(57)【要約】【課題】フリクションパッド等の摩擦によって分離する分離部材を用いて普通紙、厚紙ともに確実に一枚ずつ給紙できるようにする。【解決手段】多枚数のシート材束Ｐ’が同時に分離部材５２の前面のガイド部５７へ給送されると、シート材束Ｐ’の厚みによって第１の分離部材５２の入り口部分は押し下げられ、第１の分離部材５２上の摩擦部材５３は給紙コロ５０と離間する方向に移動する。この状態では給紙コロ５０と摩擦部材５３とが形成していたニップは解除された状態となり、摩擦部材５３上でのシート材の分離は行われず、複数枚のシート材が摩擦部材５３上を通過してゆくが、摩擦部材５３上を通過したシート材束Ｐ’からは、摩擦部材５３のニップの搬送下流に設けられた第２の分離部材５４によって構成された給紙コロ５０とのニップによってシート材は分離され１枚のシート材のみが搬送され、搬送下流に設けられた搬送コロへと搬送される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚のシート材を積載するシート材積載台と、シート材に接触して該シート材を次工程へ給送する給紙コロと、前記シート材積載台上の最上部のシート材と給紙コロとを接触または離間させるシート材接離機構と、前記給紙コロと対向し、シート材の該給紙コロに接触する面の裏側と接触して分離ニップを形成する第１の分離部材とを有し、該分離ニップにてシート材を一枚ずつ分離して給紙搬送する第１の分離部材の搬送方向下流側に、前記給紙コロと接しニップを形成する第２の分離部材が設けられたシート材分離装置において、
前記第１の分離部材の移動量に応じて、前記第２の分離部材の前記給紙コロへの加圧力を変動させる加圧手段を有することを特徴とするシート材分離装置。
【請求項２】
請求項１のシート材分離装置において、
前記第２の分離部材において、前記第１の分離部材表面と前記給紙コロ外周面との接触によって形成される前記分離ニップの隙間が増加した場合、
前記加圧手段が、前記第２の分離部材の前記給紙コロへの加圧力を増大させることを特徴とするシート材分離装置。
【請求項３】
請求項１または２のシート材分離装置において、
前記第２の分離部材の加圧手段は、シート材先端部が前記第２の分離部材と前記給紙コロとによって構成される前記分離ニップを通過する時には加圧力を増大させることを特徴とするシート材分離装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかのシート材分離装置において、
前記加圧手段は、互いに向き合った支持面の距離の変動により加圧力が変動する弾性部材によって構成されてなることを特徴とするシート材分離装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかのシート材分離装置を用いたことを特徴とする給紙装置。
【請求項６】
請求項５の給紙装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６の画像形成装置において、複写機、ファクシミリ、プリンタ、印刷機またはインクジェット記録装置のいずれかであるか、またはそれらの少なくとも二つを組み合わせた複合機であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積載された記録シートを１枚ずつ給紙するために用いるシート材分離装置と、これを用いた給紙装置、及びこの給紙装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、分離部材の記録媒体との当接面の角度を変化させ、記録媒体が分離部材を押し下げた場合には、分離部材全体の角度をたてることで、記録媒体の重送を抑える技術が開示されている。
【０００３】
また特許文献２には、紙の厚さに応じて手差し台の角度を可変とすることで、分離部材表面と記録媒体積載大との角度が最適化されるため、分離条件を最適に維持する技術が開示されている。
【０００４】
さらに特許文献３には、パッドと給紙コロとの入り口部の隙間を管理し、進入できるシート材の枚数を制限（１枚）させるようしした技術が開示されている。
【０００５】
またさらに特許文献４には、高摩擦部材を分離面に出没可能に設けたことにより、分離部材の特性値変化に対応した技術が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−６８５０６号公報
【特許文献２】特開２００７−１３７５２６号公報
【特許文献３】特開２００４−１５５５８５号公報
【特許文献４】特許第３６８５１４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
例えば、分離部材の記録媒体との当接面の角度を変化させ、記録媒体が分離部材を押し下げた場合には、分離部材全体の角度をたてることで、記録媒体の重送を抑える場合、厚紙等の記録媒体を給紙した場合でも分離部材の角度が立ってしまい、分離部材と記録媒体との当接面の角度が大きくなってしまうために搬送負荷が大きくなり、不送りが発生し得る。
【０００８】
また紙の厚さに応じて手差し台の角度を可変とすることで、分離部材表面と記録媒体積載大との角度が最適化されるため、分離条件を最適に維持する場合、複数の記録媒体がニップ部へ突入した場合には、給紙コロと分離部材との隙間が大きくなって記録媒体の重送を防ぎ得ないことがあり得る。
【０００９】
またパッドと給紙コロとの入り口部の隙間を管理し、進入できるシート材の枚数を制限（１枚）させるようしした場合、一度に複数の記録媒体がニップ部へ進入してしまうと、給紙コロと分離部材との隙間が大きくなって記録媒体の重送を防ぎ得ないことがあり得る。
【００１０】
さらに、高摩擦部材を分離面に出没可能に設けたことにより、分離部材の特性値変化に対応した場合、分離部材の阻止力低下に対する効果は期待し得るが、複数の記録媒体がニップ部へ突入した場合には、給紙コロと分離部材との隙間が大きくなって記録媒体の重送を防ぎ得ないことがあり得る。
【００１１】
本発明は、以上の諸点にかんがみてなされたものであり、フリクションパッド等の摩擦によって分離する分離部材を用いて普通紙、厚紙ともに確実に一枚ずつ給紙できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のシート材分離装置のうち請求項１に係るものは、複数枚のシート材を積載するシート材積載台と、シート材に接触して該シート材を次工程へ給送する給紙コロと、前記シート材積載台上の最上部のシート材と給紙コロとを接触または離間させるシート材接離機構と、前記給紙コロと対向し、シート材の該給紙コロに接触する面の裏側と接触して分離ニップを形成する第１の分離部材とを有し、該分離ニップにてシート材を一枚ずつ分離して給紙搬送する第１の分離部材の搬送方向下流側に、前記給紙コロと接しニップを形成する第２の分離部材が設けられたシート材分離装置において、
前記第１の分離部材の移動量に応じて、前記第２の分離部材の前記給紙コロへの加圧力を変動させる加圧手段を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項２に係るものは、請求項１のシート材分離装置において、前記第２の分離部材において、前記第１の分離部材表面と前記給紙コロ外周面との接触によって形成される前記分離ニップの隙間が増加した場合、前記加圧手段が、前記第２の分離部材の前記給紙コロへの加圧力を増大させることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に係るものは、請求項１または２のシート材分離装置において、前記第２の分離部材の加圧手段は、シート材先端部が前記第２の分離部材と前記給紙コロとによって構成される前記分離ニップを通過する時には加圧力を増大させることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に係るものは、請求項１ないし３のいずれかのシート材分離装置において、前記加圧手段は、互いに向き合った支持面の距離の変動により加圧力が変動する弾性部材によって構成されてなることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に係る給紙装置は、請求項１ないし４のいずれかのシート材分離装置を用いたことを特徴とする。
【００１７】
請求項６に係る画像読取装置は、請求項５の給紙装置を用いたことを特徴とする。
【００１８】
請求項７に係るものは、請求項６の画像形成装置において、複写機、ファクシミリ、プリンタ、印刷機またはインクジェット記録装置のいずれかであるか、またはそれらの少なくとも二つを組み合わせた複合機であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、第１の分離部材下流に設けた第２の分離部材の加圧力を、第１の分離部材の分離ニップの変動量に合わせて可変にすることで、必要なとき必要なだけの阻止力に調整されるため、シート材の厚みや固さなどの種類の差にかかわらず、安定した搬送が行なわれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。なお以下に説明する実施例ではプリンタを例にとって説明するが、本発明はプリンタへの実施には限定されず、画像形成を行う種々の装置に適用可能である。
【実施例１】
【００２１】
本実施形態の画像形成装置は、いわゆるフルカラープリンタの適用例である。図１は、このフルカラープリンタ１の概略を示す中央断面図である。また図２は給紙トレイの図、図３は給紙部の断面図、図４、５は図３の拡大図、図６はアクチュエータの拡大図、図７は動作フローチャートである。
【００２２】
図１のフルカラープリンタ１は、電子写真方式を利用したタンデム型（並置型）のフルカラー画像形成装置であり、装置本体の中央には画像形成手段となる画像形成部（プリンタエンジン）２が配設され、その直下には給紙装置となる給紙部３が配設されている。給紙部３には例えば各々用紙（シート材）の収納部となる４段の給紙トレイ４ａ〜４ｄが設けられている。これらの給紙トレイ４ａ〜４ｄは画像形成装置１の装置本体に対して引出、収納自在に設けられている。また、プリンタエンジン２の上方には、原稿画像を読み取る読取り部（スキャナ）５が配設されている。さらに、プリンタエンジン２のシート材搬送方向下流側には画像形成済みのシート材Ｐが排紙される排紙トレイ７が設けられている。なお、プリンタエンジン２のシート材搬送方向上流側にはシート材Ｐを手差し給紙させるためのシート材収納部である手差しトレイ８が設けられている。
【００２３】
プリンタエンジン２では、紙転写ユニットを構成する無端状のベルトからなる中間転写ベルト９の上方に、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）用の４つの作像ユニット１０が並置されている。各々の作像ユニット１０では、各色毎に設けられたドラム状の感光体Ｙ〜Ｋの外周に沿って、帯電ユニット、光書込みユニット、現像ユニット、クリーニングユニットなどの電子写真プロセス部材ないしはユニットが配置されている。
【００２４】
詳細な図示は省略するが、帯電ユニット１２は、感光体１１Ｙ〜１１Ｋの表面に帯電処理を行い、画像情報を感光体１１表面に光書込みユニット１５からのレーザ光で照射させる。現像ユニット１４により、感光体１１の表面に露光されて形成された静電潜像をトナー顕像化し、クリーニングユニット１３で転写後に感光体１１Ｙ〜Ｋの表面に残留したトナーなどを除去回収する。そして中間転写ベルト９上に順次各色画像が作像され、中間転写ベルト９上に４色像が重畳されて１つのカラー画像が形成される。その際、最初に、Ｙ作像ユニットで、Ｙトナーを現像し、中間転写ベルト９に転写する。次に、Ｃ作像ユニットで、Ｃトナーを現像し、中間転写ベルト９に転写し、次に、Ｍトナーを、最後に、Ｋトナーを現像、転写し、４色が重畳されたフルカラーのトナー画像が形成される。そして、中間転写ベルト９上に転写された４色トナー像は、給紙部３から給紙されてきたシート材Ｐに転写され、定着ユニット１７によって定着された後、排紙ローラ１８によって排紙トレイ７に排出される。一方、フルカラーのトナー像が転写された後、中間転写ベルト９の表面に残留したトナーなどはベルトクリーニングユニット２１によって除去回収される。
【００２５】
各給紙トレイ４ａ〜４ｄ、手差しトレイ８とレジストローラ１９との間は、搬送路２０により連結されており、任意の給紙場所から給紙されたシート材Ｐは搬送路２０を介してレジストローラ１９まで搬送される。レジストローラ１９でシート材Ｐの搬送を一旦停止させ、中間転写ベルト９上のトナー像とシート材Ｐの先端との位置関係が所定の位置関係になるようタイミングをとってシート材Ｐを紙転写部に送り出す。レジストローラ１９は手差しトレイ８から搬送されてくる転紙に対しても同様に機能する。
【００２６】
これも詳細な図示は省略するが、スキャナ５では、コンタクトガラス上に載置される原稿の読取り走査を行うために、原稿照明用光源とミラーを搭載した複数の走行体が往復移動する。この走行体により走査された画像情報は、レンズによって後方に設置されているＣＣＤの結像面に集光され、ＣＣＤによって画像信号として読込まれる。この読込まれた画像信号は、デジタル化され画像処理される。そして、画像処理された信号に基づいて、光書込みユニット内のレーザダイオードＬＤの発光により感光体の表面に光書込みが行われ、静電潜像が形成される。ＬＤからの光信号は、ポリゴンミラーやレンズを介して感光体に至る。また、スキャナ５の上部には、原稿を自動的にコンタクトガラス上に搬送する自動原稿搬送装置６が搭載されている。
【００２７】
図３において、給紙トレイ４のシート材積載台５１上にはシート材Ｐが積載され、この積載された最上部のシート材Ｐは、シート材積載台５１を上方に引き上げる図示しないスプリングによって給紙トレイ４の上方に配置された給紙コロ５０側に弾性付勢され、給紙コロ５０によって押圧されている。第１の分離部材５２は前記シート材Ｐの搬出方向下流側の直後であって、給紙コロ５０の下側において給紙コロ５０と対向する位置に設けられ、給紙トレイ４に対して揺動自在に支持されている。第１の分離部材５２は弾性部材５５によって給紙コロ５０に弾性付勢され、給紙コロ５０と所定圧で圧接している。この状態がセット状態であり、この状態ではシート材Ｐの給紙は行われない。
【００２８】
第１の分離部材５２は図４に示すようにシート材Ｐが搬入される部分には傾斜したガイド部５７が設けられ、このガイド部５７のシート材搬送方向下流側に摩擦部材５３が配されている。また、摩擦部材５３と給紙コロ５０は圧接しているためニップが形成されており、さらに摩擦部材５３のシート材搬送方向下流側には、第１の分離部材５２上に前記給紙コロ５０と対向する位置に設けられ、第１の分離部材５２上に設けられた支点に揺動自在に軸支された第２の分離部材５４が設けられており、給紙コロ５０に対して第１の分離部材５２同様に圧接している。
【００２９】
図４に示した状態から給紙コロ５０が図中で反時計方向（矢印Ａ方向）に回転すると、シート材積載台５１上にセットされたシート材Ｐが矢印Ｂ方向に移動し、第１の分離部材５２の前面のガイド部５７を滑って第１の分離部材５２上の摩擦部材５３と給紙コロ５０とのニップ部分に進む。このとき、各シート材間の摩擦により、最上位のシート材に連れられて２枚同時に給紙されたとしても、給紙コロ５０と摩擦部材５３のニップ部において、最上位のシート材は常に給紙コロ５０により搬送方向に引っ張られ、更に各シート材間の摩擦の方が摩擦部材５３とシート材との間の摩擦力より小さいため、最上位のシート材がその下に位置するシート材から分離され、１枚のシート材のみが搬送される。
【００３０】
しかし、図５に示すように、多枚数のシート材束Ｐ’が同時に分離部材５２の前面のガイド部５７へ給送されると、シート材束Ｐ’の厚みによって第１の分離部材５２の入り口部分は押し下げられ、第１の分離部材５２上の摩擦部材５３は給紙コロ５０と離間する方向に移動する。この状態では給紙コロ５０と摩擦部材５３とが形成していたニップは解除された状態となり、摩擦部材５３上でのシート材の分離は行われず、複数枚のシート材が摩擦部材５３上を通過してゆくが、摩擦部材５３上を通過したシート材は、摩擦部材５３のニップの搬送下流に設けられた第２の分離部材５４によって構成された給紙コロ５０とのニップによってシート材は分離され１枚のシート材のみが搬送され、搬送下流に設けられた搬送コロへと搬送される。
【００３１】
また、第２の分離部材５４は弾性部材５６によって給紙コロ５０に対して加圧支持されており、また第２の分離部材５４と反対端側は給紙トレイ４によって保持されている。さらに弾性部材５６を支持している給紙トレイ４側の支持面６１はアクチュエータ６０による可動構成となっており、アクチュエータ６０の動作によって、支持面６１は第２の分離部材５４と接近方向又は離間方向へ移動する構成となっている。
【００３２】
アクチュエータ６０内部には回転軸にウォームギヤ８２が取り付けられたモータ８１と、ウォームギヤ８２とかみ合い、アクチュエータ６０の出力軸と接続され直線移動を行なうラックギヤ８３によって構成されており、モータ８１の回転によりラックギヤ８３とともにアクチュエータ６０の出力軸は移動する（図６）。また、第１の分離部材５２は給紙トレイ４に設けられた測距センサ６２により給紙コロ５０との距離変動を測定している。さらに、測距センサ６２によって測定された距離情報によって、距離が増加した場合にはアクチュエータ６０を動作させ支持面６１を第２の分離部材５４へ接近させる。
【００３３】
よって、弾性部材５６は第２の分離部材５４側へ押し込まれることで、第２の分離部材５４への弾性力も増大し、さらには第２の分離部材５４の給紙コロ５０への加圧力が増大する。
【００３４】
ところで、支持面６１を動作させるアクチュエータ６０を給紙コロ５０の給紙動作開始から一定時間後に支持面６１が離間方向へ移動する方向に動作させる。これによりシート材の先端部が第２の分離部材５４を通過した後、弾性部材５６による第２の分離部材５４に対する弾性力が低下するため、第２の分離部材５４のシート材への阻止力は低下する。
【００３５】
このとき、給紙コロ５０の動作時間は、給紙コロ５０が回転角度α（α＝シート材先端位置から第２の分離部材後端までの角度）を回転する時間とするとよい。
【００３６】
図７の動作フローチャートを説明する。まず測距センサ６２をデフォルト処理により初期状態に戻す（ステップ１）。なお図中Ｘは測距センサ６２の情報でデフォルト値は０である。また、ｔはシート材Ｐの厚さの２倍の値（これは任意設定値）とする。そして、シート材の搬送開始後、測距センサ６２でモニタリングし（ステップ２）、測距センサ６２の情報値Ｘが０以上でｔ以下の範囲（０≦Ｘ≦α）であればこのステップ２を繰り返し、測距センサ６２の情報値Ｘが値ｔを越えたならば（α＜Ｘ）、支持面６１を第２の分離部材５４へ接近させる（ステップ３：図中「モータ回転支持面Ｂへ移行」と記載）。さらに測距センサ６２でモニタリングし（ステップ４）、測距センサ６２の情報値Ｘがｔを越えていれば（α＜Ｘ）このステップ４を繰り返し、測距センサ６２の情報値Ｘが０以上でｔ以下の範囲（０≦Ｘ≦α）に入ったならば、支持面６１を第１の分離部材５２へ接近させる（ステップ５：図中「モータ回転支持面Ａへ移行」と記載）。
【００３７】
すなわち本発明は、第１の分離部材下流に設けた第２の分離部材の加圧力を、第１の分離部材の分離ニップの変動量に合わせて可変にすることで、必要なとき必要なだけの阻止力に調整されるため、シート材の厚みや固さなどの種類の差にかかわらず、安定した搬送が行なわれる。
【００３８】
また、シート材が複数枚重なって分離ニップへ進入した可能性があると判断した場合、第２の分離部材の加圧力が増大され第２の分離部材での阻止力が確保されることで、シート材の重送を低減し安定した搬送が確保される。
【００３９】
また、シート材先端部が分離ニップを通過するときにのみ加圧力が増加するため、シート材の先端部以外（中間部以降）の搬送時の搬送負荷が低減され安定した搬送が行なわれる。
【００４０】
さらに、任意のタイミングで第２の分離部材の加圧力が変動可能となるため、必要なとき必要なだけの阻止力に調整され安定した搬送が行なわれる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施例に係るカラープリンタの中央断面図
【図２】本発明の一実施例に係る給紙トレイの斜視図
【図３】同給紙部の断面図
【図４】図３の拡大図
【図５】図３の拡大図
【図６】アクチュエータの拡大図
【図７】動作フローチャート図
【符号の説明】
【００４２】
１：フルカラープリンタ
２：画像形成部（プリンタエンジン）
３：給紙部
４、４ａ〜４ｄ：給紙トレイ
５：読取り部（スキャナ）
６：自動原稿搬送装置
７：排紙トレイ
８：手差しトレイ
９：中間転写ベルト
１０：作像ユニット
１１Ｙ〜１１Ｋ：感光体
１２：帯電ユニット
１３：クリーニングユニット
１４：現像ユニット
１５：光書込みユニット
１７：定着ユニット
１８：排紙ローラ
１９：レジストローラ
２０：搬送路
２１：ベルトクリーニングユニット
５０：給紙コロ
５１：シート材積載台
５２：第１の分離部材
５３：摩擦部材
５４：第２の分離部材
５５：弾性部材
５６：弾性部材
５７：ガイド部
６０：アクチュエータ
６１：給紙トレイ側の支持面
６２：測距センサ
８１：モータ
８２：ウォームギヤ
８３：ラックギヤ
Ｐ：シート材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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