(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
積載したシートを静電気力を利用して吸着して給送するシート給送装置において、
回転可能な誘電体無端ベルトと、前記無端ベルトの外周表面に電荷を付与する帯電手段とを有する静電吸着手段と、
前記無端ベルトの内周面に所定の付勢力で当接し、前記無端ベルトの張力を一定に保持するベルト保持手段と、
を有し、
前記静電吸着手段及び前記ベルト保持手段を揺動可能に構成し、前記静電吸着手段を揺動したときに、前記ベルト保持手段の付勢力により前記誘電体無端ベルトの外周面が前記シートに接触するよう構成したことを特徴とするシート給送装置。
【請求項２】
前記ベルト保持手段を、回動自在な少なくとも一つ以上のローラ部材と、一方向に付勢された揺動部材とで構成し、前記揺動部材の付勢力を利用して、前記誘電体無端ベルトの外周面をシートに押圧して接触させることを特徴とする請求項１記載のシート給送装置。
【請求項３】
前記ベルト保持手段を、前記無端ベルトの内周長を維持した範囲で揺動可能に構成したことを特徴とする請求項１記載のシート給送装置。
【請求項４】
シートを給送して画像を形成する画像形成装置において、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のシート給送装置と、
給送されたシートに画像を形成するための画像形成手段と、
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、複写機などの画像形成装置において、積載された原稿や記録紙等のシートを、１枚づつ分離して給送する給送装置に関する。詳しくは、積載されたシートの最上面から順次分離・給送するシート給送装置及びこれを用いる画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
積載された原稿や記録紙等のシートを分離給送する方法としては、従来、摩擦力を用いた分離給送方法や、エアー吸引などによる分離給送方法が知られている。
【０００３】
しかしながら、摩擦力を用いた方法では、給送ローラにゴム材料等を用いるため、磨耗などの経時変化によって摩擦力が変化し、給送性能が低下する。また、摩擦係数が変化（バラツキ）するシートや、摩擦係数の異なるシートを同時に分離給送する場合には、複数枚を同時に給送する重送や、分離できないといった、給送不良が発生することがある。さらに、シートの給送時に圧力を加えて分離する構成のため、シートが汚れる場合がある。
【０００４】
一方、エアー吸引を用いた分離給送方法は、ローラやシートの摩擦係数に依存しない非摩擦分離方式ではあるが、エアー吸引ブロワやエアーダクトを必要とするため、装置が大型化すると共に、エアー吸引音が騒音となり、オフィスで使用する装置としては不向きのものである。
【０００５】
そこで、非摩擦分離方式の一種で、誘電体ベルトに電界を形成し、これをシートに接触させて吸着し、分離する静電吸着分離方式が提案されている。
【０００６】
詳しくは、特開平5-139548号公報等に記載されているように、複数のローラに巻き掛けられた誘電体無端ベルトに交番電荷を付与し、該無端ベルトをシートに対して揺動または、平行移動させて近接または接触させ、最上シートを無端ベルトに吸着後、この無端ベルトを積載シート束から離間する方向に移動させることで分離する給送方式である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記静電吸着分離方式では、誘電体無端ベルト面とシートとを所定の面積で、均一に接触させて吸着する必要がある。
【０００８】
このことはクーロンの法則により、次式で表されている。
【０００９】
Ｆ∝Ｑ2／ｒ2  （Ｑ：電荷、ｒ：距離）
【００１０】
上式より、静電吸着力Ｆは、距離ｒによって、大きく変化することがわかる。
【００１１】
しかしながら、提案されている静電吸着方式の給送装置では、図６に示すように、誘電吸着ベルト200を複数のローラに巻き掛けた無端ベルトユニット201の一点を中心に揺動させて積載シートに接触させるものである。このため無端ベルトユニット201の揺動停止位置精度や、積載シートＳの載置面の高さ傾き、さらに、シートのカールや折れと言った変形によって、無端ベルト面とシート面が均一に接触しない場合がある。
【００１２】
また、図７に示すように、誘電吸着ベルト200を複数のローラに巻き掛けた無端ベルトユニット202を平行移動してシートＳに接触させる装置では、前記と同様に積載シートＳの積載面の高さや傾き、及びシートの変形によっては無端ベルト面とシート面が均一に接触しないことがある。
【００１３】
そのため積載シートＳの上面高さ検出や、ベルトユニット201，202の移動停止位置を高精度に位置決めしなければ十分なシート吸着力が得られず吸着不良が発生する。
【００１４】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的は、無端ベルトが積載シートの位置高さや傾きに追従してシートに接触して吸着し、安定したシート給送が可能なシート給送装置及びこれを備えた画像形成装置を提供するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、積載したシートを静電気力を利用して吸着して給送するシート給送装置において、回転可能な誘電体無端ベルトと、前記無端ベルトの外周表面に電荷を付与する帯電手段とを有する静電吸着手段と、前記無端ベルトの内周面に所定の付勢力で当接し、前記無端ベルトの張力を一定に保持するベルト保持手段と、を有し、前記静電吸着手段及び前記ベルト保持手段を揺動可能に構成し、前記静電吸着手段を揺動したときに、前記ベルト保持手段の付勢力により前記誘電体無端ベルトの外周面が前記シートに接触するよう構成したことを特徴とする。
【００１６】
上記構成にあっては、シートを吸着するベルト面と積載シートとの接触が、積載シートの高さ、傾きに追従可能となるため、ベルトとシートとの隙間や片当たり等がなくなり、均一に接触することができる。このため、安定したシート吸着が実現でき、シートの分離給送における信頼性が向上する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に本発明の一実施形態に係るシート給送装置及びこれを用いた画像形成装置について、図面を参照して具体的に説明する。
【００１８】
〔第１実施形態〕
図１乃至図４を参照して第１実施形態に係るシート給送装置を備えた画像形成装置を例示する。
【００１９】
｛画像形成装置｝
まず、図４によって画像形成装置Ａについて概略説明する。なお、図４は画像形成装置の一例を示す複写機の断面説明図である。
【００２０】
図において、101は複写機本体であり、複写機本体101の上部には固定して設けられた透明ガラス板からなる原稿台102が設けられている。103は原稿圧着板であり、原稿台102の所定の位置に画像面を下向きにして載置された原稿Ｏを押圧固定する。原稿台102の下側には原稿Ｏを照明するランプ104と、照明した原稿Ｏの光像を感光体ドラム112に導くための反射ミラー105，106，107，108，109，110及び結像レンズ111とからなる光学系が設けられている。なお、ランプ104及び反射ミラー105，106，107は矢印ｘ方向に所定の速度で移動して原稿Ｏを走査する。
【００２１】
シート給送装置Ｂは、複写機本体101に内蔵されたシート収納トレイ21に積載されたシート、あるいは手差し給送部に積載されたシートを画像形成部に給送する。このシート給送装置Ｂの構成については後で詳述する。
【００２２】
画像形成手段は、感光体ドラム112と、感光体ドラム112の表面に均一な帯電を施すための帯電器113と、帯電器113により帯電された感光体ドラム112の表面に前記光学系から照射される光像により形成された静電潜像を現像してシートＳに転写すべきトナー像を形成するための現像器114と、感光体ドラム112の表面に現像されたトナー像をシートＳに転写するための転写帯電器115と、感光体ドラム112からトナー像が転写されたシートＳを分離するための分離帯電器116と、トナー像を転写した後に感光体ドラム112に残留したトナーを除去するためのクリーナ117とを備えている。
【００２３】
画像形成手段の下流側にはトナー像が転写されたシートＳを搬送するための搬送部118と、搬送部118により搬送されるシートＳ上の像を永久画像として定着するための定着器119が設けられている。また、定着器119で像が定着されたシートＳを複写機本体101から排出するための排出ローラ120が設けられており、さらに、複写機本体101の外側には排出ローラ120で排出されたシートＳを受け取るための排出トレイ121が設けられている。
【００２４】
｛シート給送装置｝
次に上記画像形成装置に用いられているシート給送装置の構成について、図１乃至図３を参照して説明する。本実施形態に係るシート給送装置は無端ベルトにシートを静電吸着して給送するものである。
【００２５】
まず、図１を参照して静電吸着手段としての誘電体無端ベルトユニット１の構成について説明する。なお、図１は第１実施形態に係るシート給送装置の斜視説明図であり、ベルトユニット１が積載したシート束Ｓの最上面シートＰに接触した状態を示している。ここで、吸着ベルト２と最上シートＰとの接触範囲は、図中Ｌで示した範囲であり、ベルト保持手段６を含んで形成したベルト面がシートと接触した状態である。
【００２６】
２は無端の吸着ベルトで、ポリイミド等の樹脂で、高抵抗率（1014Ωcm以上）の誘電体からなるベルトである。吸着ベルト２は駆動ローラ３と、従動ローラ４に巻き掛けられ、駆動ローラ３の近傍で、吸着ベルト２の外周表面に当接する帯電手段としての帯電ローラ５を設けてある。６は巻き掛けられた吸着ベルト２の内周面に設けたベルト保持手段である。
【００２７】
ベルト保持手段６は、第１ローラ７と、第２ローラ８を有し、両端部を揺動部材としての支持部材９で回動（揺動）自在に支持されている。この支持部材９は揺動軸10を中心に、図１の矢印方向にバネ等の弾性部材11によって常に付勢されている（図１にあっては反時計回り方向に付勢されている）。通常、支持部材９は、所定の位置で揺動を規制するストッパ部材12によって位置決めされている。
【００２８】
また図１のベルト保持手段６を含んで形成したベルト面がシートと接触した状態では、ベルト保持手段６の弾性部材11の付勢力により、吸着ベルト２がシートに対して押圧された状態となる。
【００２９】
前記無端ベルトユニット１の下側には、図２(a)に示すように、シート載置台20と、積載収納されたシート束Ｓを水平に昇降する昇降手段15を有したシート収納トレイ14が設けられている。シート束の最上面には、シート面高さを検出する検出手段16とセンサ17とが設けられ、該センサ17の検出信号によって昇降手段15を制御し、シート束の上面が、常に所定の高さに維持できるように構成してある。これは、シートの給送動作によってシート束の厚みが減少するための手段である。
【００３０】
なお、ベルトユニット１は図示しない揺動モータ（揺動駆動手段）の正逆駆動により駆動ローラ３の軸を中心に揺動可能に構成されている。そして、本実施形態にあっては給送待機状態のベルトユニット１とシート束の最上面とは、少なくとも２mm以上の隙間があるように設定している。また、ベルトユニット１の給送方向前方には、一対の引き抜きローラ18，19が配置され、ベルトに吸着したシートを装置本体へと搬送するようになっている。
【００３１】
次に前述のように構成したシート給送装置のシート給送動作について、図２及び図３を用いて説明する。
【００３２】
図２はシート給送動作を示す断面図であり、(a)はシートを吸着する以前の給送動作待機状態で、ホームポジション状態を示し、(b)はシートとベルトユニットが接触した吸着待機の状態を示す。また、(c)はシートを吸着後、ベルトユニットがホームポジションに戻り、シートを搬送する状態を示す説明図である。また、図３はシート分離給送動作に係るタイミングチャート（２枚のシートを連続的に分離給送するタイミングチャート）である。
【００３３】
ベルトユニット１は、図２(a)に示すように、ホームポジションにあり、給送スタート信号により、不図示の駆動源で吸着ベルト２の駆動ローラ３が図中矢印方向に回転する。同時に、駆動ローラ３の近傍で吸着ベルト２の表面に当接した帯電ローラ５も従動駆動を受けて回転する。
【００３４】
また、帯電ローラ５は吸着ベルト２の回転と同時に、不図示の高圧電源により、好ましくは、交流電圧で３〜５ｋＶの高圧を印加され、ベルトの表面に交番電荷のパターンを形成する。
【００３５】
なお、吸着ベルト２の内周側に設けられたベルト保持手段６は、弾性部材11の付勢によって所定位置に配置されている。この状態は、吸着ベルト２が３本のローラ３，４，７に巻き掛けられた状態と等しい。
【００３６】
次に、所定時間回転して表面に電荷パターンを形成されたベルトユニット１は、図３のタイミングチャートに示すように、回転の停止と高圧電源をＯＦＦした後、揺動モータの正転によって、駆動ローラ３の軸を中心に反時計回り方向に揺動を開始する。
【００３７】
次に所定位置まで揺動したベルトユニット１は、図２(b)に示すように、積載シートの最上シートＰと吸着ベルト２が接触した状態となる。このとき、ベルト保持手段６は、図中点線で示す位置から実線に示す位置に、弾性部材11の付勢力に反して揺動する。このとき、吸着ベルト２の内周長は、変化しないためベルトの弛み等は発生しない。
【００３８】
よって、吸着ベルト２は、ベルト保持手段６のローラ７，８で張架され、且つこの面がシートとの接触面となり、且つ弾性部材11の付勢力を利用して、シートの傾きや高さに追従すると共に、シートのカールや折れと言った変形を補正して密着することができる。
【００３９】
このため、電荷パターンを形成した吸着ベルト２による吸着力が、積載シートＳの最上シートＰに均一に働き、最大限の吸着力が発生する。
【００４０】
前記シートの吸着には、図３のタイミングチャートに示すように、所定の吸着待機時間を必要とする。これは吸着された最上シート以降（２枚目以下）のシートに働く吸着力の減衰を待つことで、最上シートのみを分離するためである。
【００４１】
次に、揺動モータを逆転させてベルトユニット１を駆動ローラ３の軸を中心に時計回り方向へ揺動させ、図２(c)に示すように、１枚のシートＰを吸着ベルト２に吸着した状態で、ホームポジションまで揺動させる。そして再び吸着ベルト２を矢印方向へ回転させることで、ベルト面に静電吸着されたシートＰを、引き抜きローラ18，19へと搬送し、搬送ローラによって画像形成手段へと給送する。なお、引き抜きローラ18，19は給送開始から終了するまで常時回転していても構わない。
【００４２】
上記のようにして積載したシートを最上シートから、１枚ずつ順次吸着して分離給送することができる。
【００４３】
〔第２実施形態〕
次に図５を参照して本発明の第２実施形態に係るシート給送構成について説明する。なお、図５はシート給送動作を示す断面図であり、(a)はシートを吸着する以前のホームポジション状態を示し、(b)はシートとベルトユニットが接触した吸着待機の状態を示し、(c)はシートを吸着後、ベルトユニットがホームポジションに戻り、シートを搬送する状態を示す説明図である。
【００４４】
図５(a)において、30は巻き掛けられた吸着ベルト２の内周面に設けたベルト保持手段である。このベルト保持手段30は第１ローラ31と第２ローラ32が上下方向に配置され、それぞれのローラ31，32の両端部は支持部材34で回動自在に支持されている。そして、前記支持部材34は、揺動軸（本実施形態ではベルト駆動ローラ３の軸中心を兼用している）を中心に、図中矢印方向に揺動可能であるが、バネ等の弾性部材33によって常に中立するように付勢されている。本実施形態では引張バネの一端を前記第１ローラ31と第２ローラ32のローラ軸間の中間にある係止部ａに係止し、他方端を前記係止部ａと従動ローラ４のローラ軸とを結ぶ線上にある係止部ｂに係止して構成している。これにより、通常の状態では支持部材34は駆動ローラ３と従動ローラ４を結ぶ線上に位置し、吸着ベルト２を第１ローラ31及び第２ローラ32で張架した状態に配置されている。
【００４５】
次に、図５(b)に示すように、ベルトユニット１を駆動ローラ３のローラ軸を中心に反時計回り方向に揺動させ、吸着ベルト２を最上シートＰに接触させるとともに該シートＰを帯電吸着する。この吸着待機の状態では、ベルト保持部材30の第２ローラ32側が積載シートＳの最上シートＰに接触することで変位し、ベルト保持部材30は、相対的に図の上方に揺動する。つまりシートに接触して変位した変位量分、対向側のベルトを変位することになる。
【００４６】
よって、ベルト保持手段30を含む面で形成されたベルト面と、積載シートの上面シートが均一に接触すると同時に、ベルト内周長を維持（ベルトの張力が一定）した状態でベルトが巻きかけられている。
【００４７】
次に図５(c)に示すように、シートを吸着後、ベルトユニット１がホームポジションに戻り、最上シートＰを１枚分離し、さらに吸着ベルト２を回転させてシートを搬送する。これは前述した図２(c)で述べた工程と同じである。
【００４８】
【発明の効果】
本発明は前述のように構成したために、シートを吸着するベルト面と積載シートとの接触が、積載シートの高さ、傾きに追従可能となるため、ベルトとシートとの隙間や片当たり等がなくなり、均一に接触することができる。このため、安定したシート吸着が実現でき、シートの分離給送における信頼性が向上する。
【００４９】
また、前記ベルト保持手段のローラを含めて張架し形成した無端ベルトの外周平面を、ベルト保持手段の付勢力を利用して、シートに押圧して接触させるため、接触させるシートのカールや、折れと言った変形を補正し無端ベルトと均一に接触させることができる。
【００５０】
また、ベルト保持手段が揺動自在で、少なくとも一つ以上のローラを有し、一方向に付勢された揺動部材を設け、前記無端ベルトの内周長を維持した範囲で、揺動可能に配置することで、前記無端ベルトの張力を、常に一定に維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るシート給送装置の斜視説明図である。
【図２】シート給送動作を示す断面図であり、(a)はシートを吸着する以前の給送動作待機状態で、ホームポジション状態を示し、(b)はシートとベルトユニットが接触した吸着待機の状態を示す。また、(c)はシートを吸着後、ベルトユニットがホームポジションに戻り、シートを搬送する状態を示す説明図である。
【図３】シート分離給送動作に係るタイミングチャート（２枚のシートを連続的に分離給送するタイミングチャート）である。
【図４】画像形成装置の一例を示す複写機の断面説明図である。
【図５】シート給送動作を示す断面図であり、(a)はシートを吸着する以前のホームポジション状態を示し、(b)はシートとベルトユニットが接触した吸着待機の状態を示し、(c)はシートを吸着後、ベルトユニットがホームポジションに戻り、シートを搬送する状態を示す説明図である。
【図６】従来技術の説明図である。
【図７】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
Ａ    …画像形成装置
Ｂ    …シート給送装置
Ｏ    …原稿
Ｐ    …最上シート
Ｓ    …シート
ａ，ｂ …係止部
１    …ベルトユニット
２    …吸着ベルト
３    …駆動ローラ
４    …従動ローラ
５    …帯電ローラ
６    …ベルト保持手段
７    …第１ローラ
８    …第２ローラ
９    …支持部材
10    …揺動軸
11    …弾性部材
12    …ストッパ部材
14    …シート収納トレイ
15    …昇降手段
16    …検出手段
17    …センサ
18，19 …引き抜きローラ
20    …シート載置台
30    …ベルト保持手段
31    …第１ローラ
32    …第２ローラ
33    …弾性部材
34    …支持部材
101   …複写機本体
102   …原稿台
103   …原稿圧着板
104   …ランプ
105，106，107，108，109，110 …反射ミラー
111   …結像レンズ
112   …感光体ドラム
113   …帯電器
114   …現像器
115   …転写帯電器
116   …分離帯電器
117   …クリーナ
118   …搬送部
119   …定着器
120   …排出ローラ
121   …排出トレイ
【図１】
0003862577.tif 000002
【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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