(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート材積載部材に積載された最上位のシート材に圧接して該シート材を分離部へ繰り出す給送手段と、該給送手段にニップ形成部で圧接し前記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる傾斜面を備えた傾斜部材とを有し、以下の条件式を満足する条件下で、前記給送手段を回転させて前記シート材を前記分離部へ繰り出し、繰り出された前記シート材を前記傾斜部材の傾斜面により、あるいは前記傾斜面並びに前記ニップ形成部により、最上位のシート材のみを分離するシート材の給送方法において、
前記条件式の（Ａ／Ｂ）の値が最大となるように前記給送手段のニップ形成部の接線と前記傾斜部材の傾斜面とのなす角度を設定することを特徴とするシート材の給送方法。
Ｐ＞Ｒｆ・Ａ／（μ１−μｐ１２）
Ｐ＜Ｒｆ・Ａ／Δμｐ
Ｐ＞{(Ａ／Ｂ)−μ１}Ｑ／(μ１−μｐ１２)＋μ１・Ｒｆ・Ｂ／(μ１−μｐ１２)
Ｐ＜{(Ａ／Ｂ)−μｐ１２}Ｑ／Δμｐ＋μｐ１２・Ｒｆ・Ｂ／Δμｐ
Ａ＝ｓｉｎθｐ２＋μ２・ｃｏｓθｐ２
Ｂ＝ｃｏｓθｐ２−μ２・ｓｉｎθｐ２
θｐ２＝θ１＋θ２−９０
但し  Ｐ：給送圧
Ｑ：分離圧
Ｒｆ：シート材の曲げ変形により、シート材先端に作用する傾斜部材の傾斜面からの垂直抗力
μ１：給送手段とシート材との間の摩擦係数
μ２：傾斜部材の傾斜面とシート材先端との間の摩擦係数
μｐ１２：シート材の１枚目と２枚目の間の摩擦係数
Δμｐ：シート材間の摩擦係数の差
θ１：ニップ形成部における分離圧の加圧方向と給送圧が作用する点における給送手段の接線方向とのなす角度
θ２：傾斜部材の傾斜面と給送圧が作用する点における給送手段の接線方向とのなす角度
θｐ２：給送手段のニップ形成部の接線と傾斜部材の傾斜面とのなす角度
【請求項２】
シート材積載部材に積載された最上位のシート材に圧接して該シート材を分離部へ繰り出す給送手段と、該給送手段にニップ形成部で圧接し前記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる傾斜面を備えた傾斜部材とを有し、以下の条件式を満足する条件下で、前記給送手段を回転させて前記シート材を前記分離部へ繰り出し、繰り出された前記シート材を前記傾斜部材の傾斜面により、あるいは前記傾斜面並びに前記ニップ形成部により、最上位のシート材のみを分離するシート材の給送方法において、
前記条件式の（Ａ／Ｂ）の値が最大となるように前記給送手段のニップ形成部の接線と前記傾斜部材の傾斜面とのなす角度を変更することにより、前記ニップ形成部における分離圧の加圧方向と給送圧が作用する点における前記給送手段の接線方向とのなす角度を設定することを特徴とするシート材の給送方法。
Ｐ＞Ｒｆ・Ａ／（μ１−μｐ１２）
Ｐ＜Ｒｆ・Ａ／Δμｐ
Ｐ＞{(Ａ／Ｂ)−μ１}Ｑ／(μ１−μｐ１２)＋μ１・Ｒｆ・Ｂ／(μ１−μｐ１２)
Ｐ＜{(Ａ／Ｂ)−μｐ１２}Ｑ／Δμｐ＋μｐ１２・Ｒｆ・Ｂ／Δμｐ
Ａ＝ｓｉｎθｐ２＋μ２・ｃｏｓθｐ２
Ｂ＝ｃｏｓθｐ２−μ２・ｓｉｎθｐ２
θｐ２＝θ１＋θ２−９０
但し  Ｐ：給送圧
Ｑ：分離圧
Ｒｆ：シート材の曲げ変形により、シート材先端に作用する傾斜部材の傾斜面からの垂直抗力
μ１：給送手段とシート材との間の摩擦係数
μ２：傾斜部材の傾斜面とシート材先端との間の摩擦係数
μｐ１２：シート材の１枚目と２枚目の間の摩擦係数
Δμｐ：シート材間の摩擦係数の差
θ１：ニップ形成部における分離圧の加圧方向と給送圧が作用する点における給送手段の接線方向とのなす角度
θ２：傾斜部材の傾斜面と給送圧が作用する点における給送手段の接線方向とのなす角度
θｐ２：給送手段のニップ形成部の接線と傾斜部材の傾斜面とのなす角度
【請求項３】
シート材積載部材に積載された最上位のシート材に圧接して該シート材を分離部へ繰り出す給送手段と、該給送手段にニップ形成部で圧接し前記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる傾斜面を備えた傾斜部材とを有し、以下の条件式を満足する条件下で、前記給送手段を回転させて前記シート材を前記分離部へ繰り出し、繰り出された前記シート材を前記傾斜部材の傾斜面により、あるいは前記傾斜面並びに前記ニップ形成部により、最上位のシート材のみを分離するシート材の給送方法において、
前記条件式の（Ａ／Ｂ）の値が最大となるように前記給送手段のニップ形成部の接線と前記傾斜部材の傾斜面とのなす角度を変更することにより、前記傾斜部材の傾斜面と給送圧が作用する点における前記給送手段の接線方向とのなす角度を設定することを特徴とするシート材の給送方法。
Ｐ＞Ｒｆ・Ａ／（μ１−μｐ１２）
Ｐ＜Ｒｆ・Ａ／Δμｐ
Ｐ＞{(Ａ／Ｂ)−μ１}Ｑ／(μ１−μｐ１２)＋μ１・Ｒｆ・Ｂ／(μ１−μｐ１２)
Ｐ＜{(Ａ／Ｂ)−μｐ１２}Ｑ／Δμｐ＋μｐ１２・Ｒｆ・Ｂ／Δμｐ
Ａ＝ｓｉｎθｐ２＋μ２・ｃｏｓθｐ２
Ｂ＝ｃｏｓθｐ２−μ２・ｓｉｎθｐ２
θｐ２＝θ１＋θ２−９０
但し  Ｐ：給送圧
Ｑ：分離圧
Ｒｆ：シート材の曲げ変形により、シート材先端に作用する傾斜部材の傾斜面からの垂直抗力
μ１：給送手段とシート材との間の摩擦係数
μ２：傾斜部材の傾斜面とシート材先端との間の摩擦係数
μｐ１２：シート材の１枚目と２枚目の間の摩擦係数
Δμｐ：シート材間の摩擦係数の差
θ１：ニップ形成部における分離圧の加圧方向と給送圧が作用する点における給送手段の接線方向とのなす角度
θ２：傾斜部材の傾斜面と給送圧が作用する点における給送手段の接線方向とのなす角度
θｐ２：給送手段のニップ形成部の接線と傾斜部材の傾斜面とのなす角度
【請求項４】
シート材積載部材に積載された最上位のシート材に圧接して該シート材を分離部へ繰り出す給送手段と、該給送手段にニップ形成部で圧接し前記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる傾斜面を備えた傾斜部材とを有し、以下の条件式を満足する条件下で、前記給送手段を回転させて前記シート材を前記分離部へ繰り出し、繰り出された前記シート材を前記傾斜部材の傾斜面により、あるいは前記傾斜面並びに前記ニップ形成部により、最上位のシート材のみを分離するシート材の給送方法において、
前記条件式の（Ａ／Ｂ）の値が最大となるように前記給送手段のニップ形成部の接線と前記傾斜部材の傾斜面とのなす角度を変更することにより、前記ニップ形成部における分離圧の加圧方向と給送圧が作用する点における前記給送手段の接線方向とのなす角度及び前記傾斜部材の傾斜面と前記給送圧が作用する点における前記給送手段の接線方向とのなす角度を共に設定することを特徴とするシート材の給送方法。
Ｐ＞Ｒｆ・Ａ／（μ１−μｐ１２）
Ｐ＜Ｒｆ・Ａ／Δμｐ
Ｐ＞{(Ａ／Ｂ)−μ１}Ｑ／(μ１−μｐ１２)＋μ１・Ｒｆ・Ｂ／(μ１−μｐ１２)
Ｐ＜{(Ａ／Ｂ)−μｐ１２}Ｑ／Δμｐ＋μｐ１２・Ｒｆ・Ｂ／Δμｐ
Ａ＝ｓｉｎθｐ２＋μ２・ｃｏｓθｐ２
Ｂ＝ｃｏｓθｐ２−μ２・ｓｉｎθｐ２
θｐ２＝θ１＋θ２−９０
但し  Ｐ：給送圧
Ｑ：分離圧
Ｒｆ：シート材の曲げ変形により、シート材先端に作用する傾斜部材の傾斜面からの垂直抗力
μ１：給送手段とシート材との間の摩擦係数
μ２：傾斜部材の傾斜面とシート材先端との間の摩擦係数
μｐ１２：シート材の１枚目と２枚目の間の摩擦係数
Δμｐ：シート材間の摩擦係数の差
θ１：ニップ形成部における分離圧の加圧方向と給送圧が作用する点における給送手段の接線方向とのなす角度
θ２：傾斜部材の傾斜面と給送圧が作用する点における給送手段の接線方向とのなす角度
θｐ２：給送手段のニップ形成部の接線と傾斜部材の傾斜面とのなす角度
【請求項５】
シート材積載部材に積載されたシート材の最上位のシート材に圧接して該シート材を分離部へ繰り出す給送手段と、該給送手段にニップ形成部で圧接し前記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる傾斜面を備えた傾斜部材とを設け、前記傾斜部材は、前記給送手段との当接面を前記給送手段の軸線方向に沿う突条に形成し、以下の条件式を満足するシート材の給送装置において、
前記条件式の（Ａ／Ｂ）の値が最大となるように前記給送手段のニップ形成部の接線と前記傾斜部材の傾斜面とのなす角度を設定する調節手段を設けたことを特徴とするシート材の給送装置。
Ｐ＞Ｒｆ・Ａ／（μ１−μｐ１２）
Ｐ＜Ｒｆ・Ａ／Δμｐ
Ｐ＞{(Ａ／Ｂ)−μ１}Ｑ／(μ１−μｐ１２)＋μ１・Ｒｆ・Ｂ／(μ１−μｐ１２)
Ｐ＜{(Ａ／Ｂ)−μｐ１２}Ｑ／Δμｐ＋μｐ１２・Ｒｆ・Ｂ／Δμｐ
Ａ＝ｓｉｎθｐ２＋μ２・ｃｏｓθｐ２
Ｂ＝ｃｏｓθｐ２−μ２・ｓｉｎθｐ２
θｐ２＝θ１＋θ２−９０
但し  Ｐ：給送圧
Ｑ：分離圧
Ｒｆ：シート材の曲げ変形により、シート材先端に作用する傾斜部材の傾斜面からの垂直抗力
μ１：給送手段とシート材との間の摩擦係数
μ２：傾斜部材の傾斜面とシート材先端との間の摩擦係数
μｐ１２：シート材の１枚目と２枚目の間の摩擦係数
Δμｐ：シート材間の摩擦係数の差
θ１：ニップ形成部における分離圧の加圧方向と給送圧が作用する点における給送手段の接線方向とのなす角度
θ２：傾斜部材の傾斜面と給送圧が作用する点における給送手段の接線方向とのなす角度
θｐ２：給送手段のニップ形成部の接線と傾斜部材の傾斜面とのなす角度
【請求項６】
シート材積載部材に積載されたシート材の最上位のシート材に圧接して該シート材を分離部へ繰り出す給送手段と、該給送手段にニップ形成部で圧接し前記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる傾斜面を備えた傾斜部材とを設け、前記傾斜部材は、前記給送手段との当接面を前記給送手段の軸線方向に沿う突条に形成し、以下の条件式を満足するシート材の給送装置において、
前記給送手段のニップ形成部の接線と前記傾斜部材の傾斜面とのなす角度を変更することにより、前記条件式の（Ａ／Ｂ）の値が最大となるように前記ニップ形成部における分離圧の加圧方向と給送圧が作用する点における前記給送手段の接線方向とのなす角度を設定する調節手段を設けたことを特徴とするシート材の給送装置。
Ｐ＞Ｒｆ・Ａ／（μ１−μｐ１２）
Ｐ＜Ｒｆ・Ａ／Δμｐ
Ｐ＞{(Ａ／Ｂ)−μ１}Ｑ／(μ１−μｐ１２)＋μ１・Ｒｆ・Ｂ／(μ１−μｐ１２)
Ｐ＜{(Ａ／Ｂ)−μｐ１２}Ｑ／Δμｐ＋μｐ１２・Ｒｆ・Ｂ／Δμｐ
Ａ＝ｓｉｎθｐ２＋μ２・ｃｏｓθｐ２
Ｂ＝ｃｏｓθｐ２−μ２・ｓｉｎθｐ２
θｐ２＝θ１＋θ２−９０
但し  Ｐ：給送圧
Ｑ：分離圧
Ｒｆ：シート材の曲げ変形により、シート材先端に作用する傾斜部材の傾斜面からの垂直抗力
μ１：給送手段とシート材との間の摩擦係数
μ２：傾斜部材の傾斜面とシート材先端との間の摩擦係数
μｐ１２：シート材の１枚目と２枚目の間の摩擦係数
Δμｐ：シート材間の摩擦係数の差
θ１：ニップ形成部における分離圧の加圧方向と給送圧が作用する点における給送手段の接線方向とのなす角度
θ２：傾斜部材の傾斜面と給送圧が作用する点における給送手段の接線方向とのなす角度
θｐ２：給送手段のニップ形成部の接線と傾斜部材の傾斜面とのなす角度
【請求項７】
シート材積載部材に積載されたシート材の最上位のシート材に圧接して該シート材を分離部へ繰り出す給送手段と、該給送手段にニップ形成部で圧接し前記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる傾斜面を備えた傾斜部材とを設け、前記傾斜部材は、前記給送手段との当接面を前記給送手段の軸線方向に沿う突条に形成し、以下の条件式を満足するシート材の給送装置において、
前記給送手段のニップ形成部の接線と前記傾斜部材の傾斜面とのなす角度を変更することにより、前記条件式の（Ａ／Ｂ）の値が最大となるように前記傾斜部材の傾斜面と給送圧が作用する点における前記給送手段の接線方向とのなす角度を設定する調節手段を設けたことを特徴とするシート材の給送装置。
Ｐ＞Ｒｆ・Ａ／（μ１−μｐ１２）
Ｐ＜Ｒｆ・Ａ／Δμｐ
Ｐ＞{(Ａ／Ｂ)−μ１}Ｑ／(μ１−μｐ１２)＋μ１・Ｒｆ・Ｂ／(μ１−μｐ１２)
Ｐ＜{(Ａ／Ｂ)−μｐ１２}Ｑ／Δμｐ＋μｐ１２・Ｒｆ・Ｂ／Δμｐ
Ａ＝ｓｉｎθｐ２＋μ２・ｃｏｓθｐ２
Ｂ＝ｃｏｓθｐ２−μ２・ｓｉｎθｐ２
θｐ２＝θ１＋θ２−９０
但し  Ｐ：給送圧
Ｑ：分離圧
Ｒｆ：シート材の曲げ変形により、シート材先端に作用する傾斜部材の傾斜面からの垂直抗力
μ１：給送手段とシート材との間の摩擦係数
μ２：傾斜部材の傾斜面とシート材先端との間の摩擦係数
μｐ１２：シート材の１枚目と２枚目の間の摩擦係数
Δμｐ：シート材間の摩擦係数の差
θ１：ニップ形成部における分離圧の加圧方向と給送圧が作用する点における給送手段の接線方向とのなす角度
θ２：傾斜部材の傾斜面と給送圧が作用する点における給送手段の接線方向とのなす角度
θｐ２：給送手段のニップ形成部の接線と傾斜部材の傾斜面とのなす角度
【請求項８】
シート材積載部材に積載されたシート材の最上位のシート材に圧接して該シート材を分離部へ繰り出す給送手段と、該給送手段にニップ形成部で圧接し前記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる傾斜面を備えた傾斜部材とを設け、前記傾斜部材は、前記給送手段との当接面を前記給送手段の軸線方向に沿う突条に形成し、以下の条件式を満足するシート材の給送装置において、
前記給送手段のニップ形成部の接線と前記傾斜部材の傾斜面とのなす角度を変更することにより、前記条件式の（Ａ／Ｂ）の値が最大となるように前記ニップ形成部における分離圧の加圧方向と給送圧が作用する点における前記給送手段の接線方向とのなす角度及び前記傾斜部材の傾斜面と前記給送圧が作用する点における前記給送手段の接線方向とのなす角度を共に設定する調節手段を設けたことを特徴とするシート材の給送装置。
Ｐ＞Ｒｆ・Ａ／（μ１−μｐ１２）
Ｐ＜Ｒｆ・Ａ／Δμｐ
Ｐ＞{(Ａ／Ｂ)−μ１}Ｑ／(μ１−μｐ１２)＋μ１・Ｒｆ・Ｂ／(μ１−μｐ１２)
Ｐ＜{(Ａ／Ｂ)−μｐ１２}Ｑ／Δμｐ＋μｐ１２・Ｒｆ・Ｂ／Δμｐ
Ａ＝ｓｉｎθｐ２＋μ２・ｃｏｓθｐ２
Ｂ＝ｃｏｓθｐ２−μ２・ｓｉｎθｐ２
θｐ２＝θ１＋θ２−９０
但し  Ｐ：給送圧
Ｑ：分離圧
Ｒｆ：シート材の曲げ変形により、シート材先端に作用する傾斜部材の傾斜面からの垂直抗力
μ１：給送手段とシート材との間の摩擦係数
μ２：傾斜部材の傾斜面とシート材先端との間の摩擦係数
μｐ１２：シート材の１枚目と２枚目の間の摩擦係数
Δμｐ：シート材間の摩擦係数の差
θ１：ニップ形成部における分離圧の加圧方向と給送圧が作用する点における給送手段の接線方向とのなす角度
θ２：傾斜部材の傾斜面と給送圧が作用する点における給送手段の接線方向とのなす角度
θｐ２：給送手段のニップ形成部の接線と傾斜部材の傾斜面とのなす角度
【請求項９】
請求項５乃至８のいずれか一項に記載のシート材の給送装置と、該シート材の給送装置から繰り出されたシート材に画像を形成する画像形成手段とを備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シート材積載部材に積載されたシート材を最上位のシート材から１枚ずつ分離して給送するシート材の給送方法とその装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、積載されたシート材を一番上に位置する最上位のシート材から１枚ずつ分離して画像形成部へ給送するシート材の給送方法にあっては、シート材の給送方向の先端における幅方向の両端部を爪部材により押さえて分離させるコーナ爪分離方法、摩擦部材を押圧してシート材を分離する分離パッド方法、シート材を傾斜面を有する固定のゲート部材に突き当てて分離する土手分離方法等がある。
これらの内、部品点数が少なく低コストで、同一構成でサイズの異なる厚紙と薄紙を含む多種多様のシート材（例えば、葉書，封筒，ＯＨＰ用紙等）に適用できるシート材分離方法としては、周知の分離パッド方式、あるいは例えば特開平８−９１６１２号公報に示されているような土手分離方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような分離方法を採用した従来のシート材の給送方法とその装置にあっては、前者の分離パッド方法では、特に低価格の１０ＰＰＭ（画像形成速度が１分間に１０枚）以下の低速機の場合、給送ローラと摩擦部材とに挾持されたシート材により搬送時にスティッキングスリップに起因する異音が発生するため、給送ローラを半月形状にする対策をとる必要が生じる。そのため、給送ローラと同軸上にシート材積載部材の上昇を制限するための上記給送ローラ径より僅かに小径の一対の円筒状のカラーを余分に給送ローラの両側に設ける必要があり、部品点数が増えて生産コストが上昇する結果となる。
【０００４】
また、最近はリサイクル紙の使用増加に伴って、葉書，封筒等のシート材の搬送方向の先端部がささくれていたり、裁断時にバリが発生していたりするものが多いため給送時の搬送負荷となり、分離パッド方法ではシート材の不送りが生じやすいという問題点もある。
さらに、コピー紙の再利用で裏紙の使用も増えており、積載されたシート材間の摩擦係数のバラツキが多くなって重送が発生するおそれもあり、裏紙の場合は定着時及び環境によりシート材にカールがかかり、そのカール方向によってはシート材の分離部においてシート材先端に負荷が生じたり、シート材を分離部へ搬送できずに不送りとなることもあり得る。
【０００５】
なお、分離パッド方法の場合、パッドの平面部を給送ローラに押圧させているため、積載状態から繰り出されるシート材の搬送方向（底板等のシート材積載部材の変位角に対応する）に対して分離パッドの角度を所定の範囲内の角度としなければならず、そのためには給送ローラのローラ径が制限され、レイアウトの自由度に制約を受けて給送装置の小型化を図り得ないという点にも問題がある。
一方、後者の土手分離方法の場合、特開平８−９１６１２号公報に示されているものは、給送ローラと接している傾斜部材の上縁部分が平坦で給送ローラとのニップ部が広く、部材のバラツキ等によりその傾斜面を所定の傾斜角度に配設することが困難になる。
【０００６】
また、通常最上位のシート材が画像形成部で搬送されているときには給送ローラは駆動を遮断されているが、先行のシート材が給送ローラとゲート部材間でニップされている間は、そのシート材との摩擦力により給送ローラは連れ回りしており、先行のシート材の後端がニップ部を抜けると、次のシート材の先端が給送ローラの連れ回りにより傾斜部材に送られる。
このとき、シート材同志の摩擦係数が高いかバラツキが大きく、先行のシート材と次のシート材との間の摩擦係数より次のシート材とその次のシート材との間の摩擦係数の方が低い場合には、次のシート材が傾斜部材を乗り越えてしまい、重送となるおそれがあった。
【０００７】
上記のような問題点を解決するため、本件出願人は先に簡単な構成で多種多様のシート材の曲げ弾性係数の影響を激減させ、各種のシート材を不送りや重送を生じることなく１枚ずつ分離して確実に給送することができるシート材の給送装置を開発して出願した（特願２００２−０５６４５６号）。
これは、積載された最上位のシート材に圧接してそのシート材を分離部へ繰り出す給送手段と、この給送手段にニップ形成部で圧接し上記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる傾斜面を備えた傾斜部材とを有するシート材の給送装置である。このような給送装置の分離方法では、給送手段と傾斜部材から構成されるニップ形成部における分離性能のほかに、シート材の先端が傾斜部材の傾斜面に突き当たってから上記のニップ形成部に到達するまでの間においても分離性能を有することが確認されている。以下これを「プレ分離」というが、このプレ分離に関してはシート材種（例えば厚紙，薄紙，ＯＨＰ用紙等）によって傾斜部材の傾斜面の角度の最適条件が大きく異なっている。
【０００８】
このように、上記の先願に係るものは、その傾斜部材の傾斜面とシート材の繰り出し方向とのなす角度が、重送や不送りを生じることなくシート材を分離可能な給送圧及び分離圧の領域の設定に大きく寄与する方式であり、且つ上記領域はシート材の材種によっても変動するにも係らず、傾斜部材の傾斜面とシート材の繰り出し方向とのなす角度を一定に設定し、上記角度を変更する手段を設けていなかった。そのため、シート材種の相異が上記領域のバラツキを生じる大きな要因となっていた。
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、シート材種の相違に関係なくシート材の重送及び不送りを防止し得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の目的を達成するため、シート材積載部材に積載された最上位のシート材に圧接してそのシート材を分離部へ繰り出す給送手段と、この給送手段にニップ形成部で圧接し上記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる傾斜面を備えた傾斜部材とを有し、以下の条件式を満足する条件下で、上記給送手段を回転させて上記シート材を上記分離部へ繰り出し、繰り出された上記シート材を上記傾斜部材の傾斜面により、あるいは上記傾斜面並びに上記ニップ形成部により、最上位のシート材のみを分離するシート材の給送方法において、
上記条件式の（Ａ／Ｂ）の値が最大となるように上記給送手段のニップ形成部の接線と上記傾斜部材の傾斜面とのなす角度を設定するシート材の給送方法を提供するものである。
Ｐ＞Ｒｆ・Ａ／（μ１−μｐ１２）
Ｐ＜Ｒｆ・Ａ／Δμｐ
Ｐ＞{(Ａ／Ｂ)−μ１}Ｑ／(μ１−μｐ１２)＋μ１・Ｒｆ・Ｂ／(μ１−μｐ１２)
Ｐ＜{(Ａ／Ｂ)−μｐ１２}Ｑ／Δμｐ＋μｐ１２・Ｒｆ・Ｂ／Δμｐ
Ａ＝ｓｉｎθｐ２＋μ２・ｃｏｓθｐ２
Ｂ＝ｃｏｓθｐ２−μ２・ｓｉｎθｐ２
θｐ２＝θ１＋θ２−９０
但し  Ｐ：給送圧
Ｑ：分離圧
Ｒｆ：シート材の曲げ変形により、シート材先端に作用する傾斜部材の傾斜面からの垂直抗力
μ１：給送手段とシート材との間の摩擦係数
μ２：傾斜部材の傾斜面とシート材先端との間の摩擦係数
μｐ１２：シート材の１枚目と２枚目の間の摩擦係数
Δμｐ：シート材間の摩擦係数の差
θ１：ニップ形成部における分離圧の加圧方向と給送圧が作用する点における給送手段の接線方向とのなす角度
θ２：傾斜部材の傾斜面と給送圧が作用する点における給送手段の接線方向とのなす角度
θｐ２：給送手段のニップ形成部の接線と傾斜部材の傾斜面とのなす角度
【００１０】
同様のシート材の給送方法であって、同様の条件式を満足する条件下で、上記条件式の（Ａ／Ｂ）の値が最大となるように上記給送手段のニップ形成部の接線と上記傾斜部材の傾斜面とのなす角度を変更することにより、上記ニップ形成部における分離圧の加圧方向と給送圧が作用する点における上記給送手段の接線方向とのなす角度を設定するシート材の給送方法も提供する。
同様のシート材の給送方法であって、同様の条件式を満足する条件下で、上記条件式の（Ａ／Ｂ）の値が最大となるように上記給送手段のニップ形成部の接線と上記傾斜部材の傾斜面とのなす角度を変更することにより、上記傾斜部材の傾斜面と給送圧が作用する点における上記給送手段の接線方向とのなす角度を設定するシート材の給送方法も提供する。
同様のシート材の給送方法であって、同様の条件式を満足する条件下で、上記条件式の（Ａ／Ｂ）の値が最大となるように上記給送手段のニップ形成部の接線と上記傾斜部材の傾斜面とのなす角度を変更することにより、上記ニップ形成部における分離圧の加圧方向と給送圧が作用する点における上記給送手段の接線方向とのなす角度及び上記傾斜部材の傾斜面と上記給送圧が作用する点における上記給送手段の接線方向とのなす角度を共に設定するシート材の給送方法も提供する。
【００１１】
また、シート材積載部材に積載されたシート材の最上位のシート材に圧接してそのシート材を分離部へ繰り出す給送手段と、この給送手段にニップ形成部で圧接し上記シート材の繰り出し方向の先端が突き当たる傾斜面を備えた傾斜部材とを設け、上記傾斜部材は、上記給送手段との当接面を上記給送手段の軸線方向に沿う突条に形成し、以下の条件式を満足するシート材の給送装置において、上記条件式の（Ａ／Ｂ）の値が最大となるように上記給送手段のニップ形成部の接線と上記傾斜部材の傾斜面とのなす角度を設定する調節手段を設けたシート材の給送装置を提供するものである。
Ｐ＞Ｒｆ・Ａ／（μ１−μｐ１２）
Ｐ＜Ｒｆ・Ａ／Δμｐ
Ｐ＞{(Ａ／Ｂ)−μ１}Ｑ／(μ１−μｐ１２)＋μ１・Ｒｆ・Ｂ／(μ１−μｐ１２)
Ｐ＜{(Ａ／Ｂ)−μｐ１２}Ｑ／Δμｐ＋μｐ１２・Ｒｆ・Ｂ／Δμｐ
Ａ＝ｓｉｎθｐ２＋μ２・ｃｏｓθｐ２
Ｂ＝ｃｏｓθｐ２−μ２・ｓｉｎθｐ２
θｐ２＝θ１＋θ２−９０
但し  Ｐ：給送圧
Ｑ：分離圧
Ｒｆ：シート材の曲げ変形により、シート材先端に作用する傾斜部材の傾斜面からの垂直抗力
μ１：給送手段とシート材との間の摩擦係数
μ２：傾斜部材の傾斜面とシート材先端との間の摩擦係数
μｐ１２：シート材の１枚目と２枚目の間の摩擦係数
Δμｐ：シート材間の摩擦係数の差
θ１：ニップ形成部における分離圧の加圧方向と給送圧が作用する点における給送手段の接線方向とのなす角度
θ２：傾斜部材の傾斜面と給送圧が作用する点における給送手段の接線方向とのなす角度
θｐ２：給送手段のニップ形成部の接線と傾斜部材の傾斜面とのなす角度
【００１２】
同様のシート材の給送装置であって、同様の条件式を満足する条件下で、上記給送手段のニップ形成部の接線と上記傾斜部材の傾斜面とのなす角度を変更することにより、上記条件式の（Ａ／Ｂ）の値が最大となるように上記ニップ形成部における分離圧の加圧方向と給送圧が作用する点における上記給紙手段の接線方向とのなす角度を設定する調節手段を設けたシート材の給送装置も提供する。
同様のシート材の給送装置であって、同様の条件式を満足する条件下で、上記給送手段のニップ形成部の接線と上記傾斜部材の傾斜面とのなす角度を変更することにより、上記条件式の（Ａ／Ｂ）の値が最大となるように上記ニップ形成部における分離圧の加圧方向と給送圧が作用する点における上記給送手段の接線方向とのなす角度及び上記傾斜部材の傾斜面と上記給送圧が作用する点における上記給送手段の接線方向とのなす角度を共に設定する調節手段を設けたシート材の給送装置も提供する。
さらに、上記のシート材の給送装置のいずれかと、そのシート材の給送装置から繰り出されたシート材に画像を形成する画像形成手段とを備えた画像形成装置も提供する。
なお、ここで給送手段とは、給送ローラの他、給送ベルト等であっても差支えない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１はこの発明の第１実施形態を示す縦断面図、図２はその全体構成を示す分解斜視図、図３は図１の一部を拡大して示す説明図である。
まず、図１及び図２を参照してこの発明によるシート材の給送装置の全体構成を説明する。四周に高さの低い壁面を備えた浅い筺状の装置本体１０には、側面の開口部１０ｂを通してカセット１１が着脱自在に装着される。このカセット１１内には図１に示す複数のシート材２を積載可能なシート材積載部材である底板１が一端を支軸１ａにより搖動自在に支持されており、カセット１１との間に係着された圧縮ばね３により自由端部が図１において常時上方へ付勢されている。
【００１４】
装置本体１０には、圧縮ばね３により図１において反時計方向に付勢力を有する底板１上に積載されたシート材２の最上位のシート材２ａの先端部に圧接し得るように給送手段である給送ローラ４が設けられており、この給送ローラ４に、傾斜面６ａを有する傾斜部材６の当接面６ｂが圧縮ばね５の付勢力により押圧され、これらによりシート材に対する分離部を構成している。
この傾斜部材６は、図２に示すように、左右両側面に突設したリブ６ｄ，６ｄが装置本体１０側のガイドレール８，８に摺動自在にガイドされて給送ローラ４に圧接する方向に平行移動可能に装着されており、下部には抜け止め用の一対のフック６ｆ，６ｆを延設し、それらが装置本体１０の図示しない係止部に係合して上昇限が規制されている。傾斜部材６の下流側には、給送ローラ４により繰り出されたシート材２を画像形成装置（図示しない）の画像形成部へ搬送する搬送ローラ対７（図２では１個だけを示している）が回転自在に軸支されている。
なお、この傾斜部材６の平行移動手段は、傾斜部材６側にガイドレールを、装置本体１０側にリブを設けても差支えない。
【００１５】
傾斜部材６は、図３に拡大して示すように、傾斜部材本体６ｇと、この傾斜部材本体６ｇの図で左上端部の固定支軸６ｋに一端部を回動自在に枢着された薄肉の第１のアーム６ｈ、第１のアーム６ｈの他端部の自由支軸６ｍに一端部を回動自在に枢着された薄肉の第２のアーム６ｉ、第２のアーム６ｉの他端部に矢示α方向にのみ可動な一方向支軸６ｎに連結された薄肉の第３のアーム６ｊとからなるクランク機構を有しており、第３のアーム６ｊは傾斜部材本体６ｇのガイド溝６ｐに案内されて矢示α方向に往復移動することができる。
このような構成で、第３のアーム６ｊが矢示α方向に往復運動を行うと、第１のアーム６ｈは固定支軸６ｋを中心として矢示β方向に搖動回転可能であり、これにより第１のアーム６ｈで形成される傾斜面６ａの角度を変化させることができる。なお、プレス曲げ加工を施した弾性金属板６Ａを傾斜部材本体６ｇ側から第１のアーム６ｈまで覆うようにすることにより、シート材と当接する第１のアーム６ｈの摩耗を防止することができる。
【００１６】
図４はこの発明の第２実施形態を示すもので、図３に示した第１実施形態の第１のアーム６ｈに自由支軸６ｍで連結した第２のアーム６ｉを図で右方に延長し、その他端の一方向支軸６ｎを角アーム６Ｊに連結し、この角アーム６Ｊに操作部材６ｓを突設する。また、シート材の幅方向を規制するサイドフェンス９にガイド溝９ａを形成し、このガイド溝９ａ内に長孔９ｂを設け、ガイド溝９ａに角アーム６Ｊを摺動自在に装着すると共に、長孔９ｂに操作部材６ｓを挿通し、この操作部材６ｓを移動させることにより第１のアーム６ｈの傾斜角度を自由に変更し得るようにしている。
【００１７】
以下、この発明によるシート材の給送方法及び装置の作用を理論的に説明する。
図５は、シート材の分離部を拡大して示す説明図であり、シート材２は水平に保たれている。このようにシート材の給紙角度が水平であるときは、給送ローラ４の最下点が給送圧Ｐの作用点となり、この点Ｘを原点としたとき、給送ローラ４と傾斜部材６の傾斜面６ａとの接点がニップ形成部Ｎとなる。
このような構成で以下
ｒ：給送ローラの半径
Ｐ：給送圧
Ｑ：分離圧
μ１：給送ローラとシート材との間の摩擦係数
μ２：傾斜部材の傾斜面とシート材先端との間の摩擦係数
μｐ１２：シート材の１枚目と２枚目の間の摩擦係数
Δμｐ：シート材間の摩擦係数の差
θ１：ニップ形成部Ｎにおける分離圧Ｑの加圧方向と給送圧Ｐが作用する点における給送ローラの接線方向とのなす角度
θ２：傾斜部材の傾斜面と給送圧Ｐが作用する点における給送ローラの接線方向とのなす角度
θｐ２：給送ローラのニップ形成部の接線と傾斜部材の傾斜面とのなす角度とする。
【００１８】
ここで
θｐ２＝θ１＋θ２−９０        （１）
点Ｘを原点としたとき、ニップ形成部Ｎの座標（Ｎｘ，Ｎｙ）は以下のようになる。
Ｎｘ＝ｒ・ｃｏｓ(−θ１）      （２．１）
Ｎｙ＝ｒ＋ｒ・ｓｉｎ(−θ１）  （２．２）
次に、シート材２に作用する力の関係から不等式を作成するが、この発明ではシート材２の先端がニップ形成部Ｎに到達するまでの領域とニップ形成部Ｎに挾持されるニップ進入過程との２つの場合に分けて図６及び図７，図８をそれぞれ参照して説明する。
【００１９】
図６を参照して、ニップ直前ではシート材２の先端は傾斜部材６の傾斜面６ａから垂直抗力Ｒｆが作用する。シート材２の先端がニップ形成部Ｎに到達するためには曲げ変形を必要とし、このときにシート材先端に作用する力はシート材の種類によって異なり、厚紙であれば大きくなる。
いま、シート材先端はニップ形成部Ｎでの給送ローラ外周の接線と同方向であり、且つ、シート材先端は、給送圧が作用する以外の箇所ではその他の部材に接触しないものとすると、最上位のシート材２ａの搬送力は（μ１−μｐ１２）・Ｐ、重送紙の重送力はΔμｐ・Ｐで有るから、不送りＮＦを防止するためには、
（μ１−μｐ１２）・Ｐ＞Ｒｆ・Ａ
∴Ｐ＞Ｒｆ・Ａ／（μ１−μｐ１２）    （３）
重送ＭＦを防止するためには、
Δμｐ・Ｐ＞Ｒｆ・Ａ
∴Ｐ＜Ｒｆ・Ａ／Δμｐ                （４）
Ａ＝ｓｉｎθｐ２＋μ２・ｃｏｓθｐ２  （５）
【００２０】
次に、シート材先端がニップ形成部に進入していく過程について図７及び図８を参照して説明する。このとき、シート材先端は傾斜部材の傾斜面から垂直抗力Ｑｎとその摩擦力μ２・Ｑｎを受ける。逆に給送ローラからはシート材先端が挾持されることによる力により垂直抗力Ｆｎと搬送方向への摩擦力μ１・Ｆｎを受ける。したがって、分離圧Ｑは、
Ｆｎ＋Ｒｆ・Ｂ＝Ｑ                    （６）
Ｑｎ・Ｂ＝Ｑ                          （７）
Ｂ＝ｃｏｓθｐ２−μ２・ｓｉｎθｐ２  （８）
また、シート材の長手方向の不送りを防止する条件としては、上記数式（６），（７）から
（μ１−μｐ１２）・Ｐ＋μ１・Ｆｎ＞Ｑｎ・Ａ
∴Ｐ＞{(Ａ／Ｂ)−μ１}Ｑ／(μ１−μｐ１２)
＋μ１・Ｒｆ・Ｂ／(μ１−μｐ１２)      （９）
【００２１】
重送を防止する条件としては、
ΔμＰ・Ｐ＋μｐ１２・Ｆｎ＜Ｑｎ・Ａ
これに数式（６），（７）を代入すると
Ｐ＜{(Ａ／Ｂ)−μｐ１２}Ｑ／Δμｐ
＋μｐ１２・Ｒｆ・Ｂ／Δμｐ      （１０）
（９）式及び（１０）式の係数をまとめて整理すると、
不送り防止の条件式としては
Ｐ＞Ｃ・Ｑ＋Ｄ                        （１１）
重送防止の条件式としては
Ｐ＜Ｇ・Ｑ＋Ｈ                        （１２）
但し
Ｃ＝｛(Ａ／Ｂ)−μ１｝／(μ１−μｐ１２)      （１３）
Ｄ＝μ１・Ｒｆ・Ｂ／(μ１−μｐ１２)          （１４）
Ｇ＝｛(Ａ／Ｂ)−μｐ１２｝／Δμｐ            （１５）
Ｈ＝μｐ１２・Ｒｆ・Ｂ／Δμｐ                （１６）
【００２２】
以上の式からシート材先端がニップ形成部に進入していく過程における給送圧Ｐと分離圧Ｑとのなす適性領域は、（１１）及び（１２）式中のＣ，Ｇの値に大きく依存し、このＣ，Ｇの値は（１３）及び（１５）式中の（Ａ／Ｂ）の値に依存していることが分かる。そして、上記のＡ及びＢの値は（５）及び（８）式よりそれぞれ角度θｐ２の関数で与えられることから、角度θｐ２の値を調整することにより、（Ａ／Ｂ）の値を調節できることが分かる。
さらに、（１５）式から上記適性領域の重送側境界線の傾きはシート材間の摩擦係数の差Δμｐの値にも依存していることが分かり、上記（Ａ／Ｂ）の値をできるだけ大きな値になるように設定することにより、上記Δμｐの変動に対しても充分な適性領域マージンを確保することが可能になる。
【００２３】
次に、図９及び図１０はこの発明の第３実施形態を示し、図９はその全体構成を示す分解斜視図、図１０はその一部を拡大して示す説明図である。この実施形態では給送ローラ４は、保持部材１２により軸１３を中心として搖動自在に保持され、給送ローラ４の回転軸４ａの両端にはウェイト１４，１４を設けて傾斜部材１６の当接面１６ｂに押圧されており、これによりシート材に対する分離部を構成している。
傾斜部材１６は両端は支軸１５，１５で装置本体１０に回動自在に軸支され、下部には後述するクランク機構１７の第２のアーム１７ｂの一端部に係合可能な凹部１６ｃを設けており、図１０に示すように装置本体１０の固定部との間に圧縮ばね５を係着して図１０で時計方向に付勢されている。第２のアーム１７ｂは、支軸１７ｃにより第１のアーム１７ａの一端に連結され、第１のアーム１７ａの他端は支軸１ｂにより底板１の先端部に連結され、この底板１の基部は支軸１ａ（図９）によりカセット１１に搖動自在に軸支されている。
このような構成で、積載されたシート材の量に応じて底板１が支軸１ａを中心に搖動回転すると第１のアーム１７ａを介して第２のアーム１７ｂが傾斜部材１６を圧縮ばね５の付勢力により、あるいはその付勢力に抗して支軸１５を中心として回動させ、底板１の搖動位置に対応して傾斜部材１６の傾斜面１６ａの角度を自動で調節することができる。なお、上記の実施形態において傾斜部材１６と第２のアーム１７ｂとを軸を介して直接連結することも可能である。
【００２４】
また、図１１は上記の第３実施形態の一部を変更したこの発明の第４実施形態を示す分解斜視図である。この実施形態では傾斜部材１６の両側面の上下にそれぞれ２個ずつのリブ１８，１８（図ではその一方の側面のみを示している）を突設し、これらのリブ１８をそれぞれ装置本体１０に形成した複数のガイド溝１９に摺動自在に緩嵌すると共に、傾斜部材１６の下部に突設した位置決め用フック２１を装置本体１０に形成した位置決め溝２０に挿入したものであり、その他の構成は前第３実施形態と同様である。
この実施形態によれば、傾斜部材１６の位置決め用フック２１を装置本体１０の位置決め溝２０に挿入することにより摺動方向の係止位置が定められるので、位置決め溝２０の位置を変更することにより、分離圧Ｑの押圧方向を調節することができる。
【００２５】
さらに、図１２及び図１３はこの発明の第５実施形態を示し、図１２はその分解斜視図、図１３は一部を拡大して示す説明図である。この実施形態では、傾斜部材１６は両側面の上下に設けた複数個のリブ１８を装置本体１０の複数のガイド溝１９にそれぞれ摺動自在に緩嵌し、その下部に凹部１６ｃを設けている。なお、その他の構成は図９及び図１０に示した第３実施形態と同様である。
このような構成によれば、底板１が支軸１ａを中心として搖動回転すると、第２のアーム１７ｂが傾斜部材１６の凹部１６ｃに圧縮ばね５の付勢力により、あるいはその付勢力に抗して当接して傾斜部材１６の位置を調整する。これにより図５で示した分離圧Ｑの押圧方向並びに給送圧Ｐの作用点位置を調節することができる。
【００２６】
次に、図１４は、上述のシート材の給送装置を備えた画像形成装置の一例である複写機の構成図である。
この複写機３０は、複写機本体３１内に設けた光学読取系３２により読み取った画像データを基にして、光書込系３３が作像系３４に設けた感光体ドラム３５上に潜像を形成し、その潜像を作像系３４の現像装置３６がトナーにより可視像としている。
複写機本体３１の下部には上述の給送装置Ｐ１が備えてあり、この給送装置Ｐ１のカセット１１から底板１上に積載されたシート材２を給送ローラ４により１枚ずつ給紙し、搬送ローラ対７によって搬送路３７を通して作像系３４に搬送し、感光体ドラム３５上の可視像をシート材２上に転写する。
【００２７】
転写が終るとシート材２は定着装置３８に搬送されて可視像が定着された後、排紙ローラ対３９により外部の排紙トレイ４０に排出される。また、両面画像形成時には、シート材２は図示しない排紙分岐爪により反転搬送路４１から両面装置４２へ向けて搬送され、両面トレイ４３に一旦格納された後に進行方向を逆転し、両面搬送路４４から再び作像系３４に送り込まれて裏面に画像が形成され、定着装置３８を通って排紙トレイ４０上に排出される。
なお、図６６では図面を簡略化するため、給紙装置Ｐ１は１個のみを示したが、必要に応じてサイズの異なる複数個の給紙装置を設けることも可能であり、またこの給紙装置を有する画像形成装置は複写機に限るものではなく、ファクシミリ，プリンタ等にも何等支障なく適用することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明によるシート材の給送方法とその装置によれば、シート材の先端がニップ形成部に進入していく過程における給送圧と分離圧のなす適性領域に大きく寄与する傾斜部材の傾斜面とシート材の進入方向とのなす角度が調節可能となる。これにより、シート材種等の影響を受けることがなく、上記適性領域を保持したままでのシート材の連続搬送を実現することができる。
また、そのシート材の給送装置を備えた画像形成装置によれば、多種多様のシート材を不送りや重送なく１枚ずつ確実に分離して画像形成部へ繰り出すことができ、シート材を選ぶことのない画像形成が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるシート材の給送装置の第１実施形態の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】同じくその全体構成を示す分解斜視図である。
【図３】図１の一部を拡大して示す説明図である。
【図４】この発明の第２実施形態の要部を示す斜視図である。
【図５】この発明によるシート材の給送方法及びその装置の作動理論を説明する説明図である。
【図６】同じくそのニップ直前のシート材先端に作用する力関係を示す説明図である。
【図７】同じくそのニップ進入過程初期のシート材先端に作用する力関係を示す説明図である。
【図８】同じくそのニップ進入過程後期のシート材先端に作用する力関係を示す説明図である。
【図９】この発明の第３実施形態の全体構成を示す分解斜視図である。
【図１０】同じくその一部を拡大して示す説明図である。
【図１１】この発明の第４実施形態の全体構成を示す分解斜視図である。
【図１２】この発明の第５実施形態の全体構成を示す分解斜視図である。
【図１３】同じくその一部を拡大して示す説明図である。
【図１４】このシート材の給送装置を備えた画像形成装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
１：底板（シート材積載部材）
２：シート材
４：給送ローラ（給送手段）
６，１６：傾斜部材      １７：クランク機構
３０：複写機（画像形成装置）
Ｐ：給送圧              Ｑ：分離圧
Ｎ：ニップ形成部
【図１】
0003828037.tif 000002
【図２】
0003828037.tif 000003
【図３】
0003828037.tif 000004
【図４】
0003828037.tif 000005
【図５】
0003828037.tif 000006
【図６】
0003828037.tif 000007
【図７】
0003828037.tif 000008
【図８】
0003828037.tif 000009
【図９】
0003828037.tif 000010
【図１０】
0003828037.tif 000011
【図１１】
0003828037.tif 000012
【図１２】
0003828037.tif 000013
【図１３】
0003828037.tif 000014
【図１４】
0003828037.tif 000015