト駆動軸１７に対して付勢の切り替えができ、面接触力のより細かい切り替えを可能にする。

本構成例においては、図１に示すように揺動モータ３０がピニオンギヤ１５に所定のトルクを伝達しつつ、給送位置から吸着位置へと吸着分離ユニット１１０を移動する際のピニオンギヤ１５に駆動力を伝達する揺動モータ３０の回転方向に回転するようにしている。すなわち、ピニオンギヤ１５にはトルクリミッタ３３を介して揺動モータ３０から駆動力が伝達されるようにしている。

トルクリミッタ３３は、ピニオンギヤ１５に所定の閾値値以上の駆動負荷としての負荷トルクが加ったときに、揺動モータ３０からピニオンギヤ１５への駆動伝達を停止するものである。

このように、揺動モータ３０とピニオンギヤ１５との間にトルクリミッタ３３を設置することで、揺動モータ３０からピニオンギヤ１５などを介して伝達された駆動力によって吸着分離ユニット１１０を揺動させ、吸着ベルト２をシート束１の上面に接触させた際に、吸着分離ユニット１１０に過負荷がかかったら、トルクリミッタ３３によって揺動モータ３０からピニオンギヤ１５への駆動伝達が停止し、吸着分離ユニット１１０の揺動が停止する。これにより、吸着ベルト２とシート束１の上面とが必要以上に大きな接触力で接触するのを抑えられ、吸着分離ユニット１１０及びピニオンギヤ１５などの損傷や、シート束１のシートが変形するのを抑制することができる。

ここで、連続した給送では、給紙カセット１１の底板７に積載されたシート束１の最上位のシートを吸着ベルト２で一枚ずつめくり取りながら給送を行う。そのため、シートが一枚給送されるごとにシート束１の高さがシート一枚分低くなり、シート束１のシート高さが微小変化する。シート束１のシート積載高さがシート数枚分低くなり、ある一定の高さ以下になると底板７を上昇させ、シート積載高さを一定に保つことができる。このとき、シート束１の最上位シートに対する吸着ベルト２の位置が、最上位シートが最も高くなる位置まで底板７を上昇させたときに合わせて設定されていると、シート束のシート高さが微小変化した際に、吸着ベルト２と最上位シートと良好に面接触せず両者間の接触力が小さくなり、給送不良を招く虞がある。

吸着分離ユニット１１０を負荷トルクの制限値まで揺動させて吸着ベルト２をシート束１の最上位シートに接触させることにより、シート束のシート積載高さが微小変化しても、吸着ベルト２のベルト下面とシート束１の最上位シートとの高さをほぼ同等にし両者を良好に面接触させて、吸着ベルト２と最上位シートとの間の接触力を一定の大きさで確保することができる。また、吸着分離ユニット１１０の負荷トルクの制限値を可変できる構成をとることで、任意に面接触力を設定することができる。

［構成例２］
図１３は構成例２に係るシート搬送装置の模式図である。
本構成例においては、異なる所定のトルクを吸着分離ユニット１１０のブラケット１２に伝達する複数の伝達経路を有しており、ピニオンギヤ１５には、クラッチ３４及びトルクリミッタ３３を介した揺動モータ３０と、クラッチ３６及びトルクリミッタ３５を介した揺動モータ３１とによりトルクが伝達可能になっている。

本構成例においては、トルクリミッタ３３とトルクリミッタ３５とは異なったトルク制限を設けてあり、トルクリミッタ３３に設定された負荷トルクの閾値がトルクリミッタ３５に設定された負荷トルクの閾値よりも高くなっている。そして、クラッチ３４とクラッチ３６とを切り替えることで、吸着分離ユニット１１０のブラケット１２にかかる負荷トルクの上限を任意に切り替えることが可能となっている。

クラッチ３４とクラッチ３６との切り替えの例として以下に示す。
例えば、クラッチ３４をＯＮにしクラッチ３６をＯＦＦにした場合には負荷トルク大とし、クラッチ３４をＯＦＦにしクラッチ３６をＯＮにした場合には負荷トルク小とし、前者のほうが後者よりも吸着分離ユニット１１０のブラケット１２にかかる負荷トルクの上限が高くなる。

［構成例３］
図１４は構成例３に係るシート搬送装置を上方から見た模式図である。図１５は付勢支持部１１２及びガイド溝１２５の斜視図である。

本構成例においては、一方の付勢支持部の移動により他方の付勢支持部も連動して移動する機構を有する。構成例１で説明したように図９（ａ）に示した位置Ａと図９（ｂ）に示した位置Ｂとの間を付勢支持部１１２が移動する際、本構成例では、付勢支持部１１２の移動に連動して付勢支持部１２４が前記位置Ａと前記位置Ｂとの間を移動可能になっている。

付勢支持部１１２と付勢支持部１２４とはガイド溝１２５に沿ってスライド移動自在に設けられており、付勢支持部１１２と付勢支持部１２４それぞれに設けられたラックギヤ１２６とが設けられている。そしてピニオンギヤ１２７が回転自在に保持されている。このとき、ラックギヤ１２６とピニオンギヤ１２７とが係合し、付勢支持部１１２と付勢支持部１２４とを連結している。さらに付勢支持部１１２にはストッパ支持部１２８が形成されている。ストッパ支持部１２８にはストッパ１２９が一定角度回転自在に設けられている。ストッパ１２９の下部には鋸歯状のストッパ爪１３０が形成されている。さらにストッパ爪１３０に対向させて係合部１３１が形成されている。このとき圧縮ばね１３２に付勢されてストッパ１２９が回動し、ストッパ爪１３０と係合部１３１とが係合して、付勢支持部１１２が固定されている。

このような構成において、付勢支持部１１２と付勢支持部１２４とは互いに連動し、給紙搬送方向Ｘの中心軸を挟んで対照的にスライド移動するとともにストッパ１２９により固定される。そのため、付勢支持部１１２と付勢支持部１２４とは前記位置Ａと前記位置Ｂとの間を移動可能である。このように、付勢支持部１１２と付勢支持部１２４とを連動させて前記位置Ａと前記位置Ｂとの間を移動させることができることで、付勢支持部１１２と付勢支持部１２４とを個別に移動させる場合よりも作業性を向上させることができる。

なお、付勢支持部１１２と付勢支持部１２４との移動機構として、ユーザーの手動よる移動機構の他に、別途駆動手段を設け、操作パネルによってユーザーが付勢支持部１１２及び付勢支持部１２４の位置の切り替えを指示することにより、前記駆動手段によって付勢支持部１１２及び付勢支持部１２４を移動させることも可能である。前記駆動手段としては、付勢支持部１１２に、ストッパ支持部１２８、ストッパ１２９、ストッパ爪１３０及び係合部１３１を設けず、ピニオンギヤ１２７を駆動源で回動動作させ、付勢支持部１１２及び付勢支持部１２４をガイド溝１２５に沿ってスライド移動させる構成などが挙げられる。

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
シート束１などのシート束の上面に対向配置され複数の張架ローラにより回転可能に張架された吸着ベルト２などの吸着ベルトを有し、吸着ベルトよりもシート搬送方向上流側で支持軸１４などの支持部材に揺動可能に支持された吸着分離ユニット１１０などの吸着分離ユニットと、吸着ベルトの表面を帯電させる電極部材３などの帯電手段と、シート束の最上位シート１ａなどの最上位シートを吸着ベルトに接触させ吸着させる吸着位置と、吸着ベルトに吸着した最上位シートを搬送する吸着位置よりもシート束から離れた搬送位置との間を吸着ベルトが往復移動するように、支持部材を支点にして吸着分離ユニットを揺動させる揺動機構１２０などの揺動手段とを備えたシート搬送装置２００などのシート搬送装置において、吸着ベルトと最上位シートとの接触時に、所定以上の負荷が吸着分離ユニットにかかると揺動手段による吸着分離ユニットの揺動を停止させるトルクリミッタ３３などの揺動停止手段を有する。これよれば、上記実施形態について説明したように、吸着不良や吸着分離ユニットが損傷したり最上位シートが変形したりするのを抑制することができる。
（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、上記揺動手段は、上記吸着分離ユニットのシート搬送方向下流側端部に設けられたラックギヤ部１３などの第１駆動伝達部と、装置本体に対して取り付けられ第１駆動伝達部と噛み合うピニオンギヤ１５などの第２駆動伝達部と、第２駆動伝達部を駆動させる揺動モータ３０などの駆動源とを有し、駆動源により第２駆動伝達部を駆動させ第１駆動伝達部と第２駆動伝達部との噛み合いにより、吸着分離ユニットを揺動させる。これによれば、吸着分離ユニット揺動時、吸着分離ユニットの下流側端部は、第１駆動伝達部と第２駆動伝達部との噛み合いにより支持される。これにより、吸着分離ユニット揺動時、吸着分離ユニットのシート搬送方向上流側は支持部材に支持され、シート搬送方向下流側は揺動手段に支持され、吸着分離ユニットは両持ち支持される。よって、吸着分離ユニットを片持ちする構成に比べて、吸着分離ユニットの振動を抑制することができる。
（態様Ｃ）
（態様Ｂ）において、上記第１駆動伝達部はラックギヤ部１３などのラックギヤであり、上記第２駆動伝達部はピニオンギヤ１５などのピニオンギヤであり、上記揺動停止手段は一定以上の駆動力の伝達を制限するトルクリミッタ３３などのトルクリミッタであり、前記トルクリミッタを介して上記駆動源と前記ピニオンギヤとが接続されている。これによれば、上記実施形態について説明したように、吸着分離ユニットに過負荷がかかったら、トルクリミッタによって駆動源からピニオンギヤへの駆動伝達が停止し、吸着分離ユニットの揺動を停止させることができる。
（態様Ｄ）
（態様Ｃ）において、異なったトルク制限が設定されたトルクリミッタ３３やトルクリミッタ３５などの複数のトルクリミッタを有し、上記駆動源から上記ピニオンギヤに前記複数のトルクリミッタのいずれかを介して駆動力を伝達する。これによれば、上記実施形態について説明したように、吸着分離ユニット１１０のブラケット１２にかかる負荷トルクを任意に切り替えることが可能となる。
（態様Ｅ）
（態様Ａ）、（態様Ｂ）、（態様Ｃ）または（態様Ｄ）において、上記吸着ベルトと上記最上位シートとの接触時に、最上位シートに対して吸着ベルトが離れる方向に付勢力を吸着ベルトに付与する付勢支持部１２，２４などの付勢部材を備えており、前記付勢部材によって前記吸着ベルトを付勢するか付勢しないかを切り替える切り替え手段を有する。これによれば、上記実施形態について説明したように、吸着ベルト２と最上位シート１ａとの間で生じる面接触力のより細かな調節を行うことができる。
（態様Ｆ）
（態様Ｅ）において、上記吸着ベルトを軸方向で挟んで対向する一対の上記付勢部材が設けられており、各付勢部材は吸着ベルトを付勢する位置と付勢しない位置との間で移動可能であり、一方の前記付勢部材の移動に連動させて他方の前記付勢部材を移動させる連動手段を有する。これによれば、上記実施形態について説明したように、一対の付勢部材を連動させて移動させることができ作業性を向上させることができる。
（態様Ｇ）
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、前記シート搬送手段として、（態様Ａ）、（態様Ｂ）、（態様Ｃ）、（態様Ｄ）、（態様Ｅ）または（態様Ｆ）のシート搬送装置を用いた。これによれば、上記実施形態について説明したように、吸着不良や吸着分離ユニットが損傷したり最上位シートが変形したりするのを抑制し、良好な画像形成を行うことができる。

１シート束
１ａ最上位シート
１ｂ２番目のシート
２吸着ベルト
３電極部材
４帯電電源
５下流側張架ローラ
５ａ軸
６上流側張架ローラ
６ａ軸
７底板
８支持部材
９搬送ローラ対
１０ガイド部材
１１給紙カセット
１２ブラケット
１２ａ長孔
１３ラックギヤ部
１４支持軸
１５ピニオンギヤ
１６回転軸
１７ベルト駆動軸
２０ハウジング
２１スプリング
２２軸受
２３リブ
２４駆動モータ
２５プーリ
２６ａプーリ
２６ｂプーリ
２７プーリ
２８従動タイミングベルト
２９駆動タイミングベルト
３０揺動モータ
３１揺動モータ
３２従動ギヤ
３３トルクリミッタ
３４クラッチ
３５トルクリミッタ
３６クラッチ
４０シート検知手段
４１下端
４２軸
４３透過型光学センサ
４３ａ受光部
４３ｂ発光部
４４フィラー
５０画像形成部
５１搬送経路
５２給紙部
５３レジストローラ
５４転写装置
５５定着装置
５６排紙ローラ対
５７排紙トレイ
５８原稿読取部
５９自動原稿搬送装置
５９ａ原稿トレイ
６１感光体
６２帯電装置
６３レーザー光
６４現像装置
６５感光体クリーニング装置
７０補強部材
８０ベルト駆動軸支持部材
８１圧縮バネ
１００複写機
１０３電極部材
１１０吸着分離ユニット
１１２付勢支持部
１２０揺動機構
１２４付勢支持部
１２５ガイド溝
１２６ラックギヤ
１２７ピニオンギヤ
１２８ストッパ支持部
１２９ストッパ
１３０ストッパ爪
１３１係合部
１３２圧縮ばね
２００シート搬送装置
２３０駆動機構

特開２００３−２３７９６２号公報

Claims

シート束の上面に対向配置され複数の張架ローラにより回転可能に張架された吸着ベルトを有し、該吸着ベルトよりもシート搬送方向上流側で支持部材に揺動可能に支持された吸着分離ユニットと、
前記吸着ベルトの表面を帯電させる帯電手段と、
前記シート束の最上位シートを前記吸着ベルトに接触させ吸着させる吸着位置と、該吸着ベルトに吸着した最上位シートを搬送する該吸着位置よりもシート束から離れた搬送位置との間を該吸着ベルトが往復移動するように、前記支持部材を支点にして該吸着分離ユニットを揺動させる揺動手段とを備えたシート搬送装置において、
前記吸着ベルトと前記最上位シートとの接触時に、所定以上の負荷が前記吸着分離ユニットにかかると前記揺動手段による該吸着分離ユニットの揺動を停止させる揺動停止手段を有し、
シート搬送動作中に、前記最上位シートに対して前記吸着ベルトが離れる方向に付勢力を該吸着ベルトに付与する付勢部材を備えたことを特徴とするシート搬送装置。
請求項１のシート搬送装置において、
上記揺動手段は、上記吸着分離ユニットのシート搬送方向下流側端部に設けられた第１駆動伝達部と、装置本体に対して取り付けられ該第１駆動伝達部と噛み合う第２駆動伝達部と、該第２駆動伝達部を駆動させる駆動源とを有し、該駆動源により該第２駆動伝達部を駆動させ該第１駆動伝達部と該第２駆動伝達部との噛み合いにより、該吸着分離ユニットを揺動させることを特徴とするシート搬送装置。
請求項２のシート搬送装置において、
上記第１駆動伝達部はラックギヤであり、上記第２駆動伝達部はピニオンギヤであり、上記揺動停止手段は一定以上の駆動力の伝達を制限するトルクリミッタであり、
前記トルクリミッタを介して上記駆動源と前記ピニオンギヤとが接続されていることを特徴とするシート搬送装置。
請求項３のシート搬送装置において、
異なったトルク制限が設定された複数のトルクリミッタを有し、上記駆動源から上記ピニオンギヤに前記複数のトルクリミッタのいずれかを介して駆動力を伝達することを特徴とするシート搬送装置。
請求項１、２、３または４のシート搬送装置において、
上記付勢部材によって上記吸着ベルトを付勢するか付勢しないかを切り替える切り替え手段を有することを特徴とするシート搬送装置。
請求項５のシート搬送装置において、
上記吸着ベルトを軸方向で挟んで対向する一対の上記付勢部材が設けられており、各付勢部材は該吸着ベルトを付勢する位置と付勢しない位置との間で移動可能であり、
一方の前記付勢部材の移動に連動させて他方の前記付勢部材を移動させる連動手段を有することを特徴とするシート搬送装置。
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、
前記シート搬送手段として、請求項１、２、３、４、５または６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。