JP2016008102A - シート給送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低騒音で、かつ安定してシートを分離給送することのできるシート給送装置及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【解決手段】吸着部材２００を、カセット５１ａに収納されたシートＳから離れた待機状態からカセット５１ａに収納されたシートＳに弾性変形しながら面接触してシートＳを電気的に吸着する吸着状態、吸着したシートＳの給送方向下流端を引き上げて下方のシートから分離させる分離状態及び吸着したシートＳが離間する離間状態に変移させ、シート厚検出手段５３からのシートの剛性情報に基づき、吸着部材２００の分離状態における弛み量を変更する。
【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に関し、特に静電吸着力を用いてシートを給送するものに関する。

従来の複写機、プリンタ等の画像形成装置は、シートを給送するシート給送装置を備えており、このようなシート給送装置としては、シート束を積載したカセットから最上位のシートをゴムローラ等の摩擦力を用いて分離給送する摩擦給紙方式のものがある。この摩擦給紙方式のシート給送装置では、シート束にゴムローラを圧接させながら回転させることにより、最上位のシートを送り出すようにしている。

ここで、このような摩擦給紙方式のシート給送装置では、シートを送り出す際、シート同士の摩擦によって複数枚のシートが搬送されてしまう、いわゆるシートの重送が発生することがある。これに対しては、分離パッドやリタードローラによって最上位のシート以外に搬送抵抗を働かせることにより、最上位のシートのみを画像形成部へ給送する。

ところで、このようなシート給送装置においては、ゴムローラによりシートに大きな圧力を与えながらシートを給送するため、シート同士及びシートとゴムローラ間の摺擦による騒音が課題となる。さらに、分離パッドやリタードローラによりシートの重送を防止している際、シート同士の摺擦音が大きく発生する。また、分離パッドやリタードローラは、シートの重送が発生していない時も最上位のシートの搬送抵抗となるため、分離パッドやリタードローラとシートの間でのスティック・スリップによる音が発生してしまう。

そこで、このようなシート給送時の騒音の発生を防ぐため、静電吸着力を用いて、具体的にはベルト表面に形成される電界によりシートを吸着させながら分離給送するようにしたシート給送装置がある（特許文献１及び２参照）。そして、このような静電吸着分離方式のシート給送装置では、最上位のシートをシート束から引き剥がすように搬送することができるので、給送部分での騒音を大幅に低減することができる。

特開２０１２−１４０２２４号公報 特開２０１２−１９３０１０号公報

ここで、従来の静電吸着力を用いてシートを給送するシート給送装置において、特許文献１の構成のものは、シート吸着分離部のシート吸着側面を弛ませることによって、シート接触面積を拡大させて十分な静電吸着力を発生させることができる。しかし、最上位のシートに当接しながらシートを搬送するためにシート同士の摺擦音は依然残留する。また、シート吸着分離部が最上位のシートに当接しながらシートを搬送するため、下位シートには最上位のシートと連れ送りされる方向に力が働く。この力は、下位シートを最上位のシートから分離する力（以下、分離力という）に対して不利になる方向の力であることから、シートを安定して分離給送することができない。

一方、特許文献２の構成ではシート吸着分離部ごと揺動させると共にシートが積載されているカセット部を昇降させることによって、最上位のシートをシート束から引き剥がすようにしている。さらに、吸着させたシートのコシ（剛度）による剥がれを防止するため、シートの剛性に応じてシート吸着分離部の揺動量、カセット部の昇降量を調節可能な構成としている。しかし、このようにシート吸着分離部ごと揺動させ、質量の大きいカセット部を給送動作ごとに昇降させるように構成した場合、大きな機構稼働音が発生する。また、シート吸着分離部とシートとの衝突音も発生する。

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、低騒音で、かつ安定してシートを分離給送することのできるシート給送装置及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、シート給送装置において、シートが積載される積載手段と、前記積載手段の上方に配置された第１の回転体と、前記第１の回転体よりもシートの給送方向において上流に設けられた第２の回転体と、前記第１の回転体と前記第２の回転体に弛んだ状態で内面が支持され、前記積載手段に積載されたシートを電気的に吸着する吸着部材と、前記第１の回転体と共に前記吸着部材を挟持する第１挟持部材と、前記第２の回転体と共に前記吸着部材を挟持する第２挟持部材と、前記吸着部材を、前記積載手段に収納されたシートから離れた待機状態から前記積載手段に収納されたシートに弾性変形しながら面接触してシートを電気的に吸着する吸着状態、吸着したシートの給送方向下流端を引き上げて下方のシートから分離させる分離状態及び吸着したシートが離間する離間状態に変移させると共に、シートの剛性情報に基づき、前記吸着部材の前記分離状態における弛み量を変更する制御手段と、を備えたことを特徴とするものである。

本発明のように、シートの剛性に基づき、吸着部材の分離状態における弛み量を変更することにより、吸着したシートを下方のシートから確実に分離させることができ、低騒音で、かつ安定してシートを分離給送することができる。

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の吸着部材及び給電部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厚検出手段を説明する図。 上記シート給送装置の制御ブロック図。 上記シート吸着分離給送部のシート分離給送動作を説明する図。 上記シート吸着分離給送部のシート分離給送時のタイミングチャート。 上記シート吸着分離給送部により給送されるシートの分離のメカニズムを説明する図。 上記シート給送装置に設けられたシート分離制御部による吸着部材の分離位置変更動作を説明するフローチャート。 上記シート吸着分離給送部の分離動作時の駆動手段のシーケンスチャート。 上記吸着部材の分離位置の変更に伴う弛み量の変化を説明する図。 上記シート分離制御部に記憶されたテーブルの説明図。 上記シート分離制御部による吸着部材の分離位置変更動作を説明するフローチャート。 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。 上記シート給送装置に配置された形状規制部材の構造を説明する図。 上記シート給送装置の制御ブロック図。 上記シート給送装置に設けられたシート分離制御部による吸着部材の分離位置変更動作を説明するフローチャート。 上記形状規制部材の位置に応じた吸着部材の分離位置の変化を説明する図。 上記形状規制部材の配設角度と分離位置との関係を説明した図。 上記シート分離制御部に記憶されたテーブルの説明図。 本発明の第３の実施の形態に係るシート給送装置の制御ブロック図。 上記シート給送装置に設けられたシート分離制御部による吸着部材の分離位置変更動作を説明するフローチャート。 上記形状規制部材の配設角度及び搬送量差設定量と、分離位置との関係を説明した図。 上記シート分離制御部に記憶されたテーブルの説明図。 本発明の第４の実施の形態に係るシート給送装置の制御ブロック図。 上記シート分離制御部に記憶されたテーブルの説明図。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。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概略構成を示す図である。

図１において、１００は画像形成装置、１００Ａは画像形成装置本体（以下、装置本体という）である。この装置本体１００Ａの上部には原稿載置台としてのプラテンガラスに載置された原稿に光を照射し、反射光をデジタル信号に変換するイメージセンサ等を有する画像読取部４１が設けられている。なお、画像を読み取るための原稿は、自動原稿給送装置４１ａによりプラテンガラス上に搬送される。また、装置本体１００Ａには、画像形成部５５と、画像形成部５５にシートＳを給送するシート給送装置５１，５２と、シートＳを反転させて画像形成部５５へ搬送するシート反転部５９が設けられている。

画像形成部５５は、露光ユニット４２と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）の４色のトナー画像を形成する４個のプロセスカートリッジ４３（４３ｙ，４３ｍ，４３ｃ，４３ｋ）を備えている。また、画像形成部５５は、プロセスカートリッジ４３の上方に配された中間転写ユニット４４、２次転写部５６、定着部５７を備えている。

ここで、プロセスカートリッジ４３は、感光体ドラム２１（２１ｙ，２１ｍ，２１ｃ，２１ｋ）と、帯電ローラ２２（２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｋ）と、現像ローラ２３（２３ｙ，２３ｍ，２３ｃ，２３ｋ）を備えている。また、プロセスカートリッジ４３はドラムクリーニングブレード２４（２４ｙ，２４ｍ，２４ｃ，２４ｋ）を備えている。

中間転写ユニット４４は、ベルト駆動ローラ２６、２次転写内ローラ５６ａ等に張架されている中間転写ベルト２５と、感光体ドラム２１に対向した位置で中間転写ベルト２５に当接する１次転写ローラ２７（２７ｙ，２７ｍ，２７ｃ，２７ｋ）を備えている。そして、後述するように、中間転写ベルト２５に１次転写ローラ２７によって正極性の転写バイアスを印加することにより、感光体ドラム２１上の負極性を持つトナー像が順次中間転写ベルト２５に多重転写される。これにより、中間転写ベルト２５上にはフルカラー画像が形成される。

２次転写部５６は、２次転写内ローラ５６ａと、２次転写内ローラ５６ａと中間転写ベルト２５を介して接する２次転写外ローラ５６ｂとにより構成される。そして、後述するように２次転写外ローラ５６ｂに正極性の二次転写バイアスを印加することによって中間転写ベルト２５上に形成されたフルカラー画像をシートＳに転写する。

定着部５７は、定着ローラ５７ａと定着バックアップローラ５７ｂを備えている。そして、定着ローラ５７ａと定着バックアップローラ５７ｂとの間をシートＳが挟持搬送されることにより、シートＳ上のトナー像は加圧、加熱されてシートＳに定着される。シート給送装置５１，５２は、それぞれシートＳを収納する収納手段であるカセット５１ａ，５２ａ及びカセット５１ａ，５２ａに収納されたシートＳを静電気により吸着しながら１枚ずつ給送する機能を有するシート吸着分離給送部５１ｂ，５２ｂを備えている。

なお、図１において、１０３はカセット５１ａ，５２ａから給送されたシートＳを２次転写部５６まで搬送する２次転写前搬送パス、１０４は２次転写部５６まで搬送されたシートＳを２次転写部５６から定着部５７まで搬送する定着前搬送パスである。１０５は、定着部５７まで搬送されたシートＳを定着部５７から切換部材６１まで搬送する定着後搬送パス、１０６は切換部材６１まで搬送されたシートＳを切換部材６１から排紙部５８まで搬送する排紙パスである。１０７は画像形成部５５により片面に画像が形成されたシートＳの裏面に画像を形成するため、シート反転部５９により反転されたシートＳを再び画像形成部５５へ搬送する再搬送パスである。

次に、このような構成の画像形成装置１００の画像形成動作について説明する。画像形成動作が開始されると、まず不図示のパソコン等からの画像情報に基づき露光ユニット４２は感光体ドラム２１の表面に向けてレーザー光を照射する。このとき、感光体ドラム２１の表面は、帯電ローラ２２によって所定の極性・電位に一様に帯電されており、レーザー光を照射すると、レーザー光が照射された部位の電荷が減衰することによって感光体ドラム表面に静電潜像が形成される。

この後、静電潜像を現像ローラ２３からそれぞれ供給されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）のトナーにより現像し、静電潜像をトナー像として顕像化する。そして、この各色トナー像を１次転写ローラ２７にそれぞれ印加した１次転写バイアスにより、順次中間転写ベルト２５に転写することにより、中間転写ベルト２５上にフルカラートナー画像が形成される。

一方で、このトナー画像形成動作に並行して、シート給送装置５１，５２は、シート吸着分離給送部５１ｂ，５２ｂによりカセット５１ａ，５２ａから１枚のシートＳのみを分離給送する。この後、シートＳは引き抜きローラ対５１ｃ，５１ｄ，５２ｃ，５２ｄに到達する。さらに、引き抜きローラ対５１ｃ，５１ｄ，５２ｃ，５２ｄに挟持されたシートＳは、シート厚検出手段５３によるシート厚検出を経て２次転写前搬送パス１０３に送り込まれ、停止しているレジストレーションローラ対６２ａ，６２ｂに当接する。これにより、先端の位置が調整される。

次に、２次転写部５６において、中間転写ベルト上のフルカラートナー像とシートＳの位置とを一致させるタイミングでレジストレーションローラ対６２ａ，６２ｂが駆動される。これにより、シートＳは２次転写部５６まで搬送され、２次転写部５６にて、２次転写外ローラ５６ｂに印加した２次転写バイアスにより、フルカラートナー像がシートＳ上に一括して転写される。

フルカラートナー像が転写されたシートＳは、定着部５７に搬送され、この定着部５７において熱及び圧力を受けて各色のトナーが溶融混色し、シートＳにフルカラーの画像として定着される。この後、画像が定着されたシートＳは、定着部５７の下流に設けられた排紙部５８によって排紙される。なお、シートの両面に画像を形成する際は、シートＳの搬送方向をシート反転部５９にて反転させて、シートＳを再び画像形成部５５へ搬送する。

次に、図２を用いて本実施の形態に係るシート給送装置５１の構成について説明する。既述したように、シート給送装置５１は、カセット５１ａ，カセット５１ａに収納されたシートＳを静電気により吸着しながら１枚ずつ分離搬送するシート吸着分離給送部５１ｂを備えている。また、シート給送装置５１は、シート吸着分離給送部５１ｂから１枚ずつ分離搬送されてきたシートＳを挟持搬送する引き抜きローラ対５１ｃ，５１ｄを備えている。

シートが積載される積載手段であるカセット５１ａは、昇降可能に設けられ、シートＳが積載される中板３０１ａを昇降させる昇降手段３０１と、中板３０１ａに積載されたシートＳの上面位置を検知するシート面高さ検出手段３０２を備えている。昇降手段３０１は、中板３０１ａの下方に回動可能に設けられたリフタ３０１ｂを備えており、リフタ３０１ｂの回動角度によって、中板３０１ａ及び中板３０１ａ上に積載された最上位シートＳａの位置を変更する。

シート吸着分離給送部５１ｂは、第１挟持搬送ローラ対２０１と、第２挟持搬送ローラ対２０２と、第１挟持搬送ローラ対２０１及び第２挟持搬送ローラ対２０２により挟持搬送される可撓性を有する無端状の吸着部材２００とを備えている。シート給送装置５２に設けられたシート吸着分離給送部５２ｂも、シート給送装置５１のシート吸着分離給送部５１ｂと同様の構成であるため、説明は省略する。

なお、図２において、３０２は中板３０１ａに積載されたシートＳの上面位置を検知する紙面高さ検出手段である。この紙面高さ検出手段３０２は、中板３０１ａの上方に配置されると共に、センサフラグ３０２ａとフォトセンサ３０２ｂによって構成されている。センサフラグ３０２ａは不図示の支持部に回転可能に支持されており、一端は最上位シートＳａの上面と接触可能な位置に、他端はフォトセンサ３０２ｂを遮光可能な位置に配置されている。

ここで、最上位シートＳａの上面が所定の高さに位置すると、センサフラグ３０２ａが回転し、フォトセンサ３０２ｂが遮光される。なお、後述する図４に示す制御部７０は、フォトセンサ３０２ｂの遮光状態を検出することにより、最上位シートＳａの上面位置を検出する。そして、制御部７０は、最上位シートＳａの上面が紙面高さ検出手段３０２によって常に検出されるように昇降手段３０１の動作を制御し、中板３０１ａの位置を最上位シートＳａの上面高さが略一定となる位置に保つ。

この結果、第１挟持搬送ローラ対２０１及び第２挟持搬送ローラ対２０２と、最上位シートＳａの上面との空隙Ｌｒ１，Ｌｒ２も略一定に保たれる。なお、本実施の形態では、第１挟持搬送ローラ対２０１とシートＳの上面位置との空隙Ｌｒ１の方が、第２挟持搬送ローラ対２０２とシートＳの上面位置との空隙Ｌｒ２よりも広い。つまり、Ｌｒ１≧Ｌｒ２となっている。

第１挟持搬送ローラ対２０１は、第２挟持搬送ローラ対２０２に対してシート給送方向下流で、かつ第２挟持搬送ローラ対２０２よりも上方に配置される。そして、この第１挟持搬送ローラ対２０１は、第１挟持搬送内ローラ（第１の回転体）２０１ａと、第１挟持搬送外ローラ（第１挟持部材）２０１ｂから構成されている。第１挟持搬送内ローラ２０１ａは、吸着部材２００の内側に配置されると共に配置位置が固定の不図示の軸支持部材により回転自在に軸支され、かつ第１挟持搬送内ローラ２０１ａには第１駆動手段２０３からの駆動が不図示の駆動伝達手段を介して伝達される。

従動回転部材である第１挟持搬送外ローラ２０１ｂは、無端状のベルト形状の吸着部材２００を挟んで第１挟持搬送内ローラ２０１ａの外側に配置され、不図示の軸支持部材によって回転自在に軸支されている。なお、不図示の軸支持部材には第１押圧バネ２０１ｃが接続されており、第１挟持搬送外ローラ２０１ｂは、この第１押圧バネ２０１ｃによって第１挟持搬送内ローラ２０１ａの軸中心方向に付勢されて第１挟持搬送内ローラ２０１ａと共にシートＳを挟持する。

第２挟持搬送ローラ対２０２は、第２挟持搬送内ローラ（第２の回転体）２０２ａと、第２挟持搬送外ローラ（第２挟持部材）２０２ｂから構成されている。第２挟持搬送内ローラ２０２ａは、第１挟持搬送内ローラ２０１ａと同様に吸着部材２００の内側に配置され、配置位置が固定の不図示の軸支持部材によって回転自在に軸支される。さらに、第２挟持搬送内ローラ２０２ａには、第２駆動手段２０４から不図示の駆動伝達手段を介して駆動力が伝達される。

従動回転部材である第２挟持搬送外ローラ２０２ｂは、第１挟持搬送外ローラ２０１ｂと同様に吸着部材２００を挟んで第２挟持搬送内ローラ２０２ａの外側に配置され、不図示の軸支持部材によって回転自在に軸支されている。なお、不図示の軸支持部材には第２押圧バネ２０２ｃが接続されており、第２挟持搬送外ローラ２０２ｂは、第２押圧バネ２０２ｃによって第２挟持搬送内ローラ２０２ａの軸中心方向に付勢されて第２挟持搬送内ローラ２０２ａと共にシートＳを挟持する。

無端状の吸着部材２００は、シート給送方向に沿って複数向けられた、本実施の形態においては、２つ設けられた回転部材である第１挟持搬送内ローラ２０１ａ及び第２挟持搬送内ローラ２０２ａにより内面が支持されている。そして、この吸着部材２００の周長は、［第１挟持搬送内ローラ２０１ａ及び第２挟持搬送内ローラ２０２ａの回転中心間距離の２倍＋各ローラ２０１ａ，２０２ａの円周面の長さの半分］よりも長い長さを有している。

即ち、吸着部材２００の周長はシート吸着分離給送部５１ｂの巻架最短周長よりも余裕をもって（弛みをもって）設定されている。このような長さを有することにより、吸着部材２００は、第１挟持搬送内ローラ２０１ａ及び第２挟持搬送内ローラ２０２ａの回転により回転（移動）しながら下方に撓むことができる。これにより、第１挟持搬送内ローラ２０１ａ及び第２挟持搬送内ローラ２０２ａと、中板３０１ａに積載されたシートＳの最上位のシートＳａの間には、それぞれ空隙Ｌｒ１及び空隙Ｌｒ２が存在するものの、吸着部材２００は最上位シートＳａと接触可能となる。

ここで、本実施の形態においては、吸着部材２００にシートを吸着して搬送する際、シート同士が摺擦しないように、吸着部材２００にシートを静電気により吸着した後、吸着部材２００を弾性変形させながら上方に引き上げるようにしている。そして、このように吸着部材２００を弾性変形させながら上方に引き上げることにより、シートを他のシートから分離する。

なお、本実施の形態において、シート吸着分離給送部５１ｂは、第１挟持搬送内ローラ２０１ａと第２挟持搬送内ローラ２０２ａとを結ぶ軸線が、シートＳに対して配設角度θｕとなるように配置されている。そして、既述したように第１挟持搬送内ローラ２０１ａと最上位シートＳａの上面との空隙Ｌｒ１と第２挟持搬送内ローラ２０２ａと最上位シートＳａの上面との空隙Ｌｒ２は、Ｌｒ１≧Ｌｒ２となっている。これにより、シート吸着分離給送部５１ｂは、シートＳをめくり上げるように吸着分離できるため、後述するシートＳに対する分離力を効果的に発生させることができる。

また、本実施の形態では、この吸着分離に必要なシート吸着力が得られるシート接触面積が確保されるように、吸着部材２００の長さが決定されている。また、吸着部材２００には、正の電圧が供給される正電圧供給手段２０５ａ及び負の電圧が供給される負電圧供給手段２０５ｂが電気的に接続されている。そして、この第１電源である正電圧供給手段２０５ａ及び第２電源である負電圧供給手段２０５ｂから供給される正及び負の電圧によって吸着部材２００にはシートＳを引き付ける静電的な吸着力が発生する。

第１駆動手段２０３及び第２駆動手段２０４は、それぞれ後述する図５に示す制御部７０に内蔵されているシート分離制御部２１０に接続されている。そして、第１駆動手段２０３及び第２駆動手段２０４は、それぞれシート分離制御部２１０からシートＳの種別に応じて送信された速度指令パルス列を受信することによって第１挟持搬送内ローラ２０１ａ及び第２挟持搬送内ローラ２０２ａを駆動する。これにより、給送されるシートＳの種別に応じた最適なシートＳの分離動作が行なわれる。この動作の詳細に関しては後述する。

次に、図３を用いて吸着部材２００の詳細構成及び吸着部材２００がシートＳを吸着する吸着力の発生原理を説明する。なお、図３の（ａ）は吸着部材２００表面を示す図、図３の（ｂ）は吸着部材２００の斜視図、図３の（ｃ）は吸着部材２００の給電部断面を示す図、図３の（ｄ）は吸着部材２００とシートＳとの間に働く静電吸着力の概念を示す図である。

図３に示すように、吸着部材２００は、基層２００ｃ、第１電極である正電極２００ａ及び第２電極である負電極２００ｂを備えている。正電極２００ａ及び負電極２００ｂは、それぞれ櫛歯形状を有すると共に、基層２００ｃの内部に交互に配置されている。なお、本実施の形態においては、基層２００ｃは体積抵抗１０^８Ωｃｍ以上の誘電体であるポリイミドであり、層厚は１００μｍ程度である。また、正電極２００ａ及び負電極２００ｂは体積抵抗１０^６Ωｃｍ以下の導電体であり、層厚１０μｍ程度の銅を用いている。

また、本実施の形態では、後述するようにシートＳに吸着部材２００が接近する際、吸着部材２００が下方に撓んで樽型形状になるように吸着部材２００の材質及び厚さ等を調節して適度な弾性を持たせている。吸着部材２００の第１挟持搬送内ローラ２０１ａ及び第２挟持搬送内ローラ２０２ａに臨む内周面には、正電極２００ａ及び負電極２００ｂが露出している露出領域２００ｄ，２００ｅが設けられている。そして、正電極２００ａの露出領域２００ｄには、正電圧供給手段２０５ａと接続された正接点２０６ａが、負電極２００ｂの露出領域２００ｅには、負電圧供給手段２０５ｂと接続された負接点２０６ｂがそれぞれ接触している。

なお、本実施の形態では、正電極２００ａには、＋１ｋＶ程度の正電圧が印加され、負電極２００ｂには−１ｋＶ程度の負電圧が印加されている。また、正接点２０６ａ及び負接点２０６ｂは、それぞれ弾性を有する金属板材の先端にカーボンブラシをかしめた構造となっており、カーボンブラシが正電極２００ａ及び負電極２００ｂの露出領域２００ｄ，２００ｅと接触している。なお、正接点２０６ａ及び負接点２０６ｂは弾性を有しているため、断面形状が時々刻々変化する吸着部材２００に追従して接触することができ、安定した給電が可能である。

ここで、図３の（ｄ）に示すように正電極２００ａ及び負電極２００ｂに正及び負の電圧が印加されると、電圧が印加された正電極２００ａ及び負電極２００ｂによって、吸着部材２００の表面近傍には不平等電界が形成される。そして、このような不平等電界が形成された吸着部材２００をシートＳに接近させると、誘電体であるシート表層には誘電分極が生じ、Ｍａｘｗｅｌｌの応力によって、吸着部材２００とシートＳとの間に静電吸着力が生じる。

ところで、本実施の形態において、図２に示すように、シート給送装置５１から２次転写部５６に至る２次転写前搬送パス１０３の間に、シートの厚さを検出してシートの剛性を検知する剛性検出手段であるシート厚検出手段５３が配置されている。このシート厚検出手段５３は、超音波を用いてシートの厚さを検出するものであり、図４に示すように、送波用超音波素子部５３ａ、受波用超音波素子部５３ｂ及び位相差演算回路５３ｃを備えている。

送波用超音波素子部５３ａからは、シートＳ表面へ向けて超音波ＵＳＷ１が送波される。超音波ＵＳＷ１はシートＳ表面に到達すると、シートＳを透過する超音波成分ＵＳＷ２とシートＳに反射される成分ＵＳＷ３に分割され、反射した超音波ＵＳＷ３は受波用超音波素子部５３ｂによって受波される。一方で、透過した超音波成分ＵＳＷ２はさらにシートＳの裏面に反射され、その反射超音波はＵＳＷ４として受波用超音波素子部５３ｂに受波される。

ここで、超音波ＵＳＷ３及び超音波ＵＳＷ４の、送波用超音波素子部５３ａから受波用超音波素子部５３ｂに到達するまでの伝搬経路長が異なるため、受波用超音波素子部５３ｂによって受波されるタイミングには位相差Δｔが生じる。具体的には、シートＳの厚さＳｔの略２倍距離だけ経路長が異なる。このため、位相差演算回路５３ｃにおいて位相差Δｔを計測することによって、シートＳの厚さＳｔを検出できる（音速ｃとすると、Ｓｔ＝ｃ×Δｔ／２）。

なお、本実施の形態では、シート厚検出手段５３として超音波を利用したシート厚検出手法を採用しているが、これに限定するものではない。例えば、シートＳに光を照射し、その透過光量を検出することでシート厚Ｓｔを検出する手法を用いてもよい。また、従来においては目的は異なるものの、シートＳの種類に応じて２次転写条件もしくは画像定着条件を変更するために、シートＳの表面性や厚さを検出、もしくは設定する手段を設けている場合がある。その場合は、それら検出、もしくは設定手段の情報で代用しても良い。例えば、センサ類を配置せずに、印刷ジョブ投入時にユーザーによって設定されるシート種類情報を用いてもよい。

図５は、本実施の形態に係るシート給送装置５１の制御ブロック図であり、図５において、７０は制御部である。制御部７０には、正電圧供給手段２０５ａ、負電圧供給手段２０５ｂ、シート面高さ検出手段３０２、シート厚検出手段５３、タイマ７１、カセット開閉検出センサ７４等が接続される。

制御部７０にはサブシステムとしてシート分離制御部２１０が内蔵されており、このシート分離制御部２１０には、第１駆動手段２０３、第２駆動手段２０４が接続されている。また、このシート分離制御部２１０は不図示の内蔵記憶領域を有しており、この内蔵記憶領域には、シート厚検出手段５３によって検出されたシート厚に基づき後述するシート分離条件を決定するテーブルＭｔ１が記憶されている。そして、シート分離制御部２１０は、シート厚と、テーブルＭｔ１によって決定したシート分離条件に応じて第１駆動手段２０３及び第２駆動手段２０４に対して速度指令パルス列を送信する。なお、このシート分離制御部２１０の制御方法の詳細に関しては後述する。

次に、図６を用いてシート吸着分離給送部５１ｂのシート分離給送動作について説明する。なお、図６は、シート吸着分離給送部５１ｂによってシートＳが給送される動作を時系列に表現した模式図である。シートＳの給送動作は、時系列順に、図６の（ａ）〜（ｆ）に示す初期動作、接近動作、接触面積増大動作、吸着動作、分離動作、搬送動作の６つの工程によって構成されている。以下、これらを順に説明する。なお、本実施の形態では、上記それぞれの動作工程おいて、吸着部材２００には正電圧供給手段２０５ａ及び負電圧供給手段２０５ｂが接続され、常に吸着力が発生している。

図６の（ａ）に示す初期動作は、吸着部材２００を給送動作初期位置（待機状態）に配置する動作である。本実施の形態では、この初期動作のとき、制御部７０は、最上位シートＳａに対して吸着部材２００を所定の空隙Ｌｒ２を以て離間させ、第１駆動手段２０３及び第２駆動手段２０４を停止させる。

図６の（ｂ）に示す接近動作は、吸着部材２００を下方に撓ませる（撓んだ部分を下方に移動させる）ことにより樽型形状に変形させ、吸着部材２００の吸着面側を最上位シートＳａに接近させる動作である。この動作のとき、制御部７０は、第２駆動手段２０４によって第２挟持搬送ローラ対２０２を矢印方向へ回転速度Ｕ２ａで回転させる。また同時に、第１挟持搬送ローラ対２０１を停止、又は第１駆動手段２０３によって第１挟持搬送ローラ対２０１を回転速度Ｕ２ａよりも遅く回転させることにより、吸着部材２００を矢印Ａｄ方向へ搬送し、吸着部材２００を樽型形状に変形させる。そして、このように吸着部材２００が樽型形状に変形することにより、吸着部材２００の表面と最上位シートＳａとが接触する。

図６の（ｃ）に示す接触面積増大動作は、このような接近動作を継続させることにより、シートを吸着する位置（吸着状態）に移動（変移）した吸着部材２００の表面と最上位シートＳａとの接触面積Ｍｃを増大させる動作である。この動作のとき、制御部７０は、接近動作と同様に、第２駆動手段２０４によって第２挟持搬送ローラ対２０２を矢印方向へ回転速度Ｕ２ａで回転させる。また同時に、第１挟持搬送ローラ対２０１を停止、又は第１駆動手段２０３によって第１挟持搬送ローラ対２０１を回転速度Ｕ２ａよりも遅く回転させることにより、吸着部材２００を矢印Ａｄ方向へ搬送させ、接触面積Ｍｃを増大させる。

そして、この接触面積増大動作を接触面積Ｍｃが所定の接触面積Ｍｎと等しくなるまで継続する。ここで、接触面積Ｍｃの大きさを直接検出する検出手段を設けても良いが、本実施の形態では、接触面積Ｍｃの大きさをタイマ７１による計時に基づく第１及び第２挟持搬送ローラ対２０１，２０２の搬送量の差によって代替的に検出している。

図６の（ｄ）に示す吸着動作は、最上位シートＳａの上面と吸着部材２００の表面とが所定の接触面積Ｍｎをもって面接触した状態で、最上位シートＳａを吸着部材２００に吸着させる動作である。ここで、最上位シートＳａと吸着部材２００とが接触すると、既述したように、吸着部材２００には正及び負電圧供給手段２０５ａ，２０５ｂを介して電圧が印加されているため、吸着部材２００とシートＳとの間には静電吸着力が働く。そして、吸着部材２００が最上位シートＳａと所定の接触面積Ｍｎにて面接触した状態で吸着部材２００に最上位シートＳａが吸着される。なお、制御部７０は、吸着部材２００に最上位シートＳａが吸着されると、第１駆動手段２０３及び第２駆動手段２０４を停止させる。

図６の（ｅ）に示す分離動作は、吸着部材２００に吸着された最上位シートＳａを上方に弾性変形させながら下方のシートＳｂから分離させる動作である。この動作のとき、シート分離制御部２１０は、第１駆動手段２０３によって第１挟持搬送ローラ対２０１を矢印方向に回転速度Ｕ１ｄで回転させる。

また同時に、第２挟持搬送ローラ対２０２を停止、又は第２駆動手段２０４によって第２挟持搬送ローラ対２０２を回転速度Ｕ１ｄよりも遅い回転速度Ｕ２ｄで回転させることにより、弛みを減少させ、吸着部材２００を矢印Ａｕ方向へ搬送させる。そして、この分離動作により、吸着部材２００は、最上位シートＳａをシートＳａの先端から曲げ根本Ｐｂまでの距離Ｌｂ（曲げ長さ）だけ変形させる。また、吸着部材２００は、最上位シートＳａをシートＳａの積載時の先端（給送方向下流端）から上方へ引き上げられた際の先端までの距離Ｌｈ（曲げ高さ）だけ変形させ、下方のシートＳｂから分離させる位置（分離状態）に移動される。なお、本実施の形態では、シート分離制御部２１０は、シート厚検出手段５３によって検出されたシートの剛性情報であるシート厚さ情報に応じて、この分離位置を変更している。詳細は後述する。

図６の（ｆ）に示す搬送動作は、分離動作後の吸着部材２００の形状を維持した状態で搬送することにより、吸着された最上位シートＳａをシート給送下流のシート搬送手段である引き抜きローラ対５１ｃ，５１ｄまで吸着給送させる動作である。この動作のとき、制御部７０は、第１挟持搬送ローラ対２０１及び第２挟持搬送ローラ対２０２の回転速度をそれぞれＵ１ｆ及びＵ２ｆとし、回転速度Ｕ１ｆと回転速度Ｕ２ｆとを略一致させる。これにより、シートＳａを吸着した吸着部材２００は、吸着面側の形状を維持したまま搬送される。その結果、吸着部材２００に吸着されたまま最上位シートＳａは、少なくとも先端部が下方のシートＳｂと分離された状態を保ちながら矢印Ａ方向へ搬送される。

この後、最上位シートＳａの先端が、第１挟持搬送内ローラ２０１ａによって形成される吸着部材２００の湾曲部近傍に差し掛かると、最上位シートＳａの先端が吸着部材２００から剥離する。この剥離は、湾曲部によってシートＳａに発生する曲げ反力が、吸着部材２００に発生する静電吸着力よりも大きくなるために生ずる。言いかえれば、本実施の形態において、吸着部材２００に発生する静電吸着力の大きさよりも、シートＳａに発生する曲げ反力が大きくなるように設定されている。つまり、この搬送動作により、吸着部材２００は、最上位シートＳａが離間する位置（離間状態）に移動する。

なお、このように先端が吸着部材２００から剥離した後、最上位シートＳａは、先端から剥離が拡大していくものの、シートＳａの後端領域は吸着部材２００によって吸着されている。これにより、シートＳａは、引き続き吸着部材２００により搬送され、引き抜きローラ対５１ｃ，５１ｄに引き渡される。以上の６つの工程によって、カセット５１ａに積載された複数のシートＳから最上位シートＳａが１枚だけ給送される。そして、この６つの工程を繰り返し行うことにより、シートＳを１枚ずつ、連続して給送することが可能となる。

図７は、図６に示す初期動作、接近動作、接触面積増大動作、吸着動作、分離動作、搬送動作のタイミングチャートである。なお、図７において、ｕ１は第１挟持搬送ローラ対２０１のシート搬送速度、ｕ２は第２挟持搬送ローラ対２０２のシート搬送速度である。また、ｖｐは正電圧供給手段２０５ａから供給される正電圧、ｖｎは負電圧供給手段２０５ｂから供給される負電圧である。

図７において、（ａ）で示す時刻Ｔ０からＴ１までの区間は初期動作区間であり、このときシート搬送速度ｕ１及びシート搬送速度ｕ２は０、供給電圧ｖｐは＋Ｖ、供給電圧ｖｎは−Ｖに設定されている。なお、本実施の形態では、供給電圧ｖｐ、供給電圧ｖｎは、シートＳのすべての給送動作において＋Ｖ、−Ｖであり、変化しない。また、（ｂ）で示す時刻Ｔ１からＴ２までの区間は接近動作区間であり、このときシート搬送速度ｕ１は０、シート搬送速度ｕ２はＵ２ａに設定されている。なお、Ｕ２ａは画像形成装置の生産性等を元にして決定される速度であり、本実施の形態ではＵ２ａ＝２００ｍｍ／ｓとしている。

（ｃ）で示す時刻Ｔ２からＴ３までの区間は接触面積増大動作区間であり、時刻Ｔ１から継続してシート搬送速度ｕ１は０、シート搬送速度ｕ２は速度Ｕ２ａに設定されている。（ｄ）で示す時刻Ｔ３からＴ４までの区間は吸着動作区間であり、このときシート搬送速度ｕ１及びシート搬送速度ｕ２は０に設定されている。（ｅ）で示す時刻Ｔ４からＴ５までの区間は分離動作区間であり、このときシート搬送速度ｕ１はＵ１ｄ、シート搬送速度ｕ２はＵ２ｄに設定されている。（ｆ）で示す時刻Ｔ５からＴ６までの区間は搬送動作区間であり、このときシート搬送速度ｕ１はＵ１ｆ、シート搬送速度ｕ２はＵ２ｆに設定されている。なお、Ｕ１ｆ及びＵ２ｆも画像形成装置の生産性等を元にして決定される速度であり、本実施の形態ではＵ１ｆ＝Ｕ２ｆ＝２００ｍｍ／ｓとしている。

なお、（ａ）で示す時刻Ｔ６からＴ７までは再び初期動作区間であり、次のシートＳの給送に備える。この後、上記動作を繰り返すことにより、連続したシート給送が行われる。本実施の形態では、初期動作では、第１駆動手段２０３及び第２駆動手段２０４を停止させているが、両者を一定速度で駆動させて、シートＳに対して吸着部材２００を所定の空隙を以て離間させてあっても良い。

また、接近動作及び接触面積増大動作では、第２挟持搬送ローラ対２０２と第１挟持搬送ローラ対２０１との搬送速度差によって、シートＳに対して吸着部材２００を接近させ、接触面積を増大させている。しかし、第１駆動手段２０３を逆回転動作、第２駆動手段２０４を停止させることでシートＳに対して吸着部材２００を接近させ、接触面積を増大させても良い。

また、吸着動作では、第１駆動手段２０３及び第２駆動手段２０４を停止させているが、最上位シートと吸着部材２００とが所定の接触面積Ｍｎで面接触していれば、第１駆動手段２０３及び第２駆動手段２０４は動作していても良い。また、本実施の形態では、上記それぞれの動作工程おいて、吸着部材２００には正電圧供給手段２０５ａ及び負電圧供給手段２０５ｂが接続され、常に吸着力を発生させていたが、これに限定するものではない。例えば、吸着動作、分離動作及び搬送動作の３工程のみ、正電圧供給手段２０５ａ及び負電圧供給手段２０５ｂを接続させて吸着力を発生させても良い。

次に、図８を用いて、本発明に係るシートＳの分離のメカニズムについて説明する。図８はシート給送装置５１の分離位置におけるシートＳｂに働く力を表した模式図である。既述したように、本実施の形態に係るシート給送装置５１は、シート同士の分離の際に吸着部材２００にシートを静電気により吸着した後、吸着部材２００を弾性変形させながら上方に引き上げるようにしている。

ここで、最上位シートＳａは静電吸着力Ｆｅによって引き上げられるが、この際、分離対象である次位のシートＳｂでは、端部バリやシート帯電等に起因する最上位シートＳａとの付着力Ｆａ及び次位のシートＳｂ自体のコシ（剛度）による分離力Ｆｄが働く。ここで、次位のシートＳｂが最上位シートＳａと共に上方に引き上げられない条件、すなわちシート同士の分離が成立する条件は、下記の式（１）で表される。
Ｆｄ＞Ｆａ （１）

ここで、次位のシートＳｂの分離力Ｆｄは単純梁モデルで近似化すれば下記の式（２）で表される。なお、ＥはシートＳｂのヤング率、Ｉは断面二次モーメントである。
Ｆｄ＝３ＥＩ／Ｌｂ^３×Ｌｈ （２）

式（１）を成立させるためには、すなわち最上位シートＳａを次位のシートＳｂから分離させるためには、Ｌｂ（曲げ長さ）、又はＬｈ（曲げ高さ）を適切に設定し、シートＳｂの分離力Ｆｄが、想定される付着力Ｆａを超えるように調整すればよい。しかし、吸着部材２００に吸着されているとき、シートＳｂの分離力Ｆｄと同等の力が最上位シートＳａにも働いている。ここで、分離力Ｆｄは静電吸着力Ｆｅに抗する力であるため、分離力Ｆｄを過大に調整した場合には最上位シートＳａが吸着部材２００から剥離し、ミスフィードが発生する可能性がある。

発明者の研究によれば、給送対象であるシートＳが用紙である場合、ヤング率Ｅと断面二次モーメントＩの積に相当する剛度は、用紙厚もしくは坪量の３乗に略比例することがわかった。よって、式（２）によれば、シートＳｂの分離力Ｆｄも用紙厚もしくは坪量の３乗に略比例することになる。本実施の形態では、給送対象のシートＳとして６０〜１６０ｇ／ｍ^２の坪量の用紙を想定しているが、この範囲においてシートＳｂの分離力Ｆｄの最大最小比は、用紙坪量起因のみで２０倍程度と大きい値となっている。

そこで、本発明においては、様々な坪量（剛性）のシートＳにおいて想定される付着力Ｆａを超えつつ、吸着剥がれを防止するように、シートＳの厚さに応じてＬｂ又はＬｈを変更し、分離力Ｆｄをシートの分離が可能な略一定の大きさに保つようにしている。そして、分離力Ｆｄの大きさを略一定に保つため、シート厚検出手段５３によってシートＳの厚さを検出した後、シート分離制御部２１０は、吸着部材２００をシートＳの厚さに応じた所望の分離位置に移動させる。

なお、吸着部材２００に働く静電吸着力Ｆｅが十分に大きい場合、すわなち想定される付着力Ｆａを超えて設定され、なおかつ給送対象としているシートＳの坪量範囲において変化する分離力Ｆｄを上回る静電吸着力Ｆｅが設定可能な場合がある。この場合においても、シートＳの吸着剥がれを防止することはできるが、一般的に静電吸着力Ｆｅを大きくすることは安全性や装置サイズの観点から容易ではなく、その点で本発明は優位である。

次に、本実施の形態に係るシート分離制御部２１０による吸着部材２００の分離位置変更動作について説明する。分離位置の変更を行う際、シート分離制御部２１０は、まず図９に示すようにシート厚検出手段５３からシートＳの厚さ情報（剛性情報）Ｓｔを取得する（Ｓ１０１）。次に、取得した厚さ情報Ｓｔと記憶領域に記憶されたテーブルＭｔ１を用いて図１０の（ｅ’）に示す分離動作区間における第１駆動手段２０３と第２駆動手段２０４との搬送量差設定量であるＵｄｉｆｆ（図１０の斜線部面積）を算出する（Ｓ１０２）。

次に、シート分離制御部２１０は、算出された搬送量差設定量Ｕｄｉｆｆの値に基づいて図１０に示す、第１駆動手段２０３の回転速度Ｕ１ｄ’、第２駆動手段２０４の回転速度Ｕ２ｄ’及び分離動作区間長ΔＴ（＝Ｔ５−Ｔ４）を決定する（Ｓ１０３）。そして、シート分離制御部２１０は、ステップＳ１０３にて決定された値を元に、第１駆動手段２０３及び第２駆動手段２０４に対して速度指令パルス列を出力する（Ｓ１０４）。

以上の工程を経ることによって、搬送量差設定量Ｕｄｉｆｆに対応するように分離動作区間における吸着部材２００の弛み形状、すなわち吸着部材２００の弛み量が変化し、これにより分離状態における分離位置が変更される。つまり、搬送量差設定量Ｕｄｉｆｆは、既述した図６の（ｄ）で示す吸着部材２００の吸着位置から、図６の（ｅ）で示す吸着部材２００の分離位置までの弛み減少量に相当する値である。

そして、搬送量差設定量Ｕｄｉｆｆを大きく設定した場合は、図１１（ｅ’）に示すように吸着部材２００の弛み減少量が大きくなり、吸着部材２００の吸着面側の形状は破線で示すＰ５−ｎのように略直線状に変形する。また、搬送量差設定量Ｕｄｉｆｆを小さく設定した場合は、吸着部材２００の弛み減少量が小さくなり、この結果、図１１の（ｅ’）に示すように、吸着部材２００の形状は実線で示すＰ５−ｈのようにＡｕ方向へ変形されるものの、樽型形状に維持される。

ここで、本実施の形態においては、検出されたシートＳの厚さが厚いほど、すなわちシートＳのコシが強い（剛性が高い）ほど、搬送量差設定量Ｕｄｉｆｆを小さく設定している。そして、搬送量差設定量Ｕｄｉｆｆを小さく設定すると、曲げ高さＬｈも、図１１の（ｅ’）に示すＬｈ’のように低くなり、このように曲げ高さＬｈ’を低くすれば、既述した図８に示す分離力Ｆｄの大きさを小さくすることができる。このことから、シートＳの厚さに応じて搬送量差設定量Ｕｄｉｆｆを変更するようにすれば、分離力Ｆｄの大きさを最上位シートＳａが吸着部材２００から剥離することなく、次位のシートＳｂを分離することのできる略一定の大きさに保つことができる。

なお、この後の図１０の（ｆ’）に示す搬送動作区間においては、第１駆動手段２０３の回転速度Ｕ１ｆ及び第２駆動手段２０４の回転速度Ｕ２ｆを、既述したようにＵ１ｆ＝Ｕ２ｆとしている。このため、吸着部材２００は図１１の（ｆ’）において実線で示すＰ６−ｈ、又は破線で示すＰ６−ｎのように吸着部材２００は変更された弛み形状を保ったまま搬送される。なお、搬送動作によって吸着部材２００は、吸着したシートＳａが吸着部材２００から離間される離間位置に至る。なお、このとき吸着部材２００が図１１の（ｆ’）に示す形状Ｐ６―ｈの場合には、Ｐ６―ｈの吸着面側における最大湾曲部近傍にてシートＳａが離間される。

図１２は、シートＳの厚さにより搬送量差設定量Ｕｄｉｆｆを求めるためのシート分離制御部２１０の記憶領域に記憶されたテーブルＭｔ１を表した模式図である。本実施の形態では、テーブルＭｔ１として搬送量差設定量ＵｄｉｆｆをシートＳの厚さの関数として表現した関数式を記憶している。なお、関数式を求める手順としては、種々のシートＳの厚さを測定し、それらシートＳを用いた際に、分離力Ｆｄが所望の値になるような搬送量差設定量Ｕｄｉｆｆを測定する。そして、測定したシートＳの厚さ及び搬送量差設定量Ｕｄｉｆｆの両者の関係を多項式で最小二乗近似し、関数化する。

発明者の研究によれば、搬送量差設定量ＵｄｉｆｆをシートＳの厚さの３乗に逆比例する関数で表現すると実験値と良い一致を示すことが分かっており、本実施の形態においては、このような関数を採用している。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、種々の制約により簡素化された関数式を用いた場合でも本発明の趣旨を阻害するものではない。

また、テーブルＭｔの形態として必ずしも関数式でなくともよい。例えば、事前にシートＳの厚さとそれに対応する搬送量差設定量Ｕｄｉｆｆとの組を複数記憶してリスト化しておく。そして、検出したシートＳの厚さとリストを照合して、記憶された最近傍のシートＳの厚さに対応する搬送量差設定量Ｕｄｉｆｆを読み出すことで代用しても良い。

次に、図１３を用いてシート分離制御部２１０による吸着部材２００の分離位置変更動作について説明する。図１３は印刷ジョブが投入されてからシート分離制御部２１０が動作するまでに至るフローチャートを示している。

シート分離制御部２１０は、印刷ジョブが投入されると（Ｓ２０１）、まず前回の印刷ジョブの後にカセット５１ａの開閉が行われたかを、カセット５１ａの近傍に配置されたカセット開閉検出センサにて検出する（Ｓ２０２）。開閉検出の結果、カセット５１ａの開閉が行われていたことを検出した場合は（Ｓ２０２のＹ）、搬送量差設定量Ｕｄｉｆｆを工場出荷値に設定した状態で、すなわち分離位置を標準分離位置と設定した状態で１枚目のシートＳの給送を行う（Ｓ２０３）。本実施の形態では、搬送量差設定量Ｕｄｉｆｆとして、工場出荷値である、対応する最厚のシートＳでも剥がれが発生せずに給送を行うことが可能な最小の搬送量差設定量Ｕｄｉｆｆ＿ｍｉｎを設定している。

ステップＳ２０３の後、給送されたシートＳがシート厚検出手段５３の検出領域に到達すると、シート厚検出手段５３によってシートＳの厚さが検出される（Ｓ２０４）。シートＳの厚さが検出されると、既述したようにシートＳの厚さに応じてシート分離制御部２１０によって吸着部材２００の分離位置が変更される。また、この際の、図１０に示す変更パラメータであるＵ１ｄ’、Ｕ２ｄ’、ΔＴをシート分離制御部２１０に内蔵された不図示の記憶領域に保存する（Ｓ２０５）。そして、ジョブの２枚目以降の給送の際、すなわち以降のジョブは、Ｓ２０５で保存された変更パラメータに基づき、更新分離位置にて分離動作を実行する（Ｓ２０６）。

なお、カセット開閉検出センサからの信号によりカセット５１ａの開閉が行われていないと判断した場合（Ｓ２０２のＮ）、シート分離制御部２１０は記憶領域に保存している分離位置情報である最小搬送量差設定量Ｕｄｉｆｆ＿ｍｉｎを読み出す（Ｓ２０７）。そして、この最小搬送量差設定量Ｕｄｉｆｆ＿ｍｉｎに対応したパラメータＵ１ｄ’、Ｕ２ｄ’、ΔＴパラメータに基づき、以降のジョブを分離位置にて分離動作を実行する（Ｓ２０８）。

以上説明したように、本実施の形態では、吸着部材２００そのものの弾性変形によってシートＳの吸着分離を行う。さらに、シートＳの分離時においては、搬送量差設定量ＵｄｉｆｆをシートＳの厚さＳｔに応じて変更することによって、吸着部材２００の分離位置を変更し、シートＳの分離力Ｆｄを略一定に保つ。この結果、機構稼働音を最小に保ちながら、吸着剥がれを防止した給送が可能となる。つまり、本実施の形態では、シートの剛性に基づき、吸着部材２００の分離状態における弛み量を変更することにより、吸着したシートを確実に分離することができ、低騒音で、かつ安定してシートを分離給送することができる。

次に、本発明の第２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の構成を説明する図である。なお、図１４において、既述した図２と同一符号は、同一又は相当部分を示している。

図１４において、２２０は吸着部材３００の形状を規制する形状規制部であり、この形状規制部２２０は、挟持搬送されている無端状の吸着部材２００の内面を外側に向かって押圧するためのものである。この吸着部材２００の内面側を押圧する押圧手段である形状規制部２２０は、後述する図１５に示すシート給送装置本体を構成する給送部フレーム２０６に対して所定の角度の範囲に移動可能（回動可能）に支持されている。そして、この形状規制部２２０の位置を変更して押圧方向（押圧位置）を変更することにより、吸着部材２００の吸着面側の形状を変更することができる。つまり、本実施の形態では、形状規制部２２０によって吸着部材２００の吸着面側の形状（弛み量）を変更することにより、吸着部材２００の分離位置を変更する。

この形状規制部２２０は、図１５に示すように、吸着部材２００の内面に当接する押圧部材である規制部材２２０ａを備えている。この規制部材２２０ａは、給送部フレーム２０６に対して回動軸Ｐｖを介して回動自在に支持され、モータＭを備えた揺動アクチュエータ２２０ｃによって回動軸Ｐｖ中心に揺動する規制コロフレーム２２０ｂにより、回転可能に支持されている。なお、本実施の形態では、吸着部材２００の内面に回動端が当接する規制部材２２０ａとして回転支持されたコロを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば自己潤滑性樹脂を用いて吸着部材２００と摺動する摺動部材等で代用しても良い。

また、本実施の形態において、形状規制部２２０は、図１６に示すように、制御部７５に内蔵されたサブシステムとしてのシート分離制御部２１５に接続されている。なお、シート分離制御部２１５の記憶領域には、シート厚さ情報に応じて後述する形状規制部２２０の配設角度θａを決定する不図示のテーブルＭｔ２が記憶されている。そして、シート分離制御部２１５は、シート厚検出手段５３によって検出されたシート厚さとテーブルＭｔ２によってシート分離条件を決定し、形状規制部２２０に対して配置位置指令パルスを送信する。

次に、本実施の形態に係る形状規制部２２０による吸着部材２００の分離位置変更動作について図１７に示すフローチャートを用いて説明する。シート分離制御部２１５が分離位置の変更を行う際には、まず、シート厚検出手段５３からシートＳの厚さ情報Ｓｔを取得する（Ｓ１５１）。次に、記憶領域に記憶されたテーブルＭｔ２により取得した厚さ情報Ｓｔに対応する形状規制部２２０の配設角度θａを算出する（Ｓ１５２）。そして、ステップＳ１５２にて算出された配設角度θａに基づいて形状規制部２２０に対して配置位置指令パルスを出力する（Ｓ１５３）。

以上の工程を経ることによって、形状規制部２２０の配設角度θａに対応するように分離動作区間における吸着部材２００の弛み形状が変化し、分離位置が変更される。なお、本実施の形態では吸着部材２００の分離位置を変更させることによって、主に既述した図８に示す曲げ長さＬｂを変更する。

図１８の（ｅ）は、形状規制部２２０を退避位置に退避させた状態を示している。このとき、最上位シートＳａの曲げ根本Ｐｂは第２挟持搬送ローラ対２０２と積載シートＳｂとのギャップ近傍に存在する。一方、図１８の（ｅ’）に示すように、形状規制部２２０の位置を変更した状態では、最上位シートＳａの曲げ根本Ｐｂ’は形状規制部２２０と吸着部材２００とが接触した位置近傍に存在する。ここで、この曲げ根本Ｐｂ’は曲げ根本Ｐｂと比較してシートＳａの先端により近い位置に存在するため、曲げ長さＬｂ’は図１８の（ｅ）に示す曲げ長さＬｂよりも短くなっている。

なお、図１９の（ｅ’）−１〜（ｅ’）−３に示すように、形状規制部２２０の配設角度θａ、言い換えれば形状規制部２２０による吸着部材２００の押圧位置に応じて曲げ長さＬｂ’も変更可能である。図１９に示すように配設角度θａを大きく設定することにより、形状規制部２２０と吸着部材２００との押圧位置がより給送方向下流側になり、曲げ長さＬｂ’は短くなる。

このため、本実施の形態では、検出されたシートＳの厚さが厚いほど、すなわちシートＳのコシが強いほど、形状規制部２２０の吸着部材２００の内面に当接する位置を吸着部材２００の給送方向上流に移動させ、曲げ長さＬｂを長くするようにしている。つまり、シートの剛性が高いほど、形状規制部２２０の押圧力が大きくなる方向に規制部材２２０ａを回動させるようにしている。これにより、既述した図８に示す分離力Ｆｄの大きさを最上位シートＳａが吸着部材２００から剥離することなく、次位のシートＳｂを分離することのできる略一定の大きさに保つことができる。

図２０は、シートＳの厚さにより形状規制部２２０の配設角度θａを求めるためのシート分離制御部２１５の記憶領域に記憶された他のテーブルであるテーブルＭｔ２を表した模式図である。本実施の形態では、テーブルＭｔ２として配設角度θａをシートＳの厚さの関数として表現した関数式を記憶している。なお、関数式を求める手順としては、種々のシートＳの厚さを測定し、それらシートＳを用いた際に、分離力Ｆｄが所望の値になるような配設角度θａを測定する。そして、測定したシートＳの厚さ及び配設角度θａの両者の関係を多項式で最小二乗近似し、関数化する。

発明者の研究によれば、配設角度θａとシートＳの厚さとの関係を線形関数で近似した場合でも実験値と良い一致を示すことが分っている。そのため、特に薄いシートＳを用いた場合でも制御範囲内に収めることが容易であり、給送可能なシート種類を拡大することが可能である。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、形状規制部２２０の配置の制約などで配設角度θａを可変にすることが不可能な場合は、形状規制部２２０の配置・退避の２値制御になりうる。このような方式を採用したとしても本発明の趣旨を阻害するものではない。

また、テーブルＭｔ２の形態として必ずしも関数式でなくともよい。例えば、事前にシートＳの厚さとそれに対応する配設角度θａとの組を複数記憶してリスト化しておく。そして、検出したシートＳの厚さとリストを照合して、記憶された最近傍のシートＳの厚さＳｔに対応する配設角度θａを読み出すことで代用しても良い。

以上説明したように、本実施の形態では、シートの剛性に基づいて形状規制部２２０による吸着部材２００への押圧位置を変更することにより、吸着部材２００の分離状態における弛み量を変更している。これにより、吸着部材２００の分離位置を変更することができ、シートＳの分離力Ｆｄをシートの分離が可能な略一定の大きさに保つことができる。

つまり、本実施の形態においては、シートの剛性に基づき、形状規制部２２０によって吸着部材２００の分離状態における弛み量を変更することにより、吸着したシートを確実に分離することができ、低騒音で、かつ安定してシートを分離給送することができる。また、本実施の形態の場合、形状規制部２２０により、弛み量の変更範囲を広くすることができるので薄いシートＳでも給送することができ、給送可能なシートの種類を拡大することができる。

次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図２１は、本実施の形態に係るシート給送装置５１の制御ブロック図である。なお、図２１において、既述した図５及び図１６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、２１６は制御部７５に内蔵されたサブシステムとしてのシート分離制御部であり、このシート分離制御部２１６の記憶領域には、シート厚さに応じて形状規制部２２０の配設角度θａを決定するための不図示のテーブルＭｔ３が記憶されている。また、シート分離制御部２１５の記憶領域には、シート厚さに応じて分離動作区間における第１駆動手段２０３と第２駆動手段２０４との搬送量差設定量Ｕｄｉｆｆを算出するための不図示のテーブルＭｔ４が記憶されている。

そして、シート分離制御部２１６は、シート厚検出手段５３によって検出されたシートの厚さと、テーブルＭｔ３及びテーブルＭｔ４によってシート分離条件を決定する。さらに、決定したシート分離条件に応じて形状規制部２２０に対して配置位置指令パルスを送信し、第１駆動手段２０３及び第２駆動手段２０４に対して速度指令パルス列を送信する。

次に、図２２に示すフローチャートを用いて、本実施の形態に係る吸着部材２００の分離位置変更動作について説明する。分離位置の変更を行う際、シート分離制御部２１６は、まずシート厚検出手段５３からシートＳの厚さ情報Ｓｔを取得する（Ｓ１６１）。次に、シート分離制御部２１６は記憶領域に記憶されたテーブルＭｔ３によって厚さ情報Ｓｔに対応する形状規制部２２０の配設角度θａを算出する（Ｓ１６２）。また、同時にテーブルＭｔ４によって厚さ情報Ｓｔに対応する分離動作区間における第１駆動手段２０３と第２駆動手段２０４との搬送量差設定量Ｕｄｉｆｆを算出する（Ｓ１６３）。

この後、ステップＳ１６２にて決定された配設角度θａに基づいて形状規制部２２０に対して、配置位置指令パルスを出力する（Ｓ１６４）。一方で、算出された搬送量差設定量Ｕｄｉｆｆをもとに第１駆動手段２０３の回転速度Ｕ１ｄ’、第２駆動手段２０４の回転速度Ｕ２ｄ’及び分離動作区間長ΔＴ（＝Ｔ５−Ｔ４）を決定する（Ｓ１６５）。そして、ステップＳ１６５にて決定された値に基づいて第１駆動手段２０３、及び第２駆動手段２０４に対して速度指令パルス列を出力する（Ｓ１６６）。

以上の工程を経ることによって、形状規制部２２０の配設角度θａ及び搬送量差設定量Ｕｄｉｆｆに対応するように分離動作区間における吸着部材２００の弛み形状が変化し、分離位置が変更される。吸着部材２００の分離位置を変更させることによって、本実施の形態では主に、既述した図８に示す曲げ長さＬｂに加えて、曲げ高さＬｈも変更していることになる。

また、図２３に示す位置に形状規制部２２０を配置させた状態では、最上位シートＳａの曲げ根本Ｐｂ’は形状規制部２２０と吸着部材２００とが接触した位置近傍に存在する。このとき、曲げ長さはＬｂ’である。さらに、搬送量差設定量Ｕｄｉｆｆを大きく設定した場合、吸着部材２００は、図中点線のように変形される。一方で、搬送量差設定量Ｕｄｉｆｆを小さく設定した場合は吸着部材２００の撓み減少量が小さくなり、図中実線のように吸着部材２００の吸着面側はＡｕ方向へ変形されるものの、曲げ高さはＬｈからＬｈ’へと変更される。

図２４の（ａ）は、シートＳの厚さにより搬送量差設定量Ｕｄｉｆｆを求めるためのシート分離制御部２１６の記憶領域に記憶されたテーブルＭｔ３を表した模式図である。図２４の（ｂ）は、シートＳの厚さにより形状規制部２２０の配設角度θａを求めるためのシート分離制御部２１６の記憶領域に記憶されたテーブルＭｔ４を表した模式図である。なお、テーブルＭｔ３及びテーブルＭｔ４の作成方法は、図１２及び図２０と基本的に同様である。

本実施の形態では、形状規制部２２０に関しては、図２４の（ａ）に示すように検出シート厚が１００μｍ以下の場合においては、形状規制部２２０を退避位置から吸着部材２００に当接する位置へ配置する。シート厚Ｓｔが１００μｍより厚い場合においては、形状規制部２２０を退避位置へ配置する制御を実施している。また、搬送量差設定量Ｕｄｉｆｆに関しては、形状規制部２２０の位置に応じて関数式の変更を行っている。例えば、図２４の（ｂ）に示すように検出シート厚が１００μｍを境にして搬送量差設定量Ｕｄｉｆｆを切り換えるようにしている。

以上説明したように、本実施の形態においては、シートの剛性に基づいて形状規制部２２０による押圧位置及び搬送量差設定量Ｕｄｉｆｆを変更することにより、吸着部材２００の分離位置を変更し、吸着部材２００の分離状態における弛み量を変更している。これにより、形状規制部２２０の配設角度θａを多段階に変更可能にしなくとも給送可能なシート種類を拡大することができる。そして、このような構成にすることにより、既述した図１５に示す揺動アクチュエータ２２０ｃにおいて、モータＭの代わりに安価なソレノイド等を用いることが可能となり、より低コスト化を図ることができる。

次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。図２５は、本実施の形態に係るシート給送装置５１の制御ブロック図である。なお、図２５において、既述した図５と同一符号は、同一又は相当部分を示している。

図２５において、２１７は制御部７６に内蔵されたサブシステムとしてのシート分離制御部、７２は温湿度センサである。この環境の温度及び速度を検知する温湿度検知手段である温湿度センサ７２はシート分離制御部２１７に接続されている。このシート分離制御部２１７の記憶領域には、シート厚と、温湿度センサ７２によって測定された温湿度情報とに応じてシート分離条件を決定する不図示のテーブルＭｔ５が記憶されている。

そして、シート分離制御部２１７は、シート厚検出手段５３によって検出されたシート厚と、温湿度センサ７２によって測定された温湿度情報と、テーブルＭｔ５によってシート分離条件を決定する。そして、決定したシート分離条件に基づき、第１駆動手段２０３及び第２駆動手段２０４に対して速度指令パルス列を送信する。

次に図２６を用いてシートＳの厚さ、及び温湿度センサ７２から得られた温湿度情報から駆動手段の搬送量差設定量Ｕｄｉｆｆを求める方法を説明する。図２６はシート分離制御部２１７の記憶領域に記憶されたテーブルＭｔ５を表した模式図である。本実施の形態では、給送するシートＳとして、画像形成装置で用いられることの多いＰＰＣ用紙等を対象としている。この用紙は空気中の水分を吸湿することによって剛度が変化することが知られている。

そこで、本実施の形態では、事前に複数の温湿度環境下においてシート厚さと搬送量差設定量Ｕｄｉｆｆとの関数式を取得し、シート分離制御部２１７の記憶領域に記憶させている。本実施の形態では、温度２３度、湿度５０％環境、温度３０度、湿度８０％環境、及び温度１５度、湿度１０％の３環境における関数式を記憶させている。そして、シート分離制御部２１７は、温湿度センサ７２によって測定した温湿度情報に基づいて最適な関数式を選択する。なお、本実施の形態では温湿度情報に応じで関数式を選択する手法を用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、特定の環境下において関数式を取得しておき、その関数式に温湿度影響の補正項を追加してもよい。

以上説明したように、本実施の形態においては、吸着部材２００の分離位置の変更に際して温湿度情報を取得し、分離位置を補正することによって、多様な環境下でもより安定した分離性能を得ることができる。なお、本実施の形態では、第１の実施の形態に温湿度センサ７２を付加させる形で構成しているが、第２、第３の実施の形態に対しても同様に温湿度センサ７２を付加させて構成する事が可能である。

なお、これまで説明した第１〜第４の本実施の形態では、既述したように吸着部材２００内部に電極を設け、電極に対して電圧を印加することによって吸着部材２００とシートＳとの間に静電吸着力を生じさせたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、正電極２００ａ及び負電極２００ｂは櫛歯形状で無くとも良く、シートＳとの間に電界が形成され、シートＳを誘電分極させることができる一様電極のような形状でも良い。

また、静電吸着力が発生するものであれば別の手段を用いても良い。

例えば、絶縁性の吸着部材表層の、シートＳとの吸着部より搬送上流側の位置において帯電ローラを当接させ、帯電ローラに電圧を印加することによって吸着部材表層を外部から帯電させることによっても、シートＳの吸着力を得ることができる。その際に帯電ローラに接続する電源は交流電源であってもよいし、直流電源でも良い。さらに、これまで説明した各実施の形態では静電吸着力によってシートＳを吸着部材に吸着させているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、吸着部材上にサブミクロンオーダーの微細な繊維構造を形成し、シートＳとの間に働く分子間引力によって吸着させても良い。

５１，５２…シート給送装置、５１ａ，５２ａ…カセット、５１ｂ，５２ｂ…シート吸着分離給送部、５３…シート厚検出手段、５５…画像形成部、７０，７５…制御部、７２…温湿度センサ、１００…画像形成装置、１００Ａ…画像形成装置本体、２００…吸着部材、２０１…第１挟持搬送ローラ対、２０１ａ…第１挟持搬送内ローラ、２０１ｂ…第１挟持搬送外ローラ、２０２…第２挟持搬送ローラ対、２０２ａ…第２挟持搬送内ローラ、２０２ｂ…第２挟持搬送外ローラ、２０３…第１駆動手段、２０４…第２駆動手段、２０５ａ…正電圧供給手段、２０５ｂ…負電圧供給手段、２１０，２１５，２１６，２１７…シート分離制御部、２２０…形状規制部、２２０ａ…規制部材、Ｓ…シート

Claims (10)

1. シートが積載される積載手段と、
   前記積載手段の上方に配置された第１の回転体と、
   前記第１の回転体よりもシートの給送方向において上流に設けられた第２の回転体と、
   前記第１の回転体と前記第２の回転体に弛んだ状態で内面が支持され、前記積載手段に積載されたシートを電気的に吸着する吸着部材と、
   前記第１の回転体と共に前記吸着部材を挟持する第１挟持部材と、
   前記第２の回転体と共に前記吸着部材を挟持する第２挟持部材と、
   前記吸着部材を、前記積載手段に収納されたシートから離れた待機状態から前記積載手段に収納されたシートに弾性変形しながら面接触してシートを電気的に吸着する吸着状態、吸着したシートの給送方向下流端を引き上げて下方のシートから分離させる分離状態及び吸着したシートが離間する離間状態に変移させると共に、シートの剛性情報に基づき、前記吸着部材の前記分離状態における弛み量を変更する制御手段と、を備えたことを特徴とするシート給送装置。
2. シートの剛性を検知する剛性検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記剛性検出手段からのシートの剛性情報に基づき、前記吸着部材の前記分離状態における弛み量を変更することを特徴とする請求項１記載のシート給送装置。
3. 前記第１の回転体を駆動する第１駆動手段と、
   前記第２の回転体を駆動する第２駆動手段と、
   シートの剛性に応じた前記吸着部材の前記分離状態における弛み量を求めるためのテーブルと、を備え、
   前記制御手段は、前記第１駆動手段及び前記第２駆動手段を制御し、前記第１の回転体及び前記第１挟持部材を、前記第２の回転体及び前記第２挟持部材よりも遅い速度で回転させて前記吸着部材の下方への弛み量を大きくすることで前記吸着部材を前記待機状態から前記吸着状態に変移させ、前記第２の回転体及び前記第２挟持部材を、前記第１の回転体及び前記第１挟持部材よりも遅い速度で回転させて前記吸着部材の下方への弛み量を小さくすることで前記吸着部材を前記吸着状態から前記分離状態に変移させると共に、前記吸着部材の前記分離状態における弛み量を、前記剛性検出手段からのシートの剛性情報と前記テーブルにより求めた弛み量に変更することを特徴とする請求項２記載のシート給送装置。
4. 前記テーブルは、シートの剛性に対応する前記吸着部材の弛み量に応じた、前記吸着状態から前記分離状態に至るまでの前記第１の回転体及び前記第１挟持部材の前記吸着部材の搬送量と、前記第２の回転体及び前記第２挟持部材の前記吸着部材の搬送量の差を記憶したものであり、
   前記制御手段は、シートの剛性情報と前記テーブルにより前記第１の回転体及び前記第１挟持部材の前記吸着部材の搬送量と、前記第２の回転体及び前記第２挟持部材の前記吸着部材の搬送量の差を変更することを特徴とする請求項３記載のシート給送装置。
5. 前記制御手段は、シートの剛性が高いほど、前記第１の回転体及び前記第１挟持部材の前記吸着部材の搬送量と、前記第２の回転体及び前記第２挟持部材の前記吸着部材の搬送量の差を小さくするよう前記第１駆動手段及び前記第２駆動手段を制御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. 前記分離状態にある前記吸着部材を内面側から前記積載手段の方向に押圧する、押圧位置が可変な押圧手段と、
   シートの剛性に対応する前記吸着部材の弛み量に応じた前記押圧手段の押圧位置を記憶した他のテーブルを備え、
   前記制御手段は、シートの剛性情報と前記他のテーブルにより前記押圧手段の押圧位置を変更することを特徴とする請求項２乃至５の何れか１項に記載のシート給送装置。
7. 前記押圧手段は、装置本体に回動自在に設けられ、回動端が前記吸着部材の内面に当接する押圧部材を備え、
   前記制御手段は、シートの剛性が高いほど、前記押圧部材の前記吸着部材の内面に当接する位置を前記吸着部材の給送方向上流に移動させることを特徴とする請求項６記載のシート給送装置。
8. 温度及び湿度を検知する温湿度検知手段を備え、
   前記制御手段は、前記温湿度検知手段からの温湿度情報に基づき、前記吸着部材の前記分離状態における弛み量を変更することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載のシート給送装置。
9. 前記第１の回転体を前記第２の回転体よりも上方に設けたことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載のシート給送装置。
10. シートに画像を形成する画像形成部と、
    前記画像形成部にシートを給送する請求項１乃至９のいずれか１項に記載のシート給送装置と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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