(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート束を積載するシート積載手段と、
前記シート束の最上位のシートを静電気力で吸着して前記シート束から分離および搬送する吸着分離搬送手段と、を備えた給紙装置であって、
前記吸着分離搬送手段は、装置が対応する最小サイズのシート束の積載位置のシート搬送方向における中央位置から上流端の間に配置されたことを特徴とする給紙装置。
【請求項２】
前記シート積載手段に積載されたシート束を上昇および下降させる昇降手段を備え、
前記昇降手段により前記シート束を前記最上位のシートが前記吸着分離搬送手段に接触する上昇位置に上昇させ、前記吸着分離搬送手段を所定時間停止させて前記最上位のシートを吸着し、前記所定時間経過後に前記シート束を前記上昇位置に上昇させたままで前記吸着分離搬送手段により前記シートの搬送を開始することを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
【請求項３】
前記吸着分離搬送手段が、前記シート搬送方向と直交する方向の中央に配置されることを特徴とする請求項１に記載の給紙装置。
【請求項４】
前記吸着分離搬送手段が、複数のローラと、前記複数のローラに張架された誘電体からなる無端状のベルトと、から構成され、
前記複数のローラのうち前記シート搬送方向の最も上流のローラが駆動されることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の給紙装置。
【請求項５】
ローラ対を有し、前記吸着分離搬送手段により分離および搬送されたシートを前記ローラ対でニップして更に搬送するシート搬送手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の給紙装置。
【請求項６】
前記吸着分離搬送手段と前記シート搬送手段は、前記吸着分離搬送手段と前記シート束で形成されるニップ部の接線と前記シート搬送手段のローラ対のニップ部の接線が略同一線上になるように配置されることを特徴とする請求項５に記載の給紙装置。
【請求項７】
前記シート積載手段に積載されたシート束のシート搬送方向上流端から前記吸着分離搬送手段のシート搬送方向下流端のニップ部までの幅Ｘ１と、前記シート積載手段に積載されたシート束のシート搬送方向下流端から前記シート搬送手段のローラ対のニップ部までの距離Ｘ２が、Ｘ１＞Ｘ２を満たすことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の給紙装置。
【請求項８】
前記吸着分離搬送手段と前記シート搬送手段の間であって、前記吸着分離搬送手段と前記シート束で形成されるニップ部の接線、および前記シート搬送手段のローラ対のニップ部の接線と略平行に配置され、前記吸着分離搬送手段から前記シート搬送手段に前記最上位のシートを案内する平面状のガイド部材を設けたことを特徴とする請求項５乃至請求項７の何れかに記載の給紙装置。
【請求項９】
前記吸着分離搬送手段の搬送力より、前記シート搬送手段の搬送力を大きくしたことを特徴とする請求項５乃至請求項８の何れかに記載の給紙装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９の何れかに記載の給紙装置と、
該給紙装置から給紙されるシートに対して画像を形成する画像形成部と、
該シートを前記画像形成部に搬送する搬送手段と、を備え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、静電吸着方式によりシート束から最上位の１枚のシートを分離して搬送する給紙装置およ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】
従来、シート束から最上位の１枚のシートを分離して搬送する給紙装置として、積載された原稿や記録紙等のシートを、摩擦力により分離給送するもの（例えば、特許文献１参照）、またはエア吸引により分離給送するもの（例えば、特許文献２参照）が知られている。
【０００３】
このうち、特許文献１に記載されたような、摩擦力によりシートを分離する摩擦分離方式の給紙装置では、給送ローラにゴム材料等を用いるため、給送ローラの摩擦力が磨耗等の経時変化によって変化すると給送性能が低下してしまっていた。また、バラツキにより摩擦係数が一定でないシートを分離給送する場合や、摩擦係数の異なるシートを同時に分離給送する場合には、給送ローラとシートとの間の摩擦力が変化するため、分離が不能であったり、複数枚が同時に給送される重送が発生してしまうという問題があった。さらに、給送ローラをシートに圧接する必要があるため、シートが汚れたり傷んでしまうという問題があった。
【０００４】
一方、特許文献２に記載されたような、エア吸引によりシートを分離するエア吸引方式の給紙装置は、給送ローラとシートとの間の摩擦力に依存しない非摩擦分離方式であるため、上記のような問題を回避し得るが、エア吸引のためのブロワやダクトを必要とするために装置が大型化したり、エア吸引音が騒音となってしまい、オフィスで使用する装置としては適さないという問題があった。
【０００５】
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、この誘電体ベルトをシートに接触させて吸着し、シートを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３、４参照）。
【０００６】
具体的には、特許文献３、４に記載の給紙装置は、まず、複数のローラに巻き掛けられた無端状の誘電体ベルトに交番電荷を付与し、この誘電体ベルトをシートに対して揺動または平行移動させてシート束に近接または接触させ、次いで、所定時間待機して最上位のシートを吸着し、次いで、この誘電体ベルトをシート束から離間する方向に移動させることで最上位のシートを分離してこのシートを搬送するようになっている。
【０００７】
また、他の静電吸着分離方式の給紙装置としては、給送回転体の配置位置よりもシート給送方向の上流側の位置に、最上位のシートを静電吸着させる静電吸着部材を備えることにより、確実にシートを１枚ずつ給送でき、単純な構成により小型化および低コスト化を実現できるようにした技術が知られている（例えば、特許文献５参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献３〜５に記載されたような、静電吸着分離方式を採用した給紙装置は、摩擦分離方式における給送ローラの磨耗やシートの痛みが無い点、およびエア吸引方式における装置の大型化や騒音の発生等の問題が無い点で優れているが、電気特性上吸着しにくい種類のシートや、厚いシートを分離給送する場合には、シートを静電吸着するために所定時間待機する工程において、「所定時間」を長くする必要があり、生産性、すなわち時間当たりの給紙毎数が低下してしまうという問題があった。
【０００９】
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、シートの特性に関わらず高い生産性を実現することのできる給紙装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る給紙装置は、シート束を積載するシート積載手段と、前記シート束の最上位のシートを静電気力で吸着して前記シート束から分離および搬送する吸着分離搬送手段と、を備えた給紙装置であって、前記吸着分離搬送手段は、装置が対応する最小サイズのシート束の積載位置のシート搬送方向における中央位置から上流端の間に配置されたことを特徴とする。
【００１１】
この構成により、吸着分離搬送手段の位置がシート束のシート搬送方向上流側にあるほど吸着分離搬送手段の下を最上位のシートが通り過ぎるのが早いので、吸着分離搬送手段が２枚目のシートに早く接触することができ、２枚目のシートの吸着時間をより長く確保することができる。これにより、装置が対応する最小サイズのシート束であっても、吸着時間をより長く確保することができる。したがって、静電吸着分離方式において、シートの特性に関わらず高い生産性を実現することができる。
【００１２】
また、本発明に係る給紙装置は、前記シート積載手段に積載されたシート束を上昇および下降させる昇降手段を備え、前記昇降手段により前記シート束を前記最上位のシートが前記吸着分離搬送手段に接触する上昇位置に上昇させ、前記吸着分離搬送手段を所定時間停止させて前記最上位のシートを吸着し、前記所定時間経過後に前記シート束を前記上昇位置に上昇させたままで前記吸着分離搬送手段により前記シートの搬送を開始することを特徴とする。
【００１３】
この構成により、静電吸着分離方式においては、マクスウェルの応力の作用に基づき、吸着分離搬送手段が発生する電界は最初はシート束の複数枚のシートに対して作用し、これら複数枚のシートに対して吸着力が発生するが、所定時間後は最上位のシート内で自由電子が吸着分離搬送手段の側に集まって吸着分離搬送手段の電界と相殺作用を起こし、吸着分離搬送手段の吸着力が最上位のシートに対してのみ作用することとなる。これにより、昇降手段によりシート束を上昇および下降させたり吸着分離搬送手段を上下動させて吸着分離搬送手段をシートから離隔させることなく、吸着分離搬送手段によりシートの搬送を開始することができる。
【００１４】
また、本発明に係る給紙装置は、前記吸着分離搬送手段が、前記シート搬送方向と直交する方向の中央に配置されることを特徴とする。
【００１５】
この構成により、シートを吸着したときに、シートの重量の片寄りにより吸着分離搬送手段からシートが剥がれ落ちることを防止することができる。また、吸着後にシートを搬送するときに、シートの片寄りによるシートのスキュー（斜行）や、スキューに起因するシワの発生を防止することができる。
【００１６】
また、本発明に係る給紙装置は、前記吸着分離搬送手段が、複数のローラと、前記複数のローラに張架された誘電体からなる無端状のベルトと、から構成され、前記複数のローラのうち前記シート搬送方向の最も上流のローラが駆動されることを特徴とする。
【００１７】
この構成により、最も上流のローラが駆動されることでシート搬送方向にベルトを回転させたときにベルトの下面側にたるみが発生するので、シートの表面が波打ち等により凹凸形状となっている場合であっても、ベルトとシートとの接触面積の確保が可能となり、ベルトへのシートの吸着力を確保することができる。
【００１８】
また、本発明に係る給紙装置は、ローラ対を有し、前記吸着分離搬送手段により分離および搬送されたシートを前記ローラ対でニップして更に搬送するシート搬送手段を備えたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係る給紙装置は、前記吸着分離搬送手段と前記シート搬送手段は、前記吸着分離搬送手段と前記シート束で形成されるニップ部の接線と前記シート搬送手段のローラ対のニップ部の接線が略同一線上になるように配置されることを特徴とする。
【００２０】
この構成により、従来では、吸着分離搬送手段が、装置が対応する最小サイズのシート束の積載位置のシート搬送方向における中央位置から上流端の間に配置されていると、シートのシート搬送方向下流端（シート進行方向先端）において搬送挙動が安定しなかったり、ガイド部材を設けた場合に、ガイド部材によって曲げられて紙詰まり等の不具合が発生する恐れがあるが、本発明では、吸着分離搬送手段とシート搬送手段は、吸着分離搬送手段とシート束で形成されるニップ部の接線とシート搬送手段のローラ対のニップ部の接線が略同一線上になるように配置されるので、シート搬送手段のニップ部にシートが入りやすくなり、シートが搬送路で曲げられることがないため、シートのシート搬送方向下流端における搬送挙動を安定化し、ガイド部材によって曲げられて紙詰まり等の不具合が起きることを防止することができる。
【００２１】
また、本発明に係る給紙装置は、前記シート積載手段に積載されたシート束のシート搬送方向上流端から前記吸着分離搬送手段のシート搬送方向下流端のニップ部までの幅Ｘ１と、前記シート積載手段に積載されたシート束のシート搬送方向下流端から前記シート搬送手段のローラ対のニップ部までの距離Ｘ２が、Ｘ１＞Ｘ２を満たすことを特徴とする。
【００２２】
この構成により、シート搬送手段のニップ部にシートが入りやすくなり、且つ、幅Ｘ１を小さくすることができるため、装置を小型化することができる。
【００２３】
また、本発明に係る給紙装置は、前記吸着分離搬送手段と前記シート搬送手段の間であって、前記吸着分離搬送手段と前記シート束で形成されるニップ部の接線、および前記シート搬送手段のローラ対のニップ部の接線と略平行に配置され、前記吸着分離搬送手段から前記シート搬送手段に前記最上位のシートを案内する平面状のガイド部材を設けたことを特徴とする。
【００２４】
この構成により、吸湿や乾燥により変形を生じたシートが搬送されても、シートのシート搬送方向下流端を滑らかにシート搬送手段のニップ部に導入することができる。また、ガイド部材が、吸着分離搬送手段とシート束で形成されるニップ部の接線、およびシート搬送手段のローラ対のニップ部の接線と略平行に配置された平面状の部材であるので、シートのシート搬送方向下流端がガイド部材により曲げられることがない。
【００２５】
また、本発明に係る給紙装置は、前記吸着分離搬送手段の搬送力より、前記シート搬送手段の搬送力を大きくしたことを特徴とする。
【００２６】
この構成により、従来では、吸着分離搬送手段とシート搬送手段との間の搬送路でシートがスリップすると、吸着分離搬送手段とシート搬送手段の間にシートの撓みが形成されてしまい、その状態でシートがシート搬送手段のニップ部に進入するとシートにシワが発生する恐れがあったが、本発明では、吸着分離搬送手段の搬送力より、シート搬送手段の搬送力を大きくすることにより、シートに撓みが形成されることを抑制できるので、シワが発生することを防止することができる。また、シート搬送手段の搬送力を大きくすることにより、吸着分離搬送手段とシート搬送手段との間の搬送路の曲率を大きくすることが可能となり、設計自由度を高めることができる。
【００２７】
また、本発明に係る給紙装置は、上記の給紙装置と、該給紙装置から給紙されるシートに対して画像を形成する画像形成部と、該シートを前記画像形成部に搬送する搬送手段と、を備えることを特徴とする。
【００２８】
この構成により、画像形成装置において、シートの特性に関わらず高い生産性を実現することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、静電吸着分離方式において、シートの特性に関わらず高い生産性を実現することのできる給紙装置および画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る給紙装置を備えた画像形成装置の概略断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る給紙装置の断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る給紙装置の斜視図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係る給紙装置の動作を示す断面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、図４（ａ）〜（ｃ）に続く動作を示す断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る給紙装置の断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第２の実施の形態に係る給紙装置の動作を示す断面図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、図７（ａ）〜（ｃ）に続く動作を示す断面図である。
【図９】（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る給紙装置の上面図であり、（ｂ）は、側面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
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。
【００３２】
（第１の実施の形態）
まず、構成について説明する。
【００３３】
図１に示すように、画像形成装置１０１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、原稿を読取る原稿読取部１０２と、給紙装置１０４から給紙されるシート（記録紙）１ａに対し原稿読取部１０２が読取った画像を形成する画像形成部１０３と、画像形成部１０３にシート１ａを給紙する給紙装置１０４とを備えている。なお、本実施の形態の画像形成装置１０１では、画像形成部１０３と給紙装置１０４とは分割可能となっている。
【００３４】
給紙装置１０４により給紙されたシート１ａは、搬送手段としての搬送ローラ対１０８により画像形成部１０３に移送され、画像形成部１０３で形成されたトナー画像が転写装置１０９により転写され、このトナー画像が定着器１１０により熱転写され、排紙ローラ対１１１により排紙トレイ１１２に排出されるようになっている。
【００３５】
なお、画像形成装置１０１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い。また、画像形成装置１０１は、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。
【００３６】
図２、図３に示すように、給紙装置１０４は、シート束１を収納する給紙トレイ１２と、この給紙トレイ１２の底部に配置されシート束１が載置される底板７と、この底板７を上昇および下降させる底板上昇アーム８と、シート束１の上面に当接し、シート束１から最上位の１枚のシート１ａを静電気力で吸着して分離し、分離されたシート１ａを搬送する分離部１０７とを備えている。
【００３７】
分離部１０７は、下流ローラ５と、上流ローラ６と、これらの下流ローラ５と上流ローラ６とに巻掛けられ、無端状の誘電体からなるベルト２とを備えている。なお、分離部１０７によるシート１ａの吸着、分離および搬送は主としてベルト２により行われるものであり、分離部１０７の実体は実質的にはベルト２であるため、以下では、分離部１０７に代わってベルト２についての詳細を説明する。
【００３８】
上流ローラ６は、図示しない駆動源から駆動力が連結される駆動ローラとして構成されており、下流ローラ５は、上流ローラ６の回転によりベルト２を介して従動回転する従動ローラとして構成されている。上流ローラ６には、図示しない駆動源からの駆動力が電磁クラッチ１６を介して伝達されるようになっている。上流ローラ６は、給紙信号に応じて電磁クラッチ１６が作動することにより間欠的に駆動されるようになっている。
【００３９】
上流ローラ６の表面は、抵抗値が１０６Ω・ｃｍ程度の導電性ゴム層から構成され、下流ローラ５の表面は金属から構成されている。上流ローラ６および下流ローラ５は電気的に接地されている。下流ローラ５は、ベルト２からシート１ａを曲率により分離するのに適した小径となっている。すなわち、下流ローラ５の径を小さく設定して曲率を大きくすることにより、ベルト２に吸着されて分離および搬送されたシート１ａが、下流ローラ５から離れてシート搬送方向下流側のガイド板対１０の間に入ることができるようになっている。
【００４０】
従動ローラである下流ローラ５と駆動ローラである上流ローラ６は、これら下流ローラ５と上流ローラ６により作られるベルト２の下側接線がシート１ａの上面と水平となるよう配置されている。
【００４１】
ベルト２は、１０８Ω・ｃｍ以上の抵抗を有する誘電体により構成されている。ベルト２を構成する誘電体としては、例えば厚さ１００μｍ程度の厚さのポリエチレンテレフタレート等のフィルムを用いることができる。
【００４２】
ベルト２は、上流ローラ６が空回りしない程度に下側に弛むよう下流ローラ５と上流ローラ６とに張架されており、下側に弛んだ状態でシート１ａに接触することで、シート１ａに波打ちが発生していても接触面積が確保されるようになっている。
【００４３】
なお、本実施の形態では、ベルト２は、下流ローラ５と上流ローラ６の２つのローラに張架されるようになっているが、更に多くのローラにベルト２が張架され、複数のローラのうち最もシート搬送方向上流側のローラを駆動ローラとするように構成してもよい。
【００４４】
ベルト２は、装置が対応する最小サイズのシート束１の積載位置のシート搬送方向における中央位置から上流端の間に配置されている。例えば、対応するシート１ａのサイズがＡ５〜Ａ３の装置であるとき、ベルト２は、最小サイズであるＡ５サイズのシート１ａのシート搬送方向長さ（２１０ｍｍ）の中央から上流端（先端から１０５ｍｍ〜２１０ｍｍの位置）に、ベルト２のシート搬送方向下流端（下流ローラ５のシート１ａへの接地位置）が位置するように配置される。
【００４５】
また、ベルト２は、シート搬送方向と直交する方向の中央に配置される。すなわち、シート搬送方向と直交した幅方向（図１の奥行方向）に関しては、中央基準にて設置されるシート束１の中央位置とベルト２の中央位置が一致するよう、ベルト２がシート束１に対して配置されている。なお、ベルト２の幅は、対応する最大サイズのシート１ａの幅から左右２０ｍｍずつ短い長さとしている。
【００４６】
ベルト２のシート搬送方向下流側には、シート１ａの搬送をガイドするガイド板対１０と、ガイド板対１０に入ったシート１ａを搬送する給紙ローラ対９とが設けられている。
【００４７】
ベルト２の両側端縁の内側にはリブ１７が設けられており、ベルト２のリブ１７が、下流ローラ５および上流ローラ６の両側端面と係合することで、ベルト２の幅方向へのズレや下流ローラ５と上流ローラ６からの脱落が防止されるようになっている。
【００４８】
分離部１０７のシート搬送方向上流側には、底板上昇アーム８によりシート束１が上昇してシート束１の最上位のシート１ａがベルト２に接触する給紙位置にあることを検知するフィラーセンサ１８が設けられている。フィラーセンサ１８は、シート束１の幅方向の端部に配置されており、ベルト２がシート搬送方向上流側に配置されてもベルト２と接触しないようになっている。
【００４９】
ベルト２が上流ローラ６に巻回された位置には、このベルト２の外周面に接触して従動回転する帯電用のローラ電極３が設けられており、ローラ電極３は、交流の電源４に接続されている。
【００５０】
なお、ローラ電極３のベルト２の回転方向上流側で、かつ、シート束１とベルト２の分離位置より下流側に、図示しない除電電源（交番電源）に接続した除電用のローラ電極をベルト２に接触して従動回転するように設けてもよい。その場合、帯電用のローラ電極３および除電用のローラ電極は、給紙ローラ対９にシート１ａのシート搬送方向下流端が当接する位置でベルト２上の吸着力が除去されているように制御される。除電用のローラ電極は必ずしも必要ではなく省略することができるため、本実施の形態では、除電用のローラ電極を備えず帯電用のローラ電極３のみを備えるものとして説明している。
【００５１】
次に、給紙装置１０４の動作を説明する。
【００５２】
まず、図４（ａ）に示すように、図示しない制御部からの給紙指令信号を受け取ると、電磁クラッチ１６が入り、上流ローラ６が回転駆動されて周動を開始したベルト２には、ローラ電極３を介して電源４より交番電圧が印加される。これにより、ベルト２の表面には交流電源周波数とベルト２の周動速度に応じたピッチ（ピッチは４ｍｍ〜１６ｍｍ程度とするのが良い）で交番する電荷パターンが形成される。
【００５３】
ベルト２への帯電完了後、下降していた底板７が底板上昇アーム８により上昇を開始し、シート束１の最上位のシート１ａがベルト２に接触した上昇位置にあることをフィラーセンサ１８が検知すると、底板７の上昇が停止する。なお、底板７を上昇させる際には、底板７の上昇前のシート１ａの上面位置をフィラーセンサ１８で感知しておいてベルト２の下面との高さの差を算出することで、底板７の上昇するべき量を決定するようにしてもよい。
【００５４】
次いで、図４（ｂ）に示すように、ベルト２とシート束１の最上位のシート１ａが接触した状態において、シート種毎に予め設定された所定時間だけ待機することにより、誘電体である最上位のシート１ａには、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、マクスウェル（Ｍａｘｗｅｌｌ）の応力が働き、最上位のシート１ａのみがベルト２に吸着して保持される。
【００５５】
なお、ベルト２と最上位のシート１ａが接触した直後は、マクスウェルの応力の作用に基づき、ベルト２の不均一帯電により発生する電界がシート束１の複数枚のシートに対して作用し、これら複数枚のシートに対して吸着力が発生するが、所定時間の経過後は、最上位のシート１ａ内で自由電子がベルト２の側に集まってベルト２の電界と相殺作用を起こし、ベルト２の吸着力が最上位のシート１ａに対してのみ作用することとなる。
【００５６】
次いで、図４（ｃ）に示すように、シート束１が上昇位置に上昇した状態のまま、ベルト２が回転してシート１ａの搬送を開始する。シート１ａは、下流ローラ５の箇所でこの下流ローラ５の曲率によりベルト２から分離する。ベルト２の回転によるシート１ａの搬送は、ベルト２とシート１ａとの間の摩擦力を利用するのではなく、静電吸着力を利用している。このため、ベルト２とシート１ａとの接触圧は充分小さくすることができるので、最上位のシート１ａと２枚目のシート１ｂとの間の摩擦力により最上位のシート１ａと２枚目のシート１ｂが重なったまま同時に搬送されること（重送）が防止される。給紙ローラ対９とベルト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、ベルト２も間欠駆動されるように制御される。
【００５７】
次いで、図５（ａ）に示すように、シート１ａのシート搬送方向上流端が上流ローラ６の対向位置に達する前に底板７を所定時間下降させてシート束１からベルト２を離間させる。これにより、最上位のシート１ａを搬送している間に、シート束１の２枚目のシート１ｂがベルト２に吸着されないようになっている。また、ベルト２とシート束１が離間した状態で次のシート１ｂの吸着に備えてベルト２を帯電させる。
【００５８】
次いで、図５（ｂ）に示すように、シート１ａのシート搬送方向上流端が下流ローラ５の対向位置を通過した後に底板７を上昇させ、図４（ａ）と同様に、シート束１（シート１ｂが最上位）をベルト２に接触させる。ベルト２により分離および搬送されたシート１ａは、ガイド板対１０の間を通って、給紙ローラ対９により画像形成部１０３へ搬送される。
【００５９】
なお、電源４は交流に限らず、直流を高低交互の電位に変化させたものでもよく、その波形は、矩形波であっても正弦波であってもよい。本実施の形態では、ベルト２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。
【００６０】
なお、除電用のローラ電極を備える場合は、除電用のローラ電極によりベルト２に交番電圧を印加することにより、帯電したベルト２の電荷を除電することができる。
【００６１】
具体的には、ベルト２の外周面に除電用のローラ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、ベルト２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ず、この電圧を帯電開始電圧と言うが、帯電開始電圧の値Ｖ０はベルト２の厚さや体積抵抗等により変化する。
【００６２】
そこで、帯電開始電圧の値Ｖ０をピーク値として持つような交番する電圧を除電用のローラ電極に印加すると、帯電しているベルト２の表面電位がほぼ０Ｖ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圧の値Ｖ０とすることにより、この印加電圧では誘電体である被帯電体を帯電させる能力はないが、被帯電体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、誘電体が（＋）、（−）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、０Ｖに除電することができないので、除電用のローラ電極に印加する交番電圧は、ピーク値がベルト２に対する帯電開始電圧になるように制御すればよい。
【００６３】
以上のように、本実施の形態に係る給紙装置１０４は、シート束１を積載する底板７と、シート束１の最上位のシート１ａを静電気力で吸着してシート束１から分離および搬送する分離部１０７と、を備えた給紙装置１０４であって、分離部１０７は、装置が対応する最小サイズのシート束１の積載位置のシート搬送方向における中央位置から上流端の間に配置されるよう構成されている。
【００６４】
このため、分離部１０７の位置がシート束１のシート搬送方向上流側にあるほど分離部１０７下を最上位のシート１ａが通り過ぎるのが早いので、分離部１０７が２枚目のシート１ｂに速く接触することができ、２枚目のシート１ｂの吸着時間をより長く確保することができる。これにより、装置が対応する最小サイズのシート束１であっても、吸着時間をより長く確保することができる。したがって、静電吸着分離方式を採用した給紙装置１０４において、シートの特性に関わらず高い生産性を実現することができる。
【００６５】
また、本実施の形態に係る給紙装置１０４は、分離部１０７により分離および搬送されたシートを更に搬送する給紙ローラ対９と、底板７に積載されたシート束１を上昇および下降させる底板上昇アーム８を備え、底板上昇アーム８によりシート束１を最上位のシート１ａが分離部１０７に接触する上昇位置に上昇させ、分離部１０７を所定時間停止させて最上位のシート１ａを吸着し、所定時間経過後にシート束１を上昇位置に上昇させたままで分離部１０７が給紙ローラ対９に向けてシート１ａの搬送を開始するよう構成されている。
【００６６】
このため、静電吸着分離方式においては、マクスウェルの応力の作用に基づき、分離部１０７のベルト２の不均一帯電より発生する電界は最初はシート束１の複数枚のシートに対して作用し、これら複数枚のシートに対して吸着力が発生するが、所定時間後は最上位のシート１ａ内で自由電子がベルト２の側に集まってベルト２の電界と相殺作用を起こし、ベルト２の吸着力が最上位のシート１ａに対してのみ作用することとなる。これにより、底板７を昇降させたり分離部１０７を上下動させてベルト２をシート１ａから離隔させることなく、分離部１０７を駆動してシート１ａの搬送を開始することができる。
【００６７】
また、本実施の形態に係る給紙装置１０４は、分離部１０７が、シート搬送方向と直交する方向の中央に配置されるよう構成されている。
【００６８】
このため、シート１ａを吸着したときに、シート１ａの重量の片寄りにより分離部１０７からシート１ａが剥がれ落ちることを防止することができる。また、吸着後にシート１ａを搬送するときに、シート１ａの片寄りによるシート１ａのスキュー（斜行）や、スキューに起因するシワの発生を防止することができる。
【００６９】
また、本実施の形態に係る給紙装置１０４は、分離部１０７が、上流ローラ６および下流ローラ５と、上流ローラ６および下流ローラ５に張架された誘電体からなる無端状のベルト２と、から構成され、上流ローラ６および下流ローラ５のうちシート搬送方向の最も上流のローラである上流ローラ６が駆動されるよう構成されている。
【００７０】
このため、上流ローラ６が駆動されることでシート搬送方向にベルト２を回転させたときにベルト２の下面側にたるみが発生するので、シート１ａの表面が波打ち等により凹凸形状となっている場合であっても、ベルト２とシート１ａとの接触面積の確保が可能となり、ベルト２へのシート１ａの吸着力を確保することができる。
【００７１】
また、本実施の形態に係る画像形成装置１０１は、上記の給紙装置１０４を備えて構成されている。
【００７２】
このため、画像形成装置１０１において、シート１ａの特性に関わらず高い生産性を実現することができる。
【００７３】
（第２の実施の形態）
次に、図６〜図９を参照して本発明の第２の実施の形態に係る給紙装置について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７４】
図６に示すように、本実施の形態の給紙装置１０４においては、ベルト２は、装置が対応する最小サイズのシート束１の待機位置（底板７に積載されたシート束１の位置）のシート搬送方向における中央位置から上流端の間に配置されている。例えば、対応するシート１ａのサイズがＡ５〜Ａ３の装置であるとき、ベルト２は、最小サイズであるＡ５サイズのシート１ａのシート搬送方向長さ（２１０ｍｍ）の中央から上流端（先端から１０５ｍｍ〜２１０ｍｍの位置）に、ベルト２のシート搬送方向下流端（下流ローラ５のシート１ａへの接地位置）が位置するように配置される。なお、シート搬送方向上流端とは、図６における左方向の端部を示す。
【００７５】
ベルト２のシート搬送方向下流側には、シート１ａの搬送をガイドするガイド板３０、３１と、ガイド板３０、３１の間に入ったシート１ａを搬送する給紙ローラ対９とが設けられている。
【００７６】
また、図６に示すように、給紙装置１０４においては、ベルト２の下面とシート束１（具体的には、シート１ａ）とで形成されるニップ部の接線１９と、ベルト２のシート搬送方向下流側の給紙ローラ対９のニップ部の接線２０が略同一線上（同一平面上）に配置されている。
【００７７】
このため、ベルト２の回転により搬送されたシート１ａが給紙ローラ対９のニップ部に入りやすくなり、また、シート１ａが曲げられることがない。
【００７８】
なお、ニップ部を形成する部材であれば、２つのローラから成る給紙ローラ対９に代わって、ベルト対ローラを採用したり、ベルトやローラに対してパッドが当接している構成を採用してもよい。
【００７９】
ガイド板３１は、互いに略同一線上に配置されたニップ部の接線１９、２０と略平行に配置されている。具体的には、ガイド板３１は、シート束１の上方において、ニップ部の接線１９、２０と略平行に配置されている。シート束１とガイド板３１との間隔は、シート１ａを給紙ローラ対９に確実に案内できる程度に狭く、且つ、接触によりシート１ａの搬送を妨げることのない程度に広く設定されている。また、ガイド板３１のシート搬送方向下流端は、シート１ａを給紙ローラ対９のニップ部の中心に導くよう給紙ローラ対９のニップ部の中心に向って傾斜している。なお、図６において、ニップ部の接線１９、２０には、シート１ａの搬送方向を示すために矢印を付している。
【００８０】
このため、吸湿や乾燥により変形を生じたシート１ａが搬送された場合であっても、シート１ａのシート搬送方向下流端を滑らかに給紙ローラ対９のニップに導入することができる。
【００８１】
また、ガイド板３１が、ニップ部の接線１９、２０と略平行に配置されているので、シート１ａのシート搬送方向下流端がガイド板３１により曲げられることがない。
【００８２】
一方、ガイド板３０は、シート束１と給紙ローラ対９の間であって、シート１ａより下方となる位置に配置されている。ガイド板３０は、シート１ａを給紙ローラ対９のニップ部の中心に導くよう給紙ローラ対９のニップ部の中心に向って傾斜している。
【００８３】
なお、ガイド板３０、３１のシート１ａに対する摩擦係数は小さいことが望ましいため、ガイド板３０、３１は、例えばＡＢＳ樹脂の基材の表面に摩擦係数の小さいフッ素樹脂等をコーティングしたものから構成すると好適である。
【００８４】
また、図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、給紙装置１０４においては、待機時のシート束１のシート搬送方向上流端からベルト２のシート搬送方向下流側のニップ部までの幅Ｘ１と、待機時のシート束１のシート搬送方向下流端から給紙ローラ対９のニップ部までの距離Ｘ２が、Ｘ１＞Ｘ２を満たしている。
【００８５】
すなわち、底板７に積載されたシート束１のシート搬送方向上流端からベルト２のシート搬送方向下流端のニップ部までの幅Ｘ１と、底板７に積載されたシート束１のシート搬送方向下流端から給紙ローラ対９のニップ部までの距離Ｘ２が、Ｘ１＞Ｘ２を満たしている。
【００８６】
このため、ベルト２により搬送されたシート１ａが給紙ローラ対９のニップ部に入りやすくなり、且つ、幅Ｘ１を小さくすることができるため、装置を小型化することができる。
【００８７】
また、給紙装置１０４においては、ベルト２の幅Ｙ１と給紙ローラ対９の幅Ｙ２の関係をＹ１＜Ｙ２とし、且つ、表面摩擦の高い給紙ローラ対９を用いる構成とすることにより、ベルト２の搬送力より、給紙ローラ対９の搬送力が大きくなるようにしている。
【００８８】
このため、従来では、ベルト２と給紙ローラ対９との間の搬送路でシート１ａがスリップすると、ベルト２と給紙ローラ対９の間にシート１ａの撓みが形成されてしまい、その状態でシート１ａが給紙ローラ対９のニップ部に進入するとシート１ａにシワが発生する恐れがあったが、上記の構成とすることにより、シート１ａに撓みが形成されることを抑制できるので、シワが発生することを防止することができる。また、給紙ローラ対９の搬送力を大きくすることにより、ベルト２と給紙ローラ対９との間の搬送路の曲率を大きくすることが可能となり、設計自由度を高めることができる。なお、給紙ローラ対９を、幅方向（図９（ａ）の上下方向）に複数に分割し、分割された各ローラ対が独立して回転できるように構成してもよい。
【００８９】
次に、給紙装置１０４の動作を説明する。
【００９０】
まず、図７（ａ）に示すように、図示しない制御部からの給紙指令信号を受け取ると、電磁クラッチ１６が入り、上流ローラ６が回転駆動されて周動を開始したベルト２には、ローラ電極３を介して電源４より交番電圧が印加される。これにより、ベルト２の表面には交流電源周波数とベルト２の周動速度に応じたピッチ（ピッチは４ｍｍ〜１６ｍｍ程度とするのが良い）で交番する電荷パターンが形成される。
【００９１】
ベルト２への帯電完了後、下降していた底板７が底板上昇アーム８により上昇を開始し、シート束１の最上位のシート１ａがベルト２に接触した上昇位置にあることをフィラーセンサ１８（図６参照）が検知すると、底板７の上昇が停止する。なお、底板７を上昇させる際には、底板７の上昇前のシート１ａの上面位置をフィラーセンサ１８で感知しておいてベルト２の下面との高さの差を算出することで、底板７の上昇するべき量を決定するようにしてもよい。
【００９２】
次いで、図７（ｂ）に示すように、ベルト２とシート束１の最上位のシート１ａが接触した状態において、シート種毎に予め設定された所定時間だけ待機することにより、誘電体である最上位のシート１ａには、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、マクスウェル（Ｍａｘｗｅｌｌ）の応力が働き、最上位のシート１ａのみがベルト２に吸着して保持される。
【００９３】
なお、ベルト２と最上位のシート１ａが接触した直後は、マクスウェルの応力の作用に基づき、ベルト２の不均一帯電により発生する電界がシート束１の複数枚のシートに対して作用し、これら複数枚のシートに対して吸着力が発生するが、所定時間の経過後は、最上位のシート１ａ内で自由電子がベルト２の側に集まってベルト２の電界と相殺作用を起こし、ベルト２の吸着力が最上位のシート１ａに対してのみ作用することとなる。
【００９４】
次いで、図７（ｃ）に示すように、シート束１が上昇位置に上昇した状態のまま、ベルト２が回転してシート１ａの搬送を開始する。シート１ａは、下流ローラ５の箇所でこの下流ローラ５の曲率によりベルト２から分離する。ベルト２の回転によるシート１ａの搬送は、ベルト２とシート１ａとの間の摩擦力を利用するのではなく、静電吸着力を利用している。このため、ベルト２とシート１ａとの接触圧は充分小さくすることができるので、最上位のシート１ａと２枚目のシート１ｂとの間の摩擦力により最上位のシート１ａと２枚目のシート１ｂが重なったまま同時に搬送されること（重送）が防止される。給紙ローラ対９とベルト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、ベルト２も間欠駆動されるように制御される。
【００９５】
次いで、図８（ａ）に示すように、シート１ａのシート搬送方向上流端が上流ローラ６の対向位置に達する前に底板７を所定時間下降させてシート束１からベルト２を離間させる。これにより、最上位のシート１ａを搬送している間に、シート束１の２枚目のシート１ｂがベルト２に吸着されないようになっている。また、ベルト２とシート束１が離間した状態で次のシート１ｂの吸着に備えてベルト２を帯電させる。
【００９６】
次いで、図８（ｂ）に示すように、シート１ａのシート搬送方向上流端が下流ローラ５の対向位置を通過した後に底板７を上昇させ、図７（ａ）と同様に、シート束１（シート１ｂが最上位）をベルト２に接触させる。ベルト２により分離および搬送されたシート１ａは、ガイド板３０、３１により形成される搬送路を通って、給紙ローラ対９により画像形成部１０３へ搬送される。
【００９７】
以上のように、本実施の形態に係る給紙装置１０４は、ローラ対を有し、分離部１０７により分離および搬送されたシートをこのローラ対でニップして更に搬送する給紙ローラ対９を備えたことを特徴とする。
【００９８】
また、本実施の形態に係る給紙装置１０４は、分離部１０７と給紙ローラ対９は、分離部１０７とシート束１で形成されるニップ部の接線１９と給紙ローラ対９のニップ部の接線２０が略同一線上になるように配置されている。
【００９９】
このため、分離部１０７が、上記のように装置が対応する最小サイズのシート束１の積載位置のシート搬送方向における中央位置から上流端の間に配置されていると、シート１ａのシート搬送方向下流端（シート進行方向先端）において搬送挙動が安定しなかったり、ガイド板３０、３１によって曲げられて紙詰まり等の不具合が発生する恐れがあるが、上記のように、分離部１０７と給紙ローラ対９は、分離部１０７とシート束１で形成されるニップ部の接線１９と給紙ローラ対９のニップ部の接線２０が略同一線上になるように配置されているので、給紙ローラ対９のニップ部にシート１ａが入りやすくなり、シート１ａが搬送路で曲げられることがないため、シート１ａのシート搬送方向下流端における搬送挙動を安定化し、ガイド板３０、３１によって曲げられて紙詰まり等の不具合が起きることを防止することができる。
【０１００】
また、本実施の形態に係る給紙装置１０４は、底板７に積載されたシート束１のシート搬送方向上流端から分離部１０７のシート搬送方向下流端のニップ部までの幅Ｘ１と、底板７に積載されたシート束１のシート搬送方向下流端から給紙ローラ対９のニップ部までの距離Ｘ２が、Ｘ１＞Ｘ２を満たすことを特徴とする。
【０１０１】
このため、給紙ローラ対９のニップ部にシート１ａが入りやすくなり、且つ、幅Ｘ１を小さくすることができるため、装置を小型化することができる。
【０１０２】
また、本実施の形態に係る給紙装置１０４は、分離部１０７と給紙ローラ対９の間であって、分離部１０７とシート束１で形成されるニップ部の接線１９、および給紙ローラ対９のニップ部の接線２０と略平行に配置され、分離部１０７から給紙ローラ対９に最上位のシート１ａを案内する平面状のガイド板３１を設けたことを特徴とする。
【０１０３】
このため、吸湿や乾燥により変形を生じたシート１ａが搬送されても、シート１ａのシート搬送方向下流端を滑らかに給紙ローラ対９のニップ部に導入することができる。また、ガイド板３１が、分離部１０７とシート束１で形成されるニップ部の接線１９、および給紙ローラ対９のニップ部の接線２０と略平行に配置された平面状の部材であるので、シート１ａのシート搬送方向下流端がガイド板３１により曲げられることがない。
【０１０４】
また、本実施の形態に係る給紙装置１０４は、分離部１０７の搬送力より、給紙ローラ対９の搬送力を大きくしたことを特徴とする。
【０１０５】
このため、従来では、分離部１０７と給紙ローラ対９との間の搬送路でシート１ａがスリップすると、分離部１０７と給紙ローラ対９の間にシート１ａの撓みが形成されてしまい、その状態でシート１ａが給紙ローラ対９のニップ部に進入するとシート１ａにシワが発生する恐れがあったが、分離部１０７の搬送力より、給紙ローラ対９の搬送力を大きくすることにより、シート１ａに撓みが形成されることを抑制できるので、シワが発生することを防止することができる。また、給紙ローラ対９の搬送力を大きくすることにより、分離部１０７と給紙ローラ対９との間の搬送路の曲率を大きくすることが可能となり、設計自由度を高めることができる。
【０１０６】
また、本実施の形態に係る画像形成装置１０１は、上記の給紙装置１０４と、給紙装置１０４から給紙されるシート１ａに対して画像を形成する画像形成部１０３と、シート１ａを画像形成部１０３に搬送する搬送ローラ対１０８と、を備えることを特徴とする。
【０１０７】
このため、画像形成装置１０１において、シート１ａの特性に関わらず高い生産性を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
以上説明したように、本発明に係る給紙装置および画像形成装置は、シートの特性に関わらず高い生産性を実現することができるという効果を有し、シート束から最上位の１枚のシートを分離して搬送する給紙装置およびこの給紙装置を備えた画像形成装置として有用である。
【符号の説明】
【０１０９】
１  シート束
１ａ、１ｂ  シート
２  ベルト
３  ローラ電極
４  電源
５  下流ローラ
６  上流ローラ
７  底板（シート積載手段）
８  底板上昇アーム（昇降手段）
９  給紙ローラ対（シート搬送手段）
１０  ガイド板対
１２  給紙トレイ
１６  電磁クラッチ
１７  リブ
１８  フィラーセンサ
３０  ガイド板
３１  ガイド板（ガイド部材）
１０１  画像形成装置
１０４  給紙装置
１０７  分離部（吸着分離搬送手段）
１０８  搬送ローラ対（搬送手段）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１０】
【特許文献１】特開２００５−３３５９１５号公報
【特許文献２】特開２００７−０５１０１１号公報
【特許文献３】特開平５−１３９５４８号公報
【特許文献４】特許第３１５９７２７号公報
【特許文献５】特開２００９−２３８１３号公報
【図１】
0005471844.tif 000002
【図２】
0005471844.tif 000003
【図３】
0005471844.tif 000004
【図４】
0005471844.tif 000005
【図５】
0005471844.tif 000006
【図６】
0005471844.tif 000007
【図７】
0005471844.tif 000008
【図８】
0005471844.tif 000009
【図９】
0005471844.tif 000010