JP2006056685A - シート供給装置及び該装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

シート供給装置及び該装置を備えた画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 シート質に関わらず、シートの重送、シートの送り不良等の発生を低減する。
【解決手段】 シート供給装置121は、シートを積載して昇降可能なカセット中板を有して、装置本体に着脱自在に設けられた給紙カセット302と、カセット中板に積載されているシートを順次送り出す給紙ローラと、カセット中板を上昇させてカセット中板に積載されているシートを給紙ローラに圧接させる押圧レバーと、押圧レバーを作動させる加圧駆動ユニット100と、シートサイズの情報とシートに関する情報とに対応するシートと給紙ローラとの圧接圧を記憶させているRAMと、シートサイズ情報と、シートに関する情報とに基づいて、RAMに記憶されている圧接圧を読み出して、加圧駆動ユニット100を制御するCPUと、を備えている。
【選択図】 図6

Description

本発明は、シートを供給するシート供給装置、特に、回転してシートを送り出すシート供給回転体にシートを押し付ける押圧力をシートの種類に応じて変えることのできるシート供給装置と、このシート供給装置を装置本体に備えた画像形成装置とに関する。
従来、シート供給装置は、例えば、電子写真プロセスによりシートに画像を形成する画像形成装置に組み込まれて、シートに画像を形成する画像形成部にシートを供給するようになっている。
シート供給装置は、シートが積載された給紙カセットからシートを送り出す給紙ローラと、給紙ローラの表面に圧接されることによりシートの重送を防止する摩擦分離部材とを備えている。給紙カセットには、シートが積載されたシート積載板を給紙ローラに押し付けるばねを設けてある。
シートの搬送方向に対して直交して給紙カセットが画像形成装置の装置本体に対して着脱されるシート供給装置は、給紙カセットを装置本体から取り出すとき、シートが給紙ローラに押されたまま、或いは給紙ローラと摩擦分離部材とに挟持されたまま装置本体内に取り残される虞がある(特許文献1参照)。このため、この種のシート供給装置は、給紙カセットの着脱に応じて給紙ローラとシートとの接離、給紙ローラと摩擦分離部材との接離が行われるようになっている。
しかし、この種のシート供給装置は、給紙カセットを装置本体に押し込むのに従って、給紙ローラとシートとの圧接力、給紙ローラと摩擦分離部材との圧接力が発生するようになっている。このため、この種のシート供給装置は、この両方の圧接力に打ち勝って給紙カセットを装置本体に押し込まなければならなかった。特に、給紙ローラとシートとの圧接力(以下、給紙圧という)は、シート積載板に積載されたシートを押し上げて給紙ローラに圧接させることによって生じるため、シート積載板に積載されているシート枚数が多い程、装置本体に給紙カセットを押し込む力が大きかった。このため、女性のように、非力なユーザにとっては、給紙カセットの着脱が困難であった。
また、1つの給紙カセットによって異なったサイズのシートを収納可能なユニバーサルカセットが従来から周知である。このようなカセットを有するシート供給装置においては、異なったサイズのシートを収納した場合、サイズに応じて積載されたシートの重量が変動するため、シート積載板を押し上げる押圧力をシートサイズに応じて調整する必要があった。仮に、給紙圧を一定にしておくと、大サイズシートのときはシート束の重量が大きくなるために給紙圧が不足してシート供給不良を起こし、小サイズシートの場合は給紙圧が大きくなりシートを重ねて供給する重送が発生しやすいといった不具合を生じる場合があった。
そこで、シート積載板を駆動部によって押し上げて給紙圧を調節できるシート供給装置がある(特許文献2参照)。このシート供給装置は、シートの残り枚数と、シートサイズとに応じて、駆動部の駆動によって給紙圧調整機構を作動させて給紙圧がほぼ一定に保持できるようになっている。すなわち、このシート供給装置は、底板昇降機構によってシート積載板の押し上げ力を調整して、シートと給紙ローラの圧接力、すなわち給紙圧をほぼ一定に保持して、シートの重送、シートの送り不良等の発生を防止している。
特開平07−215493号公報 特開平05−229674号公報
ところで、最近、種々の面から地球環境問題が取り上げられるようになってきている。その一環として、紙の大量消費による森林伐採が問題になり、世界的に森林資源保護が叫ばれている。我が国においても省資源、リサイクル化対策が積極的に進められており、古紙の再利用、及び新しい紙に対する古紙の配合増等が実際に行われている。あるいは、紙の代用品である樹脂製のシートが出回っている。
このため、質の異なるシート多く出回って、シートの質を考慮して給紙圧を設定しないと、シートの重送、シートの送り不良等が発生することがあった。
上記、従来のシート供給装置も、シートに質に応じて給紙圧を調節するようになっていないため、シートの重送、シートの送り不良等が発生する虞があった。
また、このように、シートの重送、シートの送り不良等が発生するシート供給装置を備えた画像形成装置は、シートに画像を確実に形成することができないという問題があった。
本発明は、シート質、シートサイズに関わらず、安定した給紙圧が得られるようにして、シートの重送、シートの送り不良等の発生を低減するシート供給装置を提供することを目的としている。
本発明は、シートの重送、シートの送り不良等の発生を低減してシート供給装置を備えて、シートに確実に画像を形成することのできる画像形成装置を提供することを目的としている。
上記目的を達成するため、本発明のシート供給装置は、装置本体と、シートを積載して昇降可能なシート積載部材を有して、前記装置本体に着脱自在に設けられたシートカセットと、前記シート積載部材に積載されているシートを順次送り出すシート供給回転体と、前記シート積載部材を上昇させて前記シート積載部材に積載されているシートを前記シート供給回転体に圧接させるリフト手段と、前記リフト手段を作動させる作動手段と、前記シート積載部材に積載されているシートのサイズ情報と前記シートに関する情報とに対応するシートと前記シート供給回転体との圧接圧を記憶させている記憶手段と、前記シートサイズ情報と、前記シートに関する情報とに基づいて、前記記憶手段に記憶されている圧接圧を読み出して、前記作動手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
本発明のシート供給装置は、供給するシートのシートサイズ情報と、前記シートに関する情報とに基づいて、記憶手段に記憶されている圧接圧を読み出し、シートの種類に応じた圧接圧になるように、作動手段を制御するようになっているので、シートの重送、不送り等の給紙不良の発生を少なくして、シートを円滑に供給することができる。
本発明の画像形成装置は、シートを円滑に供給するシート供給装置を備えているのでシートに画像を順次能率よく形成することができる。
以下、本発明の実施形態のシート供給装置と、このシート供給装置を装置本体に備えた画像形成装置としてのレーザビームプリンタ1とを図に基づいて説明する。
シート供給装置は、シートを取り扱うシート取り扱い装置に組み込まれて、シートを処理するシート処理部にシートを供給するようになっている。シート取り扱い装置には、シートに画像を形成する画像形成装置、シート束を綴じる綴じ装置、シートやシート束に孔をあける穿孔装置、シート束を折り曲げる折り装置等がある。画像形成装置には、複写機、レーザビームプリンタ(LBP)、ファクシミリ及びこれらの複合機などの電子写真方式、あるいは静電記録方式のものがある。
本発明の実施形態のシート供給装置は、レーザビームプリンタに装備されているが、レーザビームプリンタに限定されるものではない。複写機、ファクシミリ等にも装備してもよい。また、本発明の実施形態の画像形成装置としてレーザビームプリンタを取り上げているがこれに限定されるものではない。
(レーザビームプリンタ)
レーザビームプリンタを説明する。図9は、レーザビームプリンタの概略正面断面図である。図10は、レーザビームプリンタの外観斜視図である。
画像形成装置としてのレーザビームプリンタ1の装置本体1Aには、シートに画像を転写する画像形成部2、複数枚のシートSを収納し、1枚ずつ搬送するカセット給紙部3、シートを外部から手差しで供給するMP(マルチペーパ)給紙部4、シート搬送部5、装置全体の制御部6、定着部7、反転排紙部8、両面搬送部9、原稿Dを複数枚積載して1枚ずつ搬送する原稿搬送部10、原稿Dの画像情報を読み取る画像読取部11、表示部・入力キー等により構成される操作部12を設けてある。
(画像読取部)
画像読取部11の上面には、原稿台ガラス601、流し読みガラス602、ジャンプ台603を設けてある。画像読取部11の上部後方には、原稿圧着板604を備えた原稿搬送装部10を、ヒンジを介して設けてある。
画像読取部11内には、画像読取手段としての密着型イメージセンサ606、キャリッジ607、ガイドシャフト608、タイミングベルト609、駆動プーリ610、画像処理中継基板611等を設けてある。また、画像読取部11内には、オプションとして原稿サイズ検知センサ612を配置することができるようになっている。
密着型イメージセンサ606は、不図示の一次元光電変換素子と、セルフォックレンズ(商標)と、セルフォックレンズ(商標)の両側に配設された光源等が、1つの筐体に収められたデバイスである。
密着型イメージセンサ606は、キャリッジ607上に不図示のばねで弾性支持されて、原稿台ガラス601側に付勢されている。密着型イメージセンサ606は、密着型イメージセンサ606から原稿台ガラス601上に置いた原稿Dまでの距離が、焦点深度を外れないように一定の距離を保つように設置してある。キャリッジ607は、読取駆動モータ613によって駆動されるタイミングベルト609に接続されている。キャリッジ607は、密着型イメージセンサ606内の一次元光電変換素子に垂直なガイドシャフト608に沿って画像読取部11内を往復運動できるようになっている。
密着型イメージセンサ606の位置は、ホームポジションセンサ614の検知タイミングを基点として読取駆動モータ613の回転周波数および回転時間により制御される。原稿Dが原稿台ガラス601上に配置され、原稿圧着板604を備えた原稿搬送部10が閉じられると、所定の開閉角度のタイミングで原稿サイズ検知センサ612によって原稿のサイズが検知される。
コピー開始の信号が制御手段としてのCPU53(図11)に伝達されると、検知された原稿サイズと操作部12(図10)から入力された変倍率の情報に従って所定のサイズのシートが選択されて、シートSの給紙動作が開始される。適切なサイズのシートが存在しない場合には、その旨LCD73(図10)に表示される。
スタートキー70の押下後、密着型イメージセンサ606は、シェーディングを行う。走査光は、原稿先端から走査する。反射光は、画像読取部11内に設けた画像処理中継基板611でA/D変換されて、装置本体の読取画像処理部52(図11)へ送られる。密着型イメージセンサ606と画像処理中継基板611は不図示のフラットケーブルで電気的に接続されている。走査が終わると読取駆動モータ613が逆回転して密着型イメージセンサ606をもとの待機位置に戻す。
(原稿自動供給装置)
原稿搬送部10の原稿載置台21には、原稿Dの搬送方向に対して直角な方向(原稿Dの幅方向)にスライド可能なスライダ21aを設けてある。スライダ21aは、原稿載置台21上に積載された原稿Dの両サイドを揃えるようになっている。
原稿積載台21上に原稿Dを積載すると、原稿検知センサ21bが、原稿の存在が検知する。長さ検知センサ21cと、スライダ21aの移動量によりシートの幅を検知する幅検知センサ21dとにより、原稿のサイズが検知される。装置本体1A内の本体制御部6(図11)に原稿サイズ情報が送られる。本体制御部6は、原稿サイズ情報と、操作部12から入力された変倍率に従って所定のサイズのシートが選択される。本体制御部6は、適切なサイズのシートが存在しない場合には、その旨をLCD73(図10)に表示する。
なお、原稿検知センサ21bが原稿を検知しないで、原稿サイズ検知センサ612が静止読み側である原稿台ガラス601上に原稿が配置されたことを検知すると、密着型イメージセンサ606が原稿台ガラス601側を走査する。
原稿検知センサ21bが原稿を検知した場合、操作部12上のスタートキー70がユーザによって押下されると、密着型イメージセンサ606は、シェーディングを行い、ジャンプ台603を挟んで原稿台ガラス601と反対側の流し読みガラス602の下方に移動して静止する。
原稿載置台21上に積載した複数枚の原稿Dは、分離パッド22aと分離ローラ22bとで1枚ずつに分離される。原稿Dは、原稿搬送ローラ22cにより、Uターン通紙パス22dに搬送される。
さらに、原稿Dは、原稿先端検知センサ22fを通過した後、給紙ローラ22e等で第1の画像読取部615に搬送される。原稿の先端が、密着型イメージセンサ606の停止した画像読取位置に到達すると、密着型イメージセンサ606が原稿画像を走査し始める。密着型イメージセンサ606が読み取った画像の画像信号は、画像処理中継基板611でA/D変換されて、装置本体1Aの読取画像処理部52(図11)へ送られる。
原稿Dは、原稿押えローラ22gによって、流し読みガラス602に搬送されて画像を読み取られる。原稿Dは、ジャンプ台603で流し読みガラス602上面から掬い上げられて、原稿排紙ローラ22hを経て原稿排紙トレイ23上に排出される。
原稿積載台21に積載されたすべての原稿の読み取りが終わり、原稿検知センサ21bが「原稿なし」と検知すると、密着型イメージセンサ606はもとの待機位置に戻る。
(カセット)
カセット給紙部3は、装置本体1Aに対して着脱可能なフィーダ部301と、フィーダ部301に対して着脱可能なシートカセットとしての給紙カセット302で構成される。カセット給紙部3は、装置本体1Aに上下2段装着できるようになっている。
フィーダ部301は、装置本体1Aを下から支持する構造体としての機能を有している。複数のフィーダ部301は、装置本体1Aの下方に接続できるようになっている。給紙カセット302は、シート束を積載するシート積載部材としてのカセット中板304と、シート束の幅方向を規制するサイド規制板306と、シート束の後端を規制する後端規制板307等で構成されている。シートSは、シートサイズに合わせて移動可能に装着されたサイド規制板306によってシートの側端部を規制されて、斜行や不送りの発生が防止されるようになっている。
画像は、給紙カセット302に積載されたシートSの下面側に記録される。シートSの有無はカセットセンサ(不図示)により検知される。また、上述した給紙カセット302は、本実施形態では約500枚のシートが積載されるようになっている。給紙カセット302は、装置本体1Aに対して前面方向に引き出し可能(フロントローディング方式)になっている。また、給紙カセット302には、種々のシートサイズ(例えば、A3,A4,A5,B4,B5,レジャー,レター,リーガルの8種類)のシートが積載できるようになっている。
給紙カセット302に積載されたシート束のシートは、シート供給回転体としての半月状の給紙ローラ303と分離パッド305によって最上位のシートから1枚ずつに分離(摩擦分離方式)されて下流側に搬送される。装置本体1A内の本体制御部6から、シートSを括りだすトリガが係ると、給紙ローラ303は、不図示のモータからの動力を受けて、同じく不図示のソレノイドによる動力の接続により、シートSの括りだし動作を行う。
給紙ローラ303と分離パッド305の下流側に、リトライセンサ312と引き抜きローラ対313が設けられている。給紙ローラ303を駆動するトリガが係った後、所定の時間を経てもシートSがリトライセンサ312で検知されないときには、本体制御部6は再度給紙ローラ303を回転させるトリガを発してシートSの括り出し動作を行う。
引き抜きローラ対313はシートSを搬送する。シートは、引き抜きローラ対313が配置されている搬送ガイドと、装置本体1Aの骨格をなす本体フレームの一部で構成されるシート搬送Uターンガイドと、装置本体1Aに配置されたマルチペーパガイド407によって反転される。分離されたシートSは、所定時間後にTOPセンサ202により先端を検知される。本体制御部6は、シートの供給が開始されてから所定時間以内にTOPセンサ202がシートSの先端を検知しない場合、ジャムと判断する。
(マルチペーパ供給部)
マルチペーパ(以下、「MP」と言う)供給部4は、MP給紙ローラ401、MP分離パッド402、MP中板403、MPトレイ404、MP延長トレイ405、不図示のMP中板ばね、シート規制板406等を備えている。このMP給紙部4からもシートSの搬送は可能である。複数枚のシートSは、MP中板403上に載置されて、MP給紙ローラ401と分離パッド402とにより1枚ずつに分離されて転写前ローラ対201に搬送される。
MP給紙部4の使用時において、通常サイズのシートは開閉可能なMPトレイ404に積載される。また、MP中板403に積載できないサイズのシートは、シートの後端がMPトレイ404からはみ出して垂れ下がることがないように、MP延長トレイ405を引き出されて積載されるようになっている。また、MP中板403は、MP中板ばねにより上方に付勢されているが、待機状態ではカム(不図示)により押下げられている。このため、MP中板403は、シートSを積載されるようになっている。
装置本体1Aの本体制御部6からMP給紙の開始を指示する信号が出力されると、上記カム(不図示)が回動して、MP中板403の押下げが解除される。すると、MP中板403に積載されたシートSは、半円状のMP給紙ローラ401に圧接されて、MP分離パッド402により摩擦片分離方式で1枚ずつに分離され1枚ずつ搬送される。分離されたシートSは、MP給紙ローラ401とMP分離パッド402とにより搬送されて、カセット給紙搬送路314に送り込まれ、転写前ローラ対201に受け渡される。
給紙が開始されてから所定時間以内にTOPセンサ202がシートSの先端を検知しない場合、本体制御部6は、カセット給紙部3の場合と同様に、MP給紙部4にジャムが発生したものと判断する。
(レジスト)
レジストシャッタ203は、シートSの先端が到達する時点ではばね(不図示)によって図9の反時計方向に付勢され待機している。シートSは、先端がレジストシャッタ203の端部に突き当たった後も、MP給紙ローラ401または引き抜きローラ対313による搬送によって、ループ状に撓む。たわみループの反力でシートSの先端は、レジストシャッタ203の端部に倣って平行になる。この結果、シートSは斜行が補正される。その後もシートは、MP給紙ローラ401または引き抜きローラ対313によって搬送されると、シートのたわみループ力によってレジストシャッタ203を付勢しているばね(不図示)の弾力に抗して搬送される。そして、シートは、転写前ローラ対201のニップに挟持される。
(画像形成部)
画像形成手段としての画像形成部2は、作像部2aとシート搬送部5と定着部7等で構成されている。作像部2aは、レーザースキャナ204とトナー一体型の記録カートリッジ205、及び転写ローラ206等で構成されている。記録カートリッジ205は、装置本体1Aに向かって右方向に着脱できるようになっている。
レーザースキャナ204は、レーザービーム発振器(不図示)、ポリゴンミラー204a、折り返しミラー204bを備えている。レーザースキャナ204は、レーザービーム発振器(不図示)から変調信号を走査光として射出する。走査光は、ポリゴンミラー204aと折り返しミラー204bとに反射されて、感光体ドラム205aを照射する。
(記録カートリッジ)
感光体ドラム205aは、帯電ローラ205b、現像スリーブ205c、クリーニングブレード、トナーホッパーと共に記録カートリッジ205の内部に一体に組み込まれている。感光体ドラム205aの表面は、帯電ローラ205bにより均一に帯電されている。感光体ドラム205aの表面に、レーザービーム発振器(不図示)からの走査光が照射される潜像が形成される。この潜像は、現像スリーブ205cから供給されるトナーにより顕像化されてトナー像になる。
(シート搬送部)
シート搬送部5は、感光体ドラム205aの表面に形成されたトナー像を転写ローラ206によってシートSに転写して、そのシートを定着部7へ搬送する機能を有している。シート搬送ガイド501は、502を有している。搬送ベルト502は、感光体ドラム205aの下流から定着部7までシートの搬送を助けるようになっている。搬送ベルト502は、感光体ドラム205aと定着部7の搬送経路長よりも短いシートSであっても、トナー画像を乱すことなく搬送するようになっている。
(定着部)
作像部2aの下流側のシート搬送経路には、定着部7、定着排紙ローラ対751を配設してある。定着部7は、エンドレス定着フィルム701、加圧ローラ702、加圧ローラ702をエンドレス定着フィルム701の方向へ付勢する加圧ばね(不図示)、それらを支持する定着フレーム703等で構成されている。エンドレス定着フィルム701の内部にはヒータ704を設けてある。ヒータ704の表面に接して温度検知センサ(不図示)が設けられている。
エンドレス定着フィルム701には、例えば約40μm程度の薄膜フィルムが使用されている。エンドレス定着フィルム701は、加圧ローラ702によって回転するようになっている。ヒータ704には、低熱容量線状加熱体を使用している。エンドレス定着フィルム701は、薄膜のため、所定の定着温度への立ち上がり時間が短縮化、省電力化が図られている。
TOPセンサ202のシート検知信号に基づいて、感光体ドラム205aに形成されたトナー像の先端と、シートSの先端とが一致するようなタイミングで搬送されたシートSは、感光体ドラム205aの表面に形成されたトナー像が転写ローラ206によって転写された後、シート搬送部5に沿って搬送されて、さらに、定着部7によりトナー像が定着され、定着排紙ローラ対751により排紙パス752へ排出される。
定着排紙ローラ対751の直前には、定着センサ705を設けてある。TOPセンサ202から一定時間後に定着センサ70がシートSの先端を検知しないとき、本体制御部6は、シートにジャムが発生したものと判断する。
(排紙部)
定着部7のシート搬送方向下流側には、定着部7で定着されたシートSを装置本体1Aの側面から排紙するシート排出手段である排紙ローラ対801を配設してある。また、装置本体1Aの側面であって排紙ローラ対801の下方には、排紙ローラ対801から排出されるシートを積載する排紙トレイ802を配置してある。排紙トレイ802は、装置本体1A側を下方してシート積載面が傾斜して装置本体1Aに設けてある。
定着部7と排紙ローラ対801との間には、定着部7のシート搬送方向下流側から排紙ローラ対801に向けて立ち上がる排紙搬送路801Aを形成してある。排紙パス752に搬送されて、排紙ローラ対801によって排紙トレイ802に積載されたシートSは、画像形成面を上方に向けて排出(いわゆるフェイスアップ排紙)されている。シートSがフェイスアップ排出される場合、画像形成面が上面側であるので、複写状態を即時に認識することができる利点がある。
画像形成部2の上方には、定着部7でトナー画像が上面に定着されたシートSを反転して排紙ローラ対801に搬送する排紙部8を配設してある。すなわち、排紙部8は、本体制御部6を介してカセット給紙部3の反対側である装置本体1Aの上部に配置されている。排紙パス752の入口にはフラッパ803を設けてある。フラッパ803は、定着部7から搬送されるシートSを、排紙ローラ対801と反転搬送路804とに選択的に案内できるようになっている。
反転排出路804に搬送されて、上部排紙ローラ対805によって上部排紙トレイ806上に積載されたシートSは、画像形成面を下方に向けて排出(いわゆるフェイスダウン排紙)されている。シートSがフェイスダウン排紙される場合、ページ順が簡単に揃えられる利点がある。
上部排紙トレイ806近傍には、満載検知センサ808が配置されている。満載検知センサ808は、上部排紙トレイ806上に積載されたシートSが規定枚数以上になるとシートを検知するようになっている。満載検知フラグ807と満載検知フラグ807は定着部7によって熱を加えられカールしたシートSを確実に上部排紙トレイ806に積載するように下方に押えるようになっている。
(両面搬送部)
両面搬送部9は、装置本体1Aの下部に配置されている。定着部7を搬送されてきたシートSの後端を定着センサ705が検知してから所定時間後に本体制御部6から出力される画像信号に基づいて、不図示のモータ等によって上部排紙ローラ対805が逆転駆動する。
シートSは、定着排紙ローラ対751と両面搬送ころ901とによって、両面搬送部9に搬送される。両面搬送部9に搬送されたシートSは斜送ローラ対902によって端部が整合されて、装置本体1Aに再び搬送され、カセット給紙搬送路314に送り込まれる。
(カバー)
装置本体1Aにはカートリッジカバー212が開閉可能に設けてある。カートリッジカバー212を開くことによって記録カートリッジ205を装置本体1Aの外に引き出して交換できるようになっている。また、装置本体1Aにはインターロック機構が備わっている(不図示)。カートリッジカバー212が開いているか、記録カートリッジ205が装置本体1Aにセットされていないとき、装置本体1Aは動作しないようになっている。
また、シートに画像を形成しているときに発生したジャムシートは、給紙カセット302、カートリッジカバー212、給紙カバー315、排紙カバー810のいずれかを開けることによって装置本体1A内から取り出すことができるようになっている。
(制御系)
図11は、本実施形態のレーザビームプリンタ(LBP)の本体制御部6のブロック図である。CPU53は、複写機全体を制御するようになっている。CPU53は、MPU53a、ROM53b、RAM53c、画像処理部等により構成されている。ROM53bは、制御プログラム等を格納されるようになっている。記憶手段としてのRAM53cには、シートのサイズ、シートの厚み、シートの材質、坪量等のシートに関するデータに対する給紙圧のデータテーブルが記憶されており、各種データ処理のワークエリアや画像情報の一時的記憶部として使用されるようになっている。画像処理部は、画像の変倍、解像度変換等を行うようになっている。
また、CPU53には、公知の構成からなるカレンダ、時計機能などが備えられている。RAM53cのうちワンタッチキー宛先情報、ソフトウェアスイッチ情報等の重要なシステム設定情報を格納する領域は、バッテリーバックアップによって停電等の不慮の障害から保護されている。
操作部12(図10)は、入力手段としてのキー入力部66と表示部65で構成されている。キー入力部66は、スタートキー70、ストップキー71、テンキー72等の各種キースイッチ等で構成されている。表示部65は、各種メッセージの表示を行うLCD73を備えている。
画像読取部11は、読取モータ等の読取駆動制御部54、画像の読み取りを行う読取センサ55、読取画像処理部52、原稿検知等を行う各種センサ56等で構成されている。読取画像処理部52は、読み取った画像のシェーディングや2値化、エッジ強調、スムージング等を行うようになっている。
記録部4は、記録モータ等の記録駆動制御部57、レーザースキャナや電子写真プロセスの制御等を行う記録ユニット58、記録する画像のスムージング等を行う記録画像処理部64、シート等の検知を行う各種センサ62等で構成されている。
本装置がファクシミリ送受機として機能する場合の制御系は、以下のものから構成されている。発呼、着呼、画像データの符号化等を行う通信本体制御部63は、MODEM、NCU等からなる接続部59を有している。接続部59には通信網59a、ハンドセット59bが接続されている。外部インターフェイス60は、CPU53から直接データの送受信を行うインターフェイスである。外部インターフェイス60は、例えば、RS232C、SCSI、LAN、USB、IEE1394、赤外線等の回線を通じて装置外部のコンピュータや周辺機器と接続することで、レーザビームプリンタを外部のコンピュータのスキャナプリンタ等として使用したり、外部周辺機器に対するホストとして使用したりすることができる。HDD61は、大容量の不揮発性メモリとして画像情報等の保存に使用される。
(第1実施形態のシート供給装置)
次に、図1乃至図9に基づいて、本発明の第1実施形態におけるシート供給装置121を説明する。なお、上段給紙カセットと下段給紙カセットで共通の部品は、同一符号を付して説明する。
カセット給紙部3(図9)は、主に、装置本体1Aに対して着脱可能なフィーダ部301と、フィーダ部301に対して着脱可能な給紙カセット302とで構成されている。給紙カセット302には、シートが積載されるカセット中板304が回転自在に設けられている。カセット中板304の下側には、カセット中板304を押し上げるリフト手段としての押圧レバー316を配設してある。押圧レバー316の先端は、装置中央部でカセット中板304に接触している。
図1に示す給紙カセット302の後側(奥側)の壁面における分離パッド305の近くに押圧アーム317を設けてある。押圧アーム317の突起部317aと、ラック319の突起部319aとには、弾性体としての中板スプリング318を掛け渡してある。
押圧アーム317とラック319とに掛け渡してある中板スプリング318は、引っ張りコイルスプリングであり、カセット中板304にシートを給紙ローラ303(図9)に押し付ける力を加えている。押圧アーム317とラック319は、中板スプリング318によって連結されていることによって、押圧レバー316がカセット中板304を押し上げるとき、各部の作動量の誤差を吸収することができる。なお、各部の作動量の誤差を考慮しないとすれば、中板スプリング318の代わりにワイヤー等の部材を使用してもよい。
ラック319は、歯部319bがカセットギア320に噛み合っている。カセットギア320はピニオンである。カセットギア320は、給紙カセット302の後面壁302cに回転自在に設けられている。カセットギア320は、作動手段としての加圧駆動ユニット100の駆動力をラック319に伝達するようになっている。
給紙カセット302(図4)には、シート束の後端を規制する後端規制板307を設けてある。シート束の後端とは、シート供給方向の上流側端部である。後端規制板307は、ユーザが後端規制レバー321を操作するとシート供給方向の上流側、下流側に移動するようになっている。後端規制板307は、長さ検知レバー322と連動している。長さ検知レバー322には、開口322aを複数形成してある。この開口322aの組み合わせは、長さ検知センサ323によって検知される。
給紙カセット302(図9)には、シート束の幅方向を規制するサイド規制板306を設けてある。サイド規制板306がシート搬送方向に対して交差する方向(シート幅方向)に移動すると、幅検知レバー324は、シート搬送方向である図5の矢印B方向に移動する。幅検知レバー324には、開口324aを複数形成してある。この開口324aの組み合わせは、幅検知センサ104によって検知される。
本体制御部6は、開口322aの組み合わせをサイズ検知手段としての長さ検知センサ323によって検知したシートの長さ方向のデータと、開口324aの組み合わせをサイズ検知手段としての幅検知センサ104によって検知したシートの幅方向のデータとによって、給紙カセット302に積載されたシートのサイズを判断するようになっている。
加圧駆動ユニット100(図2)は、駆動前フレーム100aと駆動後フレーム100bの2つのフレームで構成されている。2つのフレーム100a,100b内には、ギア等の駆動機構を配置してある。
駆動伝達ギア101(図2)は、カセットギア320(図1)に噛み合っている。駆動伝達ギア101は、上下段の給紙カセット302に駆動を伝達するため加圧駆動ユニット100に2個配置してある。駆動伝達ギア101は、駆動伝達軸102に回転自在に設けてある。駆動伝達軸102(図6(b))は、給紙カセット302をフィーダ部301に装着するとき、孔部302bに嵌合するようになっている。この構成によって、駆動伝達ギア101とカセットギア320との軸間距離を正確に保持することができて、加圧駆動ユニット100の駆動力を給紙カセット302に円滑に伝達することができるようになっている。
駆動伝達ギア101は、ギアスプリング106により図3に示す矢印A方向に付勢されている。駆動伝達ギア101は、加圧駆動ユニット100を給紙カセット302の後面壁302cに組み込むとき、カセットギア320と円滑に噛み合わなかった場合、ギアスプリン106に抗して図3に示す矢印A方向と反対側に退避して、駆動伝達ギア101自身と、カセットギア320との破損を防ぐようになっている。図3の矢印A方向に退避した駆動伝達ギア101は、加圧モータ110が回動することによって、カセットギア320に噛み合うようになっている。
加圧駆動ユニット100(図2)には、上下段の給紙カセット302(図5、片方は図示省略)の夫々に突設してある位置決めボス302aに嵌合する位置決め孔105を上下段の給紙カセット302に対向してそれぞれ1つずつ設けてある。駆動伝達軸102と位置決め孔105とが係合することによって、加圧駆動ユニット100は、上下段の給紙カセット302に位置決めされて、給紙カセット302側に駆動力を確実に伝達することができるようになっている。
また、駆動前フレーム100a(図2)には、給紙カセット302に積載されたシートの幅を検知する幅検知センサ104と、ラック319(図8(b))の検知用突起部319c,319dを検知するフォトインタラプタ103(図2)とを、上下段給紙カセット302に対向するようにそれぞれ1つずつ設けてある。被検知手段としての検知用突起部319c,319d、センサとしてのフォトインタラプタ103は作動位置検知手段を構成している。
順次配列された、ウォームギア109(図3、図6)、減速ギア108、減速ギア107、駆動伝達ギア101は隣同士で互いに噛み合って、いわば歯車列を形成している。
減速ギア107(図3)と減速ギア108は、駆動後フレーム100b(図2)に設けた軸107a,108a(図3)に回転自在に設けてある。軸107a,108aは、駆動前フレーム100aの孔に嵌合して位置決めされている。加圧モータ110は、ウォームギア109を備えて、上下段給紙カセット302用にそれぞれ1つずつ駆動後フレーム100bに固定してある。
このように本実施形態のシート供給装置121は、減速機構としてウォームギア109を設けることにより大きな減速比を得て、加圧駆動ユニット100を小型にしてある。
近年の複写機やプリンタは、カラー化、高速化、及び高画質化が進んでいる。特に、電子写真方式のフルカラー複写機やプリンタは、高画質画像を得るため、画像の入出力のデジタル化が進み、画像の入力方法、入力した画像の処理方法、現像法、転写法、定着法などが大きく改善された。また、現像剤や感光体の画像形成材料もデジタル高精細、高発色カラー記録に対応して改善されてきた。そして、近年の特徴として高級感のある複写画像を得るため、シートの中でも厚手のもの、特に、坪量約128乃至約157g/m程度のものを使用したいという要求が出てきた。
逆に、地球環境問題の重要性が認識され、世界的に森林資源保護に取り組んでおり、我が国においても省資源、リサイクル化対策が積極的に進められている。シートの大量消費による環境破壊に対する対応策としては、古紙の使用、及び新しい紙に対する古紙の配合増、軽量化等が考えられている。これらのシートとしては、坪量が約55乃至約60g/mのものがある。
このように、近年、シートの種類が増えており、シート供給装置は、シートの種類が増えても搬送不良なく画像形成装置に搬送しなければならない。上述のようなシートにおいて、坪量の範囲の増加は、シートに大きな影響を与えている。
そこで、本実施形態では、ユーザが操作部12(図10)から使用する転写紙の種類(坪量)を入力できるようになっている。キー入力部66(図10、図11)から入力されたシートデータは、本体制御部6のRAM部53cに記録される。
装置本体1Aに給紙カセット302が挿入されると本体制御部6は、ユーザによって入力されたシートデータと、長さ検知センサ323、及び幅検知センサ104から得られたシートサイズとに基づいて、必要な給紙圧をCPU53内のROM53bにあるデータテーブルから選択する。
例えば、ユーザが使用するシートの坪量が小さく、シートサイズが小さい場合の駆動ユニット100の動作を図7(a)と図7(b)に基づいて説明する。
給紙カセット302が装置本体1Aに挿入されてから、加圧モータ110が始動すると、加圧モータ110(図3、図6乃至図8)の駆動力は、ウォームギア109、減速ギア108、減速ギア107を介して駆動伝達ギア101に伝達される。駆動伝達ギア101(図7)は、給紙カセット302側のカセットギア320に噛み合っている。そして、カセットギア320は、ラック319の歯部319bに噛み合っている。このため、駆動伝達ギア101の回転運動は、ラック319の直線運動に変換される。したがって、駆動伝達ギア101は、ラック319を矢印C方向に移動させることになる。
すると、ラック319の第1の検知用突起部319cが、フォトインタラプタ103に検知される。フォトインタラプタ103の検知信号は、本体制御部6に伝達される。本体制御部6は、フォトインタラプタ103の検知信号に基づいて、加圧モータ110の回転を停止させる。加圧モータ110の回転によって、ラック319が矢印C方向に移動することによって、押圧アーム317は、中板スプリング318に引っ張られて、図7(a)において時計方向(矢印H方向)に回動させられる。押圧アーム317は、矢印H方向に回転して、押圧アーム317の一端に取り付けられている押圧レバー316で、図9に示すようにカセット中板304を押し上げる。すると、カセット中板304上に積載されているシートSは、給紙ローラ303に圧接される。この結果、シートと給紙ローラ303との間に、所定の給紙圧が発生する。給紙圧が発生すると、反力が発生する。その反力は、加圧駆動ユニット100に加わって、加圧駆動ユニット100に逆転方向の回転力となる。しかし、ウォームギア109の進み角と摩擦角の関係から逆転しないようになっている。すなわち、ウォームホイールとしての減速ギア108とウォームとしてのウォームギア109との噛み合いによって、加圧駆動ユニット100の逆転が防止される。したがって、押圧アーム317が押圧レバー316によって、カセット中板304を押圧して、シートを給紙ローラ303に押圧している給紙圧は、所定の給紙圧に保持される。
次に、ユーザの使用するシートの坪量が大きく、シートサイズが大きい場合の駆動ユニット100の動作を図8(a)と図8(b)に基づいて説明する。
装置本体1Aに給紙カセット302が挿入されると本体制御部6は、ユーザによって入力されたシートデータと、長さ検知センサ323及び幅検知センサ104から得られたシートサイズから、前述の坪量が小さく、シートサイズが小さいシートの場合よりも大きな給紙圧が必要であると判断する。
この場合、前述したシートサイズが小さい場合と同様に加圧モータ110が始動して、ラック319を図8(b)の矢印D方向に移動させる。すると、ラック319の第1の検知用突起部319cが、フォトインタラプタ103に検知される。しかし、加圧モータ110は、回転を継続して、ラック319を図8(b)の矢印D方向へさらに移動させる。ラック319の第2の検知用突起部319dが、フォトインタラプタ103に検知される。本体制御部6は、フォトインタラプタ103の検知信号を受けて、加圧モータ110の回転を停止させる。
このとき、図7(a)と図8(a)を比べてわかるように、図8(a)に示すラック319は、図7(a)に示すラック319よりも右方向に余分に移動して、その余分に移動した分だけ、中板スプリング318を余分に引っ張っていることになる。このため、押圧アーム317は、図7(a)の場合より図8(a)の場合の方が中板スプリング318によって強い力で引っ張られて、押圧レバー316によって、カセット中板304を押し上げていることになる。これにより、坪量が大きく、サイズが大きいシートの場合には、シートSが給紙ローラ303に圧接されて生じる給紙圧が高くなる。
このように、本実施形態のシート供給装置は、シートの種類、及びシートサイズによって給紙圧を調整できるようになっており、しかも、その給紙圧を所定の給紙圧に保持するようになっているので、シートの重送、シートの送り不良等の発生を大幅に低減することができる。
なお、以上の実施形態のシート供給装置は、ラック319の検知用突起部319c,319dが2つの場合について説明したが、これに限定されることなく、検知用突起の数を増やすことによって、さらに細かな給紙圧の設定を行うことができる。しかも、従来と異なって、エンコーダを使用していないので、低コストですむ。
(第2実施形態のシート供給装置)
図9、図12乃至図14に基づいて、本発明の第2実施形態におけるシート供給装置122を説明する。第1実施形態のシート供給装置121と同一部分については、同一符号を付してその部分の説明は、省略する。
加圧駆動ユニット123には、正逆転可能なステッピングモータ115が配置されている。上段カセット給紙部の給紙カセット302のカセット中板304を押し上げるときには、図12に示す矢印E方向(時計方向)にステッピングモータ115が回転する。するとステッピングモータ115のピニオンギア(不図示)に噛み合っている振り子ギア113が、振り子ギア支持アーム114に形成してあるスリット114aに沿って上方に移動する。そして、振り子ギア113は、上段ギア112に噛み合い、ステッピングモータ115の回転力を上段ギア112に伝達する。ステッピングモータ115の回転力を受けた上段ギア112は、減速ギア111を回転させる。減速ギア111の回転力は、第1実施形態のシート供給装置と同様に、歯車列によって駆動伝達ギア101に伝達される。この結果、駆動伝達ギア101が、カセットギア320(図14)を回転させる。
カセットギア320は、ラック319の歯部319bに噛み合っている。このため、ラック319は、カセットギア320の回転により、図14の矢印G方向に移動する。すると、ラック319の検知用突起部319cが、フォトインタラプタ103に検知される。フォトインタラプタ103の検知信号は、本体制御部6に伝達される。
本体制御部6のCPU53は、装置本体1Aに給紙カセット302が挿入されたときの長さ検知センサ323及び幅検知センサ104(図4)から得られたシートサイズと、ユーザによって入力されたシートデータとに基づいて、必要な給紙圧をCPU53内のROM53bに予め記憶してあるデータテーブルから選択する。
本体制御部6は、このデータテーブルに基づいて、ステッピングモータ115が回転を開始してからラック319の検知用突起部319cをフォトインタラプタ103が検知するまでの時間から、さらに、ステッピングモータ115の回転が必要な時間を算出して、その算出した分だけステッピングモータ115の回転を継続させる。
ステッピングモータ115の回転によって、押圧アーム317は、中板スプリング318に引っ張られて、図14において時計方向(矢印H方向)に回転させられる。押圧アーム317は、矢印H方向に回転して、押圧アーム317の一端に取り付けられている押圧レバー316(図9)で、カセット中板304を押し上げる。すると、カセット中板304上に積載されているシートSは、給紙ローラ303に圧接される。その結果、シートと給紙ローラ303との間に、所定の給紙圧が発生する。
下段カセット給紙部の給紙カセット302のカセット中板304を押し上げるには、ステッピングモータ115を図13に示す矢印F方向(反時計方向)に回転させる。すると、ステッピングモータ115のピニオンギア(不図示)に噛み合っている振り子ギア113が、振り子ギア支持アーム114に形成してあるスリット114aに沿って下方に移動する。そして、振り子ギア113は、下段ギア116に噛み合い、ステッピングモータ115の回転力を下段ギア116に伝達する。ステッピングモータ115の回転力を受けた下段ギア116は、減速ギア111を回転させる。その後の動作は、前述と同一である。
このように、本実施形態のシート供給装置も、シートの種類、及びシートサイズによって給紙圧を調整できるようになっており、しかも、その給紙圧を所定の給紙圧に保持するようになっているので、シートの重送、シートの送り不良等の発生を大幅に低減することができる。
また、第2実施形態のシート供給装置は、上下段カセット給紙部のカセット中板304の押し上げ動作を、1つのモータの正転逆転によって選択的に行っているので、コストを下げることができる。
本発明の第1実施形態におけるシート供給装置の後方斜視図である。 加圧駆動ユニットの斜視図である。 図2の加圧駆動ユニットの駆動フレームを取り外して背面側から見た図である。 積載されたシートの長さを検知する部分の斜視図である。 積載されたシートの幅方向を検知する部分の斜視図である。 給紙カセットの背部の図である。(a)背面図である。(b)加圧モータの回転力をカセットギアに伝達する歯車列の斜視図である。 シートの坪量が小さく、且つシートサイズが小さい場合の給紙カセットの背部状態図である。(a)背面図である。(b)加圧モータの回転力をカセットギアに伝達する歯車列の斜視図である。 シートの坪量が大きく、且つシートサイズが大きい場合の給紙カセットの背部状態図である。(a)背面図である。(b)加圧モータの回転力をカセットギアに伝達する歯車列の斜視図である。 本発明の実施形態の画像形成装置としてのレーザビームプリンタの概略正面断面図である。 図9のレーザビームプリンタの外観斜視図である。 本体制御部のブロック図である。 本発明の第2実施形態のシート供給装置における加圧給紙ユニットの斜視図であり、上部の給紙カセットをシート供給状態にした図である。 図12において、下部の給紙カセットをシート供給状態にした図である。 本発明の第2実施形態のシート供給装置において、押圧アームを矢印H方向に回転させて、シートを給紙ローラに圧接させるときの状態図である。
符号の説明
S シート
1 レーザビームプリンタ(画像形成装置)
1A 装置本体
2 画像形成部(画像形成手段)
6 本体制御部
10 原稿搬送部
11 画像読取部
53 CPU(制御手段)
53b ROM
53c RAM(記憶手段)
65 表示部
66 キー入力部(入力手段)
100 第1実施形態の加圧駆動ユニット(作動手段)
103 フォトインタラプタ(作動位置検知手段、センサ)
104 幅検知センサ(サイズ検知手段)
108 減速ギア(ウォームホイール)
109 ウォームギア(ウォーム)
110 加圧モータ
121 第1実施形態のシート供給装置
122 第2実施形態のシート供給装置
123 第2実施形態の加圧駆動ユニット
302 給紙カセット(シートカセット)
303 給紙ローラ(シート供給回転体)
304 カセット中板(シート積載部材)
316 押圧レバー(リフト手段)
317 押圧アーム
317a 突起部
318 中板スプリング(弾性体)
319 ラック
319a 突起
319b 歯部
319c,319d 検知用突起部(作動位置検知手段、被検知部材)
320 カセットギア
323 長さ検知センサ(サイズ検知手段)

Claims (9)

  1. 装置本体と、
    シートを積載して昇降可能なシート積載部材を有して、前記装置本体に着脱自在に設けられたシートカセットと、
    前記シート積載部材に積載されているシートを順次送り出すシート供給回転体と、
    前記シート積載部材を上昇させて前記シート積載部材に積載されているシートを前記シート供給回転体に圧接させるリフト手段と、
    前記リフト手段を作動させる作動手段と、
    前記シート積載部材に積載されているシートのサイズ情報と前記シートに関する情報とに対応するシートと前記シート供給回転体との圧接圧を記憶させている記憶手段と、
    前記シートサイズ情報と、前記シートに関する情報とに基づいて、前記記憶手段に記憶されている圧接圧を読み出して、前記作動手段を制御する制御手段と、
    を備えたことを特徴とするシート供給装置。
  2. 前記シートサイズを検知するサイズ検知手段と、前記シートに関する情報を入力する入力手段と、を備えていることを特徴とする請求項1に記載のシート供給装置。
  3. 前記シートカセットを複数備え、
    前記作動手段が、前記複数のシートカセットのリフト手段に選択的に連動可能であることを特徴とする請求項1又は2に記載のシート供給装置。
  4. 前記リフト手段の作動位置を検知する作動位置検知手段を備え、前記制御手段は、前記作動位置検知手段の検知動作に基づいて、前記作動手段の作動を停止させることを特徴とする請求項1又は2に記載のシート供給装置。
  5. 前記作動位置検知手段は、センサと、前記リフト手段に連動して前記センサによって検知される被検知部材とを備えていることを特徴とする請求項3に記載のシート供給装置。
  6. 前記リフト手段と前記作動手段との間に弾性体を備えたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のシート供給装置。
  7. 前記作動手段は、ウォームとウォームホイールとを備えていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のシート供給装置。
  8. 前記シートに関する情報が、シートの種類又は坪量であることを特徴とする請求項1又は2に記載のシート供給装置。
  9. シートに画像を形成する画像形成手段と、
    前記シートを供給する請求項1乃至8のいずれか1項に記載のシート供給装置と、
    を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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