用紙分離装置、画像読み取り装置、用紙処理システム及び用紙分離方法
【課題】トナーによって接着され綴じられた用紙束の綴じ状態を、用紙を傷つけることなく束状態解除し、１枚ずつの用紙にばらすことができるようにする。
【解決手段】用紙束ＰＢの最上位の用紙Ｐを当該用紙の直ぐ下の用紙から浮かせて両者間に空間Ｐｖを形成する用紙浮かし機構４０と、空間Ｐｖを形成する際、用紙束ＰＢの用紙浮かし機構配設位置よりもトナー接着部Ｔ側を押さえ、用紙束ＰＢを保持する第１の保持機構２０と、空間形成後、用紙束ＰＢの用紙浮かし機構配設位置よりもトナー接着部Ｔから離れた側を押さえ、用紙束ＰＢを保持する第２の保持機構３０と、第２の保持機構３０によって保持された状態で空間Ｐｖ内に挿入され、トナー接着部Ｔまで移動し、トナーによる接着状態を解除して最上位の用紙Ｐを用紙束ＰＢから分離する用紙分離部材５１を含む用紙接着部分離機構と、を備えた。
【解決手段】用紙束ＰＢの最上位の用紙Ｐを当該用紙の直ぐ下の用紙から浮かせて両者間に空間Ｐｖを形成する用紙浮かし機構４０と、空間Ｐｖを形成する際、用紙束ＰＢの用紙浮かし機構配設位置よりもトナー接着部Ｔ側を押さえ、用紙束ＰＢを保持する第１の保持機構２０と、空間形成後、用紙束ＰＢの用紙浮かし機構配設位置よりもトナー接着部Ｔから離れた側を押さえ、用紙束ＰＢを保持する第２の保持機構３０と、第２の保持機構３０によって保持された状態で空間Ｐｖ内に挿入され、トナー接着部Ｔまで移動し、トナーによる接着状態を解除して最上位の用紙Ｐを用紙束ＰＢから分離する用紙分離部材５１を含む用紙接着部分離機構と、を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙分離装置画像読み取り装置、用紙処理システム及び用紙分離方法に係り、さらに詳しくは、プリンタ、ＭＦＰ（Multi Function Peripheral）、複写機などの電子写真を応用した出力機器や読み取り装置内で、トナーによって接着され、綴じられた用紙束について、綴じ状態を自動的に解除し、用紙を１枚ずつ分離する用紙分離装置、この用紙分離装置を備えた画像読み取り装置、この画像読み取り装置を備えた用紙処理システム、及び前記用紙分離装置で実施される用紙分離方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
綴じ処理は一般にはステープラと称される綴じ装置が使用され、綴じ処理には金属製の針が使用されている。このような金属製の針（ステープル針）を使用したものでは、ステープル針を物理的に抜き取り、切り取れば綴じ状態を解除することが可能である。
【０００３】
一方、帯状のシートで形成される綴じ部材により用紙束を綴じる綴じ方法も知られている。このような綴じ方法を解除する場合には、帯状のシートで形成される綴じ部材によって綴じられた用紙束を載置する載置部と、用紙束の表面の綴じ部材を検出する検出手段と、前記綴じ部材を分断する分断手段と、を備え、綴じられた用紙束における綴じ部材の位置情報を得て、用紙束の綴じ状態を自動的にしかも確実に解除して用紙ごとにばらすことが提案されている（例えば特許文献１）。
【０００４】
他方、ステープルあるいは帯状のシートからなる綴じ部材のように用紙に穴を形成することなく綴じる綴じ方法としてトナーによって綴じる方法が知られている（例えば特許文献２）。この方法は、シートの綴じ代相当部分に熱軟化性を有する電子写真用トナーを付着させ、かつ、該部分に他のシートの綴じ代相当部分を重ねた状態で、該綴じ代相当部分同士を加熱及び加圧して接着するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ステープル針によって綴じる方法では、金属のステープル針を抜き取り、あるいは切り取って綴じ状態を解除することができる。また、特許文献１記載の技術のように帯状のシートによって綴じる方法では、帯状のシートを分断し、引き抜いて綴じ状態を解除することができる。いずれにしても綴じを解除した場合には、用紙束にステープル跡が穴として残ることになる。その際、用紙束を構成する各用紙自体はばらばらであり、ステープル針あるいは帯状の綴じ部材によって機械的にまとめられているに過ぎない。
【０００６】
これに対し、用紙を何らかの接着手段、例えば特許文献２記載の技術のようにトナーを利用して用紙を接着し、用紙束として綴じたものでは、針の抜き取りや分断では綴じ状態を解除することはできない。このような場合、綴じ状態を解除するには、接着した部分をカッタによって切り取り、各用紙の接着状態を解除すれば可能であるが、用紙の接着部分が切り取られることから、元の用紙の形状をとどめることができない。
【０００７】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、トナーによって接着されて綴じ処理された用紙束の綴じ状態を、用紙を傷つけることなく用紙の形状をとどめた状態で解除し、１枚ずつの用紙にばらすことができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明は、トナーによって接着され、複数枚の用紙が積層されてなる用紙束から当該用紙束の最上位の用紙を分離する用紙分離装置であって、前記用紙束の最上位の用紙を当該用紙の直ぐ下の用紙から浮かせて両者間に空間を形成する空間形成手段と、前記空間形成手段によって前記空間を形成する際、前記用紙束の前記空間形成手段が配置された位置よりも前記トナーによる接着部側を押さえ、前記用紙束を保持する第１の保持手段と、前記空間形成手段によって前記空間を形成した後、前記用紙束の前記空間形成手段が配置された位置よりも前記接着部から離れた側を押さえ、前記用紙束を保持する第２の保持手段と、前記第２の保持手段によって保持された状態で前記空間内に挿入され、前記トナーによって接着された部分まで移動し、前記トナーによる接着状態を解除して前記最上位の用紙を前記用紙束から分離する用紙分離部材を含む用紙分離手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、トナーによって接着されて綴じ処理された用紙束の綴じ状態を、用紙を傷つけることなく用紙の形状をとどめた状態で解除し、１枚ずつの用紙にばらすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る実施例１におけるトナーによって綴じられた用紙束の一例を示す図である。
【図２】実施例１における用紙分離装置の概略構成を示す要部正面図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】実施例１における制御回路の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図５】図４に示したＣＰＵによって実行される用紙分離装置のメイン動作を示すフローチャートである。
【図６】実施例２に係る用紙分離装置の概略構成を示す要部正面図である。
【図７】実施例２における静電方式の吸着板の構成を示す図である。
【図８】図７に示した静電吸着板の断面構成を示す図である。
【図９】実施例２におけるエアー方式の吸着板の構成を示す図である。
【図１０】実施例３に係る用紙分離装置の概略構成を示す図である。
【図１１】実施例３における用紙分離部材近傍の構成を示す要部拡大図である。
【図１２】用紙接着部分離機構を用紙束の搬送中心に対して対称に配置した例を示す平面図である。
【図１３】ワイヤを使用した用紙分離部材の構成を示す図である。
【図１４】用紙分離部材の先端縁の形状を成型や機械加工で形成した例を示す図である。
【図１５】実施例４に係る用紙接着部分離解除機構による分離動作の状態を検知する検知回路の一例を示す図である。
【図１６】実施例６における分離部温度と分離部材回転トルクとの関係を示す図である。
【図１７】実施例６における用紙接着部分離機構を示す要部平面図である。
【図１８】実施例６における用紙分離部材の一例を示す図である。
【図１９】実施例６における用紙分離部材の他の例を示す図である。
【図２０】実施例６における二体で形成された用紙分離部材を示す図である。
【図２１】図２０に示す加熱部の横断面図である。
【図２２】発熱体部にトナーと密着しないようにギャップを持たせた例を示す図である。
【図２３】放熱用フィンを備えた用紙分離部材を示す平面図である。
【図２４】実施例７における用紙分離部材の動作を示す説明図である。
【図２５】図２４における用紙分離部材の動作の一例を示す速度線図である。
【図２６】図２４における用紙分離部材の動作の他の例を示す速度線図である。
【図２７】用紙分離部材が慣性エネルギ付与機構を有する実施例８に係る用紙接着部分離機構の要部を示す平面図である。
【図２８】図２７のパルスモータの駆動軸に慣性ホイールを設けた例を示す用紙接着部分離機構の要部正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、用紙束のうち最上位の用紙をその下の用紙から浮かし、その間に用紙分離用の部材を挿入し、トナーの接着部分を当該部材によって引き剥がし、用紙を１枚ずつ分離することを特徴とするものである。
【００１２】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について実施例ごとに説明する。なお、実施例１が基本となる用紙分離装置の構成を示し、実施例２以降は実施例１の変形例なので、実施例２以降については実施例１と重複する各部の構成及び動作についての説明は適宜省略する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の実施例１におけるトナーによって綴じられた用紙束の一例を示す図である。同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図である。同図では、用紙Ｐの平面視左下の角部である綴じ代相当部分に熱軟化性を有する電子写真用トナーを付着させてトナーパターンＰｃを形成し、当該綴じ代相当部分と他の用紙の綴じ代相当部分を重ねた状態で、当該綴じ代相当部分同士を加熱及び加圧して用紙を接着し、用紙束ＰＢを形成したものである。この接着は図示しないトナー接着装置によって搬送されてくる１枚目の用紙（最下位の用紙）Ｐ１からｎ枚目の用紙（最上位の用紙）Ｐｎ１枚ごとに実施され、１冊の用紙束（積層用紙）ＰＢが形成される。
【００１４】
図２は本実施形態における用紙分離装置の概略構成を示す要部正面図、図３は図２の平面図である。
【００１５】
図２及び図３において、用紙分離装置１は、ガイド板１０、第１及び第２の保持機構２０，３０、用紙浮かし機構４０、用紙接着部分離機構５０及び用紙搬送機構６０から基本的に構成されている。
【００１６】
ガイド板１０は、トナーによって綴じられた用紙束（積層用紙）ＰＢが置かれ、用紙接着部分離機構５０で分離させる間支持する部材であり、分離後、用紙Ｐはガイド板１０状態から排紙される。なお、用紙束ＰＢは図示しない搬送手段によって上流側から搬送され、あるいは搬送手段を介さずにユーザが直接ガイド板１０上に用紙束ＰＢを置き、所定位置にセットされる。
【００１７】
ガイド板１０上には、用紙排紙方向（以下、単に搬送方向と称す。）下流側から搬送中心に沿って第１の保持機構２０、用紙浮かし機構４０、及び第２の保持機構３０が配置され、さらに用紙束ＰＢの先端部ＰＢａのトナー接着部Ｔの側部に用紙接着部分離機構５０が配置されるとともに、ガイド板１０の下流側の直近に用紙搬送機構６０が設けられている。
【００１８】
ガイド板１０の第１及び第２の保持機構２０が配置された位置と対向する位置には、それぞれ第１及び第２の摩擦部材１１，１２が配置されている。
【００１９】
第１の保持機構２０は、第１の加圧軸２１、第１の加圧軸２１の下端に設けられた第１の加圧板２２、第１の加圧軸２１を回転駆動し、第１の加圧板２２を昇降させる第１のパルスモータＰＭ１、前記第１の摩擦部材１１と対向し、第１の摩擦部材１１との間に用紙束ＰＢを挟み、両者間で保持する第１の保持パッド２３、第１の保持パッド２３と第１の加圧板２２の間に装着され、圧縮量に応じた弾性力を第１の保持バッド２３に付与する第１のバネ部材２４、及び第１の加圧軸２１の位置から第１の加圧板２２のホームポジションを検知する第１のホームポジションセンサＳＮ１を備えている。第１の保持パッド２３は図３から分かるように平面視長方形であり、第１の摩擦部材１１も同様の形状をしている。
【００２０】
第１の保持パッド２３には、第１の保持パッド２３と第１の加圧板２２の最大間隔を規定する第１の持ち上げ板２６が取り付けられている。第１の持ち上げ板２６には第１の加圧板２２の上面と接触する第１の突片２６ａが形成され、第１の加圧板２２がこの第１の突片２６ａの下面に当たった位置からさらに上方に移動すると、第１の加圧板２２が第１の持ち上げ板２６を持ち上げ、第１の保持パッド２３を一体に引き上げる。第１の加圧板２２は第１の保持パッド２３が用紙束ＰＢの上面に接触し、その状態で第１の加圧板２２が下方に移動する場合には、第１のバネ部材２４の圧縮量に応じた加圧力を用紙束ＰＢ側に付与する。
【００２１】
また、第１の保持パッド２３によって保持可能な位置には、用紙束ＰＢの先端部ＰＢａが突き当たり、当該先端部ＰＢａを規制する突き当て板２５が、ガイド板１０の表面から進出後退可能に搬送中心に対して対称な個所に２個所設置されている。突き当て板２５の進出後退動作はソレノイドＳＬによって行われ、進出量はソレノイドＳＬの駆動ストロークで規定され、予め突出量は設定されている。なお、ソレノイドＳＬは駆動時にアクチュエータを吸引することよって突き当て板２５をガイド板１０の表面から後退させる。突き当て板２５の配設位置の直近の搬送方向上流側には、用紙束ＰＢの先端部ＰＢａを検出する用紙端検出センサＳＮ４が配置されている。
【００２２】
さらに、ガイド板１０の搬送方向上流側であって、用紙束ＰＢを押圧可能な位置には、第２の保持機構３０が配置されている。第２の保持機構３０は、第２の加圧軸３１、第２の加圧板３２、第２のパルスモータＰＭ２、第２の保持パッド３３、第２のバネ部材３４、第２の持ち上げ板３６、第２の突片３６ａ、第２のホームポジションセンサＳＮ２を備えており、これらの各部は第１の保持機構２０と同一の構成である。なお、第２の保持パッド３３は第１の保持機構２０と同様に第２の摩擦部材１２の垂直上方に位置している。
【００２３】
第２の保持機構３０は、用紙浮かし機構４０よりも搬送方向上流側に設置する。用紙撓み側で保持しようとすると、用紙Ｐの撓み側は用紙接着部分離機構５０の可動範囲内であるためスペースが狭く、適切な押さえができない上、用紙Ｐそのものに永久変形を与えてしまう可能性があるからである。また、第２の保持パッド３３は、用紙の幅方向（搬送方向と直交する方向）全域又は用紙の幅方向の両端部で、トナー接着部Ｔの延長上に相当する２個所に設けることが好ましい。この位置は、用紙接着部分離機構５０によってトナー接着部Ｔに作用する分離力に対して効率の良い押さえ位置である。
【００２４】
用紙浮かし機構４０は、第１の保持機構２０と第２の保持機構３０との間に設けられ、撓み形成ローラ４７によって第１の保持機構２０によって保持された用紙束ＰＢの最上位の用紙（以下、上葉紙ともいう。）Ｐに対して上方に撓みＰｔを生じさせるものである。この用紙浮かし機構４０も、第３の加圧軸４１、第３の加圧板４２、第３のパルスモータＰＭ３、第３のバネ部材４４、第３の持ち上げ板４６、第３の突片４６ａ、第３のホームポジションセンサＳＮ３を備えており、これらの各部は第１の保持機構２０と同一の構成である。第１の保持機構２０と異なるのは、第１の保持パッド２３に変えて支持板４３とし、支持板４３の回動支点４５を第２の保持機構３０側に設け、支持板４３の第１の保持機構２０側に、撓み形成ローラ４７と、この撓み形成ローラ４７を回転駆動する第４のパルスモータＰＭ４を設けた構成にある。
【００２５】
撓み形成ローラ４７は加圧板２２の上昇動作によって第１の保持機構２０の場合と同様に第３の持ち上げ板４６と一体に上昇して用紙束ＰＢの上面から離れる。また、加圧板２２の下降動作によって、加圧板２２が第３の突片４６ａから離れると、第３のバネ部材４４による加圧力が回動支点４５を支点として撓み形成ローラ４７側に加わり、撓み形成ローラ４７は上葉紙Ｐに対する接触圧を付与することができる。そして、接触圧が付与された状態で、第４のパルスモータＰＭ４が駆動され、撓み形成ローラ４７が図示時計回り方向（矢印Ｒ１方向）に回転すると、図２に示すように上葉紙Ｐを撓ませ、撓みＰｔを形成することができる。なお、上葉紙Ｐが撓む部分の上方には、用紙撓みセンサＳＮ５が配置され、上葉紙Ｐの撓み量を検出することができるようになっている。また、この撓みＰｔにより、当該撓みＰｔの下側には後述の用紙分離部材５１が挿入される空間Ｐｖが形成される。
【００２６】
用紙撓みセンサＳＮ５は、例えば反射型フォトセンサからなり、上葉紙Ｐの紙面からの反射光量により所定の変形が行われたものと判断する。用紙撓みセンサＳＮ５は用紙分離部材５１の紙面における可動範囲内に設置される。これにより、用紙の撓みを確実に検出することができる。
【００２７】
また、本実施例では、第４のパルスモータＰＭ４によって撓み形成ローラ４７を回転駆動しているが、第４のパルスモータＰＭ４の駆動力の伝達には減速機構を用いると良い。これにより、撓んだ用紙の撓みの戻り力で撓み形成ローラ４７が駆動前の方向に戻ってしまうことがなく、Ｕ字状に撓んで変形した状態を用紙分離部材５１が挿入するまでの間、保持し続けることができる。さらに、撓み形成ローラ４７に代えてシリコーンゴムなどの低硬度にして極めて高い粘着性を有する平板状部材に用紙を吸着させて、第１の保持部材２０側に押し出すことによって撓みを形成させることも可能である。
【００２８】
用紙接着部分離機構５０は図３に示すように板状の用紙分離部材５１と、用紙分離部材５１を回転駆動する第５のパルスモータＰＭ５とからなる。用紙分離部材５１は図３に示すようにガイド板１０のから離れたガイド板の側部にホームポジション（初期位置）ＨＰが設定され、このホームポジションＨＰは第４のホームポジションセンサＳＮ６によって検出される。また、用紙分離部材５１はホームポジションから図３において反時計回り方向（矢印Ｒ２方向）に回転し、図２に示すように最上位の用紙Ｐが撓んでその下の用紙から浮いた部分に挿入され、隣接する用紙の間に入り込み、用紙分離部材５１の回転方向前縁５１ａが用紙を接着しているトナー接着部Ｔのトナー層を剥離し、接着された用紙を分離するようになっている。
【００２９】
用紙搬送機構６０は駆動ローラと従動ローラとからなる用紙移動ローラ対６１と、駆動ローラを回転駆動する第６のパルスモータＰＭ６とからなり、用紙接着部分離機構５０によって分離され、用紙移動ローラ対６１のニップに導かれた上葉紙Ｐを下流側に搬送する。
【００３０】
用紙搬送機構６０は、分離後の上葉紙Ｐを移動させる機構であるが、用紙浮かし機構４０による上葉紙Ｐの第１の保持機構２０側への撓み形成のための移動を、上葉紙Ｐの分離後には用紙の送り出しとして併用する。すなわち、分離後の上葉紙Ｐの移動は、用紙束ＰＢが移動しないようにするための第１及び第２の保持機構２０，３０の保持動作を解除した後、用紙浮かし機構４０を駆動し、用紙移動ローラ対６１のニップに送り込むことによって行う。
【００３１】
上葉紙Ｐを移動させるにあたり、下層にある用紙束ＰＢは、搬送方向最下流側でガイド板１０から僅かに突き出した突き当て板２５に突き当たり、突き当たった位置から移動しないようになっている。最後の１枚となって移動するときは、用紙Ｐの送り出し力が、せき止め力に打ち勝って、用紙が弾性変形し、突き当て板２５を乗り越えて強制的に搬送方向下流側に押し出される。
【００３２】
図２に示すように、用紙浮かし機構４０により送り出す必要量は、突き当て板２５に突き当たった位置から用紙移動ローラ対６１のニップまでの距離Ｌである。そこで、用紙Ｐが撓んだときに、その撓み量αを加算して、（Ｌ＋α）相当の移動量になるように駆動ステップ数を第４のステップモータＰＭ４に与える。この指示は、後述の図４に示したＣＰＵ１００から出力される。
【００３３】
上葉紙Ｐの先端が、用紙移動ローラ対６１のニップに噛んだならば、駆動側の用紙移動ローラの回転を第６のパルスモータＰＭ６により開始し、上葉紙Ｐをさらに搬送方向下流側に移動させ、排紙する。そして、同時に用紙浮かし機構４０を初期位置に戻す。
【００３４】
なお、前述のように第１の保持機構２０は、搬送方向中心で用紙束ＰＢの先端部ＰＢａを押さえるようになっているが、この押さえ位置は、トナー接着部Ｔと搬送方向と直交する方向から見て重なるような位置に設けられ、これに隣接した下流側に用紙浮かし機構４０が配置されている。これは、用紙分離部材５１を挿入するための用紙浮かし状態を形成するとき、第１の保持機構２０がなければ撓み形成ローラ４７が矢印Ｒ１方向に回転したときに用紙束ＰＢ全体が搬送方向に移動し、用紙浮かし状態を形成することができなくなるからである。
【００３５】
また、第１及び第２の保持パッド２３，３３は、用紙との摩擦係数の大きな弾性部材を使用する。クロロプレンゴムやウレタンゴム等による形成が有効である。第１及び第２の摩擦部材１１，１２は、少なくとも用紙間同士の摩擦係数よりも大きい値であれば良いが、摩擦係数の大きな材料としては、比較的低硬度（ゴム硬度４０°以下）なウレタンゴム、シリコーンゴム、クロロプレンゴム、あるいはコルク等などが使用できる。これらの材料であれば、用紙束ＰＢの最下位となる最後の１枚の用紙Ｐ１に対しても、用紙前面に設けた突き当て板２５の抵抗に抗する送り力で搬送することができる。また、このような摩擦係数の大きな部材を用いると、用紙分離部材５１の作動時に、用紙束ＰＢが移動しないような摩擦力を作用させることができる。これにより、第１及び第２のバネ部材２４，３４による加圧力とともに、用紙Ｐの下面においてμ（摩擦係数）×Ｎ（加圧力）相当の保持力を確保することが可能となる。
【００３６】
このように保持力は加圧力とパッドの摩擦係数により決定される。トナー接着される用紙の積層厚さは、接着枚数を２〜５０枚とすると、用紙変形による空気層の介在も含めて概ね０．１２〜５ｍｍである。厚さの変化は比較的小さいので、加圧のための第１及び第２の保持パッド２３，３３は、初期位置を決めておき、第１及び第２のパルスモータＰＭ１，ＰＭ２における第１及び第２の加圧軸２１，３１を常に一定量のストロークで変位させて加圧するようにしている。
【００３７】
積層厚の変化に伴う第１及び第２の保持パッド２３，３３の移動は、本実施例では、第１及び第２の保持パッド２３，３３を加圧する第１及び第２のバネ部材２４，３４の弾性変形で吸収するようにしている。用紙の積層厚さの変化を検出して、それに応じた変位量を第１及び第２のパルスモータＰＭ１，ＰＭ２にそれぞれ与えて第１及び第２の加圧軸２１，３１の移動量を調整するという制御を行うこともできるが、本実施例のようにバネ部材２４，３４の弾性変形により機械的に吸収する方が簡単で確実である。
【００３８】
なお、用紙浮かし機構４０の下側に当たるガイド板１０部分には摩擦部材を設けない。これは、用紙浮かし機構４０のローラ駆動により最後の１枚の用紙を送り出そうとするときに摩擦が大きいと滑りが生じないからである。なお、後述の実施例２のように吸着板４９を使用して用紙を浮かす場合も、長時間の接触によって粘着性などに起因する吸着が発生し、浮かし効果が得られないことがあるので、この場合も設けない。
【００３９】
また、第１及び第２の保持機構２０，３０及び用紙浮かし機構４０に第１ないし第３のバネ部材２４，３４，４４を使用しているのは、接着された用紙束ＰＢの厚さが用紙接着部分離機構５０による用紙Ｐの分離動作の進行に伴って変化していくからである。バネ部材を用いることにより、このような用紙束ＰＢの厚さの変化を吸収して、用紙分離部材５１の作動時に用紙束ＰＢが移動しないように一定以上の保持力を得るための加圧力を確保することができる。
【００４０】
第２の保持機構３０の保持動作は、用紙束ＰＢが移動しないようにするためである。そのため、最上位紙について用紙浮かし機構４０を動作させて用紙Ｐの浮かし動作が終了し、撓みＰｔの下面側の空間Ｐｖに用紙分離部材５１が差し込まれたら、即座に、用紙浮かし機構４０による用紙浮かし動作を解除し、上葉紙Ｐを浮かし前の状態に戻した後、保持動作を行う。このように動作させずに、撓みＰｔの形成後、用紙浮かし機構４０をそのままの状態にして第２の保持機構３０で用紙束ＰＢを保持し、用紙分離部材５１を作動させると、適正な用紙分離ができなくなる。これは、用紙Ｐに撓みＰｔ部分が存在するために、この撓みＰｔの部分が分離部で紙折れとなることがあり、その結果、接着部で用紙破断が発生するという事態につながる場合があるからである。このように用紙破断となると、適正な用紙分離は不能となる。
【００４１】
なお、用紙を浮かし前の状態に戻すとは、用紙浮かし機構４０による浮かし動作を継続することを止め、初期状態にするということである。すなわち、図２において、撓み形成ローラ４７で用紙Ｐに撓みＰｔを形成し、用紙浮かしを行っている場合は、第４のパルスモータＰＭ４の通電をオフとし、その後、第３のパルスモータＰＭ３を駆動し、ホームポジションの検出位置である第３のホームポジションセンサＳＮ３まで第３の加圧軸４１を戻すと、回転支点４５回りに初期位置に戻ることになる。
【００４２】
図４は、本実施例における制御回路の概略構成を示す機能ブロック図である。図４において、本実施例における制御回路はＣＰＵ１００と、このＣＰＵ１００に接続されたコントローラ１１０を中心に構成されている。
【００４３】
コントローラ１１０には、操作パネル１１１、センサインターフェース（Ｉ／Ｆ）１２０及びドライバインターフェース（Ｉ／Ｆ）１３０が接続されている。
【００４４】
センサインターフェース１２０には、用紙分離装置Ａのハード構成１Ａとして設けられている前記第１ないし第４のホームポジションセンサＳＮ１，ＳＮ２，ＳＮ３，ＳＮ６などの複数のホームポジションセンサ１２１、用紙厚さセンサ１２２及びトルクセンサ１２３が接続され、センサインターフェース１２０によってコントローラ１１０と各センサとの間の信号の授受が可能となっている。また、ドライバインターフェース１３０には、第１ないし第７のパルスモータＰＭ１〜７の個々のモータを駆動するための複数のモータドライバ１３１、ソレノイドＳＬを駆動するためのソレノイドドライバ１３２、後述の静電吸着板４９−１を駆動するための静電吸着ドライバ１３３、後述のエアー吸着板４９−１０を駆動するためのエアー吸引ドライバ１３４が接続され、ドライバインターフェース１３０によってコントローラ１１０と各ドライバとの間の信号の授受が可能となっている。
【００４５】
操作パネル１１１は操作者とのマン・マシンインターフェースであり、操作者から操作入力が可能であり、操作者にマシンの状態、操作ボタン、操作情報などを表示する。
【００４６】
ＣＰＵ１００はＲＡＭ１０１及びＲＯＭ１０２と接続されている。ＣＰＵ１００は、制御部と演算部を含み、制御部が命令の解釈とプログラムの制御の流れを制御し、演算部が演算を実行する。また、プログラムはＲＯＭ１０２に格納され、実行すべき命令（ある数値又は数値の並び）を前記プログラムの置かれたＲＯＭ１０２から取り出し、ＲＡＭ１０１をワークエリア及びデータバッファとして使用しながら前記プログラムを実行する。
【００４７】
また、前記用紙撓みセンサＳＮ５によって検出された撓み量は、ここでは、特に説明しないが、後述のセンサインターフェース１２０からコントローラ１１０及びＣＰＵ１００に入力され、所定の撓み量（変位量）に達したときに、用紙浮かし機構４０の第４のパルスモータＰＭ４を停止させ、撓み形成ローラ４７を停止状態に保持する。これにより、用紙分離部材５１を確実に挿入するための空間Ｐｖを確保することができる。その結果、接着用紙の分離ミスの発生を防止することができる。
【００４８】
図５は図４に示したＣＰＵ１００によって実行される用紙分離装置のメイン動作を示すフローチャートである。なお、このフローチャートの処理には、実施例１で説明されていない処理も含まれているが、全体としての処理であり、後述の実施例において詳細は説明されている。ここでは、このように構成された用紙分離装置１の用紙分離の基本的な分離動作について簡単に説明する。分離動作は、
１）接着された用紙束（積層紙）ＰＢの上葉紙Ｐにおいて、接着された近傍に撓みＰｔを発生させ、撓みＰｔによって形成された空間Ｐｖに用紙分離部材５１を差し込む。
２）用紙分離部材５１をトナー接着部Ｔに回転移動させ、強制的にかつ徐々に矢印Ｒ２方向進行させながら用紙分離部材５１の前縁５１ａ部で用紙間を掻き分けるようにして用紙を分離する。これで１枚目の用紙Ｐが分離される。
３）用紙移動ローラ対６１によって分離された上葉紙Ｐを搬送方向下流側に移動させる。
４）再度１）から３）の同じ動作を繰り返し、初期状態で上から２枚目の用紙（下葉紙）を分離し、移動させる。
５）同様の操作をｎ−１（ｎ：積層枚数[ｎは２以上の整数]）回繰り返し、トナー接着により綴じられた用紙束ＰＢの全ての用紙の接着状態を解除する。
という各工程を経て、１枚ずつの用紙Ｐに分離される。
【００４９】
上記工程をさらに詳しく説明すると、図５のフローチャートに示すように、トナーＴにより、所定の位置で接着された用紙束ＰＢは、操作者によりガイド板１０上にセットされる（ステップＳ１０１）。用紙束ＰＢのセットは、電源ＯＮ後、操作者が操作パネル１１１に設けられた表示に従って、方向を確認しつつ図中左側に挿入することによって行われる。すなわち、左側に挿入すると、そこには突き当て板２５がガイド板１０の表面から突出しており、用紙束ＰＢの先端部ＰＢａを突き当て板２５に突き当たる位置まで押し込むと、用紙束ＰＢはそれ以上押し込めない。用紙束ＰＢが用紙分離位置（突き当て板２５に用紙束ＰＢの先端部ＰＢａが突き当てられた位置）にセットされたかどうかは用紙端検出センサＳＮ４によって検出される。
【００５０】
突き当て板２５は、用紙分離位置に用紙束ＰＢがセットされたことが検出された後、分離操作が開始されると、ソレノイドＳＬにより引き下げられ、最下葉紙Ｐ１から１ｍｍ程度突出した位置で、その突出状態を持続する。すなわち、この突き当て板２５の突出部が用紙束ＰＢの先端部ＰＢａに常に接触していて、分離された上葉紙１枚の送り出し移動が行われる過程において、接着された下葉紙が共に繰り出されないためのストッパとして機能する。
【００５１】
第１の保持機構２０は、用紙Ｐの撓みＰｔを作るための動作中に用紙Ｐが移動してしまわないように、用紙束ＰＢの先端部ＰＢａを上から押さえる機能を備えている。押さえる位置は、図３から分かるようにトナーによる接着パターン（トナーパターンＰｃ）のない位置に設定されている。第１の保持機構２０によって用紙束ＰＢを押さえ込む場合には、用紙束ＰＢから上方に離れたホームポジションに位置している第１の保持パッド２３を下降させる必要がある。そこで、操作パネル１１１のスタートボタンを押し下げることにより、第１のパルスモータＰＭ１を駆動し、第１の加圧軸２１を回転させて第１の加圧板２２と第１の保持パッド２３を一体に下降させる（ステップＳ１０２）。
【００５２】
第１の保持パッド２３が用紙束ＰＢの最上位の用紙Ｐに突き当たると、第１の加圧板２２が持ち上げ板２６の突片２６ａから離れ、バネ部材２４の初期弾性力以上の力が用紙束ＰＢに加わる。下降量とバネ部材２４の弾性力との関係は予めテーブルとして備えられており、必要な加圧力に応じた下降量に対応するステップ数だけ第１のパルスモータＰＭ１は回転する。
【００５３】
このようにして、予め設定された加圧力で第１の保持機構２０により用紙束ＰＢの先端部ＰＢａが押さえ込まれると、前述のようにソレノイドＳＬをＯＮにし、突き当て板２５を前記最下葉紙Ｐ１から１ｍｍ程度突出した位置まで下げる（ステップＳ１０３）。次いで、用紙浮かし機構４０により上葉紙Ｐに撓みＰｔを生じさせる（ステップＳ１０４）。撓みＰｔを生じさせる場合には、通常は離れている撓み形成ローラ４７を第３のパルスモータＰＭ３の一定量駆動により下降させ、バネ部材４４を介して用紙Ｐに加圧接触させる。次に、撓み形成ローラ４７を第４のパルスモータＰＭ４の回転により矢印Ｒ１方向に回転させて、搬送方向下流側に移動させる。そうすると用紙Ｐが座屈しつつ繰り出され、第１の保持機構２０の第１の保持パッド２３と撓み形成ローラ４７の接触部との間に空間Ｐｖが形成される。
【００５４】
座屈量（撓み量）は、撓み形成ローラ４７の回転量により決まるので、撓みＰｔを形成し、形成された空間Ｐｖに用紙分離部材５１を挿入した後に過剰な撓みが残らない適正な撓み量となるように、撓み形成ローラ４７を駆動させる第４のパルスモータＰＭ４の入力ステップ数はプログラムされている。
【００５５】
他方、用紙分離時の用紙保持を確実にするために第２の保持機構３０を作動させる（ステップＳ１０５）。第２の保持機構３０は、第１の保持機構２０と同様の動作によって用紙束ＰＢの後端側（搬送方向上流側）を加圧保持する。この第２の保持機構３０も第２のパルスモータＰＭ２を駆動源として、第２のバネ部材３４を介して第２の保持パッド３３により用紙束ＰＢを押さえ込む。これで用紙分離を行うための、用紙側の準備は行われたことになる。
【００５６】
次に、用紙分離部材５１を空間Ｐｖに挿入する。用紙分離部材５１は、第５のパルスモータＰＭ５の駆動軸に固定されている。もし、第５のパルスモータＰＭ５が用紙を分離させるに足る駆動トルクを備えていない場合には、減速機構を介して第５のパルスモータＰＭ５に取り付ければ良い。通常は図２に示すホームポジションＨＰに待機している。ホームポジションからスタートして、駆動軸回りに回転しつつトナー接着部Ｔのトナーを掻き分け、概ね１８０度回転させ、エンドポジションＥＰで停止させる（ステップＳ１０６）。
【００５７】
なお、用紙分離部材５１をステップＳ１０６で１８０度回転させた後、用紙分離部材５１をそのまま回転させてホームポジションにおいて停止しても良いが、用紙分離部材５１の長さが長い場合は分離後に１８０°回転するエリアは無駄な動作エリアであり、装置の大型化にもなるので往復動作させるようにする。すなわち、用紙分離部材５１がホームポジションから略１８０度回転して用紙を分離し、その後の戻り時には用紙束ＰＢの上部を通過してホームポジションに復帰するようにする。この場合、用紙分離部材５１はホームポジションに戻る際に、例えば用紙束ＰＢの先端部ＰＢａに当たったときに押し上げられ、用紙束ＰＢの先端部ＰＢａとの引っ掛かりを回避するなどの機構を採用すれば、ホームポジションに復帰する際に動作上不都合が生じることはない。この機構については後述する。
【００５８】
用紙分離部材５１を回転させる際、第５のパルスモータＰＭ５の駆動軸の駆動トルクを後述のひずみゲージ（実施例５）５６によって検出し、予め設定されたＨ若しくはＬの状態であると、前者の場合は、用紙分離アームと用紙との引っ掛かりなどによる動作不良が起こったと判断し、後者の場合には用紙分離アームがホームポジションに戻った時点において、積層用紙のセットする方向が異なっている（すなわち接着位置と用紙接着部分離機構の位置が対応していない）と判断する。いずれにしても、トナー接着部Ｔの分離動作が行われていないと判断し、操作パネル１１１にエラー表示を行う（ステップＳ１０８）。
【００５９】
他方、駆動トルクがＨあるいはＬの間の中間値Ｍである場合には（ステップＳ１０９：Ｙ）、用紙が分離されていると判断し、ステップＳ１１０の処理に移行する。
【００６０】
すなわち、ステップＳ１０９で駆動トルクがＭの場合、上葉紙Ｐの分離が完了したと判断し、次に初期化に向けての動作と、分離された用紙の移動動作を行う。この動作では、第１のパルスモータＰＭ１と第２のパルスモータＰＭ２を同時に駆動させ、第１の保持機構２０及び第２の保持機構３０の各部を初期位置に戻す（ステップＳ１１０，Ｓ１１１，Ｓ１１２）。初期位置は、第１及び第２のパルスモータＰＭ１，ＰＭ２の回転位置と対応した位置に移動する第１及び第２の加圧軸２１，３１のホームポジションを検出する第１及び第２のホームポジションセンサＳＮ１，ＳＮ２によって検出される。
【００６１】
このようにして第１及び第２の保持機構２０，３０の各部をホームポジションに移動させた後、用紙浮かし機構４０の撓み形成ローラ４７を第４のパルスモータＰＭ４によって矢印Ｒ１方向に回転させ、上葉紙Ｐを搬送方向下流側に送り出し、用紙束ＰＢ位置から移動させる（ステップＳ１１３）。その後、用紙Ｐは用紙移動ローラ対６１によって１枚ずつ下流側の所定の個所に搬送される（ステップＳ１１４）。
【００６２】
最後に、用紙浮かし機構４０をホームポジションに戻し、突き当て板２５をホームポジションに戻す。前者のホームポジションは第３のホームポジションセンサＳＮ３の検出位置であり、後者はソレノイドＳＬの開放位置（非吸引位置）である（ステップＳ１１５）。そして、次に最上位に位置することになった上葉紙Ｐを分離するためにステップＳ１０２に戻り、移行の処理を繰り返す。
【００６３】
最後の用紙（最下葉紙Ｐ１）になると、駆動トルクがＨ，ＬにもＭにもならない状態となる。この状態になると、撓み形成ローラ４７を駆動し、上葉紙、ここでは最後の１枚の用紙を送り出す。これにより、用紙束ＰＢの全ての用紙Ｐは分離されと判断される。
【００６４】
また、分離動作が最終紙（最下位の用紙）まで繰り返されると（ステップＳ１１６）、用紙Ｐが全てガイド板１０上から移動し、ガイド板１０上に用紙Ｐが存在しなくなり、用紙セット時の検出に用いた用紙先端検出センサＳＮ４の出力信号がＬｏｗとなる。そこで、このＬｏｗ信号の検出を持って用紙Ｐの分離工程の繰り返し完了を判断する。そして、この判断に基づいて、第１ないし第３のパルスモータＰＭ１〜３を同時に駆動し、第１の保持機構２０、第２の保持機構３０及び用紙浮かし機構４０を初期位置に戻す。
【００６５】
このように構成された用紙分離装置１において、図５に示したような処理を実行すると、トナーを用いて接着された用紙に対して、用紙本来の形態を変えず、言い換えれば用紙を破壊若しくは破損することなく１枚々々自動的に接着を解除することができる。これにより、１枚ごとに接着が解除された用紙は、場所を変えて積層されるか、又は、画像スキャン又はコピー等のために、次工程に向けて移動させることができる。
【００６６】
さらに、操作者によるスタートボタン操作によって動作が開始され、上葉紙Ｐの分離後、当該上葉紙Ｐのみを用紙束ＰＢ上から移動させる動作を行い、新たに次の最上紙（上葉紙Ｐ）の分離を行うというように動作を繰り返し、この動作を、装置に設けた用紙端検出センサ（若しくは用紙有無検出センサ）ＳＮ４が紙なしと認識するまで繰り返して行う。これにより、自動的に１枚ずつ用紙の接着状態を解除することが、最上紙から順次下位の用紙へと移行しながら最後の１枚まで行われ、その間、用紙は１枚ずつ自動的にガイド板１０上から排除され、次の用紙の接着解除処理の障害となることもない。
【実施例２】
【００６７】
図６は本実施例２に係る用紙分離装置の概略構成を示す要部正面図である。本実施例２は実施例１における用紙浮かし機構４０を変形した例であり、その他の各部は実施例１で説明した各部と同一なので、同一の構成には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６８】
図６において、実施例２に係る用紙浮かし機構４０ａは、実施例１における用紙撓み形成ローラ４７及びその駆動機構に代えて、板カム４８と吸着板４９を組み合わせたものとしたものである。吸着板４９は支持板４３に代えて第３の持ち上げ板４６に固定される。
【００６９】
上葉紙Ｐを浮かすためには、前述の上葉紙Ｐを座屈させて空間Ｐｖを生じさせる方法の他に、上葉紙Ｐを吸着して部分的に上方に浮かせる方法がある。このような吸着手段としては、例えば、静電吸着方式あるいはエアー吸着方式が適用される。このとき、吸着した上葉紙Ｐをただ垂直に上方に引き上げただけでは、上葉紙Ｐの前面と吸着部が固定状態のまま位置が変わろうとするため、その間に張力が作用し、吸着部で用紙の剥離を起こしてしまう。
【００７０】
そこで本実施例では、上葉紙Ｐを上方に引き上げる過程で、吸着板４９が第１の保持機構２０側に移動しつつ上昇して、上葉紙Ｐに撓みが形成されるように吸着板４９側の側面にピン４９ａを設けるとともに、このピン４９ａが可動に挿入されるカム溝４８ａを有する板カム４８を固定側に設けた。これにより、吸着板４９が移動軌跡に沿って移動する際に、上葉紙Ｐに撓みＰｔを形成することができる。すなわち、固定側に設けた板カム４８のカム溝４８ａに吸着板４９に設けたピン４９ａが当該カム溝４８ａの溝形状に沿って可動に挿入される。カム溝４８ａは、搬送方向上流側が下側に、下流側が上側に位置するように傾斜した直線状の溝である。板カム４８とピン４９ａは、吸着板４９の用紙幅方向両側に設けられる。
【００７１】
このように構成すると、上葉紙Ｐの吸着が加圧状態で行われたのち、第３のパルスモータＰＭ３が加圧板４２を上昇させる方向に回転すると、持ち上げ板４６も上昇し、吸着板４９は板カム４８のカム溝４８ａの傾斜角で搬送方向下流側に向かって上昇する。この上昇動作に伴って撓み（Ｕ字変形部）Ｐｔが形成される。
【００７２】
図７は静電方式の吸着板の構成を示す図である。静電方式の吸着板自体は例えば特許第４０４９９３０号公報に記載されているように公知の技術なので、特許第４０４９９３０号公報の記載事項を基に簡単に触れておく。
【００７３】
静電方式の吸着板（以下、静電吸着板と称す。）４９−１は、表面吸着層４９−２、電極４９−３及び絶縁層４９−４が各々プラスチックで構成されて一体に成形され、１ｍｍ〜５ｍｍ程度のシート状部材として構成されている。表面吸着層４９−２は絶縁層４９−４からなる基板の上に形成され、電極４９−３は絶縁層４９−４上の凹部に形成され、表面吸着層４９−２が電極４９−３の上に形成される。電極４９−３は、導電性プラスチックからなり、正の電極４９−３Ｐと負の電極４９−３Ｎとからなる。正の電極４９−３Ｐと負の電極４９−３Ｎは、静電吸着板４９−１の断面構成を示す図８から分かるように、それぞれ櫛歯状に形成されて互いに接触しないように入り組ませて配置され、直流電源４９−５の正側端子及び負側端子にそれぞれ接続される。
【００７４】
静電吸着板４９−１の表面吸着層４９−２上に、上葉紙（すなわち吸着すべき用紙）４９−６を接触させ、直流電源４９−５をオンし、直流電源４９−５から正の電極３Ｐと負の電極３Ｎとの間に直流電圧を印加すると、表面吸着層４９−２は高誘電体物質であるから誘電分極現象が起こって異符号の電荷（正、負の電荷）が励起され、表面吸着層４９−２と上葉紙４９−６との間で静電気力が生じ、瞬間的に表面吸着層４９−２が上葉紙４９−６を静電気的に吸着して保持する。他方、直流電源４９−５をオフすると、表面吸着層４９−２は除電されて上葉紙４９−６に対する吸着力が減衰し、上葉紙４９−６が表面吸着層４９−２から剥離する。
【００７５】
図９はエアー方式の吸着板の構成を示す図である。エアー方式の吸着板（以下、エアー吸着板と称す。）４９−１０は、モータによって駆動されるエアーポンプあるいは吸引ファン４９−１１を吸引源として、そこからチューブあるいはダクト４９−１２が接続されている。エアー吸着板４９−１０は内部に吸気経路４９−１３が形成され、吸気経路４９−１３はエアー吸着板４９−１０の下面に開口した複数のノズル４９−１４と連通し、図９に示すように吸引ファン４９−１１によってエアーを吸引したときにノズル４９−１４の開口部側が負圧となって上葉紙Ｐを吸着することができる。このエアー吸着板４９−１０も数ｍｍの厚さで形成することが可能である。
【００７６】
エアー吸着板４９−１０を使用した場合においても上葉紙Ｐを吸着し、上方に引き上げる過程で、上葉紙Ｐに撓みを生じさせる必要があるので、図６に示したものと同様の板カム４８及びピン４９−１が必須である。
【００７７】
なお、本実施例においても第２の保持機構３０は、用紙浮かし機構４０による用紙浮かし動作を解除し、上葉紙Ｐを浮かし前の状態に戻してから、保持動作を行う。この場合は、用紙浮かし動作が静電吸着板４９−１あるいはエアー吸着板４９−１０を使用して行われるので、これらの場合には、最初に静電吸着板４９−１では当該静電吸着板４９−１に対する通電を停止し、エアー吸着板４９−１０では吸引ファン４９−１１を駆動するモータの通電を遮断し、吸着された上葉紙Ｐの拘束を解除する。その後、実施例１と同様に第３のパルスモータＰＭ３を駆動して第３の加圧軸４１をホームポジションセンサＳＮ３位置まで戻す。
【００７８】
また、本実施例のように静電吸着板４９−１あるいはエアー吸着板４９−１０を用紙浮かし機構４０に使用し、用紙搬送機構６０によって分離後の上葉紙Ｐを移動させる場合も、板カム４８による吸着板４９の移動軌跡によって規定される用紙移動量が必ず（Ｌ＋α）となるような撓み量となる撓みＰｔを形成し、用紙移動ローラ対６１による用紙移動が開始された時点では、即座に静電吸着板４９−１あるいはエアー吸着板４９−１０の吸引をオフして初期位置に戻すようにする。これにより、用紙移動動作を自動的に行うことができる。
【実施例３】
【００７９】
用紙束ＰＢの用紙積層厚が小さい場合（積層枚数が少ない場合）は分離部の高さ方向の変動も極めて少ないので、用紙分離部材５１の高さが一定であっても分離動作で特に問題が生じることはない。従って、用紙積層厚が小さい場合には、実施例１において図２の平面図に示したような回転機構のみ備えれば良い。しかし、用紙束ＰＢの積層厚が厚い場合には分離部の高さ方向の位置が変わるため、アーム状の用紙分離部材５１の高さ方向の位置を厚さに合わせて変更する必要がある。
【００８０】
仮に厚さ８０μｍの普通紙を５０枚積層すると、その厚さは４．０ｍｍであり、用紙間に存在する空気層を考慮するとその厚さは５．０ｍｍほどになる。用紙分離部材５１の高さ方向の移動を高分解能で逐次、変化させるか、最低でも２〜３段階に分けて変更する必要がある。
【００８１】
図１０は本実施例３に係る用紙分離装置の概略構成を示す図で、同図（ａ）は要部平面図、同図（ｂ）は要部正面図である。実施例３は実施例１における用紙接着部分離機構５０の他の例であり、その他の各部は実施例１と同一なので、同一の構成には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００８２】
図１０に示した用紙分離装置では、用紙厚さを検出する用紙厚さセンサ１２２を設け、用紙厚さセンサ１２２からの検出信号に基づき用紙分離部材５１の高さ方向位置を変更し、変更された位置を保持した後に、用紙分離部材５１を分離方向に回転させて上葉紙Ｐを分離する。
【００８３】
用紙厚みセンサ１２２は、第１の保持パッド２３の用紙幅方向近傍の用紙束ＰＢの上方に設けられている。積層接着された用紙束ＰＢは、使用の過程でページの折り返しや折りたたみが行われて変形しており、平面的な位置によりばらつきが大きい。したがって、厚さの測定位置は、用紙分離部材５１の回転範囲から外れた位置であって、第１の保持パッド２３と用紙浮かし機構４０との間に設けるのが、最も安定し、都合が良い。そのため、ここでいう近傍は、前記位置を意味する。
【００８４】
用紙分離部材５１の高さを変更する高さ可変機構７０は、ベース７１、ベース７１上に配置された第７のパルスモータＰＭ７、第７のパルスモータＰＭ７によって駆動されるパンタグラフ型リンク機構７２、及びパンタグラフ型リンク機構７２によって昇降駆動され、用紙分離部材５１を回転駆動する第５のパルスモータＰＭ５を支持する支持台７３を備えている。
【００８５】
用紙厚さセンサ１２２は反射型のフォトセンサである。検出レベルに基づき、第７のパルスモータＰＭ７を回転させる。この回転駆動力により、ウォームが回転し、それと同軸のネジ部の回転で動作するパンタグラフ型上下機構７１となっているので、用紙分離部材５１を微少量上下移動させることができる。
【００８６】
この制御は、ＣＰＵ１００の指示によってコントローラ１１０が実行する。コントローラ１１０には、用紙厚さセンサ１２２からの検出信号が増幅器（ＡＭＰ）１４１によって増幅されて入力される。コントローラ１１０は、予め用紙厚さと検出信号（検出電圧）との関係を保持する図示しないメモリのテーブルを参照し、比較器１４２で比較する。コントローラ１１０は比較器１４２の比較結果に基づいて変更すべき用紙分離部材５１の高さに対応するステップ数をドライバ１３１に指示する。ドライバ１３１は指示されたステップ数だけの駆動信号を第７のパルスモータＰＭ７に出力する。第７のパルスモータＰＭ７は、入力されたステップ数だけ回転し、そのステップ数に対応する高さ分だけ用紙分離部材５１を上昇又は下降させる。
【００８７】
なお、図１０に示した例では、第１の保持パッド２３の近傍に反射型フォトセンサからなる用紙厚さセンサ１２２を配置した例を示したが、機械式のレバー（フィラー）を使用し、レバーの一端を用紙束ＰＢの上面に接触させ、てこの原理で増幅させたレバーの他端を反射型フォトセンサの光量レベルで検出するように構成することもできる。
【００８８】
このように第１の保持パッド２３に近傍で用紙束ＰＢの厚さを検出し、その検出結果に基づいて用紙分離部材５１の高さ方向の位置出しが行われるので、用紙Ｐを浮かした空間Ｐｖに確実に用紙分離部材５１を差し込み、上葉紙Ｐを分離することができる。その際、前記位置に用紙厚さセンサ１２２を設けたので、用紙束（積層用紙）ＰＢの厚さ検出の位置によるばらつきを最小限に抑えることができる。
【００８９】
図１１は、実施例３における用紙分離部材５１近傍の構成を示す要部拡大図である。実施例１では、用紙分離部材５１が用紙分離後１８０度反対方向に回転してホームポジションに戻る際、用紙束ＰＢの上部を通ってホームポジションに復帰するようになっている。実施例３では、さらに具体的に用紙束ＰＢ若しくは用紙束ＰＢの上葉紙Ｐと干渉しない構成を導入したものである。
【００９０】
図１１において用紙分離部材５１には、当該用紙分離部材５１の長手方向の自由端側の端部に沿って前記用紙分離部材５１と平行に設置され、両端５２ａを支点として自由に揺動する揺動プレート５２が設けられている。この揺動プレート５２は、図１０（ａ）において、用紙分離部材５１がホームポジションから図示反時計回り方向に回転（矢印Ｒ３方向）し、用紙Ｓを分離する工程では、用紙分離部材５１の回転動作に追従して用紙Ｐの上面を這うように移動する。このときの揺動部材５２の回転軸５２ａに対する位置関係は図１０及び図１１において符号５２ｐ１で示す位置である。
【００９１】
用紙分離が行われた後も用紙分離部材５１は同方向（矢印Ｒ３方向）に回転を続け、ホームポジションから１８０°回転した所で一旦停止する。積層されて接着された用紙は、用紙の角部に設定されたトナー接着部Ｔが変形して持ち上がる特性を持つため、用紙分離部材５１が前記１８０度回転した位置から元のホームポジションに戻る方向（図示矢印Ｒ４方向）に回転する際、用紙分離部材５１が、前記変形し、浮き上がった用紙Ｐの角部に引っ掛かる場合がある。引っ掛かりを起こすと、用紙を変形させ、あるいは破損させることにつながり、さらに、この変形や破損によって用紙分離部材５１がホームポジションに戻ることができなくなる場合もある。ホームポジションに戻ることができなくなるということは、次動作が不可能になるということを意味する。
【００９２】
そこで、本実施例のように揺動プレート５２を揺動可能に用紙分離部材５１に設けると、分離を完了し、ホームポジションに戻るときは、揺動プレート５２がまず用紙束ＰＢの先端部に図示時計回り方向（矢印Ｒ４方向）に回転して用紙束ＰＢの上葉紙に接触し、用紙の微少な変形や浮きの状態を押さえ付けるようにしてホームポジションに戻る。このときの揺動部材５２の回転軸５２ａに対する位置関係は図１０及び図１１において符号５２ｐ２で示す位置である。
【００９３】
なお、実施例１でも触れたが、用紙分離部材５１が分離完了位置からホームポジションに分離動作時とは逆の方向に１８０度回転する場合、用紙分離部材５１と用紙束ＰＢの先端部ＰＢａの引っ掛かりを回避させる。この具体的構成として本実施例３では、図１１の拡大図に示すように、用紙分離部材５１の揺動駆動軸（第５のパルスモータＰＭ５の駆動軸）ＰＭ５ａに対して軸方向に可動であって、回転方向に不動となるように両者を結合する。すなわち、第５のパルスモータＰＭ５の駆動軸ＰＭ５ａに対して用紙分離部材５１を固定するのではなく、用紙分離部材５１の前記駆動軸ＰＭ５ａに装着する部分に軸方向に長いスライド溝５１ｂを設け、このスライド溝５１ｂを挿通してピン５２ｃを前記駆動軸ＰＭ５ａに固定する。その際、スライド溝５１ｂとピン５２ｃは緩み結合とする。これにより、用紙分離部材５１は上下方向に移動可能であり、回転方向には、回転トルクがピン５２ｃによって用紙分離部材５１に伝達される。
【００９４】
このような構成とすることにより、例えば用紙分離部材５１が用紙束ＰＢの先端部ＰＢａに引っ掛かって、戻り時のトルクが過大となった場合は、揺動プレート５２の下面によって形成される斜面５２ｄに沿って力が作用し、その上方向に向かう分力により、用紙分離部材５１はスライド溝５１ｂに沿って上方に競り上がり、用紙束ＰＢの上面に位置する。そして、用紙分離部材５１は、用紙束ＰＢの上面を滑りながら、過大な負荷を受けることなくホームポジションまで移動する。
【００９５】
なお、これまでは、用紙の片側端部にトナー接着部Ｔを設け、当該トナー接着部Ｔにおいて積層接着した用紙を分離する用紙分離装置を例示しているが、用紙の接着形態としては、両側を接着しているものもある。このような両側接着の用紙束ＰＢについては、図１２に示すように用紙接着部分離機構５０を搬送中心に対して対称に配置し、同じタイミングで用紙分離部材５１ａ，５１ｂによる分離動作を実行させるようにすれば、用紙束ＰＢを反転させて行うのに比較して１／２の時間で分離処理を終わらせることができる。また、両側から同時に用紙分離部材５１を挿入して分離を行わせるので、均一な剥離力が用紙に作用する。このため、用紙束の位置ずれ、あるいは回転が生じることもない。
【００９６】
図１２では用紙接着部分離機構５０を用紙束ＰＢの搬送中心に対して対称に配置させるため、搬送中心の下側に図示しない駆動用のパルスモータの駆動軸と連結されたピニオン５３を配置し、このピニオン５３の中心を回転対称中心として２つの用紙接着部分離機構５０ａ，５０ｂを搭載した用紙サイドフェンス５５ａ，５５ｂと連結された２本のラック５４ａ，５４ｂを配置して前記ピニオン５３と噛み合わせ、２つの用紙接着部分離機構５０ａ，５０ｂを対称に移動させるようにしている。用紙接着部分離機構５０ａ，５０ｂの位置は、各ラック５４ａ，５４ｂのホームポジション位置に設置した第５のホームポジションセンサＳＮ７ａ，ＳＮ７ｂによって検出され、この位置からの駆動量（駆動パルス数）によって用紙接着部分離機構５０ａ，５０ｂの位置がＣＰＵ１００によって認識される。
【００９７】
接着された用紙束（積層用紙）ＰＢは、用紙サイドフェンス５５ａ，５５ｂに沿わせるようにセットされるので、本実施例では、用紙サイドフェンス５５ａ，５５ｂ上に用紙接着部分離機構５０ａ，５０ｂを搭載し、固定した。このように構成することにより、用紙サイドフェンス５５ａ，５５ｂの用紙幅方向の移動に応じて、自動的に用紙束ＰＢの用紙幅方向の位置と用紙接着部分離機構５０ａ，５０ｂとの位置関係が出されることになる。また、用紙接着部分離機構５０ａ，５０ｂを固定するための専用の固定部材を設ける必要がないので、スペース的にも、位置合わせの面でも合理的な構成となっている。
【００９８】
他方、用紙のトナー接着部Ｔの分離を確実に行うには、用紙分離部材５１が突入し、トナー接着部Ｔに接触する部分が鋭利な状態であることが望ましい。このように鋭利であると、分離抵抗が少なく、確実に用紙を分離させることができる。そこで、本実施例では、トナー接着部Ｔに接触する部分を直径がφ１ｍｍ以下であって、スチールあるいはナイロン材質によるワイヤを使用する。このようにワイヤを使用すると、分離時に発生する分離抵抗に抗する張力を任意に設定することができる。ワイヤ径は細い方が、分離性能が良いが、加工性及び強度からφ１ｍｍ程度まで許容できる。
【００９９】
図１３は、このようなワイヤを使用した用紙分離部材５１の構成を示す図である。用紙分離部材５１の本体である用紙分離フレーム部５１ｃは平面視コの字形に樹脂材によって成形され、コの字形の開放側の端部にワイヤ５１ｄが張られている。ワイヤ５１ｄは両端部で金属のボールをカシメて取り付ける。図中、用紙分離フレーム部５１ｃにワイヤ５１ｄをセットする距離は（Ｌ＋ΔＬ）である。ワイヤ５１ｄは弾性を持つとともに用紙分離フレーム部５１ｃもコの字形に形成することにより、コの字の突出部分を内側に加圧すると、戻る方向に弾性を有する。ワイヤ５１ｄの長さはＬであり、ワイヤ５１ｄの両端のボール部５１ｅを用紙分離フレーム部５１ｃのコの字形の突出部分に形成されたボール嵌め込み溝５１ｆの凹部に嵌め込んでセットする。このセットによりワイヤ５１ｄがΔＬだけ伸び、また、用紙分離フレーム部５１ｃの前記コの字形の部分の弾性により、ワイヤ５１ｄに対して必要な張力得ることができる。
【０１００】
トナー接着部Ｔを剥離し、若しくは分割して用紙分離を行うための条件として、極力曲率の大きな分離形状で均一な長さ形状を有し、かつ一定の剛性を持つものを用紙間のトナー接着部Ｔに進入させることが望ましい。そこで、前記ワイヤ５１ｄを使用した構成にすると、これらの条件を満足することができ、確実な分離動作を行うことが可能となる。
【０１０１】
一方、ワイヤ５１ｄと同じ効果を発揮するように用紙分離部材５１の先端縁の曲率を成型や機械加工で形成するようにしても良い。図１４はこの例を示す用紙分離部材５１の横断面図で、同図（ａ）は先端縁に所定の曲率を与えた例、同図（ｂ）は先端縁に面取りを施しエッジを形成した例である。
【０１０２】
図１４（ａ）に示した例は、板圧が０．３〜１ｍｍの金属板５１ｈの端部をＲ加工（円筒面あるいは円柱面加工）したものを、樹脂フレーム部５１ｇと同時成型して形成する。すなわち、金属板５１ｈを挟んで用紙分離部材５１全体を樹脂で成型加工し、金属板５１ｈの先端部５１ｉの半径を例えばＲ＝０．５ｍｍとする。ワイヤ５１ｄと同様に先端半径は小さいほど用紙分離は良好であるが、Ｒとして形成する場合はこの程度まで良好である。
【０１０３】
図１４（ｂ）に示した例は、図１４（ａ）に示した例に対して、先端をＲ加工する代わりに片側又は両側からの面取りによって先端にエッジ５１ｊを形成したものである。このようにエッジ５１ｊを形成しても同様の効果を得ることができる。
【実施例４】
【０１０４】
図１５は実施例４に係る用紙接着部分離機構５０による分離動作の状態を検知する検知回路の一例を示す図である。用紙束ＰＢのトナー接着部Ｔと用紙接着部分離機構５０との位置が合っていないにも拘わらず用紙分離が行われたものとして次の動作工程に進んだとすると、接着されたままの用紙が送り込まれることになるので、ジャムを起こしたり破損したりという事故につながる。
【０１０５】
そこで、本実施例では、用紙接着部分離機構５０の用紙分離部材５１の動作時において、回転トルクの変動を検出するために、用紙分離部材５１又は第５のパルスモータＰＭ５の駆動軸ＰＭ５ａにひずみゲージを取り付け、そのひずみ量に相当する出力電圧を検出するようにした。
【０１０６】
すなわち、本実施例に係る検知回路は、増幅器１４１ａ、コントローラ１１０、表示パネル１１１及び比較器１４２ａからなる。この検知回路では、第５のパルスモータＰＭ５の駆動軸ＰＭ５ａに取り付けられたひずみゲージ５６の出力を増幅器（ＡＭＰ）１４１ａにより増幅してコントローラ１１０に出力する。コントローラ１１０では、予めひずみ量とひずみゲージ５６の出力電圧との関係を保持する図示しないメモリのテーブルを参照し、比較器１４２ａで比較する。コントローラ１１０はこの比較結果に応じて下記のように判断する。
【０１０７】
すなわち、
１）運転シーケンスの所定時間内に一定のレベルがあって繰り返すときは用紙の分離が行われていると判断する（出力電圧レベル：Ｍ）。
２）逆に、レベルに変化が起きないときは（出力電圧レベル：Ｌ）、用紙分離アームがホームポジションに戻った時点において、積層用紙のセットする方向が異なっている（すなわち、接着位置と用紙接着部分離機構の位置が対応していない）と判断する。
３）一方、そのレベルがさらに一定以上の高レベルに達したときは（出力電圧レベル：Ｈ）、用紙分離アームと用紙との引っ掛かりなどによる動作不良が起こったと判断する。
【０１０８】
そして、これらの判断結果に応じて、１）では、処理を継続し、２）では、接着位置と用紙接着部分離機構の位置が対応していない旨、操作パネル１１１に通知し、操作パネル１１１は表示部にその旨表示する。３）では、用紙分離アームと用紙との引っ掛かりなどによる動作不良が起こったとして動作を停止させ、用紙の除去をうながす操作パネル１１１の表示部に表示させる。前記判断は、前述の図５のフローチャートにおけるステップＳ１０７，Ｓ１０８，Ｓ１０９に対応する。
【０１０９】
また、ひずみゲージ５６の出力電圧のレベルの検知に基づいて判断することに代えて、状態を判別する手段として、用紙分離部材５１を回転駆動させる第５のパルスモータＰＭ５に通電される駆動電流の変化によって駆動トルクの変動を検知し、この検知結果に基づいて判断することもできる。この場合には、電流プローブをリード線に噛ませて電流値を計測するか、あるいは、モータの電流回路に直列にシャント抵抗を挿入し、その抵抗の両端に発生する電圧を取り出して、比例関係である電流値に換算して判別値とする。負荷トルクと通電電流値もほぼ比例関係にあるので、その大きさにより、前記１）ないし３）の状態を判断することができる。
【０１１０】
その他の各部は実施例１ないし３と同様に構成され、同様に機能する。
【実施例５】
【０１１１】
実施例１ないし４に記載したような用紙分離装置１は、例えばＡＤＦ（Auto Document Feeder）あるいは画像読み取り装置に搭載され、積層接着された用紙束ＰＢをＡＤＦの前段で１枚ずつに分離した後、当該ＡＤＦで画像読み取り装置の画像読み取り部に送り込む。これにより画像読み取り部は用紙束ＰＢの用紙を１枚ずつ読み取ることができる。読み取られた用紙は、読み取り後、再度トナーによって接着され、用紙束ＰＢとなる。この用紙分離、読み取り、用紙接着という工程を経ることにより、トナー接着により形成された用紙束ＰＢは、自動的に１枚ずつに分離されて読み取られ、元の冊子へ戻すことができる。その際、各工程を繰り返したとしても、用紙が破損することもない。
【０１１２】
このように用紙の分離と接着を一連の工程で実施するためには、用紙接着機能を有する装置内に用紙接着部分離機構５０を設けることが望ましい。すなわち、プリンタを含む画像形成装置、その周辺機内、あるいは画像読み取り装置（スキャナ）に、用紙接着機構と接着部解除機構を共に有する構成とすることによって、操作者は任意に、用紙のばらし、再綴じ、新規ページの挿入綴じなどを実行することができる。
【実施例６】
【０１１３】
接着に使用されるトナーは、接着用として特別に調合されるものではなく、通常の電子写真方式による用紙上へのプリントに使用されるトナーである。カラートナー、黒トナーなどが対象であり、接着強度を接着目的に合わせて調合した専用トナーが対象となる。すなわち、一般トナーの場合は、バインダ樹脂中に着色剤として各種の染料又は顔料を相溶、又は分散含有させて構成し、その粒子径は、数μｍ程度である。バインダである樹脂材料にはポリエステル樹脂などが用いられ、主にこれがトナーとしての融点を支配する。一般に８０〜１３０℃程度に設定されている。さらに、定着機構にオイルを使用しない形態でのトナーの場合は、これに適量のワックスを分散させる。オイルレストナーと称する。
【０１１４】
一方、用紙には普通紙、あるいは一般の印刷用紙が用いられる。このトナーを「接着パターン」Ｐｃとしてプリント後、必要枚数を重ね合わせ、接着媒体として逐次あるいは一括してトナーの融点以上になるように加熱する。このときエアーギャップの介在による接触面積の低下をなくすため加圧を併用する。トナーが溶融し合い、同時に用紙表面のフィラー部と絡み合った後に加熱を解除して、冷却が進行すると、両者間は一体となって固化して結合が行われる。
【０１１５】
以上のようにしてトナーにより接着された用紙間を、逆に１枚ずつ解除するのが本実施例の装置である。
【０１１６】
実施例１ないし４では、この解除のためには、接着された上葉紙Ｐと、下葉紙との間の空間Ｐｖに用紙分離部材５１を差し込み、これを移動させることによって両者を掻き分けるようにして分離していた。しかし、各種の外乱条件により分離が不安定で、紙剥けが発生した、あるいは分離トルクが大きくばらつくなど、分離品質に加えて、装置側の動作も不安定になるなどの問題があった。各種試験の結果、分離のための掻き分けが行われる直ぐ近傍において、トナーを融点以上の温度に加熱させ、半溶融状態を継続させつつ分離力を作用させれば、分離力も少なく、かつ分離力のばらつきも少なく、紙剥けのない分離が行われることが判明した。
【０１１７】
図１６は分離部温度と分離部材回転トルクとの関係、すなわち、温度をパラメータに取ったときの接着部分離トルクの特性を示す図である。同図からある一定の温度に昇温させた状態で分離部材を動作させるのが、駆動トルクが少なく有効であることが分かる。
【０１１８】
図１７は本実施例における用紙接着部分離機構を示す要部平面図である。この実施例６では、図３に示した実施例１の用紙接着部分離機構５０では、第５のパルスモータＰＭ５によって直接用紙分離部材５１を回転駆動していたものを、減速機構としてギヤ５７を用い、ギヤ５７の軸５７ａに用紙分離部材５１を一体に取り付けている。その他の各部は実施例１と同様に構成され、同様に機能するので、重複する説明は省略する。
【０１１９】
図１８は、本実施例における用紙分離部材の構成を示す図である。同図（ａ）は用紙分離部材５１の平面図、同図（ｂ）は発熱部の構成の一例を示す要部断面図、同図（ｃ）は発熱部の構成の他の例を示す要部断面図である。
【０１２０】
用紙分離部材５１の本体は、耐熱性で高強度を有するポリイミド、ファイバ入りポリイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、あるいはアルミニウム合金などの材料によって成形する。発熱部は用紙分離部材５１の先端縁５１ｋであって、分離のためにトナー接着部Ｔと接する全域に一体的に形成される。すなわち、トナー接着部Ｔに接触して分離を行う先端縁５１ｋには、発熱体５１ｍが全長にわたって形成されていることになる。発熱体５１ｍとしての高抵抗体材料であるヒータ線としては、ニクロム線（ニッケル、クロム合金）、カンタル線（クロム２０％、アルミニウム５％を含む鉄合金）などが用いられる。
【０１２１】
図１８（ｂ）は、用紙分離部材５１の先端縁５１ｋに円柱溝５１ｎを形成し、この中に発熱体５１ｍを埋没させた例である。絶縁性と固定のため、エポキシ系樹脂やフェノール樹脂などの熱可塑性樹脂を流し込むことにより固定させる。符号５１ｎ１は絶縁固定層を示す。
【０１２２】
発熱体５１ｍの形態として裸発熱体の場合は、図１８（ｂ）の形態で固定し、シース発熱体として事前に金属管の中に絶縁体とともに固定形成した発熱体５１ｍの場合は、図１８（ｃ）に示すように円柱溝５１ｏに嵌め込んだ後に接着剤によって固定する。符号５１ｏ１は接着固定層を示す。
【０１２３】
このように発熱体５１ｍを構成すると、用紙Ｐの分離点においてトナーに接触する用紙分離部材５１が加熱されていることにより、介在している接着トナーが軟化し、分離しやすくなると同時に紙剥がれなどの現象が発生することもない。さらに、分離時の駆動抵抗も減少させることができる。
【０１２４】
外部のリード線との接続は、移動変化の少ない回動支点近傍にコネクタ５１ｐを設けて行われる。このとき発熱体５１ｍの端部からのリード線は、用紙分離部材５１に設けた凹溝内に嵌め込むようにして配線するか、導線パターンとして形成して回転支点穴５１ｒ近傍まで配線する。この部分において、外部線とのコネクタ５１ｐを設けて着脱自在にコネクトさせるようにする。用紙分離部材５１の回転支点穴５１ｒにおいて、回転伝達のための駆動軸ＰＭ５ａとの結合方法は、丸穴中にＤカット５１ｓを形成して、ここに差し込み、その上部を抜け止めのためのネジで固定するか、Ｅリングで固定する。
【０１２５】
また、コネクタ５１ｐには、発熱体（形成部）５１ｍの近傍に埋め込まれた熱電対形の小型温度計５１ｍ２（図２０参照）からのリード線も接続されている。この熱電対形の小型温度計５１ｍ２の出力抵抗値は図示しないがコントローラ１１０を介してＣＰＵ１００に入力される。ＣＰＵ１００は入力された出力抵抗値に対して目標温度に向け常に一定値となるようにコントローラ１１０を経由して発熱体５１ｍへ流す電流をコントロールする。
【０１２６】
接着部周辺の温度は季節や１日のうちでも大きく変化する。加えて使用されるトナーの種類によっても融点が異なるので、小型温度計５１ｍ２を設けて温度計測を行うことにより、それらの外乱があっても適切な温度に設定することができ、確実な分離を行うことが可能となる。特に用紙接着部の温度を、その近傍で最も誤差少なく計測することができる。
【０１２７】
一方、発熱体５１ｍ近傍には、図１９（ａ）に示すように、発熱体５１ｍと並行して溝部５１ｔを設ける。これにより熱が用紙分離部材５１全体に急激に拡散し伝搬することを阻止するための、熱伝達障壁として機能する。また、熱的使用効率を上げて、トナー接着部Ｔの分離部分を所定温度に早く立ち上げることが可能となる。前記溝部５１ｔは、発熱体５１ｍの周辺部において空気層に接する数ｍｍの幅と深さを持った熱遮断溝であり、強度的に十分な範囲に形成されている。加えて溝部内面には図１９（ｂ）に示すように一定間隔で貫通穴部５１ｔ１を複合させて配列させると良い。これにより、さらに断熱効果を上げることができる。なお、溝部５１ｔあるいは貫通穴部５１ｔ１は、使用材料に応じて成型加工あるいは切削加工によって形成される。
【０１２８】
このように発熱体５１ｍの形成部近傍の形状を熱伝達障壁として機能するような形状に形成すると、発熱体５１ｍ部での温度が、ホルダ部５１ｕ２（図２０参照）全域に伝播して温度が低下するのを防止することができる。したがって、熱印加時に所定の温度に早く立ち上げることができる。
【０１２９】
発熱体としてセラミックヒータを使用する場合は端部分離部分にヒータパターンを配し、その外側をセラミックで包み込んで成形し、その後焼成して完成させる。使用するセラミックは、アルミナ又は窒化珪素を選択し、発熱体を内部に配置して同時に焼結する。これにより外部からも遮断されて酸化することなく保護絶縁される。発熱体となる材料は、タングステンあるいはモリブデンを使用する。
【０１３０】
セラミックヒータはセラミックの絶縁性と、成形が可能であるという利点から用紙分離部材５１として発熱体と一体的に形成できる点にメリットがある。加えて、数十ｍｍｓｅｃでの熱的立ち上がり時間、及び広い温度域の設定が可能なことから、セラミックヒータを用いた形成は有効である。すなわち、セラミックヒータはセラミック粉の成形加工の後、焼成で形成されるので、用紙分離部材５１としての他の機能（駆動軸ＰＭ５ａとの固定穴など）を同時かつ一体的に作ることが可能で、図１９に示したような配線を這い回す必要がなくなる。さらに、回転駆動系と嵌め合わされる回転軸穴部分も一体的に加工することができる。その際、機械的強度も十分確保することが可能である。なお、この場合も、セラミック内部から引き出されるリード線は、駆動軸ＰＭ５ａ近傍で外部線と接続するようにする。
【０１３１】
前記発熱体の外側をセラミックで包んで成型する方法では、用紙分離部材５１はセラミックの同一材料で一体的に形成されたが、発熱体形成部を有する加熱部と、それを保持するホルダ部との二体で形成することもできる。これにより、加熱に必要な面積を最小にすることが可能となり、加熱部をモジュールとして作ることができるので、熱的効率が良く機械的強度の高い用紙分離部材５１とすることができる。
【０１３２】
図２０はこの二体で形成された用紙分離部材を示す図である。同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は横断面図である。
【０１３３】
図２０において、用紙分離部材５１の用紙分離を行う加熱部５１ｕ１は、先端縁５１ｋが全長にわたりエッジ状に、又はＲ＝０．５ｍｍ以下の曲率の曲面に形成され、トナー接着部Ｔの分離性能を上げるようにしている。そして、このセラミック製の加熱部５１ｕ１をホルダ部５１ｕ２に取り付け、固定し、用紙分離部材５１として機能するように構成している。加熱部５１ｕ１におけるヒータとしては、例えば前記セラミックヒータが使用できる。このように用紙分離部材５１のトナーと接触する最も近い位置に発熱体５１ｍが配置されるので、熱的なロスを最少にし、効率良くトナーを加熱することができる。
【０１３４】
セラミック製の加熱部５１ｕ１を、ホルダ部５１ｕ２に取り付け、固定する場合、ホルダ部５１ｕ２への熱伝達量が最小となるように断熱性を付与する必要がある。本実施例では、図２０（ａ）に示すようにＡ、Ｂ、Ｃの３点に微小な突起５１ｕ３３，３１，３２が設けられており、この突起５１ｕ３１〜３３をホルダ部５１ｕ２に対応して設けられた穴部に嵌め込む。その際、Ａ、Ｂ点を嵌め込みながらＣ点に差し込むことにより、位置出しが行われるとともに加熱部５１ｕ１の回転が規制され、ホルダ部５１ｕ２と一体となる。
【０１３５】
Ａ及びＢ点の嵌め合いは、図２０（ｂ）に示すように直径ｄに対して挿入のための開口幅をＬとして狭くした（ｄ＞Ｌ）クリック（スナップフィット）構造としているので、接着剤で固定しなくとも、自動的に抜け止め構造とすることができる。
【０１３６】
図２０に示したように加熱部５１ｕ１とホルダ部５１ｕ２の二体で構成すると、加熱部５１ｕ１とホルダ部５１ｕ２の合わせ部において３点の寸法位置により、自動的に断熱用のエアーギャップ５１ｕ３がコの字型に形成される。さらに、接着剤を用いて固定しないので着脱可能であり、加熱部５１ｕ１に何らかの不都合が発生した場合、部品交換も容易に行うことができる。
【０１３７】
一方、運転時の振動などに起因する共振現象で、加熱部５１ｕ１あるいはホルダ部５１ｕ２から発生する振動音が問題となる場合は、加熱部５１ｕ１とホルダ部５１ｕ２との間に形成される断熱用のエアーギャップにシリコーンゴムなどの断熱性材料を充填すると、共振点を移動させることができ、共振音の発生を防止することが可能となる。
【０１３８】
ホルダ部５１ｕ２の材料としては、耐熱強度と機械的強度を有するものとしてポリイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ベークライト樹脂などを使用することができ、これを成形あるいは切削加工して用いる。支点部は回転トルクを伝達するために駆動軸ＰＭ５ａと丸穴で嵌め合わされ、回り止めのＤカット加工が施されたＤカット部５１ｓとなっている。そして、ホルダ部５１ｕ２の抜け止めには、駆動軸ＰＭ５ａの上部でネジ止めあるいはＥリング止めが使用される。
【０１３９】
図２１は図２０に示す加熱部の横断面図である。加熱部５１ｕ１は、図２１に示すような断面形状にセラミックを形成後に、形成したセラミック基板５１ｕ４上に発熱体となる材料のペーストをスクリーン印刷法によって塗布し、その後、焼成することにより発熱体パターン５１ｍ１を形成する。発熱体材料のペーストとしては、例えばモリブデンあるいはタングステンが用いられる。これが図２０に示す発熱体５１ｍを構成する。ペーストを使用してスクリーン印刷すると、接着を解除するのに必要な全域の曲率形状を犠牲にすることなく、この部分に発熱体５１を形成することができる。
【０１４０】
本実施例では、発熱体パターン５１ｍ１はセラミック内部でなく、表面に形成するので、用紙分離部材５１によってトナー接着部Ｔを分離するときに当該トナー接着部Ｔと接触する最先端部に形成することができる。このため、トナー接触部Ｔを加熱する温度効率を最も効率の良いものとすることができる。同時に、最先端部形状はエッジ又はＲ＝０．５ｍｍ程度以下が分離のための理想条件であるので、この条件のもとで発熱体パターン５１ｍ１を形成することができ、最も望ましい形態の加熱部５１ｕ１とすることができる。その際、発熱体パターン５１ｍ１（熱抵抗体）の形成とともに、そこから引き出される、外部との接続用リード線５１ｑもパターン化して同時にセラミック基板５１ｕ４上に形成することができる。
【０１４１】
また、熱的効率を上げるため、セラミック基板５１ｕ４上であって発熱パターン５１ｍ１の直下に発熱体で発熱した熱を蓄熱させるための蓄熱層５１ｕ５を形成することもできる。このように蓄熱層５１ｕ５を形成すると、その蓄熱効果によって入力エネルギを削減することが可能となる。蓄熱層５１ｕ５は、例えばガラス（ＳｉＯ２）を材料とし、層厚１０〜２０μｍ以下の層とする。そして、このガラス層の上に発熱体パターン５１ｍ１とリード電極５１ｑパターンが形成される。その他の蓄熱層形成材料としては、例えばポリイミド樹脂が知られている。ポリイミド樹脂には、ペースト状のものがあり、このペースト状のポリイミド樹脂を塗布又はディッピングにより成膜化し、その後、オーブンによって６０℃の温度下で、数十分程度加熱する。ポリイミド樹脂は、この加熱により固化し、蓄熱層としての所望の特性を得ることができる。
【０１４２】
発熱体パターン５１ｍ１とリード電極５１ｑパターンの上層である最表層には、それらの保護層５１ｕ６を形成する。保護層５１ｕ６は発熱体パターン５１ｍ１とリード電極５１ｑパターンを酸化による劣化から保護するとともに、分離動作において、用紙間のトナー接着部Ｔあるいは用紙と接触を繰り返す際の用紙との接触抵抗を低くする機能も有する。さらに、保護層５１ｕ６は用紙分離部材５１の耐久性を向上させ、分離性能を維持する。１０μｍ程度でコーティングする保護層材料は、テフロン（登録商標）樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、あるいはエポキシ系樹脂でこれを塗布又はディッピングにより成膜化した後に、オーブン内で加熱して固化させ、所望の特性を得る。
【０１４３】
このように発熱体５１ｍの上層部に耐熱性でかつ摩擦係数の低いテフロン樹脂コーティング、ＰＥＥＫ樹脂コーティングを行うと、用紙分離部材５１と用紙Ｐとの摺動摩耗を軽減し、耐久性を向上させることができる。また、用紙分離時における用紙分離部材５１及び用紙に作用する抵抗を小さくすることができる。これにより、用紙分離部材５１を駆動する第５のパルスモータＰＭ５のモータトルクが小さくて済むので、モータの小型化による省電力化を図ることができる。さらに、用紙に作用する抵抗が小さいということは、分離時に上葉紙Ｐが移動しないように押さえる第１及び第２の保持パッド２３，３３の保持力を小さくすることができることを意味し、保持力が小さくなれば、その分、第１及び第２の保持機構２０，３０を駆動する第１及び第２のパルスモータＰＭ１，２の省電力化を図ることができる。
【０１４４】
なお、発熱体５１ｍ部がトナー層に接触して分離する過程では、トナーと完全に密着している状態から若干のギャップを持たせて分離のきっかけを作って行うことが望ましい。図２２は、この若干のギャップを持たせる構成の例を示す加熱部５１ｕ１の横断面図である。図２２（ａ）に示した例では、発熱パターン５１ｍ１の発熱端より僅か離れた搬送方向上流側の位置に、小径で高さが２〜３μｍ程度のディンプル５１ｕ７を端部に複数列平行に並べて配置する。その際、接着分離時にディンプル５１ｕ７部への負荷抵抗が一度にかからないように、分散させることを目的に、それぞれのディンプル５１ｕ７を千鳥状に配置するとともに、ディンプル５１ｕ７の断面を見たとき、高さ０から搬送方向上流側が２〜３μｍ高くなるような移動方向下流側が登り傾斜となるような傾斜面となるようにする。これにより加熱部５１ｕ１とトナーが密着するという現象を回避することができる。
【０１４５】
これらのディンプル５１ｕ７は、表面の保護層５１ｕ６を形成するときに同時に、又は２回目の塗布工程で形成する。すなわち、まず前面のコーティングを行って予備乾燥が行われた後、スクリーン印刷によりディンプル５１ｕ７部をすり重ねるようにし、その後、再度の乾燥を行って固定化する。
【０１４６】
図２２（ｂ）はディンプル形状の他例を示す加熱部の横断面図である。図２２（ｂ）の例では、細帯状の凸部５１ｕ８を、端部に直角に数個所設けている。この凸部５１ｕ８は、図２２（ａ）に示したディンプル５１ｕ７と同様に千鳥配列し、あるいは傾斜を持たせるようにすることができる。
【０１４７】
このように曲率を持った用紙分離部材５１の先端縁５１ｋ及びその周辺は、丁度、良く研磨された包丁でチーズをカットするときのようにトナーが吸着しやすい。しかし、ディプル５１ｕ７，５１ｕ８を設け、トナーと部分接触させることにより分離抵抗が小さくなってトナー接着部Ｔにおいて用紙は容易に分離できるようになる。
【０１４８】
図２３は放熱用フィンを備えた用紙分離部材を示す平面図である。放熱用フィン５１ｖ１は図１８（ａ）に示した用紙分離部材５１の回転支点穴５１ｒが形成された用紙分離部材５１の回転支点端５１ｖに設けられている。放熱用フィン５１ｖは、本実施例では、回転支点を中心に同心円状に設けられた短冊状の部材で、ここでは、短冊状の部材を扇形に広げた形状となっている。この放熱用フィン５１ｖ１により、回転支点端５１ｖ近傍の熱が自然放熱され、駆動軸ＰＭ５ａを介して伝達される駆動系への熱伝達を抑制している。その結果、発熱体５１ｍからの熱伝達に起因する駆動伝達系ギヤの耐久性劣化及び駆動系モータの耐久性劣化を防止することができる。
【０１４９】
その他、特に説明しない各部は実施例１ないし４と同様に構成され、同様に機能する。
【実施例７】
【０１５０】
用紙分離部材５１は、図２に示したように用紙束ＰＢの上葉紙に形成された用紙の浮きによって生じた空間Ｐｖに挿入され、回転方向下流側のトナー接着部Ｔ若しくはトナー接着層に用紙分離部材５１の先端縁５１ｋが衝突した後、トナー接着層を掻き分けながら進行し、用紙、ここでは上葉紙とその直ぐ下の下葉紙を分離する。その際、用紙分離部材５１を回転駆動する駆動源となるモータが十分なトルクを有していれば、当該モータによって駆動される用紙分離部材５１を一定速で動作させることにより分離は進行して完了となる。
【０１５１】
しかし、このように駆動源となるモータが十分なトルクを有するためには、大型のモータである必要がある。しかし、モータが大型であると、その分コストが高くなり、また占有空間も大きくなって省エネ、小型化の要求とは逆行する。そこで、本実施例では、比較的トルクが小さな小型のモータで、かつ、パルスによるステップ入力によりそれに対応した角度の回転角が得られるパルスモータを使用して用紙を分離するようにした。
【０１５２】
実施例１では、用紙分離部材５１は第４のホームポジションセンサＳＮ６が検出した位置をホームポジションとして待機しており、上葉紙Ｓに用紙浮きの空間Ｐｖが形成されると、第５のパルスモータＰＭ５が回転を開始する。その際、例えば図２４において実線で示すホームポジション（ＨＰ）からスタートしてエンドポジションセンサＳＮ８によって検出されるエンドポジション（ＥＰ）まで１８０°回転し、その後、ホームポジションに戻るという動作であった。
【０１５３】
これに対し、本実施例では、実際に接着を終了する約１２０°の回転角内の動作を複数回に分けて、トナー接着層への衝突を繰り返しながら、徐々に用紙分離部材５１を用紙束ＰＢ先端側に進行させ、用紙を分離するようにした。図２４はこのときの動作を示す動作説明図であり、実施例１における図３に対応する。すなわち、本実施例では、図２４に示すように第５のパルスモータＰＭ５の駆動軸ＰＭ５ａに直接用紙分離部材５１を取り付けて固定し、
１）ホームポジションＨＰから目標角度Ｈ１まで回転させ、若干進行させた後、ホームポジションＨＰに戻す。
２）再度ホームポジションＨＰから目標角度Ｈ２まで回転させ、同じく若干進行させた後、ホームポジションＨＰに戻す。
３）最後は目標角度Ｈ３まで回転させ、さらに進行させてトナー接着部Ｔにおいて用紙の分離を完了した後、ホームポジションＨＰに戻す。
あるいは、回転量の最後について駆動パルス数の管理をしない場合は、
４）エンドポジションセンサＳＮ８で検出されるまで回転した後、ホームポジションＨＰに戻す。
という各工程を実行し、１サイクルの工程を完了とする。
なお、１２０°というのは、前記３）において用紙を切り離して進行する最終角度をいう。
【０１５４】
本実施例では、以上のように３段階の移動動作を繰り返して、確実な分離を実現するようにしている。このように分割して動作させることによって、用紙分離部材５１がトナー接着部Ｔに衝突する度に１／２Ｉω２なる衝撃エネルギをトナー接着部Ｔに付与することができる。これにより、用紙の分離を容易に進行させることが可能となる。また、分離動作の確実性を向上させることができる。
【０１５５】
なお、本実施例では、パルスモータＰＭ５を使用しているが、エンコーダを有し、回転角度制御可能なＤＣモータを使用しても同様の制御が可能であり、同様の効果を得ることができる。
【０１５６】
図２４に示した例では、１回々々ホームポジションＨＰから衝突させる位置まで用紙分離部材５１を回転させ、その後、戻すという動作を繰り返していた。しかし、衝突する度に１回々々ホームポジションＨＰに戻すとその分時間がかかる。一方、用紙分離部材５１は用紙を浮かせた空間Ｐｖに挿入され、その空間Ｐｖを経て用紙間のトナー接着部Ｔに進行し、衝突するように動作するが、１回目はホームポジションＨＰから移動するが、その後の２回目、３回目の動作は、ホームポジションＨＰまで戻さなくても、用紙分離部材５１の回転先端が用紙に形成された用紙浮きの空間Ｐｖの領域から抜け出ない範囲まで戻して、そこから前記した目標角度への進行動作を繰り返す。これにより１サイクルの時間を短縮することができる。
【０１５７】
図２５はこの動作を示す速度線図で、横軸に時間、縦軸に位置を取り、ホームポジションＨＰからエンドポジションＥＰに至る状態を示す。
【０１５８】
このように用紙分離部材の初回以降の繰り返し動作の起点は、用紙分離部材５１が分離すべき用紙浮きの空間Ｐｖ内に位置させると、用紙分離部材５１を挿入する空間Ｐｖを形成する上葉紙の浮きが初回の分離動作で変形しても、その後の動作で用紙分離部材５１を挿入できないという不具合が発生することはない。さらに、ホームポジションＨＰから分離動作を繰り返すのに比べ、分離に必要とする時間を短縮化することができる。
【０１５９】
同じくステップモータ使用の場合において、用紙分離部材５１の位置と対応した駆動ステップ数の管理で、それぞれの目標角度を認識して複数回に分けて目標角度への進行動作を繰り返すこともできる。この場合、図２６に示すように
１）ホームポジションＨＰから目標角度Ｈ１までの回転をさせて、若干進行させた後に、設定パルス数により戻し位置まで戻す。この位置は用紙分離部材５１が用紙浮きの空間Ｐｖの領域内にあり、さらに余裕を見込んだ位置である。
２）今度は戻し位置から目標角度Ｈ２まで回転させて、同じく若干進行させた後、戻し位置に戻す。
３）最後は、戻し位置から目標角度Ｈ３へ回転させて、ここからさらに進行をさせて分離を完了したのち、ホームポジションＨＰに戻す。
あるいは、ここを駆動パルス数の管理をしない場合は、
４）エンドポジションセンサによって検出されるまで進行した後、ホームポジションＨＰに戻す。
という各工程を実行し、１サイクルの工程を完了とする。
図２６に示した１サイクルタイムＣＴＭ２は、図２５に示した１サイクルタイムＣＴＭ１と比較して大きく短縮化されるのが分かる。
【０１６０】
なお、本実施例では、目標角度をＨ１〜Ｈ３の３段階としたが、実際の制御では、用紙の接着強度や接着パターンに応じて目標角度の設定回数を増加減させて最適運転が行われる。
【０１６１】
この場合も当然、エンコーダを有し、回転角度制御可能なＤＣモータを使用しての駆動でも駆動可能である。
【０１６２】
その他、特に説明しない各部は実施例１と同様に構成され、同様に機能する。
【実施例８】
【０１６３】
図２７は、用紙分離部材が慣性エネルギの付与機構を有する実施例８に係る用紙接着部分離機構の要部を示す平面図である。
【０１６４】
本実施例では、実施例７における分離時の衝突エネルギを大きくするため、用紙分離部材５１の回転支点端５１ｖ側を延長し、延長部５１ｖ２の先端近傍に高質量部材５１ｖ３を取り付けたものである。このように延長部５１ｖ２の先端近傍に高質量部材５１ｖ３を取り付けると、用紙分離部材５１の回転時の慣性質量を大きくすることができる。このように慣性質量を増加させると、用紙分離部材５１のトナー接着部Ｔへの衝突時のエネルギを大きくすることができる。その結果、用紙の分離性能を向上させ、確実に用紙を分離することができる。高質量材料としては鉄、鉛等を使用する。
【０１６５】
図２７に示した例では、用紙分離部材５１に延長部５１ｖ２を設け、高質量部材５１ｖ３を付加して回転慣性を上げるように構成しているが、用紙浮き空間Ｐｖに用紙分離部材５１ｖ３を挿入して分離動作を行っているとき、接触を起こさないような扇方形状として、そこに高質量部材を付加するという形態とすれば、さらに慣性効果を上げることができる。
【０１６６】
慣性質量を大きくし、用紙分離時の衝突エネルギをさらに大きくするために、図２８に示すように用紙分離部材５１を回転駆動する第５のパルスモータＰＭ５の駆動軸ＰＭ５ａに、慣性ホイールＰｍ５ｂを取り付ける。慣性ホイールＰＭ５ｂは高質量な鉄系あるいは銅系の材料を使用する。慣性ホイールＰＭ５ｂの直径は第５のパルスモータＰＭ５の立ち上げ可能な慣性量と、許容可能な取り付けスペースの範囲で決定される。
【０１６７】
第５のパルスモータＰＭ５への駆動パルスの入力周波数は、分離のための目標角度Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３の個所で、脱調しない最高周波数が得られるようにそれぞれ設定されるスタートから順次上げていく。その際、分離時の衝突エネルギを最大化するようにスピードを持っていけば良いので、高慣性質量にして最高の速度を限られたモータ容量の中で得られことになり、効率的である。
【０１６８】
大きな衝撃エネルギで分離が進行するので、用紙接着が弱いというような条件によっては、仮にアタックの回数を２回、あるいは１回に減少させるということも可能である。
【０１６９】
なお、図２８では、用紙分離部材５１に高質量部材５１ｖ３を取り付けて慣性質量を付与し、さらに、駆動軸ＰＭ５ａに慣性ホイールＰＭ５ｂを取り付けて慣性力を付与しているが、慣性ホイールＰＭ５ｂだけでも良いことはいうまでもない。
【０１７０】
このように用紙分離部材５１を回転駆動する第５のパルスモータＰＭ５の駆動軸ＰＭ５ａに慣性ホイールＰＭ５ｂを取り付け、パルスモータの駆動最高周波数を、それぞれの目標角度Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３において最高周波数となるように駆動すると、用紙分離部材５１の衝突時エネルギを、慣性と角速度の面から最大にさせてトナー接着部Ｔに突入させることができる。その結果、分離力を向上させ、確実に用紙を分離することができる。
【０１７１】
なお、特許請求の範囲における用紙束は本実施形態では符号ＰＢに、最上位の用紙（上葉紙）は符号Ｐに、用紙分離装置は符号１に、空間は符号Ｐｖに、空間形成手段は用紙浮かし機構４０に、トナーによる接着部はトナー接着部Ｔに、第１の保持手段は第１の保持機構２０に、第２の保持手段は第２の保持機構３０に、用紙分離部材は符号５１に、用紙分離手段は用紙接着部分離機構５０に、発熱部は加熱部５１ｕ１に、ホルダは符号５１ｕ２に、ホームポジションは符号ＨＰに、エンドポジションは符号ＥＰに、目標角度は符号Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３に、ローラ巻き上げ手段は撓み形成ローラ４７に、静電吸着手段は静電吸着板４９−１に、エアー吸着手段はエアー吸着板４９−１０に、支持板はガイド板１０に、それぞれ対応する。
【０１７２】
さらに、本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施例は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１７３】
１ 用紙分離装置
１０ ガイド板
２０ 第１の保持機構
３０ 第２の保持機構
４０ 用紙浮かし機構
４７ 撓み形成ローラ
４９−１ 静電吸着板
４９−１０ エアー吸着板
５１ 用紙分離部材
５０ 用紙接着部分離機構
５１ｕ１ 加熱部
５１ｕ２ ホルダ
ＥＰ エンドポジション
ＨＰ ホームポジション
Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３ 目標角度
Ｐ 最上位の用紙（上葉紙）
ＰＢ 用紙束
Ｐｖ 空間
Ｔ トナー接着部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１７４】
【特許文献１】特開２０００−１９０２５２号公報
【特許文献２】特開平７−２２３３８７号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙分離装置画像読み取り装置、用紙処理システム及び用紙分離方法に係り、さらに詳しくは、プリンタ、ＭＦＰ（Multi Function Peripheral）、複写機などの電子写真を応用した出力機器や読み取り装置内で、トナーによって接着され、綴じられた用紙束について、綴じ状態を自動的に解除し、用紙を１枚ずつ分離する用紙分離装置、この用紙分離装置を備えた画像読み取り装置、この画像読み取り装置を備えた用紙処理システム、及び前記用紙分離装置で実施される用紙分離方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
綴じ処理は一般にはステープラと称される綴じ装置が使用され、綴じ処理には金属製の針が使用されている。このような金属製の針（ステープル針）を使用したものでは、ステープル針を物理的に抜き取り、切り取れば綴じ状態を解除することが可能である。
【０００３】
一方、帯状のシートで形成される綴じ部材により用紙束を綴じる綴じ方法も知られている。このような綴じ方法を解除する場合には、帯状のシートで形成される綴じ部材によって綴じられた用紙束を載置する載置部と、用紙束の表面の綴じ部材を検出する検出手段と、前記綴じ部材を分断する分断手段と、を備え、綴じられた用紙束における綴じ部材の位置情報を得て、用紙束の綴じ状態を自動的にしかも確実に解除して用紙ごとにばらすことが提案されている（例えば特許文献１）。
【０００４】
他方、ステープルあるいは帯状のシートからなる綴じ部材のように用紙に穴を形成することなく綴じる綴じ方法としてトナーによって綴じる方法が知られている（例えば特許文献２）。この方法は、シートの綴じ代相当部分に熱軟化性を有する電子写真用トナーを付着させ、かつ、該部分に他のシートの綴じ代相当部分を重ねた状態で、該綴じ代相当部分同士を加熱及び加圧して接着するものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ステープル針によって綴じる方法では、金属のステープル針を抜き取り、あるいは切り取って綴じ状態を解除することができる。また、特許文献１記載の技術のように帯状のシートによって綴じる方法では、帯状のシートを分断し、引き抜いて綴じ状態を解除することができる。いずれにしても綴じを解除した場合には、用紙束にステープル跡が穴として残ることになる。その際、用紙束を構成する各用紙自体はばらばらであり、ステープル針あるいは帯状の綴じ部材によって機械的にまとめられているに過ぎない。
【０００６】
これに対し、用紙を何らかの接着手段、例えば特許文献２記載の技術のようにトナーを利用して用紙を接着し、用紙束として綴じたものでは、針の抜き取りや分断では綴じ状態を解除することはできない。このような場合、綴じ状態を解除するには、接着した部分をカッタによって切り取り、各用紙の接着状態を解除すれば可能であるが、用紙の接着部分が切り取られることから、元の用紙の形状をとどめることができない。
【０００７】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、トナーによって接着されて綴じ処理された用紙束の綴じ状態を、用紙を傷つけることなく用紙の形状をとどめた状態で解除し、１枚ずつの用紙にばらすことができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明は、トナーによって接着され、複数枚の用紙が積層されてなる用紙束から当該用紙束の最上位の用紙を分離する用紙分離装置であって、前記用紙束の最上位の用紙を当該用紙の直ぐ下の用紙から浮かせて両者間に空間を形成する空間形成手段と、前記空間形成手段によって前記空間を形成する際、前記用紙束の前記空間形成手段が配置された位置よりも前記トナーによる接着部側を押さえ、前記用紙束を保持する第１の保持手段と、前記空間形成手段によって前記空間を形成した後、前記用紙束の前記空間形成手段が配置された位置よりも前記接着部から離れた側を押さえ、前記用紙束を保持する第２の保持手段と、前記第２の保持手段によって保持された状態で前記空間内に挿入され、前記トナーによって接着された部分まで移動し、前記トナーによる接着状態を解除して前記最上位の用紙を前記用紙束から分離する用紙分離部材を含む用紙分離手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、トナーによって接着されて綴じ処理された用紙束の綴じ状態を、用紙を傷つけることなく用紙の形状をとどめた状態で解除し、１枚ずつの用紙にばらすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る実施例１におけるトナーによって綴じられた用紙束の一例を示す図である。
【図２】実施例１における用紙分離装置の概略構成を示す要部正面図である。
【図３】図２の平面図である。
【図４】実施例１における制御回路の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図５】図４に示したＣＰＵによって実行される用紙分離装置のメイン動作を示すフローチャートである。
【図６】実施例２に係る用紙分離装置の概略構成を示す要部正面図である。
【図７】実施例２における静電方式の吸着板の構成を示す図である。
【図８】図７に示した静電吸着板の断面構成を示す図である。
【図９】実施例２におけるエアー方式の吸着板の構成を示す図である。
【図１０】実施例３に係る用紙分離装置の概略構成を示す図である。
【図１１】実施例３における用紙分離部材近傍の構成を示す要部拡大図である。
【図１２】用紙接着部分離機構を用紙束の搬送中心に対して対称に配置した例を示す平面図である。
【図１３】ワイヤを使用した用紙分離部材の構成を示す図である。
【図１４】用紙分離部材の先端縁の形状を成型や機械加工で形成した例を示す図である。
【図１５】実施例４に係る用紙接着部分離解除機構による分離動作の状態を検知する検知回路の一例を示す図である。
【図１６】実施例６における分離部温度と分離部材回転トルクとの関係を示す図である。
【図１７】実施例６における用紙接着部分離機構を示す要部平面図である。
【図１８】実施例６における用紙分離部材の一例を示す図である。
【図１９】実施例６における用紙分離部材の他の例を示す図である。
【図２０】実施例６における二体で形成された用紙分離部材を示す図である。
【図２１】図２０に示す加熱部の横断面図である。
【図２２】発熱体部にトナーと密着しないようにギャップを持たせた例を示す図である。
【図２３】放熱用フィンを備えた用紙分離部材を示す平面図である。
【図２４】実施例７における用紙分離部材の動作を示す説明図である。
【図２５】図２４における用紙分離部材の動作の一例を示す速度線図である。
【図２６】図２４における用紙分離部材の動作の他の例を示す速度線図である。
【図２７】用紙分離部材が慣性エネルギ付与機構を有する実施例８に係る用紙接着部分離機構の要部を示す平面図である。
【図２８】図２７のパルスモータの駆動軸に慣性ホイールを設けた例を示す用紙接着部分離機構の要部正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、用紙束のうち最上位の用紙をその下の用紙から浮かし、その間に用紙分離用の部材を挿入し、トナーの接着部分を当該部材によって引き剥がし、用紙を１枚ずつ分離することを特徴とするものである。
【００１２】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について実施例ごとに説明する。なお、実施例１が基本となる用紙分離装置の構成を示し、実施例２以降は実施例１の変形例なので、実施例２以降については実施例１と重複する各部の構成及び動作についての説明は適宜省略する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の実施例１におけるトナーによって綴じられた用紙束の一例を示す図である。同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は正面図である。同図では、用紙Ｐの平面視左下の角部である綴じ代相当部分に熱軟化性を有する電子写真用トナーを付着させてトナーパターンＰｃを形成し、当該綴じ代相当部分と他の用紙の綴じ代相当部分を重ねた状態で、当該綴じ代相当部分同士を加熱及び加圧して用紙を接着し、用紙束ＰＢを形成したものである。この接着は図示しないトナー接着装置によって搬送されてくる１枚目の用紙（最下位の用紙）Ｐ１からｎ枚目の用紙（最上位の用紙）Ｐｎ１枚ごとに実施され、１冊の用紙束（積層用紙）ＰＢが形成される。
【００１４】
図２は本実施形態における用紙分離装置の概略構成を示す要部正面図、図３は図２の平面図である。
【００１５】
図２及び図３において、用紙分離装置１は、ガイド板１０、第１及び第２の保持機構２０，３０、用紙浮かし機構４０、用紙接着部分離機構５０及び用紙搬送機構６０から基本的に構成されている。
【００１６】
ガイド板１０は、トナーによって綴じられた用紙束（積層用紙）ＰＢが置かれ、用紙接着部分離機構５０で分離させる間支持する部材であり、分離後、用紙Ｐはガイド板１０状態から排紙される。なお、用紙束ＰＢは図示しない搬送手段によって上流側から搬送され、あるいは搬送手段を介さずにユーザが直接ガイド板１０上に用紙束ＰＢを置き、所定位置にセットされる。
【００１７】
ガイド板１０上には、用紙排紙方向（以下、単に搬送方向と称す。）下流側から搬送中心に沿って第１の保持機構２０、用紙浮かし機構４０、及び第２の保持機構３０が配置され、さらに用紙束ＰＢの先端部ＰＢａのトナー接着部Ｔの側部に用紙接着部分離機構５０が配置されるとともに、ガイド板１０の下流側の直近に用紙搬送機構６０が設けられている。
【００１８】
ガイド板１０の第１及び第２の保持機構２０が配置された位置と対向する位置には、それぞれ第１及び第２の摩擦部材１１，１２が配置されている。
【００１９】
第１の保持機構２０は、第１の加圧軸２１、第１の加圧軸２１の下端に設けられた第１の加圧板２２、第１の加圧軸２１を回転駆動し、第１の加圧板２２を昇降させる第１のパルスモータＰＭ１、前記第１の摩擦部材１１と対向し、第１の摩擦部材１１との間に用紙束ＰＢを挟み、両者間で保持する第１の保持パッド２３、第１の保持パッド２３と第１の加圧板２２の間に装着され、圧縮量に応じた弾性力を第１の保持バッド２３に付与する第１のバネ部材２４、及び第１の加圧軸２１の位置から第１の加圧板２２のホームポジションを検知する第１のホームポジションセンサＳＮ１を備えている。第１の保持パッド２３は図３から分かるように平面視長方形であり、第１の摩擦部材１１も同様の形状をしている。
【００２０】
第１の保持パッド２３には、第１の保持パッド２３と第１の加圧板２２の最大間隔を規定する第１の持ち上げ板２６が取り付けられている。第１の持ち上げ板２６には第１の加圧板２２の上面と接触する第１の突片２６ａが形成され、第１の加圧板２２がこの第１の突片２６ａの下面に当たった位置からさらに上方に移動すると、第１の加圧板２２が第１の持ち上げ板２６を持ち上げ、第１の保持パッド２３を一体に引き上げる。第１の加圧板２２は第１の保持パッド２３が用紙束ＰＢの上面に接触し、その状態で第１の加圧板２２が下方に移動する場合には、第１のバネ部材２４の圧縮量に応じた加圧力を用紙束ＰＢ側に付与する。
【００２１】
また、第１の保持パッド２３によって保持可能な位置には、用紙束ＰＢの先端部ＰＢａが突き当たり、当該先端部ＰＢａを規制する突き当て板２５が、ガイド板１０の表面から進出後退可能に搬送中心に対して対称な個所に２個所設置されている。突き当て板２５の進出後退動作はソレノイドＳＬによって行われ、進出量はソレノイドＳＬの駆動ストロークで規定され、予め突出量は設定されている。なお、ソレノイドＳＬは駆動時にアクチュエータを吸引することよって突き当て板２５をガイド板１０の表面から後退させる。突き当て板２５の配設位置の直近の搬送方向上流側には、用紙束ＰＢの先端部ＰＢａを検出する用紙端検出センサＳＮ４が配置されている。
【００２２】
さらに、ガイド板１０の搬送方向上流側であって、用紙束ＰＢを押圧可能な位置には、第２の保持機構３０が配置されている。第２の保持機構３０は、第２の加圧軸３１、第２の加圧板３２、第２のパルスモータＰＭ２、第２の保持パッド３３、第２のバネ部材３４、第２の持ち上げ板３６、第２の突片３６ａ、第２のホームポジションセンサＳＮ２を備えており、これらの各部は第１の保持機構２０と同一の構成である。なお、第２の保持パッド３３は第１の保持機構２０と同様に第２の摩擦部材１２の垂直上方に位置している。
【００２３】
第２の保持機構３０は、用紙浮かし機構４０よりも搬送方向上流側に設置する。用紙撓み側で保持しようとすると、用紙Ｐの撓み側は用紙接着部分離機構５０の可動範囲内であるためスペースが狭く、適切な押さえができない上、用紙Ｐそのものに永久変形を与えてしまう可能性があるからである。また、第２の保持パッド３３は、用紙の幅方向（搬送方向と直交する方向）全域又は用紙の幅方向の両端部で、トナー接着部Ｔの延長上に相当する２個所に設けることが好ましい。この位置は、用紙接着部分離機構５０によってトナー接着部Ｔに作用する分離力に対して効率の良い押さえ位置である。
【００２４】
用紙浮かし機構４０は、第１の保持機構２０と第２の保持機構３０との間に設けられ、撓み形成ローラ４７によって第１の保持機構２０によって保持された用紙束ＰＢの最上位の用紙（以下、上葉紙ともいう。）Ｐに対して上方に撓みＰｔを生じさせるものである。この用紙浮かし機構４０も、第３の加圧軸４１、第３の加圧板４２、第３のパルスモータＰＭ３、第３のバネ部材４４、第３の持ち上げ板４６、第３の突片４６ａ、第３のホームポジションセンサＳＮ３を備えており、これらの各部は第１の保持機構２０と同一の構成である。第１の保持機構２０と異なるのは、第１の保持パッド２３に変えて支持板４３とし、支持板４３の回動支点４５を第２の保持機構３０側に設け、支持板４３の第１の保持機構２０側に、撓み形成ローラ４７と、この撓み形成ローラ４７を回転駆動する第４のパルスモータＰＭ４を設けた構成にある。
【００２５】
撓み形成ローラ４７は加圧板２２の上昇動作によって第１の保持機構２０の場合と同様に第３の持ち上げ板４６と一体に上昇して用紙束ＰＢの上面から離れる。また、加圧板２２の下降動作によって、加圧板２２が第３の突片４６ａから離れると、第３のバネ部材４４による加圧力が回動支点４５を支点として撓み形成ローラ４７側に加わり、撓み形成ローラ４７は上葉紙Ｐに対する接触圧を付与することができる。そして、接触圧が付与された状態で、第４のパルスモータＰＭ４が駆動され、撓み形成ローラ４７が図示時計回り方向（矢印Ｒ１方向）に回転すると、図２に示すように上葉紙Ｐを撓ませ、撓みＰｔを形成することができる。なお、上葉紙Ｐが撓む部分の上方には、用紙撓みセンサＳＮ５が配置され、上葉紙Ｐの撓み量を検出することができるようになっている。また、この撓みＰｔにより、当該撓みＰｔの下側には後述の用紙分離部材５１が挿入される空間Ｐｖが形成される。
【００２６】
用紙撓みセンサＳＮ５は、例えば反射型フォトセンサからなり、上葉紙Ｐの紙面からの反射光量により所定の変形が行われたものと判断する。用紙撓みセンサＳＮ５は用紙分離部材５１の紙面における可動範囲内に設置される。これにより、用紙の撓みを確実に検出することができる。
【００２７】
また、本実施例では、第４のパルスモータＰＭ４によって撓み形成ローラ４７を回転駆動しているが、第４のパルスモータＰＭ４の駆動力の伝達には減速機構を用いると良い。これにより、撓んだ用紙の撓みの戻り力で撓み形成ローラ４７が駆動前の方向に戻ってしまうことがなく、Ｕ字状に撓んで変形した状態を用紙分離部材５１が挿入するまでの間、保持し続けることができる。さらに、撓み形成ローラ４７に代えてシリコーンゴムなどの低硬度にして極めて高い粘着性を有する平板状部材に用紙を吸着させて、第１の保持部材２０側に押し出すことによって撓みを形成させることも可能である。
【００２８】
用紙接着部分離機構５０は図３に示すように板状の用紙分離部材５１と、用紙分離部材５１を回転駆動する第５のパルスモータＰＭ５とからなる。用紙分離部材５１は図３に示すようにガイド板１０のから離れたガイド板の側部にホームポジション（初期位置）ＨＰが設定され、このホームポジションＨＰは第４のホームポジションセンサＳＮ６によって検出される。また、用紙分離部材５１はホームポジションから図３において反時計回り方向（矢印Ｒ２方向）に回転し、図２に示すように最上位の用紙Ｐが撓んでその下の用紙から浮いた部分に挿入され、隣接する用紙の間に入り込み、用紙分離部材５１の回転方向前縁５１ａが用紙を接着しているトナー接着部Ｔのトナー層を剥離し、接着された用紙を分離するようになっている。
【００２９】
用紙搬送機構６０は駆動ローラと従動ローラとからなる用紙移動ローラ対６１と、駆動ローラを回転駆動する第６のパルスモータＰＭ６とからなり、用紙接着部分離機構５０によって分離され、用紙移動ローラ対６１のニップに導かれた上葉紙Ｐを下流側に搬送する。
【００３０】
用紙搬送機構６０は、分離後の上葉紙Ｐを移動させる機構であるが、用紙浮かし機構４０による上葉紙Ｐの第１の保持機構２０側への撓み形成のための移動を、上葉紙Ｐの分離後には用紙の送り出しとして併用する。すなわち、分離後の上葉紙Ｐの移動は、用紙束ＰＢが移動しないようにするための第１及び第２の保持機構２０，３０の保持動作を解除した後、用紙浮かし機構４０を駆動し、用紙移動ローラ対６１のニップに送り込むことによって行う。
【００３１】
上葉紙Ｐを移動させるにあたり、下層にある用紙束ＰＢは、搬送方向最下流側でガイド板１０から僅かに突き出した突き当て板２５に突き当たり、突き当たった位置から移動しないようになっている。最後の１枚となって移動するときは、用紙Ｐの送り出し力が、せき止め力に打ち勝って、用紙が弾性変形し、突き当て板２５を乗り越えて強制的に搬送方向下流側に押し出される。
【００３２】
図２に示すように、用紙浮かし機構４０により送り出す必要量は、突き当て板２５に突き当たった位置から用紙移動ローラ対６１のニップまでの距離Ｌである。そこで、用紙Ｐが撓んだときに、その撓み量αを加算して、（Ｌ＋α）相当の移動量になるように駆動ステップ数を第４のステップモータＰＭ４に与える。この指示は、後述の図４に示したＣＰＵ１００から出力される。
【００３３】
上葉紙Ｐの先端が、用紙移動ローラ対６１のニップに噛んだならば、駆動側の用紙移動ローラの回転を第６のパルスモータＰＭ６により開始し、上葉紙Ｐをさらに搬送方向下流側に移動させ、排紙する。そして、同時に用紙浮かし機構４０を初期位置に戻す。
【００３４】
なお、前述のように第１の保持機構２０は、搬送方向中心で用紙束ＰＢの先端部ＰＢａを押さえるようになっているが、この押さえ位置は、トナー接着部Ｔと搬送方向と直交する方向から見て重なるような位置に設けられ、これに隣接した下流側に用紙浮かし機構４０が配置されている。これは、用紙分離部材５１を挿入するための用紙浮かし状態を形成するとき、第１の保持機構２０がなければ撓み形成ローラ４７が矢印Ｒ１方向に回転したときに用紙束ＰＢ全体が搬送方向に移動し、用紙浮かし状態を形成することができなくなるからである。
【００３５】
また、第１及び第２の保持パッド２３，３３は、用紙との摩擦係数の大きな弾性部材を使用する。クロロプレンゴムやウレタンゴム等による形成が有効である。第１及び第２の摩擦部材１１，１２は、少なくとも用紙間同士の摩擦係数よりも大きい値であれば良いが、摩擦係数の大きな材料としては、比較的低硬度（ゴム硬度４０°以下）なウレタンゴム、シリコーンゴム、クロロプレンゴム、あるいはコルク等などが使用できる。これらの材料であれば、用紙束ＰＢの最下位となる最後の１枚の用紙Ｐ１に対しても、用紙前面に設けた突き当て板２５の抵抗に抗する送り力で搬送することができる。また、このような摩擦係数の大きな部材を用いると、用紙分離部材５１の作動時に、用紙束ＰＢが移動しないような摩擦力を作用させることができる。これにより、第１及び第２のバネ部材２４，３４による加圧力とともに、用紙Ｐの下面においてμ（摩擦係数）×Ｎ（加圧力）相当の保持力を確保することが可能となる。
【００３６】
このように保持力は加圧力とパッドの摩擦係数により決定される。トナー接着される用紙の積層厚さは、接着枚数を２〜５０枚とすると、用紙変形による空気層の介在も含めて概ね０．１２〜５ｍｍである。厚さの変化は比較的小さいので、加圧のための第１及び第２の保持パッド２３，３３は、初期位置を決めておき、第１及び第２のパルスモータＰＭ１，ＰＭ２における第１及び第２の加圧軸２１，３１を常に一定量のストロークで変位させて加圧するようにしている。
【００３７】
積層厚の変化に伴う第１及び第２の保持パッド２３，３３の移動は、本実施例では、第１及び第２の保持パッド２３，３３を加圧する第１及び第２のバネ部材２４，３４の弾性変形で吸収するようにしている。用紙の積層厚さの変化を検出して、それに応じた変位量を第１及び第２のパルスモータＰＭ１，ＰＭ２にそれぞれ与えて第１及び第２の加圧軸２１，３１の移動量を調整するという制御を行うこともできるが、本実施例のようにバネ部材２４，３４の弾性変形により機械的に吸収する方が簡単で確実である。
【００３８】
なお、用紙浮かし機構４０の下側に当たるガイド板１０部分には摩擦部材を設けない。これは、用紙浮かし機構４０のローラ駆動により最後の１枚の用紙を送り出そうとするときに摩擦が大きいと滑りが生じないからである。なお、後述の実施例２のように吸着板４９を使用して用紙を浮かす場合も、長時間の接触によって粘着性などに起因する吸着が発生し、浮かし効果が得られないことがあるので、この場合も設けない。
【００３９】
また、第１及び第２の保持機構２０，３０及び用紙浮かし機構４０に第１ないし第３のバネ部材２４，３４，４４を使用しているのは、接着された用紙束ＰＢの厚さが用紙接着部分離機構５０による用紙Ｐの分離動作の進行に伴って変化していくからである。バネ部材を用いることにより、このような用紙束ＰＢの厚さの変化を吸収して、用紙分離部材５１の作動時に用紙束ＰＢが移動しないように一定以上の保持力を得るための加圧力を確保することができる。
【００４０】
第２の保持機構３０の保持動作は、用紙束ＰＢが移動しないようにするためである。そのため、最上位紙について用紙浮かし機構４０を動作させて用紙Ｐの浮かし動作が終了し、撓みＰｔの下面側の空間Ｐｖに用紙分離部材５１が差し込まれたら、即座に、用紙浮かし機構４０による用紙浮かし動作を解除し、上葉紙Ｐを浮かし前の状態に戻した後、保持動作を行う。このように動作させずに、撓みＰｔの形成後、用紙浮かし機構４０をそのままの状態にして第２の保持機構３０で用紙束ＰＢを保持し、用紙分離部材５１を作動させると、適正な用紙分離ができなくなる。これは、用紙Ｐに撓みＰｔ部分が存在するために、この撓みＰｔの部分が分離部で紙折れとなることがあり、その結果、接着部で用紙破断が発生するという事態につながる場合があるからである。このように用紙破断となると、適正な用紙分離は不能となる。
【００４１】
なお、用紙を浮かし前の状態に戻すとは、用紙浮かし機構４０による浮かし動作を継続することを止め、初期状態にするということである。すなわち、図２において、撓み形成ローラ４７で用紙Ｐに撓みＰｔを形成し、用紙浮かしを行っている場合は、第４のパルスモータＰＭ４の通電をオフとし、その後、第３のパルスモータＰＭ３を駆動し、ホームポジションの検出位置である第３のホームポジションセンサＳＮ３まで第３の加圧軸４１を戻すと、回転支点４５回りに初期位置に戻ることになる。
【００４２】
図４は、本実施例における制御回路の概略構成を示す機能ブロック図である。図４において、本実施例における制御回路はＣＰＵ１００と、このＣＰＵ１００に接続されたコントローラ１１０を中心に構成されている。
【００４３】
コントローラ１１０には、操作パネル１１１、センサインターフェース（Ｉ／Ｆ）１２０及びドライバインターフェース（Ｉ／Ｆ）１３０が接続されている。
【００４４】
センサインターフェース１２０には、用紙分離装置Ａのハード構成１Ａとして設けられている前記第１ないし第４のホームポジションセンサＳＮ１，ＳＮ２，ＳＮ３，ＳＮ６などの複数のホームポジションセンサ１２１、用紙厚さセンサ１２２及びトルクセンサ１２３が接続され、センサインターフェース１２０によってコントローラ１１０と各センサとの間の信号の授受が可能となっている。また、ドライバインターフェース１３０には、第１ないし第７のパルスモータＰＭ１〜７の個々のモータを駆動するための複数のモータドライバ１３１、ソレノイドＳＬを駆動するためのソレノイドドライバ１３２、後述の静電吸着板４９−１を駆動するための静電吸着ドライバ１３３、後述のエアー吸着板４９−１０を駆動するためのエアー吸引ドライバ１３４が接続され、ドライバインターフェース１３０によってコントローラ１１０と各ドライバとの間の信号の授受が可能となっている。
【００４５】
操作パネル１１１は操作者とのマン・マシンインターフェースであり、操作者から操作入力が可能であり、操作者にマシンの状態、操作ボタン、操作情報などを表示する。
【００４６】
ＣＰＵ１００はＲＡＭ１０１及びＲＯＭ１０２と接続されている。ＣＰＵ１００は、制御部と演算部を含み、制御部が命令の解釈とプログラムの制御の流れを制御し、演算部が演算を実行する。また、プログラムはＲＯＭ１０２に格納され、実行すべき命令（ある数値又は数値の並び）を前記プログラムの置かれたＲＯＭ１０２から取り出し、ＲＡＭ１０１をワークエリア及びデータバッファとして使用しながら前記プログラムを実行する。
【００４７】
また、前記用紙撓みセンサＳＮ５によって検出された撓み量は、ここでは、特に説明しないが、後述のセンサインターフェース１２０からコントローラ１１０及びＣＰＵ１００に入力され、所定の撓み量（変位量）に達したときに、用紙浮かし機構４０の第４のパルスモータＰＭ４を停止させ、撓み形成ローラ４７を停止状態に保持する。これにより、用紙分離部材５１を確実に挿入するための空間Ｐｖを確保することができる。その結果、接着用紙の分離ミスの発生を防止することができる。
【００４８】
図５は図４に示したＣＰＵ１００によって実行される用紙分離装置のメイン動作を示すフローチャートである。なお、このフローチャートの処理には、実施例１で説明されていない処理も含まれているが、全体としての処理であり、後述の実施例において詳細は説明されている。ここでは、このように構成された用紙分離装置１の用紙分離の基本的な分離動作について簡単に説明する。分離動作は、
１）接着された用紙束（積層紙）ＰＢの上葉紙Ｐにおいて、接着された近傍に撓みＰｔを発生させ、撓みＰｔによって形成された空間Ｐｖに用紙分離部材５１を差し込む。
２）用紙分離部材５１をトナー接着部Ｔに回転移動させ、強制的にかつ徐々に矢印Ｒ２方向進行させながら用紙分離部材５１の前縁５１ａ部で用紙間を掻き分けるようにして用紙を分離する。これで１枚目の用紙Ｐが分離される。
３）用紙移動ローラ対６１によって分離された上葉紙Ｐを搬送方向下流側に移動させる。
４）再度１）から３）の同じ動作を繰り返し、初期状態で上から２枚目の用紙（下葉紙）を分離し、移動させる。
５）同様の操作をｎ−１（ｎ：積層枚数[ｎは２以上の整数]）回繰り返し、トナー接着により綴じられた用紙束ＰＢの全ての用紙の接着状態を解除する。
という各工程を経て、１枚ずつの用紙Ｐに分離される。
【００４９】
上記工程をさらに詳しく説明すると、図５のフローチャートに示すように、トナーＴにより、所定の位置で接着された用紙束ＰＢは、操作者によりガイド板１０上にセットされる（ステップＳ１０１）。用紙束ＰＢのセットは、電源ＯＮ後、操作者が操作パネル１１１に設けられた表示に従って、方向を確認しつつ図中左側に挿入することによって行われる。すなわち、左側に挿入すると、そこには突き当て板２５がガイド板１０の表面から突出しており、用紙束ＰＢの先端部ＰＢａを突き当て板２５に突き当たる位置まで押し込むと、用紙束ＰＢはそれ以上押し込めない。用紙束ＰＢが用紙分離位置（突き当て板２５に用紙束ＰＢの先端部ＰＢａが突き当てられた位置）にセットされたかどうかは用紙端検出センサＳＮ４によって検出される。
【００５０】
突き当て板２５は、用紙分離位置に用紙束ＰＢがセットされたことが検出された後、分離操作が開始されると、ソレノイドＳＬにより引き下げられ、最下葉紙Ｐ１から１ｍｍ程度突出した位置で、その突出状態を持続する。すなわち、この突き当て板２５の突出部が用紙束ＰＢの先端部ＰＢａに常に接触していて、分離された上葉紙１枚の送り出し移動が行われる過程において、接着された下葉紙が共に繰り出されないためのストッパとして機能する。
【００５１】
第１の保持機構２０は、用紙Ｐの撓みＰｔを作るための動作中に用紙Ｐが移動してしまわないように、用紙束ＰＢの先端部ＰＢａを上から押さえる機能を備えている。押さえる位置は、図３から分かるようにトナーによる接着パターン（トナーパターンＰｃ）のない位置に設定されている。第１の保持機構２０によって用紙束ＰＢを押さえ込む場合には、用紙束ＰＢから上方に離れたホームポジションに位置している第１の保持パッド２３を下降させる必要がある。そこで、操作パネル１１１のスタートボタンを押し下げることにより、第１のパルスモータＰＭ１を駆動し、第１の加圧軸２１を回転させて第１の加圧板２２と第１の保持パッド２３を一体に下降させる（ステップＳ１０２）。
【００５２】
第１の保持パッド２３が用紙束ＰＢの最上位の用紙Ｐに突き当たると、第１の加圧板２２が持ち上げ板２６の突片２６ａから離れ、バネ部材２４の初期弾性力以上の力が用紙束ＰＢに加わる。下降量とバネ部材２４の弾性力との関係は予めテーブルとして備えられており、必要な加圧力に応じた下降量に対応するステップ数だけ第１のパルスモータＰＭ１は回転する。
【００５３】
このようにして、予め設定された加圧力で第１の保持機構２０により用紙束ＰＢの先端部ＰＢａが押さえ込まれると、前述のようにソレノイドＳＬをＯＮにし、突き当て板２５を前記最下葉紙Ｐ１から１ｍｍ程度突出した位置まで下げる（ステップＳ１０３）。次いで、用紙浮かし機構４０により上葉紙Ｐに撓みＰｔを生じさせる（ステップＳ１０４）。撓みＰｔを生じさせる場合には、通常は離れている撓み形成ローラ４７を第３のパルスモータＰＭ３の一定量駆動により下降させ、バネ部材４４を介して用紙Ｐに加圧接触させる。次に、撓み形成ローラ４７を第４のパルスモータＰＭ４の回転により矢印Ｒ１方向に回転させて、搬送方向下流側に移動させる。そうすると用紙Ｐが座屈しつつ繰り出され、第１の保持機構２０の第１の保持パッド２３と撓み形成ローラ４７の接触部との間に空間Ｐｖが形成される。
【００５４】
座屈量（撓み量）は、撓み形成ローラ４７の回転量により決まるので、撓みＰｔを形成し、形成された空間Ｐｖに用紙分離部材５１を挿入した後に過剰な撓みが残らない適正な撓み量となるように、撓み形成ローラ４７を駆動させる第４のパルスモータＰＭ４の入力ステップ数はプログラムされている。
【００５５】
他方、用紙分離時の用紙保持を確実にするために第２の保持機構３０を作動させる（ステップＳ１０５）。第２の保持機構３０は、第１の保持機構２０と同様の動作によって用紙束ＰＢの後端側（搬送方向上流側）を加圧保持する。この第２の保持機構３０も第２のパルスモータＰＭ２を駆動源として、第２のバネ部材３４を介して第２の保持パッド３３により用紙束ＰＢを押さえ込む。これで用紙分離を行うための、用紙側の準備は行われたことになる。
【００５６】
次に、用紙分離部材５１を空間Ｐｖに挿入する。用紙分離部材５１は、第５のパルスモータＰＭ５の駆動軸に固定されている。もし、第５のパルスモータＰＭ５が用紙を分離させるに足る駆動トルクを備えていない場合には、減速機構を介して第５のパルスモータＰＭ５に取り付ければ良い。通常は図２に示すホームポジションＨＰに待機している。ホームポジションからスタートして、駆動軸回りに回転しつつトナー接着部Ｔのトナーを掻き分け、概ね１８０度回転させ、エンドポジションＥＰで停止させる（ステップＳ１０６）。
【００５７】
なお、用紙分離部材５１をステップＳ１０６で１８０度回転させた後、用紙分離部材５１をそのまま回転させてホームポジションにおいて停止しても良いが、用紙分離部材５１の長さが長い場合は分離後に１８０°回転するエリアは無駄な動作エリアであり、装置の大型化にもなるので往復動作させるようにする。すなわち、用紙分離部材５１がホームポジションから略１８０度回転して用紙を分離し、その後の戻り時には用紙束ＰＢの上部を通過してホームポジションに復帰するようにする。この場合、用紙分離部材５１はホームポジションに戻る際に、例えば用紙束ＰＢの先端部ＰＢａに当たったときに押し上げられ、用紙束ＰＢの先端部ＰＢａとの引っ掛かりを回避するなどの機構を採用すれば、ホームポジションに復帰する際に動作上不都合が生じることはない。この機構については後述する。
【００５８】
用紙分離部材５１を回転させる際、第５のパルスモータＰＭ５の駆動軸の駆動トルクを後述のひずみゲージ（実施例５）５６によって検出し、予め設定されたＨ若しくはＬの状態であると、前者の場合は、用紙分離アームと用紙との引っ掛かりなどによる動作不良が起こったと判断し、後者の場合には用紙分離アームがホームポジションに戻った時点において、積層用紙のセットする方向が異なっている（すなわち接着位置と用紙接着部分離機構の位置が対応していない）と判断する。いずれにしても、トナー接着部Ｔの分離動作が行われていないと判断し、操作パネル１１１にエラー表示を行う（ステップＳ１０８）。
【００５９】
他方、駆動トルクがＨあるいはＬの間の中間値Ｍである場合には（ステップＳ１０９：Ｙ）、用紙が分離されていると判断し、ステップＳ１１０の処理に移行する。
【００６０】
すなわち、ステップＳ１０９で駆動トルクがＭの場合、上葉紙Ｐの分離が完了したと判断し、次に初期化に向けての動作と、分離された用紙の移動動作を行う。この動作では、第１のパルスモータＰＭ１と第２のパルスモータＰＭ２を同時に駆動させ、第１の保持機構２０及び第２の保持機構３０の各部を初期位置に戻す（ステップＳ１１０，Ｓ１１１，Ｓ１１２）。初期位置は、第１及び第２のパルスモータＰＭ１，ＰＭ２の回転位置と対応した位置に移動する第１及び第２の加圧軸２１，３１のホームポジションを検出する第１及び第２のホームポジションセンサＳＮ１，ＳＮ２によって検出される。
【００６１】
このようにして第１及び第２の保持機構２０，３０の各部をホームポジションに移動させた後、用紙浮かし機構４０の撓み形成ローラ４７を第４のパルスモータＰＭ４によって矢印Ｒ１方向に回転させ、上葉紙Ｐを搬送方向下流側に送り出し、用紙束ＰＢ位置から移動させる（ステップＳ１１３）。その後、用紙Ｐは用紙移動ローラ対６１によって１枚ずつ下流側の所定の個所に搬送される（ステップＳ１１４）。
【００６２】
最後に、用紙浮かし機構４０をホームポジションに戻し、突き当て板２５をホームポジションに戻す。前者のホームポジションは第３のホームポジションセンサＳＮ３の検出位置であり、後者はソレノイドＳＬの開放位置（非吸引位置）である（ステップＳ１１５）。そして、次に最上位に位置することになった上葉紙Ｐを分離するためにステップＳ１０２に戻り、移行の処理を繰り返す。
【００６３】
最後の用紙（最下葉紙Ｐ１）になると、駆動トルクがＨ，ＬにもＭにもならない状態となる。この状態になると、撓み形成ローラ４７を駆動し、上葉紙、ここでは最後の１枚の用紙を送り出す。これにより、用紙束ＰＢの全ての用紙Ｐは分離されと判断される。
【００６４】
また、分離動作が最終紙（最下位の用紙）まで繰り返されると（ステップＳ１１６）、用紙Ｐが全てガイド板１０上から移動し、ガイド板１０上に用紙Ｐが存在しなくなり、用紙セット時の検出に用いた用紙先端検出センサＳＮ４の出力信号がＬｏｗとなる。そこで、このＬｏｗ信号の検出を持って用紙Ｐの分離工程の繰り返し完了を判断する。そして、この判断に基づいて、第１ないし第３のパルスモータＰＭ１〜３を同時に駆動し、第１の保持機構２０、第２の保持機構３０及び用紙浮かし機構４０を初期位置に戻す。
【００６５】
このように構成された用紙分離装置１において、図５に示したような処理を実行すると、トナーを用いて接着された用紙に対して、用紙本来の形態を変えず、言い換えれば用紙を破壊若しくは破損することなく１枚々々自動的に接着を解除することができる。これにより、１枚ごとに接着が解除された用紙は、場所を変えて積層されるか、又は、画像スキャン又はコピー等のために、次工程に向けて移動させることができる。
【００６６】
さらに、操作者によるスタートボタン操作によって動作が開始され、上葉紙Ｐの分離後、当該上葉紙Ｐのみを用紙束ＰＢ上から移動させる動作を行い、新たに次の最上紙（上葉紙Ｐ）の分離を行うというように動作を繰り返し、この動作を、装置に設けた用紙端検出センサ（若しくは用紙有無検出センサ）ＳＮ４が紙なしと認識するまで繰り返して行う。これにより、自動的に１枚ずつ用紙の接着状態を解除することが、最上紙から順次下位の用紙へと移行しながら最後の１枚まで行われ、その間、用紙は１枚ずつ自動的にガイド板１０上から排除され、次の用紙の接着解除処理の障害となることもない。
【実施例２】
【００６７】
図６は本実施例２に係る用紙分離装置の概略構成を示す要部正面図である。本実施例２は実施例１における用紙浮かし機構４０を変形した例であり、その他の各部は実施例１で説明した各部と同一なので、同一の構成には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６８】
図６において、実施例２に係る用紙浮かし機構４０ａは、実施例１における用紙撓み形成ローラ４７及びその駆動機構に代えて、板カム４８と吸着板４９を組み合わせたものとしたものである。吸着板４９は支持板４３に代えて第３の持ち上げ板４６に固定される。
【００６９】
上葉紙Ｐを浮かすためには、前述の上葉紙Ｐを座屈させて空間Ｐｖを生じさせる方法の他に、上葉紙Ｐを吸着して部分的に上方に浮かせる方法がある。このような吸着手段としては、例えば、静電吸着方式あるいはエアー吸着方式が適用される。このとき、吸着した上葉紙Ｐをただ垂直に上方に引き上げただけでは、上葉紙Ｐの前面と吸着部が固定状態のまま位置が変わろうとするため、その間に張力が作用し、吸着部で用紙の剥離を起こしてしまう。
【００７０】
そこで本実施例では、上葉紙Ｐを上方に引き上げる過程で、吸着板４９が第１の保持機構２０側に移動しつつ上昇して、上葉紙Ｐに撓みが形成されるように吸着板４９側の側面にピン４９ａを設けるとともに、このピン４９ａが可動に挿入されるカム溝４８ａを有する板カム４８を固定側に設けた。これにより、吸着板４９が移動軌跡に沿って移動する際に、上葉紙Ｐに撓みＰｔを形成することができる。すなわち、固定側に設けた板カム４８のカム溝４８ａに吸着板４９に設けたピン４９ａが当該カム溝４８ａの溝形状に沿って可動に挿入される。カム溝４８ａは、搬送方向上流側が下側に、下流側が上側に位置するように傾斜した直線状の溝である。板カム４８とピン４９ａは、吸着板４９の用紙幅方向両側に設けられる。
【００７１】
このように構成すると、上葉紙Ｐの吸着が加圧状態で行われたのち、第３のパルスモータＰＭ３が加圧板４２を上昇させる方向に回転すると、持ち上げ板４６も上昇し、吸着板４９は板カム４８のカム溝４８ａの傾斜角で搬送方向下流側に向かって上昇する。この上昇動作に伴って撓み（Ｕ字変形部）Ｐｔが形成される。
【００７２】
図７は静電方式の吸着板の構成を示す図である。静電方式の吸着板自体は例えば特許第４０４９９３０号公報に記載されているように公知の技術なので、特許第４０４９９３０号公報の記載事項を基に簡単に触れておく。
【００７３】
静電方式の吸着板（以下、静電吸着板と称す。）４９−１は、表面吸着層４９−２、電極４９−３及び絶縁層４９−４が各々プラスチックで構成されて一体に成形され、１ｍｍ〜５ｍｍ程度のシート状部材として構成されている。表面吸着層４９−２は絶縁層４９−４からなる基板の上に形成され、電極４９−３は絶縁層４９−４上の凹部に形成され、表面吸着層４９−２が電極４９−３の上に形成される。電極４９−３は、導電性プラスチックからなり、正の電極４９−３Ｐと負の電極４９−３Ｎとからなる。正の電極４９−３Ｐと負の電極４９−３Ｎは、静電吸着板４９−１の断面構成を示す図８から分かるように、それぞれ櫛歯状に形成されて互いに接触しないように入り組ませて配置され、直流電源４９−５の正側端子及び負側端子にそれぞれ接続される。
【００７４】
静電吸着板４９−１の表面吸着層４９−２上に、上葉紙（すなわち吸着すべき用紙）４９−６を接触させ、直流電源４９−５をオンし、直流電源４９−５から正の電極３Ｐと負の電極３Ｎとの間に直流電圧を印加すると、表面吸着層４９−２は高誘電体物質であるから誘電分極現象が起こって異符号の電荷（正、負の電荷）が励起され、表面吸着層４９−２と上葉紙４９−６との間で静電気力が生じ、瞬間的に表面吸着層４９−２が上葉紙４９−６を静電気的に吸着して保持する。他方、直流電源４９−５をオフすると、表面吸着層４９−２は除電されて上葉紙４９−６に対する吸着力が減衰し、上葉紙４９−６が表面吸着層４９−２から剥離する。
【００７５】
図９はエアー方式の吸着板の構成を示す図である。エアー方式の吸着板（以下、エアー吸着板と称す。）４９−１０は、モータによって駆動されるエアーポンプあるいは吸引ファン４９−１１を吸引源として、そこからチューブあるいはダクト４９−１２が接続されている。エアー吸着板４９−１０は内部に吸気経路４９−１３が形成され、吸気経路４９−１３はエアー吸着板４９−１０の下面に開口した複数のノズル４９−１４と連通し、図９に示すように吸引ファン４９−１１によってエアーを吸引したときにノズル４９−１４の開口部側が負圧となって上葉紙Ｐを吸着することができる。このエアー吸着板４９−１０も数ｍｍの厚さで形成することが可能である。
【００７６】
エアー吸着板４９−１０を使用した場合においても上葉紙Ｐを吸着し、上方に引き上げる過程で、上葉紙Ｐに撓みを生じさせる必要があるので、図６に示したものと同様の板カム４８及びピン４９−１が必須である。
【００７７】
なお、本実施例においても第２の保持機構３０は、用紙浮かし機構４０による用紙浮かし動作を解除し、上葉紙Ｐを浮かし前の状態に戻してから、保持動作を行う。この場合は、用紙浮かし動作が静電吸着板４９−１あるいはエアー吸着板４９−１０を使用して行われるので、これらの場合には、最初に静電吸着板４９−１では当該静電吸着板４９−１に対する通電を停止し、エアー吸着板４９−１０では吸引ファン４９−１１を駆動するモータの通電を遮断し、吸着された上葉紙Ｐの拘束を解除する。その後、実施例１と同様に第３のパルスモータＰＭ３を駆動して第３の加圧軸４１をホームポジションセンサＳＮ３位置まで戻す。
【００７８】
また、本実施例のように静電吸着板４９−１あるいはエアー吸着板４９−１０を用紙浮かし機構４０に使用し、用紙搬送機構６０によって分離後の上葉紙Ｐを移動させる場合も、板カム４８による吸着板４９の移動軌跡によって規定される用紙移動量が必ず（Ｌ＋α）となるような撓み量となる撓みＰｔを形成し、用紙移動ローラ対６１による用紙移動が開始された時点では、即座に静電吸着板４９−１あるいはエアー吸着板４９−１０の吸引をオフして初期位置に戻すようにする。これにより、用紙移動動作を自動的に行うことができる。
【実施例３】
【００７９】
用紙束ＰＢの用紙積層厚が小さい場合（積層枚数が少ない場合）は分離部の高さ方向の変動も極めて少ないので、用紙分離部材５１の高さが一定であっても分離動作で特に問題が生じることはない。従って、用紙積層厚が小さい場合には、実施例１において図２の平面図に示したような回転機構のみ備えれば良い。しかし、用紙束ＰＢの積層厚が厚い場合には分離部の高さ方向の位置が変わるため、アーム状の用紙分離部材５１の高さ方向の位置を厚さに合わせて変更する必要がある。
【００８０】
仮に厚さ８０μｍの普通紙を５０枚積層すると、その厚さは４．０ｍｍであり、用紙間に存在する空気層を考慮するとその厚さは５．０ｍｍほどになる。用紙分離部材５１の高さ方向の移動を高分解能で逐次、変化させるか、最低でも２〜３段階に分けて変更する必要がある。
【００８１】
図１０は本実施例３に係る用紙分離装置の概略構成を示す図で、同図（ａ）は要部平面図、同図（ｂ）は要部正面図である。実施例３は実施例１における用紙接着部分離機構５０の他の例であり、その他の各部は実施例１と同一なので、同一の構成には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００８２】
図１０に示した用紙分離装置では、用紙厚さを検出する用紙厚さセンサ１２２を設け、用紙厚さセンサ１２２からの検出信号に基づき用紙分離部材５１の高さ方向位置を変更し、変更された位置を保持した後に、用紙分離部材５１を分離方向に回転させて上葉紙Ｐを分離する。
【００８３】
用紙厚みセンサ１２２は、第１の保持パッド２３の用紙幅方向近傍の用紙束ＰＢの上方に設けられている。積層接着された用紙束ＰＢは、使用の過程でページの折り返しや折りたたみが行われて変形しており、平面的な位置によりばらつきが大きい。したがって、厚さの測定位置は、用紙分離部材５１の回転範囲から外れた位置であって、第１の保持パッド２３と用紙浮かし機構４０との間に設けるのが、最も安定し、都合が良い。そのため、ここでいう近傍は、前記位置を意味する。
【００８４】
用紙分離部材５１の高さを変更する高さ可変機構７０は、ベース７１、ベース７１上に配置された第７のパルスモータＰＭ７、第７のパルスモータＰＭ７によって駆動されるパンタグラフ型リンク機構７２、及びパンタグラフ型リンク機構７２によって昇降駆動され、用紙分離部材５１を回転駆動する第５のパルスモータＰＭ５を支持する支持台７３を備えている。
【００８５】
用紙厚さセンサ１２２は反射型のフォトセンサである。検出レベルに基づき、第７のパルスモータＰＭ７を回転させる。この回転駆動力により、ウォームが回転し、それと同軸のネジ部の回転で動作するパンタグラフ型上下機構７１となっているので、用紙分離部材５１を微少量上下移動させることができる。
【００８６】
この制御は、ＣＰＵ１００の指示によってコントローラ１１０が実行する。コントローラ１１０には、用紙厚さセンサ１２２からの検出信号が増幅器（ＡＭＰ）１４１によって増幅されて入力される。コントローラ１１０は、予め用紙厚さと検出信号（検出電圧）との関係を保持する図示しないメモリのテーブルを参照し、比較器１４２で比較する。コントローラ１１０は比較器１４２の比較結果に基づいて変更すべき用紙分離部材５１の高さに対応するステップ数をドライバ１３１に指示する。ドライバ１３１は指示されたステップ数だけの駆動信号を第７のパルスモータＰＭ７に出力する。第７のパルスモータＰＭ７は、入力されたステップ数だけ回転し、そのステップ数に対応する高さ分だけ用紙分離部材５１を上昇又は下降させる。
【００８７】
なお、図１０に示した例では、第１の保持パッド２３の近傍に反射型フォトセンサからなる用紙厚さセンサ１２２を配置した例を示したが、機械式のレバー（フィラー）を使用し、レバーの一端を用紙束ＰＢの上面に接触させ、てこの原理で増幅させたレバーの他端を反射型フォトセンサの光量レベルで検出するように構成することもできる。
【００８８】
このように第１の保持パッド２３に近傍で用紙束ＰＢの厚さを検出し、その検出結果に基づいて用紙分離部材５１の高さ方向の位置出しが行われるので、用紙Ｐを浮かした空間Ｐｖに確実に用紙分離部材５１を差し込み、上葉紙Ｐを分離することができる。その際、前記位置に用紙厚さセンサ１２２を設けたので、用紙束（積層用紙）ＰＢの厚さ検出の位置によるばらつきを最小限に抑えることができる。
【００８９】
図１１は、実施例３における用紙分離部材５１近傍の構成を示す要部拡大図である。実施例１では、用紙分離部材５１が用紙分離後１８０度反対方向に回転してホームポジションに戻る際、用紙束ＰＢの上部を通ってホームポジションに復帰するようになっている。実施例３では、さらに具体的に用紙束ＰＢ若しくは用紙束ＰＢの上葉紙Ｐと干渉しない構成を導入したものである。
【００９０】
図１１において用紙分離部材５１には、当該用紙分離部材５１の長手方向の自由端側の端部に沿って前記用紙分離部材５１と平行に設置され、両端５２ａを支点として自由に揺動する揺動プレート５２が設けられている。この揺動プレート５２は、図１０（ａ）において、用紙分離部材５１がホームポジションから図示反時計回り方向に回転（矢印Ｒ３方向）し、用紙Ｓを分離する工程では、用紙分離部材５１の回転動作に追従して用紙Ｐの上面を這うように移動する。このときの揺動部材５２の回転軸５２ａに対する位置関係は図１０及び図１１において符号５２ｐ１で示す位置である。
【００９１】
用紙分離が行われた後も用紙分離部材５１は同方向（矢印Ｒ３方向）に回転を続け、ホームポジションから１８０°回転した所で一旦停止する。積層されて接着された用紙は、用紙の角部に設定されたトナー接着部Ｔが変形して持ち上がる特性を持つため、用紙分離部材５１が前記１８０度回転した位置から元のホームポジションに戻る方向（図示矢印Ｒ４方向）に回転する際、用紙分離部材５１が、前記変形し、浮き上がった用紙Ｐの角部に引っ掛かる場合がある。引っ掛かりを起こすと、用紙を変形させ、あるいは破損させることにつながり、さらに、この変形や破損によって用紙分離部材５１がホームポジションに戻ることができなくなる場合もある。ホームポジションに戻ることができなくなるということは、次動作が不可能になるということを意味する。
【００９２】
そこで、本実施例のように揺動プレート５２を揺動可能に用紙分離部材５１に設けると、分離を完了し、ホームポジションに戻るときは、揺動プレート５２がまず用紙束ＰＢの先端部に図示時計回り方向（矢印Ｒ４方向）に回転して用紙束ＰＢの上葉紙に接触し、用紙の微少な変形や浮きの状態を押さえ付けるようにしてホームポジションに戻る。このときの揺動部材５２の回転軸５２ａに対する位置関係は図１０及び図１１において符号５２ｐ２で示す位置である。
【００９３】
なお、実施例１でも触れたが、用紙分離部材５１が分離完了位置からホームポジションに分離動作時とは逆の方向に１８０度回転する場合、用紙分離部材５１と用紙束ＰＢの先端部ＰＢａの引っ掛かりを回避させる。この具体的構成として本実施例３では、図１１の拡大図に示すように、用紙分離部材５１の揺動駆動軸（第５のパルスモータＰＭ５の駆動軸）ＰＭ５ａに対して軸方向に可動であって、回転方向に不動となるように両者を結合する。すなわち、第５のパルスモータＰＭ５の駆動軸ＰＭ５ａに対して用紙分離部材５１を固定するのではなく、用紙分離部材５１の前記駆動軸ＰＭ５ａに装着する部分に軸方向に長いスライド溝５１ｂを設け、このスライド溝５１ｂを挿通してピン５２ｃを前記駆動軸ＰＭ５ａに固定する。その際、スライド溝５１ｂとピン５２ｃは緩み結合とする。これにより、用紙分離部材５１は上下方向に移動可能であり、回転方向には、回転トルクがピン５２ｃによって用紙分離部材５１に伝達される。
【００９４】
このような構成とすることにより、例えば用紙分離部材５１が用紙束ＰＢの先端部ＰＢａに引っ掛かって、戻り時のトルクが過大となった場合は、揺動プレート５２の下面によって形成される斜面５２ｄに沿って力が作用し、その上方向に向かう分力により、用紙分離部材５１はスライド溝５１ｂに沿って上方に競り上がり、用紙束ＰＢの上面に位置する。そして、用紙分離部材５１は、用紙束ＰＢの上面を滑りながら、過大な負荷を受けることなくホームポジションまで移動する。
【００９５】
なお、これまでは、用紙の片側端部にトナー接着部Ｔを設け、当該トナー接着部Ｔにおいて積層接着した用紙を分離する用紙分離装置を例示しているが、用紙の接着形態としては、両側を接着しているものもある。このような両側接着の用紙束ＰＢについては、図１２に示すように用紙接着部分離機構５０を搬送中心に対して対称に配置し、同じタイミングで用紙分離部材５１ａ，５１ｂによる分離動作を実行させるようにすれば、用紙束ＰＢを反転させて行うのに比較して１／２の時間で分離処理を終わらせることができる。また、両側から同時に用紙分離部材５１を挿入して分離を行わせるので、均一な剥離力が用紙に作用する。このため、用紙束の位置ずれ、あるいは回転が生じることもない。
【００９６】
図１２では用紙接着部分離機構５０を用紙束ＰＢの搬送中心に対して対称に配置させるため、搬送中心の下側に図示しない駆動用のパルスモータの駆動軸と連結されたピニオン５３を配置し、このピニオン５３の中心を回転対称中心として２つの用紙接着部分離機構５０ａ，５０ｂを搭載した用紙サイドフェンス５５ａ，５５ｂと連結された２本のラック５４ａ，５４ｂを配置して前記ピニオン５３と噛み合わせ、２つの用紙接着部分離機構５０ａ，５０ｂを対称に移動させるようにしている。用紙接着部分離機構５０ａ，５０ｂの位置は、各ラック５４ａ，５４ｂのホームポジション位置に設置した第５のホームポジションセンサＳＮ７ａ，ＳＮ７ｂによって検出され、この位置からの駆動量（駆動パルス数）によって用紙接着部分離機構５０ａ，５０ｂの位置がＣＰＵ１００によって認識される。
【００９７】
接着された用紙束（積層用紙）ＰＢは、用紙サイドフェンス５５ａ，５５ｂに沿わせるようにセットされるので、本実施例では、用紙サイドフェンス５５ａ，５５ｂ上に用紙接着部分離機構５０ａ，５０ｂを搭載し、固定した。このように構成することにより、用紙サイドフェンス５５ａ，５５ｂの用紙幅方向の移動に応じて、自動的に用紙束ＰＢの用紙幅方向の位置と用紙接着部分離機構５０ａ，５０ｂとの位置関係が出されることになる。また、用紙接着部分離機構５０ａ，５０ｂを固定するための専用の固定部材を設ける必要がないので、スペース的にも、位置合わせの面でも合理的な構成となっている。
【００９８】
他方、用紙のトナー接着部Ｔの分離を確実に行うには、用紙分離部材５１が突入し、トナー接着部Ｔに接触する部分が鋭利な状態であることが望ましい。このように鋭利であると、分離抵抗が少なく、確実に用紙を分離させることができる。そこで、本実施例では、トナー接着部Ｔに接触する部分を直径がφ１ｍｍ以下であって、スチールあるいはナイロン材質によるワイヤを使用する。このようにワイヤを使用すると、分離時に発生する分離抵抗に抗する張力を任意に設定することができる。ワイヤ径は細い方が、分離性能が良いが、加工性及び強度からφ１ｍｍ程度まで許容できる。
【００９９】
図１３は、このようなワイヤを使用した用紙分離部材５１の構成を示す図である。用紙分離部材５１の本体である用紙分離フレーム部５１ｃは平面視コの字形に樹脂材によって成形され、コの字形の開放側の端部にワイヤ５１ｄが張られている。ワイヤ５１ｄは両端部で金属のボールをカシメて取り付ける。図中、用紙分離フレーム部５１ｃにワイヤ５１ｄをセットする距離は（Ｌ＋ΔＬ）である。ワイヤ５１ｄは弾性を持つとともに用紙分離フレーム部５１ｃもコの字形に形成することにより、コの字の突出部分を内側に加圧すると、戻る方向に弾性を有する。ワイヤ５１ｄの長さはＬであり、ワイヤ５１ｄの両端のボール部５１ｅを用紙分離フレーム部５１ｃのコの字形の突出部分に形成されたボール嵌め込み溝５１ｆの凹部に嵌め込んでセットする。このセットによりワイヤ５１ｄがΔＬだけ伸び、また、用紙分離フレーム部５１ｃの前記コの字形の部分の弾性により、ワイヤ５１ｄに対して必要な張力得ることができる。
【０１００】
トナー接着部Ｔを剥離し、若しくは分割して用紙分離を行うための条件として、極力曲率の大きな分離形状で均一な長さ形状を有し、かつ一定の剛性を持つものを用紙間のトナー接着部Ｔに進入させることが望ましい。そこで、前記ワイヤ５１ｄを使用した構成にすると、これらの条件を満足することができ、確実な分離動作を行うことが可能となる。
【０１０１】
一方、ワイヤ５１ｄと同じ効果を発揮するように用紙分離部材５１の先端縁の曲率を成型や機械加工で形成するようにしても良い。図１４はこの例を示す用紙分離部材５１の横断面図で、同図（ａ）は先端縁に所定の曲率を与えた例、同図（ｂ）は先端縁に面取りを施しエッジを形成した例である。
【０１０２】
図１４（ａ）に示した例は、板圧が０．３〜１ｍｍの金属板５１ｈの端部をＲ加工（円筒面あるいは円柱面加工）したものを、樹脂フレーム部５１ｇと同時成型して形成する。すなわち、金属板５１ｈを挟んで用紙分離部材５１全体を樹脂で成型加工し、金属板５１ｈの先端部５１ｉの半径を例えばＲ＝０．５ｍｍとする。ワイヤ５１ｄと同様に先端半径は小さいほど用紙分離は良好であるが、Ｒとして形成する場合はこの程度まで良好である。
【０１０３】
図１４（ｂ）に示した例は、図１４（ａ）に示した例に対して、先端をＲ加工する代わりに片側又は両側からの面取りによって先端にエッジ５１ｊを形成したものである。このようにエッジ５１ｊを形成しても同様の効果を得ることができる。
【実施例４】
【０１０４】
図１５は実施例４に係る用紙接着部分離機構５０による分離動作の状態を検知する検知回路の一例を示す図である。用紙束ＰＢのトナー接着部Ｔと用紙接着部分離機構５０との位置が合っていないにも拘わらず用紙分離が行われたものとして次の動作工程に進んだとすると、接着されたままの用紙が送り込まれることになるので、ジャムを起こしたり破損したりという事故につながる。
【０１０５】
そこで、本実施例では、用紙接着部分離機構５０の用紙分離部材５１の動作時において、回転トルクの変動を検出するために、用紙分離部材５１又は第５のパルスモータＰＭ５の駆動軸ＰＭ５ａにひずみゲージを取り付け、そのひずみ量に相当する出力電圧を検出するようにした。
【０１０６】
すなわち、本実施例に係る検知回路は、増幅器１４１ａ、コントローラ１１０、表示パネル１１１及び比較器１４２ａからなる。この検知回路では、第５のパルスモータＰＭ５の駆動軸ＰＭ５ａに取り付けられたひずみゲージ５６の出力を増幅器（ＡＭＰ）１４１ａにより増幅してコントローラ１１０に出力する。コントローラ１１０では、予めひずみ量とひずみゲージ５６の出力電圧との関係を保持する図示しないメモリのテーブルを参照し、比較器１４２ａで比較する。コントローラ１１０はこの比較結果に応じて下記のように判断する。
【０１０７】
すなわち、
１）運転シーケンスの所定時間内に一定のレベルがあって繰り返すときは用紙の分離が行われていると判断する（出力電圧レベル：Ｍ）。
２）逆に、レベルに変化が起きないときは（出力電圧レベル：Ｌ）、用紙分離アームがホームポジションに戻った時点において、積層用紙のセットする方向が異なっている（すなわち、接着位置と用紙接着部分離機構の位置が対応していない）と判断する。
３）一方、そのレベルがさらに一定以上の高レベルに達したときは（出力電圧レベル：Ｈ）、用紙分離アームと用紙との引っ掛かりなどによる動作不良が起こったと判断する。
【０１０８】
そして、これらの判断結果に応じて、１）では、処理を継続し、２）では、接着位置と用紙接着部分離機構の位置が対応していない旨、操作パネル１１１に通知し、操作パネル１１１は表示部にその旨表示する。３）では、用紙分離アームと用紙との引っ掛かりなどによる動作不良が起こったとして動作を停止させ、用紙の除去をうながす操作パネル１１１の表示部に表示させる。前記判断は、前述の図５のフローチャートにおけるステップＳ１０７，Ｓ１０８，Ｓ１０９に対応する。
【０１０９】
また、ひずみゲージ５６の出力電圧のレベルの検知に基づいて判断することに代えて、状態を判別する手段として、用紙分離部材５１を回転駆動させる第５のパルスモータＰＭ５に通電される駆動電流の変化によって駆動トルクの変動を検知し、この検知結果に基づいて判断することもできる。この場合には、電流プローブをリード線に噛ませて電流値を計測するか、あるいは、モータの電流回路に直列にシャント抵抗を挿入し、その抵抗の両端に発生する電圧を取り出して、比例関係である電流値に換算して判別値とする。負荷トルクと通電電流値もほぼ比例関係にあるので、その大きさにより、前記１）ないし３）の状態を判断することができる。
【０１１０】
その他の各部は実施例１ないし３と同様に構成され、同様に機能する。
【実施例５】
【０１１１】
実施例１ないし４に記載したような用紙分離装置１は、例えばＡＤＦ（Auto Document Feeder）あるいは画像読み取り装置に搭載され、積層接着された用紙束ＰＢをＡＤＦの前段で１枚ずつに分離した後、当該ＡＤＦで画像読み取り装置の画像読み取り部に送り込む。これにより画像読み取り部は用紙束ＰＢの用紙を１枚ずつ読み取ることができる。読み取られた用紙は、読み取り後、再度トナーによって接着され、用紙束ＰＢとなる。この用紙分離、読み取り、用紙接着という工程を経ることにより、トナー接着により形成された用紙束ＰＢは、自動的に１枚ずつに分離されて読み取られ、元の冊子へ戻すことができる。その際、各工程を繰り返したとしても、用紙が破損することもない。
【０１１２】
このように用紙の分離と接着を一連の工程で実施するためには、用紙接着機能を有する装置内に用紙接着部分離機構５０を設けることが望ましい。すなわち、プリンタを含む画像形成装置、その周辺機内、あるいは画像読み取り装置（スキャナ）に、用紙接着機構と接着部解除機構を共に有する構成とすることによって、操作者は任意に、用紙のばらし、再綴じ、新規ページの挿入綴じなどを実行することができる。
【実施例６】
【０１１３】
接着に使用されるトナーは、接着用として特別に調合されるものではなく、通常の電子写真方式による用紙上へのプリントに使用されるトナーである。カラートナー、黒トナーなどが対象であり、接着強度を接着目的に合わせて調合した専用トナーが対象となる。すなわち、一般トナーの場合は、バインダ樹脂中に着色剤として各種の染料又は顔料を相溶、又は分散含有させて構成し、その粒子径は、数μｍ程度である。バインダである樹脂材料にはポリエステル樹脂などが用いられ、主にこれがトナーとしての融点を支配する。一般に８０〜１３０℃程度に設定されている。さらに、定着機構にオイルを使用しない形態でのトナーの場合は、これに適量のワックスを分散させる。オイルレストナーと称する。
【０１１４】
一方、用紙には普通紙、あるいは一般の印刷用紙が用いられる。このトナーを「接着パターン」Ｐｃとしてプリント後、必要枚数を重ね合わせ、接着媒体として逐次あるいは一括してトナーの融点以上になるように加熱する。このときエアーギャップの介在による接触面積の低下をなくすため加圧を併用する。トナーが溶融し合い、同時に用紙表面のフィラー部と絡み合った後に加熱を解除して、冷却が進行すると、両者間は一体となって固化して結合が行われる。
【０１１５】
以上のようにしてトナーにより接着された用紙間を、逆に１枚ずつ解除するのが本実施例の装置である。
【０１１６】
実施例１ないし４では、この解除のためには、接着された上葉紙Ｐと、下葉紙との間の空間Ｐｖに用紙分離部材５１を差し込み、これを移動させることによって両者を掻き分けるようにして分離していた。しかし、各種の外乱条件により分離が不安定で、紙剥けが発生した、あるいは分離トルクが大きくばらつくなど、分離品質に加えて、装置側の動作も不安定になるなどの問題があった。各種試験の結果、分離のための掻き分けが行われる直ぐ近傍において、トナーを融点以上の温度に加熱させ、半溶融状態を継続させつつ分離力を作用させれば、分離力も少なく、かつ分離力のばらつきも少なく、紙剥けのない分離が行われることが判明した。
【０１１７】
図１６は分離部温度と分離部材回転トルクとの関係、すなわち、温度をパラメータに取ったときの接着部分離トルクの特性を示す図である。同図からある一定の温度に昇温させた状態で分離部材を動作させるのが、駆動トルクが少なく有効であることが分かる。
【０１１８】
図１７は本実施例における用紙接着部分離機構を示す要部平面図である。この実施例６では、図３に示した実施例１の用紙接着部分離機構５０では、第５のパルスモータＰＭ５によって直接用紙分離部材５１を回転駆動していたものを、減速機構としてギヤ５７を用い、ギヤ５７の軸５７ａに用紙分離部材５１を一体に取り付けている。その他の各部は実施例１と同様に構成され、同様に機能するので、重複する説明は省略する。
【０１１９】
図１８は、本実施例における用紙分離部材の構成を示す図である。同図（ａ）は用紙分離部材５１の平面図、同図（ｂ）は発熱部の構成の一例を示す要部断面図、同図（ｃ）は発熱部の構成の他の例を示す要部断面図である。
【０１２０】
用紙分離部材５１の本体は、耐熱性で高強度を有するポリイミド、ファイバ入りポリイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、あるいはアルミニウム合金などの材料によって成形する。発熱部は用紙分離部材５１の先端縁５１ｋであって、分離のためにトナー接着部Ｔと接する全域に一体的に形成される。すなわち、トナー接着部Ｔに接触して分離を行う先端縁５１ｋには、発熱体５１ｍが全長にわたって形成されていることになる。発熱体５１ｍとしての高抵抗体材料であるヒータ線としては、ニクロム線（ニッケル、クロム合金）、カンタル線（クロム２０％、アルミニウム５％を含む鉄合金）などが用いられる。
【０１２１】
図１８（ｂ）は、用紙分離部材５１の先端縁５１ｋに円柱溝５１ｎを形成し、この中に発熱体５１ｍを埋没させた例である。絶縁性と固定のため、エポキシ系樹脂やフェノール樹脂などの熱可塑性樹脂を流し込むことにより固定させる。符号５１ｎ１は絶縁固定層を示す。
【０１２２】
発熱体５１ｍの形態として裸発熱体の場合は、図１８（ｂ）の形態で固定し、シース発熱体として事前に金属管の中に絶縁体とともに固定形成した発熱体５１ｍの場合は、図１８（ｃ）に示すように円柱溝５１ｏに嵌め込んだ後に接着剤によって固定する。符号５１ｏ１は接着固定層を示す。
【０１２３】
このように発熱体５１ｍを構成すると、用紙Ｐの分離点においてトナーに接触する用紙分離部材５１が加熱されていることにより、介在している接着トナーが軟化し、分離しやすくなると同時に紙剥がれなどの現象が発生することもない。さらに、分離時の駆動抵抗も減少させることができる。
【０１２４】
外部のリード線との接続は、移動変化の少ない回動支点近傍にコネクタ５１ｐを設けて行われる。このとき発熱体５１ｍの端部からのリード線は、用紙分離部材５１に設けた凹溝内に嵌め込むようにして配線するか、導線パターンとして形成して回転支点穴５１ｒ近傍まで配線する。この部分において、外部線とのコネクタ５１ｐを設けて着脱自在にコネクトさせるようにする。用紙分離部材５１の回転支点穴５１ｒにおいて、回転伝達のための駆動軸ＰＭ５ａとの結合方法は、丸穴中にＤカット５１ｓを形成して、ここに差し込み、その上部を抜け止めのためのネジで固定するか、Ｅリングで固定する。
【０１２５】
また、コネクタ５１ｐには、発熱体（形成部）５１ｍの近傍に埋め込まれた熱電対形の小型温度計５１ｍ２（図２０参照）からのリード線も接続されている。この熱電対形の小型温度計５１ｍ２の出力抵抗値は図示しないがコントローラ１１０を介してＣＰＵ１００に入力される。ＣＰＵ１００は入力された出力抵抗値に対して目標温度に向け常に一定値となるようにコントローラ１１０を経由して発熱体５１ｍへ流す電流をコントロールする。
【０１２６】
接着部周辺の温度は季節や１日のうちでも大きく変化する。加えて使用されるトナーの種類によっても融点が異なるので、小型温度計５１ｍ２を設けて温度計測を行うことにより、それらの外乱があっても適切な温度に設定することができ、確実な分離を行うことが可能となる。特に用紙接着部の温度を、その近傍で最も誤差少なく計測することができる。
【０１２７】
一方、発熱体５１ｍ近傍には、図１９（ａ）に示すように、発熱体５１ｍと並行して溝部５１ｔを設ける。これにより熱が用紙分離部材５１全体に急激に拡散し伝搬することを阻止するための、熱伝達障壁として機能する。また、熱的使用効率を上げて、トナー接着部Ｔの分離部分を所定温度に早く立ち上げることが可能となる。前記溝部５１ｔは、発熱体５１ｍの周辺部において空気層に接する数ｍｍの幅と深さを持った熱遮断溝であり、強度的に十分な範囲に形成されている。加えて溝部内面には図１９（ｂ）に示すように一定間隔で貫通穴部５１ｔ１を複合させて配列させると良い。これにより、さらに断熱効果を上げることができる。なお、溝部５１ｔあるいは貫通穴部５１ｔ１は、使用材料に応じて成型加工あるいは切削加工によって形成される。
【０１２８】
このように発熱体５１ｍの形成部近傍の形状を熱伝達障壁として機能するような形状に形成すると、発熱体５１ｍ部での温度が、ホルダ部５１ｕ２（図２０参照）全域に伝播して温度が低下するのを防止することができる。したがって、熱印加時に所定の温度に早く立ち上げることができる。
【０１２９】
発熱体としてセラミックヒータを使用する場合は端部分離部分にヒータパターンを配し、その外側をセラミックで包み込んで成形し、その後焼成して完成させる。使用するセラミックは、アルミナ又は窒化珪素を選択し、発熱体を内部に配置して同時に焼結する。これにより外部からも遮断されて酸化することなく保護絶縁される。発熱体となる材料は、タングステンあるいはモリブデンを使用する。
【０１３０】
セラミックヒータはセラミックの絶縁性と、成形が可能であるという利点から用紙分離部材５１として発熱体と一体的に形成できる点にメリットがある。加えて、数十ｍｍｓｅｃでの熱的立ち上がり時間、及び広い温度域の設定が可能なことから、セラミックヒータを用いた形成は有効である。すなわち、セラミックヒータはセラミック粉の成形加工の後、焼成で形成されるので、用紙分離部材５１としての他の機能（駆動軸ＰＭ５ａとの固定穴など）を同時かつ一体的に作ることが可能で、図１９に示したような配線を這い回す必要がなくなる。さらに、回転駆動系と嵌め合わされる回転軸穴部分も一体的に加工することができる。その際、機械的強度も十分確保することが可能である。なお、この場合も、セラミック内部から引き出されるリード線は、駆動軸ＰＭ５ａ近傍で外部線と接続するようにする。
【０１３１】
前記発熱体の外側をセラミックで包んで成型する方法では、用紙分離部材５１はセラミックの同一材料で一体的に形成されたが、発熱体形成部を有する加熱部と、それを保持するホルダ部との二体で形成することもできる。これにより、加熱に必要な面積を最小にすることが可能となり、加熱部をモジュールとして作ることができるので、熱的効率が良く機械的強度の高い用紙分離部材５１とすることができる。
【０１３２】
図２０はこの二体で形成された用紙分離部材を示す図である。同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は横断面図である。
【０１３３】
図２０において、用紙分離部材５１の用紙分離を行う加熱部５１ｕ１は、先端縁５１ｋが全長にわたりエッジ状に、又はＲ＝０．５ｍｍ以下の曲率の曲面に形成され、トナー接着部Ｔの分離性能を上げるようにしている。そして、このセラミック製の加熱部５１ｕ１をホルダ部５１ｕ２に取り付け、固定し、用紙分離部材５１として機能するように構成している。加熱部５１ｕ１におけるヒータとしては、例えば前記セラミックヒータが使用できる。このように用紙分離部材５１のトナーと接触する最も近い位置に発熱体５１ｍが配置されるので、熱的なロスを最少にし、効率良くトナーを加熱することができる。
【０１３４】
セラミック製の加熱部５１ｕ１を、ホルダ部５１ｕ２に取り付け、固定する場合、ホルダ部５１ｕ２への熱伝達量が最小となるように断熱性を付与する必要がある。本実施例では、図２０（ａ）に示すようにＡ、Ｂ、Ｃの３点に微小な突起５１ｕ３３，３１，３２が設けられており、この突起５１ｕ３１〜３３をホルダ部５１ｕ２に対応して設けられた穴部に嵌め込む。その際、Ａ、Ｂ点を嵌め込みながらＣ点に差し込むことにより、位置出しが行われるとともに加熱部５１ｕ１の回転が規制され、ホルダ部５１ｕ２と一体となる。
【０１３５】
Ａ及びＢ点の嵌め合いは、図２０（ｂ）に示すように直径ｄに対して挿入のための開口幅をＬとして狭くした（ｄ＞Ｌ）クリック（スナップフィット）構造としているので、接着剤で固定しなくとも、自動的に抜け止め構造とすることができる。
【０１３６】
図２０に示したように加熱部５１ｕ１とホルダ部５１ｕ２の二体で構成すると、加熱部５１ｕ１とホルダ部５１ｕ２の合わせ部において３点の寸法位置により、自動的に断熱用のエアーギャップ５１ｕ３がコの字型に形成される。さらに、接着剤を用いて固定しないので着脱可能であり、加熱部５１ｕ１に何らかの不都合が発生した場合、部品交換も容易に行うことができる。
【０１３７】
一方、運転時の振動などに起因する共振現象で、加熱部５１ｕ１あるいはホルダ部５１ｕ２から発生する振動音が問題となる場合は、加熱部５１ｕ１とホルダ部５１ｕ２との間に形成される断熱用のエアーギャップにシリコーンゴムなどの断熱性材料を充填すると、共振点を移動させることができ、共振音の発生を防止することが可能となる。
【０１３８】
ホルダ部５１ｕ２の材料としては、耐熱強度と機械的強度を有するものとしてポリイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ベークライト樹脂などを使用することができ、これを成形あるいは切削加工して用いる。支点部は回転トルクを伝達するために駆動軸ＰＭ５ａと丸穴で嵌め合わされ、回り止めのＤカット加工が施されたＤカット部５１ｓとなっている。そして、ホルダ部５１ｕ２の抜け止めには、駆動軸ＰＭ５ａの上部でネジ止めあるいはＥリング止めが使用される。
【０１３９】
図２１は図２０に示す加熱部の横断面図である。加熱部５１ｕ１は、図２１に示すような断面形状にセラミックを形成後に、形成したセラミック基板５１ｕ４上に発熱体となる材料のペーストをスクリーン印刷法によって塗布し、その後、焼成することにより発熱体パターン５１ｍ１を形成する。発熱体材料のペーストとしては、例えばモリブデンあるいはタングステンが用いられる。これが図２０に示す発熱体５１ｍを構成する。ペーストを使用してスクリーン印刷すると、接着を解除するのに必要な全域の曲率形状を犠牲にすることなく、この部分に発熱体５１を形成することができる。
【０１４０】
本実施例では、発熱体パターン５１ｍ１はセラミック内部でなく、表面に形成するので、用紙分離部材５１によってトナー接着部Ｔを分離するときに当該トナー接着部Ｔと接触する最先端部に形成することができる。このため、トナー接触部Ｔを加熱する温度効率を最も効率の良いものとすることができる。同時に、最先端部形状はエッジ又はＲ＝０．５ｍｍ程度以下が分離のための理想条件であるので、この条件のもとで発熱体パターン５１ｍ１を形成することができ、最も望ましい形態の加熱部５１ｕ１とすることができる。その際、発熱体パターン５１ｍ１（熱抵抗体）の形成とともに、そこから引き出される、外部との接続用リード線５１ｑもパターン化して同時にセラミック基板５１ｕ４上に形成することができる。
【０１４１】
また、熱的効率を上げるため、セラミック基板５１ｕ４上であって発熱パターン５１ｍ１の直下に発熱体で発熱した熱を蓄熱させるための蓄熱層５１ｕ５を形成することもできる。このように蓄熱層５１ｕ５を形成すると、その蓄熱効果によって入力エネルギを削減することが可能となる。蓄熱層５１ｕ５は、例えばガラス（ＳｉＯ２）を材料とし、層厚１０〜２０μｍ以下の層とする。そして、このガラス層の上に発熱体パターン５１ｍ１とリード電極５１ｑパターンが形成される。その他の蓄熱層形成材料としては、例えばポリイミド樹脂が知られている。ポリイミド樹脂には、ペースト状のものがあり、このペースト状のポリイミド樹脂を塗布又はディッピングにより成膜化し、その後、オーブンによって６０℃の温度下で、数十分程度加熱する。ポリイミド樹脂は、この加熱により固化し、蓄熱層としての所望の特性を得ることができる。
【０１４２】
発熱体パターン５１ｍ１とリード電極５１ｑパターンの上層である最表層には、それらの保護層５１ｕ６を形成する。保護層５１ｕ６は発熱体パターン５１ｍ１とリード電極５１ｑパターンを酸化による劣化から保護するとともに、分離動作において、用紙間のトナー接着部Ｔあるいは用紙と接触を繰り返す際の用紙との接触抵抗を低くする機能も有する。さらに、保護層５１ｕ６は用紙分離部材５１の耐久性を向上させ、分離性能を維持する。１０μｍ程度でコーティングする保護層材料は、テフロン（登録商標）樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、あるいはエポキシ系樹脂でこれを塗布又はディッピングにより成膜化した後に、オーブン内で加熱して固化させ、所望の特性を得る。
【０１４３】
このように発熱体５１ｍの上層部に耐熱性でかつ摩擦係数の低いテフロン樹脂コーティング、ＰＥＥＫ樹脂コーティングを行うと、用紙分離部材５１と用紙Ｐとの摺動摩耗を軽減し、耐久性を向上させることができる。また、用紙分離時における用紙分離部材５１及び用紙に作用する抵抗を小さくすることができる。これにより、用紙分離部材５１を駆動する第５のパルスモータＰＭ５のモータトルクが小さくて済むので、モータの小型化による省電力化を図ることができる。さらに、用紙に作用する抵抗が小さいということは、分離時に上葉紙Ｐが移動しないように押さえる第１及び第２の保持パッド２３，３３の保持力を小さくすることができることを意味し、保持力が小さくなれば、その分、第１及び第２の保持機構２０，３０を駆動する第１及び第２のパルスモータＰＭ１，２の省電力化を図ることができる。
【０１４４】
なお、発熱体５１ｍ部がトナー層に接触して分離する過程では、トナーと完全に密着している状態から若干のギャップを持たせて分離のきっかけを作って行うことが望ましい。図２２は、この若干のギャップを持たせる構成の例を示す加熱部５１ｕ１の横断面図である。図２２（ａ）に示した例では、発熱パターン５１ｍ１の発熱端より僅か離れた搬送方向上流側の位置に、小径で高さが２〜３μｍ程度のディンプル５１ｕ７を端部に複数列平行に並べて配置する。その際、接着分離時にディンプル５１ｕ７部への負荷抵抗が一度にかからないように、分散させることを目的に、それぞれのディンプル５１ｕ７を千鳥状に配置するとともに、ディンプル５１ｕ７の断面を見たとき、高さ０から搬送方向上流側が２〜３μｍ高くなるような移動方向下流側が登り傾斜となるような傾斜面となるようにする。これにより加熱部５１ｕ１とトナーが密着するという現象を回避することができる。
【０１４５】
これらのディンプル５１ｕ７は、表面の保護層５１ｕ６を形成するときに同時に、又は２回目の塗布工程で形成する。すなわち、まず前面のコーティングを行って予備乾燥が行われた後、スクリーン印刷によりディンプル５１ｕ７部をすり重ねるようにし、その後、再度の乾燥を行って固定化する。
【０１４６】
図２２（ｂ）はディンプル形状の他例を示す加熱部の横断面図である。図２２（ｂ）の例では、細帯状の凸部５１ｕ８を、端部に直角に数個所設けている。この凸部５１ｕ８は、図２２（ａ）に示したディンプル５１ｕ７と同様に千鳥配列し、あるいは傾斜を持たせるようにすることができる。
【０１４７】
このように曲率を持った用紙分離部材５１の先端縁５１ｋ及びその周辺は、丁度、良く研磨された包丁でチーズをカットするときのようにトナーが吸着しやすい。しかし、ディプル５１ｕ７，５１ｕ８を設け、トナーと部分接触させることにより分離抵抗が小さくなってトナー接着部Ｔにおいて用紙は容易に分離できるようになる。
【０１４８】
図２３は放熱用フィンを備えた用紙分離部材を示す平面図である。放熱用フィン５１ｖ１は図１８（ａ）に示した用紙分離部材５１の回転支点穴５１ｒが形成された用紙分離部材５１の回転支点端５１ｖに設けられている。放熱用フィン５１ｖは、本実施例では、回転支点を中心に同心円状に設けられた短冊状の部材で、ここでは、短冊状の部材を扇形に広げた形状となっている。この放熱用フィン５１ｖ１により、回転支点端５１ｖ近傍の熱が自然放熱され、駆動軸ＰＭ５ａを介して伝達される駆動系への熱伝達を抑制している。その結果、発熱体５１ｍからの熱伝達に起因する駆動伝達系ギヤの耐久性劣化及び駆動系モータの耐久性劣化を防止することができる。
【０１４９】
その他、特に説明しない各部は実施例１ないし４と同様に構成され、同様に機能する。
【実施例７】
【０１５０】
用紙分離部材５１は、図２に示したように用紙束ＰＢの上葉紙に形成された用紙の浮きによって生じた空間Ｐｖに挿入され、回転方向下流側のトナー接着部Ｔ若しくはトナー接着層に用紙分離部材５１の先端縁５１ｋが衝突した後、トナー接着層を掻き分けながら進行し、用紙、ここでは上葉紙とその直ぐ下の下葉紙を分離する。その際、用紙分離部材５１を回転駆動する駆動源となるモータが十分なトルクを有していれば、当該モータによって駆動される用紙分離部材５１を一定速で動作させることにより分離は進行して完了となる。
【０１５１】
しかし、このように駆動源となるモータが十分なトルクを有するためには、大型のモータである必要がある。しかし、モータが大型であると、その分コストが高くなり、また占有空間も大きくなって省エネ、小型化の要求とは逆行する。そこで、本実施例では、比較的トルクが小さな小型のモータで、かつ、パルスによるステップ入力によりそれに対応した角度の回転角が得られるパルスモータを使用して用紙を分離するようにした。
【０１５２】
実施例１では、用紙分離部材５１は第４のホームポジションセンサＳＮ６が検出した位置をホームポジションとして待機しており、上葉紙Ｓに用紙浮きの空間Ｐｖが形成されると、第５のパルスモータＰＭ５が回転を開始する。その際、例えば図２４において実線で示すホームポジション（ＨＰ）からスタートしてエンドポジションセンサＳＮ８によって検出されるエンドポジション（ＥＰ）まで１８０°回転し、その後、ホームポジションに戻るという動作であった。
【０１５３】
これに対し、本実施例では、実際に接着を終了する約１２０°の回転角内の動作を複数回に分けて、トナー接着層への衝突を繰り返しながら、徐々に用紙分離部材５１を用紙束ＰＢ先端側に進行させ、用紙を分離するようにした。図２４はこのときの動作を示す動作説明図であり、実施例１における図３に対応する。すなわち、本実施例では、図２４に示すように第５のパルスモータＰＭ５の駆動軸ＰＭ５ａに直接用紙分離部材５１を取り付けて固定し、
１）ホームポジションＨＰから目標角度Ｈ１まで回転させ、若干進行させた後、ホームポジションＨＰに戻す。
２）再度ホームポジションＨＰから目標角度Ｈ２まで回転させ、同じく若干進行させた後、ホームポジションＨＰに戻す。
３）最後は目標角度Ｈ３まで回転させ、さらに進行させてトナー接着部Ｔにおいて用紙の分離を完了した後、ホームポジションＨＰに戻す。
あるいは、回転量の最後について駆動パルス数の管理をしない場合は、
４）エンドポジションセンサＳＮ８で検出されるまで回転した後、ホームポジションＨＰに戻す。
という各工程を実行し、１サイクルの工程を完了とする。
なお、１２０°というのは、前記３）において用紙を切り離して進行する最終角度をいう。
【０１５４】
本実施例では、以上のように３段階の移動動作を繰り返して、確実な分離を実現するようにしている。このように分割して動作させることによって、用紙分離部材５１がトナー接着部Ｔに衝突する度に１／２Ｉω２なる衝撃エネルギをトナー接着部Ｔに付与することができる。これにより、用紙の分離を容易に進行させることが可能となる。また、分離動作の確実性を向上させることができる。
【０１５５】
なお、本実施例では、パルスモータＰＭ５を使用しているが、エンコーダを有し、回転角度制御可能なＤＣモータを使用しても同様の制御が可能であり、同様の効果を得ることができる。
【０１５６】
図２４に示した例では、１回々々ホームポジションＨＰから衝突させる位置まで用紙分離部材５１を回転させ、その後、戻すという動作を繰り返していた。しかし、衝突する度に１回々々ホームポジションＨＰに戻すとその分時間がかかる。一方、用紙分離部材５１は用紙を浮かせた空間Ｐｖに挿入され、その空間Ｐｖを経て用紙間のトナー接着部Ｔに進行し、衝突するように動作するが、１回目はホームポジションＨＰから移動するが、その後の２回目、３回目の動作は、ホームポジションＨＰまで戻さなくても、用紙分離部材５１の回転先端が用紙に形成された用紙浮きの空間Ｐｖの領域から抜け出ない範囲まで戻して、そこから前記した目標角度への進行動作を繰り返す。これにより１サイクルの時間を短縮することができる。
【０１５７】
図２５はこの動作を示す速度線図で、横軸に時間、縦軸に位置を取り、ホームポジションＨＰからエンドポジションＥＰに至る状態を示す。
【０１５８】
このように用紙分離部材の初回以降の繰り返し動作の起点は、用紙分離部材５１が分離すべき用紙浮きの空間Ｐｖ内に位置させると、用紙分離部材５１を挿入する空間Ｐｖを形成する上葉紙の浮きが初回の分離動作で変形しても、その後の動作で用紙分離部材５１を挿入できないという不具合が発生することはない。さらに、ホームポジションＨＰから分離動作を繰り返すのに比べ、分離に必要とする時間を短縮化することができる。
【０１５９】
同じくステップモータ使用の場合において、用紙分離部材５１の位置と対応した駆動ステップ数の管理で、それぞれの目標角度を認識して複数回に分けて目標角度への進行動作を繰り返すこともできる。この場合、図２６に示すように
１）ホームポジションＨＰから目標角度Ｈ１までの回転をさせて、若干進行させた後に、設定パルス数により戻し位置まで戻す。この位置は用紙分離部材５１が用紙浮きの空間Ｐｖの領域内にあり、さらに余裕を見込んだ位置である。
２）今度は戻し位置から目標角度Ｈ２まで回転させて、同じく若干進行させた後、戻し位置に戻す。
３）最後は、戻し位置から目標角度Ｈ３へ回転させて、ここからさらに進行をさせて分離を完了したのち、ホームポジションＨＰに戻す。
あるいは、ここを駆動パルス数の管理をしない場合は、
４）エンドポジションセンサによって検出されるまで進行した後、ホームポジションＨＰに戻す。
という各工程を実行し、１サイクルの工程を完了とする。
図２６に示した１サイクルタイムＣＴＭ２は、図２５に示した１サイクルタイムＣＴＭ１と比較して大きく短縮化されるのが分かる。
【０１６０】
なお、本実施例では、目標角度をＨ１〜Ｈ３の３段階としたが、実際の制御では、用紙の接着強度や接着パターンに応じて目標角度の設定回数を増加減させて最適運転が行われる。
【０１６１】
この場合も当然、エンコーダを有し、回転角度制御可能なＤＣモータを使用しての駆動でも駆動可能である。
【０１６２】
その他、特に説明しない各部は実施例１と同様に構成され、同様に機能する。
【実施例８】
【０１６３】
図２７は、用紙分離部材が慣性エネルギの付与機構を有する実施例８に係る用紙接着部分離機構の要部を示す平面図である。
【０１６４】
本実施例では、実施例７における分離時の衝突エネルギを大きくするため、用紙分離部材５１の回転支点端５１ｖ側を延長し、延長部５１ｖ２の先端近傍に高質量部材５１ｖ３を取り付けたものである。このように延長部５１ｖ２の先端近傍に高質量部材５１ｖ３を取り付けると、用紙分離部材５１の回転時の慣性質量を大きくすることができる。このように慣性質量を増加させると、用紙分離部材５１のトナー接着部Ｔへの衝突時のエネルギを大きくすることができる。その結果、用紙の分離性能を向上させ、確実に用紙を分離することができる。高質量材料としては鉄、鉛等を使用する。
【０１６５】
図２７に示した例では、用紙分離部材５１に延長部５１ｖ２を設け、高質量部材５１ｖ３を付加して回転慣性を上げるように構成しているが、用紙浮き空間Ｐｖに用紙分離部材５１ｖ３を挿入して分離動作を行っているとき、接触を起こさないような扇方形状として、そこに高質量部材を付加するという形態とすれば、さらに慣性効果を上げることができる。
【０１６６】
慣性質量を大きくし、用紙分離時の衝突エネルギをさらに大きくするために、図２８に示すように用紙分離部材５１を回転駆動する第５のパルスモータＰＭ５の駆動軸ＰＭ５ａに、慣性ホイールＰｍ５ｂを取り付ける。慣性ホイールＰＭ５ｂは高質量な鉄系あるいは銅系の材料を使用する。慣性ホイールＰＭ５ｂの直径は第５のパルスモータＰＭ５の立ち上げ可能な慣性量と、許容可能な取り付けスペースの範囲で決定される。
【０１６７】
第５のパルスモータＰＭ５への駆動パルスの入力周波数は、分離のための目標角度Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３の個所で、脱調しない最高周波数が得られるようにそれぞれ設定されるスタートから順次上げていく。その際、分離時の衝突エネルギを最大化するようにスピードを持っていけば良いので、高慣性質量にして最高の速度を限られたモータ容量の中で得られことになり、効率的である。
【０１６８】
大きな衝撃エネルギで分離が進行するので、用紙接着が弱いというような条件によっては、仮にアタックの回数を２回、あるいは１回に減少させるということも可能である。
【０１６９】
なお、図２８では、用紙分離部材５１に高質量部材５１ｖ３を取り付けて慣性質量を付与し、さらに、駆動軸ＰＭ５ａに慣性ホイールＰＭ５ｂを取り付けて慣性力を付与しているが、慣性ホイールＰＭ５ｂだけでも良いことはいうまでもない。
【０１７０】
このように用紙分離部材５１を回転駆動する第５のパルスモータＰＭ５の駆動軸ＰＭ５ａに慣性ホイールＰＭ５ｂを取り付け、パルスモータの駆動最高周波数を、それぞれの目標角度Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３において最高周波数となるように駆動すると、用紙分離部材５１の衝突時エネルギを、慣性と角速度の面から最大にさせてトナー接着部Ｔに突入させることができる。その結果、分離力を向上させ、確実に用紙を分離することができる。
【０１７１】
なお、特許請求の範囲における用紙束は本実施形態では符号ＰＢに、最上位の用紙（上葉紙）は符号Ｐに、用紙分離装置は符号１に、空間は符号Ｐｖに、空間形成手段は用紙浮かし機構４０に、トナーによる接着部はトナー接着部Ｔに、第１の保持手段は第１の保持機構２０に、第２の保持手段は第２の保持機構３０に、用紙分離部材は符号５１に、用紙分離手段は用紙接着部分離機構５０に、発熱部は加熱部５１ｕ１に、ホルダは符号５１ｕ２に、ホームポジションは符号ＨＰに、エンドポジションは符号ＥＰに、目標角度は符号Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３に、ローラ巻き上げ手段は撓み形成ローラ４７に、静電吸着手段は静電吸着板４９−１に、エアー吸着手段はエアー吸着板４９−１０に、支持板はガイド板１０に、それぞれ対応する。
【０１７２】
さらに、本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施例は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１７３】
１ 用紙分離装置
１０ ガイド板
２０ 第１の保持機構
３０ 第２の保持機構
４０ 用紙浮かし機構
４７ 撓み形成ローラ
４９−１ 静電吸着板
４９−１０ エアー吸着板
５１ 用紙分離部材
５０ 用紙接着部分離機構
５１ｕ１ 加熱部
５１ｕ２ ホルダ
ＥＰ エンドポジション
ＨＰ ホームポジション
Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３ 目標角度
Ｐ 最上位の用紙（上葉紙）
ＰＢ 用紙束
Ｐｖ 空間
Ｔ トナー接着部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１７４】
【特許文献１】特開２０００−１９０２５２号公報
【特許文献２】特開平７−２２３３８７号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーによって接着され、複数枚の用紙が積層されてなる用紙束から当該用紙束の最上位の用紙を分離する用紙分離装置であって、
前記用紙束の最上位の用紙を当該用紙の直ぐ下の用紙から浮かせて両者間に空間を形成する空間形成手段と、
前記空間形成手段によって前記空間を形成する際、前記用紙束の前記空間形成手段が配置された位置よりも前記トナーによる接着部側を押さえ、前記用紙束を保持する第１の保持手段と、
前記空間形成手段によって前記空間を形成した後、前記用紙束の前記空間形成手段配置位置よりも前記接着部から離れた側を押さえ、前記用紙束を保持する第２の保持手段と
前記第２の保持手段によって保持された状態で前記空間内に挿入され、前記トナーによって接着された部分まで移動し、前記トナーによる接着状態を解除して前記最上位の用紙を前記用紙束から分離する用紙分離部材を含む用紙分離手段と、
を備えたことを特徴とする用紙分離装置。
【請求項２】
請求項１記載の用紙分離装置であって、
前記トナーによって接着された部分に接触する前記用紙分離部材に前記トナーを溶融させる発熱部を備えたこと
を特徴とする用紙分離装置。
【請求項３】
請求項２記載の用紙分離装置であって、
前記発熱部は、断熱状態で当該発熱部とは別体に形成されたホルダによって保持されていること
を特徴とする用紙分離装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の用紙分離装置であって、
前記用紙分離部材は、前記支持板から離れた予め設定されたホームポジションから前記トナーによって接着された部分を通過した予め設定されたエンドポジションに前記移動を行う際、前記ホームポジションからそれぞれ異なる目標角度を設けて複数回往復動し、回数を増すごとに前記目標角度が大きくなるように移動すること
を特徴とする用紙分離装置。
【請求項５】
請求項４記載の用紙分離装置であって、
前記用紙分離部材の初回以降の繰り返し動作の起点が前記空間内に設定されていること
を特徴とする用紙分離装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の用紙分離装置であって、
前記空間形成手段は、ローラ巻き上げ手段、静電吸着手段及びエアー吸着手段のいずれかによって最上位の用紙をその下の用紙から分離し、空間を形成すること
を特徴とする用紙分離装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の用紙分離装置であって、
前記用紙束を支持する支持板を備え、
前記第１及び第２の保持手段は前記支持板との間で前記用紙束を保持すること
を特徴とする用紙分離装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の用紙分離装置を画像読み取り手段の前段に備えていること
を特徴とする画像読み取り装置。
【請求項９】
請求項８記載の画像読み取り装置の後段に用紙綴じ装置を備えていること
を特徴とする用紙処理システム
【請求項１０】
トナーによって接着され、複数枚の用紙が積層されてなる用紙束から当該用紙束の最上位の用紙を分離する用紙分離方法であって、
前記用紙束を支持する支持板との間で前記用紙束の搬送方向最下流側を第１の保持手段によって押さえて保持する第１の工程と、
前記第１の工程で前記第１の保持手段によって保持された状態で、空間形成手段によって前記用紙束の最上位の用紙を当該用紙の直ぐ下の用紙から浮かせて両者間に空間を形成する第２の工程と、
前記第２の工程で前記空間が形成された後、前記空間形成手段の用紙搬送方向上流側で第２の保持手段によって前記用紙束を前記支持板との間で押さえて保持する第３の工程と、
前記第３の工程で前記第２の保持手段によって保持された状態で用紙分離部材を前記空間に挿入し、前記トナーによって接着された部分に前記用紙分離部材を移動させ、前記トナーによる接着状態を解除して前記最上位の用紙を前記用紙束から分離する第４の工程と、
を備えたことを特徴とする用紙分離方法。
【請求項１】
トナーによって接着され、複数枚の用紙が積層されてなる用紙束から当該用紙束の最上位の用紙を分離する用紙分離装置であって、
前記用紙束の最上位の用紙を当該用紙の直ぐ下の用紙から浮かせて両者間に空間を形成する空間形成手段と、
前記空間形成手段によって前記空間を形成する際、前記用紙束の前記空間形成手段が配置された位置よりも前記トナーによる接着部側を押さえ、前記用紙束を保持する第１の保持手段と、
前記空間形成手段によって前記空間を形成した後、前記用紙束の前記空間形成手段配置位置よりも前記接着部から離れた側を押さえ、前記用紙束を保持する第２の保持手段と
前記第２の保持手段によって保持された状態で前記空間内に挿入され、前記トナーによって接着された部分まで移動し、前記トナーによる接着状態を解除して前記最上位の用紙を前記用紙束から分離する用紙分離部材を含む用紙分離手段と、
を備えたことを特徴とする用紙分離装置。
【請求項２】
請求項１記載の用紙分離装置であって、
前記トナーによって接着された部分に接触する前記用紙分離部材に前記トナーを溶融させる発熱部を備えたこと
を特徴とする用紙分離装置。
【請求項３】
請求項２記載の用紙分離装置であって、
前記発熱部は、断熱状態で当該発熱部とは別体に形成されたホルダによって保持されていること
を特徴とする用紙分離装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の用紙分離装置であって、
前記用紙分離部材は、前記支持板から離れた予め設定されたホームポジションから前記トナーによって接着された部分を通過した予め設定されたエンドポジションに前記移動を行う際、前記ホームポジションからそれぞれ異なる目標角度を設けて複数回往復動し、回数を増すごとに前記目標角度が大きくなるように移動すること
を特徴とする用紙分離装置。
【請求項５】
請求項４記載の用紙分離装置であって、
前記用紙分離部材の初回以降の繰り返し動作の起点が前記空間内に設定されていること
を特徴とする用紙分離装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の用紙分離装置であって、
前記空間形成手段は、ローラ巻き上げ手段、静電吸着手段及びエアー吸着手段のいずれかによって最上位の用紙をその下の用紙から分離し、空間を形成すること
を特徴とする用紙分離装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の用紙分離装置であって、
前記用紙束を支持する支持板を備え、
前記第１及び第２の保持手段は前記支持板との間で前記用紙束を保持すること
を特徴とする用紙分離装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の用紙分離装置を画像読み取り手段の前段に備えていること
を特徴とする画像読み取り装置。
【請求項９】
請求項８記載の画像読み取り装置の後段に用紙綴じ装置を備えていること
を特徴とする用紙処理システム
【請求項１０】
トナーによって接着され、複数枚の用紙が積層されてなる用紙束から当該用紙束の最上位の用紙を分離する用紙分離方法であって、
前記用紙束を支持する支持板との間で前記用紙束の搬送方向最下流側を第１の保持手段によって押さえて保持する第１の工程と、
前記第１の工程で前記第１の保持手段によって保持された状態で、空間形成手段によって前記用紙束の最上位の用紙を当該用紙の直ぐ下の用紙から浮かせて両者間に空間を形成する第２の工程と、
前記第２の工程で前記空間が形成された後、前記空間形成手段の用紙搬送方向上流側で第２の保持手段によって前記用紙束を前記支持板との間で押さえて保持する第３の工程と、
前記第３の工程で前記第２の保持手段によって保持された状態で用紙分離部材を前記空間に挿入し、前記トナーによって接着された部分に前記用紙分離部材を移動させ、前記トナーによる接着状態を解除して前記最上位の用紙を前記用紙束から分離する第４の工程と、
を備えたことを特徴とする用紙分離方法。
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−８２５５３（Ｐ２０１３−８２５５３Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２５１０７（Ｐ２０１１−２２５１０７）
【出願日】平成２３年１０月１２日（２０１１．１０．１２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１２日（２０１１．１０．１２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]