(57)【要約】【課題】  用紙等のシート材との間に作用する摩擦力を利用することなく、シート材の積層体から一枚ずつ確実にシート材を分離し、シート材の重送、詰まり、破損を防止する。【解決手段】  用紙束Ｂの積層方向の上下両外側に位置する接地電極１１及び分離電極１２と、分離電極１２側に繋がる公知の電源装置１４とを備えて紙送り装置１０が構成されている。ここで、接地電極１１はアース側となる一方、分離電極１２は電圧印加側となる。分離電極１２は、前記用紙束Ｂの表面に相対配置されるシート分離部１６と、当該シート分離部１６に接触するとともに、所定の大きさの電圧が印加される電圧印加部１７とを備えている。シート分離部１６は、用紙束Ｂとの相対部分が所定の絶縁体又は高抵抗体により形成されるフィルム２３で被覆され、電圧印加部１７に電圧が印加されたときに、静電力によって用紙束Ｂから用紙Ｐを一枚ずつ分離可能となっている。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のシート材の積層体から前記シート材を一枚ずつ分離するシート分離機構において、
前記積層体の積層方向の両外側に位置する一対の電極を備え、
前記電極は、アース側となる接地電極と、電圧印加側となる分離電極とにより構成され、
前記分離電極は、前記積層体の表面に相対配置されるシート分離部と、当該シート分離部に接触するとともに、所定の大きさの電圧が印加される電圧印加部とを備え、
前記シート分離部は、前記積層体との相対部分が所定の絶縁体又は高抵抗体で被覆され、前記電圧印加部に電圧が印加されたときに、静電力によって前記積層体から前記シート材を分離することを特徴とするシート分離機構。
【請求項２】
前記シート分離部は、前記シート材の繰り出し方向に回転する第１のローラを含み、
前記電圧印加部は、前記第１のローラの回転に連動して回転する第２のローラを含むことを特徴とする請求項１記載のシート分離機構。
【請求項３】
前記接地電極と前記分離電極とは、離間接近可能に設けられ、前記積層体を構成する前記シート材の枚数が変動しても、前記積層体と前記シート分離部との離間距離を略一定とするように調整されることを特徴とする請求項１又は２記載のシート分離機構。
【請求項４】
前記分離電極への印加電圧は、前記積層体中の前記シート材の枚数が減少するに従って増大するように調整されることを特徴とする請求項１又は２記載のシート分離機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシート分離機構に係り、更に詳しくは、静電力を利用して、用紙等のシート材の積層体からシート材を一枚ずつ正確に分離することのできるシート分離機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等のＯＡ機器には、多数枚の用紙が積層された用紙束を保持する給紙カセットと、当該給紙カセット内の用紙束から用紙を一枚ずつ分離して排出する分離機構とが設けられている。この分離機構としては、用紙束の上面に接触して当該用紙束を押圧するゴムローラを含み、このゴムローラを回転させることで用紙との間に発生する動摩擦力を利用し、用紙を用紙束から分離する構造が一般的である（特許文献１等参照）。
【特許文献１】特開２００３−２１２３７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような分離機構にあっては、用紙が二枚以上同時に用紙束から分離する重送現象及びそれに起因する紙詰まりや、用紙破損等が発生し易い。これらの問題は、用紙の性質や温湿度等の環境条件等により用紙間に存在する摩擦力の大きさが異なることや、ゴムローラの劣化等が原因となって不定期的に発生する。そこで、あらゆるケースを想定して、用紙間に存在する摩擦力等よりも常に大きくなる動摩擦力を発生させれば、前記重送現象や紙詰まりを防止可能となる。ところが、この場合には、その動摩擦力によって用紙破損を招来する虞があり、用紙とゴムローラとの動摩擦力を利用した前述の分離構造では、前述した各種問題を総合的に改善することが困難である。
【０００４】
本発明は、このような問題に着目して案出されたものであり、その目的は、用紙等のシート材との間に作用する摩擦力を利用することなく、シート材の積層体からシート材を一枚ずつ確実に分離することができるシート分離機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）前記目的を達成するため、本発明は、所定のシート材の積層体から前記シート材を一枚ずつ分離するシート分離機構において、
前記積層体の積層方向の両外側に位置する一対の電極を備え、
前記電極は、アース側となる接地電極と、電圧印加側となる分離電極とにより構成され、
前記分離電極は、前記積層体の表面に相対配置されるシート分離部と、当該シート分離部に接触するとともに、所定の大きさの電圧が印加される電圧印加部とを備え、
前記シート分離部は、前記積層体との相対部分が所定の絶縁体又は高抵抗体で被覆され、前記電圧印加部に電圧が印加されたときに、静電力によって前記積層体から前記シート材を分離する、という構成を採っている。
【０００６】
（２）また、前記シート分離部は、前記シート材の繰り出し方向に回転する第１のローラを含み、
前記電圧印加部は、前記第１のローラの回転に連動して回転する第２のローラを含む、という構成を採ることが好ましい。
【０００７】
（３）更に、前記接地電極と前記分離電極とは、離間接近可能に設けられ、前記積層体を構成する前記シート材の枚数が変動しても、前記積層体と前記シート分離部との離間距離を略一定とするように調整される、という構成も併せて採用することができる。
【０００８】
（４）また、前記分離電極への印加電圧は、前記積層体中の前記シート材の枚数が減少するに従って増大するように調整される、という構成を採用してもよい。
【発明の効果】
【０００９】
前記（１）の構成によれば、電圧印加部に電圧が印加されると、シート分離部の絶縁体の存在により、シート分離部と積層体との間に電界が形成されることになるため、静電力により、積層体の表面側のシート材をシート分離部に吸着させることが可能となる。このように、静電力を利用して積層体からシート材を分離する構造となっているため、シート材に動摩擦力を付与することなくシート材の分離が可能となる。従って、種々のケースに応じた大きさの印加電圧を適宜選択することで、シート材の重送現象や、これに起因する紙詰まり等を効果的に防止することができる他、シート分離部とシート材との間の摩擦力に起因するシート材の破損を防止することもできる。また、この構成は、シート分離部と積層体との間に生じた電位差によって、シート材をシート分離部に吸着させるものであるが、電圧印加部がシート分離部に接触していることから、シート材の吸着後に前記電位差が無くなっても、新たな電荷がシート分離部にチャージされ、シート材の分離、排出を永続的に行うことができる。
【００１０】
前記（２）のように構成することで、第１のローラの回転を使って前記シート材の繰り出しを行い易くすることができる他、簡単な構成で、電圧印加部からシート分離部への電荷のチャージを行うことができる。
【００１１】
前記（３）の構成によれば、積層体を構成するシート材の枚数が減少しても、印加電圧の調整を不要とすることができ、簡単な機械構成によりシート材の良好な吸着状態を維持することができるとともに、電圧印加部に電圧を印加する電源装置の複雑な制御を不要にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００１３】
図１には、本発明に係るシート分離機構が適用された紙送り装置の概念図が示されており、図２には、図１のＡ−Ａ線に沿う方向における前記紙送り装置の断面図が示されている。これらの図において、紙送り装置１０は、シート材としての用紙Ｐの積層体である用紙束Ｂから用紙Ｐを一枚ずつ分離、排出する装置であり、用紙束Ｂの積層方向の両外側（上下両外側）に位置する接地電極１１及び分離電極１２と、分離電極１２側に繋がる公知の電源装置１４とを備えて構成されている。ここで、接地電極１１は、アース側の電極であり、分離電極１２は、電圧印加側の電極である。
【００１４】
前記接地電極１１は、特に限定されるものではないが、用紙束Ｂが載る平板状に設けられている。
【００１５】
前記分離電極１２は、用紙束Ｂの表面における図１中右側部位に相対配置されるシート分離部１６と、当該シート分離部１６の外周面の上側に接触するとともに、前記電源装置１４に電気的に接続されて所定の大きさの電圧が印加される電圧印加部１７とを備えている。
【００１６】
前記シート分離部１６は、用紙束Ｂの最上位となる用紙Ｐに外周面が接触するように配置された第１のローラ１９と、この第１のローラ１９を回転可能に保持するとともに、当該第１のローラ１９に回転駆動力を付与する駆動機構２０とを備えている。
【００１７】
前記第１のローラ１９は、その軸線が、用紙Ｐの面に沿って当該用紙Ｐの繰り出し方向（図１中Ｂ方向）に略直行するように配置され、用紙Ｐの繰り出し方向に回転するようになっている。この第１のローラ１９は、略円管状の本体筒２２と、この本体筒２２の外周面に被覆されるフィルム２３とからなる。本体筒２２は、アルミニウム、ステンレス等の金属によって形成されている。また、フィルム２３は、第１のローラ１９と用紙束Ｂとの間に電界を形成可能となる絶縁体若しくは高抵抗体であれば何でも良く、例えば、セロハン、ポリエチレン等によって形成される。なお、特に限定されるものではないが、フィルム２３の厚みは、好ましくは１μｍ〜１０００μｍに設定される。
【００１８】
前記駆動機構２０は、本体筒２２の軸方向両端側に相対回転不能に取り付けられた回転軸２５と、この回転軸２５を回転させるモータ２６とにより構成され、当該モータ２６の駆動によって、第１のローラ１９が回転することとなる。
【００１９】
前記電圧印加部１７は、第１のローラ１９に対峙する第２のローラ２９からなり、当該第２のローラ２９は、第１のローラ１９の回転に連動して回転するようになっている。また、第２のローラ２９は、アルミニウム、ステンレス等の金属によって形成された丸棒状の芯材３１と、この芯材３１の外周側に被覆されるとともに、第１のローラ１９の外周面を構成するフィルム２３に接触する緩衝材３２とからなる。前記芯材３１は、その軸線方向両側がそれぞれ緩衝材３２より外向きに突出している。当該突出部位には、前記電源装置１４が電気的に接続されている他、ばね等からなる付勢手段３４が取り付けられており、第１のローラ１９側に第２のローラ２９を押圧するようになっている。ここでの押圧力は、押圧された第１のローラ１９によって用紙束Ｂを軽く押さえる程度、つまり、第１のローラ１９と用紙束Ｂとの間に摩擦力が殆ど作用しない程度とされる。前記緩衝材３２は、導電性材料によって形成されており、特に限定されるものではないが、カーボンブラック若しくはイオン種を含む導電性ゴムによって形成されている。
【００２０】
前記電源装置１４は、直流電源が用いられ、分離電極１２側が正極側となるように接続される。
【００２１】
前記紙送り装置１０の作用について以下に説明する。
【００２２】
接地電極１１の上に用紙束Ｂを置き、用紙束Ｂの上面と第１のローラ１９の外周面とが前述したように僅かに触れる程度にする。その状態から、紙送り装置１０に紙送り指令があると、電源装置１４から分離電極１２側に電圧が印加されるとともに、前記モータ２６が駆動して第１及び第２のローラ１９，２９が回転する。分離電極１２側に電圧が印加されると、電源装置１４に電気的に接続された第２のローラ２９から第１のローラ１９に向かって放電が起こるが、当該第１のローラ１９の外周面に被覆されたフィルム２３の存在によって、第１のローラ１９を含む分離電極１２側が、接地電極１１側から絶縁された状態となる。従って、図３に示されるように、第１のローラ１９のフィルム２３に正電荷が帯電する一方、用紙束Ｂ側に負電荷が帯電し、接地電極１１及び分離電極１２の間に電界が形成される。すると、静電力の作用により、正電荷が帯電した第１のローラ１９の外周面に、負電荷が帯電した用紙束Ｂの最上位の用紙Ｐが吸着し、第１のローラ１９の回転に伴って、吸着された一枚の用紙Ｐが、用紙束Ｂに対して面方向（図３中右方）にシフトするように分離、排出される。なお、この過程においては、用紙Ｐの吸着後における第１のローラ１９の下流側となる外周面と、その下方に位置する用紙Ｐの部分との間には、電位差が生じないことから、用紙束Ｂから分離された用紙Ｐが第１ローラ１９の外周面に巻き付くことは殆どない。そして、用紙束Ｂから用紙Ｐが一枚分離、排出されると、前記付勢手段３４の作用によって、第１及び第２のローラ１９，２９が、分離された用紙Ｐの厚み分だけ用紙束Ｂに向かって接近し、前述と同じ押圧力で第１のローラ１９が用紙束Ｂに添設された状態となり、次なる用紙Ｐの分離、排出が前述と同一の手順で行われる。
【００２３】
ここで、印加電圧の大きさは、対象とする用紙Ｐの材質によって変わるが、用紙Ｐ間に発生した静電力、摩擦力、用紙の重さ、絶縁破壊現象等を考慮し、用紙束Ｂから用紙Ｐを一枚だけ分離可能とする印加電圧の大きさに設定される。一例として、下表に示される範囲の電圧が印加される。なお、ここでの印加電圧の大きさは、電界が形成される隙間１ｃｍ当たりの単位電圧を表している。
【表１】
2005119756.tif 000003
【００２４】
従って、このような実施例によれば、ローラの回転に伴う摩擦力を利用せずに、静電力を使って用紙束Ｂから用紙Ｐを分離、排出する構造となっているため、用紙Ｐの重送、紙詰まり、用紙Ｐの破損等をより確実に防止することができるという効果を得る。
【００２５】
なお、前記実施例では、第１のローラ１９の外周面が用紙束Ｂに接触するように配置したが、本発明はこれに限らず、用紙束Ｂと第１のローラ１９の外周面との間に所定の隙間を介在させてもよい。
【００２６】
また、前記実施例では、付勢手段３４を使って、用紙束Ｂを構成する用紙Ｐの枚数が減少するに従って、積層体Ｂとシート分離部１６との離間距離が略一定となるように、分離電極１２側を接地電極１１側に接近させる構造にしたが、逆に、接地電極１１側を分離電極１２側に接近させる構造にしてもよい。
【００２７】
更に、付勢手段３４を設けずに、電源装置１４に印加電圧の大きさを調整する電圧制御手段を設けることも可能である。この場合は、用紙束Ｂを構成する用紙Ｐの枚数が減少するに従って、当該用紙束Ｂと分離電極１２との間の隙間が広がることになるため、前記電圧制御手段で、用紙束Ｂの用紙Ｐの枚数が減少するに従って分離電極１２への印加電圧が増大するように制御される。
【００２８】
また、本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等のＯＡ機器に適用される各種印字用紙の他、紙幣、切符（チケット）、ラベル等の他のシート材に対しても適用可能である。
【００２９】
更に、シート分離部１６としては、前述したローラ構造を採用しなくても、静電力で吸着された用紙Ｐを用紙束Ｂから分離して排出できる限りにおいて、シート分離部１６自体が搬送方向に移動する構造も採用可能である。但し、前記ローラ構造を採用した方が、装置構成を簡単にすることができる。
【００３０】
その他、本発明における装置各部の構成は図示構成例に限定されるものではなく、実質的に同様の作用を奏する限りにおいて、形状や構造の変更等、種々の設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施例に係る紙送り装置の概念図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う方向における前記紙送り装置の断面図。
【図３】帯電する電荷の状態を記入した図１の部分拡大図。
【符号の説明】
【００３２】
１１  接地電極
１２  分離電極
１６  シート分離部
１７  電圧印加部
１９  第１のローラ
２３  フィルム（絶縁体，高抵抗体）
２９  第２のローラ
Ｂ  用紙束（積層体）
Ｐ  用紙（シート材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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