(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
積載されたシートを給送するための給送ローラと、
前記給送ローラのシート作用面に当接してシートの分離を行うための分離ローラと、
前記分離ローラに対してシート給送方向とは逆向きの所定の戻しトルクを発生するトルクリミッタと、
前記トルクリミッタによる前記分離ローラへの所定の戻しトルクを供給するための接続状態と、前記分離ローラへの所定の戻しトルクを供給しない切断状態とをとりえる分離力切換手段と、
を有し、
前記分離力切換手段は、給送開始時は切断状態にあり、給送開始より前記給送ローラがシートを所定距離給送すると接続状態に切り換わり、前記分離力切換手段が切断状態にあるときの戻しトルクは接続状態にあるときの戻しトルクより小さく設定されていることを特徴とするシート給送装置。
【請求項２】
シート給送開始から前記分離力切換手段が前記トルクリミッタによる前記分離ローラへの所定の戻しトルクの供給を接続するまでの間に、前記給送ローラがシートを搬送する距離Ｌは、積載されたシートの先端位置から、給送されるシートが最初に前記分離ローラに当接する位置までの距離をＬ1、積載されたシートの先端位置から、前記給送ローラと前記分離ローラの当接位置までの距離をＬ2としたとき、Ｌ1＜Ｌ＜Ｌ2の関係にあることを特徴とする請求項１に記載のシート給送装置。
【請求項３】
前記分離ローラおよび前記トルクリミッタは、前記トルクリミッタの発生する所定のトルクを背負って回転可能なように分離ローラ軸に取り付けられており、前記分離力切換手段は、前記トルクリミッタと前記分離ローラ軸または前記分離ローラと前記トルクリミッタの取り付けに関し、所定角のあそびを設けることが可能な空転角確保部材であることを特徴とする請求項１に記載のシート給送装置。
【請求項４】
前記分離ローラおよび前記トルクリミッタは、前記トルクリミッタの発生する所定のトルクを背負って回転可能なように分離ローラ軸に取り付けられており、前記分離力切換手段は、シート搬送方向へ前記分離ローラ軸を所定角だけ空転させることができ、所定角空転した後は分離ローラ軸の回転を停止させることが可能な空転角確保部材であることを特徴とする請求項１に記載のシート給送装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のシート給送装置と、
前記シート搬送装置から送り出されたシートに画像を形成する画像形成手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のシート給送装置と、
前記シート搬送装置から送り出されたシートの画像を読み取る画像読取手段と、
を備えることを特徴とする画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート材上に画像を形成する画像形成装置において、多種多様なシートの給送に対応したシート給送装置及びこれを備えた画像形成装置並びに画像読取装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の給送装置について、ピックアップローラレスのリタード分離方式の給送装置を例にとり、図９を用いて説明する。シート積載トレイ74に積載収納されたシートＳは、ソレノイドがＯＮして給送動作が開始されると、中板70によって給送ローラ51へと加圧当接する。加圧が完了すると、給送ローラ51にローラ軸52を介して回転駆動が伝達され、シートのピックアップが行われる。分離ローラ53は給送ローラ51と駆動直結されているため、分離ローラ53には、給送ローラ51の駆動と同じタイミングで、シートをシート積載トレイ74へと押し戻す方向の回転駆動が伝達される。分離ローラ53は所定のトルクを発生するトルクリミッタ61を介して分離ローラ軸54に取り付けられているため、給送ローラ51の搬送動作中は、常に一定の分離力をシートに与え続ける。また、分離ローラ53は、給送ローラ51と分離ローラ53のニップ部にシートが１枚だけ挟持されている時は、給送ローラ51に連れ回り、２枚以上挟持されている時は、重送シートを押し戻す方向に回転するよう、給送ローラ51に対する当接圧およびトルクリミッタ61の値が設定されている。シートの先端が給送ローラ51と分離ローラ53のニップ部を通過すると、中板70によるシートの加圧は解除される。その後、シートの先端が下流の引抜きローラ55ａ，55ｂに到達すると、給送ローラ51への駆動は切断され、シートは引抜きローラ55ａ，55ｂによって引抜かれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような給送装置では、シートのピックアップと搬送動作を一つの給送ローラ51で兼ねるため、機構がシンプルかつ低コストである上、高い分離性能を有する等、多くのメリットがある反面、シートのピックアップ時に、給送ローラ51と分離ローラ53のニップ接線に対してシートを水平に入射させることが構成上困難であることから、厚手シートや薄手シート、封筒といった特殊なシートの給送に不向きという弱みを持っている。その理由を具体的な数値をあげて説明すると、給送ローラ51の外径を36mm、分離ローラ53の外径を24mmとした場合、現実的なシートの入射角は、最低でも25°程度となる（角度はシートの積載枚数によって変化し、範囲は25〜40°程度）。この入射角度でピックアップが行われると、シートの先端は分離ローラ53の外周面に40°の角度で接触する（入射角40°の時は接触角65.5°）。
【０００４】
給送ローラ51に対する分離ローラ53の接触圧およびトルクリミッタ61の戻しトルクは、ローラの耐久性と、重送防止性能を両立するために、微妙なバランスで設定されている。そのため、厚手シートのようにコシの強いシートがこのようなきつい角度で分離ローラ53に当接すると、分離ローラ53が給送ローラ51に連れ回る動きのブレーキになり、シートがニップ部に到達する前に分離ローラ53は回転を停止してしまう。給送ローラ51の搬送力は、分離ローラ53を無理に回してシートをニップに押し込むことができるほど大きくないため、シートはそれ以上前に進むことができず、その結果、給送不良となってジャム（シート詰まり）を生ずる。
【０００５】
また、分離ローラ53はトルクリミッタ61の負荷を背負って給送ローラ51に従動するため、給送ローラ51の搬送速度に対して20％前後遅い速度で回転している。それ加え、シートの先端が分離ローラ53の外周に沿って移動する速度と、給送ローラ51によるシートの搬送速度の間には、シート搬送方向に対して相対速度差があり、後者の方が速くシートを送ろうとする。一般的なシートであれば、シートが瞬間的に撓んだりすることでこの速度差を吸収し、問題なく給送することができるが、薄手シートのようにコシの弱いシートや、封筒のように端部が弱いシートは、これによりシート先端が下折れを起こしたり、つぶれたりする。
【０００６】
これらの問題を解決するため、従来は(1)分離ローラ53の近傍にある給送ガイドと給送ローラ51の空間ギャップを狭くする調整を行うことで、シート先端が向く方向を給送ガイドで矯正し、なるべくニップの接線方向に近づけ、シートの先端が分離ローラ53の外周に腹当たりし難くする方法や、(2)給送ローラ51に対する分離ローラ53の加圧力の大きさを切り換えるレバーを設け、使用者がシートに合わせて給送し易い条件を選択することで、先の問題を未然に防止する方法がある。
【０００７】
しかし、前者は組立て時に特殊な調整を要することから、組立てコストが高くなる上、給送ガイドが設計上のシート搬送面にかなり近くなるため、下カールしたシートが同ガイドの入り口に引っかかりやすくなる問題がある。また後者は、ある程度のシートには対応できるが、幅広いシートへの対応という面では許容範囲が狭く、何よりも使用者が給送条件の選択を誤った場合は、重送や給送不良が発生してしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、その目的は、多種のシートに対しても安定した給送を行うことのできる、シンプルな構造のシート給送装置及び画像形成装置並びに画像読取装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、積載されたシートを給送するための給送ローラと、前記給送ローラのシート作用面に当接してシートの分離を行うための分離ローラと、前記分離ローラに取り付けられ、シート給送方向とは逆向きの所定の戻しトルクを発生するトルクリミッタと、前記トルクリミッタによる前記分離ローラへの所定の戻しトルクを供給するための接続状態と、前記分離ローラへの所定の戻しトルクを供給しない切断状態とをとりえる分離力切換手段と、を有し、前記分離力切換手段は、給送開始時は切断状態にあり、給送開始より前記給送ローラがシートを所定距離給送すると接続状態に切り換わり、前記分離力切換手段が切断状態にあるときの戻しトルクは接続状態にあるときの戻しトルクより小さく設定されていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照して本発明の一実施形態に係るシート給送装置を備えた画像形成装置について説明する。
【００１１】
〔第１実施形態〕
図１乃至図６を用いて本発明の第１実施形態を説明する。図１は本発明のシート搬送装置を備えた画像形成装置としての複写機の断面説明図である。
【００１２】
｛画像形成装置の全体構成｝
図１において、１は複写機本体であり、複写機本体１の上部には固定して設けられた透明ガラス板からなる原稿台２が設けられている。３は原稿圧着板であり、原稿台２の所定の位置に画像面を下向きにして載置された原稿Ｏを押圧固定する。原稿台２の下側には原稿Ｏを照明するランプ４と、照明した原稿Ｏの光像を感光体ドラム12に導くための反射ミラー５，６，７，８，９，10及び結像レンズ11とからなる光学系が設けられている。なお、ランプ４及び反射ミラー５，６，７は矢印ａ方向に所定の速度で移動して原稿Ｏを走査する。
【００１３】
シート給送部は、複写機本体１に内蔵されたシートカセット30，31，32，33に積載されたシートを、画像形成部に給送するカセット給送部34，35，36，37と、シート積載トレイ74から連続して種々の材質、種々のサイズのシートを画像形成部に給送する給送部（以下、マルチ給送部と称する）51，53，55，70が設けられている。
【００１４】
画像形成手段は、感光体ドラム12と、感光体ドラム12の表面に均一な帯電を施すための帯電器13と、帯電器13により帯電された感光体ドラム12の表面に前記光学系から照射される光像により形成された静電潜像を現像してシートＳに転写すべきトナー像を形成するための現像器14と、感光体ドラム12の表面に現像されたトナー像をシートＳに転写するための転写帯電器19と、感光体ドラム12からトナー像が転写されたシートＳを分離するための分離帯電器20と、トナー像を転写した後に感光体ドラム12に残留したトナーを除去するためのクリーナ26とを備えている。
【００１５】
画像形成手段の下流側にはトナー像が転写されたシートＳを搬送するための搬送部21と、搬送部21により搬送されるシートＳ上の像を永久画像として定着するための定着器22が設けられている。また、定着器22で像が定着されたシートＳを複写機本体１から排出するための排出ローラ24が設けられており、さらに、複写機本体１の外側には排出ローラ24で排出されたシートＳを受け取るための排出トレイ25が設けられている。
【００１６】
｛シート給送装置｝
次にシート給送装置としてのマルチ給送部について説明する。図２はマルチ給送部の断面説明図、図３はマルチ給送部の駆動展開説明図（平面図）である。
【００１７】
複写機本体１にはシート束Ｓを積載支持するシート積載トレイ74が設けられている。該シート積載トレイ74には、フォトインタラプタ等から構成され、該シート積載トレイ74上のシートＳの有無を検知するシート検知手段73が設けられている。シート加圧部材としての中板70は、前後側板63、64に対して支点70ａ，70ｂを中心に揺動自在に設けられており、加圧バネ72（72ａ，72ｂ）によって給送手段としての給送ローラ51に加圧する方向へ付勢されているが、後で詳細に説明する駆動部によって、適宜給送ローラ51に対する加圧（図２破線の状態）及び、圧解除（図２実線の状態）を切り換えることができる。また、中板70先端部の給送ローラ51との当接部には、シートＳの重送を防止するとともに該中板70の加圧時の衝撃を和らげるため、フェルト71が設けられている。
【００１８】
給送ローラ51は給送ローラ軸52に固定されており、給送ローラ軸52は回転自在に前側板63及び後側板64に軸支されている。さらに、給送ローラ軸52の奥側端部には給送駆動ギア65、前側端部にはプーリ57がそれぞれ固定されている。給送ローラ軸52のプーリ57とベルト59で駆動接続される反対側のプーリ58は、分離ローラ軸54に固定されており、該分離ローラ軸54は給送ローラ軸52と同期して、給送ローラ軸52とは逆方向に回転する。
【００１９】
分離ローラ軸54には、所定のトルクを発生する分離力付与手段としてのトルクリミッタ61と、後述するトルク制御機構91を介在させて、分離手段としての分離ローラ53が回転可能に設けられている。該分離ローラ53は該給送ローラ51に対向するように設けられ、図示しない軸受けを介在させたバネ60（60ａ，60ｂ）によって該給送ローラ51に所定の圧で加圧するように構成されている。なお、先に述べた通り、分離ローラ軸54の回転は給送ローラ51に同期しており、該分離ローラ軸54は給送ローラ51のシート搬送方向とは逆方向へ分離ローラ53を回すように駆動される。該トルクリミッタ61のトルク値および分離ローラ53の加圧バネ60ａ，60ｂの加圧力は、給送ローラ51と分離ローラ53のニップ内にシートが１枚のみ存在する、またはシートが無い状態では、摩擦力で分離ローラ53が給送ローラ51に追従し（給送ローラ51が停止している時は停止）、該ニップ内にシートが２枚以上存在する場合は、分離ローラ53が逆転して重送シートを押し戻すように設定されている。
【００２０】
給送ローラ軸52上に固定された給送駆動ギア65の対向噛合位置には、該給送駆動ギア65と噛合可能であり、１個所の欠歯部を有する制御ギア80ａが設けられている。また、該制御ギア80ａには中板70の給送ローラ51への加圧／圧解除を制御するための中板制御カム80ｂが一体的に設けられており、該中板制御カム80ｂには、中板70の奥側に一体的に設けられたカムフォロア70ｃが当接するようになっている。これにより、該中板70の給送ローラ51に対する加圧・離間動作が規制される。また、該制御ギア80ａは、バネクラッチ81内蔵の駆動入力ギア81ａが設けられた駆動軸82に固定されている。そして、該バネクラッチ81は、制御用ソレノイド69を一回ＯＮ／ＯＦＦすることにより、駆動軸82ごと制御ギア80ａを一回転させる。なお、該バネクラッチ81と制御ギア80ａの欠歯部の位相角は、給送動作の待機時において該給送駆動ギア65の対向位置に該欠歯部が位置するように選択されている。これにより、待機状態では、給送駆動ギア65、給送ローラ軸52、給送ローラ51は、トルクリミッタ61の回転負荷が作用するものの、いずれの方向へも自由に回転できる。
【００２１】
給送ローラ51のシート搬送方向下流側には引抜きローラ対55が配設されている。引抜きローラ55ａは、給送モータＭ1と引抜き駆動ギア62を介して駆動直結されているため、その回転は給送モータＭ1の駆動と同期する。なお、本実施形態では給送モータにパルスモータを使用している。また引抜きローラ55ａに対向するように、引抜き従動ローラ55ｂが図示せぬ軸受け部材を介してバネ56（56ａ，56ｂ）によって加圧されている。
【００２２】
ソレノイド69がＯＮして一回転制御が始まると、まず中板制御カム80ｂの作用で中板70が給送ローラ51にシートを加圧当接させる。加圧が完了すると、そのタイミングで制御ギア80ａの欠歯部領域が終了するため、給送駆動ギア65と制御ギア80ａの駆動が連結され、給送ローラ51はシートの給送を開始する。所定の搬送距離だけ給送ローラ51がシートを搬送すると、再び中板制御カム80ｂが作用して中板70の給送ローラ51に対する加圧を解除する。その後、給送ローラ51は、シートの先端が引抜きローラ対55に到達するに十分な距離だけ給送動作を続け、やがて、制御ギア80ａの欠歯部が待機位置である給送駆動ギア65の対向位置に戻ってくると、その動作を終了する。この時、シートの搬送は下流の引抜きローラ対55に受け渡されているため、シートは該引抜きローラ55ａにより給送ローラ51と分離ローラ53のニップ部から引抜かれ、更に下流へと搬送されていく。以上が、一連の給送動作の説明であり、制御ギア80ａの欠歯部および中板制御カム80ｂは、このようなタイミングで給送制御がなせるよう、位相および形状を調整されている。
【００２３】
（トルク制御機構）
次に本給送装置で多様なシート給送を実現するために設けられている分離力切換手段としてのトルク制御機構91について詳細を説明する。
【００２４】
トルク制御機構は、空転角確保部材91ａとねじりコイルバネ91ｂとから構成される。図４(a)〜(c)はトルク制御機構91の詳細及びその動作説明図である。空転角確保部材91ａは、分離ローラ軸54に固定されたスプリングピン66に対して所定角のガタ（あそび）を持ち、その範囲内で分離ローラ軸54周りに回転自在に取り付けられている。一方、ねじりコイルバネ91ｂは、その一端を分離ローラ軸54のスプリングピン66の内径に、他端を空転角確保部材91ａに引っ掛けられた状態で、空転角確保部材91ａを芯として取り付けられている。
【００２５】
ねじりコイルバネ91ｂの発生するトルクは、トルク制御機構91の先に取り付けられている分離ローラ53がシートをシート積載トレイ74に押し戻す方向を向いている。この作用により、給送駆動ギア65に駆動が連結されていない時は、図４(a)に示すように、空転角確保部材91ａは、自身のガタを常に分離ローラ53の回転方向に関して給送上流側へと突き当てた状態にある。以後、この状態を「待機位置」と呼ぶ。また、図４(c)に示すように、前記とは反対側に突き当たった状態を「連結位置」と呼ぶ。
【００２６】
前記空転角確保部材91ａが待機位置から連結位置までの間はトルクリミッタ61のトルクを分離ローラ53へ供給しない「切断状態」であり、前記連結位置からはトルクリミッタ61のトルクが分離ローラ53へ供給される「接続状態」となる。
【００２７】
なお、ねじりコイルバネ91ｂの発生トルクは、空転角確保部材91ａのガタの範囲内において、駆動非連結時に空転角確保部材91ａを待機位置まで戻すのに十分な大きさであり、かつトルクリミッタ61の発生トルクよりも小さく設定されている。
【００２８】
（トルク制御機構の動作）
次に、トルク制御機構91の給送時の動作を説明する。まず、給送待機状態においては、先にも述べた通り空転角確保部材91ａは、図４(a)に示す待機位置にある。給送が開始され、中板70加圧後に給送ローラ51が回転を開始すると、分離ローラ53も摩擦力によってシート搬送方向へと連れ回るが、それと同時に分離ローラ軸54はシート戻し方向へと回転するため、空転角確保部材91ａと分離ローラ軸54は逆方向へ回り、図４(b)に示すように、待機位置から連結位置へと両者の相対位置は変化する。この時、トルクリミッタ61の空転トルクは、トルク制御機構91のねじりコイルバネ91ｂが発生するトルクよりも大きいため、まだトルクリミッタ61は作用せず、分離ローラ53にはねじりコイルバネ91ｂの発生する戻しトルクだけが働いている。
【００２９】
回転が進み、空転角確保部材91ａと分離ローラ軸54の相対位置が図４(c)に示す連結位置に到達すると、分離ローラ軸54とトルクリミッタ61の駆動伝達が剛になり、トルクリミッタ61は所定の戻しトルクを発生するようになる。
【００３０】
制御ギア80ａの一回転制御が終了した後も、引抜きローラ55ａが給送ローラ51と分離ローラ53のニップ部からシートを引抜き終わるまで、空転角確保部材91ａは連結位置を維持し続けるが、シートが抜けると、給送ローラ51、分離ローラ53共に駆動がフリーになるため、空転角確保部材91ａは、ねじりコイルバネ91ｂの働きによって分離ローラ53および給送ローラ51を戻し方向へ所定角のガタ分だけ逆転させ、待機位置に復帰する。なお、駆動構成上、給送ローラ51と分離ローラ53は、ベルトによる駆動伝達部57，58，59と両ローラの当接部の実質的に２箇所で、それぞれ逆回転方向の駆動連結がなされている。このため、空転角確保部材91ａ以外のもう一箇所にも駆動ガタを設けないと、シートがニップから抜けた後に駆動列同士が干渉して、空転角確保部材91ａが待機位置に復帰することができない。本実施形態では、給送ローラ軸側のプーリ57を、空転角確保部材91ａの空転角に対応した分のガタを持たせて給送ローラ軸52に取り付けることで、この問題を解決している。一連の給送動作の中で、分離ローラ53に供給される戻しトルクの大きさをグラフに示すと、図５のようになっている。
【００３１】
さて、この機構が種々のシートの安定給送にどのように寄与しているかを、力学的側面から説明する。厳密な力学解析を行うと、シートのコシの強さなど確定しにくい多くのパラメータが互いに影響し合い、計算式が非常に複雑になるため、超厚手シートの給送を想定したモデルを立てて説明することにする。
【００３２】
（厚手シートの給送）
ここでは、シートは完全な剛体とみなし、分離ローラ53との当接端付近で撓んだりすることはないものとする。また、実際の現象を反映し、分離ローラ53へシート先端が当接することで、分離ローラ53の加圧機構が待避し、分離ローラ53が給送ローラ51から離間している状態を前提とする（つまり、分離ローラの加圧力は、全てシートが受けるものとする）。
【００３３】
図６に力学モデルの概要を示す。給送ローラ51と分離ローラ53のニップ線に対するシートの入射角をθ、分離ローラ53外周とシート先端の当接点において、シートと分離ローラ53の接線とがなす角度をφ、分離ローラ53の給送ローラ51に対する加圧力をＮ、トルクリミッタ61の発生するトルクをＴ、分離ローラ53の半径をｒ、シートが給送ローラ51から与えられる搬送力をＦ（下のシートとの摩擦抵抗分を差し引いた実質搬送力）とすると、シート入射方向における力の釣り合いの関係において、給送不良を起こすことなくシートを給送ローラ51と分離ローラ53のニップ部に押し込むことのできる搬送力Ｆの条件式は、
【００３４】
Ｆ＞Ｎ×Cos（90−θ）＋（Ｔ／ｒ）×Cosφ
【００３５】
となる。
【００３６】
これに、現実的な給送装置の値を当てはめて計算してみる。トルクリミッタのトルクＴ＝33.8307mJ(345gf・cm)、分離ローラ加圧力 Ｎ＝2.9421N(300gf)、給送ローラの半径18mm、分離ローラの半径ｒ＝12mm、シート入射角 θ＝30°（以上により、φ＝48.3°と決定される）を代入すると、必要な搬送力はＦ＞3.24906N(331.3gf)となる。
【００３７】
しかし、一般的に、給送ローラ51のゴム材のシートに対する摩擦係数は1.4、シート間の摩擦係数は0.5前後であり、中板70のシート加圧力は耐重送性を考慮して2.15754N(220gf)程度に設定することから、搬送力としてはＦ＝1.9614N(200gf)前後しか見込むことができない。よって、トルク制御機構91が組み込まれていない給送装置では給送ローラ51がスリップしてこれ以上シートを搬送することができず、給送不良となる。
【００３８】
これに対し、本実施形態のようにトルク制御機構91を有するシート給送装置では、空転角確保部材91ａが待機位置から連結位置に移行する間、分離ローラ53にはトルクリミッタ61の発生トルクＴよりも小さい戻しトルクＴ′しか作用しない。現実的な系を考慮しても、ねじりコイルバネ91ｂの発生するトルクは9.806mJ(100gf・cm)程度に抑えることができることから、この値を先程の式に代入すると必要な搬送力はＦ＞1.91629N(195.4gf)となり、給送可能という結果になる。むろん、ここで使用した条件式はシートを完全な剛体と仮定した場合のモデルに沿ったものであるため、実際よりも厳しい条件になっている。通常のシート搬送に関して言えば、十分にマージンがあると言って良い。
【００３９】
（薄手シートの給送）
ここまでは、厚手シートのピックアップを前提に説明してきたが、封筒や薄手シート等の給送に関しても同様に説明することができる。
【００４０】
まず、封筒であるが、封筒はシート材を折って作られているため、見かけ上のコシは厚手シートと同様に強いが、折り目である端部の強度が低い。このため、給送時に先端が分離ローラ53に当接すると、分離ローラ53の搬送方向への回転が停止したり、回転効率が低下したりし易いだけでなく、その影響で先端部が下折れし易い。
【００４１】
また、一般的に、分離ローラ53はトルクリミッタ61の戻しトルクを背負って給送ローラ51に連れまわるため、給送ローラ51の搬送速度に対して常時20％前後の損失がある。これにより、給送ローラ51がシートを送り出す速度と、シートの先端が分離ローラ53の外周にならって移動する速度には相対速度差が生じる。通常のシートであれば、この程度の速度差で先端折れを起こすことはないが、薄手シートのように非常にコシの弱いシートを給送する場合は、容易に下折れを発生してしまう。
【００４２】
以上の現象は、全て分離ローラ53の戻しトルクの大きさに起因して発生する問題であり、本実施形態に示すようなトルク制御機構91を設けることで、給送初期の戻しトルクはトルクリミッタ61は作用せず、トルク制御機構91による小さな戻しトルクのみとなるため、給送ローラ51に対する分離ローラ53の連れまわりに前記のような損失がほとんどなくなる。そのため、給送ローラ51がシートを送り出す速度と、シートの先端が分離ローラ53の外周にならって移動する速度に相対速度差は生じなく、コシの弱いシートであっても下折れを発生することはなくなる。
【００４３】
（空転距離の設定）
次にトルク制御機構91の空転距離の設定方法について説明する。ここまで述べてきた通り、トルク制御機構91の空転中はトルクリミッタ61のトルクよりも低い戻しトルクが分離ローラ53に作用する。その影響として、空転中は分離ローラ53の分離能力が低下している。このことが給送性能に影響を与えることのないよう、トルク制御機構91の空転角の設定は次のように行う。
【００４４】
リタード分離方式の給送装置では、ピックアップ時にシートが給送ローラ51と分離ローラ53のニップ部を束で突き抜けるかどうかで、耐重送性のレベルが大幅に違ってくる。このため、シートの先端が該ニップ部に到達するまでに、分離ローラ53へトルクリミッタ61の所定のトルクが作用するようにタイミングを調整する必要がある。
【００４５】
具体的には、給送ローラ51によるシート搬送距離（＝分離ローラ53の連れ回り距離）Ｌが、シート積載トレイ74の前縁部からシートが分離ローラ53に当接する位置までの距離Ｌ1以上であって、シート積載トレイ74の前縁部から給送ローラ51と分離ローラ53のニップ部までの距離Ｌ2以下の範囲となるように、空転角確保部材91ａのガタを設定する。このように適正な設定を行うことで、耐重送性を全く損なうことなく幅広いシートの安定給送を実現することができる。
【００４６】
なお、本実施形態ではトルク制御機構91とトルクリミッタ61を別体で構成しているが、言うまでもなく、トルク制御機構91の機能をトルクリミッタ61に内蔵させても構わない。
【００４７】
〔第２実施形態〕
本発明は、第１の実施形態で述べたような形態のトルク制御機構91に限定されるものではない。次に第２の実施形態として、図７及び図８を用い、初期の低トルク回転時に全く戻しトルクを作用させない方法について述べる。なお、第１の実施形態と同様の部分については説明を省略し、図中で同じ機能を有する要素には同じ番号を付与する。
【００４８】
図７は第２実施形態に係るシート給送装置の駆動展開説明図であり、図８(a)〜(c)は装置裏側から見たトルク制御機構の動作説明図である。シート給送装置の基本構成としては、第１の実施形態と同様にピックアップローラレスのリタード分離方式給送機構であるが、本実施形態の装置は、分離ローラ軸54に戻し駆動を入力しないタイプである。
【００４９】
給送ローラ51および中板70の動作制御に関しては、第１の実施形態と同様の機構になっているため、ここでは説明を繰り返さない。分離ローラ軸54の端部にはラチェットギア92ａが固定されており、このラチェットギア92ａには制御ギア80ａに一体で設けられた分離制御カム80ｃで動きを規制されるラチェット爪92ｂがストッパとして係合している(図８(a)参照)。
【００５０】
また、分離ローラ軸54にはワンウェイクラッチ67が取り付けられており、分離ローラ軸54はシート戻し方向の回転を規制されている。給送が開始され、中板70が給送ローラ51にシートを加圧当接させると、給送駆動ギア65に制御ギア80ａから駆動が伝達される前に、分離制御カム80ｃがラチェット爪92ｂをラチェットギア92ａから引抜く。これにより、図８(b)に示すように、分離ローラ軸54はシート搬送方向へ自由に回転できる状態となる。給送駆動ギア65に回転駆動が入力され、給送ローラ51が回転を始めると、分離制御カム80ｃはただちにラチェット爪92ｂをラチェットギア92ａに係合可能な位置に戻す。
【００５１】
上記のように、分離ローラ53が一定の回転量だけ給送ローラ51に連れ回り、ラチェットギア92ａとラチェット爪92ｂが係合するまでは、トルクリミッタ61は全く作用せず、分離ローラ53は無負荷で給送ローラ51に従動するが、図８(c)に示すように、ラチェットギア92ａとラチェット爪92ｂが係合した後は分離ローラ軸54の回転が停止するため、トルクリミッタ61が所定の戻しトルクを発生する。
【００５２】
なお、分離ローラ53の空転量は、第１の実施形態と同様に設定されている。これにより、第２の実施形態でも幅広いシートの安定給送を実現することができる。
【００５３】
本実施形態は、分離ローラ53に戻し駆動が入力されていない分だけ、耐重送性の面で第１の実施形態よりも若干劣るが、分離ローラ軸54の回転が停止するまでの間、分離ローラ53に全く戻しトルクが作用しないため、幅広いシートの安定給送という観点では、非常に高い性能を実現することができる。
【００５４】
〔他の実施形態〕
なお、前述した第１、第２の実施形態では、いずれもピックアップローラレスの給送装置を例にあげて説明してきたが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、ピックアップローラやピックアップベルト等のピックアップ部材の昇降によってシートのピックアップを行うタイプのシート給送装置においても、同様の効果を得ることができる。
【００５５】
さらに前述した実施形態においては、本発明のシート給送装置を画像形成装置としての複写機に適用した例として説明したが、これに限定されず、例えば、本発明のシート給送装置のシート搬送方向下流側に画像読取手段を設けることにより、画像読取装置に適用することも可能である。
【００５６】
【発明の効果】
本発明を用いることにより、厚手シートなどコシの強いシートの給送不良はもとより、給送時における薄手シートや封筒の先端折れといった問題が解消され、種々のシートの安定給送を実現することができる。また、非常にシンプルかつ低コストな構成で以上の機能を実現可能であることから、ローエンド機からハイエンド機まで、あらゆる画像形成装置のシート給送性能を、飛躍的に高めることができる。
【００５７】
また、本発明は、耐重送性やローラ耐久性などといった、その他の給送性能には全く悪影響を及ぼさないため、オリジナルのシート給送装置の高い給送性能を維持したまま、シート給送への対応を図ることができる。
【００５８】
また、従来の製品で行われていた特殊な調整組みや、シートに合わせたモードの切り換えは全く必要ないため、それらにまつわるトラブルも生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  シート搬送装置を備えた画像形成装置としての複写機の断面説明図である。
【図２】  マルチ給送部の断面説明図である。
【図３】  マルチ給送部の駆動展開説明図である。
【図４】  トルク制御機構の詳細及びその動作説明図である。
【図５】  分離ローラに供給される戻しトルクの大きさを示したグラフである。
【図６】  シート給送の力学モデルの概要説明図である。
【図７】  第２実施形態に係るシート給送装置の駆動展開説明図である。
【図８】  装置裏側から見たトルク制御機構の動作説明図である。
【図９】  従来技術に係るシート給送装置の説明図である。
【符号の説明】
Ｍ1 …給送モータ
Ｏ …原稿
Ｓ …シート
１ …複写機本体
２ …原稿台
３ …原稿圧着板
４ …ランプ
５，６，７，８，９，10 …反射ミラー
11 …結像レンズ
12 …感光体ドラム
13 …帯電器
14 …現像器
19 …転写帯電器
20 …分離帯電器
21 …搬送部
22 …定着器
24 …排出ローラ
25 …排出シート積載トレイ
26 …クリーナ
30，31，32，33 …シートカセット
34，35，36，37 …カセット給送部
51 …給送ローラ
52 …給送ローラ軸
53 …分離ローラ
54 …分離ローラ軸
55 …引抜きローラ対
55ａ …引抜きローラ
55ｂ …従動ローラ
56 …バネ
57 …プーリ
58 …プーリ
59 …ベルト
60 …バネ
61 …トルクリミッタ
62 …引抜き駆動ギア
63 …前側板
64 …後側板
65 …給送駆動ギア
66 …スプリングピン
67 …ワンウェイクラッチ
69 …制御用ソレノイド
70 …中板
70ａ，70ｂ …支点
70ｃ …カムフォロア
71 …フェルト
72 …加圧バネ
73 …シート検知手段
74 …シート積載トレイ
80ａ …制御ギア
80ｂ …中板制御カム
80ｃ …分離制御カム
81 …バネクラッチ
81ａ …駆動入力ギア
82 …駆動軸
91 …トルク制御機構（分離力切換手段）
91ａ …空転角確保部材
91ｂ …ねじりコイルバネ
92ａ …ラチェットギア
92ｂ …ラチェット爪
【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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