(57)【要約】【課題】搬送力を保ったまま、シート材を次の搬送手段まで搬送することができる、高速で確実な搬送が可能な給紙装置と、これを搭載した画像形成装置を提供する。【解決手段】無端状ベルト１９周上におけるシート吸着面の搬送方向距離αを、無端状ベルト１９周上のシート束Ｓ先端との接触位置から該吸着分離手段以降の次搬送手段８までの距離βより長くする（α＞β）。それにより、シート搬送前のシート材Ｓ１と無端状ベルト１９の吸着面は、シート材Ｓ１の搬送力を失うことなく、所要の搬送力を保ったまま、搬送ローラ対からなる次搬送手段８までシート材Ｓ１を高速で確実に搬送することができるようになる。【選択図】図１１
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【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積載部材、複数のローラに巻き掛けられた誘電体、周回移動する無端状ベルト、前記無端状ベルトの表面に交番電荷を与える帯電部材を備え、前記無端状ベルトによって前記シート積載部材上の複数枚のシートから最上位に位置するシートを吸着して分離給紙するようにした給紙装置において、
前記無端状ベルト周上におけるシート吸着面の搬送方向距離を、
該無端状ベルト周上のシート先端との接触位置からシート材搬送方向で前記吸着分離手段以降に配するシート搬送手段までの距離より長くしてなる、
ことを特徴とする給紙装置。
【請求項２】
請求項１の給紙装置において、
前記無端状ベルトの表面の、積載された最上位のシート材と接触する部分のみ帯電させる部分帯電手段を備える、
ことを特徴とする給紙装置。
【請求項３】
請求項２の給紙装置において、
前記部分帯電手段を、
前記無端状ベルト上の帯電領域外にセンサで読み取り可能なマーキングを等間隔に配置し、該マーキングを読み取った前記センサからの信号によって前記無端状ベルトの移動距離を測定し、前記帯電部材からシート材の吸着面までの距離に応じて帯電電圧をオン、オフさせることで前記無端状ベルトの任意の範囲に帯電部分を形成するものとしてなる、
ことを特徴とする給紙装置。
【請求項４】
請求項２または３の給紙装置において、
前記無端状ベルト上に除電部材を設け、該無端状ベルトの一周毎に除電を行う、
ことを特徴とする給紙装置。
【請求項５】
請求項２または３の給紙装置において、
前記無端状ベルトの帯電動作ではない別種の回転を行う時に、前記帯電部材に微小電圧を掛けて前記無端状ベルトを除電する、
ことを特徴とする給紙装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の給紙装置を搭載し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、積載されたシート材の束（以下、シート材束）からシート材を分離、搬送させる給紙装置に関し、さらにこれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置で用いる記録紙などのシート材の給紙装置としては、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】
ただし、摩擦給紙方式は構成が簡単であるが、大きな摩擦力を得るためにバネ等によりピックアップ部材をシート面に圧接させる必要があり、また、ゴム等の高摩擦係数を有する材料は経時的な変化や環境の影響によって表面の摩擦係数が変化するので、給紙性能の安定性に欠ける。
【０００４】
特にプリンタにおいては、ユーザーの使用形態の多様化により、普通紙だけでは無く、コート紙やラベル紙など様々な機能の記録紙が用いられるようになってきており、その数、種類ともに今後も増加の傾向にある。そのような用途の記録紙は、表面の摩擦係数が極端に小さいものや、温度により摩擦力が変化するもの、吸湿状態により積載されたシート同士が密着してしまうものなど、様々な特性や状態のものが存在し、従来の摩擦分離方式だけでは、分離することが難しい場合が多々ある。
【０００５】
上述のように摩擦による分離が難しいシート材の場合でも、空気の吸引により負圧部を作り、シート材を吸着して搬送するエア吸引方式により解決することが可能な場合もある。
【０００６】
この方式は、摩擦給紙方式に比較して給紙性能は安定しているが、エア吸引時の騒音が大きく、装置も大型化し、製品コストだけでなく稼働コストも増加するために、事務所等で使用する機器としては難点がある。
【０００７】
また、積層されたシート束の進行方向端面に対向する方向からエアを吹き付け、シート材をさばき、最上位のシート材を摩擦ローラにより分離搬送する方式もあるが、上記同様に騒音、装置の大きさ、コストなどに問題がある。
【０００８】
上記と異なる分離方法としては、静電気を利用し用紙を吸着させて分離を行う方式がある。この方式の一例としては、積載されたシート束の上面に対設された給紙方向に移動する無端誘電体ベルトを有し、無端誘電体ベルト表面に交番する電圧を印加する部材を設け、この部材が無端ベルト表面に交番する電荷パターンを形成する帯電機能と、無端誘電体ベルトを除電する除電機能とを有する部材を有する装置により、無端誘電体ベルト上に帯電電荷を与え、帯電電荷によって発生する電界により吸着力を発生させ、シート束から最上位のシートを分離し給紙方向へ移動させることを可能としている。また、櫛歯状の電極が一定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、この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、上述の方法と同様に吸着力を発生させ、シート束から最上位のシートを分離し給紙方向へ移動させることが可能な装置なども知られている。
【０００９】
例えば特許文献１では、偏心ローラは、予めその偏心軸から最も遠い円周部が上になる位置に保持され、偏心軸が回転すると給紙ベルトの表面に電荷パターンを付与されながらシート束との下部走行辺が給紙方向に走行されるとともにシート束に接近し、最上シートが給紙ベルトの電荷パターンにより発生する吸着力により、給紙ベルトに静電吸着される。給紙ベルトに吸着された最上シートは、給紙ベルトがさらに回転することにより、給紙方向下流へと送り込む。さらに、シート束の先端縁から該搬送ローラ対のニップまでの距離を、前記偏心ローラの半径長に前記誘電体無端ベルトの厚みを加えた値を半径とする円の円周長の２分の１以下の長さに設定される。従来、ベルトを回転及び上下動させる偏心ローラの円周長とシート先端縁から次搬送手段までの距離を規定しているが、本発明では、ベルトの帯電位置からシート先端縁までと、シート先端縁から次搬送手段までの位置を規定している。
【００１０】
また特許文献２では、複数の支持部材に張架された無端ベルトに電圧を印加することにより、無端ベルトの下面に静電的にシートを吸着させて搬送し、そして、シートを吸着した無端ベルトが複数の支持部材のうちの所定の支持部材に沿って向きを変え始める前まではシートの吸着を継続するようにしている。
【００１１】
さらに特許文献３では、積載されたカットシートの紙束よりシートを１枚ずつ分離して給送する画像形成装置用給紙分離装置において、シートに平面接触し誘電部を有する平板と、この平板を往復動させる手段と、平板を積載シート紙面に対して接離させる手段と、平板に吸着力を発生せしめるように電圧を印加する手段とを備えるようにしている。
【００１２】
これら、無端誘電体ベルト上に発生する電界等がシートに作用して吸着力を発生させる方式の場合、環境条件やシート材の抵抗値などにより、分離搬送に必要な吸着力を発生させることができない場合や、無端誘電体ベルトとシートが接触してから、ある一定時間は、最上位シートだけではなく、積載された複数のシートにも、電界による吸着力が発生してしまうこともあるとの問題がある。そして、必要な吸着力が得られない場合は、シートの不送りが発生し、また、複数枚のシートに吸着力が働いている状態で、無端誘電体ベルトを給紙方向に移動させると、重送が発生し、確実な分離給紙が行えない。
【００１３】
この問題に対応するため、分離対象のシート物性値を測定した後、その測定値に応じて、無端誘電体ベルト上に印加する電荷量と電荷間の距離、吸着時間の３つを制御し、２枚目以降のシート材に作用する吸着力を最小限にするという発明や、無端誘電体ベルトにシート材の給送経路を挟んで設けられ、静止又は給紙方向と反対方向へ移動可能な阻止部材を有するという発明など様々な発明や、無端誘電体ベルトとシートを接触させてから分離給紙するまで一定時間経過させた後に動作を行うようにするという発明等が提案されている。
【００１４】
しかしながら、分離対象のシート物性値を元に無端誘電体ベルトの電荷状態等を制御する方法では、シートを分離してから測定する必要があり、１枚目のシート材に対して、制御を行うことが不可能となる。また、物性の異なるシート材の混載に対しては、対応することができない。
【００１５】
また、無端誘電体ベルトに圧接させた阻止部材を設ける方法では、複数枚目のシート材の先端にも上記の電界による吸着力が発生している状態になるため、阻止部材で確実にシートを分離することは、幅広い条件を考慮すると困難である。また、無端誘電体ベルトとシートを接触させてから分離給紙するまで一定時間を経過させた後に動作を行う場合には、接触時間が長い場合には、生産性の低下を招いてしまい、シート材分離給送装置としては商品性に欠けるものとなってしまうおそれがある。
【００１６】
ここで、無端誘電体ベルトとシートを接触させてから分離給紙するまで一定時間を経過させた後に動作を行う場合であるが、この場合、無端誘電体ベルトに与える交番電荷＋σと−σの間隔が小さい程、シート材の束の１枚目に作用する吸着力が最大になる時間が早く、また、シート材束の２枚目以降に作用する吸着力が最小になる時間が早くなることが、各シート材に働く時間毎のマクスウェル応力を計算することで容易に証明することが可能である。
【００１７】
しかし、交番電荷＋σと−σの間隔が小さい場合には、隣り合う電位同士が近接しており、その隣り合う電荷同士で電荷を打ち消し合うために、交番電荷＋σと−σの間隔をある一定以下にすると、吸着力を得られなくなる。さらに、隣あう電位同士が近接している場合には、シート側に発生する積載方向の電界距離も短くなり、シートに吸着力を与えることの出来る距離も短くなる。よって、交番電荷＋σと−σの間隔が小さい程、シートは、無端誘電体ベルトからはがれる方向に対しては弱くなり、少しの剥がれで、吸着力を失う。これらのことから、シート材を吸着させ待機する時間は一定以上必要となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
ところで、ベルトを回動させて吸着させたシート材を移動させるような構成をとっていると、シート材を搬送するに伴い、搬送方向後端側では、常に新たなベルトとシート材との接触領域が発生してくることになる。このように新たに接触領域が発生すると、高速でシート材を搬送する場合、必要な吸着時間が確保できなくなり、必要吸着力が得られず、搬送不良を起こす原因となってしまう。
【００１９】
本発明は、上述した従来の欠点、難点、問題点にかんがみ、比較的簡易な構成で、積載されたシート束から環境変動や経時変動に対して安定し、かつ高速で確実に１枚ずつシート材を分離給紙することができる、信頼性の高い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】
【００２０】
本発明の給紙装置のうち請求項１に係るものは、数枚のシート材を積載するシート積載部材、複数のローラに巻き掛けられた誘電体、周回移動する無端状ベルト、前記無端状ベルトの表面に交番電荷を与える帯電部材を備え、前記無端状ベルトによって前記シート積載部材上の複数枚のシートから最上位に位置するシートを吸着して分離給紙するようにした給紙装置において、前記無端状ベルト周上におけるシート吸着面の搬送方向距離を、該無端状ベルト周上のシート先端との接触位置からシート材搬送方向で前記吸着分離手段以降に配するシート搬送手段までの距離より長くしてなることを特徴とする。
【００２１】
請求項２に係るものは、請求項１の給紙装置において、前記無端状ベルトの表面の、積載された最上位のシート材と接触する部分のみ帯電させる部分帯電手段を備えることを特徴とする。
【００２２】
請求項３に係るものは、請求項２の給紙装置において、前記部分帯電手段を、前記無端状ベルト上の帯電領域外にセンサで読み取り可能なマーキングを等間隔に配置し、該マーキングを読み取った前記センサからの信号によって前記無端状ベルトの移動距離を測定し、前記帯電部材からシート材の吸着面までの距離に応じて帯電電圧をオン、オフさせることで前記無端状ベルトの任意の範囲に帯電部分を形成するものとしてなることを特徴とする。
【００２３】
請求項４に係るものは、請求項２または３の給紙装置において、前記無端状ベルト上に除電部材を設け、該無端状ベルトの一周毎に除電を行うことを特徴とする。
【００２４】
請求項５に係るものは、請求項２または３の給紙装置において、前記無端状ベルトの帯電動作ではない別種の回転を行う時に、前記帯電部材に微小電圧を掛けて前記無端状ベルトを除電することを特徴とする。
【００２５】
請求項６に係る画像形成装置は、請求項１ないし５のいずれかの給紙装置を搭載したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、搬送力を保ったまま、シート材を次の搬送手段まで搬送することができる、高速で確実な搬送が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施対象となる給紙装置およびこれを備え得る画像形成装置の一例の概略構成図
【図２】本発明の実施対象に係る給紙装置の構成例を示す斜視図
【図３】同静電吸着分離部を示す斜視図
【図４】同静電吸着分離部を示す側面図
【図５】同静電吸着分離部を示す側面図
【図６】同静電吸着分離部を示す側面図
【図７】従来の静電吸着分離部を示す側面図
【図８】給紙装置での帯電および除電のための電圧波形の例を示す図
【図９】従来の他の静電吸着分離部を示す側面図
【図１０】従来のさらに他の静電吸着分離部を示す斜視図
【図１１】本発明第一の実施例に係る給紙装置の静電吸着分離部と積載用紙先端部及び次搬送手段の側面図
【図１２】本発明第二の実施例に係る給紙装置の静電吸着分離部の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明は、静電吸着ベルトと用紙の接触面の搬送方向長さより、静電吸着ベルトと用紙の接触面の搬送方向下流側端から次搬送手段位置までの距離が長いことを前提とし、複数枚のシート材を積載するシート材積載部材と、複数のローラに巻き掛けられた誘電体からなり周回移動する無端状ベルトと、この無端状ベルトの表面に交番電荷を与える帯電部材とを備え、無端状ベルトによってシート材積載部材上の複数枚のシート材から最上位に位置するシート材を吸着して分離給紙する給紙装置において、無端状ベルト周上におけるシート吸着面の搬送方向距離が、無端状ベルト周上のシート先端との接触位置から該吸着分離手段以降のシート搬送手段までの距離より長くして構成している。
【００２９】
また本発明の給紙装置は、無端状ベルト表面の積載された最上位シート材と接触する部分のみを帯電させる。帯電部分は任意に設定できる。そのため、不要な部分の帯電を防ぐことができ、省エネ化及びベルトの長寿命化（帯電によるベルトの疲労が軽減される）を図れる。
【００３０】
また上述のような本発明の給紙装置を搭載することで、幅広い条件で使用可能な画像形成装置が実現できる。
【実施例】
【００３１】
以下、本発明に係る給紙装置及び、これを用いた画像形成装置の実施例を図面に基づいて説明する。
【００３２】
まず、本発明の実施の対象となる給紙装置および画像形成装置について説明する。
【００３３】
図１は、給紙装置およびこの給紙装置を備えた画像形成装置の概略構成図、図２は、給紙装置の構成を示す斜視図、図３は、給紙装置の静電吸着分離部を示す斜視図、図５〜図７は、給紙装置の静電吸着分離部を示す側面図、図８（ａ）〜（ｄ）は、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図、図９は、給紙装置の静電吸着分離部を示す側面図、そして図１０は、給紙装置の静電吸着分離部の他の例を示す斜視図である。なお、本発明の実施対象とする画像形成装置は、図示のものには限定されず、複写機、ファクシミリ装置、複写機能とファクシミリ機能等を備えた複合機等の機能を有するもの等々、画像形成を行う種々の形態の装置が対象となる。またなお、本発明はこの説明に係る給紙装置および画像形成装置には限定されない。
【００３４】
図１において、画像形成装置としての複写機１００は、原稿トレイ１１０ａに載置された原稿束から原稿を１枚分離して原稿読取部１２０上のコンタクトガラスに自動給紙する自動原稿搬送装置１１０と、自動原稿搬送装置１１０によってコンタクトガラス上に搬送された原稿を読取る原稿読取部１２０と、給紙部１３０から給紙されたシート材に対して、原稿読取部１２０によって読取った画像を形成する画像形成部（画像形成手段）１４０と、複数のシート材が積層されたシート束Ｓを有し、このシート束Ｓから最上位に位置するシート材Ｓ１を画像形成部１４０に給紙する給紙部１３０とを備えている。なお、本実施の形態では、画像形成部１４０と給紙部１３０とは分割可能となっているが、そうでない構成でも良い。
【００３５】
給紙部１３０は、複数枚のシート材Ｓ１を積載するシート積載部材としての給紙カセット１５０（図２参照）と、給紙カセット１５０上の複数枚のシート材Ｓ１から最上位に位置するシート材を分離して搬送するシート分離給紙装置１６０とを含んで構成されている。
【００３６】
シート分離給紙装置１６０によって分離給紙されたシート材Ｓ１は、搬送経路１７０上を搬送されるようになっており、搬送経路１７０上を搬送されるシート材Ｓ１は、搬送ローラ対１８０により搬送され、転写ローラ１９０によって画像形成部１４０で形成されたトナー画像が転写され、このトナー画像が定着器２００によって熱転写され、排紙ローラ対２１０により排紙トレイ２２０に排出される。
【００３７】
画像形成部１４０は、４つの作像部２３０（２３０Ｙ（イエロー）、２３０Ｃ（シアン）、２３０Ｍ（マゼンタ）、２３０ＢＫ（ブラック））と、転写ベルトである中間転写ベルト２４０と、露光装置２５０とから構成されている。
【００３８】
露光装置２５０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１２０によって読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射出するようになっている。
【００３９】
作像部２３０Ｙ、２３０Ｃ、２３０Ｍ、２３０ＢＫは、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おり、作像部２３０Ｙ、２３０Ｃ、２３０Ｍ、２３０ＢＫ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２６０（２６０Ｙ、２６０Ｃ、２６０Ｍ、２６０ＢＫ）、感光体２６０の周囲に配置された帯電部２７０、現像部２８０、クリーニング部２９０等により構成されている。
【００４０】
感光体２６０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２６０の外周面部には感光層が設けられており、露光装置２５０から射出された破線で示す光ビームが感光体２６０の外周面にスポット照射されることにより、感光体２６０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。
【００４１】
帯電部２７０は、感光体２６０の外周面を一様に帯電するもので、感光体２６０に対して接触方式のものが採用されている。現像部２８０は、感光体２６０にトナーの供給を行い、供給されたトナーが感光体２６０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２６０上の静電潜像がトナー像として顕像化させるもので、感光体２６０に対して非接触方式のものが採用されている。
【００４２】
クリーニング部２９０は、感光体２６０の外周面に付着している残留トナーをクリーニングするもので、感光体２６０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。
【００４３】
中間転写ベルト２４０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２６０上に形成されたトナー像が転写され、この中間転写ベルト２４０に転写されたトナー像が転写ローラ１９０によってシート材Ｓ１に転写される。
【００４４】
なお、複写機１００として、電子写真方式の他、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１００として構成する他に、プリンタ装置、ファクシミリ装置、印刷機、または複合機から構成してもよい。
【００４５】
図２に示すように、給紙装置５は、シート束Ｓを積載する給紙トレイ１６を有するとともに、分離部７として静電吸着分離部１４を備える。図２において静電吸着分離部１４は、積載可能用紙幅に対して短く、中心付近に配置されているが、これは、積載可能用紙幅に対して、同等もしくは、長くても問題ない。また、図２には中心付近に１つ記載されているが、用紙幅方向に複数個配置されている場合も有り得る。
【００４６】
図３（Ａ）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とに巻掛けられた誘電体からなる無端状のベルト１９を備えている。ベルト１９は１０８Ω・ｃｍ以上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いる。また、ベルト１９には、ブレード状の帯電電極２１が接している。また、図３（Ｂ）のように、電極がローラ状の帯電電極６０の場合もある。
【００４７】
図４に示すように、ベルト１９は、抵抗が１０８Ω・ｃｍ以上の誘電体からなる表層２０ａと、抵抗が１０６Ω・ｃｍ以下の導体からなる裏層２０ｂとを有する２層構造となっていることが良好な帯電状態を形成するのに適している。帯電電極２１は、ベルト１９の裏層２０ｂを接地された対向電極として使用しているため、ベルトに電荷を与えるという意味からするとベルト１９の表層２０ａに接した位置であればどこに設けてもよい。またシート束Ｓの位置もベルト１９に対して吸着面積を充分に取れる位置に設定されている。
【００４８】
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から構成され、従動ローラ１８の表面は金属から構成されている。駆動ローラ１７および従動ローラ１８は接地されている。駆動ローラ１７は、ベルト１９からシート材Ｓ１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、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Ｓ１が、駆動ローラ１７から離れて搬送方向下流側のガイド部材２６により形成される搬送路５０に入ることができるようになっている。
【００４９】
帯電電極２１は、本実施の形態では、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に接するように配置されている。帯電電極２１は、交流を発生する帯電電源２４に接続されている。帯電電極２１のベルト１９の回転方向上流側で、かつ、シート束Ｓとベルト１９の分離位置より下流側には、交番電源である除電電源２５に接続された除電電極２２がベルト１９に当接又は近接して設置されている。帯電電源２４および除電電源２５は、搬送ローラ対からなる次搬送手段８にシート材Ｓ１の先端が当接する位置でベルト１９上の吸着力が除去されているように制御される。なお、除電電極２２は必ずしも必要ではないため省略することができる。以下は除電電極２２を備えないものとして説明を行う。
【００５０】
ベルト１９とシート束Ｓとの接離方法について説明する。図５に示すように、ベルト１９は、駆動ローラ１７を軸として、押上部材２７ｂに押上げられた底板２８上のシート束Ｓのうち最上部のシート材Ｓ１の上面前端部に位置し、シート材Ｓ１と接触可能に配置される。底板２８は回動支点２８ｄを支点として押上部材２７ｂにより回動するように他端を持ち上げることによりシート材Ｓ１をベルト１９に付勢するようになっている。また、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矢印５１のように姿勢が変更できるように支持されている。
【００５１】
図６に示すように、底板２８は、ラック・アンド・ピニオン形式のシート押上部２９ｂにより平行を保ったまま上下に移動するように構成してもよい。その場合、ベルト１９、駆動ローラ１７および従動ローラ１８は、給紙装置５内に位置が固定された状態としてもよい。また、給紙装置５は、最上部のシート材Ｓ１の上下方向の位置を検知するセンサ３０を備えており、ベルト１９とシート材Ｓ１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。
【００５２】
図７を用いて、シート材Ｓ１先端のめくり動作方法の従来技術の一例を参考のために説明する。底板２８は、ラック・アンド・ピニオン形式のシート押上部２９ｂにより平行を保ったまま上下に移動する場合、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５２のように上下に移動するように構成している。また、駆動ローラ１７を軸として、矢印５３のように従動ローラ１８側が移動し、シート材のめくり動作を行うものもある。
【００５３】
このように構成された給紙装置５においては、給紙信号により、駆動ローラ１７が回転駆動され、周動を開始したベルト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の周動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。
【００５４】
すなわち、図８（Ａ）に示すように、電圧を制御して帯電および除電を行うことができ、印加電圧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する。また、図８（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することで、ベルト１９のマクスウェル応力に基づく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矩形波であるが、図８（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、正弦波を用いる場合も同様である。
【００５５】
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Ｓ１の上面前端部に当接しているので、誘電体であるシート材Ｓ１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、マクスウェル応力が働き、最上部のシート材Ｓ１のみがベルト１９に吸着、保持および搬送された後、ベルト１９から曲率により分離され、搬送方向へ繰り出され、ガイド部材２６に形成された搬送路５０を通って次搬送手段８により画像形成部３に搬送される。
【００５６】
電荷パターンによる吸着力は吸着した瞬間からある一定時間は、最上部のシート材Ｓ１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Ｓ１にしか作用せず、２枚目のシート材Ｓ２以下には作用しない。すなわち、時間をおくことで、重送阻止部材３１ｂを備えていなくてもシート束Ｓから最上部のシート材Ｓ１を分離することができる。次搬送手段８とベルト１９の線速は同一にされており、次搬送手段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。
【００５７】
ベルト１９はシート材Ｓ１の後端が従動ローラ１８の対向位置に達する前に２枚目のシート材Ｓ２がベルト１９に吸着されないようにしている。また、駆動ローラ１７の部分でのベルト１９からの用紙の分離は曲率分離によるが、分離を一層確実にするために図９に示すように分離爪３２を設けることもある。シート材Ｓ１は、次搬送手段８に挟持された後はベルト１９の影響を受けることなく、次搬送手段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、ベルト１９は、図示しないクリーニング機構を有している場合もある。
【００５８】
また、上述の説明では、静電吸着力を得るために、ベルト１９にブレード状の電極で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、ローラ状の電極６０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。しかし、ローラ状の電極では、前記に説明したように、交番した帯電間隔の小ピッチ化が難しい。また、のこぎり歯状電極の場合は、ベルト１９は微小な波うちなどがある為、電極との距離を正確に保つことが、難しいため、安定した帯電が行えないおそれがある。
【００５９】
また、ベルト上に電気力線を生成する方式として前記とは異なる方式を図１０に示す。正と負の２つの櫛歯状の電極４０を、ベルト１９の移動方向と直交する方向で向い合うようにベルト１９上に配置する。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Ｓ１を吸着する力が発生する。しかし、この方式は、電極間の絶縁を保つことが難しく、小ピッチ化に向かないことや、ベルトの柔軟性が失われること、前記のベルトに電荷を与える方式に比べて相対的にコストが高いことなどの問題があり、用紙搬送装置としてはあまり普及していない。
【００６０】
駆動ローラ１７は駆動軸を介して、図示しない駆動源との間に図示しないクラッチ等の駆動伝達遮断機構が設けられており、シート材Ｓ１が次搬送手段８に到達した後には、駆動が遮断され回転自由となり、分離部７により生じる駆動源の負荷が低減されるようになっている。
【００６１】
また、静電吸着分離部１４のベルト１９に電荷を与えたり、除電したりする場合、ベルト１９を回転させる必要があり、その際、シート材束にベルト１９が接触していると帯電動作、除電動作時に最上位シート材が送り出されてしまう恐れがあり、不具合を起こすことが考えられる。よって、ベルト１９とシート材束との接触と離間は任意で制御できるように、接離機構が設けられている。
【００６２】
ここで、静電吸着分離部１４の制御方法に関して説明する。静電吸着分離部１４が採用する静電吸着分離方式は、シート材Ｓ１の電気抵抗が高い場合に、必要とする吸着力を得るのに時間が掛かるといったことや、２枚目のシート材Ｓ２以下に作用する吸着力が減少するのに時間が掛かるといった問題があり、シート材Ｓ１の電気抵抗が低い場合に、吸着力が小さいなどの問題がある。
【００６３】
なお、環境条件の検知は、例えば、温湿度計を給紙装置５に内蔵させることで実現でき、その温湿度条件をもとに、帯電ピッチや帯電電圧、吸着時間等を制御することで、その環境条件に適した吸着、分離条件を得ることが可能である。また、シート材Ｓ１の材質に関する情報の取得は、図示しない操作部からユーザーが入力操作または選択操作を行うことにより実現できる。
【００６４】
＜実施例１＞
以下に本発明に係る給紙装置の実施例１を図１１を参照して説明する。シート分離搬送手段１６から次搬送手段８までの構成は、これまで説明したものと同様であるので説明を省略する。
【００６５】
図１１では、無端状ベルト１９周上におけるシート吸着面の搬送方向距離：（α）６１が、無端状ベルト１９周上のシート束Ｓ先端との接触位置から該吸着分離手段以降の次搬送手段８までの距離：（β）６２より長いことが示されている（α＞β）。
【００６６】
すなわち、静電吸着ベルトとシート材の接触面の搬送方向長さより、静電吸着ベルトと用紙の接触面の搬送方向下流側端から次搬送手段位置までの距離が長いことが特徴であり、そのため、複数枚のシート材を積載するシート積載部材と、複数のローラに巻き掛けられた誘電体からなり、周回移動する無端状ベルトと、無端状ベルトの表面に交番電荷を与える帯電部材とを備えており、無端状ベルトによってシート積載部材上の複数枚のシート材からなるシート束の最上位に位置するシート材を吸着して分離給紙するようにした給紙装置であって、無端状ベルト１９の周上におけるシート材吸着面の搬送方向距離が、無端状ベルト１９の周上のシート材先端との接触位置から該吸着分離手段以降のシート搬送手段までの距離より長く、それにより、シート搬送前のシート材Ｓ１と無端状ベルト１９の吸着面は、シート材Ｓ１の搬送力を失うことなく、所要の搬送力を保ったまま、次搬送手段までシート材Ｓ１を高速で確実に搬送する。
【００６７】
＜実施例２＞
以下に本発明に係る給紙装置の実施例２を図１２を参照して説明する。この例でも、シート分離搬送手段１６から次搬送手段８までの構成は、これまで説明したものと同様であるので説明を省略する。
【００６８】
図１２に示すように、シート分離搬送手段１６は、図示する無端状ベルト１９上の帯電領域外に、例えば白黒のマーキング６３を等間隔に配置し、そのマーキングを読み取ることができるセンサ６４をそのマーキング６３の上に配置し、センサ６４による信号によって、無端状ベルト１９の移動距離を測定できるものとする。この構成により、帯電部材６０からシート材の吸着面までの距離を監視することができ、そのため、帯電電圧をオン、オフすることで無端状ベルト１９の任意の範囲に帯電された部分を形成することが可能となり、積載された最上位シート材Ｓ１と接触する部分のみ帯電させることができる。
【００６９】
さらに、無端状ベルト１９は、一度帯電されると導電部材を通して、放電されない限り、電荷が無端状ベルト１９上に溜まったままとなり、上述の部分帯電の妨げになる為に、無端状ベルト１９上に図示しない除電部材を設け、無端状ベルト１９一周毎に除電を行うか、帯電動作とは別回転時に帯電部材６０に微小電圧をかけることで除電する方法等考えられる。
【００７０】
＜先行技術文献との比較＞
先行技術である特許文献１開示の発明では、偏心ローラにより吸着面は、１回転で元の位置に戻るため、必然的に次搬送手段との位置関係が決まってしまうが、本発明では、ベルト長さによりある程度自由に次搬送手段までの距離を設定することができ、比較的簡単な構成で、高速にシート材を搬送することが可能となる。また特許文献２開示の発明では、画像転写部でのずれを防止するため、所定のシート材支持部材に達するまで、シート材の吸着を持続するが、本発明では、シート材搬送過程において、最初に吸着した面が無くなるまでに、次搬送手段にシート材先端が到達するようにしている。すなわち、目的の搬送手段まで吸着ベルトが必要であるが、本発明では、ガイド板があればよいのでコストダウンになる。さらに特許文献３では、吸着手段は平板であり、シート材を吸着した平板ごと次搬送部へと移動させてシート材を搬送するが、本発明では、ベルトの回動により吸着したシート材を次搬送手段に搬送する。すなわち、本発明では平板を移動させるのに複雑な機構が不要で、比較的簡単な構成で、高速に搬送することが可能になる。
【符号の説明】
【００７１】
Ｓ：シート束
Ｓ１：シート材
Ｓ２：２枚目のシート材
α、β：距離
３：画像形成部
５：給紙装置
７：分離部
８：次搬送手段
１４：静電吸着分離部
１６：給紙トレイ
１６：シート分離搬送手段
１７：駆動ローラ
１８：従動ローラ
１９：無端状のベルト
２０ａ：ベルトの表層
２０ｂ：同裏層
２１：ブレード状の帯電電極
２２：除電電極
２４：帯電電源
２５：除電電源
２６：ガイド部材
２７ｂ：押上部材
２８：底板
２８ｄ：底板の回動支点
２９ｂ：押上部
３０：センサ
３１ｂ：重送阻止部材
３２：分離爪
４０：櫛歯状の電極
４１：被給電部
４２：高圧電源
５０：搬送路
６０：ローラ状の帯電電極
６３：マーキング
６４：センサ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７２】
【特許文献１】特開平５−１３９５４８号公報
【特許文献２】特開２００４−２１７４１４号公報
【特許文献３】特開平６−４０５８３号公報
【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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