(57)【要約】【課題】従来の分離機構の性能を維持しつつ、分離後すぐに記録紙をガイド板で案内して曲げて搬送してもシワが発生しないシート給紙分離装置を提供する。【解決手段】フィードコロ３０ｂと分離コロ３２とがオーバーラップして形成される分離部よりも用紙給送路の下流に、弾性体４１にてフィードコロ３０ｂに対向して加圧されるように、フィードコロ３０ｂを回転可能に軸支した構造体に取付けられた補助コロ４０を備える。【選択図】        図３
2005041593.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙容器内に収納された用紙を送り出し、用紙送出し後に退避可能に設置された送出手段と、
送り出された用紙の給送路上で一のフィード回転軸上に複数配備され用紙の給送方向と同方向に回転し、用紙との摩擦係数が用紙相互間の摩擦係数よりも大きいフィードコロと、
該フィードコロに用紙給送路を挟んで対向し一の分離回転軸上に用紙の給送方向と反対方向に回転可能に複数配備され、用紙との摩擦係数がフィードコロと用紙との摩擦係数より小さく、フィードコロの径よりも小さい分離コロとを具備し、
各フィードコロと各分離コロとは、前記フィード回転軸の軸方向に互い違いに配置され、かつ該フィードコロと分離コロとはそれぞれの一部がオーバーラップして分離部が形成され、
前記オーバーラップ量を進入してきた用紙の厚さに応じて自動的に変化させる可変手段を有する用紙分離装置であって、
前記分離部よりも用紙給送路の下流に、弾性体にてフィードコロに対向して加圧されるように、フィードコロを回転可能に軸支した構造体に取付けられた補助コロを備えることを特徴とする用紙分離装置。
【請求項２】
請求項１記載の用紙分離装置において、
前記分離コロの断面形状が、円形の少なくとも１箇所がカットされた形状であり、
該分離コロが前記分離部への用紙進入時に非回転で前記円形部分がフィードコロとオーバーラップをなし、前記分離部から用紙が任意距離給送された後に回転して前記カット部にてオーバーラップをなすことを用紙給送ごとに行うことを特徴とする用紙分離装置。
【請求項３】
請求項２に記載の用紙分離装置において、
前記分離コロのカット部は平面であり、
分離コロと紙との摩擦係数をμＡ 、
用紙容器からの用紙送出時に用紙容器からの送出方向の延長線と分離コロの平面とで挟まれる角をθＡ  とした時、
【数１】
2005041593.tif 000003
となるように分離コロのカット部が配置されることを特徴とする用紙分離装置。
【請求項４】
請求項２に記載の用紙分離装置において、
前記分離コロのカット部は平面であり、
該平面は分離コロとは異なる材質の材料で構成され、
該平面を構成する材料と用紙との摩擦係数をμＢ 、
用紙容器からの用紙送出時に用紙容器からの送出方向の延長線と分離コロの平面とで挟まれる角をθＢ  とした時、
【数２】
2005041593.tif 000004
となるように分離コロのカット部が配置されることを特徴とする用紙分離装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一に記載の用紙分離装置において、
用紙の用紙容器からの送出し方向に垂直なフィードコロ外形となる円の半径と、フィードコロと補助コロのそれぞれの中心を結んだ線分とが挟む角をθＦ、
用紙容器からの用紙送出し方向の延長線と補助コロの外形円との交点における該外形円の接線と、用紙容器からの用紙送出し方向の延長線とで挟まれる角をφ、
補助コロと用紙との摩擦係数をμＢ、
補助コロ外形円の半径をｒＢ、
フィードコロの外形円の半径をｒＦとした時、
【数３】
2005041593.tif 000005
となるように補助コロを配置することを特徴とする用紙分離装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一に記載の用紙分離装置において、
用紙先端の延長線と補助コロ外形円との交点における該外形円の接線と、用紙容器からの用紙送出し方向の延長線とで挟まれる角をφ’とした時、
【数４】
2005041593.tif 000006
となるように、補助コロ手前に搬送ガイドを設けたことを特徴とする用紙分離装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一に記載の用紙分離装置において、前記送出手段による初期位置からの用紙の送出長さが分離部までより長く、補助コロまでよりも短いことを特徴とする用紙分離装置。
【請求項８】
請求項７に記載の用紙分離装置において、
前記送出手段の送出動作時に、前記フィードコロが回転し、分離コロは回転停止しており、
前記送出手段の送出動作終了後に、該送出手段は用紙給紙路から退避すると共にフィードコロは回転停止し、この状態を所定時間継続した後、フィードコロおよび分離コロが回転開始することを特徴とする用紙分離装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一に記載の用紙分離装置において、
前記フィードコロのフィード回転軸方向のピッチ間隔および分離コロの分離回転軸方向のピッチ間隔は用紙給紙路の中心軸に対して左右対称で、かつ内側よりも外側になるにつれて大きくなり、フィードコロは用紙給紙路の中心軸上には位置しないことを特徴とする用紙分離装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一に記載の用紙分離装置において、
前記フィード回転軸外側のフィードコロのフィード径が内側のフィードコロのフィード径に比べて大きいことを特徴とする用紙分離装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一に記載の用紙分離装置において、
前記フィードコロおよび分離コロのエッジ部の半径が中心部の半径よりも０．２ｍｍ以上小さいことを特徴とする用紙分離装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一に記載の用紙分離装置を有す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、複写機やプリンタ等の画像形成装置やスキャナー等の画像読取装置における用紙あるいは原稿といったシートの給送路上に設けられるシート分離装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一軸上に配した複数のフィードコロと、別の一軸上に配したリバースコロを櫛歯状に配し、記録紙を波状に変形させる事で、給紙カセットに積載された用紙から一枚のみを取り出す給紙分離機構が多く考案されている。例えば、厚紙から薄紙まで広範囲の紙種に対しても重送防止性能が得られる給紙分離機構が提案されている（例えば、特許文献１，２参照。）。
【０００３】
また、最近の画像機器はますます小型化ニーズが高まっているため、給紙分離後すぐに大きな曲率で記録紙を変形させて、画像形成部へ搬送しなければならない。この時、記録紙は幅方向に波状に変形しているため、シワなどが発生し易い状況にある。この問題解消するため、分離後に記録紙を曲げる前に一対のローラを配し、この外側のローラ径を大きくすることを特徴としたシート搬送装置が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−８１０８０号公報
【特許文献２】
特開平１１−３２２１０４号公報
【特許文献３】
特開平５−３１０３３６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記シワ防止対策の発明では依然と給紙分離後に直線的に記録紙を搬送する経路が必要であり、その分だけ機器サイズを小さくすることができなかった。
そこで本発明では、従来の分離機構の性能を維持しつつ、分離後すぐに記録紙を曲げて（ガイド板で案内して）搬送してもシワが発生しないシート給紙分離装置を提案することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、用紙容器内に収納された用紙を送り出し、用紙送出し後に退避可能に設置された送出手段と、送り出された用紙の給送路上で一のフィード回転軸上に複数配備され用紙の給送方向と同方向に回転し、用紙との摩擦係数が用紙相互間の摩擦係数よりも大きいフィードコロと、該フィードコロに用紙給送路を挟んで対向し一の分離回転軸上に用紙の給送方向と反対方向に回転可能に複数配備され、用紙との摩擦係数がフィードコロと用紙との摩擦係数より小さく、フィードコロの径よりも小さい分離コロとを具備し、各フィードコロと各分離コロとは、前記フィード回転軸の軸方向に互い違いに配置され、かつ該フィードコロと分離コロとはそれぞれの一部がオーバーラップして分離部が形成され、前記オーバーラップ量を進入してきた用紙の厚さに応じて自動的に変化させる可変手段を有する用紙分離装置であって、前記分離部よりも用紙給送路の下流に、弾性体にてフィードコロに対向して加圧されるように、フィードコロを回転可能に軸支した構造体に取付けられた補助コロを備えることを特徴とする用紙分離装置である。
【０００７】
この構成によれば、分離部下流にフィードコロに圧接した補助コロを設けることにより、分離部において波打ち状に変形した用紙が補助コロによって支持され、波打ち状の変形が軽減するため、分離部以降に用紙進路を大きく変化させた時も従来発生し易かったシワ発生が抑制できる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載の用紙分離装置において、前記分離コロの断面形状が、円形の少なくとも１箇所がカットされた形状であり、該分離コロが前記分離部への用紙進入時に非回転で前記円形部分がフィードコロとオーバーラップをなし、前記分離部から用紙が任意距離給送された後に回転して前記カット部にてオーバーラップをなすことを用紙給送ごとに行うことを特徴とする用紙分離装置である。
【０００９】
この構成によれば、円筒状の分離コロの用紙搬送面にその円筒部分の外径よりも小さい部分を設け、分離動作終了後に分離コロを回転させてこの外形よりも小さい部分を分離部位置になるように停止させて、シワ発生の原因となる用紙の波打ち状変形も軽減されるため、さらにシワ発生の抑制効果があがる。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２に記載の用紙分離装置において、前記分離コロのカット部は平面であり、分離コロと紙との摩擦係数をμＡ 、用紙容器からの用紙送出時に用紙容器からの送出方向の延長線と分離コロの平面とで挟まれる角をθＡ  とした時、
【００１１】
【数５】
ｔａｎθＡ＜１／μＡ
【００１２】
となるように分離コロのカット部が配置されることを特徴とする用紙分離装置である。
【００１３】
この構成によれば、分離コロに用紙先端が接触するのは分離コロの外周面に形成された平面カット部であり、座屈条件を回避しているので用紙不送りが防止される。もし分離コロが完全な円筒形であると、用紙の接触位置がばらついた時に座屈しやすくなる。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項２に記載の用紙分離装置において、前記分離コロのカット部は平面であり、該平面は分離コロとは異なる材質の材料で構成され、
該平面を構成する材料と用紙との摩擦係数をμＢ 、用紙容器からの用紙送出時に用紙容器からの送出方向の延長線と分離コロの平面とで挟まれる角をθＢ  とした時、
【００１５】
【数６】
ｔａｎθＢ＜１／μＢ
【００１６】
となるように分離コロのカット部が配置されることを特徴とする用紙分離装置である。
【００１７】
この構成によれば、分離コロの接触平面の材質を変えて摩擦係数を低くし、耐磨耗性が高い材料とすることで、二つの効果が得られる。一つ目は、傾斜角度を大きく取れるので用紙の進入間口が広くなり、用紙のカール状態によるばらつきに対応でき得る。二つ目は、耐磨耗性の材料を用いることができるので、接触平面が局所的に摩耗して初期特性を損なうことを回避できる。
【００１８】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか一に記載の用紙分離装置において、用紙の用紙容器からの送出し方向に垂直なフィードコロ外形となる円の半径と、フィードコロと補助コロのそれぞれの中心を結んだ線分とが挟む角をθＦ、用紙容器からの用紙送出し方向の延長線と補助コロの外形円との交点における該外形円の接線と、用紙容器からの用紙送出し方向の延長線とで挟まれる角をφ、補助コロと用紙との摩擦係数をμＢ、補助コロ外形円の半径をｒＢ、フィードコロの外形円の半径をｒＦとした時、
【００１９】
【数７】
ｔａｎφ＜１／μＢ
ｃｏｓφ＋ｒＦ＝（ｒＦ＋ｒＢ）ｃｏｓθＦ
【００２０】
となるように補助コロを配置することを特徴とする用紙分離装置である。
【００２１】
従来の構成では補助コロと用紙先端の当接角度が急峻な時には、その部分で不送りが発生し易くなるが、この構成によれば、フィードコロの半径、補助コロの半径、補助コロと用紙の摩擦係数、補助コロの当接位置（角度）を適正化することによって、補助コロ外周面と用紙先端とが座屈条件とならないような関係となり、補助コロでの座屈等不具合を解消することができる。
【００２２】
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれか一に記載の用紙分離装置において、用紙先端の延長線と補助コロ外形円との交点における該外形円の接線と、用紙容器からの用紙送出し方向の延長線とで挟まれる角をφ’とした時、
【００２３】
【数８】
ｔａｎφ’＜１／μＢ
ｃｏｓφ’＋ｒＦ＝（ｒＦ＋ｒＢ）ｃｏｓθＦ
【００２４】
となるように、補助コロ手前に搬送ガイドを設けたことを特徴とする用紙分離装置である。
【００２５】
この構成によれば、補助コロ位置を当接角θＦが大きくできるように搬送ガイドを設置し、用紙先端と補助コロ外周面を請求項５で示す関係となるように用紙当接角度を制御するため、補助コロでの不送りがなく分離後に用紙を大きくターンする（分離後の用紙進行方向の進路を大きく曲げる）ことができる。
【００２６】
請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれか一に記載の用紙分離装置において、前記送出手段による初期位置からの用紙の送出長さが分離部までより長く、補助コロまでよりも短いことを特徴とする用紙分離装置である。
【００２７】
送出手段（呼出コロ）は用紙の重送を促進させる副作用があり、もし分離部で重送が発生したまま補助コロまで複数毎の用紙が呼出コロの副作用で送出されてしまうと、分離不能となってしまう。本発明の構成によれば、送出手段による送出動作を補助コロに用紙先端が到達する前までとすることで、重送を回避することができる。
【００２８】
請求項８の発明は、請求項７に記載の用紙分離装置において、前記送出手段の送出動作時に、前記フィードコロが回転し、分離コロは回転停止しており、前記送出手段の送出動作終了後に、該送出手段は用紙給紙路から退避すると共にフィードコロは回転停止し、この状態を所定時間継続した後、フィードコロおよび分離コロが回転開始することを特徴とする用紙分離装置である。
【００２９】
この構成によれば、用紙の分離効果ならびに請求項７記載の発明の重送回避動作を確実に得ることができると共に、画像形成装置に組込んだ時に効率的な連続給送動作が可能となる。
【００３０】
請求項９の発明は、請求項１〜８のいずれか一に記載の用紙分離装置において、前記フィードコロのフィード回転軸方向のピッチ間隔および分離コロの分離回転軸方向のピッチ間隔は用紙給紙路の中心軸に対して左右対称で、かつ内側よりも外側になるにつれて大きくなり、フィードコロは用紙給紙路の中心軸上には位置しないことを特徴とする用紙分離装置である。
【００３１】
この構成によれば、用紙給紙路の外側のフィードコロピッチ間隔が広くなっているので、外側になるにつれて用紙の波打ち変形が緩和され、シワ発生が抑制される。また、幅方向の中心部にフィードコロがないのでスキューとなる用紙の回転がなくなる。
【００３２】
請求項１０の発明は、請求項１〜９のいずれか一に記載の用紙分離装置において、前記フィード回転軸外側のフィードコロのフィード径が内側のフィードコロのフィード径に比べて大きいことを特徴とする用紙分離装置である。
【００３３】
この構成によれば、フィード回転軸の外側のフィード径が大きいので、用紙に外側に開く速度成分が発生することで波打ち変形を戻す効果があり、シワ発生が抑制される。
【００３４】
請求項１１の発明は、請求項１〜１０のいずれか一に記載の用紙分離装置において、前記フィードコロおよび分離コロのエッジ部の半径が中心部の半径よりも０．２ｍｍ以上小さいことを特徴とする用紙分離装置である。
【００３５】
この構成によれば、フィードコロおよび分離コロのエッジ部をコロ中心部よりも径が短くなるようにその外周面をあらかじめ加工することにより、用紙と外周面の接触面が増えることで局所的な磨耗がなくなる。局所的な磨耗がエッジ部で生じると用紙の波打ち変形形状が変化して分離性能が劣化してしまうが、これを避ける事ができ耐久性が向上する。
【００３６】
請求項１２の発明は、請求項１〜１１のいずれか一に記載の用紙分離装置を有することを特徴とする画像形成装置である。
【００３７】
この構成によれば、上記用紙分離装置をもちいた画像形成装置が実現でき、コート紙やアート紙など、あるいは高湿度環境でのＯＨＰシートなど、用紙間の密着力が高い場合でも確実にシートの分離が可能となり、シワ発生を抑えつつそれらのシートへ印刷可能となる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
図１は、電子写真プロセスを利用した画像形成装置の一例としてのレ−ザ−プリンタの全体構造を示したものである。
レ−ザ−プリンタの本体ケ−ス１内には、その略中央部にドラム状感光体２が設けられ、感光体２の周囲には、帯電器３、現像装置４、転写装置５、クリ−ニング装置６等が配置されている。また、これらの感光体２等の下方には、記録紙となる用紙７を収納した用紙容器の一態様である給紙カセット８、給紙カセット８内の用紙７のうち最上部に位置する用紙を呼び出す送出手段の一態様である呼出コロ２０、フィードコロ３０ｂ、分離コロ３１ｂで呼出された用紙が複数枚の場合に１枚ずつ分離し給紙する用紙分離装置が構成されている。この給紙された用紙７を所定のタイミングで転写装置５側へ送り出すレジストロ−ラ１０、感光体２等の上方には、転写装置５において用紙７上に転写されたトナー画像を定着させる定着装置１１、定着装置１１において画像定着が行われた用紙７を後述するスタッカ−部へ排紙する排紙ロ−ラ１２等が設けられている。
【００３９】
本体ケ−ス１の一部である本体カバ−１ａの上面部には画像形成が行われた用紙７が排紙されるスタッカ−部１３が形成されている。また、本体ケ−ス１内におけるスタッカ−部１３の下方には、金属製のケ−ス１４内に収納された電装部１５が設けられており、この電装部１５は、コントロ−ラ基板１６及び、コントロ−ラ基板１６上に取り付けられた各種の調整スイッチや制御ユニット（図示せず）等により形成されている。さらに、本体ケ−ス１内における前記ケ−ス１４の下方には、電源１７や電装基板１８を収納したケ−ス１９、及び、感光体２上へ画像の書き込みを行う光学装置２０が設けられている。
【００４０】
以下、従来の用紙分離機構について説明する。
図１の用紙分離装置には従来タイプを図示している。そのフィードコロ３０ｂと分離コロ３１ｂの給紙カセット８側から見た形状を図２に示す。
フィードコロ３０ｂは断面形状が円形であり、フィード回転軸３００に設けられた小径部３０ａ上に複数の大径部として配置されてなる。同様に分離コロ３１ｂは、分離回転軸３１０に設けられた小径部３１ａ上に複数の大径部として配置されてなる。なお、フィード回転軸３００、小径部３０ａ、フィードコロ３０ｂでフィードコロローラ３０が構成され、分離回転軸３１０、小径部３１ａ、分離コロ３１ｂで分離コロローラ３１が構成されている。
両コロ３０ｂ、３１ｂは例えばゴムなどの高分子材料で、用紙との摩擦係数はフィードコロ３０ｂが１．２以上、分離コロ３１ｂが０．８〜１．２となるような材質ならびに、表面処理等が施されている。
【００４１】
各軸は図示しない駆動モータにギヤやベルトなどの伝達機構を通して同方向に回転駆動される。複数枚数の用紙７が重複して呼び出されて挿入された場合は、基本的にフィードコロ３０ｂと分離コロ３１ｂの摩擦係数差で給紙分離動作を行う。また、両コロ３０ｂ，３１ｂは互い違いに接触しないように配置され、半径方向で約０．４〜１．１ｍｍだけオーバーラップしているため、挿入された用紙は幅方向に波状に変形する。この変形により用紙間の密着性が弱まるため、他の給紙分離方式に比べ高い分離能力を有している。また、このオーバーラップした領域を分離部と呼ぶ。
【００４２】
従来の用紙分離装置は、高い分離能力を有しているが、記録紙を波状に変形させるための副作用がある。すなわち、図１に示したプリンターでは給紙カセット８が機器下部にあるため、画像転写部となる感光体２と転写装置５の位置へ記録紙を搬送する時、経路Ｐで略水平方向から略垂直方向に大きく湾曲させなければならない。ここで記録紙は波状の変形を強要させられているため（図２のような）、シワなどが発生し易くなる問題があった。
【００４３】
つぎに、本発明に係る用紙分離装置の第１の実施形態として、分離部の機構について説明する。
本発明に係る用紙分離装置は、図３（ａ）に示すように、従来の用紙分離装置の構成に加えてフィードコロ３０ｂにバネ４１の押圧力によって圧接された補助コロ４０を、分離部の下流側に設けたことを特徴とする。バネ４１と補助コロ４０は、図５のフィード軸３００が回転可能なように軸支するフレーム５８に取り付けられている。ここで、補助コロ４０はフィードコロ３０ｂに対して従動する。さらに呼出コロ２１は、その回転軸に取付けられた図示しない電磁クラッチがオンすると、フィード回転軸３００からの駆動を伝達ベルト２２で受けて回転すると共に、給紙カセット８内の用紙７へ圧接されて用紙７の最上紙を分離部へ送出する。
【００４４】
本発明に係る分離コロは、その断面が円形あるいは、その円形の少なくとも１箇所がカットされた形状をしている。すなわち、分離コロ３２の断面形状は外径の大きい部分（円形部分）と外径の小さい部分（カット部分）とを有する。例えば、図４（ａ）では分離コロ３２の２箇所がカットされ（３２ｃ）、そのカットにより形成された面は平面であり、左右対称となるよう対向している。あるいは、図４（ｃ）のように分離コロ３３のカットされて形成された面に異なる材質の板状部材３３ｂが貼付されている。この材質は金属や耐磨耗性の高い樹脂が最適である。
【００４５】
給紙カセット８からの用紙７の送出動作開始時は、図３（ａ）に示すように分離コロ３２はその円形部分がフィードコロ３０ｂとオーバーラップが生じるように位置合わせされて停止しており、フィードコロ３０ｂは回転した状態である。用紙７が複数枚分離部に送出されても、用紙７が波うち状態となり紙間にずれが生じる捌き効果と、重送された用紙先端に分離コロ３２から作用する抵抗力によって重送された下側の用紙は分離部を通過できず、最上部の用紙のみが分離部を通過して経路Ｐに送られる。
【００４６】
ついで、最上部の用紙はさらにフィードコロ３０ｂと補助コロ３２とによって搬送されていくが、呼出コロ２１はその途中で電磁クラッチがオフとなり送出動作が停止して上方へ退避する。その後、分離コロ３２を１／４回転させることで、重送用紙を用紙容器方向へ戻す（分離動作、図３（ｂ））。この時、分離コロ３２の外径が小さい部分（カット部）とフィードコロ３０ｂとがオーバーラップなし、あるいはオーバーラップ量が図３（ａ）の状態よりも小さくなっており、用紙７の波うちが少なくなる。なお、分離コロ３２の断面形状が一箇所のみのカットの場合には分離動作時は１／２回転とする。
なお、用紙は湿度の変化によって、カールが発生する場合がある。そのような時でも確実に紙先端を分離部に案内するため、上ガイド５０と下ガイド５１を設けている。
【００４７】
また、呼出コロ２１の送出停止タイミングが遅れると補助コロ３２まで重送用紙を送り出す可能性がある。そこで、例えば呼出コロ２１の送出時間をあらかじめ送出開始時の用紙先端位置から分離部と補助コロ３２の間までの距離になるようにして動作プログラムを作成しておくことで、分離性能が得られ重送を回避し易くなる。その後、次の送出動作開始前に、呼出コロ２１を初期の位置に戻るように回転しておく。
【００４８】
上記用紙分離動作について、図５〜図７を用いてさらに詳細に説明する。
図５に示す用紙分離装置は、図３の構成に分離コロ３２の下流で補助コロ２１のニップ部手前にフォト透過型センサ６０ａ，６０ｂが設置された構成である。また、図６に用紙分離動作を実現する装置構成を示す。フォト透過型センサ６０ａ，６０ｂの信号により制御部が駆動部を制御する構成である。さらに、図７にその制御フローチャートを示す。ただし、制御部は用紙分離装置にある場合と、画造形成装置に用紙分離装置を組み込んだ時は、本体側の制御部に図７の制御フローチャートに基づいた動作プログラムを有する。
【００４９】
図７のフローチャートに基づいて動作を説明する。
（ｓ１１）呼出コロ２１で用紙７を送出し、フィードコロ３０ｂが回転し分離コロ３２が停止している分離部へ用紙７を進入させる（図５（ａ））。
（ｓ１２）さらにフォト透過型センサ６０で検知されると、
（ｓ１３）呼出コロ２１が用紙給送路から退避され、
（ｓ１４）フィードコロ３０ｂも停止する（図５（ｂ））。
（ｓ１５）その後、外部からの再駆動命令によって
（ｓ１６）フィードコロ３０ｂを再回転し、
（ｓ１７）分離コロ３２も回転開始する。このときの分離コロの回転量は上述のとおりである（図５（ｃ））。
（ｓ１８）用紙後端がフォト透過型センサ６０を通過するとセンサｏｎとなり、
（ｓ１９）分離コロ３２を初期位置に戻す。
（ｓ１ａ）またフィードコロの回転も停止する。あるいはフィードコロは回転継続しても良い。
（ｓ１ｂ）ついで外部からの給送命令により動作開始する。
【００５０】
図８に分離回転軸３１０が回転可能に軸支された分離フレーム５２を示す。この分離フレーム５２は図８のようにフレーム５８にジョイント５３で回転可能なように取付けられており、引張りバネ５４が分離側フック５５とフレーム側フック５６にかかっている。引張りバネ５４によってフィード回転軸３００と分離回転軸３１０は引き寄せられているが、厚紙が分離部に入った場合それに応じて軸間が広がる。そのため厚紙時の不送りが減少し、広い紙種対応性が得られる。
なお、図８の２箇所がカットされた分離コロ３２に代えて、図９に示すように１箇所がカットされた分離コロ３３を適用した構成であってもよい。
【００５１】
また、図１０に示すようにフィードコロ３０ｂ間のピッチがフィード回転軸３００方向の該回転軸の外側に行くにつれて広くなると共に、用紙給送路の中心軸に対して左右対称の配置となっている。また、その中心軸（対称軸）上にはフィードコロ３０ｂが位置していない。これにより、用紙の中央部の波うちが大きく両側になるに従い波うちが緩やかとなるので、用紙の耳折れやシワの発生をより確実に防止することができる。
【００５２】
図１１に本発明に係る用紙分離装置の第２の実施形態を示す。
分離コロ３３及び呼出コロ２３の断面が図４（ｂ）のように、円形の１箇所がカットされ平面３３ｃが形成された形状となっている点が図３の用紙分離装置と異なる。
【００５３】
分離コロ３３の初期位置はフィードコロ３０との最大オーバーラップ量が得られるように、分離コロ３３がカットされていない部分（円弧部分）が、両コロの中心線上に位置している（図１１（ａ））。この時、カット面３３ｃが用紙に対面しており、そのカット面３３ｃの延長線ａと用紙の送出方向の延長線ｂとが挟む角をθａｂと、分離コロ３３と紙との摩擦係数をμＳとが、式（１）の関係となるようにカット面３３ｃが配置されている。
【００５４】
【数９】
ｔａｎθａｂ＜１／μＳ        ・・・（１）
【００５５】
上式（１）の右辺と左辺が等しい時、用紙の座屈条件となり不送りが発生する。しかし式（１）を満足すれば、座屈が避けられると共に最も用紙分離のための抵抗力を得ることができる。
【００５６】
呼出コロの送出タイミングと分離コロの回転開始タイミングは図５における動作と同様となる。ここでは、呼出コロ２３の断面形状を半月状としたため、円弧の長さで送出長さが決まる。図１１（ｂ）は分離部と補助コロの間に用紙先端が到達するように呼出コロの円弧を設定した場合である。すなわち、呼出しコロ２３がほぼ一周回転してカット面に至っている。その時用紙先端は分離部と補助コロ４０とフィードコロ３０ｂとの接触部（ニップ部）の間に到達している。呼出コロ２３の半径およびそのカット量を調整してその外周長さが所望とする用紙送出し量に一致するようになっている。
【００５７】
図１１（ｂ）では、呼出コロ２３は一回転するとともに停止状態になる。フィードコロ３０ｂは、呼出コロ２３の送出距離を送る間は回転し、その後一時停止し、一定時間後外部からの命令に従ってフィードコロ３０ｂと分離コロ３３は同時に回転を開始する。この停止は連続給送時の次の用紙の待機位置であり、給紙タイミングのばらつきを低減する。
また、図１１（ｂ）では、フィードコロ３０ｂが再回転して給送されるとほぼ同時に分離コロが回転した時である。もし分離部に重送用紙が停留していれば用紙容器側に戻す。
【００５８】
図１１（ｃ）では、分離コロ３３がほぼ一回転して停止している状態であるが初期位置ではなく、フィードコロ３０ｂとはカット部３３ｃがオーバーラップしている。初期位置手前でオーバーラップ量が少なくなる状態で停止しているため、用紙の波うちが抑えられ用紙のシワ発生が少なくなる。分離コロ３３は、用紙が全て抜けるまで停止し続ける。用紙後端が抜けるとともに分離コロ３３は初期位置に戻り、次の用紙の送出に備える。ここで、呼出しコロ２３は半月状コロを用いたが、円筒状のコロの回転軸に駆動クラッチを設け、フィード回転軸３００からの駆動伝達機構と、呼出コロ２３の回転軸がフィード回転軸３００に対して回転する機構としてもよい。駆動クラッチがｏｆｆの時は退避状態にあり、駆動クラッチがｏｎすると回転駆動されるとともに用紙がわに圧接され送出動作がなされるようにすることもできる。また、例えば光透過型センサーを分離部と補助コロの間に設け、そのセンシング信号に基づき、電磁クラッチ、フィードコロ３０ｂ、分離コロ３３の駆動タイミングを制御することもできる。
【００５９】
なお、図１１の装置構成のうち、分離コロ３３を図４（ｃ）のようにカット面に異なる材質の板を貼付して用いても良い。この板と紙との摩擦係数をμＰとすると式（１）と同様の形で次式（２）を満足すればよい。
【００６０】
【数１０】
ｔａｎθａｂ＜１／μＰ        ・・・（２）
【００６１】
これにより、板状部材３３ｂの材質を変化させることでθａｂを調整することができる。例えば金属などを用いれば、耐磨耗性も向上すると共にθａｂも大きく取ることができので下向きにカールした用紙に対しても分離コロの円弧部分でなくカット面で分離部まで用紙先端を案内することができる。
【００６２】
つぎに、図１２（ｂ）にフィードコロ３０ｂの拡大図を示す。フィード回転軸３００の内側のフィードコロ３０ｂ−１よりもフィードが回転軸３００の外側のフィードコロ３０ｂ−２の方がその径が大きくなっている。そのためフィード回転軸３００の端部の方が用紙の搬送速度が速くなるので用紙に対して外側への速度成分が生じることから、シワ抑制につながる。
【００６３】
また、フィードコロ３０ｂ−１，３０ｂ−２および分離コロ（図示していないが）のエッジ部は磨耗によって変化する。例えば、２００キロ枚を通紙後、調べたところコロのエッジ部の半径が０．２０ｍｍ磨耗していた。これにより初期ではほぼ１００％の確率で分離していた用紙が、２００キロ枚通紙後では約２０％の重送が発生して分離性能が劣化していた。そこで、初期から分離コロ中央部とエッジ部とで０．２ｍｍの半径の差が生じるようにエッジ処理した状態で、１００％の確率で分離できるようにフィードコロ間隔と引張りバネ５４を調整し、２００キロ枚の通紙試験を行ったところ、性能は劣化しないことが確認できた。
【００６４】
つぎに、補助コロ４０の位置を下流側にし過ぎると、用紙先端が補助コロ４０に当たったところで座屈して不送りが発生する（図１３（ａ）、図中分離コロ３２）。そこで、図１３（ｂ）において用紙容器に満載時の用紙送出方向と垂直をなすフィードコロ３０ｂの半径を基準に下流側に角度θで補助コロ４０を圧接するとする。また、フィードコロ３０ｂの半径ｒＦと分離コロ３２の半径ｒＢ、用紙送出方向と分離コロ３２の外形円との交点での外形円の接線と用紙送出方向とが挟む角をφ、補助コロ４０と用紙との摩擦係数μＢとした時、用紙先端の分離コロ３２への外形円への座屈しない条件を見出すと、次式（３）、（４）の関係となる。
【００６５】
【数１１】
ｔａｎφ＜１／μＢ                    ・・・（３）
ｃｏｓφ＋ｒＦ＝（ｒＦ＋ｒＢ）ｃｏｓθ  ・・・（４）
【００６６】
また、補助コロ４０をさらに下流側につけるために、下ガイド５１を延長すると、下ガイド５１によって用紙容器からの送出方向より用紙先端は図１３（ｃ）において右上方へと向きが変えられていた。この用紙先端と分離コロ外形円との交点での外形円の接線と用紙先端とが挟む角をφ’とすれば、次式（５）、（６）を満足する時に不送りを減少することができた。
【００６７】
【数１２】
ｔａｎφ’＜１／μＢ                    ・・・（５）
ｃｏｓφ’＋ｒＦ＝（ｒＦ＋ｒＢ）ｃｏｓθ  ・・・（６）
【００６８】
【発明の効果】
上述のように、請求項１記載の発明によれば、分離部以降に用紙進路を大きく変化させた時も従来発生し易かったシワ発生が抑制できる。
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えてさらにシワ発生の抑制効果があがる。
請求項３記載の発明によれば、座屈条件が回避されて用紙不送りが防止される。
請求項４記載の発明によれば、傾斜角度を大きく取れるので用紙の進入間口が広くなり、用紙のカール状態によるばらつきに対応でき得る。また、耐磨耗性の材料を用いることができるので、接触平面が局所的に摩耗して初期特性を損なうことを回避できる。
請求項５記載の発明によれば、補助コロ外周面と用紙先端とが座屈条件とならないような関係となり、補助コロでの座屈等不具合を解消することができる。
請求項６記載の発明によれば、補助コロでの不送りがなく分離後に用紙を大きくターンする（分離後の用紙進行方向の進路を大きく曲げる）ことができる。
請求項７記載の発明によれば、送出手段による送出動作を補助コロに用紙先端が到達する前までとすることで、重送を回避することができる。
請求項８記載の発明によれば、用紙の分離効果ならびに請求項７記載の発明の重送回避動作を確実に得ることができると共に、画像形成装置に組込んだ時に効率的な連続給送動作が可能となる。
請求項９記載の発明によれば、シワ発生が抑制される。また、用紙幅方向の中心部にフィードコロがないのでスキューとなる用紙の回転がなくなる。
請求項１０記載の発明によれば、シワ発生が抑制される。
請求項１１記載の発明によれば、フィードコロおよび分離コロの局所的な磨耗がなくなり、耐久性が向上する。
請求項１２記載の発明によれば、コート紙やアート紙など、あるいは高湿度環境でのＯＨＰシートなど、用紙間の密着力が高い場合でも確実にシートの分離が可能となり、シワ発生を抑えつつそれらのシートへ印刷可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の一例としてのレ−ザ−プリンタの全体構造を示す断面図である。
【図２】従来のフィードコロと分離コロとの構造を示す図である。
【図３】本発明に係る用紙分離装置の第１の実施の形態を示す断面図である。
【図４】本発明の分離コロの断面形状を示す図である。
【図５】本発明に係る用紙分離装置の第１の実施の形態のバリエーションを示す断面図である。
【図６】本発明の用紙分離動作を実現する装置構成を示す図である。
【図７】本発明に係る用紙分離装置の制御フローチャートである。
【図８】分離回転軸が回転可能に軸支された分離フレームの構造例（１）である。
【図９】分離回転軸が回転可能に軸支された分離フレームの構造例（２）である。
【図１０】本発明に係る用紙分離装置の第１の実施の形態を示す正面図である。
【図１１】本発明に係る用紙分離装置の第２の実施の形態を示す断面図である。
【図１２】本発明のフィードコロの拡大図である。
【図１３】本発明のフィードコロ、分離コロ、補助コロの関係を示す断面図である。
【符号の説明】
１    本体ケース
２    感光体
３    帯電器
４    現像装置
５    転写装置
６    クリーニング装置
７    用紙（記録紙）
８    給紙カセット
１０    レジストローラ
１１    定着装置
１２    排紙ローラ
１３    スタッカー部
１４    ケース
１５    伝送部
１６    コントローラ部
１７    電源
１８    電装基板
１９    ケース
２０    光学装置
２１    呼出コロ
２２    伝達ベルト
３０    フィードコロローラ
３０ａ    フィードコロ小径部
３０ｂ    フィードコロ
３１    分離コロローラ
３１ａ    分離コロ小径部
３１ｂ，３２，３３，３４    分離コロ
４０    補助コロ
４１，５４    ばね
５０    上ガイド
５１    下ガイド
５２    分離フレーム
５３    ジョイント
５５    分離側フック
５６    フレーム側フック
５８    フレーム
６０ａ，６０ｂ    フォト透過型センサー
３００  フィード回転軸
３１０  分離回転軸
Ｐ    搬送経路
【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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