JP2005075542A - シート給送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、位置精度不良を防止しながら、確実にコート紙やＯＨＰ、アートフィルム、超厚紙等の様々な素材のシートを給送分離する事が可能なシート給送装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する事を目的とする。
【解決手段】 上記課題を解決するために、本発明の代表的な構成は、複数枚のシートを積載するシート積載手段と、前記シート積載手段に積載されたシートを送り出す給送手段と、前記シート積載手段に積載されたシートの側方から空気流を吹き付ける送風手段とを備えたシート給送装置であって、前記積載されたシートの上面近傍に天板を設け、前記天板により前記送風手段から吹き付ける空気流によるシートの撓みを抑制することを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、シート収容部に積載したシート束から１枚ずつ分離して給送するシート給送装置及びそれを用いた画像形成装置に関し、特にシート間の密着性の高いシートを分離給送するシート給送装置、及びそれを用いた画像形成装置に関する。

従来、複写機やプリンタ等の画像形成装置において、連続的に給送可能なカットシートは、通常、上質紙や複写機メーカー指定の普通紙に限られていた。このようなシートを１枚づつ確実に分離して給送する為に、従来から様々な分離方式が採用されている。例えば、シート束の上位シートにピックアップローラを当接加圧させて上位シートを繰り出すとともに、そのシート搬送方向下流に設けられ所定のトルクでシート搬送方向とは逆方向に駆動される分離ローラをフィードローラに所定の圧で当接させ、重送を防止するリタード分離方式がある。また、フィードローラに摩擦部材を所定の圧で当接させて重送を防止するデュプロ方式などもある。上述した方法でシートを確実に分離し給送する為には、例えばリタード方式の場合、その戻しトルクや加圧力を、給送すべきシートの摩擦力を考慮し、最適化することで、１枚づつ確実に分離する事が可能となっていた。

一方、近年では記録媒体の多様化に伴い超厚紙、ＯＨＰシート、アートフィルム等の他、カラー化の市場要求から白色度や光沢を出すためにシートの表面にコーティング処理を施したコート紙等のシートにも画像形成の要望が高まっている。ところが、超厚紙の場合はその自重が搬送抵抗となってピックアップできずにジャムとなってしまう。また、ＯＨＰシートやアートフィルムのように帯電しやすい樹脂材料からなるシートでは、低湿環境下に於いて、給送動作時にシート同士が擦れる事によってシート表面が徐々に帯電し、クーロン力によってシート同士が貼り付き、ピックアップできなかったり、重送が発生したりする。また、紙表面に塗料等を塗布したコート紙では、特に高湿下の環境でシートを積載した場合、シート同士が吸着するという性質を持っている為、従来の給送分離方式ではやはりピックアップできなかったり、重送が多発したりする問題が生じる。これは、従来の分離方式がシート同士の摩擦力しか考慮されていないためである。上記のような特殊なシートの場合はシート同士の摩擦力自体は先に述べた普通紙等と比較しても同等またはそれ以下であるが、低湿環境下での樹脂材シートの摩擦帯電による吸着力や、高湿環境下でのコート紙の吸着力は、シート同士の摩擦力よりもはるかに高い力で吸着しているので、従来の給送分離方式では分離しきれない場合が発生する。

上述したような非常に高い吸着を解く為に、シート束の側面から空気を吹き付ける（以下「補助エア捌き手段」と称する）ことでシートを予め捌き、シート間の吸着を無くした状態で、上位シートより１枚ずつピックアップし、その下流に設けられた分離部でシートを１枚づつに分離を行う給送方式を採用したものが、印刷業界や、一部の複写機で採用されている。補助エア捌き手段を具備した給送方式では、一般的に用いられる摩擦分離方式だけの装置に比べて、前述したような吸着力の高いシートであっても給送に先立ってシートを捌き、その吸着を解くので給送分離が可能である。

このような補助エア捌き手段を備えた給送方式に関連する提案は多数なされている。その一例として図６に示す給送装置3155では、シートを積載する給送トレイ3059と、給送トレイ3059からシートを送り出す給送手段と、積載されたシートの側面及び上面へシートの側面に垂直な方向からエアを吹き付けるエア吹付手段3071と、エア吹付手段3071から吹き出されるエアの流路をシート面垂直方向に移動させる流路移動手段3157とを設けている。流路移動手段3157は、エア吹付手段3071を垂直方向に移動自在に支持する不図示のガイドレールと、電動モータ3121と、この電動モータ3121の出力軸に固定されエア吹付手段3071の下面に摺接してエア吹付手段3071を移動させるカム板3123とからなる。従って、電動モータ3121が回転することにより、カム板3123が回転すると、エア吹付手段3071全体が垂直方向に移動することになる。この給送装置3155では、エア吹付手段3071の開口部（エア吹出口）が常に一定の開口面積であり、エア吹付手段3071全体が垂直方向に移動することで、エアがシート3057の側面に対してシート面垂直方向に移動されることになる。また、この際、エア吹付手段3071の開口部の開口面積は一定であるが、開口部にシート3057の側面が対向配置されることで、この開口部の面積を縮小して開口部から吹き出される空気流を絞り込むエア絞り込み部が形成されることになる。この結果、上位のシート3057から浮揚させて全てのシート3057間の吸着を解くことができるようになる（例えば、特許文献１参照）。

また、吹出しエアをヒータで加熱することによってシートを除湿し、特に高湿環境下におけるコート紙の吸着力を緩和させる技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平１１−００５６４３号公報 特開２００１−４８３６６号公報

しかしながら、上記補助エア捌き手段によってシートを捌くと、吹き付けられたエアによってシートがばたついて撓んでしまい、その撓みによって見かけ上の紙幅が小さくなってしまう場合がある。従来よりシートはシート積載手段上の正規位置からずれないようにするために幅方向を規制するサイド規制板を用いて位置を規制しているが、上記のように撓みによって見かけ上の紙幅が小さくなると、シートとサイド規制板の間に隙間ができてしまう。するとその隙間によってシートのずれや旋回が発生してしまい、正規位置から給送搬送されないので、斜行や横レジずれによる画像形成の位置精度不良を引き起こしてしまうという問題がある。また上記問題は補助エア捌き手段からのエアによる撓みが大きい小サイズの薄紙で最も発生しやすく、位置精度不良も大きくなる。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、位置精度不良を防止しながら、確実にコート紙やＯＨＰ、アートフィルム、超厚紙等の様々な素材のシートを給送分離する事が可能なシート給送装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する事を目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の代表的な構成は、複数枚のシートを積載するシート積載手段と、前記シート積載手段に積載されたシートを送り出す給送手段と、前記シート積載手段に積載されたシートの側方から空気流を吹き付ける送風手段とを備えたシート給送装置であって、前記積載されたシートの上面近傍に天板を設け、前記天板により前記送風手段から吹き付ける空気流によるシートの撓みを抑制することを特徴とする。

本発明によれば、シート給送装置のシート上面近傍に天板を設けたことにより、コート紙等の吸着したシートを分離するために補助エア捌き手段を備えた場合であっても、エアによるシートの撓みを防止することができる。従って、撓みによって見かけ上シート幅が小さくなることで発生する、斜行と幅方向（搬送方向に直交する方向）の位置ずれを防止することができる。また天板によって風路が制限されるのでエア漏れが減少し、捌き効果も向上する。これによりコート紙、超厚紙、ＯＨＰシート等のさまざまなシートを確実に１枚ずつ分離し、高い位置精度で搬送可能な、信頼性の高いシート給送装置および画像形成装置を提供する事ができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。

（全体構成）
まず、画像形成装置の全体構成について説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置の断面図である。図１に示すプリンタ1000は、プリンタ本体1001と、プリンタ本体1001の上面に配されたスキャナ2000とを備えている。

スキャナ2000は原稿上の画像を読み取るものであり、走査光学系光源201、プラテンガラス202、開閉する原稿圧板203、レンズ204、受光素子205（光電変換）、画像処理部206、画像処理部206にて処理された画像処理信号を記憶しておくためのメモリ部208等を備えている。そして、原稿を読み取る際には、プラテンガラス202の上に載置された不図示の原稿に走査光学系光源201によって光を照射することにより読み取るようにしている。そして、読み取った原稿像は画像処理部206により処理された後、電気的に符号化された電気信号207に変換されてレーザスキャナ111に伝送される。なお、画像処理部206にて処理され、符号化された画像情報を一旦メモリ部208に記憶させ、コントローラ120からの信号によって、必要に応じてレーザスキャナ111に伝送することもできる。

プリンタ本体1001は、シートＳを給送するシート給送装置1002と、シート給送装置1002により給送されたシートＳを画像形成手段の例としての画像形成部1005に搬送するシート搬送装置1004と、プリンタ1000を制御するための制御手段たるコントローラ120等を備えている。また1003はオプションとして着脱自在なシート給送装置である大容量ペーパーデッキである（ペーパーデッキ1003の要部構成はシート給送装置1002と対称となっているだけで、その機構及び作用は同じであるため詳細な説明は省略する）。

ここで、シート給送装置1002は、シート積載手段の例としてのカセット100と、給送手段の例としてのピックアップローラ101と、フィードローラ102及びリタードローラ103とから成る分離部を備えており、カセット100内のシートＳは所定のタイミングで昇降／回転するピックアップローラ101と、分離部との作用によって１枚ずつ分離給送されるようになっている。また、フィードローラ102とリタードローラ103のシート搬送方向下流側近傍には給送センサ104が設けられており、そこでのシートＳの通過が検出できるように構成されている。

また各カセット100部は仕切り板106、107で仕切られており、所定の密閉度で密閉されている。そして、各密閉空間にはその空間における温度と湿度を検出する事ができる温湿度センサ108がそれぞれ配置されており、各空間における温湿度がそれぞれ独立に検出可能となっている。その他、給送部の構成については後で詳細に説明する。

シート搬送装置1004は、搬送ローラ対105と、レジスト前ローラ対130及びレジストローラ対110を有するレジストローラ部とを備えており、シート給送装置1002から給送されたシートＳは搬送ローラ対105により、ガイド板によって構成されるシート搬送路109を通過した後、ガイド板によって案内され、この後、レジストローラ対110に導かれるようになっている。その後、シートＳは、レジストローラ対110に一旦突き当てられ、シート給送搬送時に発生する斜行を矯正された後、画像形成部1005に搬送される。

画像形成部1005は、感光ドラム112、レーザスキャナ111、現像器114、転写帯電器115、分離帯電器116等を備えており、画像形成の際には、レーザスキャナ111からのレーザ光がミラー113によって折り返されて図１中時計方向に回転する感光ドラム112上の露光位置112ａに照射されることにより、感光ドラム112上に潜像が形成される。さらにこのようにして感光ドラム上に形成された潜像は、この後、現像器114によってトナー像として顕像化されるようになっている。

なお、この感光ドラム112上のトナー像は、この後、転写部112ｂにおいて、転写帯電器115によりシートＳに転写される。さらに、このようにトナー像が転写されたシートＳは、分離帯電器116により感光ドラム112から静電分離された後、搬送ベルト117により定着装置118に搬送されてトナー像の定着が行われ、この後、排出ローラ119によって排出される。また、定着装置118と排出ローラ119の間の搬送経路中に排出センサ119ａが設けられており、そこでのシートＳの通過が検出できるように構成されている。

なお、本実施の形態においては、プリンタ本体1001とスキャナ2000とは別体であるが、プリンタ本体1001とスキャナ2000とが一体の場合もある。また、プリンタ本体1001はスキャナ2000と別体でも一体でも、レーザスキャナ111にスキャナ2000の処理信号を入力すれば複写機として機能し、ＦＡＸの送信信号を入力すればＦＡＸとして機能する。さらに、パソコンの出力信号を入力すれば、プリンタとしても機能する。逆に、スキャナ2000の画像処理部206の処理信号を、他のＦＡＸに送信すれば、ＦＡＸとして機能する。また、スキャナ2000において、圧板203に変わって２点鎖線で示すような原稿自動送り装置250を装着するようにすれば、原稿を自動的に読み取ることもできる。

次にシート給送装置1002の詳細な説明を図２〜図５を用いて行う。図２および図３はシート給送装置の平面図、図４はシート給送装置の主断面図、図５シート給送装置の動作を説明する側面断面図である。

カセット100内にはシートＳの奥行き方向の位置を規制する為のサイド規制板前１、サイド規制板奥２が設けられている。これらはシートＳの奥行き方向のサイズに合わせてカセット100内でシート搬送方向と略直角方向に移動可能な構成となっている。またシートＳのシート搬送方向の位置を規制するための後端規制板３が設けられており、同様にシートＳのサイズに合わせてカセット100内でシート搬送方向に移動可能な構成となっている。サイド規制板奥２には送風口２ａ、２ｂが設けられており、それに連通してダクト９、12が設けられている。またダクト９、12の中にはそれぞれ送風手段の例としてのファン４、５が設けられており、ファン４、５によって送風口２ａ、２ｂを通じてシートＳにエアを吹きつける事ができる構成となっている。ファン４、５はそれぞれ不図示のファンドライバー回路によってコントローラ120からの信号によってそれぞれ独立に駆動が可能となっている。

また、ファンと送風口２ａ、２ｂの間にはスイングモータ13（図６参照）によって昇降可能なシャッター10、11が設けられている。このシャッター10、11の作用によって送風口２ａ、２ｂから吹き付けるエアをスイングさせ、シートの捌き効果を高める事ができる（その詳細については従来例である特開平11-005643に記載されている為、説明は割愛する）。

さらにダクト９はファン５の送風口２ａと反対方向に延長されており、その中にヒータ６及びヒートシンク７からなるエア加熱手段が設けられており、吸気口９ａから吸気したエアを温め、送風口２ａから吹き出す事ができる構成となっている。またヒートシンク７にはサーミスタ８が取り付けられており、ヒートシンク表面の温度を検出する事ができる。またその検知信号はコントローラ120へ送信され、それによってヒータ６のＯＮ／ＯＦＦ制御が可能となっており、これによって送風口２ａからの温風の温度をコントロールする事ができる。

先に述べたように、ファン４、５、ダクト９、12、ヒータ６及びヒートシンク７、サーミスタ８、シャッター10、11はサイド規制板奥２に全て取り付けられているので、図３に示すようにシートのサイズがＳからＳ２に変わってもシートＳの端部との位置関係を常に保つ事ができるよう構成されている。また、図３に示すシートＳ２のサイズの場合、シート端面が送風口２ｂの位置よりも小さい為、ファン４による送風が無駄になるので、この場合、シートサイズ検知センサ14からのシートサイズ信号によって、ファン４の駆動を独立に停止させることも可能である。

図４に示すように、カセット100はレール19、20に沿って図中前奥方向（シート搬送方向と略直角方向）に引き出し可能となっており、使用者がシートＳをセットする場合は装置本体から手前側へ引き出す事が可能となっている。また図２に示すように、カセット100には突起部100ａが設けられており、装置本体の対向する位置にカセット着脱センサ17が設けられている。そして、カセット着脱センサ17の作用によって、カセット100が装置に装着されている状態か、もしくは引き出されている状態かを検知できるようになっている。

カセット100内にはシートを積載する為のリフター台16が設けられており、図示しないリフターモータによって昇降自在となっている。そして、使用者がシートをセットするために、カセット100が装置から引き出されたら、カセット着脱センサ17によってそれが検知され、リフターモータはリフター台16が下限位置まで下降するように作用し、カセット100が装置に収納されたら、リフター台16が上昇するように構成されている。また、カセット100の上方には紙面位置検知センサ15が設けられており、紙面位置検知センサ15の信号によってリフターモータの制御が行われる。すなわち、カセット100収納時はリフターモータはリフター台16が上昇するように作用するが、紙面位置検知センサ15によって適正な紙面高さが検知されるとリフターモータは停止し、適正な紙面高さを維持する事ができる。また、給送動作に伴い、シートＳが順次上から給送されていくと、紙面高さが徐々に下がっていき、紙面位置検知センサ15がOFFすると、再度リフターモータをリフター台16が上昇する方向へ作用させ、常に紙面高さを一定範囲内に制御するように構成されている。

（天板の構成）
また積載されたシートＳの上部には、天板18が設けられている。上記のようにシートＳは横方向（積載面と平行方向）には一定範囲内に移動が制限されるが、この天板18によって、スイングエア吹き付けによるシートＳの撓みを抑制する。

天板18は２つの平板形状部材（以下、平板18ａ、18ｂという）から構成されている。サイド規制板奥２の脇に位置する平板18ａには回転支点部材21が固定されており、サイド規制板奥２に設けられたヒンジ22に対して回動可能に軸支されている。

また平板18ａにはピニオンギア23が設けてあり、ラック24を備えた平板18ｂが平板18ａに対してスライド移動することができる。これによりシートサイズがＳから図３に示すＳ２に変っても平板18ｂを平板18ａに対してスライド移動させることができ、リフター台16にセットするシートサイズに関わらず、平板18ａとサイド規制板前１、平板18ｂとサイド規制板奥２との隙間を一定に保つことができる。すなわち、天板18は給送するシートサイズに応じてシート搬送方向と直交する方向に伸縮自在に設けられており、リフター台16にセットするシートサイズに係わらず、シートＳの上面の上記ピックアップローラ101近傍以外のほぼ全域を覆うように配置されている。

（シート給送装置の動作）
次に本発明に係るシート給送装置の動作について説明する。なお、本実施形態に係るシート給送装置は、上記のようにスイングするエア吹き付け手段を有するが、普通紙の場合は、元々シート間の吸着が少ないので、給送動作中のエアによる捌き動作は必要ない。このように、必要のない場合は、エアによる捌き動作は行わないことで、１枚目のプリント時間（１枚目のシートの給送からプリントが終わって排出するまでの時間：ＦＣＯＴ）を短くできるので使用者は快適にプリンタを使用できる。

以下はコート紙等の給送動作中のエアによる捌き動作を行うモードについて述べる。まず使用者がシートをセットするためにカセット100を装置から引き出すと、カセット着脱検知センサ17によってそれが検知され、リフターモータはリフター台16が下限位置まで下降するように作用する。次に使用者は図５に示すように天板18を回転支点部材21を中心にして開閉する如く約90°回転移動させ、リフター台16のシート積載面を露出させた後、シートＳをセットする。

シートセット後にカセット100が装置に収納されると、カセット着脱検知センサ17によりカセット装着を検知し、リフターモータをリフター台16が上昇する方向に回転駆動させる。それに伴い、紙面位置が徐々に上昇し、紙面位置検知センサ15が紙面を検知したらリフターモータを停止させる。ここで、温湿度センサ108によってカセット100内部の温湿度を測定し、不図示の制御テーブルに照らし合わせて、ヒータ６の温調温度を求める。そして、ヒータ６の温調が完了するまで待ち、ヒータ６の温調が完了したら、ファン４、５及びスイングモータ13をＯＮさせる。それによって送風口２ａ、２ｂからエアがシートＳの側面に吹き付けられる。吹き付けられたエアがシート間に進入することでシート間の吸着が解かれ、十分捌けた状態となる。

このエアの吹き付け動作中は、上記のように吹き付けられたエアがシート間に進入するため、シートＳは撓もうとする。しかし天板18がシートＳの上面近傍に設けてあるので、シートＳの撓み量はシートＳ上面と天板18との隙間以下に抑えられる。このエアの吹き付け動作中にピックアップローラ101とフィードローラ102、リタードローラ103によるリタード給送機構を動作させることで、シートＳを１枚ずつ分離して搬送する。

上記の如く構成したことにより、シートの斜行や幅方向（搬送方向に直交する方向）の位置ずれが少ない、高精度なシート給送装置を提供できる。また天板18により吹き付けるエアの風路が安定し、エア漏れが減少するため、エアによる捌き効果も向上する。これらの効果を得るためには、天板18とシートＳ上面との距離（隙間）は５ｍｍ〜１０ｍｍ程度が最適であることを実験結果から得ている。また、天板18のサイド規制板奥２への取り付け位置を上下方向で調整可能にすることによって、天板18とシートＳの上面との距離を適宜設定することができるようにしてもよい。これによって、より最適なシートの給送が行える。

なお本実施形態では天板18をサイド規制板奥２に回転可能に取り付けているが、シート給送装置の枠体に取り付け、後端規制板３近傍に回転支点を設けて回動可能にしても、シートセット性を損なうことなく、上記と同様の効果を得ることができる。

本発明は、シート収容部に積載したシート束から１枚ずつ分離して給送するシート給送装置、およびこれを備えた画像形成装置に利用することができる。

本実施形態に係る画像形成装置の断面図である。 シート給送装置の平面図である。 シート給送装置の平面図である。 シート給送装置の主断面図である。 シート給送装置の動作を説明する側面断面図である。 従来の画像形成装置の例を説明する図である。

符号の説明

Ｓ …シート
１ …サイド規制板前
２ …サイド規制板奥
２ａ、２ｂ …送風口
３ …後端規制板
４、５ …ファン
６ …ヒータ
７ …ヒートシンク
８ …サーミスタ
９ …ダクト
９ａ …吸気口
10、11 …シャッター
12 …ダクト
13 …スイングモータ
14 …シートサイズ検知センサ
15 …紙面位置検知センサ
16 …リフター台
17 …カセット着脱検知センサ
18 …天板
18ａ、18ｂ …平板
19、20 …レール
21 …回転支点部材
22 …ヒンジ
23 …ピニオンギア
24 …ラック
100 …カセット
100ａ …突起部
101 …ピックアップローラ
102 …フィードローラ
103 …リタードローラ
104 …給送センサ
105 …搬送ローラ対
106、107 …仕切り板
108 …温湿度センサ
109 …シート搬送路
110 …レジストローラ対
111 …レーザスキャナ
112 …感光ドラム
112ａ …露光位置
112ｂ …転写部
113 …ミラー
114 …現像器
115 …転写帯電器
116 …分離帯電器
117 …搬送ベルト
118 …定着装置
119 …排出ローラ
119ａ …排出センサ
120 …コントローラ
130 …レジスト前ローラ対
201 …走査光学系光源
202 …プラテンガラス
203 …原稿圧板
204 …レンズ
205 …受光素子
206 …画像処理部
207 …電気信号
208 …メモリ部
250 …原稿自動送り装置
1000 …プリンタ
1001 …プリンタ本体
1002 …シート給送装置
1003 …ペーパーデッキ
1004 …シート搬送装置
1005 …画像形成部
2000 …スキャナ
3057 …シート
3059 …給送トレイ
3071 …エア吹付手段
3121 …電動モータ
3123 …カム板
3155 …給送装置
3157 …流路移動手段

Claims (7)

1. 複数枚のシートを積載するシート積載手段と、前記シート積載手段に積載されたシートを送り出す給送手段と、前記シート積載手段に積載されたシートの側方から空気流を吹き付ける送風手段とを備えたシート給送装置であって、
   前記積載されたシートの上面近傍に天板を設け、
   前記天板により前記送風手段から吹き付ける空気流により生じるシートの撓みを抑制することを特徴とするシート給送装置。
2. 前記天板は、前記シート積載手段に積載されたシート束のほぼ全域を覆うことを特徴とする請求項１記載のシート給送装置。
3. 前記天板は、２枚の平板により構成し、前記シート積載手段に積載したシートサイズに応じて伸縮可能であることを特徴とする請求項１及び２記載のシート給送装置。
4. 前記天板は、前記シート積載手段に回動可能に取り付け、回動することによりシート積載面が露出するよう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。
5. 前記天板とシート上面との隙間を変更可能であることを特徴とする請求項１記載のシート給送装置。
6. 前記天板とシート上面との隙間は、前記天板が移動することによって変更可能であり、前記天板とシート上面との距離を５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲としたことを特徴とする請求項５記載のシート給送装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項記載のシート給送装置と、
   給送されたシートを搬送する搬送手段と、
   搬送されたシートに画像を形成する画像形成手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。

Images