(57)【要約】【課題】製造コストおよび運転コストの増大を抑制するとともに、低湿環境においても、高速で確実に１枚ずつシート材を分離給送することができるシート材給送装置および画像形成装置を提供すること。【解決手段】シート束６を積載するシート材積載部１５と、シート材積載部１５に積載されたシート束６から最上部のシート材６ａを不平等電界による吸着力で分離して搬送する分離部７と、を備え、分離部７によって搬送されたシート材を定着器１０によって加熱することにより搬送されたシート材に画像を定着させる画像形成装置に搭載された給紙装置５であって、シート束６を加湿する加湿装置７０を備え、この加湿装置７０は、定着器１０と、シート材積載部１５に設けられるとともに水を収容するタンク７１と、定着器１０において発生した熱をタンク７１に移動させる熱移動器７４とを有する。【選択図】図５
2011042491.tif 000002
【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部と、前記シート材積載部に積載された前記複数枚のシート材から最上部のシート材を不平等電界による吸着力で分離して搬送する分離搬送部と、を備え、
前記分離搬送部によって搬送されたシート材を定着器によって加熱することにより前記搬送されたシート材に画像を定着させる画像形成装置に搭載されたシート材給送装置であって、
前記シート材積載部に積載された前記複数枚のシート材を加湿する加湿手段を備え、
前記加湿手段は、前記定着器と、前記シート材積載部に設けられるとともに水を収容するタンクと、前記定着器において発生した熱を前記タンクに移動させる熱移動器とを有することを特徴とするシート材給送装置。
【請求項２】
前記シート材積載部の近傍の湿度を検出する湿度検出手段を備え、
前記加湿手段は、前記湿度検出手段によって検出された湿度が予め定められた判定湿度よりも小さい場合に、前記積載された前記複数枚のシート材を加湿することを特徴とする請求項１に記載のシート材給送装置。
【請求項３】
前記タンクは、スポンジを有し、前記スポンジに含浸させた状態で前記水を収容することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシート材給送装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のシート材給送装置を搭載す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、積載されたシート束からシート材を分離、搬送するようにしたシート材給送装置およびこのシート材給送装置を搭載した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子写真複写機、ファクシミリおよびプリンタ等の画像形成装置のシート材給送方式として、ゴム等の高摩擦係数を有する材料で作られたローラやベルトとして形成されたピックアップ部材による摩擦給紙方式が広く採用されている。
【０００３】
この摩擦給紙方式を採用したシート材給送装置は、構成を簡単なものにすることができるが、大きな摩擦力を得るために、ゴム等からなるピックアップ部材をバネ等によりシート面に圧接させる必要がある。ここで、高摩擦係数を有するゴム等の材料は、シート面への圧接による劣化、経時的劣化および環境の変化によって、表面の摩擦係数が変化するため、給紙性能の安定性に欠ける。
【０００４】
また、特にプリンタにおいては、ユーザの多様化により、普通紙だけではなく、コート紙やラベル紙等、様々な機能のシート材が用いられてきており、その数、種類共に今後も増加の傾向にある。このような特殊用途のシート材には、摩擦係数が極端に小さいものも存在する。また、摩擦分離させる場合に回転するローラと圧接部材との圧接により、記録紙の層が剥離する等の不具合がある。このため、摩擦給紙方式では、シート材を分離することが難しい場合が多々ある。
【０００５】
上記のように、摩擦による分離が難しいシート材を分離、搬送する場合に、空気を吸引して負圧部を形成し、シート材を吸着して搬送するエア吸引方式を採用ことができる。しかし、エア吸引方式にあっては、摩擦給紙方式と比較して、給紙性能は安定しているものの、吸引時の騒音が大きく、装置も大型化し、更にはコストも増大するため、事務所等で使用するのに適しているとはいえない。
【０００６】
また、積載されたシート束の搬送方向先端面に対向する方向からエアを吹き付け、最上部のシート材を浮上させて摩擦ローラにより分離搬送する方式も採用されている。しかし、この方式にあっては、エア吸引方式と同様に、騒音の発生、装置の大型化およびコストの増大等の問題がある。
【０００７】
一方、上述した給紙方式の他に、画像形成装置のシート材給送方式として、静電気を利用してシート材を吸着および分離する静電吸着分離方式が知られている。この静電吸着分離方式を採用したシート材給送装置は、誘導体からなり、積載されたシート束の上面に対向して配置され給紙方向に周回する無端状ベルトと、この無端状ベルト表面に交番する電圧を印加することにより電荷パターンを形成する帯電部材と、無端状ベルトの電荷パターンを除電する除電部材とを備えている。
【０００８】
これにより、上述のシート材給送装置は、無端状ベルト表面に電荷パターンを形成し、帯電電荷により発生する電界によって吸着力を発生させることで、積載されたシート束から最上部のシート材を吸着および分離し、シート材搬送路へ搬送することができる。
【０００９】
また、櫛歯状の電極を、一定のギャップを設けて交互に噛み合った状態で連続的に形成し、各電極間にそれぞれ正負の電圧を印加することにより電界を発生させ、シート束から最上部のシートを分離、搬送するシート材給送装置も既に発明されている。
【００１０】
しかし、上述した静電吸着分離方式を採用したシート材給送装置にあっては、低湿環境において、シート材に含まれる水分が減少してシート材の誘電率が低下することにより、シート材が静電誘導され難くなり、シート材を無端状ベルトに吸着するために必要な、シート材と無端状ベルトとの接触時間が増大するという問題があった。このため、吸着に必要な接触時間よりも短い時間でシート材と無端状ベルトとの接触を解除してシート材を搬送した場合に、シート材に対する無端状ベルトの吸着力が十分でないために、シート材の不送りが発生する。また、増大した接触時間の間、シート材と無端状ベルトとを接触させた場合には、シート材の分離、搬送に必要以上に時間がかかるため、生産性が低下することとなる。
【００１１】
上記問題に対して、画像読取装置に、温湿度センサと、湿気を特殊なセラミックに吸収させ飽和状態になると温風により外部に排出する除湿手段と、容器に入った水をヒータで加熱し蒸発させる加湿手段とを備え、温湿度センサにより検出した温度および湿度が既定値から外れている場合に、除湿手段および加湿手段を作動させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このように構成された特許文献１に記載のものは、低湿環境においても、加湿によりシート材の水分の含有量を一定に維持して、シート材の誘電率を増大させないため、吸着までに時間がかかることによるシート材の不めくりの発生を防止することができる。
【００１２】
また、シート材の電気抵抗に応じて、シート材と無端状ベルトとの接触時間を制御する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。このように構成された特許文献２に記載の従来のシート材給送装置は、湿度によってシート材の電気抵抗が変わっても、給送するシート材に合わせてシート材と無端状ベルトとの接触時間を制御することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上述した特許文献１に記載のものにあっては、加湿手段に、熱源として別途ヒータを設けているため、装置の製造コストが増大するとともに、装置に必要な電力が増大し、運転コストが増大するという問題があった。また、上述した従来の特許文献２に記載のシート材給送装置にあっては、湿度に応じてシート材と無端状ベルトとの接触時間を増大させた場合に、シート材の搬送に必要な時間が増大してシート材を高速で搬送することができないため、生産性の低下を招くという問題があった。
【００１４】
本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、製造コストおよび運転コストの増大を抑制するとともに、低湿環境においても、高速で確実に１枚ずつシート材を給送することができるシート材給送装置およびこのシート材給送装置を搭載した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】
【００１５】
本発明に係るシート材給送装置は、上記目的を達成するため、複数枚のシート材を積載するシート材積載部と、前記シート材積載部に積載された前記複数枚のシート材から最上部のシート材を不平等電界による吸着力で分離して搬送する分離搬送部と、を備え、前記分離搬送部によって搬送されたシート材を定着器によって加熱することにより前記搬送されたシート材に画像を定着させる画像形成装置に搭載されたシート材給送装置であって、前記シート材積載部に積載された前記複数枚のシート材を加湿する加湿手段を備え、前記加湿手段は、前記定着器と、前記シート材積載部に設けられるとともに水を収容するタンクと、前記定着器において発生した熱を前記タンクに移動させる熱移動器とを有するよう構成する。
【００１６】
この構成により、本発明は、画像形成装置が本来備える定着器を熱源として、定着器において発生した熱を熱移動器によってタンクに移動させ、タンクに収容された水を蒸発させてシート材を加湿するので、加湿のための熱源を新たに設ける必要がない。このため、シート材給送装置の製造コストおよび運転コストの増大を抑制することができる。
また、加湿手段によって、シート材積載部に積載された複数枚のシート材を加湿することができるので、シート材の水分の含有量を増大させてシート材の誘電率を低くすることができる。これにより、シート材の水分の含有量の減少に伴いシート材の誘電率が高くなることに起因してシート材を吸着するまでの時間が増大することを抑制することができるので、シート材を高速で搬送することができるとともにシート材の不送りの発生を抑制することができる。
さらに、シート材を加湿することにより、シート材の帯電を抑制し、シート材の帯電によってシート材同士が吸着することを抑制することができるので、シート材の重送を防止することができる。
したがって、製造コストおよび運転コストの増大を抑制するとともに、低湿環境においても、高速で確実に１枚ずつシート材を給送することができる。
【００１７】
また、本発明に係るシート分離給紙装置において、前記シート材積載部の近傍の湿度を検出する湿度検出手段を備え、前記加湿手段は、前記湿度検出手段によって検出された湿度が予め定められた判定湿度よりも小さい場合に、前記積載された前記複数枚のシート材を加湿するよう構成する。
【００１８】
この構成により、本発明は、湿度検出手段によって検出された湿度が予め定められた判定湿度よりも小さい場合にのみ、シート材の加湿を行うので、シート材を過度に加湿することを防止することができる。これにより、シート材が過度の水分によって変形することを防止することができるので、確実にシート材を搬送することができる。
【００１９】
また、本発明に係るシート分離給紙装置において、前記タンクは、スポンジを有し、前記スポンジに含浸させた状態で前記水を収容するよう構成する。
【００２０】
この構成により、本発明は、タンクが、スポンジを有し、このスポンジに含浸させた状態で水を収容するので、水と空気との接触面積を大きくすることができる。このため、水が蒸発しやすくなり、シート材の加湿を迅速に行うことができるので、加湿手段を作動させる時間を短縮することによって消費電力を抑制することができ、シート材給送装置の運転コストの増大を抑制することができる。
また、水をタンクに直接収容せず、スポンジに含浸させた状態で水をタンクに収容するので、タンクから水が零れることを防止することができる。
【００２１】
また、本発明に係る画像形成装置は、上述したシート材給送装置を搭載するよう構成されている。
【００２２】
この構成により、本発明は、上述したシート材給送装置を画像形成装置に搭載することにより、幅広い湿度条件において使用可能な画像形成装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明では、製造コストおよび運転コストの増大を抑制するとともに、低湿環境においても、高速で確実に１枚ずつシート材を給送することができるシート材給送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】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に係る給紙装置を備えた複写機の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る給紙装置を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る給紙装置を示す概略構成図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る給紙装置の分離部を示す斜視図である。（ａ）は、ブレード状の帯電電極を備えた状態の斜視図であり、（ｂ）は、ローラ状の帯電電極を備えた状態の斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る加湿装置を示す概略構成図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る給紙装置の本体制御部の一部を示す概略構成図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る給紙装置の分離部を示す図であって、押し上げ部材を設けた場合の一部側面図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る給紙装置の分離部を示す図であって、位置検出センサとシート押し上げ部とを備えた場合の一部側面図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る給紙装置の分離部を示す図であって、静電吸着分離部を上下動可能かつ回動可能に構成した場合の一部側面図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る給紙装置の分離部を示す図であって、静電吸着分離部に分離爪を備えた場合の一部側面図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る給紙装置の静電吸着分離部の他の電荷パターンの形成方法を説明するための斜視図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る給紙装置の帯電および除電のための電圧波形の例を示すタイムチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態に係る給紙装置を備えた画像形成装置の本体制御部において実行される加湿動作のプログラム処理を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態に係るシート材の湿度と電気抵抗との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図１〜図１４は、本発明に係るシート材給送装置および画像形成装置の一実施の形態を示す図であり、画像形成装置を電子写真式の複写機に適用した例を示している。
【００２６】
まず、構成を説明する。
図１に示すように、複写機として構成された画像形成装置１は、原稿を読み取る原稿読取部２と、給紙部４から給紙された最上部のシート材（記録紙）６ａに対し原稿読取部２が読み取った画像を形成する画像形成部３と、画像形成部３にシート材６ａを給紙する給紙部４とを備えている。なお、本実施の形態の画像形成装置では、画像形成部３と給紙部４とは分割可能となっている。
【００２７】
画像形成部３は、４つの作像部１２４（１２４Ｙ（イエロー）、１２４Ｃ（シアン）、１２４Ｍ（マゼンタ）、１２４Ｂｋ（ブラック））と、転写ベルトである中間転写ベルト１２５と、露光装置１２６とを有している。
【００２８】
作像部１２４Ｙ、１２４Ｃ、１２４Ｍ、１２４Ｂｋは、時計回転方向に回転駆動される像担持体である感光体１２７（１２７Ｙ、１２７Ｃ、１２７Ｍ、１２７Ｂｋ）、感光体１２７の周囲に配置された帯電部１２８、現像部１２９、クリーニング部１３０等により構成されており、それぞれ異なる色の画像（トナー像）を形成するようになっている。
【００２９】
感光体１２７は、円筒状に形成され、図示しない駆動源により回転駆動される。感光体１２７の外周面部には感光層が設けられており、露光装置１２６から出射された破線で示す光ビームが感光体１２７の外周面にスポット照射されることにより、感光体１２７の外周面には画像情報に応じた静電潜像が書き込まれる。
【００３０】
帯電部１２８は、感光体１２７の外周面を一様に帯電するものであり、感光体１２７に対して接触方式のものが採用されている。現像部１２９は、感光体１２７にトナーの供給を行い、供給されたトナーが感光体１２７の外周面に書き込まれた静電潜像に付着することにより、感光体１２７上の静電潜像がトナー像として顕像化させるものであり、感光体１２７に対して非接触方式のものが採用されている。
【００３１】
クリーニング部１３０は、感光体１２７の外周面に付着している残留トナーを除去するものであり、感光体１２７の外周面にブラシを接触させるブラシ接触方式のものが採用されている。
【００３２】
中間転写ベルト１２５は、樹脂フィルム、または、ゴムを基体として形成された無端状ベルトから構成されており、感光体１２７上に形成されたトナー像が転写されるようになっている。また、この中間転写ベルト１２５に転写されたトナー像が、転写ローラ９によってシート材６ａに転写される。
【００３３】
露光装置１２６は、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等から入力される色分解された画像データや、原稿読取部２によって読み取られた原稿の画像データを光源駆動用の信号に変換し、それに従い各レーザ光源ユニット内の半導体レーザを駆動して光ビームを出射するようになっている。
【００３４】
給紙部４は、シート材給送装置としての給紙装置５を有しており、この給紙装置５は、後述する給紙トレイに積載された複数枚のシート束６から最上部に位置するシート材６ａを吸着して搬送方向下流側に給紙する分離部７を有している。
【００３５】
給紙装置５によって分離されたシート材６ａは、搬送路５０内に搬送されるようになっており、搬送路５０に搬送されたシート材６ａは、搬送ローラ対８によってさらに搬送されるようになっている。また、搬送ローラ対８によって搬送されたシート材６ａは、転写ローラ９によって、画像形成部３で形成されたトナー画像を転写されるようになっている。さらに、転写ローラ９によってトナー画像を転写されたシート材６ａは、このトナー画像を定着器１０によって定着され、排紙ローラ対１１により排紙トレイ１２に排出されるようになっている。
【００３６】
定着器１０は、加圧ローラ１０ａと、定着ローラ１０ｂと、ヒータ１０ｈとを有している。
【００３７】
加圧ローラ１０ａは、画像形成装置１の筐体に回転可能に支持されるとともに、図示しない加圧スプリングの付勢力により定着ローラ１０ｂに対して圧接している。
【００３８】
定着ローラ１０ｂは、画像形成装置１の筐体に回転可能に支持されるとともに、ヒータ１０ｈによって発生させられた熱と、加圧ローラ１０ａから受ける圧力とを利用して、シート材６ａに転写されたトナー画像を定着させるようになっている。
【００３９】
ヒータ１０ｈは、定着ローラ１０ｂに内蔵された誘導加熱方式のヒータによって構成されており、高周波電流を誘導コイルに流すことによって誘導磁場を発生させ、この誘導磁場によって芯金に流れた電流によってジュール熱を発生させるようになっている。
【００４０】
なお、画像形成装置１は、上述した電子写真式の他、例えばインクジェット方式等の他の方式を採用してもよく、また、複写機として構成される他に、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。
【００４１】
図２に示すように、給紙装置５は、後述するシート材積載部を構成する給紙トレイ１６と、分離部７（図１参照）を構成する静電吸着分離部１４とを有している。静電吸着分離部１４は、積載可能シート幅に対して短く、給紙トレイ１６に積載されたシート束６の幅方向の中心付近に配置されているが、積載可能シート幅に対して、同等若しくは、長くてもよい。また、静電吸着分離部１４は、図２において、１つ記載されているが、積載されたシート束６の幅方向に複数個配置されていてもよい。
【００４２】
図３に示すように、本実施の形態に係る給紙装置５は、分離部７と、シート材積載部１５と、シート搬送部６０を有している。また、上述した分離部７は、静電吸着分離部１４を有している。
【００４３】
図３に示すように、静電吸着分離部１４は、駆動ローラ１７と、従動ローラ１８と、駆動ローラ１７および従動ローラ１８に巻き掛けられた誘電体からなる無端状のベルト１９と、ベルト１９に当接した帯電電極２１および除電電極２２と、帯電電極２１および除電電極にそれぞれ接続された帯電電源２４および除電電源２５と、駆動モータ８１と、電磁クラッチ８６とを有している。
【００４４】
図４（ａ）に示すように、駆動ローラ１７は、後述する駆動モータの駆動力により駆動軸１７ａを中心として回転駆動し、ベルト１９を周回させるようになっている。また、駆動ローラ１７の表面は、抵抗値が１０６Ω・ｃｍ程度の導電性ゴム層によって構成されている。さらに、駆動ローラ１７の径は、ベルト１９からシート材６ａを曲率によって分離するのに適した小径となっている。すなわち、駆動ローラ１７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１９に吸着されて分離および搬送されたシート材６ａが、駆動ローラ１７から分離され、搬送方向下流側の搬送路５０（図３参照）に入るようになっている。
【００４５】
また、図４（ａ）に示すように、従動ローラ１８は、ローラの表面および内部が金属によって構成された金属ローラであり、駆動ローラ１７の駆動に伴いベルト１９が周回することにより回転軸１８ａを中心として従動するようになっている。
【００４６】
また、駆動ローラ１７の駆動軸１７ａおよび従動ローラ１８の回転軸１８ａは、駆動ローラ１７と従動ローラ１８との間隔を規制するための図示しない支持部材に回転可能に支持されている。さらに、駆動ローラ１７および従動ローラ１８は、それぞれ接地されている。
【００４７】
再び図３を参照して、ベルト１９は、所定の抵抗を有する誘電体、例えば、厚さ１００μｍ程度のポリエチレンテレフタレート等のフィルムで構成されており、抵抗が１０８Ω・ｃｍ以上の誘電体からなる表層１９ａと、抵抗が１０６Ω・ｃｍ以下の導体からなる裏層１９ｂとを有する２層構造となっている。これにより、ベルト１９は、良好な帯電状態を取るようになっている。また、ベルト１９は、シート束６に対して、最上部に位置するシート材６ａの吸着面積を充分に取れる位置に設定されている。
【００４８】
帯電電極２１は、ベルト１９が駆動ローラ１７に巻回された位置の近くでベルト１９の表層１９ａに当接するよう配置されたブレード状の電極によって構成されており、交流を発生する帯電電源２４に接続されている。なお、帯電電極２１は、駆動ローラ１７および従動ローラ１８を介して接地されたベルト１９の裏層１９ｂを対向電極として使用しているため、ベルト１９の表層１９ａに接した位置であればどこに配置されていてもよい。
【００４９】
除電電極２２は、ベルト１９の周回方向において帯電電極２１よりも上流側で、かつ、シート束６とベルト１９とが分離する位置よりも下流側に、ベルト１９の表層１９ａに当接または近接するよう配置されたブレード状の電極によって構成されており、交流電源としての除電電源２５に接続されている。
【００５０】
帯電電源２４および除電電源２５は、それぞれ交流電源によって構成されており、各正極は帯電電極２１および除電電極２２にそれぞれ接続され、各負極はそれぞれ接地されている。
【００５１】
上述した帯電電源２４および除電電源２５は、搬送ローラ対８にシート材６ａの先端が当接する位置でベルト１９の吸着力が除去されるように、後述する本体制御部によって制御される。
【００５２】
なお、除電電極２２および除電電源２５は、必ずしも必要ではないため、省略することができる。以下、静電吸着分離部１４が除電電極２２および除電電源２５を有しないものとして説明する。
【００５３】
帯電電極２１は、図４（ａ）に示すブレード状の帯電電極２１に限らず、図４（ｂ）に示すローラ状の帯電電極２３によって構成されていてもよいが、ブレード状の帯電電極２１はローラ状の帯電電極２３と比較して、低コストに製造できるというメリットがある。
【００５４】
駆動モータ８１は、ステッピングモータによって構成されており、後述する本体制御部によって出力された制御信号に基づいて、駆動ローラ１７を回転駆動させるようになっている。
【００５５】
電磁クラッチ８６は、駆動モータ８１と駆動軸１７ａとの間に設けられ、後述する本体制御部によって出力された制御信号に基づき、駆動モータ８１と駆動軸１７ａとの間の動力の伝達を行う接続状態と、動力の伝達を遮断する遮断状態との間で制御されるようになっている。また、電磁クラッチ８６は、シート材６ａを搬送ローラ対８へ搬送するまでは接続状態に制御され、シート材６ａが搬送ローラ対８に到達した場合に遮断状態に制御されるようになっている。これにより、シート材６ａが搬送ローラ対８に到達した場合には、駆動軸１７ａは回転自由となり、分離部７において生じる駆動ローラ１７の負荷が低減されるようになっている。
【００５６】
シート材積載部１５は、給紙トレイ１６を有している。給紙トレイ１６は、内部にシート束６を積載する底板２８を有しており、給紙部４（図１参照）の筐体に対して引き出しおよび引き込み可能に構成されている。
【００５７】
シート搬送部６０は、一対のガイド板６１，６２と、ガイド板６１，６２に回転可能に支持されるとともに搬送ローラ対８を構成する一対の搬送ローラ６５，６６とを有している。搬送ローラ６５，６６は、図示しない搬送モータによって回転駆動されるようになっており、分離部７によって搬送されたシート材６ａを、さらに画像形成部３（図１参照）へ搬送するようになっている。
【００５８】
図５に示すように、給紙装置５は、さらに加湿装置７０を備えている。
加湿装置７０は、上述した定着器１０と、水を収容するタンク７１と、定着器１０において発生した熱をタンク７１に移動させる熱移動器７４とを有している。ここで、加湿装置７０は、本発明に係る加湿手段を構成している。
【００５９】
タンク７１は、給紙トレイ１６の内部に取り外し可能に固定されるとともに水を収容するタンク本体７２と、水を含浸可能に構成されるとともにタンク本体７２に収容されたスポンジ７３とを有しており、スポンジ７３に水を含浸させた状態で水を収容するようになっている。
【００６０】
なお、タンク７１は、スポンジ７３に水を含浸させた状態で水を収容するものとして説明したが、吸水することによってタンク７１から水が零れるのを防止するものであれば、スポンジ７３の代わりに、布や多孔質樹脂等を用いることができる。
【００６１】
熱移動器７４は、送風ファン７５と、送風ファン７５を駆動させる送風モータ７６と、送風ファン７５によって送風された空気をタンク７１に案内する送風ダクト７７と、定着器１０において発生した熱を持った空気を送風ファン７５の近傍に案内する案内ダクト７８とを有している。
【００６２】
送風ファン７５は、送風経路に設けられた羽根車によって構成されており、送風モータ７６によって回転軸を中心に回転駆動させられることにより、定着器１０によって発生させられた熱を持った空気をタンク７１に送るようになっている。
【００６３】
送風モータ７６は、ブラシレスモータによって構成されており、後述する本体制御部によって出力された制御信号に基づいて、送風ファン７５を回転駆動させるようになっている。
【００６４】
送風ダクト７７は、一端が開口した筒状部材によって構成されており、他端側には送風ファン７５が設けられている。案内ダクト７８は、両端が開口した筒状部材によって構成されており、一端は、図４における定着器１０の上方に配置され、他端は、送風ダクト７７における送風ファン７５が配置されている箇所の近傍に接続されている。
【００６５】
また、給紙装置５は、温湿度計９２を有している。温湿度計９２は、シート材積載部１５の近傍に配置されており、シート材積載部１５の近傍の温度および湿度を検出して、検出信号を、後述する本体制御部に出力するようになっている。ここで、温湿度計９２は、本発明に係る湿度検出手段を構成している。以下、温湿度計９２によって検出された、シート材積載部１５の近傍の湿度をＨ１と表す。
【００６６】
図６に示すように、画像形成装置１は、本体制御部１００と、操作入力部１０１とを備えている。
【００６７】
本体制御部１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェース等を含むマイクロコンピュータで構成されており、予めＲＯＭに記憶されたプログラムを、ＣＰＵによって実行するようになっている。
【００６８】
また、本体制御部１００は、帯電電源２４、送風モータ７６、駆動モータ８１、電磁クラッチ８６、温湿度計９２、操作入力部１０１およびその他画像形成装置１に設けられた各種センサ類やモータ等と接続されている。また、本体制御部１００は、各種センサからの検出信号に基づいて、帯電電源２４、送風モータ７６、駆動モータ８１および電磁クラッチ８６およびその他のモータ類を制御して、給紙装置５による後述する加湿動作等を制御するようになっている。
【００６９】
操作入力部１０１は、画像形成装置１の本体に設けられ、テンキーやプリントスタートキーなどの各種キーおよび各種表示器を有しており、各種キーを介して入力された入力信号を本体制御部１００に出力するようになっている。
【００７０】
図７に示すように、シート材積載部１５は、コイルばねによって構成された押し上げ部材２７による矢印５６の方向の付勢力によって、底板２８が回動支点２８ｄを支点として回動するようになっていてもよい。この場合、ベルト１９、駆動ローラ１７および従動ローラ１８は、底板２８の傾斜変化に応じて姿勢が変更できるように支持されている。具体的には、従動ローラ１８の回転軸１８ａ（図４参照）は、駆動ローラ１７の駆動軸１７ａ（図４参照）と異なり、画像形成装置１（図１参照）の筐体には支持されておらず、駆動ローラ１７の駆動軸１７ａを回動支点として、矢印５５の方向に回動可能になっている。また、従動ローラ１８は、給紙トレイ１６に積載されたシート束６の最上部のシート材６ａ（図２参照）に近接する方向に、自重により下降するようになっている。
【００７１】
ベルト１９は、駆動ローラ１７を軸として、押し上げ部材２７に押上げられた底板２８上のシート束６のうち最上部のシート材６ａの上面前端部に位置し、シート材６ａと接触可能に配置される。底板２８は、一端に形成された回動支点２８ｄを支点として押し上げ部材２７により回動させられるように他端を持ち上げることにより、シート材６ａをベルト１９に対して付勢するようになっている。
【００７２】
また、図８に示すように、シート材積載部１５は、シート押し上げ部２９と、給紙トレイ昇降モータ８３とを有していてもよい。この場合、給紙装置５は、位置検出センサ９１を有している。
【００７３】
シート押し上げ部２９は、給紙トレイ１６の図示しない底面板と底板２８との間に介装されており、底板２８の下面に取り付けられたラック２９ａと、ラック２９ａと噛み合うピニオン２９ｂとを有している。
【００７４】
底板２８の、給紙トレイ１６への取り付け構造としては、ラック２９ａを底板２８から突出する図示しない筒状部に摺動自在に係合させることにより、底板２８を、ラック２９ａを介して給紙トレイ１６に取り付けるようにすればよい。なお、底板２８の幅方向両端部を給紙トレイ１６の幅方向両端部の側板に摺動自在に係合させることにより、底板２８を、ラック２９ａを介して給紙トレイ１６に取り付けるようにしてもよい。
【００７５】
給紙トレイ昇降モータ８３は、本体制御部１００に接続されたステッピングモータによって構成されており、本体制御部１００（図６参照）によって出力された制御信号に基づいて、ピニオン２９ｂを、図８の矢印５２の方向に回転駆動させるようになっている。このため、給紙トレイ昇降モータ８３は、ピニオン２９ｂを回転駆動することにより、ラック２９ａを介して、底板２８を、平行を維持したまま図２の矢印５３の方向に昇降させるようになっている。
【００７６】
位置検出センサ９１は、フィラーセンサによって構成されており、図８の矢印５３の方向における最上部のシート材６ａの位置Ｐを検出し、検出信号を本体制御部１００に出力するようになっている。
【００７７】
この場合、静電吸着分離部１４は、駆動ローラ１７、従動ローラ１８およびベルト１９が、給紙装置５内にその位置が固定されるように構成されていてもよい。また、給紙装置５は、位置検出センサ９１によって検出されたシート材６ａの位置Ｐに基づいて、給紙トレイ昇降モータ８３が本体制御部１００に制御されることによって、ピニオン２９ｂを回転駆動させ、ベルト１９とシート材６ａとの間隔や接触圧を適正に制御することが可能となっている。
【００７８】
また、図９に示すように、静電吸着分離部１４は、接離ソレノイド８２を有していてもよい。この場合、接離ソレノイド８２は本体制御部１００と接続され、本体制御部１００（図６参照）から出力された制御信号に基づいて、アーム部材８２ａを介して、静電吸着分離部１４を、図９の矢印５１の方向に昇降させるようになっている。
【００７９】
アーム部材８２ａは、駆動ローラ１７と従動ローラ１８との間隔を規制するための図示しない支持部材に一端部が取り付けられ、他端部が接離ソレノイド８２に取り付けられている。
【００８０】
このように、図９に示す例では、シート材積載部１５は、底板２８がラック＆ピニオン形式のシート押し上げ部２９により平行を保ったまま矢印５３の方向に移動する場合、また、平行を保ったまま固定されている場合のどちらでもよく、静電吸着分離部１４が、矢印５１のように上下に移動するように構成している。また、静電吸着分離部１４は、従動ローラ１８が、駆動ローラ１７を回動支点として矢印５７に示すように図示しないモータによって回動するように構成してもよい。これにより、静電吸着分離部１４は、最上部のシート材６ａをベルト１９に吸着させ、２枚目のシート材６ｂを、シートの剛性、いわゆるシートのコシによって、最上部のシート材６ａから剥離させることにより、シート材のめくり動作を行うようになっている。
【００８１】
なお、ベルト１９を帯電させたり除電させたりする場合に、ベルト１９を周回させる必要があるため、シート材６ａにベルト１９が接触していると、ベルト１９の周回とともにシート材６ａが吸着され、搬送されるおそれがある。このため、静電吸着分離部１４または底板２８を、矢印５１の方向または矢印５３の方向にそれぞれ移動可能とすることによって、ベルト１９とシート材６ａとの接触および離間を任意に調節できることとしている。
【００８２】
また、静電吸着分離部１４を矢印５１の方向に移動させる場合と、底板２８を矢印５３の方向に移動させる場合とでは、静電吸着分離部１４を移動させる場合の方が、底板２８に積載されているシート束６の乱れが抑制されるため、底板２８を矢印５３の方向に移動させる場合よりも好ましい。
【００８３】
図１０を参照して、ベルト１９は、シート材６ａの後端が従動ローラ１８とシート束６との対向位置に達する前に２枚目のシート材６ｂがベルト１９に吸着されないようにしている。
【００８４】
駆動ローラ１７の部分でのベルト１９からのシート材６ａの分離は、駆動ローラ１７に懸架された部分のベルト１９の曲率によるが、分離を一層確実にするために、図１０に示すように分離爪３２を設けてもよい。分離爪３２は、所定の曲率で湾曲するとともに先端に向かうにつれ板厚が薄くなる板状部材によって構成されており、ベルト１９の外周面に対して僅かに離間された状態で配置されている。分離爪３２は、板厚が最も薄くなった先端部をベルト１９とシート材６ａとの間に入り込ませることにより、ベルト１９からのシート材６ａの分離を一層確実なものとしている。
【００８５】
シート材６ａは、搬送ローラ対８（図３参照）に挟持された後はベルト１９の影響を受けることなく、搬送ローラ対８の搬送力のみによって搬送される。また、紙粉やその他のごみが静電吸着分離部１４の吸着動作に悪影響を与えることを防止するため、静電吸着分離部１４は、ベルト１９をクリーニングするための図示しないクリーニング機構を有している。また、上記の説明では、図４（ａ）に示すようなブレード状の電極や、図４（ｂ）に示すようなローラ状の電極によってベルト１９に電荷を与えて、ベルト１９上に電界を発生させるようになっているが、ベルト１９に電荷を与える方法はこれに限定されるものではなく、ブラシ状電極をベルト１９に接触させるようにしてもよく、また、のこぎり歯状電極をベルト１９から微小距離だけ離した状態で配置してもよい。
【００８６】
また、図１１に示すように、静電吸着分離部１４は、正と負の２つの櫛歯状の電極４０が、ベルト１９の移動方向と直交する方向で向かい合うようにベルト１９上に配置されるように構成されていてもよい。この場合、ベルト１９の両端には、それぞれパターンを露出した被給電部４１があり、この被給電部４１を通して、正と負の高圧電源４２によって電極４０に正または負の電圧を印加することにより電界が発生し、シート材６ａを吸着する力が発生する。
【００８７】
上記のように構成された給紙装置５においては、例えば操作入力部１０１に設けられた図示しないプリントスタートキーが押下されたことにより、本体制御部１００から出力された制御信号（給紙信号）により電磁クラッチ８６が接続状態に制御された場合に、駆動ローラ１７が回転駆動するようになっている。駆動ローラ１７の回転駆動に伴って周回を開始したベルト１９には、帯電電極２１を介して帯電電源２４より交番電圧が印加され、ベルト１９の表面には交流電源周波数とベルト１９の周回速度に応じたピッチ（ピッチは２ｍｍ〜１５ｍｍ程度とするのがよい）で交番する電荷パターンが形成される。帯電電源２４は交流の他直流を高低交互の電位に変化させたものでもよく、本実施の形態ではベルト１９の表面に対して３〜４ＫＶ（±１．５〜±２）の振幅を持った交流を印加している。
【００８８】
ここで、図１２（ａ）に示すように、給紙装置５は、帯電電源２４および除電電源２５の印加電圧Ｖを制御することにより帯電および除電を行うことができ、印加電圧Ｖを低くすることによって、ベルト１９上の電荷パターンを除去（除電）する。また、図１２（ｂ）は、電源周波数を高くすることによって、ベルト１９上に形成する電荷パターンのピッチを細かくし、Ｍａｘｗｅｌｌの応力に基づくベルト１９の吸着力を低減させる例である。これらは直流電源を交番させた方形波であるが、図１２（ｃ）、（ｄ）に示すように、交流電源を用いる場合も同様である。
【００８９】
電荷パターンが形成されたベルト１９は、従動ローラ１８に巻回された位置で最上部のシート材６ａの上面前端部に当接している。これにより、誘電体であるシート材６ａには、ベルト１９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、Ｍａｘｗｅｌｌの応力が働くようになっている。また、最上部のシート材６ａのみがベルト１９に吸着、保持および搬送された後、最上部のシート材６ａは、駆動ローラ１７に懸架された部分のベルト１９の曲率によって分離され、搬送方向へ搬送され、搬送路５０を通って搬送ローラ対８により画像形成部３に搬送される。
【００９０】
電荷パターンによる吸着力は、シート材６ａがベルト１９に吸着された瞬間からある一定時間は、最上部のシート材６ａ以外にも作用するが、一定時間経過した後には、最上部のシート材６ａにしか作用せず、２枚目のシート材６ｂ以下には作用しない。すなわち、時間をおくことで、シート材の重送を阻止する部材を別途設けていなくても、シート束６から最上部のシート材６ａを分離することができる。搬送ローラ対８とベルト１９の線速は、同一となるよう調整されており、搬送ローラ対８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１９も間欠駆動されるように制御される。
【００９１】
次に、図５および図１３を参照して、本実施の形態に係る給紙装置５において実行される加湿動作について説明する。図１３に示すフローチャートは、本体制御部１００によって、ＲＡＭを作業領域として実行される加湿動作のプログラムの実行内容を表す。また、このシート材保持動作のプログラムは、給紙装置５によってシート材が分離搬送される際に、本体制御部１００により、予め定められた時間間隔で実行されるようになっている。
【００９２】
図１３に示すように、本体制御部１００は、温湿度計９２（図５参照）によって検出されたシート材積載部１５の近傍の湿度Ｈ１が、予め定められた判定湿度Ｈａよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１１）。ここで、判定湿度Ｈａは、判定湿度Ｈａより大きい湿度においてはシート材積載部１５の近傍の湿度が過多となり、シート材６ａが水分によって変形するおそれが生じる湿度であって、予め理論的、実験的に求められる値である。
【００９３】
本体制御部１００は、湿度Ｈ１が、判定湿度Ｈａより小さいと判定した場合に（ステップＳ１１でＹＥＳ）、送風モータ８７に対して、駆動するよう制御信号を出力することによって送風モータ７６を駆動させ（ステップＳ１２）、本処理を終了する。これにより、送風ファン７５が回転駆動するため、定着器１０において発生させられた熱を持った空気が、送風ファン７５によってタンク７１に送られることとなる。
【００９４】
一方、本体制御部１００は、湿度Ｈ１が判定湿度Ｈａ以上であると判定した場合に（ステップＳ１１でＮＯ）、送風モータ８７に対して停止するよう制御信号を出力することによって送風モータ７６を停止させ（ステップＳ１３）、本処理を終了する。これにより、送風ファン７５が停止するため、定着器１０において発生させられた熱を持った空気は、タンク７１に送られないこととなる。
【００９５】
以上のように、本実施の形態に係る給紙装置５は、画像形成装置１が本来備える定着器１０を熱源として、定着器１０において発生した熱を送風ファン７５によってタンク７１に移動させ、タンク７１に収容された水を蒸発させてシート材積載部１５に積載されたシート束６を加湿するので、加湿のための熱源を新たに設ける必要がない。このため、給紙装置５の製造コストおよび運転コストの増大を抑制することができる。
また、加湿装置７０によって、シート材積載部１５に積載されたシート束６を加湿することができるので、図１４に示すように、シート材の水分の含有量を増大させてシート材の誘電率を低くすることができる。これにより、シート材の水分の含有量の減少に伴いシート材の誘電率が高くなることに起因してシート材を吸着するまでの時間が増大することを抑制することができるので、シート材を高速で搬送することができるとともにシート材の不送りの発生を抑制することができる。
さらに、シート材を加湿することにより、シート材の帯電を抑制し、シート材の帯電によってシート材同士が吸着することを抑制することができるので、例えば最上部のシート材６ａと２枚目のシート材６ｂとが重送されることを防止することができる。
したがって、製造コストおよび運転コストの増大を抑制するとともに、低湿環境においても、高速で確実に１枚ずつシート材を分離給送することができる。
【００９６】
また、本実施の形態に係る給紙装置５は、温湿度計９２によって検出されたシート材積載部１５の近傍の湿度Ｈ１が、予め定められた判定湿度Ｈａよりも小さい場合にのみ、シート材の加湿を行うので、シート材を過度に加湿することを防止することができる。これにより、シート材が過度の水分によって変形することを防止することができるので、確実にシート材を搬送することができる。
【００９７】
また、本実施の形態に係る給紙装置５は、タンク７１が、スポンジ７３を有しており、このスポンジ７３に含浸させた状態で水を収容するので、水と空気との接触面積を大きくすることができる。このため、水が蒸発しやすくなり、シート材の加湿を迅速に行うことができるので、送風モータ７６を作動させる時間を短縮することによって消費電力を抑制することができ、給紙装置５の運転コストの増大を抑制することができる。
また、水をタンク本体７２に直接収容せず、スポンジ７３に含浸させた状態で水をタンク本体７２に収容するので、タンク本体７２から水が零れることを防止することができる。
【００９８】
さらに、上述した給紙装置５を画像形成装置１に搭載することにより、幅広い湿度条件において使用可能な画像形成装置１を提供することができる。
【００９９】
なお、上述した本実施の形態においては、駆動モータ８１および給紙トレイ昇降モータ８３が、ステッピングモータによって構成されているものとして説明したが、これに限らず、ブラシレスＤＣモータ、超音波モータまたはダイレクトドライブモータによって構成されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
以上のように、本発明に係るシート材給送装置および画像形成装置は、製造コストおよび運転コストの増大を抑制するとともに、低湿環境においても、高速で確実に１枚ずつシート材を分離給送することができるという効果を有し、積載されたシート束からシート材を分離、搬送するようにしたシート材給送装置およびこのシート材給送装置を備えた画像形成装置等として有用である。
【符号の説明】
【０１０１】
１  画像形成装置
５  給紙装置（シート材給送装置）
６  シート束
７  分離部（分離搬送部）
８  搬送ローラ対
１０  定着器
１４  静電吸着分離部
１５  シート材積載部
１６  給紙トレイ
１７  駆動ローラ
１８  従動ローラ
１９  ベルト
６０  シート搬送部
７０  加湿装置（加湿手段）
７１  タンク
７２  タンク本体
７３  スポンジ
７４  熱移動器
７５  送風ファン
７６  送風モータ
７７  送風ダクト
７８  案内ダクト
８１  駆動モータ
８７  送風モータ
９１  位置検出センサ
９２  温湿度計（湿度検出手段）
１００  本体制御部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０２】
【特許文献１】特開平９−２１１９０１号公報
【特許文献２】特開２００３−２３７９６０号公報
【図１】
2011042491.tif 000003
【図２】
2011042491.tif 000004
【図３】
2011042491.tif 000005
【図４】
2011042491.tif 000006
【図５】
2011042491.tif 000007
【図６】
2011042491.tif 000008
【図７】
2011042491.tif 000009
【図８】
2011042491.tif 000010
【図９】
2011042491.tif 000011
【図１０】
2011042491.tif 000012
【図１１】
2011042491.tif 000013
【図１２】
2011042491.tif 000014
【図１３】
2011042491.tif 000015
【図１４】
2011042491.tif 000016