JP2006306538A - シート給送装置及び画像形成装置並びに画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 給紙性能を確保することができると共に、省スペース化が可能なシート給送装置及び画像形成装置並びに画像読取装置を提供する。
【解決手段】 シート給送手段８と当接し、シート給送手段８と連れ回りする分離ローラ６ａと、分離ローラ６ａに所定以上の回転トルクが作用すると分離ローラ６ａとシート給送手段８との連れ回りを許容し、所定以下の回転トルクが作用するとシート給送手段８との連れまわりを阻止するトルクリミッタ６ｂと、を備え、かつシート給送手段側に付勢されたシート分離手段により、シート給送手段８よってシート積載手段２から送り出されるシートＳを１枚ずつ分離する。そして、このシート給送手段側に付勢されたシート分離手段をガイド手段６ｅによりスライド可能に支持し、かつシート給送手段８と分離ローラ６ａとが対向する方向に対して異なる方向に所定角度をもってガイドするようにする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、シート給送装置及び画像形成装置並びに画像読取装置に関し、特にシート給送手段より送り出されるシートを分離するシート分離手段の構成に関するものである。

従来、プリンタ、複写機、ＦＡＸ等の画像形成装置や、画像読取装置には、複数枚の記録紙又は原稿（以下、シートという）が積載されるシート積載部から、シートを１枚ずつ分離して画像形成部、または画像読取部に送り出すシート給送装置が設けられている。

そして、このようなシート給送装置のシート分離手段として、分離パットを用いた分離方式のものが知られており、このような分離パット方式では、給送ローラと分離パットとの間に複数枚のシートが送り込まれた場合、給送ローラと分離パットとの摩擦分離作用により最上位のシート以外のシートをせき止める仕組みとなっている。なお、このような分離パットを用いたシート分離手段の特徴は、シート分離部が小スペースで構成できることである。

次に、このような分離パットを用いたシート分離手段の具体的な構成を図を用いて説明する。図１９は、分離パットをシート分離手段として採用したプリンタの概略構成を示す図である。

図１９において、１０１はプリンタ本体（以下、装置本体という）、１０１Ａは画像形成部であり、この画像形成部１０１Ａの下方には上段シート給送部１０２と、下段シート給送部１０６の２段のシート給送部１０２，１０６が重ねて配置されている。ここで、画像形成部１０１Ａは、レーザスキャナ１１４、像担持体としての画像形成ドラム１１３ａを有する画像形成プロセスユニット１１３、感光体ドラム１１３ａに形成されたトナー像をシートＳに転写する転写部を構成する転写ローラ１１３ｂ等が設けられている。

なお、１１５は、転写部により転写されたトナー画像をシート上に定着させる定着器であり、この定着器１１５によりトナー像が定着された後、シートＳは、順次、装置本体最上部に設けられた排紙トレイ１１９に排紙積載される。また、１３１は給紙カセット１３１Ａを備えたオプションシート給送装置であり、このオプションシート給送装置１３１は装置本体１０１の下面に選択的に装着されるようになっている。

また、図２０に示すように、上段シート給送部１０２は、上段給紙カセット１０５Ａと、上段給紙カセット１０５Ａに収納されたシートＳを送り出す上段フィードローラ１０３、上段フィードローラ１０３により送り出されたシートＳを１枚ずつに分離する上段分離パット１０４ａを備えた上段シート分離部１０４を備えている。

なお、１０４ｂは上段シート分離部１０４に回動自在に設けられ、上段分離パット１０４ａを支持する上段分離パット支持部であり、この上段分離パット支持部１０４ｂは、上段分離パットバネ１０４ｃにより上段フィードローラ側に付勢され、これにより上段分離パット１０４ａは上段フィードローラ１０３に圧接するようになっている。

また、１０５ａは上段給紙カセット１０５Ａに回動自在に設けられ、シートＳを積載する上段シート積載板であり、この上段シート積載板１０５ａは、その裏面側（図中下側）から上段シート積載板加圧バネ１０５ｂにより上方に押圧され、上段シート積載板１０５ａに積載された最上位のシートＳ１の先端側を上段フィードローラ１０４に押圧するようになっている。

そして、このような構成の上段シート給送部１０２において、上段フィードローラ１０３は不図示の駆動モータより駆動を受けて反時計回りに回転し、上段シート積載板１０５ａに積載された最上位のシートＳ１を上段フィードローラ１０３と上段分離パット１０４ａとの間に搬送する。このとき、上段フィードローラ１０３と上段分離パット１０４ａとの間に複数枚のシートＳが搬送された場合、上段分離パット１０４ａの摩擦分離作用により最上位のシートＳ１以外のシートをせき止め、最上位のシートＳ１のみ下流側に搬送するようになっている。なお、下段シート給送部１０６及びオプションシート給送装置１３１のシート給送部１３２も、このような上段シート給送部１０２と同様に構成される。

なお、図２０において、１２０はオプションシート給送装置１３１から給送されたシートＳを上方（下流側）に搬送するためのオプションシート給送装置用搬送路であり、このオプションシート給送装置用搬送路１２０は、下段シート給送部１０６から給送されたシートＳを上方（下流側）に搬送するための下段シート給送部用搬送路１２１と合流する。

さらに、上段シート給送部１０２から給送されたシートＳを上方（下流側）に搬送するための上段シート給送部用搬送路１２２は下流シート給送部用搬送路１２１と合流する。これにより、オプションシート給送装置１３１、下段シート給送部１０６及び上段シート給送部１０２から送り出されたシートは、シート給送部合流搬送路１２３を通過して下流側へ搬送される。

そして、このようにシート給送部合流搬送路１２３を通過して下流側へ搬送されたシートＳ１は、この後、図１９に示すレジストローラ１１２によって感光体ドラム１１３ａに形成された画像と同期をとって感光体ドラム１１３ａと転写ローラ１１３ｂとにより構成される転写部に搬送され、この転写部においてトナー画像がシートＳへ転写されるようになっている。

なお、このようにトナー画像が転写されたシートＳは、この後、定着器１１５へ搬送され、この定着器１１５において加圧・加熱されることによりトナー画像が定着され、さらにこの後、搬送ローラ対１１６，１１７、排紙ローラ対１１８を経て順次排紙トレイ１１９に排出積載される。

ところで、このような分離パット方式を用いたシート分離手段では、既述したシート分離部を小スペースで構成できる利点を活かし、以下の構成が可能となっている。

即ち、従来のシート給送装置においては、図２０に示すように、上段シート給送部１０２の上段給紙カセット１０５Ａの底面と下段シート給送部１０６をオーバラップさせて配置し、そのオーバラップ分、装置本体１０１の高さを抑える構成となっているが、シート分離部が小スペースで構成できるため、上段シート分離部１０４の側方に、下段シート給送部１０６の下段フィードローラ１０７を近接させて配置することができ、この結果、装置幅を抑えながら装置高さを低くしたコンパクトな製品が実現可能となる。

また、オプションシート給送装置１３１を増設するプリンタにおいて、下段シート分離部１０８に隣接するようにオプションシート給送装置用搬送路１２０を配置する場合、下段シート分離部１０８が小スペースで構成できることから、装置幅を抑えたコンパクトな製品が実現可能となる。したがって、このような構成によれば、例えばＡ３用紙対応のプリンタをデスクトップに配置できるコンパクトな製品を実現することができることが知られている。

一方、シート給送装置に搭載されるシート分離手段の他の例として、トルクリミッタ機能を有した分離ローラを採用したものが知られている（特許文献１参照）。なお、このようなシート分離手段では、トルクリミッタを同軸上、もしくは内蔵した分離ローラを給送ローラに圧接させ、このトルクリミッタの制動トルクによってシートを分離するようにしている。

例えば、給送ローラと分離ローラの間にシートが一枚のみある場合には、トルクリミッタには大きな回転トルクが作用し、これによりトルクリミッタは分離ローラの給送ローラによる連れ回りを許容する。一方、給送ローラと分離ローラの間に複数枚のシートがある場合には、トルクリミッタには比較的小さな回転トルクが作用し、これによりトルクリミッタは給送ローラの分離ローラとの連れ回りを阻止し、この結果、給送ローラは一枚のシートを搬送し、分離ローラは給送ローラと逆方向に回転し、他のシートが搬送されるのを阻止する仕組みとなっている。

従って、トルクリミッタの制動トルクは、給送ローラと分離ローラとの間に複数枚のシートがある場合に連れ回りを阻止する回転トルクを下限とし、給送ローラと分離ローラの間にシートが一枚のみある場合に連れ回りを許容する回転トルクを上限とし、その範囲内で制動トルクを管理することにより、シート分離機能、給紙性能を発揮するものである。そして、このように構成することにより、分離パッドを用いたシート分離手段に比べて、耐久性に優れ、パットとシートのびびりによる変音もなく、安定した給紙を行なうことができることが知られている。

次に、このような分離ローラを備えたシート分離手段の具体的な構成を説明する。

図２１は、トルクリミッタを用いた分離ローラによるシート分離手段を搭載したプリンタの概略構成を説明する図である。なお、図２１において、図１９と同一符号は、同一又は相当部分を示している。

図２１において、１５３はシート給送部であり、このシート給送部１５３は、給紙カセット１５２と、給紙カセット１５２に収納されたシートＳを送り出すピックアップローラ１５４と、フィードローラ１５５及びフィードローラ１５５に圧接する分離ローラ１５６ａとにより構成され、ピックアップローラ１５４により送り出されたシートＳを１枚ずつに分離する分離部１５６とを備えている。

なお、分離ローラ１５６ａは、図２２に示すように回動軸１５６ｄに回動可能に支持された支持部材１５６ｃの回動端側に回転可能に保持されると共に、バネ１５６ｅによりフィードローラ１５５に押圧される。さらに、この分離ローラ１５６ａは不図示のトルクリミッタを介して回転軸１５６ｂ上に連結されている。

また、１５２ａは給紙カセット１５２に回動自在に設けられたシート積載板であり、このシート積載板１５２ａは、その裏面側（図中下側）からシート積載板加圧バネ１５２ｂにより上方に押圧され、シート積載板１５２ａに積載された最上位のシートＳ１の先端側をピックアップローラ１５４に押圧するようになっている。

そして、このような構成のシート給送部１５３において、ピックアップローラ１５４とフィードローラ１５５は不図示の駆動モータより駆動を受けて反時計回りに回転し、シート積載板１５２ａに積載された最上位のシートＳ１をフィードローラ１５５と分離ローラ１５６ａとのニップ部に搬送する。そして、このフィードローラ１５５と分離ローラ１５６ａとのニップ部において、トルクリミッタの制動トルクによりシートを分離する。

ところで、このような構成のシート分離手段においては、ピックアップローラとフィードローラを共用し、１本の大径ローラにより給紙、分離を行い、画像形成部又は画像読取部へシートを搬送するようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。そして、このように構成することにより、部品点数の削減ができるのでコストダウンが図れ、またシート分離部のスペースを縮小することができ、装置の小型化を図ることができる。

図２３は、このようなピックアップローラとフィードローラを共用したシート分離手段の一例を説明する図であり、図２３において、１７５はピックアップローラを兼用する大径のフィードローラである。また、１７６ａは分離ローラであり、この分離ローラ１７６ａは回動軸１７６ｄに回動可能に支持された支持部材１７６ｃの回動端部に回転可能に保持されると共に、バネ１７６ｅによりフィードローラ１７５に圧接するようになっている。なお、この分離ローラ１７６ａは、上述の従来例と同様、図示しないトルクリミッタを介して分離ローラ回転軸１７６ｂ上に連結されている。

そして、このフィードローラ１７５には、シート積載板１５２ａに積載された最上位のシートＳ１の先端側が押し付けられると共に、その円周方向下流側に分離ローラ１７６ａが押し付けられ、このフィードローラ１７５と分離ローラ１７６ａとのニップ部において、トルクリミッタの制動トルクによりシートを分離する。

ところで、このような分離ローラを採用したシート分離手段においてシートを分離する性能は分離ローラ軸上に接続されてトルクリミッタの制動トルクの作用に基づいている。次に、このようなトルクリミッタの作用について、図２３に示すピックアップローラとフィードローラを兼用した従来例を用いて説明する。

まず、トルクリミッタの設定トルクをＴ、分離ローラ１７６ａの半径をＲｒとすると、トルクリミッタを介して分離ローラ１７６ａを回転させるのに必要な円周上の接線力（以下、回転許容接線力という）Ｔａは、下記の式（１）で表される。

そして、分離ローラ１７６ａとフィードローラ１７５との間にシートＳがなく、回転しているフィードローラ１７５に直接分離ローラ１７６ａが接している場合、分離ローラ１７６ａには回転許容接線力Ｔａよりも大きな力が作用する。即ち、分離ローラ１７６ａのトルクリミッタには大きな回転トルクが作用し、トルクリミッタが分離ローラ１７６ａの、フィードローラ１７５との連れ回りを許容する。

ここで、分離ローラ１７６ａのフィードローラ１７５に対する付勢力をＮとすると、分離ローラ１７６ａにはフィードローラ１７５との摩擦係数μｇにより、図２３における時計回り方向に回転しようとするμｇ×Ｎが加わる。このとき、下記の式（２）が成立し、これにより分離ローラ１７６ａはフィードローラ１７５に従動して時計回りに回転する。

また、フィードローラ１７５と分離ローラ１７６ａとの間にシートＳが一枚のみ搬送された場合、分離ローラ１７６ａには回転許容接線力Ｔａよりも大きな力が作用する。即ち、分離ローラ１７６ａのトルクリミッタには大きな回転トルクが作用し、トルクリミッタが分離ローラ１７６ａとフィードローラ１７５との連れ回りを許容する。

ここで、シートＳと分離ローラ１７６ａとの摩擦係数をμｒとすると、下記の式（３）が成立し、これにより分離ローラ１７６ａは図２３における時計回り方向に回転し、シートＳが送られる。

また、ピックアップローラ１７４がシートＳを２枚、或はそれ以上フィードローラ１７５と分離ローラ１７６ａとの間に送った時、分離ローラ１７６ａには回転許容接線力Ｔａよりも小さな力が作用する。即ち、分離ローラ１７６ａのトルクリミッタにはその設定値よりも小さな回転トルクが作用し、これによりトルクリミッタが分離ローラ１７６ａの、フィードローラ１７５との連れ回りを阻止する。

ここで、シート同士Ｓの摩擦係数をμＳとすると、下記の式（４）が成立するため、分離ローラ１７６ａは回転を停止する。この場合、フィードローラ１７５に接触している上側のシートＳは搬送され、分離ローラ１７６ａに接触している下側のシートＳは停止している分離ローラ１７６ａにより搬送が阻止される。

これは、フィードローラ１７５と分離ローラ１７６ａの表面は、比較的摩擦係数の大きいゴム材等で構成されており、通常は、μｒ＞μＳとなるように構成されるため、フィードローラ１７５に接しているシートＳと分離ローラ１７６ａに接しているシートＳとの間で滑りが生じ、これにより２枚のシートＳが分離されるようになる。

以上のトルクリミッタの動作により、シートＳは分離され、下流に向けて搬送される。

図２４は、横軸に分離ローラ１７６ａの回転許容接線力Ｔａをとり、縦軸に分離ローラ１７６ａのフィードローラに対する付勢力Ｎをプロットしたものである。以下、この図を回転許容接線力−付勢力関係図という。以下、この回転許容接線力−付勢力関係図上の座標を（Ｔａ，Ｎ）で表現する。

前述の式（３）、（４）をＮについて解くと、以下の不等式（５）、（６）が得られる。

ここで、上記不等式（５）により得られる［直線Ｌ１：Ｎ＝Ｔａ／μｒ］を回転許容接線力−付勢力関係図にプロットすると、座標（Ｔａ，Ｎ）が直線Ｌ１よりも右側にある場合には、フィードローラ１７５と分離ローラ１７６ａ間に一枚のシートＳしかない場合でも、フィードローラ１７５とシートＳとの間でスリップが生じて正常な給紙動作が行なえなくなる。

また、上記不等式（６）により得られる［直線Ｌ２：Ｎ＝Ｔａ／μｓ］を回転許容接線力−付勢力関係図にプロットすると、座標（Ｔａ，Ｎ）が直線Ｌ２よりも左側にある場合には、分離ローラ１７６ａが連れ回りしてしまうために、２枚のシートＳは分離されることなく連れ搬送され、やはり正常な分離、給送動作が行なえなくなる。

このことから、図２４において、斜線で示す直線Ｌ１よりも左側で、且つ直線Ｌ２よりも右側の範囲において、フィードローラ１７５と分離ローラ１７６ａとの協働により正常にシートＳを分離、搬送する機能を発揮することができる。なお、この斜線部を給送領域という。

従って、分離ローラ１７６ａの回転許容接線力Ｔａが、例えば既述した式（１）において分離ローラの半径Ｒｒが固定された場合にはトルクリミッタの設定トルクＴを変動させることにより、図２４で示すＴａ１〜Ｔａ２の範囲で変動するようなトルクリミッタを使用した場合には、分離ローラ１７６ａの付勢力Ｎを、Ｎ１からＮ２の範囲で設定するようにすると、フィードローラ１７５と分離ローラ１７６ａにより正常な分離、搬送動作を行なうことができる。

次に、分離ローラ１７６ａの付勢力の作用について説明する。

既述したように、回動軸１７６ｄに回動可能に支持された支持部材１７６ｃの回動端部に回転可能に分離ローラ１７６ａを支持する構成では、分離ローラ１７６ａの付勢力がバネ１７６ｅのバネ力に加えて、トルクリミッタのトルクに応じて増加する力が発生する。

次に、そのメカニズムについて、図２５を用いて説明する。図２５において、Ｆは搬送されるシートＳより分離ローラ１７６ａが受ける接線力、Ｌは支持部材１７６ｃの回動軸１７６ｄと分離ローラ１７６ａの中心間の長さ（以後、支持部材長さという）、Ｓｐはバネ１７６ｅより受けるバネ力、αをフィードローラ１７５と分離ローラ１７６ａとの接線方向に対する支持部材１７６ｃの角度とする（以後、支持部材角度という）。

このとき、分離ローラ１７６ａの回転軸１７６ｄを中心とするモーメントのつり合いを考え、付勢力Ｎについて解くと下記の式（７）が得られる。

ここで、Ｆ＜Ｔａの場合、分離ローラ１７６ａは回転しない。Ｆ＝Ｔａとなった時点で、分離ローラ１７６ａは回転し始めて、以降はＦは一定となる。よって、Ｆ＝Ｔａとすると、分離ローラ１７６ａが回転しているときの、付勢力Ｎと分離ローラ１７６ａの回転許容接線力Ｔａの関係は下記の式（８）のように表現できる。

このとき、Ｒｒ、Ｌ、ＳＰ、θを一定とすると、式（８）は、下記の式（９）のように表すことができる。

そして、この式（９）から、分離ローラ１７６ａが回転しているとき、分離ローラ１７６ａの回転許容接線力Ｔａに応じて、即ち分離ローラ１７６ａのトルクリミッタの設定トルク値に応じて付勢力Ｎが直線的に増加する構成であることがわかる。

図２６は、図２４で示した回転許容接線力−付勢力関係図に、式（９）をプロットしたものであり、分離ローラ１７６ａの回転許容接線力Ｔａに応じて、即ち分離ローラ１７６ａのトルクリミッタの設定トルク値に応じて付勢力Ｎが直線的に増加していることがわかる。

なお、図２６に示した直線Ｌ４は、例えば図２７に示すように、分離ローラ１８６ａをフィードローラ１８５に向かう方向にスライド可能に構成すると共にバネ１８６ｅにより付勢するように構成し、付勢力Ｎが分離ローラバネ圧のみで決定される構成における付勢力Ｎをプロットしたものである。この構成に比べて、回動可能に支持された支持部材により分離ローラを支持する構成は、斜線部で示される給送領域に対して広い範囲の回転許容接線力Ｔａ、即ち、広い範囲のトルクリミッタのトルク値を設定することができることが知られている（特許文献３）。

以上説明したトルクリミッタの作用および付勢力の作用は、ピックアップローラとフィードローラを別々に設けたシート給送部においても同様に作用する。

特開昭６２−１０５８３４号公報 特開２００３−０２６３４号公報 特許第０３２７２５７２号公報

しかし、このような従来のシート給送装置及び画像形成装置並びに画像読取装置において、回動軸をもち、回動可能に支持された支持部材により分離ローラを支持する構成では、シート分離部の小型化を図ることに限界がある。

次に、この理由について説明する。図２８は、図２３で説明した構成において、フィードローラ１７５によりシートＳが搬送され、このシートＳが分離ローラ１７６ａに衝突する状態を示した図であり、分離ローラ１７６ａに衝突するシートＳの搬送力がかかる方向は、支持部材１７６ｃの回動軸１７６ｄとの関係により、分離ローラ１７６ａがフィードローラ１７５に対して離れる方向に作用する。

このとき、シートＳの搬送力に負けて分離ローラ１７６ａが離れてしまうと、フィードローラ１７５に従動して回転していた分離ローラ１７６ａは停止してしまい、このように分離ローラ１７６ａが停止すると、衝突したシートＳの先端は傷つき、折れてしまう可能性がある。従って、回動可能に支持された支持部材１７６ｃにより分離ローラ１７６ａを支持する構成では、シートＳの搬送力に耐えうる十分なバネ力を与える必要がある。

ここで、図２８において、βはフィードローラ１７５と分離ローラ１７６ａの法線方向に対するフィードローラ１７５のシートＳとの接点とのなす角（以後、給紙角度という）、γはフィードローラ１７５と分離ローラ１７６ａの接線方向に対するシートＳの分離ローラ１７６ａへの突入点のなす角（以後、突入点角度という）、Ｐはフィードローラ１７５により印加されるシートＳの搬送力である。

ここで、シートＳの搬送力Ｐに耐えるバネ力は、分離ローラ１７６ａがフィードローラ１７５の回転から受ける接線力を除いても満足しなければならない。次に、その条件式を支持部材１７６ｃの回動軸１７６ｄにおける回転モーメントのつり合いから求めると、以下のようになる。

この式において、シートＳの搬送力に耐えうる十分な分離ローラバネ圧は、Ｎ＞０となる分離ローラバネ圧が必要条件となる。そこで、上記式にＮ＞０の条件を加えると、シートの搬送力に耐えうるバネ力の条件は下記の式（１０）で与えられる。

例えば、図２９は支持部材１７６ｃの回動軸１７６ｄまでの長さと角度を変更したものを４通り（Ａ〜Ｄ）配置したものである。この４通り（Ａ〜Ｄ）についてシートに耐えうる分離ローラバネ圧を算出し、図２４で示したような回転許容接線力−付勢力関係図にプロットする。

ここでは、分離ローラ半径Ｒｒを２０ｍｍ、給紙角度βを３８°、突入点の角度γを５７°とする。また、突入するシートの搬送力Ｐはシート積載板加圧バネ１５２ｂの圧を０．４Ｎ、フィードローラ１７５とシートＳとの摩擦係数を２（この場合のシート積載板加圧バネ１５２ｂ、摩擦係数は最大値を見込む必要がある）とすると、シートの搬送力Ｐは０．８Ｎとなり、この値を用いて計算する。

また、Ａ〜Ｄは分離ローラ保持角度αと、分離ローラ支持部材長さＬを変更したものである。αとＬの関係と、上記の式（１０）から算出されるシート搬送力Ｐに耐えうる分離ローラバネ圧ＳＰ、既述した式（８）から算出される回転許容接線力Ｔａにかかる比例乗数ｋをまとめると表１のようになる。

そして、この表１におけるＡとＢの関係から分離ローラ保持角度αを増やすと、シートＳの搬送力Ｐに耐えうる分離ローラバネ圧Ｓｐは下がり、比例乗数ｋが上がることがわかる。また、ＢとＣの関係から支持部材長さＬを増やすとシートＳの搬送力Ｐに耐えうる分離ローラバネ圧Ｓｐは上がり、比例乗数ｋが下がることがわかる。Ｄの位置ではシートＳの搬送力Ｐの方向よりも、支持部材１７６ｃの回転軸１７６ｄが図中下側に位置するために、シートＳの搬送力Ｐが分離ローラ１７６ａをフィードローラ１７５から離す方向に作用せず、分離ローラ１７６ａがフィードローラ１７５に食い込む方向に作用する。従って、Ｄの位置では、シート搬送力Ｐの影響を気にせずに、任意に分離ローラバネ圧Ｓｐを設定することが可能になる。

図３０は表１の結果を既述した式（８）に代入し、回転許容接線力−付勢力関係図にプロットした結果である。このとき、シート同士Ｓの摩擦係数μＳ、シートＳと分離ローラ１７６ａとの摩擦係数μｒは特許文献３に記載されている値に近いものとし、シート同士Ｓの摩擦係数μＳを０．８とし、シートＳと分離ローラ１７６ａとの摩擦係数μｒを１．０とする。また、回転許容接線力Ｔａは０．２〜０．４Ｎの範囲を利用する。

そして、図３０に示すように、Ａの場合は、分離ローラバネ圧Ｓｐの値が高すぎ、給送領域には交わらない。Ｂの場合は分離ローラバネ圧Ｓｐの値は低いものの、比例乗数ｋが高く、給送領域に対して十分なオーバラップ領域をとれない。Ｃの場合はＡ、Ｂと比較するとよいものの、給送領域に対して十分なオーバラップ領域をとれない。

一方、Ｄの場合はシート搬送力Ｐの影響を受けないことから、分離ローラバネ圧Ｓｐを自由に設定できる利点があり、使用したい回転許容接線力Ｔａに合わせて、図３０に示すように、分離ローラバネ圧Ｓｐを設定できる。

しかしながら、このようなＤの場合でも、給送領域に対して十分なオーバラップ領域を確保するためには、分離ローラ保持角度αを増やし、支持部材長さＬを増やしていかなければならない。即ち、支持部材１７６ｃをシート幅方向に増やす方向に傾斜させると共に、長さをシート幅方向に増やすようにしなければならない。

このように、従来の回動軸をもち、回動可能に支持された支持部材により分離ローラを支持する回動式支持方法では、少なくとも分離ローラ幅よりも約２倍以上の幅を必要とし、シート分離部の小型化には限界がある。さらに、分離ローラ幅と既述した分離パットで構成したシート分離部の幅が略同等であるため、回動可能に支持された支持部材により分離ローラを支持する回動式支持方法では、図１９、図２０を用いて説明したプリンタに搭載されているシート給送部のように、コンパクトに配置することは困難である。

そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、給紙性能を確保することができると共に、省スペース化が可能なシート給送部（シート給送装置）及び画像形成装置並びに画像読取装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、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からシートを送り出すシート給送手段とを備え、前記シート給送手段より送り出されるシートを１枚ずつ分離して給送するシート給送装置において、前記シート給送手段と当接可能に設けられた分離ローラと、前記分離ローラに所定以上の回転トルクが作用すると前記分離ローラとシート給送手段との連れ回りを許容し、所定以下の回転トルクが作用すると前記シート給送手段との連れまわりを阻止するトルクリミッタと、を備えたシート分離手段と、前記シート分離手段をスライド可能に支持し、かつ該シート分離手段を前記シート給送手段と前記分離ローラとが対向する方向に対して異なる方向に所定角度をもってガイドするガイド手段と、を設け、前記分離ローラが前記シート給送手段に圧接するように前記シート分離手段を付勢する付勢手段を設けたことを特徴とするものである。

本発明によれば、シート給送手段よって送り出されるシートを１枚ずつ分離するシート給送手段側に付勢されたシート分離手段をガイド手段によりスライド可能に支持し、かつシート給送手段と分離ローラとが対向する方向に対して異なる方向に所定角度をもってガイドするようにすることにより、給紙性能を確保することができると共に、省スペース化が可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るシート給送装置を備えた画像形成装置の一例として電子写真方式のプリンタの概略構成を示す図である。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１において、１はプリンタ本体（以下、装置本体という）、１Ａは画像形成部であり、この画像形成部１Ａの下方にはシート給送装置３が配置されている。なお、画像形成部１Ａは、レーザスキャナ１０、像担持体としての画像形成ドラム９ａを有する画像形成プロセスユニット９、感光体ドラム９ａに形成されたトナー像をシートＳに転写する転写ローラ９ｂ等が設けられている。

なお、１１は、画像形成部１Ａにより形成されたトナー画像がシート上に転写された後、シート上のトナー像を定着させる定着器であり、このように定着器１１によりトナー像が定着された後、シートＳは、順次、装置本体最上部に設けられた排紙トレイ１４に排紙積載される。

また、図２に示すように、シート給送装置３は、シート積載手段である給紙カセット２と、給紙カセット２に収納されたシートＳを送り出すシート給送手段であるフィードローラ５と、フィードローラ５に圧接する分離ローラ６ａ等を備え、フィードローラ５により送り出されたシートＳを１枚ずつに分離するシート分離部６とを備えている。

ここで、このフィードローラ５は、ピックアップローラを兼用するものであり、給紙カセット２に回動自在に設けられ、シートＳを積載するシート積載板２ａ上に積載された最上位のシートＳ１に接すると同時、そのシート搬送方向下流側では分離ローラ６ａと接している。なお、シート積載板２ａは、その裏面側（図中下側）からシート積載板加圧バネ２ｂにより上方に押圧され、積載された最上位のシートＳ１の先端側をフィードローラ５に押し付けるようになっている。

そして、このような構成のシート給送装置３を備えたプリンタにおいて、フィードローラ５が不図示の駆動モータより駆動を受け、図１及び図２における反時計回りに回転すると、シート積載板２ａ上に積載された最上位のシートＳ１が送り出され、この後、シートＳ１はシート分離部６により他のシートから分離されて下流方向へ搬送される。

なお、このように１枚に分離されたシートＳ１は、この後、搬送ローラ対７、レジストローラ対８を経て電子写真感光体ドラム９ａと転写ローラ９ｂとにより構成される転写部に搬送される。このとき、電子写真感光体ドラム表面には、その上部に配置されているレーザスキャナ１０から出力されるレーザ光に基づくトナー画像が形成されており、このトナー画像は転写部にて搬送されてきたシートＳ１に転写される。

そして、このようにトナー画像が転写されたシートＳ１は下流方向に搬送され、定着器１１により加熱、加圧処理されトナー画像が溶融定着される。この後、シート排紙手段である搬送ローラ対１２、排紙ローラ対１３を経て、排紙トレイ１４上に順次積載される。

ところで、シート給送装置３のシート分離部６は、図２に示すように、分離ローラ６ａ、支持部材６ｃ、付勢手段である分離ローラバネ６ｄと、ガイド部材６ｅにより構成されている。なお、分離ローラ６ａは、フィードローラ５の最上位のシートＳ１との接触点から下流側に配置される。また、ガイド部材６ｅは装置本体１に固定され、シート分離手段を構成する分離ローラ６ａ、支持部材６ｃ、分離ローラバネ６ｄをスライド可能に支持するガイド手段であり、分離ローラ６ａ（シート分離手段）は、このガイド部材６ｅの平坦なガイド面にガイドされながら上下方向にスライドするようになっている。

ここで、分離ローラ６ａは支持部材６ｃの上端部に回転可能に支持され、支持部材６ｃを介して分離ローラバネ６ｄにより上側に付勢されていることから、フィードローラ５に上下方向にスライド可能に圧接している。

即ち、本実施の形態において、分離ローラ６ａは、フィードローラ５と分離ローラ６ａとが対向する方向、言い換えればフィードローラ５の中心に向かう方向に圧接するようにスライド可能に構成されているのではなく、ガイド部材６ｅにより上下方向にスライド可能に構成されているので、フィードローラ５の中心に向かう方向に対して所定角度をもってフィードローラ５に圧接している。そして、このように分離ローラ６ａを上下方向にスライド可能に構成することにより、シート分離部６を、概ね分離ローラ６ａの幅（径）分のスペースで構成することができる。

一方、分離ローラ６ａはモータなどからの駆動が伝達されていないものであり、分離ローラ６ａにはその回転軸上にトルクリミッタ６ｂが接続されている。図３は、このようなトルクリミッタ６ｂの接続方法を説明する概略図であり、シート分離部６のシート搬送方向からの図である。

ここで、分離ローラ６ａはトルクリミッタ６ｂを介して回転軸６ｆに回転可能に接続されており、トルクリミッタ６ｂの設定トルク以上の回転トルクが働いた場合には回転可能となる。なお、トルクリミッタ６ｂの接続方法は、この方法に限定するものではなく、図４の（Ａ）のように分離ローラ６ｂに略内蔵するように接続しても構わない。

また、分離ローラバネ６ｄの加圧方法も図３に示す方法に限定するものではなく、ガイド部材６ｅに沿ってフィードローラ５に加圧する方向に作用する弾性力を発揮するものであれば、例えば図４の（Ｂ）に示すように２本の分離ローラバネ６ｄで加圧する方法でもよい。

ところで、シート分離部６のシート分離性能は分離ローラ軸上に接続されているトルクリミッタ６ｂの制動トルクの作用に基づいている。

ここで、トルクリミッタ６ｂの作用及びそのシート分離性能については、既述した式（１）〜（６）の関係が成立し、既述した図２４で示した回転許容接線力−付勢力関係図において給送領域が成立する。従って、フィードローラ５と分離ローラ６ａの間にシートが１枚の場合にはスリップすることなく連れ回りを許容し、フィードローラ５と分離ローラ６ａの間にシートが２枚の場合には連れ回りを阻止してシートを分離するためには、図２４における給送領域内となるよう回転許容接線力Ｔａと付勢力Ｎを制御する必要がある。

次に、本実施の形態における分離ローラ６ａのフィードローラ５に対する付勢力Ｎの作用について説明する。なお、本実施の形態においても、この付勢力Ｎは、既述したように分離ローラ６ａが回転しているとき、分離ローラ６ａの回転許容接線力Ｔａに応じて、即ち分離ローラ６ａのトルクリミッタ６ｂの設定トルク値に応じて増加するようになっている。

そのメカニズムについて図５を用いて説明する。図５はフィードローラ５と分離ローラ６ａとの間にシートＳを一枚挟んで搬送している状態を示す図である。なお、図５において、図２５と同様に作用する力は同一符号で示し、その説明は省略する。また、ｆはガイド部材６ｅのガイド面から受ける反力、ｎはガイド部材６ｅのガイド面と支持部材６ｃとの摩擦力である。θはフィードローラ５と分離ローラ６ａとが対向する方向に対する所定角度であるガイド部材６ｅのガイド面の角度（以下、ガイド面角度という）である。

図５において、横方向をＸ方向、縦方向をＹ方向とし、分離ローラ６ａを中心に２方向に関するつり合いから、以下の式が得られる。

ここで、Ｆ＜Ｔａの場合、分離ローラ６ａは回転しない。Ｆ＝Ｔａとなった時点で、分離ローラ６ａは回転し始めて、以降、Ｆは一定となり、これに伴いＮも一定となる。また、ガイド部材５ｅと支持部材６ｃとの摩擦係数をμｎとすると、ｎ＝μｎ×ｆとなる。

以上の条件式を式（１１）及び（１２）式に代入し、Ｎについて解くと、分離ローラ６ａが回転しているときの付勢力Ｎと分離ローラ６ａの回転許容接線力Ｔａの関係式は下記の式（１３）のようになる。

そして、この式（１３）からもわかるように、分離ローラ６ａの位置を定める、即ちθの値を固定すると、

となり、分離ローラ６ａが回転しているとき、分離ローラ６ａの回転許容接線力に応じて、即ち分離ローラ６ａのトルクリミッタの設定トルク値に応じて付勢力Ｎが直線的に増加する構成であることがわかる。

また、μｎが十分に小さい値であると考えると、式（１３）は、式（１５）で表される。

次に、フィードローラ５により送り出されたシートＳが分離ローラ６ａに衝突する時の作用について図６を用いて説明する。なお、この図６は、本実施の形態における分離ローラ６ａにシートＳが衝突するときに作用する力の状態を説明した概略図である。

ここで、シートＳが分離ローラ６ａに衝突した時、分離ローラ６ａはフィードローラ５から受ける接線力を除いても、シートＳの搬送力に負けてフィードローラ５から離れることなく、フィードローラ５に接している必要がある。

そして、このように分離ローラ６ａがフィードローラ５から離れることなく、フィードローラ５に接するための条件は、図６において、シートＳの搬送方向とガイド部材６ｅとのなす角度をδ、横方向をＸ方向、縦方向をＹ方向とした場合の、分離ローラ６ａを中心に２方向に関するつり合いから、以下の式が得られる。

この式（１６）及び（１７）に、ｎ＝μｎ×ｆを代入し、Ｎについて解くと、

この式（１８）において、シートＳの搬送力に耐えうる十分な分離ローラバネ圧は、Ｎ＞０となる分離ローラバネ圧が必要条件となることから、上記式（１８）にＮ＞０の条件を加えると、シートの搬送力に耐えうるバネ力の条件は下記の式（１９）で与えられる。

このとき、μｎが十分に小さい値であると考えると、式（１９）は、下記の式（２０）のように表される。

そして、この式（２０）からδ＜９０°の場合、Ｐ（−ｃｏｓδ）＜０となり、分離ローラバネ圧はシートＳの搬送力に関わらず、任意に設定できることを表す。逆に、式（２０）式からδ＞９０°の場合、Ｐ（−ｃｏｓδ）＞０となり、分離ローラバネ圧はシートＳの搬送力の影響を受け、それに耐えうるバネ力を設定しなければならない。

これは、δ＜９０°の場合、シート搬送力Ｐの分力は、ガイド部材６ｅからの反力ｆとフィードローラ５の反力（付勢力Ｎ）とで受けることとなり、分離ローラ６ａには図中上向きの方向に力が働き、下向きには作用しない。即ち、シートＳの衝突により分離ローラ５ａはフィードローラ４に対して離れることがないため、既述したように分離ローラ５ａが回転を停止してシートＳの先端を傷つけることがない。

しかしながら、δ＞９０°の場合、シート搬送力Ｐの分力は、ガイド部材６ｅからの反力ｆと分離ローラバネ６ｄの力Ｓｐとで受けることとなり、分離ローラ６ａには下向きの力が作用するため、上述の式に基づきシートＳの搬送力に負けないバネ力を設定しなければならない。

以上のことから、シートＳの搬送方向とガイド部材６ｅとのなす角度δを９０°以下に配置することにより、シート搬送力Ｐが分離ローラ６ａをフィードローラ５から離間させる方向に作用するのを防ぐことができる。このため、分離ローラバネ６ｄの分離ローラバネ圧はシートＳの衝突による制約を受けないため、後述する分離、搬送動作の安定を目的に自由に設定できる利点がある。

次に、本実施の形態の構成を、回転許容接線力−付勢力関係図にプロットし、給紙性能への影響を検証する。

図７は、本実施の形態に係るシート分離部６における回転許容接線力−付勢力関係図であり、これまで説明してきたように、シートＳの搬送方向とガイド部材６ｅとのなす角度δを９０°以下になるように、分離ローラ６ａとガイド部材６ｅを配置することにより、Ｔａ＝０のときの付勢力Ｎ（図７におけるＹ切片）は、シートＳが分離ローラ６ａに衝突する時の制約を受けないため自由に設定できる利点がある。また、傾きはガイド部材６ｅの角度に応じて変化することができ、使用したい回転許容接線力Ｔａ、すなわちトルクリミッタのトルク値に応じてガイド面角度θを選定できる。

例えば、図７中における（２００，２５０）、（４００，４００）のポイントを通過するＡの直線に分離ローラ６ａ、ガイド部材６ｅ、分離ローラバネＳｐを設定する場合を想定する。既述した式（１５）より、直線Ａの傾きはｔａｎθで表されるため、ガイド面角度θは次式で表される。

また、既述した式（１５）より、図７におけるＹ切片になる値がＳｐ／ＣｏＳθで表されることから、Ｓｐ＝０．８Ｎと、シート搬送力Ｐの影響を考慮することなく設定することができる。

また、図７中におけるＢの直線は、（２００，２５０）を通過し，傾きが１の直線である。この直線Ｂに分離ローラ６ａ、ガイド部材６ｅ、分離ローラバネＳｐを設定する場合には、以下のようにガイド面角度θ及び分離ローラバネＳｐを設定すればよい。

また、既述した式（１５）より、図７におけるＹ切片になる値がＳｐ／ＣｏＳθで表されることから、Ｓｐ＝０．３４Ｎとなる。

このようにガイド面角度θ及び分離ローラバネ圧Ｓｐは以上のように自由に設定できる。なお、図７における傾きの上限は、Ｎ＝１／μＳ×Ｔａの直線との交点をもつことが条件となるため、下記の式（２１）のようになる。

従って、θの条件は、下記の式（２２）で表される。

例えば、μＳ＝０．８とすると、θの上限は５１．３°となる。

以上、説明したように、シートＳの搬送方向とガイド部材６ｅとのなす角度δが９０°以下になるように、ガイド部材６ｅを配置することにより、シート搬送力Ｐが分離ローラ６ａをフィードローラ５から離間させる方向に作用するのを防ぐことができる。この結果、分離ローラバネ圧ＳｐはシートＳの衝突による制約を受けないため、自由に設定できる。

また、ガイド面角度θは上記式（２２）を上限とし、使用したい回転許容接線力Ｔａ、つまりは使用したい分離ローラ６ａのトルクリミッタ値に応じて設定することができる。

これにより、既述したように略分離ローラ幅の省スペースの中で構成されたシート分離部６において、重送防止・スリップ防止の給紙性能を確保でき、この結果、シート分離部６の省スペース化、シート給送装置３の省スペース化を図ることができる。

従って、分離パットを用いたシート分離手段よりも安定した給紙性能を発揮できるシート分離部６を、分離パットを用いたシート分離手段と同等の幅で構成できる。また、既述した図２１等に示す従来の回動軸に支持された支持部材により分離ローラを支持する回動式支持方法に比べて約半分の幅でシート分離部６を構成することができる。

なお、ガイド面角度θを変化させる方法としては、図８の（Ａ）に示す、フィードローラ５を中心に分離ローラ６ａ及びガイド部材６ｅを回転させてガイド面角度θを変化させる方法、及び図８の（Ｂ）に示す分離ローラ６ａを中心にガイド部材６ｅを回転させてガイド面角度θを変化させる方法がある。いずれの方法にしても、δ＜９０°、かつ式（２２）の条件を満足すれば、上述の効果が得られる。

このように、シート分離手段をガイド部材６ｅによりスライド可能に支持し、かつフィードローラ５と分離ローラ６ａとが対向する方向に対して異なる方向に所定角度をもってガイドするようにすることにより、略分離ローラ幅でシート分離部６を構成することができる。これにより、給紙性能を確保しつつ、シート分離部６の省スペース化、シート給送装置３の省スペース化を図ることができる。

次に、このような本実施の形態の応用例として、複数段のシート給送装置及びオプションシート給送装置を備えたプリンタについて説明する。

図９は、このような本実施の形態の応用例に係るプリンタの概略構成を示す図であり、図９において、５１はプリンタ本体（以下、装置本体という）、５１Ａは画像形成部であり、この画像形成部５１Ａの下方には上段シート給送装置５２と下段シート給送装置５６が重ねて配置されて配置されている。ここで、画像形成部５１Ａは、レーザスキャナ６４、像担持体としての画像形成ドラム６３ａを有する画像形成プロセスユニット６３、感光体ドラム６３ａに形成されたトナー像をシートＳに転写する転写ローラ６３ｂ等が設けられている。

なお、６５は、画像形成部５１Ａにより形成されたトナー画像がシート上に転写された後、シート上のトナー像を定着させる定着器であり、このように定着器６５によりトナー像が定着された後、シートＳは、順次、装置本体最上部に設けられた排紙トレイ６９に排紙積載される。また、８１はシート給送装置８２を備えたオプションシート給送装置であり、このオプションシート給送装置８１は装置本体５１の下面に選択的に装着されるようになっている。

なお、図１０において、７０はオプションシート給送装置８１から給送されたシートＳを上方（下流側）に搬送するためのオプションシート給送装置用搬送路であり、このオプションシート給送装置用搬送路７０は、下段シート給送装置５６から給送されたシートＳを上方（下流側）に搬送するための下段シート給送部用搬送路７１と合流している。

さらに、上段シート給送装置５２から給送されたシートＳを上方（下流側）に搬送するための上段シート給送部用搬送路７２は下流シート給送部用搬送路７１と合流する。これにより、オプションシート給送装置８１、下段シート給送装置５６及び上段シート給送装置５２から送り出されたシートは、シート給送部合流搬送路７３を通過して下流側へ搬送される。

そして、このようにシート給送部合流搬送路７３を通過して下流側へ搬送されたシートＳは、この後、図９に示すレジストローラ６２によって感光体ドラム６３ａに形成された画像と同期をとって感光体ドラム６３ａと転写ローラ６３ｂとにより構成される転写部に搬送され、この転写部においてトナー画像がシートＳへ転写されるようになっている。

なお、このようなトナー画像が転写されたシートＳは、この後、定着器６５へ搬送され、この定着器６５において加圧・加熱されることによりトナー画像が定着され、さらにこの後、搬送ローラ対６６，６７、排紙ローラ対６８を経て順次排紙トレイ６９に排出積載される。

次に、上段シート給送装置５２及びこの上段シート給送装置５２に設けられた上段給紙カセット５５を用いて説明する。なお、図１０に示す、オプションシート給送装置８１に設けられたフィードローラ８３及びシート分離部８４を備えたシート給送装置８２、フィードローラ５７及びシート分離部５８を備えた下段シート給送装置５６、並びにオプションシート給送装置８１及び下段シート給送装置５６にそれぞれ設けられた給紙カセット５９，８５の構成も同様である。

ここで、上段給紙カセット５５は、図１０に示すようにシートＳを積載するシート積載板５５ａを回動自在に設けており、このシート積載板５５ａはその裏面側（図中下側）から付勢手段としてのシート積載板加圧バネ５５ｂにより上方に押圧されて、シート積載板５５ａに積載された最上位のシートＳ１の先端側を上段フィードローラ５３に押し付けるようにしている。

そして、この上段フィードローラ５３は、そのシート搬送方向下流側で上段シート分離部５４と接している。なお、この上段シート分離部５４を構成している分離ローラ５４ａ、トルクリミッタ５４ｂ、支持部材５４ｃ、分離ローラバネ５４ｄ、ガイド部材５４ｅのそれぞれの機能、および上段フィードローラ５３との位置関係、またシートＳの分離ローラ５４ａに衝突する角度は上述の実施の形態と同様であるため、その効果と作用も同様であり、その説明は省略する。

また、この上段給紙カセット５５は、図１１に示すように、シート搬送方向に対して直交する幅方向に引き出し可能に構成されており、この上段給紙カセット５５は、図９、図１０及び図１１に示すように、上段給紙カセット５５の両側にあるレール７５ａ，７５ｂに沿って引き出されるようになっている。

なお、図１１において、５５ａはシート積載板５５ａ上に積載されたシート束の幅方向の位置を規制する上段シートサイド規制板、５５ｂはシート積載板５５ａ上に積載されたシート束の後端位置を規制する上段シート後端規制板である。そして、上段給紙カセット５５のシート搬送方向側には上段シート分離部５４が装着されている。即ち、本応用例では、上段フィードローラ５３は装置本体１に残し、上段シート分離部５４は、図１２に示すように上段給紙カセット５５と共に装置本体１に対して着脱可能に構成されている。

ここで、本応用例では、図１０に示したように、上段給紙カセット５５の底面と下段シート給送装置５６の下段フィードローラ５７をオーバラップさせて配置し、そのオーバラップ分装置高さを抑える構成となっているが、上段シート分離部５４が小スペースで構成できるため、上段シート分離部５４と下段フィードローラ５７の横方向の位置を近づけることができ、結果、装置幅を抑えながら装置高さを低くしたコンパクトな製品が実現可能となる。

また、オプションシート給送装置８１を増設し、下段シート分離部５８に隣接するようにオプションシート給送装置用搬送路７０を配置する場合、下段シート分離部５８が小スペースで構成できることから、装置幅を抑えたコンパクトな製品が実現可能となる。

ところで、これまでの説明においては、フィードローラとしてピックアップローラを兼用するものを用いたが、本発明はこれに限らず、フィードローラとピックアップローラを別々に用いたシート給送装置にも適用することができる。

次に、このようにフィードローラとピックアップローラを別々に用いるようにした本発明の第２の実施の形態について説明する。

図１３は、本実施の形態に係るシート給送装置を説明する図である。なお、図１３において、図２と同一符号は、同一または相当部分を示しており、その説明は省略する。

図１３において、４はピックアップローラ、５Ａはフィードローラであり、ピックアップローラ４の下流側にフィードローラ５Ａが配置され、対向側にシート分離部６に設けられた分離ローラ６ａが接している。なお、分離ローラ６ａ等により構成されるシート分離手段は、ガイド部材６ｅによりフィードローラ５と対向する方向に対して、所定角度でスライド可能に支持されている。また、シート積載板２ａはシート積載板加圧バネ２ｂにより付勢されて、シート積載板２ａに積載された最上位のシートＳ１の先端側をピックアップローラ４に押し付けるようになっている。

そして、図示しない駆動モータにより駆動が伝達され、ピックアップローラ４が図１３における反時計回りに回転すると、シート積載板２ａ上の最上位のシートＳ１が搬送力を受け、フィードローラ５と分離ローラ６ａの間に搬送され、この後、１枚ずつに分離されて不図示の画像形成部または画像読取部に搬送される。なお、このときのフィードローラ５Ａと分離ローラ６ａ間のトルクリミッタの作用、付勢力Ｎの変化、及び給紙性能の確保については第１の実施の形態と同様であり、その説明は省略する。

ここで、本実施の形態においても、
１．シートＳの搬送方向とガイド部材６ｅとのなす角度δが９０°以下になるようにガイド部材６ｅを配置すること。

２．ガイド面角度θは、

であること。
の２つの条件を満足するよう、例えば既述した図７に示す回転許容接線力−付勢力関係図の給送領域を目標に、ガイド面角度θと分離ローラバネ圧Ｓｐを設定していくことにより給紙性能が確保できる。

このように、ピックアップローラ４とフィードローラ５Ａを別々に構成したシート給送装置３においても第１の実施の形態同様、給紙性能を確保しつつシート分離部６の幅を略分離ローラの幅で構成することができ、シート分離部６の省スペース化、ならびにシート給送装置３の省スペース化を図ることができる。

次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。

図１４は、本実施の形態に係るシート給送装置を備えた画像形成装置の一例として電子写真方式のプリンタの構成を説明する断面図である。なお、図１４において、図１と同一符号は、同一または相当部分を示している。

図１４において、２３は装置本体１の右側面側に設けられたシート給送装置であるマルチ給紙部であり、このマルチ給紙部２３は、図１５に示すように、装置本体１に対して開閉可能に、かつ角度を持って配置されるシート積載手段であるマルチカバー２２ｃと、このマルチカバー２２ｃに揺動可能に支持され、シートＳを積載するマルチシート積載板２２ａと、シート給送手段であるマルチフィードローラ２５とを備えている。

なお、マルチシート積載板２２ａはその裏面（図中下側）から付勢手段としてのマルチシート積載板加圧バネ２２ｂにより上方に付勢され、マルチシート積載板２２ａに積載された最上位のシートＳ１の先端側をマルチフィードローラ２５に押し付けるようになっている。また、マルチカバー２２ｃは、装置本体１に対するマルチ積載板２２ａの角度を決定するとともに、マルチシート積載板加圧バネ２２ｂの台座となっている。

また、マルチフィードローラ２５はマルチシート積載板２２ａ上に積載された最上位のシートＳ１に接すると同時に、そのシート搬送方向下流側ではマルチシート分離部２６に設けられたマルチ分離ローラ２６ａと接している。

ここで、このマルチシート分離部２６は、マルチ分離ローラ２６ａの他、その同軸上に接続されたトルクリミッタ２６ｂ、マルチ分離ローラ２６ａをトルクリミッタ２６ｂを介して回転可能に支持した支持部材２６ｃ、支持部材２６ｃをその裏側（図中下側）から押し上げるマルチ分離ローラバネ２６ｄ、マルチフィードローラ２５とマルチ分離ローラ２６ａと対向する方向に対して所定角度をもったガイド面を有するガイド部材２６ｅで構成されている。

そして、マルチ分離ローラ２６ａはトルクリミッタ２６ｂを介して支持部材２６ｃに回転可能に支持され、かつマルチ分離ローラ２６ａ等を含むシート分離手段は、ガイド部材２６ｅにスライド可能に保持されている。なお、このトルクリミッタ２６ｂの接続方法は、例えば既述した図３と同様の方法としている。

また、本実施の形態におけるマルチフィードローラ２５とマルチ分離ローラ２６ａの対向する方向に対するガイド部材２６ｅの成す角度、及びマルチシート積載板２２ａ上のシートＳが分離ローラ２６ａに衝突する方向とガイド部材２６ｅとのなす角度は、第１の実施の形態で説明したフィードローラ５、分離ローラ６ａ、搬送されるシートＳとの関係と同様とする。従って、マルチフィードローラ２５と分離ローラ２６ａ間のトルクリミッタの作用、付勢力Ｎの変化、および給紙性能の確保については第１の実施の形態と同様である。

したがって、本実施の形態においても、
１．シートＳの搬送方向と分離ローラガイド部材ガイド面６ｅとのなす角度δが９０°以下になるようにガイド部材６ｅを配置すること。

２．ガイド面角度θは、

であること。

の２つの条件を満足するよう、例えば既述した図７に示す回転許容接線力−付勢力関係図の給送領域を目標に、ガイド面角度θと分離ローラバネ圧Ｓｐを設定していくことにより給紙性能が確保できる。

従って、シートＳを積載する角度が装置本体１に対して略水平でないマルチカバー２２ｃ（シート積載手段）を有するマルチ給紙部２３（シート給送装置）並びにそのシート給送部２３を備えたプリンタ（画像形成装置）においても、マルチフィードローラ２５とマルチ分離ローラ２６ａとの向かい合う方向に対して、所定角度をもったガイド部材２６ｅを配置し、マルチ分離ローラ２６ａをガイド部材２６ｅにスライド可能に支持することにより、第１、第２の実施の形態で説明したようにマルチシート分離部２６を略分離ローラ幅で構成し、かつ給紙性能を確保することができる。

以上のように、ガイド面角度θとシート搬送方向とガイド部材２６ｅとのなす角δとの条件を満足するマルチ給紙部２３（シート給送装置）であれば、装置本体１に対する角度は問わない。即ち、マルチカバー２２ｃが装置本体１に対して略垂直方向に配置されたものでも、フィードローラがシート積載部の下方に配置されるもの（下分離方式）でも、ガイド面角度θとシート搬送方向とガイド部材とのなす角δとの条件を満足していれば、給紙性能を確保されたシート分離部を略分離ローラ幅で構成することができる。

次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。

図１６は本実施の形態に係るシート給送装置の構成を説明する図である。なお、図１６において、図２と同一符号は、同一又は相当部分を示している。

図１６において、８６は分離ローラ６ａをトルクリミッタ６ｂを介して回転自在に支持する支持部材であり、８７はガイド部材である。そして、図１６の（Ａ）に示すように、支持部材８６にはリブ８６ａが設けられており、支持部材８６は、このリブ８６ａをガイド部材８７に沿って摺動させながら上下方向に移動するようになっている。

ここで、このようにリブ８６ａをガイド部材８７に沿って摺動させながら支持部材８６が上下方向に移動するようにすることにより、支持部材８６が移動する際のガイド部材８７との接触面積を少なくすることができ、これにより支持部材８６が移動する際の摩擦抵抗の影響を抑えることができる。なお、図１６の（Ｂ）に示すように、ガイド部材８９にリブ８９ａを設けるようにしても、支持部材８８が移動する際の摩擦抵抗の影響を抑えることができる。

また、図１７の（Ａ）に示すように支持部材９０のリブ９０ａの形状を円弧形状としても良く、この場合にはガイド部材９１とは点接触することとなり、さらに支持部材９０が移動する際の摺動抵抗を抑えることができる。さらに、図１７の（Ｂ）に示すように、ガイド部材９３のリブ９３ａの形状を円弧形状としても良く、この場合には支持部材９２とは点接触することとなり、さらに支持部材９２が移動する際の摺動抵抗を抑えることができる。

さらに、リブではなく、図１８の（Ａ）に示すように支持部材９４に、回転自在にコロ９４ａを設け、支持部材９４は、このコロ９４ａをガイド部材９５に沿って回転させながら上下方向に移動するようになっている。

ここで、このようにコロ９４ａをガイド部材９５に沿って回転させながら支持部材９４が上下方向に移動するようにすることにより、支持部材９４が移動する際のガイド部材９５との接触面積を少なくすることができ、これにより支持部材９４が移動する際の摩擦抵抗の影響を抑えることができる。なお、図１８の（Ｂ）に示すように、ガイド部材９７に回転自在にコロ９７ａを設けるようにしても、支持部材９６が移動する際の摩擦抵抗の影響を抑えることができる。

図１６〜図１８を用いて説明したいずれの構成も、本発明の効果を発揮できるものである。また、ここで説明した構成に限定するものではなく、フィードローラと分離ローラが向かい合う方向に対して所定角度をもってスライド可能に構成されるものであれば、その構成を限定するものではない。

尚、本実施の形態は、シートに画像を形成するための画像形成装置に本発明を適用した例を示したが、本発明は、これに限定されるものではなく、画像読取装置などに用いられるシート給送装置の一例である原稿自動給送装置に適用することもできる。

本発明の第１の実施の形態に係るシート給送装置を備えた画像形成装置の一例として電子写真方式のプリンタの概略構成を示す図。 上記シート給送装置の構成を説明する図。 上記シート給送装置に設けられたシート分離部における分離ローラとトルクリミッタとの接続方法を説明する図。 上記シート分離部における、（Ａ）は分離ローラとトルクリミッタとの他の接続方法を説明する図、（Ｂ）は分離ローラバネの他の加圧方法を説明する図。 上記シート分離部における分離ローラのフィードローラに対する付勢力の作用を説明する図。 上記シート分離部における分離ローラにシートが衝突するときに作用する力の状態を説明する図。 上記シート分離部における回転許容接線力−付勢力関係図。 上記シート分離部におけるガイド部材のガイド面の角度を変化させる方法を説明する図。 本実施の形態の応用例に係るプリンタの概略構成を示す図。 上記プリンタに設けられたシート給送装置の構成を説明する図。 上記プリンタの給紙カセットの引き出しについて説明する図。 上記プリンタに設けられたシート給送装置のシート分離部の斜視図。 本発明の第２の実施の形態に係るシート給送装置の構成を説明する図。 本発明の第３の実施の形態に係るシート給送装置を備えた画像形成装置の一例として電子写真方式のプリンタの概略構成を示す図。 上記プリンタに設けられたマルチ給紙部の構成を説明する図。 本発明の第４の実施の形態に係るシート給送装置の構成を説明する図。 上記シート給送装置に設けられたシート分離部の他の構成を説明する図。 上記シート給送装置に設けられたシート分離部の他の構成を説明する図。 従来のプリンタの概略構成を示す図。 従来のプリンタに設けられたシート給送部の構成を説明する図。 従来の他のプリンタの概略構成を示す図。 従来のプリンタに設けられたシート給送部の構成を説明する図。 従来のシート給送部の他の構成を説明する図。 従来のシート分離部における回転許容接線力−付勢力関係図。 従来の付勢力Ｎの作用を説明する図。 従来のシート分離部における回転許容接線力−付勢力関係図に付勢力Ｎをプロットした図。 従来の分離ローラの付勢方法を説明する図。 シートが分離ローラに衝突した状態を説明する図。 従来の支持部材の角度と長さを変更した状態を説明する図。 従来のシート分離部における回転許容接線力−付勢力関係図に図２９の構成をプロットした図。

符号の説明

１ プリンタ本体
１Ａ 画像形成部
２ 給紙カセット
３ シート給送装置
４ ピックアップローラ
５ フィードローラ
５Ａ フィードローラ
６ シート分離部
６ａ 分離ローラ
６ｂ トルクリミッタ
６ｃ 支持部材
６ｄ 分離ローラバネ
６ｅ ガイド部材
２２ｃ マルチカバー
２３ マルチ給紙部
２５ マルチフィードローラ
２６ マルチシート分離部
２６ａ マルチ分離ローラ
２６ｂ トルクリミッタ
２６ｃ 支持部材
２６ｄ マルチ分離ローラバネ
２６ｅ ガイド部材
５１ プリンタ本体
５１Ａ 画像形成部
５２ 上段シート給送装置
５３ 上段フィードローラ
５４ 上段シート分離部
５４ａ 分離ローラ
５４ｂ トルクリミッタ
５４ｃ 支持部材
５４ｄ 分離ローラバネ
５４ｅ ガイド部材
５５ 上段給紙カセット
５６ 下段シート給送装置
５７ フィードローラ
５８ シート分離部
５９ 給紙カセット
８１ オプションシート給送装置
８２ シート給送装置
８３ フィードローラ
８４ シート分離部
８５ 給紙カセット
８６ 支持部材
８６ａ リブ
８７ ガイド部材
８８ 支持部材
８９ ガイド部材
８９ａ リブ
９０ 支持部材
９０ａ リブ
９１ ガイド部材
９２ 支持部材
９３ ガイド部材
９３ａ リブ
９４ 支持部材
９４ａ コロ
９５ ガイド部材
９７ ガイド部材
９７ａ コロ
Ｓ シート
θ ガイド部材のガイド面の角度
δ シートの搬送方向とガイド部材とのなす角度

Claims (10)

1. 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からシートを送り出すシート給送手段とを備え、前記シート給送手段より送り出されるシートを１枚ずつ分離して給送するシート給送装置において、
   前記シート給送手段と当接可能に設けられた分離ローラと、前記分離ローラに所定以上の回転トルクが作用すると前記分離ローラとシート給送手段との連れ回りを許容し、所定以下の回転トルクが作用すると前記シート給送手段との連れまわりを阻止するトルクリミッタと、を備えたシート分離手段と、
   前記シート分離手段をスライド可能に支持し、かつ該シート分離手段を前記シート給送手段と前記分離ローラとが対向する方向に対して異なる方向に所定角度をもってガイドするガイド手段と、
   を設け、
   前記分離ローラが前記シート給送手段に圧接するように前記シート分離手段を付勢する付勢手段を設けたことを特徴とするシート給送装置。
2. 前記シート分離手段は、前記分離ローラと前記トルクリミッタとを一体に支持する支持部材を有し、該支持部材が前記ガイド手段によりスライド可能に支持されて、前記付勢手段により前記シート給送手段側に付勢されていることを特徴とする請求項１記載のシート給送装置。
3. シート同士の摩擦係数をμｓとし、前記シート給送手段と前記分離ローラとが対向する方向と前記シート分離手段のスライド方向とのなす角度が、
   

   

   以下となることを特徴とする請求項１又は２記載のシート給送装置。
4. 前記ガイド手段が平坦なガイド面で構成されており、前記ガイド面に沿って前記支持部材がスライド可能に支持されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシート給送装置。
5. 前記支持部材はリブを有し、前記リブを前記ガイド面に接触させながら前記支持部材がスライドすることを特徴とする請求項４記載のシート給送装置。
6. 前記支持部材は回転自在なコロを有し、前記コロを回転させながら前記支持部材が前記ガイド面に沿ってスライドすることを特徴とする請求項４記載のシート給送装置。
7. 前記ガイド手段はリブを有し、前記リブと接触しながら前記支持部材がスライドすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシート給送装置。
8. 前記ガイド手段は回転自在なコロを有し、前記コロを回転させながら前記支持部材がスライドすることを特徴とする請求項１乃至３記載のいずれか１項にシート給送装置。
9. 前記請求項１乃至８のいずれか１項に記載のシート給送装置と、
   前記シート給送装置から送り出されてくるシートに画像を形成する画像形成部と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
10. 前記請求項１乃至８のいずれか１項に記載のシート給送装置と、
    前記シート給送装置から送り出されてくるシートの画像を読取る画像読取部と、
    を備えたことを特徴とする画像読取装置。
    

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