(57)【要約】【課題】簡単な構成で、かつ低騒音で静電吸着によるシートの給送を行うことのできるシート給送装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】吸着部材４００を、１つの駆動ローラ（回転部材）４０１の回転に同期して回転可能に設け、駆動ローラ４０１が１回転する間に、吸着部材４００の下方への弛み量を大きくすることで、積載されたシートを吸着部材４００に吸着させた後、吸着部材４００の下方への弛み量を小さくさせながら吸着部材４００に吸着されたシートを給送する。そして、吸着部材４００は駆動ローラ４０１の１回転により、待機位置からシートを吸着して給送した後、再び待機位置に戻る。【選択図】図２
2014218371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートが積載される積載手段と、
前記積載手段の上方に配置された回転部材と、
前記回転部材の回転に同期して移動可能に設けられ、前記積載手段に積載されたシートを電気的に吸着する吸着部材と、
前記回転部材を回転させる駆動手段と、
前記駆動手段を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記吸着部材の下方への弛み量を大きくすることで前記積載手段に積載されたシートを前記吸着部材に吸着させた後、前記吸着部材の下方への弛み量を小さくさせながら前記吸着部材に吸着されたシートを給送するシート給送装置において、
前記制御手段は、前記回転部材を１回転させることで、前記吸着部材を待機位置から移動させてシートを吸着して給送した後、前記吸着部材を前記待機位置に移動させることを特徴とするシート給送装置。
【請求項２】
前記吸着部材は、弛んだ状態で前記回転部材に支持されてい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】
前記吸着部材は無端形状の部材であり、前記回転部材に一部が固定されていることを特徴とする請求項１または２に記載のシート給送装置。
【請求項４】
前記吸着部材は、前記回転部材の周面に取り付けられた弾性部材を介して前記回転部材に支持されることを特徴とする請求項１または２に記載のシート給送装置。
【請求項５】
前記吸着部材は有端形状の部材であり、両端を前記回転部材に取り付けられた固定部材に固定されて円弧形状を形成しながら前記回転部材に支持されることを特徴とする請求項１または２に記載のシート給送装置。
【請求項６】
前記吸着部材に電圧を印加して静電気によりシートを吸着する吸着力を付与するための電源を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシート給送装置。
【請求項７】
前記吸着部材には２つの電極が配され、
前記電源は、前記２つの電極の一方に正の電圧を印加する第１電源と、前記２つの電極の他方に負の電圧を印加する第２電源とを備えていることを特徴とする請求項６に記載のシート給送装置。
【請求項８】
前記吸着部材と前記電源の間に設けられ、前記吸着部材がシートに接触する前に前記吸着部材に当接して前記吸着部材に前記電源からの電圧を印加する電圧印加部材を備えたことを特徴とする請求項６に記載のシート給送装置。
【請求項９】
前記電源は交流電源であることを特徴とする請求項８記載のシート給送装置。
【請求項１０】
前記吸着部材が弛みを解消する際の前記静電気による吸着力の大きさが、シートの剛性により、シートが前記吸着部材から離間するような大きさに設定されていることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載のシート給送装置。
【請求項１１】
前記吸着部材は可撓性を有し、前記積載手段に積載されたシートから離れた待機位置、前記積載手段に積載されたシートを吸着する吸着位置、吸着したシートを上方に移動させて下方のシートから分離させる分離位置、吸着したシートが前記吸着部材から離間する離間位置に移動可能に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のシート給送装置。
【請求項１２】
シートに画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部にシートを給送する請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のシート給送装置と、を備えた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、シート給送装置及び画像形成装置に関し、特に静電吸着力を用いてシートを給送するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の複写機、プリンタ等の画像形成装置は、シートを給送するシート給送装置を備えており、このようなシート給送装置としては、シート束を積載したカセットから最上位のシートをゴムローラ等の摩擦力を用いて分離給送する摩擦給紙方式のものがある。この摩擦給紙方式のシート給送装置では、シート束にゴムローラを圧接させながら回転させることにより、最上位のシートを送り出すようにしている。ここで、シートを送り出す際、シート同士の摩擦によって複数枚のシートが搬送されてしまう、いわゆるシートの重送が発生することがある。これに対しては、分離パッドやリタードローラによって最上位のシート以外に搬送抵抗を働かせることにより、最上位のシートのみを画像形成部へ給送する。
【０００３】
ところで、このような摩擦分離方式のシート給送装置においては、ゴムローラによりシートに大きな圧力を与えながらシートを給送するため、シート同士及びシートとゴムローラ間の摺擦による騒音が課題となる。さらに、分離パッドやリタードローラによりシートの重送を防止している際、シート同士の摺擦音が大きく発生する。また、分離パッドやリタードローラは、シートの重送が発生していない時も最上位のシートの搬送抵抗となるため、分離パッドやリタードローラとシートの間でのスティック・スリップによる音が発生してしまう。
【０００４】
そこで、この課題を解決するものとして、静電吸着力を用いて、具体的にはベルト表面に形成される電界によりシートを吸着させながら分離給送するようにしたシート給送装置がある（特許文献１及び２参照）。そして、このような静電吸着分離方式のシート給送装置では、最上位のシートをシート束から引き剥がすように搬送することができるので、給送部分での騒音を大幅に低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１６８３９６号公報
【特許文献２】特開平５−１３９５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来の静電吸着力を用いてシートを給送するシート給送装置において、特許文献１の構成では、シートに対して十分な静電吸着力を発生させることができるが、シートの分離時には吸着ベルトを担持するフレームごと昇降させるため、稼働音が発生する。また、シートとの衝突音も発生する。さらに、シートがカールしている場合でも、確実にシートを吸着することができるよう、すなわち吸着ベルトのシートを吸着する際のシートカールへの追従性を確保することができるよう、シート吸着の際には軸間距離を短縮してベルト張力を弱くしている。しかし、ベルト張力を弱くしてシートを吸着した場合、分離動作時には張力を強くする必要があり、このように張力を強くすると、ベルトに弦振動が生じ、その振動も突発音の要因となる。
【０００７】
特許文献２の構成では、吸着ベルトを用いているが、吸着ベルトを、フレームごと昇降させるのではなく、担持ローラを偏心運動させることにより、シートの分離動作を行うようにしているので、機構稼働音は小さくなる。しかし、吸着ベルトをシート束に確実に接触させようとすると、吸着ベルトを介してローラがシート束に衝突する衝突音が依然として発生する。なお、ローラとシート束の衝突を回避しようとすると、ベルトとシート束が離間して吸着ベルトによるシートの吸着が不安定となり、給送不良となってしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、かつ低騒音で静電吸着によるシートの給送を安定して行うことのできるシート給送装置及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、シートが積載される積載手段と、前記積載手段の上方に配置された回転部材と、前記回転部材の回転に同期して移動可能に設けられ、前記積載手段に積載されたシートを電気的に吸着する吸着部材と、前記回転部材を回転させる駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記吸着部材の下方への弛み量を大きくすることで前記積載手段に積載されたシートを前記吸着部材に吸着させた後、前記吸着部材の下方への弛み量を小さくさせながら前記吸着部材に吸着されたシートを給送するシート給送装置において、前記制御手段は、前記回転部材を１回転させることで、前記吸着部材を待機位置から移動させてシートを吸着して給送した後、前記吸着部材を前記待機位置に移動させることを特徴とするシート給送装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、回転部材を１回転させることで、吸着部材を待機位置から移動させてシートを吸着して給送した後、吸着部材を待機位置に移動させることができる。したがって、簡単な構成で、かつ低騒音で静電吸着によるシートの給送を安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るシート給送装置を備えた画像形成装置の概略構成を示す図。
【図２】上記シート給送装置の構成を説明する図。
【図３】上記シート給送装置に設けられたシート吸着分離給送部の吸着部材の詳細構成及び吸着部材がシートを吸着する吸着力の発生原理を説明する図。
【図４】上記シート給送装置に設けられたシート吸着分離給送部の吸着部材への電圧供給方法を説明する図。
【図５】上記シート給送装置の制御ブロック図。
【図６】上記シート吸着分離給送部のシート分離給送動作を説明する図。
【図７】上記シート吸着分離給送部のシート分離給送時のタイミングチャート。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係るシート給送装置の構成を説明する図。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係るシート給送装置の構成を説明する図。
【図１０】上記シート給送装置に設けられたシート吸着分離給送部の吸着部材の詳細構成及び吸着部材がシートを吸着する吸着力の発生原理を説明する図。
【図１１】上記シート給送装置に設けられたシート吸着分離給送部のシート分離給送動作を説明する図。
【図１２】上記シート吸着分離給送部のシート分離給送時のタイミングチャート。
【図１３】本発明の第４の実施の形態に係るシート給送装置の構成を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係るシート給送装置を備えた画像形成装置の概略構成を示す図である。
【００１３】
図１において、１００は画像形成装置、１００Ａは画像形成装置本体（以下、装置本体という）である。この装置本体１００Ａの上部には原稿載置台としてのプラテンガラスに載置された原稿に光を照射し、反射光をデジタル信号に変換するイメージセンサ等を有する画像読取部４１が設けられている。なお、画像を読み取るための原稿は、自動原稿給送装置４１ａによりプラテンガラス上に搬送される。また、装置本体１００Ａには、画像形成部５５と、画像形成部５５にシートＳを給送するシート給送装置５１，５２と、シートＳを反転させて画像形成部５５へ搬送するシート反転部５９が設けられている。
【００１４】
画像形成部５５は、露光ユニット４２と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）の４色のトナー画像を形成する４個のプロセスカートリッジ４３（４３ｙ，４３ｍ，４３ｃ，４３ｋ）を備えている。また、画像形成部５５は、プロセスカートリッジ４３の上方に配された中間転写ユニット４４、２次転写部５６、定着部５７を備えている。
【００１５】
ここで、プロセスカートリッジ４３は、感光体ドラム２１（２１ｙ，２１ｍ，２１ｃ，２１ｋ）と、帯電ローラ２２（２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｋ）と、現像ローラ２３（２３ｙ，２３ｍ，２３ｃ，２３ｋ）を備えている。また、プロセスカートリッジ４３はドラムクリーニングブレード２４（２４ｙ，２４ｍ，２４ｃ，２４ｋ）を備えている。
【００１６】
中間転写ユニット４４は、ベルト駆動ローラ２６、２次転写内ローラ５６ａ等に張架されている中間転写ベルト２５と、感光体ドラム２１に対向した位置で中間転写ベルト２５に当接する１次転写ローラ２７（２７ｙ，２７ｍ，２７ｃ，２７ｋ）を備えている。そして、後述するように、中間転写ベルト２５に１次転写ローラ２７によって正極性の転写バイアスを印加することにより、感光体ドラム２１上の負極性を持つトナー像が順次中間転写ベルト２５に多重転写される。これにより、中間転写ベルト２５上にはフルカラー画像が形成される。
【００１７】
２次転写部５６は、２次転写内ローラ５６ａと、２次転写内ローラ５６ａと中間転写ベルト２５を介して接する２次転写外ローラ５６ｂとにより構成される。そして、後述するように２次転写外ローラ５６ｂに正極性の二次転写バイアスを印加することによって中間転写ベルト２５上に形成されたフルカラー画像をシートＳに転写する。
【００１８】
定着部５７は、定着ローラ５７ａと定着バックアップローラ５７ｂを備えている。そして、定着ローラ５７ａと定着バックアップローラ５７ｂとの間をシートＳが挟持搬送されることにより、シートＳ上のトナー像は加圧、加熱されてシートＳに定着される。シート給送装置５１，５２は、それぞれシートＳを収納する収納手段（積載手段）であるカセット５１ａ，５２ａを備えている。また、シート給送装置５１，５２は、それぞれカセット５１ａ，５２ａに収納されたシートＳを静電気により吸着しながら１枚ずつ給送する機能を有するシート吸着分離給送部５１ｂ，５２ｂを備えている。
【００１９】
なお、図１において、１０３はカセット５１ａ，５２ａから給送されたシートＳを２次転写部５６まで搬送する２次転写前搬送パス、１０４は２次転写部５６まで搬送されたシートＳを２次転写部５６から定着部５７まで搬送する定着前搬送パスである。１０５は、定着部５７まで搬送されたシートＳを定着部５７から切換部材６１まで搬送する定着後搬送パス、１０６は切換部材６１まで搬送されたシートＳを切換部材６１から排紙部５８まで搬送する排紙パスである。１０７は画像形成部５５により片面に画像が形成されたシートＳの裏面に画像を形成するため、シート反転部５９により反転されたシートＳを再び画像形成部５５へ搬送する再搬送パスである。
【００２０】
次に、このような構成の画像形成装置１００の画像形成動作について説明する。画像形成動作が開始されると、まず不図示のパソコン等からの画像情報に基づき露光ユニット４２は感光体ドラム２１の表面に向けてレーザー光を照射する。このとき、感光体ドラム２１の表面は、帯電ローラ２２によって所定の極性・電位に一様に帯電されており、レーザー光を照射すると、レーザー光が照射された部位の電荷が減衰することによって感光体ドラム表面に静電潜像が形成される。
【００２１】
この後、静電潜像を現像ローラ２３からそれぞれ供給されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）のトナーにより現像し、静電潜像をトナー像として顕像化する。そして、この各色トナー像を１次転写ローラ２７にそれぞれ印加した１次転写バイアスにより、順次中間転写ベルト２５に転写することにより、中間転写ベルト２５上にフルカラートナー画像が形成される。
【００２２】
一方で、このトナー画像形成動作に並行して、シート給送装置５１，５２は、シート吸着分離給送部５１ｂ，５２ｂによりカセット５１ａ，５２ａから１枚のシートＳのみを分離給送する。この後、シートＳはシート先端検出センサ５１ｃ，５２ｃに検出され、引き抜きローラ対５１ｄ，５１ｅに到達する。さらに、引き抜きローラ対５１ｄ，５１ｅに挟持されたシートＳは２次転写前搬送パス１０３に送り込まれ、停止しているレジストレーションローラ対６２ａ，６２ｂに当接することにより先端の位置が調整される。
【００２３】
次に、２次転写部５６において、中間転写ベルト上のフルカラートナー像とシートＳの位置とを一致させるタイミングでレジストレーションローラ対６２ａ，６２ｂが駆動される。これにより、シートＳは２次転写部５６まで搬送され、２次転写部５６にて、２次転写外ローラ５６ｂに印加した２次転写バイアスにより、フルカラートナー像がシートＳ上に一括して転写される。
【００２４】
フルカラートナー像が転写されたシートＳは、定着部５７に搬送され、この定着部５７において熱及び圧力を受けて各色のトナーが溶融混色し、シートＳにフルカラーの画像として定着される。この後、画像が定着されたシートＳは、定着部５７の下流に設けられた排紙部５８によって排紙される。なお、シートの両面に画像を形成する際は、シートＳの搬送方向をシート反転部５９にて反転させて、シートＳを再び画像形成部５５へ搬送する。
【００２５】
次に、図２を用いて本実施の形態に係るシート給送装置５１の構成について説明する。既述したように、シート給送装置５１は、カセット５１ａと、カセット５１ａに収納されたシートＳを静電気により電気的に吸着しながら１枚ずつ給送するシート吸着分離給送部５１ｂとを備えている。また、シート給送装置５１は、カセット５１ａに昇降可能に設けられ、シートＳが積載される中板３０１ａを昇降させる昇降手段３０１と、シート吸着分離給送部５１ｂにより給送されたシートＳの通過を検知するシート先端検出センサ５１ｃを備えている。
【００２６】
シート吸着分離給送部５１ｂは、吸着部材４００、駆動ローラ４０１、駆動手段２０３、電源ユニット２０５によって構成されている。吸着部材４００は、可撓性で駆動ローラ４０１の外周長さよりも長い無端形状のものであり、吸着部材４００の断面形状は自身の弾性力を以て略円形を保つようになっている。駆動ローラ４０１は、配置位置が固定の不図示の軸支持部材によって回転自在に軸支されており、カセット５１ａに積載された最上位シートＳａの上面から所定の空隙Ｌｒを以て配置されている。また、駆動ローラ４０１には、駆動手段２０３からの駆動力が駆動伝達手段を介して伝達される。なお、シート給送装置５２に設けられたシート吸着分離給送部５２ｂも、シート給送装置５１のシート吸着分離給送部５１ｂと同様の構成であるため、説明は省略する。
【００２７】
ここで、本実施の形態において、吸着部材４００は、駆動ローラ４０１との間に隙間Ｇを設けて一部が、駆動ローラ４０１の固定部４０２に固定されている。言いかえれば、吸着部材４００は、弛んだ状態で駆動ローラ４０１に支持されている。なお、吸着部材４００の駆動ローラ４０１への固定は接着剤等で行っても良いし、不図示の固定部材と駆動ローラ４０１とで吸着部材４００を挟み込むことにより行っても良い。なお、固定部材を使用して吸着部材４００を固定する際には固定部材が吸着部材４００表面から突出した状態になるが、この場合、固定部材により吸着部材４００をシートとは接触しない部分で固定することにより、シート給送動作の弊害にはならないようにする。
【００２８】
昇降手段３０１は、中板３０１ａの下方に回動可能に設けられたリフタ３０１ｂを備えており、リフタ３０１ｂの回動角度によって、中板３０１ａ及び中板３０１ａ上に積載された最上位シートＳａの位置を変更する。シート先端検出センサ５１ｃは、シート吸着分離給送部５１ｂと引き抜きローラ対５１ｄ，５１ｅとの間のシート搬送経路中に配置されている。そして、所定のタイミングでシート先端検出センサ５１ｃがシートＳを検出するか否かにより、シート給送の成否を検出する。本実施の形態では、シート先端検出センサ５１ｃは非接触の反射式フォトセンサであり、検出対象にスポット光を照射し、その反射光量を測定して検出対象の有無を検出する。
【００２９】
なお、図２において、３０２は中板３０１ａに積載されたシートＳの上面位置を検知する紙面高さ検出手段である。この紙面高さ検出手段３０２は、中板３０１ａの上方に配置されると共に、センサフラグ３０２ａとフォトセンサ３０２ｂによって構成されている。センサフラグ３０２ａは不図示の支持部に回転可能に支持されており、一端は最上位シートＳａの上面と接触可能な位置に、他端はフォトセンサ３０２ｂを遮光可能な位置に配置されている。
【００３０】
ここで、最上位シートＳａの上面が所定の高さに位置すると、センサフラグ３０２ａが回転し、フォトセンサ３０２ｂが遮光される。なお、後述する図５に示す制御部７０は、フォトセンサ３０２ｂの遮光状態を検出することにより、最上位シートＳａの上面位置を検出する。そして、制御部７０は、最上位シートＳａの上面が紙面高さ検出手段３０２によって常に検出されるように昇降手段３０１の動作を制御し、中板３０１ａの位置を最上位シートＳａの上面高さが略一定となる位置に保つ。この結果、駆動ローラ４０１と、最上位シートＳａの上面との空隙Ｌｒも略一定に保たれる。
【００３１】
ここで、本実施の形態においては、吸着部材４００にシートを吸着して搬送する際、シート同士が摺擦しないように、吸着部材４００にシートを静電気により吸着した後、吸着部材４００を弾性変形させながら上方に引き上げるようにしている。そして、このように吸着部材４００を弾性変形させながら上方に引き上げることにより、シートを他のシートから分離する。
【００３２】
そこで、本実施の形態では、この吸着分離に必要なシート吸着力が得られる後述する図６の（ｄ）に示すシート接触面積Ｍｎが確保されるように、吸着部材４００の長さが決定されている。
【００３３】
また、電源ユニット２０５は、第１電源である正電圧供給手段２０５ａ及び第２電源である負電圧供給手段２０５ｂと、それぞれの電圧供給を制御するスイッチ２０５ｃ，２０５ｄを備えている。そして、電源ユニット２０５で発生した電圧は、駆動ローラ４０１を介して吸着部材４００に供給され、これらの印加電圧によって吸着部材４００にはシートＳを引き付ける静電的な吸着力が発生する。
【００３４】
次に、図３を用いて、シート吸着分離搬送部５１ｂが備えている吸着部材４００の詳細構成ならびに、吸着部材４００がシートＳを吸着する吸着力の発生原理を説明する。図３は吸着部材４００の構成を示した模式図である。図３の（ａ）は吸着部材４００表面を、図３の（ｂ）は吸着部材４００の給電部断面を、図３の（ｃ）は吸着部材４００とシートＳに働く静電吸着力の概念断面図をそれぞれ表している。
【００３５】
吸着部材４００は、基層４００ｃ、正電極４００ａ、ならびに負電極４００ｂによって構成され、基層４００ｃの内部に、櫛歯形状の正電極４００ａと、同様に櫛歯形状の負電極４００ｂとが交互に配置されている。本実施の形態では、基層４００ｃは体積抵抗１０８Ωｃｍ以上の誘電体であるポリイミドであり、層厚は１００μｍ程度である。また、正電極４００ａならびに負電極４００ｂは体積抵抗１０６Ωｃｍ以下の導電体であり、層厚１０μｍ程度の銅を用いている。
【００３６】
吸着部材４００の裏面には、正電極４００ａならびに他方の電極である負電極４００ｂのそれぞれが露出している露出領域４００ｄ、４００ｅが設けられている。正電極４００ａの露出領域４００ｄには正電圧供給手段２０５ａからの電圧が、負電極４００ｂの露出領域４００ｅには負電圧供給手段２０５ｂからの電圧がそれぞれ駆動ローラ４０１を介して供給される構成となっている。これにより、本実施例では、正電極４００ａならびに負電極４００ｂがそれぞれ１ｋＶ程度の正負電圧となる。
【００３７】
電圧が印加された正電極４００ａならびに負電極４００ｂによって、吸着部材４００の表面近傍には不平等電界が形成される。吸着部材４００をシートＳに接近させると誘電体であるシートＳ表層には誘電分極が生じ、Ｍａｘｗｅｌｌの応力によって、吸着部材４００とシートＳとの間に静電吸着力が生じる。
【００３８】
また、駆動ローラ４０１は、図４に示すように、絶縁軸４０１ｃと、絶縁軸４０１ｃの両端部に取り付けられた導電部４０１ａ，４０１ｂとを備えている。なお、絶縁軸４０１ｃは、絶縁性の樹脂等で形成しても良いし、金属製の軸の表面に絶縁性のコートをして形成しても良い。導電部４０１ａ，４０１ｂは、絶縁軸４０１ｃに金属性の円筒形状のカバーを固定して形成しても良いし、絶縁軸４０１ｃの周囲に導電性物質をパターニングして形成しても良い。そして、導電部４０１ａ，４０１ｂには、それぞれ板ばね４０６ａ，４０６ｂが接触しており、この板ばね４０６ａ，４０６ｂには正電圧供給手段２０５ａ及び負電圧供給手段２０５ｂから正、負電圧がそれぞれ供給される。
【００３９】
また、図４において、４００ａは吸着部材４００の正電極、４００ｂは吸着部材４００の負電極であり、４００ｄは正電極４００ａが露出する露出領域、４００ｅは負電極４００ｂが露出する露出領域である。そして、吸着部材４００は、露出領域４００ｄ，４００ｅが導電部４０１ａ，４０１ｂと接触するように駆動ローラ４０１に固定されている。この構成により、正電圧供給手段２０５ａで発生した正電圧は、板ばね４０６ａ、導電部４０１ａを介して正電極４００ａに、負電圧供給手段２０５ｂで発生した負電圧は板ばね４０６ｂ、導電部４０１ｂを介して負電極４００ｂに供給される。
【００４０】
図５は、本実施の形態に係るシート給送装置５１の制御ブロック図であり、図５において、７０は制御部である。制御部７０には、既述したシート先端検出センサ５１ｃ、紙面高さ検出手段３０２等の他、駆動手段２０３、正電圧供給手段２０５ａ、負電圧供給手段２０５ｂ等が接続される。
【００４１】
次に、図６を用いて、本実施の形態に係るシート吸着分離給送部５１ｂによるシート給送動作について説明する。図６の（ａ）は、吸着部材４００を給送動作の初期位置に配置する初期動作を示している。この動作のとき、例えば、既述した図５に示す制御部７０は、シートＳに対して吸着部材４００を所定の空隙Ｌｒを以て離間させる位置になるように、駆動ローラ４０１を停止させる。なお、本実施の形態において、駆動手段２０３はエンコーダを備えたステッピングモータであり、不図示のセンサがエンコーダのホームポジションを検知した位置が吸着部材４００の給送動作の初期位置となる。
【００４２】
図６の（ｂ）は接近動作を示しており、この動作のとき、制御部７０は、駆動ローラ４０１を矢印Ｆ方向へ回転させる。ここで、本実施の形態において、吸着部材４００の中心Ｃｂが駆動ローラ４０１の回転中心Ｃｒから偏心している。このため、駆動ローラ４０１を矢印Ｆ方向へ回転させると、吸着部材４００が最上位シートＳａの上面に接近する。
【００４３】
図６の（ｃ）は接触面積増大動作を示しており、この動作のとき、制御部７０は、接近動作と同様に、駆動ローラ４０１を矢印Ｆ方向へ回転させることで、吸着部材４００と最上位シートＳａとの接触面積Ｍｃを増大させている。なお、本実施の形態において、駆動手段２０３がステッピングモータであるため、初期動作からの回転角度をステッピングモータのステップ数で管理することで、シート接触面積Ｍｎとなる位置を判断できる。図６の（ｄ）は吸着動作を示している。この動作のとき、制御部７０は、接触面積増大動作によりシート接触面積をＭｎまで増大させた後、正電圧供給手段２０５ａ及び負電圧供給手段２０５ｂから吸着部材４００に電圧を印加し始め、吸着部材４００とシートＳとの間に静電吸着力を働かせる。
【００４４】
図６の（ｅ）は搬送動作を示しており、この動作のとき、制御部７０は、既述した吸着動作の後にさらに駆動ローラ４０１を矢印Ｆ方向に回転し続ける。これにより、吸着部材４００に吸着した最上位シートＳａの先端部が矢印Ｄ方向に持ち上がり、下方のシートＳｂから分離する。なお、本実施の形態において、駆動ローラ４０１のシート給送方向下流には搬送ガイド３０３が設置されている。そして、この搬送ガイド３０３により、吸着部材４００に吸着した最上位シートＳａの、シートＳａの剛性により吸着部材４００から離間した先端部をガイドし、最上位シートＳａを引き抜きローラ対５１ｄ，５１ｅまで搬送する。
【００４５】
図６の（ｆ）は、離間動作を示しており、この動作のとき、制御部７０は、搬送されている最上位シートＳａが引き抜きローラ対５１ｄ，５１ｅで挟持された後、吸着部材４００への電圧供給を止める。これにより、吸着部材４００に吸着搬送されているシートＳａは、挟持されている引き抜きローラ対５１ｄ，５１ｅにより搬送される。この後、駆動ローラ４０１がさらに回転すると、吸着部材４００は搬送されているシートＳａから離間し、次のシートＳｂの搬送を待機する図６の（ａ）に示す初期状態になる。なお、シート先端検出センサ５１ｃにてシートＳａが検出されなかった場合は、シートＳの給送動作にミスが生じたと判断し、再び接近動作から給送動作をやり直す。以上の６つの工程によって、カセット５１ａに積載された複数のシートＳからシートが１枚だけ給送される。この６つの工程を繰り返し行えば、シートＳを１枚ずつ、連続で給送可能である。
【００４６】
図７は、図６に示す初期動作、接近動作、接触面積増大動作、吸着動作、搬送動作及び離間動作のタイミングチャートである。ここでは、駆動ローラ４０１の搬送速度ｕ、正電圧供給手段２０５ａからの供給電圧ｖｐ、負電圧供給手段２０５ｂからの供給電圧ｖｎ、ならびにシート先端検出センサ５１ｃの検出パルスｐｓを示している。図７において、Ｐ１で示す時刻Ｔ０からＴ１までの区間は初期動作区間であり、搬送速度ｕは０、供給電圧ｖｐ、供給電圧ｖｎは０にそれぞれ設定されている。Ｐ２で示す時刻Ｔ１からＴ２までの区間は接近動作区間であり、搬送速度ｕはＵに設定されている。
【００４７】
Ｐ３で示す時刻Ｔ２からＴ３までの区間は接触面積増大動作区間であり、時刻Ｔ１から継続して搬送速度ｕには速度Ｕが設定されている。時刻Ｔ３が吸着動作を行う時点であり、このとき、供給電圧ｖｐには＋Ｖ、供給電圧ｖｎには−Ｖが設定される。Ｐ４で示す時刻Ｔ３からＴ５までの区間は搬送動作区間であり、継続して搬送速度ｕにはＵ、供給電圧ｖｐには＋Ｖ、供給電圧ｖｎには−Ｖが設定されている。時刻Ｔ３の直後の時刻Ｔ４には検出パルスｐｓが出力される。そして、この時刻Ｔ４が所定の値の範囲に収まっているか否かにより制御部７０は、給送リトライの判断を行う。
【００４８】
Ｐ５で示す時刻Ｔ５からＴ６までの区間は離間動作区間である。搬送速度ｕにはＵが設定されているが、時刻Ｔ５で供給電圧ｖｐ及び供給電圧ｖｎは再度０が設定され、時刻Ｔ６で搬送速度ｕには０が設定される。Ｐ６で示す時刻Ｔ６からＴ８までの区間は初期動作区間であり、次のシートＳの給送に備える。なお、この初期動作区間Ｐ６でも、これまで吸着部材４００に吸着搬送されていたシートＳａは、下流に配置されている引き抜きローラ対５１ｄ，５１ｅで搬送されている。このため、次のシートの給送を開始することができるのは、検出パルスｐｓの出力がなくなる時刻Ｔ７以降となる。この後、上記を繰り返せば連続したシート給送が行われる。
【００４９】
以上説明したように、本実施の形態においては、吸着部材４００が、１つの駆動ローラ（回転部材）４０１の回転に同期して回転可能に設けられている。そして、吸着部材４００の下方への弛み量を大きくすることで、積載されたシートを吸着部材４００に吸着させた後、吸着部材４００の下方への弛み量を小さくさせながら吸着部材４００に吸着されたシートを給送する。このとき、駆動ローラ４０１が１回転する間に、吸着部材４００は待機位置からシートを吸着して給送した後、吸着部材４００は再び待機位置に戻る。
【００５０】
これにより、吸着部材４００の位置を簡易的かつ正確に制御することができる。また、吸着部材４００をシートに面接触してシートを吸着する吸着位置、撓みを解消しながら吸着したシートを下方のシートから分離する分離位置、吸着したシートが離間する離間位置に移動可能としている。さらに、この吸着部材４００を回転させてシートを吸着し、吸着したシートを引き抜きローラ対５１ｄ，５１ｅに受け渡した後、吸着部材４００をシートから離れた位置（待機位置）で停止させるようにしている。これにより、吸着部材４００を担持するフレームや、駆動手段、ローラ等を移動させることなく、シートを分離給送することができる。この結果、簡単な構成で、かつ低騒音で静電吸着によるシートの給送を安定して行うことができる。
【００５１】
なお、本実施の形態では前記の動作工程によってシートＳの分離給送を行っているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本実施の形態の初期動作では、駆動ローラ４０１を停止させているが、接近動作のタイミングに合うように離間動作から一定速度で駆動ローラを回転し続けても良い。また、本実施の形態の離間動作では、吸着部材４００への電圧供給を停止して吸着部材４００とシートＳを離間させているが、電圧供給を継続して吸着部材４００でシートＳを搬送しても良い。
【００５２】
さらに、本実施の形態では、既述したような構成にて吸着部材４００とシートＳとの間に静電吸着力を生じさせたが、本実施の形態はこれに限定されるものではない。例えば、正電極４００ａ及び負電極４００ｂは櫛歯形状で無くとも良く、シートＳとの間に電界が形成され、シートＳを誘電分極させることができる一様電極のような形状でも良い。
【００５３】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図８は、本実施の形態に係るシート給送装置の構成を説明する図である。なお、図８において、既述した図２と同一符号は、同一又は相当部分を示している。
【００５４】
図８において、４０７は、駆動ローラ４０１と吸着部材４００の間に設けられた弾性部材である円柱状のスポンジ部材であり、このスポンジ部材４０７は駆動ローラ４０１の外周に偏心して固定されている。また、スポンジ部材４０７の外周には無端状の吸着部材４００が固定されている。
【００５５】
そして、本実施の形態のようにスポンジ部材４０７の外周に吸着部材４００を固定することにより、吸着部材４００の固定を、より確実かつ簡便に行うことが可能となり、低コスト化を図ることができる。また、吸着部材４００の駆動ローラ側（回転部材側）への変形を防ぐことができる。なお、本実施の形態において、スポンジ部材４０７の外周に無端状の吸着部材４００を固定する構成としたが、これに限定されるのではない。例えば、有端状の吸着部材をスポンジ部材の一部に固定しても良いし、スポンジ部材の表面に吸着部材と同様の機能を有する電極を配置しても良い。
【００５６】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図９は、本実施の形態に係るシート給送装置の構成を説明する図である。なお、図９において、既述した図２と同一符号は、同一又は相当部分を示している。
【００５７】
図９において、４５０は、内部に電極を持たない樹脂製の吸着部材である。２５１ｃは、吸着部材４５０の上方に設けられ、吸着部材４５０に上方から圧接する電圧印加部材である帯電ローラである。この帯電ローラ２５１ｃは配置位置が固定の不図示の軸支持部材によって回転自在に軸支されており、吸着部材４５０の移動に伴って従動回転する。この帯電ローラ２５１ｃには交流電源２５２が接続されており、吸着部材４５０の表面は、帯電ローラ２５１ｃによる接触帯電によって電荷が付与され、この付与された電荷によってシートＳを引き付ける静電的な吸着力が発生する。
【００５８】
次に、図１０を用いて吸着部材４５０の詳細構成及び吸着部材４５０がシートＳを吸着する吸着力の発生原理を説明する。図１０の（ａ）は吸着部材４５０の斜視図であり、図１０の（ｂ）は吸着部材４５０の断面をそれぞれ表している。
【００５９】
吸着部材４５０は、単層構造の樹脂製の部材であり、体積抵抗１０８Ωｃｍ以上の誘電体である。そして、吸着部材４５０の表面に押圧された帯電ローラ２５１ｃから交番電圧が印加される。これにより、吸着部材４５０の表面には図１０の（ａ）に示すように、交流電源２５２の周波数と、吸着部材４５０の表面移動速度とに応じた間隔で、正極性に帯電された領域と負極性に帯電された領域とが縞状に形成される。この交互に縞状に形成された正負の帯電領域によって、吸着部材４５０の表面近傍には不平等電界が形成される。そして、このように不平等電界が形成された吸着部材４５０をシートＳに接近させると誘電体であるシート表層には誘電分極が生じ、Ｍａｘｗｅｌｌの応力によって、吸着部材４５０とシートＳとの間に静電吸着力が生じる。
【００６０】
次に、本実施の形態に係るシート吸着分離給送部５１ｂのシート分離給送動作について説明する。図１１は、シート吸着分離給送部５１ｂによってシートＳが給送される動作を時系列に表現した模式図である。
【００６１】
図１１の（ａ）は吸着部材４５０を給送動作初期位置に配置する初期動作を示している。この動作のとき、既述した図５に示す制御部７０は、吸着部材４５０が帯電ローラ２５１ｃに対して所定の空隙Ｌｃを以て離間し、かつ、シートＳに対して吸着部材４５０を所定の空隙Ｌｂを以て離間する初期位置になるように、駆動ローラ４０１を停止させる。
【００６２】
図１１の（ｂ）は、吸着部材４５０を帯電ローラ２５１ｃと接触させて、交流電源２５２からの交番電圧により吸着部材４５０表面を帯電させる帯電動作を示しており、この動作のとき、制御部７０は、駆動ローラ４０１を矢印Ｆ方向へ回転させる。ここで、吸着部材４５０の中心Ｃｂが駆動ローラ４０１の回転中心Ｃｒから偏心しているため、初期状態から駆動ローラ４０１を回転させると、吸着部材４５０が帯電ローラ２５１ｃと接触し始める。そして、駆動ローラ４０１を回転させながら交番電圧を印加することで、吸着部材４５０には正極性と負極性とが交互に帯電された帯電領域Ｃｈが形成される。
【００６３】
図１１の（ｃ）は、吸着部材４５０の表面に形成された帯電領域Ｃｈを最上位シートＳａの上面に対して接近させる接近動作を示しており、この動作のとき、制御部７０は、引き続き駆動ローラ４０１を矢印Ｆ方向へ回転させる。そして、このように駆動ローラ４０１を回転させると、吸着部材４５０の中心Ｃｂが駆動ローラ４０１の回転中心Ｃｒから偏心しているため、吸着部材４５０の表面が最上位シートＳａの上面に接近する。
【００６４】
図１１の（ｄ）は、接近動作を継続させて吸着部材４５０の表面と最上位シートＳａとを面接触させ、なおかつ、接触面積Ｍｃを増大させる接触面積増大動作を示している。この動作のとき、制御部７０は、接近動作と同様に、駆動ローラ４０１を矢印Ｆ方向へ回転させる。これにより、吸着部材４５０の帯電領域Ｃｈが最上位シートＳａに接触し、吸着部材４５０に最上位シートＳａが吸着される。さらに駆動ローラ４０１が回転すると、吸着部材４５０の帯電領域Ｃｈと最上位シートＳａとの接触面積Ｍｃが増大していく。
【００６５】
図１１の（ｅ）は既述した接触面積増大動作によりシート接触面積Ｍｎとなった時に、吸着部材４５０の帯電領域Ｃｈに吸着されたシートＳａを、積載された次位のシートＳｂと分離させながら引き抜きローラ対５１ｄ，５１ｅまで搬送する動作を示している。なお、このシート接触面積Ｍｎは、吸着部材４５０に吸着された最上位シートＳａを吸着部材４５０により搬送する際、吸着部材４５０の搬送力が最上位シートＳａに働く搬送抵抗に打ち勝つ搬送力になるときの面積である。そして、このようにシート接触面積がＭｎになった時点で、最上位シートＳａが引き抜きローラ対５１ｄ，５１ｅに向かって搬送され始める。
【００６６】
図１１の（ｆ）は、最上位シートＳａが引き抜きローラ対５１ｄ，５１ｅで挟持された後、搬送されている最上位シートＳａを吸着部材４５０から離間させる離間動作を示している。シートＳａが引き抜きローラ対５１ｄ，５１ｅで挟持されると、吸着部材４５０の帯電領域Ｃｈは最上位シートＳａと接触することがなくなるため、吸着部材４５０の吸着力が働かなくなる。そして、吸着部材４５０の吸着力が働かなくなると、搬送されている最上位シートＳａは挟持されている引き抜きローラ対５１ｄ，５１ｅにより搬送される。
【００６７】
この後、駆動ローラ４０１がさらに矢印Ｆ方向に回転し続けると、吸着部材４５０は、既述した図１１の（ａ）に示すように搬送されているシートＳａから離間した位置となり、次のシートＳｂの搬送を待機する初期状態に戻る。なお、シート先端検出センサ５１ｃにてシートＳａが検出されなかった場合は、シートＳの給送動作にミスが生じたと判断し、再び接近動作から給送動作をやり直す。以上の６つの工程によって、カセット５１ａに積載された複数のシートＳからシートが１枚だけ給送される。この６つの工程を繰り返し行えば、シートＳを１枚ずつ、連続で給送可能である。
【００６８】
図１２は、図１１に示す初期動作、帯電動作、接近動作、接触面積増大動作、搬送動作及び離間動作のタイミングチャートである。ここでは、駆動ローラ４０１の搬送速度ｕ、交流電源２５２からの供給電圧ｖ、ならびにシート先端検出センサ５１ｃの検出パルスｐｓを時系列に表した図である。図１２において、Ｐ１で示す時刻Ｔ０からＴ１までの区間は初期動作区間であり、このとき搬送速度ｕには０、供給電圧ｖには０がそれぞれ設定されている。Ｐ２で示す時刻Ｔ１からＴ２までの区間は帯電動作区間であり、搬送速度ｕにはＵが、供給電圧には±Ｖの交番電圧が設定される。
【００６９】
Ｐ３で示す時刻Ｔ２からＴ３までの区間は接近動作区間であり、時刻Ｔ１から継続して搬送速度ｕには速度Ｕが設定され、時刻Ｔ２で供給電圧ｖは再度０に設定される。Ｐ４で示す時刻Ｔ３からＴ４までの区間は接触面積増大動作区間であり、継続して搬送速度ｕには速度Ｕが設定されている。Ｐ５で示す時刻Ｔ４からＴ６までの区間は搬送動作区間であり、継続して搬送速度ｕには速度Ｕが設定されている。時刻Ｔ４の直後の時刻Ｔ５には検出パルスｐｓが出力される。また、時刻Ｔ５が所定の値の範囲に収まっているか否かで、制御部７０は給送リトライの判断を行う。
【００７０】
Ｐ６で示す時刻Ｔ６からＴ７までの区間は離間動作区間である。搬送速度ｕにはＵが設定されているが、時刻Ｔ７で搬送速度ｕには０が設定されるようになる。Ｐ７で示す時刻Ｔ７からＴ９までの区間は初期動作区間であり、次のシートＳの給送に備える。なお、この初期動作区間Ｐ７でもシートＳａは、引き抜きローラ対５１ｄ，５１ｅで搬送されている。このため、次のシートの給送を開始することができるのは、検出パルスｐｓの出力がなくなる時刻Ｔ８以降となる。この後、上記を繰り返せば連続したシート給送が行われる。
【００７１】
以上説明したように、本実施の形態においては、帯電ローラ２５１ｃによって吸着部材表層を外部から帯電させることで、シート吸着力を得ることができる。この結果、吸着部材内部に電極を配置することなく、吸着部材４５０を帯電させることができるので、吸着部材４５０の構成を単純化することができ、低コスト化を図ることができる。
【００７２】
なお、本実施の形態では上記の６工程からなる給送動作を行ってシートＳの分離給送を行っているが、本発明はこれに限定されるものではない。また、帯電ローラ２５１ｃに直流電流を接続して、吸着部材４５０に正負交互の帯電領域を形成せずに全面同極性の帯電領域を形成してもよい。その場合、単位面積あたりの静電吸着力は小さくなるものの、より簡便に静電吸着力を生じさせることができる。
【００７３】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。図１３は、本実施の形態に係るシート給送装置の構成を説明する図である。なお、図１３において、既述した図２と同一符号は、同一又は相当部分を示している。
【００７４】
図１３において、２７０は吸着部材、２７１は駆動ローラである。駆動ローラ２７１は、配置位置が固定の不図示の軸支持部材によって回転自在に軸支されており、カセット５１ａに積載された最上位シートＳａの上面から所定の空隙Ｌｒを以て配置されている。また、駆動ローラ２７１には、駆動手段２０３からの駆動力が駆動伝達手段を介して伝達されている。
【００７５】
さらに、駆動ローラ２７１には吸着部材２７０を固定するための固定部材２７２が固定されている。なお、本実施の形態において、吸着部材２７０は、駆動ローラ２７１の周面の長さよりも長い有端形状の可撓性を有する部材であり、吸着部材２７０の両端は、自身の弾性力を以て半円弧より長い略円弧形状を描くように固定部材２７２に固定されている。
【００７６】
そして、本実施の形態のように吸着部材２７０を有端形状とすることにより、既述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができると共に吸着部材２７０の長さを短くすることにより、低コスト化を図ることができる。
【００７７】
なお、これまで説明した実施の形態では静電吸着力によってシートＳを吸着部材に吸着させているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、吸着部材上にサブミクロンオーダーの微細な繊維構造を形成し、シートＳとの間に働く分子間引力によって吸着させてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
５１，５２…シート給送装置、５１ａ，５２ａ…カセット、５１ｂ，５２ｂ…シート吸着分離給送部、５１ｃ…シート先端検出センサ、５１ｄ，５１ｅ…引き抜きローラ対、５５…画像形成部、７０…制御部、１００…画像形成装置、１００Ａ…画像形成装置本体、２０３…駆動手段、２０５…電源ユニット、２０５ａ…正電圧供給手段、２０５ｂ…負電圧供給手段、２５１ｃ…帯電ローラ、２５２…交流電源、２７０…吸着部材、２７１…駆動ローラ、２７２…固定部材、４００…吸着部材、４００ａ…正電極、４００ｂ…負電極、４０１…駆動ローラ、４０１ａ，４０１ｂ…導電部、４０２…固定部、４０７…スポンジ部材、４５０…吸着部材、Ｇ…隙間、Ｍｎ…シート接触面積、Ｓ…シート、Ｓａ…最上位シート
【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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