(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートを給送する方向に駆動される搬送ローラと、該搬送ローラに対向し上記給送方向と逆方向に駆動される分離ローラとを備えたシート分離装置において、  上記搬送ローラと上記分離ローラの間の押圧接触力を変化させる押圧接触力調整手段と、上記搬送ローラによってシートが適正に給送されているか否かを検知するシート検知手段を設け、  上記搬送ローラ及び上記分離ローラの駆動開始から、シートが正しく分離されて該シート先端が上記シート検知手段により検知される位置に到着するまでの予測時間の経過時に、上記シート検知手段がシートを検知しているか否かにより、上記押圧接触力調整手段を制御し、上記シート検知手段によりシートが適正に給送されていないと判断された場合に、上記搬送ローラと上記分離ローラの間の押圧接触力を増大させることを特徴とするシート分離装置。
【請求項２】
上記搬送ローラと上記分離ローラの間の押圧接触力を、シート給送開始時においてシートが適正に給送されないほどに小さい値とし、該値を上記シート検知手段がシートが適正に給送されたことを判断する時点まで徐々に増加させ、その後シートの分離が完了するまで、該時点における値を維持するよう上記押圧接触力調整手段を制御することを特徴とする請求項１のシート分離装置。
【請求項３】
シートの給送が所定時間以上行われなかった場合に、上記維持された押圧接触力を解除し、該シートに対する押圧接触力の再設定を行うようにしたことを特徴とする請求項２のシート分離装置。
【請求項４】
シートの積載箇所に対するシートの積載操作に必要な操作が行われたことを検知する操作検知手段を備え、該操作検知手段によりシートの積載操作に必要な操作が行われたことが検知された場合に、上記維持された押圧接触力を解除し、次のシートに対する押圧接触力の再設定を行うようにしたことを特徴とする請求項３のシート分離装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかのシート分離装置を用いてなることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、複写機、ファックス等の画像形成装置の給紙装置において、シートを１枚ずつ分離して給送するためのシート分離装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１２に従来のシート分離装置の一例を示す。図において、ピックアップローラ１は、図示しないピックアップソレノイドをオンすることによって、トレイ７内に積載されたシート５に当接するよう垂直方向に下降移動する。積載されたシート５は、一定時間駆動されるピックアップローラ１により、最上部から１枚以上がフィードローラ２のニップ部に向けて搬送される。なお、ピックアップローラ１、フィードローラ２、リバースローラ３及びグリップローラ対４の各ローラは、すべて図示しない共通の搬送モータによって駆動されている。
【０００３】
フィードローラ２は、図示しないフィードローラクラッチを介して搬送駆動力が与えられる。リバースローラ３は、フィードローラ２の回転方向と反対方向に、その駆動力が与えられるよう図示しないトルクリミッタを介して駆動される。このためフィードローラ２に当接している最上位のシートは搬送方向に進行し、同時に２枚目以降のシートはリバースローラ３の戻し作用によりトレイ７に向かって押し戻される。ニップ部に１枚だけシートが挟持された状態では、リバースローラ３はトルクリミッタで設定された負荷トルクをシートに付与しながら連れ回りの状態となる。
【０００４】
こうして１枚に分離されたシート５はグリップローラ対４によって画像形成部に搬送される。またグリップローラ対４による搬送が行われた後は、フィードローラクラッチがオフにされ、フィードローラ２及びリバースローラ３は、シートの搬送に伴って連れ回りし、シートの張り、たるみ等を回避する。
【０００５】
次に、図１３に沿ってニップ部における模式的なシートの分離条件について説明する。シートに対する搬送力は、同図（ａ）に示すローラとシート間の摩擦係数μｒ、シート同士の摩擦係数μｐ、押圧接触力ＰＢ、及び戻しトルクＴＡで決まる。同図（ｂ）は、これらのパラメータに基づくシートの分離条件を表したグラフである。このグラフにおいて、２つの関係式ＰＢ＝１／μｐ・ＴＡ、ＰＢ＝１／μｒ・ＴＡによって形成される図中斜線領域内に、押圧接触力ＰＢと戻しトルクＴＡの条件が有ればシートは１枚づつ分離されることとなる。押圧接触力ＰＢが低く、戻しトルクＴＡが大きい場合には、シートの不送りが発生し、押圧接触力ＰＢが大きく、戻しトルクＴＡが小さい場合には、重送が発生する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
その一方で、上記摩擦係数μｐ、μｒはシートの種類、温度、湿度、積載状態などのさまざまな条件で変動する。また戻しトルクＴＡ及び押圧接触力ＰＢの設定値も部品のばらつき等で変動がある。このため図１４に示すように、上記２つの関係式によって形成されるシート分離のための適正な領域が変動し、図１２に示す従来のシート分離装置においては、これらパラメータの変動によりシートの不送りあるいは重送が発生してしまう場合があった。
【０００７】
これに対し、分離領域にシートが搬送されたことを検知する検知手段を設け、検知以前は押圧接触力を小さくし、検知以降は押圧接触力を大きく制御するものが提案されている（特開昭６３−１７１７３６号）。
【０００８】
しかしながら、上記従来の技術において押圧接触力は２値的に変化するのみで、しかも分離動作中の押圧接触力は変化することがない。従ってシートの摩擦係数の変化に起因する分離不良に対してはこれに対処することができないという問題があった。
【０００９】
本発明は、積載されているシートの条件が変化しても不送りを発生することなく確実に分離を行うことができるシート分離装置を提供することを目的としている。
【００１０】
本発明は、上記シートの確実な分離を行うと共に、シートの重送についてもこれを防止することができるシート分離装置を提供することを目的としている。
【００１１】
本発明は、多数のシートを連続的に分離給送する場合に、その給送レートの低下を防止することを目的としている。
【００１２】
本発明は、時間経過に伴うシートの特性変化に起因する分離不良を、給送レートを低下させることなく防止することを目的としている。
【００１３】
本発明は、新たなシート積載に伴うシートの特性変化に起因する分離不良を、給送レートを低下させることなく防止することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るシート分離装置のうち請求項１に係るものは、シートを給送する方向に駆動される搬送ローラと、該搬送ローラに対向し上記給送方向と逆方向に駆動される分離ローラとを備えたシート分離装置において、上記搬送ローラと上記分離ローラの間の押圧接触力を変化させる押圧接触力調整手段と、上記搬送ローラによってシートが適正に給送されているか否かを検知するシート検知手段を設け、上記搬送ローラ及び上記分離ローラの駆動開始から、シートが正しく分離されて該シート先端が上記シート検知手段により検知される位置に到着するまでの予測時間の経過時に、上記シート検知手段がシートを検知しているか否かにより、上記押圧接触力調整手段を制御し、上記シート検知手段によりシートが適正に給送されていないと判断された場合に、上記搬送ローラと上記分離ローラの間の押圧接触力を増大させることを特徴とする。
【００１５】
同請求項２に係るものは、上記搬送ローラと上記分離ローラの間の押圧接触力を、シート給送開始時においてシートが適正に給送されないほどに小さい値とし、該値を上記シート検知手段がシートが適正に給送されたことを判断する時点まで徐々に増加させ、その後シートの分離が完了するまで、該時点における値を維持するよう上記押圧接触力調整手段を制御することを特徴とする。
【００１６】
同請求項３に係るものは、シートの給送が所定時間以上行われなかった場合に、上記維持された押圧接触力を解除し、該シートに対する押圧接触力の再設定を行うようにしたことを特徴とする。
【００１７】
同請求項４に係るものは、シートの積載箇所に対するシートの積載操作に必要な操作が行われたことを検知する操作検知手段を備え、該操作検知手段によりシートの積載操作に必要な操作が行われたことが検知された場合に、上記維持された押圧接触力を解除し、次のシートに対する押圧接触力の再設定を行うようにしたことを特徴とする。
【００１８】
同請求項５に係る画像形成装置は、請求項１ないし４のいずれかのシート分離装置を用いてなることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に沿って説明する。図１は本発明シート分離装置の第１の実施形態における概略側面図である。本実施形態において図１２に示した従来のシート分離装置と同じ構成部分には同じ符号を用い、その説明を省略する。図において、本発明のシート分離装置は、図１２に示す従来の装置構成に加えて、さらに加圧レバー１２、加圧スプリング１３及びリニアアクチュエータ１４から構成される押圧接触力調整手段を備えている。
【００２０】
押圧接触力調整手段は、リバースローラ３をフィードローラ２に対し接離させることによって、両ローラ間の押圧接触力を調整するためのものである。Ｌ字型の加圧レバー１２は、その一端にリバースローラ３を軸支し、他端側を加圧スプリング１３を介してリニアアクチュエータ１４に接続してある。リニアアクチュエータ１４の動作により加圧レバー１２は、支点１２ａを中心に回動し、フィードローラ２に対するリバースローラ３の押圧接触力を変化させる。
【００２１】
図中６は用紙センサーであり、シート５の先端を検知することによってシートが適正に給送されているか否かを判断するためのものである。すなわち、ピックアップローラ１が起動されてからシート５の先端が用紙センサー６に検知されるまでの予測時間Ｔｂを設定し、予測時間Ｔｂが経過しても用紙センサー６によるシートの検知がなされない場合には、シートが適正に給送されていないと判断する。
【００２２】
図２は上記第１の実施形態における動作のフローチャートを示したものである。以下、本フローチャートに従ってシート分離装置の動作を説明する。図示しない画像形成装置の制御部より給紙命令が出力されると、各ローラを駆動する搬送モータが起動され（ステップ１）、フィードクラッチ及びピックアップソレノイドがオンされ、ピックアップローラ１によるシート５の搬送が開始される（ステップ２）。ピックアップソレノイドは、所定時間Ｔａ駆動された後（ステップ３）、停止され、ピックアップローラ１によるシート送りは終了する（ステップ４）。ピックアップローラ１の送りによりシート５先端はフィードローラ２とリバースローラ３とのニップ部に送られ、リバースローラ３によって１枚に分離されつつ、フィードローラ２によってさらに給送される。
【００２３】
次に、制御部はシートが正しく分離されたときに、シート先端が用紙センサ６に到着するまでの予測時間Ｔｂが経過した時点で、用紙センサー６の出力を読み取る（ステップ５、６）。そして該時点で用紙センサー６がシート先端を検知していない場合には、シートが適正に給送されていないと判断し、リニアアクチュエータ１４を駆動して、フィードローラ２とリバースローラ３間の押圧接触力を増大させ、再度分離搬送を行う（ステップ７）。これにより図３に示すように、不送り条件域にあった設定（図のＡ点）が分離条件域に移行し（図のＢ点）、シート５は正しく１枚に分離され給送されることとなる。
【００２４】
予測時間Ｔｂが経過した時点で、用紙センサー６によるシートの検出が行われた場合には、適正にシートが搬送されたと判断され、フィードローラクラッチがオフとされ、フィードローラ２は停止される（ステップ８）。フィードローラクラッチがオフにされた後に、用紙センサー６によるシート後端の検出がなされ（ステップ９）、検出されている場合にはリニアアクチュエータ１４を初期状態に戻す（ステップ１０）。この動作は連続的にリニアアクチュエータ１４を反転駆動させホームポジションに強制的に戻すことによりおこなわれる。連続してシートの給紙が行われる場合には、上記動作が繰り返され（ステップ１１）、そうでない場合には搬送モータが停止され、給送動作が終了される（ステップ１２）。
【００２５】
次に本発明シート分離装置の第２実施形態について説明する。図４は第２の実施形態におけるシート分離装置の概略側面図である。図において先に説明した第１の実施形態と同じ構成部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。本実施形態においてシート分離装置は、さらに２つの用紙センサー１０、１１を備えている。用紙センサー１０、１１は、フィードローラ２とグリップローラ対４との間の搬送路上に設置され、フィードローラ２通過後のシート５の先端を検出する。これら用紙センサー１０、１１は、用紙センサー６よりも早い時点でシートの不送りを検知することができる。
【００２６】
本実施形態においては、フィードローラ２とリバースローラ３との間の押圧接触力ＰＢを、各用紙センサー１０、１１によって検出されるシートの位置と共に変化させている。図５（ａ）は、押圧接触力ＰＢとシート搬送位置との関係を示すグラフである。図のように、ピックアップローラ１の作用によってシート先端が用紙センサー１１に到着した時点から、リニアアクチュエータを駆動し、徐々に押圧接触力ＰＢを上昇せしめる。リニアアクチュエータ駆動前の押圧接触力Ｐｐが、同図（ｂ）に示すようにＰ点にあるとした場合に、リニアアクチュエータの駆動により押圧接触力がＰｑになると、動作点が不送り領域と分離領域の境界線上のＱ点に移動する。これによって、分離部で不送り状態で停留していたシート５が搬送されはじめる。シート５が搬送され、その先端が用紙センサー１０で検知されると、所定時間Δｔだけ経過した後にリニアアクチュエータが停止され、安定した送りができるＲ点の押圧接触力Ｐｒを維持する。
【００２７】
このように、押圧接触力ＰＢを予め不送り領域になるように初期設定し、押圧接触力を徐々に増大することによって、シートの分離特性が万一重送側に変動したときも確実に分離可能条件となる低い押圧接触力を自動的に調節、選択可能となる。
【００２８】
図６は上記第２の実施形態における動作のフローチャートを示したものである。以下、本フローチャートに従ってシート分離装置の動作を説明する。図示しない画像形成装置の制御部より給紙命令が出力されると、各ローラを駆動する搬送モータが起動され（ステップ１）、フィードクラッチ及びピックアップソレノイドがオンされ、ピックアップローラ１によるシート５の搬送が開始される（ステップ２）。用紙センサー１１がシート５の先端を検出すると（ステップ３）、ピックアップソレノイドが停止され、ピックアップローラ１によるシート送りは終了する（ステップ４）。このとき同時にリニアアクチュエータ１４が作動され、リバースローラ３を徐々に加圧する（ステップ４）。リニアアクチュエータ１４の駆動により、徐々にフィードローラ２とリバースローラ３との間の押圧接触力が高まると、ある時点でシート５が搬送されはじめる。シート５が搬送され、用紙センサー１０によって検知されると（ステップ５）、所定時間Δｔ待って（ステップ６）、リニアアクチュエータ１４を停止し、停止時点における押圧接触力を維持する（ステップ７）。
【００２９】
次いで用紙センサー６によってシート先端が検出されると（ステップ８）、フィードローラクラッチをオフにし、フィードローラ２の駆動を停止する（ステップ９）。用紙センサー１１によってシートの後端が検出されると（ステップ１０）、リニアアクチュエータ１４はリセットされる（ステップ１１）。さらに用紙センサー６によりシートの後端が検出されると（ステップ１２）、連続してシートの給紙を行うか否かが判断され（ステップ１３）、連続給紙が行われる場合には、上記動作が繰り返され、そうでない場合には搬送モータが停止され、給送動作が終了される（ステップ１４）。
【００３０】
次に本発明シート分離装置の第３実施形態について説明する。上記第２の実施形態においては、１枚のシート分離動作毎に押圧接触力の自動調整を行い、このため自動調整に必要な時間だけ、連続給送レートが低下する。ところでシート材の分離条件は、同一の環境下で積載された同一種、同一パックのシートでは１枚ごとの変動は小さい。この点に鑑みて、本発明では連続的にシート搬送を行うときには、最初に調整された押圧接触力を保持したまま以降の自動調節を行うことなく分離搬送を行うように構成している。本実施形態におけるシート分離装置の構成は図４に示す第２の実施形態のものと同様であり、その説明を省略する。
【００３１】
以下、本実施形態における分離搬送動作を図７に示すフローチャートに従って説明する。本実施形態において、最初のシートの分離搬送は上記第２の実施形態における動作と同じである（ステップ１〜１１）。最初のシートの搬送が終了すると、次の給紙が連続して行われるか否かが判断され（ステップ１２）、連続給紙がなされる場合には、処理を最初の処理に戻さずに、ステップ１３〜１８に沿って実行する。すなわち、フィードクラッチ及びピックアップソレノイドをオンにして次のシートの給送を開始する（ステップ１３）。ここでリニアアクチュエータによる押圧接触力の調整を行わない。次いで用紙センサー６によってシート先端が検出されると（ステップ１４）、フィードローラクラッチをオフにし、フィードローラ２の駆動を停止する（ステップ１５）。用紙センサー１１によってシートの後端が検出され（ステップ１６）、さらに用紙センサー６によりシートの後端が検出されると（ステップ１７）、連続してシートの給紙を行うか否かが判断される（ステップ１８）。連続給紙が行われる場合には、上記ステップ１３〜１７の動作が繰り返され、そうでない場合には搬送モータが停止され（ステップ１９）、リニアアクチュエータもリセットされて給送動作が終了される（ステップ２０）。
【００３２】
本実施形態においては、搬送モータを停止することなく連続的にシートを搬送する場合に押圧接触力の再調整を省略する例を説明したが、さらにたとえば電源投入直後の最初のシート搬送時のみ押圧接触力の自動調整を行うように構成したり、マニュアル操作で起動できる自動調整モードを設けたりしてもよい。
【００３３】
次に本発明シート分離装置の第４実施形態について説明する。トレイ上に積載されたシートは室温、湿度、自重等によって徐々に分離特性が変化することが知られている。本発明ではシート分離動作開始に先立って、待機時間Ｔｃを計測し、待機時間Ｔｃに応じて押圧接触力の自動調整を行うか否かを判断するものである。これにより、連続搬送レートを低下することなく、時間経過に伴う不送り、重送の発生を防止することができる。
【００３４】
以下、本実施形態における動作を図８に示すフローチャートに従って説明する。本実施形態においては、給紙命令に基づいて各ローラを駆動する搬送モータがオンされた後に（ステップ１）、シートが所定の待機時間Ｔｃ以上トレイ内に置かれている場合には、押圧接触力の再設定を行うために、ステップ３〜１４までの処理を実行する。ステップ３〜１４で行われる処理は図６に示した処理と同様であり、その説明を省略する。
【００３５】
また、シートがトレイ内に置かれているのが待機時間Ｔｃ以下である場合には、前の処理で設定された押圧接触力が維持され、再設定を行うことなくステップ１５〜２０が実行される。すなわち、フィードクラッチ及びピックアップソレノイドをオンにして次のシートの給送を開始する（ステップ１５）。ここでリニアアクチュエータによる押圧接触力の調整を行わない。次いで用紙センサー６によってシート先端が検出されると（ステップ１６）、フィードローラクラッチをオフにし、フィードローラ２の駆動を停止する（ステップ１７）。用紙センサー１１によってシートの後端が検出され（ステップ１８）、さらに用紙センサー６によりシートの後端が検出されると（ステップ１９）、連続してシートの給紙を行うか否かが判断される（ステップ２０）。連続給紙が行われる場合には、上記ステップ１５〜１９の動作が繰り返され、そうでない場合には搬送モータが停止され（ステップ２１）、給送動作が終了される。
【００３６】
次に本発明シート分離装置の第５実施形態について説明する。積載されたシートの分離特性の変化は、別の種類、あるいは別の保存状態のシートが新たに積載されたときに顕著に顕われる。本発明では積載シートを覆うカバーの開閉を検知し、開閉が行われた場合にシートの交換が行われたと判断して、次のシートの搬送時に押圧接触力の再設定を行う。すなわち図９に示すように、複写機本体２２のシート挿入口にスイッチ２３を配置し、カバー２１が閉じられたときに、カバー側に設けた凸部２４がスイッチ２３を押下するように構成する。
【００３７】
図１０は本実施形態における動作のフローチャートである。図において、給紙命令に基づいて各ローラを駆動する搬送モータがオンされた後に（ステップ１）、スイッチ２３が押下されたか否かが判断される（ステップ２）。スイッチ２３が押下されている場合には、シートの交換が行われたと判断され、押圧接触力の再設定を行うために、ステップ３〜１４までの処理を実行する。ステップ３〜１４で行われる処理は図６に示した処理と同様であり、その説明を省略する。また、スイッチ２３が押下されていない場合には、シートの交換が行われていないと判断され、前の処理で設定された押圧接触力が維持され、再設定を行うことなくステップ１５〜２０が実行される。ステップ１５〜２０で行われる処理は、図８のステップ１５〜２０の処理と同様であり、その説明を省略する。これにより、連続搬送レートを低下することなく、時間経過に伴う不送り、重送の発生を防止することができる。
【００３８】
なお、上記各実施形態において用紙センサー６、１０、１１、スイッチ２３、各ローラを駆動する搬送モータ、ピックアップソレノイド、フィードローラクラッチ及びリニアアクチュエータ１４の各制御を、図１１に示すような１チップマイコンにより実現することが可能である。
すなわち本発明に係るシート分離装置は、シートが適正に給送されていないと判断した場合、押圧接触力を増大させる制御を行って、シートの条件が変化しても、不送りを発生させずに確実に分離させる。また、不送り状態から徐々に押圧接触力を増大していくことで、いったんシートの分離搬送が行われた以降において、押圧接触力を維持して分離動作を継続する制御を行って、重送の発生をも防止する。また、維持された押圧接触力を、後に連続するシート分離の際の押圧接触力として、押圧接触力を得るための制御に必要な時間を削減し、給送レートを向上させている。また、シートの給送が適正に行われなかった場合には維持していた押圧接触力を解除して再設定を行うことで、時間経過に伴う温度や湿度等のシートの特性変化に起因する分離不良を、給送レートを低下させずに防止している。さらに、新たなシート積載が行われたときには再度押圧接触力を得るための制御を実行するよう制御して、新たなシート積載に伴うシート材の特性変化に起因する分離不良を、給送レートを低下させずに防止している。
【００３９】
【発明の効果】
本発明は以上説明してきたように、シートが適正に給送されていないと判断された場合に押圧接触力を増大するように制御しているので、積載されているシートの条件が変化しても、不送りを発生することなく確実に分離を行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明シート分離装置の第１の実施形態における概略側面図である。
【図２】第１の実施形態における動作を示すフローチャートである。
【図３】第１の実施形態における押圧接触力と戻りトルクとの関係を示すグラフである。
【図４】第２の実施形態におけるシート分離装置の概略側面図である。
【図５】（ａ）は押圧接触力とシート搬送位置との関係を示すグラフ、（ｂ）は第２の実施形態における押圧接触力と戻りトルクとの関係を示すグラフである。
【図６】本発明シート分離装置の第２の実施形態における動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明シート分離装置の第３の実施形態における動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明シート分離装置の第４の実施形態における動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明シート分離装置の第５の実施形態における複写機のシート挿入口における斜視図である。
【図１０】第５の実施形態における動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の制御に用いられる１チップマイコンを示す図である。
【図１２】従来のシート分離装置の概略側面図である。
【図１３】（ａ）はニップ部に作用する力を説明するための図、（ｂ）はニップ部における押圧接触力と戻りトルクとの関係を示すグラフである。
【図１４】条件変化による分離領域の変動を説明するための図１３（ｂ）の対応図である。
【符号の説明】
１      ピックアップローラ
２      フィードローラ
３      リバースローラ
４      グリップローラ対
５      シート
６      用紙センサー
７      トレイ
１０    用紙センサー
１１    用紙センサー
１２    加圧レバー
１３    加圧スプリング
１４    リニアアクチュエータ
２１    カバー
２２    複写機本体
２３    スイッチ
２４    凸部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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