(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給送ローラと該給送ローラに圧接される分離パッドを備え、該給送ローラと該分離パッドの間にニップを形成し、該ニップによりシートをはさみ、シート束からシートを１枚ずつ順次分離給送するシート材搬送装置において、
上流側よりも下流側の面積が小さくなるように分離パッドをシートの搬送方向に沿って複数箇所に配置して、前記ニップの面積がシート搬送方向下流に向かうにしたがって小さくなるようにすると共に、各分離パッドをウレタンゴムシートで覆うことによって、前記各分離パッドと前記シートとの摩擦係数がシート搬送方向下流に向かうにしたがって小さくなるように設定し、
さらに、前記給送ローラとシートとの摩擦係数をμ１、シート搬送方向最上流側の前記分離パッドとシートとの摩擦係数をμ２、シート搬送方向最下流側の前記分離パッドとシートとの摩擦係数をμ３、シート間の摩擦係数をμｐとすると、
μ２＞μｐ、μ１＞μ３＋μｐ
の関係になるように該シート搬送方向最上流側の分離パッドおよび該シート搬送方向最下流側の分離パッドのシートとの摩擦係数を設定することを特徴とするシート搬送装置。
【請求項２】
前記請求項１に記載のシート搬送装置と、前記シート搬送装置により給送される原稿を読み取る原稿読み取り部と、
を備えたことを特徴とする自動原稿読み取り装置。
【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、レーザービームプリンター、ファクシミリ等におけるシート材を搬送するシート材搬送装置及び該シート材搬送装置より給送される原稿シートを読み取る自動原稿読み取り装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８に複写機等の画像形成装置に使用されるシート材給送装置の一例として、摩擦パッド分離方式の給送装置の断面図を示す。図９、図１０に給送装置の分離部を示した概略断面図を示す。
【０００３】
このシート材給送装置はシートトレイ１００上に積載されたシートＰをピックアップローラ１０１が矢印Ａ方向に下降しシートＰに当接させ、矢印Ｂ方向に回転することによって最上紙のみをピックアップ給紙する。ピックアップされたシートＰは矢印Ｃ方向に回転するフィードローラ１０２とフィードローラにバネ１０３より所定の圧力を受ける分離パッド１０４間のニップ部へ突入する。
【０００４】
一枚のシートが図９に示すようにニップ部に入ったとする。フィードローラ１０２とシート間の摩擦係数をμｆｐ、分離パッド１０４とシート間の摩擦係数をμｂｐ、シート間の摩擦係数をμｐｐ、分離パッド１０４からの圧力をＮとする。
【０００５】
シートにはフィードローラ１０２からの搬送力μｆｐＮと分離パッド１０４からの抵抗力であるμｂｐＮを受ける。そして、μｆｐＮ＞μｂｐＮ、つまりμｆｐ＞μｂｐの関係が成り立つ時シートは搬送される。
【０００６】
２枚のシートが図１０に示すようにニップ部に入ったとする。フィードローラ１０２側のシートはフィードローラ１０２とシートの間に働く搬送力μｆｐＮとシート間で生じるシート間抵抗力μｐｐＮを受け、μｆｐＮ＞μｐｐＮ、μｆｐ＞μｐｐの関係が成り立つ時、搬送される。一方、分離パッド１０４側のシートは上のシートからシート間連れ出し力μｐｐＮと分離パッド１０４からの抵抗力μｂｐＮを受けμｐｐＮ＜μｂｐＮ、μｐｐ＜μｂｐが成り立つ時、分離ができる。したがって、μｆｐ＞μｂｐ＞μｐｐの関係が成り立つ時、給送・分離が可能となり、実際その関係で各摩擦係数を設定している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では下記のような問題点を抱えている。
【０００８】
シート間の動摩擦係数によっては上記関係が成り立たず給送不良、分離不良が生じる。
【０００９】
具体的にはカラーの両面原稿を作成し、直後に自動原稿読み取り装置で給送しようとした場合、１枚給送時、給送不良が生じる（図９参照）。
【００１０】
カラー原稿は作成直後、定着オイルが多量に含まれており、表面にオイル層が形成される。その結果、オイル層が分離パッド１０４とシート間に介在し粘性抵抗になり、μｂｐＮ＞μｆｐＮの関係になるためである。この対策として分離パッド１０４の摩擦係数μｂｐを小さくすると、今度は２枚給送時、図１０に示す力の関係がμｐｐＮ＞μｂｐＮとなり、分離不良が生じる。つまり分離可能なラチチュードが存在しないのである。
【００１１】
また、ピックアップ動作時に３枚以上、同時にニップ部に侵入することもある。図１１はピックアップ時にシートに加わる力をしめした概略断面図である。シート間摩擦係数が上からμｐｐｈ、μｐｐｈ、μｐｐｌでありμｐｐｈ＞μｐｌの関係にあった時、上から３枚が同時にピックアップされる可能性がある。
【００１２】
３枚ピックアップされた場合、分離をする時は図１２に示すように上から２番目のシートに加わる力は上下からμｐｐｈＮであるため、２番目のシートは分離できずに給送される可能性があり、その結果、重送が発生する可能性がある。
【００１３】
本発明の目的はさまざまな摩擦係数を持つシートを確実に分離・給送すること。また、シートが束でニップ部に突入した場合でも確実に分離・給送することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、本発明では、給送ローラと該給送ローラに圧接される分離パッドを備え、該給送ローラと該分離パッドの間にニップを形成し、該ニップによりシートをはさみ、シート束からシートを１枚ずつ順次分離給送するシート材搬送装置において、上流側よりも下流側の面積が小さくなるように分離パッドをシートの搬送方向に沿って複数箇所に配置して、前記ニップの面積がシート搬送方向下流に向かうにしたがって小さくなるようにすると共に、各分離パッドをウレタンゴムシートで覆うことによって、前記各分離パッドと前記シートとの摩擦係数がシート搬送方向下流に向かうにしたがって小さくなるように設定し、さらに、前記給送ローラとシートとの摩擦係数をμ１、シート搬送方向最上流側の前記分離パッドとシートとの摩擦係数をμ２、シート搬送方向最下流側の前記分離パッドとシートとの摩擦係数をμ３、シート間の摩擦係数をμｐとすると、
μ２＞μｐ、μ１＞μ３＋μｐ
の関係になるように該シート搬送方向最上流側の分離パッドおよび該シート搬送方向最下流側の分離パッドのシートとの摩擦係数を設定することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
図１は本発明であるシート材搬送装置である自動原稿読み取り装置１の断面図である。図２は分離パッド１４の断面図。図３は分離パッド１４で紙を分離する際の紙に加わる力を示す力関係図である。
【００１９】
まず図１を参照しながら自動原稿読み取り装置の概略を説明する。
【００２０】
原稿トレイ２上に積載した原稿束Ｐは昇降トレイ３が矢印Ｄ方向へ回転することによって給紙位置まで上昇する。そしてピックアップローラ４が矢印Ｅ方向へ下降し、原稿束Ｐの最上部へ当接、矢印Ｆ方向へ回転することによってピックアップが行われる。ピックアップローラ４はピックアップ終了と同時に元の位置に退避する。その後、本発明の主要部である分離部５で分離が行われ、レジストローラ６まで到達する。レジストローラ６で待機後、所定のタイミングでレジストローラ６が回転し、搬送ベルト７と原稿台ガラス８の間に原稿が搬送され、原稿片面部の読み取り動作が行われる。この時、フラッパー１１は破線方向に向いている。その後、原稿は排出ローラ９によって排出トレイ１０上に排出される。
【００２１】
反転動作を行う時は片面読み取り終了後、フラッパー１１が実線方向に向き、反転ローラ１２が矢印Ｇ方向へ回転することによって、原稿は反転ローラを１周し、再び搬送ベルト７上に搬送され原稿両面部の読み取り動作が行われる。その後は搬送ベルト７が逆転動作をし、排出ローラ９によって排出トレイ１０上に排出される。
【００２２】
次に分離部５の詳細を説明する。図２は分離部の詳細断面図、図３は分離時に各シートに加わる力を示した分離部の概略断面図である。図４、図５は分離部の分離パッドの詳細図である。
【００２３】
分離ローラ１３は例えば、外径φ３０のＥＰＤＭゴム等の材質で作られ、ピックアップローラ４のピックアップ動作と同時に矢印Ｈ方向へ回転を開始し、原稿が通過したら停止させる。
【００２４】
分離パッド１４は樹脂等の成型可能な材料で作られているマウント１４−ａと発泡ウレタンもしくは発泡ゴム等で作られた３種類の形状をしたスポンジ１４−ｂ、１４−ｃ、１４−ｄとその上に覆われた例えば、厚さ０．１〜０．５ｍｍのウレタンゴムシート１４−ｅから構成されている。マウント１４−ａには円柱上の突起が突出しており、ここに圧縮バネ１５が当接し、分離パッド１４が分離ローラ１３に当接する。当接圧は例えば、約３００〜５００ｇに設定している。
【００２５】
次にスポンジ１４−ｂ、１４−ｃ、１４−ｄの形状・面積について説明する。図４は分離パッド１４の第一案である（下が断面図、上が上視図）。図５は分離パッド１４の第２案である。
【００２６】
図４においてスポンジ１４−ｂ、１４−ｃ、１４−ｄは全て、上部がフィードローラ１３の円周に沿った形状をしている。下方はマウント１４−ａに埋め込まれている。搬送方向上流側のスポンジ１４−ｄは図４の下図に示すように搬送方向上流側がフィードローラ１３に接触しておらず右下へ傾斜している。このような構成にすることによって分離ニップ部へ束で入ることを防止しプレ分離を行うようにしている。
【００２７】
スポンジ１４−ｄ、１４−ｃ、１４−ｂの紙搬送方向と略直角方向の長さは５０〜７０ｍｍ、フィードローラ１３との紙搬送方向の接触長さの比は搬送方向上流側から約３：２：１に設定している。スポンジ１４−ｄ、１４−ｃ、１４−ｂは矩形であるため、フィードローラ１３とスポンジ１４−ｄ、１４−ｃ、１４−ｂが接触している面積比は搬送方向上流側から３：２：１になっている。
【００２８】
図５において分離パッド１６の構成は図４の第一案と同様にマウント１６−ａ、スポンジ１６−ｄ、１６−ｃ、１６−ｂおよびそれを覆うウレタンゴムシート１６−ｅから構成される。図５の上図に示すように図４の第一案とスポンジ１６−ｄ、１６−ｃ、１６−ｂの形状が異なる。各スポンジの形状は台形をなしている。各スポンジ１６−ｄ、１６−ｃ、１６−ｂとフィードローラ１３との接触長さの比は第一案と同様に３：２：１である。しかし搬送方向下流にいくにしたがって搬送方向と略直角方向の長さ短くなるようにしている。その結果、フィードローラ１３とスポンジ１６−ｂ、１６−ｃ、１６−ｄが接触している面積比は搬送方向上流側からおよそ９：４：１になっている。
【００２９】
以上説明したように、スポンジ１４−ｄ、１４−ｃ、１４−ｂ（１６−ｄ、１６−ｃ、１６−ｂ）とフィードローラ１３の接触面積比は紙の搬送方向下流にいくにしたがって小さくなるように設定している。次にこの接触面積とウレタンゴムシートと紙間に働く摩擦係数について説明する。
【００３０】
図１３は横軸にスポンジ１４−ｃのパッド面積、縦軸にスポンジ１４−ｃの上を覆っているウレタンゴムシート１６−ｅとシート（８０ｇ／ｍ２）の間に上記面積で働く動摩擦係数を表している。スポンジ１４−ｃに加わる荷重は３００ｇ、シートの搬送速度は２００ｍｍ／ｓｅｃで測定した。この図をみると摩擦係数と接触面積の関係は比例関係にあり面積が大きくなるにしたがって増加している。通常、剛体と剛体の間に働く摩擦係数は接触面積には依存しないのであるが、ゴムのような弾性体の場合、接触面積によりゴムの復元力や復元する時間が多少、異なるために摩擦係数が面積に依存していると考えられる。
【００３１】
次にシートの分離動作について図２、図３を使って説明する。
【００３２】
図２に示すように前述したスポンジ１４−ｄでのプレ分離を行っても分離ニップ部に３枚シートが突入した場合を想定する。
【００３３】
図３においてＮはフィードローラ１３に分離パッド１４から加わる当接圧である。μｆｐはフィードローラ１３とシート間の摩擦係数、μｐｐはシート間の摩擦係数である。μｂｐ１、μｂｐ２、μｂｐ３はスポンジ１４−ｄ、１４−ｃ、１４−ｂの接触面積でのウレタンゴムシート１４−ｅとシート間に働く摩擦係数である。この摩擦係数の関係は上述したようにμｂｐ１＞μｂｐ２＞μｂｐ３の関係になるようにしている。
【００３４】
図３に示すように一番下のシートには反搬送方向にμｂｐ１Ｎと搬送方向にμｐｐＮが加わり、μｂｐ１Ｎ＞μｐｐＮの関係により一番下のシートが分離される。次に真中のシートには反搬送方向にμｐｐＮとμｂｐ２Ｎ、搬送方向にμｐｐＮが加わるためμｐｐＮ＋μｂｐ２Ｎ＞μｐｐＮの関係になるため真中のシートが分離される。次に一番上のシートは反搬送方向にμｂｐ３ＮとμｐｐＮ、搬送方向にμｆｐＮが加わり、μｂｐ３Ｎ＋μｐｐＮ＜μｆｐＮの関係になるためにスリップなく搬送が行われる。このように、各摩擦係数を上式のような関係にすることによって、ニップ部に３枚突入したシートはスポンジ１４−ｄ、１４−ｃ、１４−ｂ部で下から順番に分離する。
【００３５】
（実施形態２）
実施形態２は実施形態１のスポンジ１４−ｄ、１４−ｃ、１４−ｂの形状が異なる。図６は実施形態２におけるスポンジ１７−１，１７−２，１７−３の断面図及び上視図である。
【００３６】
図６においてスポンジ１７−１，１７−２，１７−３の上部（フィードローラ１３側（図３））はシートの搬送方向と略直角方向に図６に示すように所定のピッチで凹凸がある。実施形態２においても実施形態１の図２と同様にスポンジ１７−１，１７−２，１７−３はシート搬送方向に複数配置しており各スポンジ１７−１，１７−２，１７−３で束突っ込みしたシートを順番に分離する構成になっている。また、複数のスポンジ１７−１，１７−２，１７−３の上記凹凸はシート搬送方向に向かうにしたがって、凹部と凸部の長さ比を変えている。つまり搬送方向下流になる程、凹部の長さ１７−１−ｂ、１７−２−ｂ、１７−３−ｂが長くなる。具体的にはシート搬送方向上流側から凹部：凸部長さ比を１７−１−ａ：１７−１−ｂ＝１：１、１７−２−ａ：１７−２−ｂ＝１：２、１７−３−ａ：１７−３−ｂ＝１：３の長さ比に設定している。したがって、シートとスポンジ１７−１，１７−２，１７−３の表面に覆ったウレタンゴムシート（不図示）の接触面積は搬送方向上流側から３：２：１になるようになっている。接触面積の異なるスポンジとシートとの分離効果および分離動作は実施形態１で示した。
【００３７】
（実施形態３）
図７は実施形態１のシート搬送装置である自動原稿読み取り装置１を搭載した画像形成装置１８の断面図である。原稿は自動原稿読み取り装置１によって給紙・搬送され、原稿読み取り部１９によって読み取られる。そして、感光ドラム２０上に潜像が形成される。潜像は現像部２１によってトナー像に画像形成される。カセット２２に載置された転写紙Ｐは搬送パス２３を経由して転写・分離部２４へと搬送される。転写・分離部２４で、上記画像形成されたトナー像は転写紙Ｐへ転写される。そして搬送部２５、定着装置２６を経由して画像形成装置の外部へは排出される。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば以下の効果が得られる。
【００３９】
分離パッドの面積を変化させることで、分離するシートに応じた設定が可能になる。たとえば、ある特定の紙を主に使用するユーザー向けの分離パッドも用意することができサービス性が向上する。
【００４０】
分離パッドの圧力を小さくしても分離性が安定している。つまり自動原稿読み取り装置として使用した場合、原稿のコバ汚れ・面汚れが少なくてすむ。また分離パッドとその上の給送ローラの摺擦音が低減する。また分離パッド、給送ローラの耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１の自動原稿読み取り装置の断面図。
【図２】実施形態１の分離パッドの断面図。
【図３】実施形態１の分離パッドで紙を分離する際の紙に加わる力を示す力関係図である。
【図４】実施形態１の分離パッドの第一案図。
【図５】実施形態１の分離パッドの第二案図。
【図６】実施形態２の分離パッドのスポンジ断面図。
【図７】実施形態１の給送装置を搭載した画像形成装置の断面図。
【図８】実施形態１給送装置の分離部断面図。
【図９】従来例の給送装置分離部を示した断面図。
【図１０】従来例の給送装置分離部を示した断面図。
【図１１】従来例の問題点を説明した分離部断面図。
【図１２】従来例の問題点を説明した分離部断面図
【図１３】分離パッドの面積と摩擦係数の相関をしめしたグラフ
【符号の説明】
１  シート材搬送装置（自動原稿読み取り装置）
５  給送ローラ
１４  分離パッド
【図１】
0003880381.tif 000002
【図２】
0003880381.tif 000003
【図３】
0003880381.tif 000004
【図４】
0003880381.tif 000005
【図５】
0003880381.tif 000006
【図６】
0003880381.tif 000007
【図７】
0003880381.tif 000008
【図８】
0003880381.tif 000009
【図９】
0003880381.tif 000010
【図１０】
0003880381.tif 000011
【図１１】
0003880381.tif 000012
【図１２】
0003880381.tif 000013
【図１３】
0003880381.tif 000014