JP2006193234A - シート搬送装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 定着直後のシートの搬送速度の変化による擦れを防止することができると共に、放熱効率を高めることのできるシート搬送装置及びこれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 定着装置8と排紙部69Aとの間に設けたシート吸着搬送手段91によってシートPを吸着して搬送することにより、搬送ガイド対が不要となり放熱効率を高めることができる。また、シート吸着搬送手段91の駆動源を定着装置8の駆動源と同一とし、定着直後のシートの搬送速度の変化をなくすようにすることにより、搬送速度の変化による擦れを防止することができる。
【選択図】 図1
【解決手段】 定着装置8と排紙部69Aとの間に設けたシート吸着搬送手段91によってシートPを吸着して搬送することにより、搬送ガイド対が不要となり放熱効率を高めることができる。また、シート吸着搬送手段91の駆動源を定着装置8の駆動源と同一とし、定着直後のシートの搬送速度の変化をなくすようにすることにより、搬送速度の変化による擦れを防止することができる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、シート搬送装置及びこれを備えた画像形成装置に関し、特に定着装置と排紙部との間に設けられるシート搬送装置に関する。
従来、複写機、ファックス、プリンタ等の画像形成装置における画像形成プロセスとしては、給紙部から1枚ずつ供給された転写紙等のシートに感光体上あるいは転写体上に担持されているトナー画像を転写し、定着装置でシート上のトナー画像を加圧、加熱して永久画像として定着するという周知の電子写真プロセスが用いられている。
ここで、このような電子写真プロセスを用いて画像を形成するようにした従来の画像形成装置において、シートは、まず給紙装置から繰り出され、レジストロ−ラにより給紙タイミングを設定された後に、転写部に搬送される。次に、転写部において感光体あるいは転写体上に担持されているトナー画像が転写され、この後、定着装置を通過して排紙部により排出される。
ところで、このように給紙装置から繰り出されシートは、シート搬送装置により転写部、定着装置、排紙部まで搬送されるが、従来定着装置から排紙部までの経路では図5に示すように、複数の搬送ローラ対100〜102及び複数の搬送ガイド対110〜112により搬送されていた(例えば、特許文献1参照。)。
ところが、このような従来のシート搬送装置を備えた画像形成装置では、定着装置を通過した直後のシート上の転写トナー画像は定着装置での加熱の影響で高温になっており、定着後冷却されたトナー画像に較べ、やわらかく擦れ等の外部影響に弱い状態になっている。
したがって、従来のシート搬送装置において、このように図5に示す定着装置103によりトナー画像が定着され、外部影響に弱い状態になっているシートを、搬送ローラ対100〜102及び搬送ガイド対110〜112により排紙部103に搬送すると、画像面が擦れてトナー画像が劣化してしまう。
さらに、シートを挟持搬送する搬送ロ−ラ対100〜102は、経時変化による摩耗、あるいは定着装置103において使用されるシリコンオイルの蒸発や転写部から発生するオゾンの影響により摩擦係数が変化することがあり、この場合、適正な搬送速度でシートを搬送することができない場合がある。また、同様に定着装置103に設けられ、シートを加圧及び加熱する定着ローラ対103a,103bもシートの突入ショック等の負荷変動の影響で搬送速度が変化してしまう場合がある。
そして、このように搬送経路内で搬送速度が変化すると、シートに弛みが生じ、この状態でシートを搬送すると、シートが搬送ガイド対110〜112に接触して擦られてしまいトナー画像が劣化してしまう。
なお、このような事態に対し、搬送速度が変化した場合、搬送速度を変化した後の速度に合わせるようにすることも考えられるが、定着装置103に至るまでの搬送速度を調整しようとすると、感光体及び感光体への静電潜像形成部である光学装置を始めとし、これにシートを給送する給紙系までも動作速度を変える必要が生じてしまい、制御が著しく困難となってしまう。
また、搬送ガイド対110〜112を設けた場合、既述したように搬送速度変化によりシートが接触してしまう場合があると共に、これら搬送ガイド対110〜112は閉鎖された空間を形成するため、この閉鎖空間内を定着装置103により高温に暖められたシートが搬送されると、放熱効率が悪くなる。
この結果、特に両面印刷時において、高温のシートが本体内部を循環することになり、本体昇温の原因となる他、屈曲搬送路ではカールの原因となり、排紙時には排紙接着の原因になっていた。
そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、定着直後のシートの搬送速度の変化による擦れを防止することができると共に、放熱効率を高めることのできるシート搬送装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明は、定着装置によりトナー画像が定着されたシートを排紙部に搬送するシート搬送装置において、前記定着装置と前記排紙部との間に前記シートを吸着して搬送するシート吸着搬送手段を設けることを特徴とする。
本発明のように、定着装置と排紙部との間に設けたシート吸着搬送手段によってシートを吸着して搬送することにより、搬送ガイド対が不要となり放熱効率を高めることができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて詳細に説明する。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るシート搬送装置を備えた画像形成装置の一例であるカラーレーザプリンタの概略構成を示す図である。
図1において、Aはカラーレーザプリンタ、Bはカラーレーザプリンタ本体(以下、プリンタ本体という)であり、このプリンタ本体BにはシートPに画像を形成する画像形成部Cと、画像形成部CにシートPを搬送するシート搬送部7と、定着装置8とが設けられている。また、このカラーレーザプリンタAは、シートPの裏面に画像を形成することができるようになっており、このため表面(一面)に画像が形成されたシートPを反転させて再度、画像形成部Cに搬送する再搬送部Dが設けられている。
ここで、画像形成部Cは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(Bk)の4色のトナー画像を形成するプロセスステーションC1〜C4を備えている。また、このプロセスステーションC1〜C4は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの4色のトナー像を担持し、矢印方向に回転する像担持体である感光体ドラム1(1a,1b,1c,1d)、画像情報に基づいてレーザビームを照射して一定速度で回転する感光体ドラム上に静電潜像を形成するスキャナ2(2a,2b,2c,2d)、感光体ドラム上に形成された静電潜像にイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのトナーを付着させてトナー像として顕像化する現像ユニット3(3a,3b,3c,3d)と、転写後、感光体ドラム上に残った残留トナーを回収するクリーニング装置5(5a,5b,5c,5d)、感光体ドラム表面を一様に帯電する不図示の帯電ローラ、前露光ランプ等を備えている。
シート搬送部7は、プリンタ本体下部に設けられ、複数枚のシートPを収納した給紙カセット61,62と、この給紙カセット61,62に積載収納されたシートPを送り出す給紙ローラ71と、給紙ローラ71から送り出されたシートPを分離するための分離ローラ対72と、レジストローラ対74等を備えている。
そして、画像形成動作が開始されると、給紙ローラ71と分離ローラ対72とによりシートPは給紙カセット61,62から一枚ずつ分離給送され、レジストローラ対74に搬送される。ここで、このとき、レジストローラ対74は停止状態であり、このようにレジストローラ対74を停止状態とすることにより、シートPの斜行を補正するようにしている。
さらに、このように斜行を補正した後、レジストローラ対74は画像形成動作に同期するようにして駆動され、これによりシートPは、感光体ドラム上に形成されたトナー像とシートPの先端とが一致するタイミングで、後述する搬送ベルト4Aに載置される。
なお、63は手差しトレイであり、この手差しトレイ63にセットされたシートPは、給紙ローラ73により、レジストローラ対74に搬送されるようになっている。
ところで、図1において、4Aは、駆動ローラ41及び従動ローラ42に張架され、感光体ドラム1の外周速度と同期して矢印方向に回転駆動される搬送ベルトであり、この搬送ベルト4Aは、シートPを載置した状態で各プロセスステーションC1〜C4の配列方向に沿って移動すると共に、内側には4個の、それぞれ感光体ドラム1と共に搬送ベルト4Aを挟持し、転写部を構成する転写ローラ4(4a,4b,4c,4d)が配されている。
そして、これら転写ローラ4から転写バイアスを印加することにより、感光体ドラム上の各色トナー画像が順次搬送ベルト4Aにより搬送されているシートPに転写され、シート上にフルカラー画像が形成されるようになっている。
定着装置8はシートP上に転写形成されたトナー画像をシートPに定着させるものであり、シートPに熱を加えるための加熱ローラ81と、シートPを加熱ローラ81に圧接させるための加圧ローラ82とを備えている。そして、トナー画像を保持したシートPは加熱ローラ81と加圧ローラ82とにより挟持搬送されると共に熱及び圧力を加えられることによりトナー画像が定着されるようになっている。
また、この定着装置8の下流には吸着搬送装置9が設けられており、トナー画像が定着されたシートPは、この吸着搬送装置9により搬送され、片面に画像を形成する片面印字の場合には、不図示のフラッパにより、排紙通路68に導かれた後、排紙ローラ69により排紙トレイ64に排出される。
また、シートPの両面に画像を形成する両面印字時の際には、吸着搬送装置9により搬送されたシートPは、不図示のフラッパの切り替えにより反転パス65に一旦導かれた後、反転ローラ76の逆転により、送り込まれた際の後端を先頭にして、送り込まれた方向と反対向きに退出し、両面搬送パス66へと送られ、この後、再度画像形成部Cに搬送されるようになっている。
次に、このように構成されたカラーレーザプリンタAの画像形成動作について説明する。
画像形成動作が開始されると、まずスキャナ2(2a,2b,2c,2d)からのレーザ光が、前露光ランプで除電した後、帯電器により表面が一様に帯電している感光ドラム1(1a,1b,1c,1d)に照射され、これにより感光体ドラム上にイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(Bk)のトナー潜像が形成され、この後、この潜像を現像ユニット3により現像することにより、それぞれの感光体ドラム上にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像が順次形成される。
また、このトナー画像形成動作に並行して、例えばシートカセット61,62に収容されたシートPは、まず給紙ローラ71によりピックアップされた後、分離ローラ対72により1枚ずつ分離され、停止しているレジストローラ対74に導かれて斜行が補正される。この後、レジストローラ対74によって画像形成動作に同期するようにして転写ベルト4Aに載置され、感光体ドラム1と転写ベルト4Aとが圧接する転写部に搬送される。
次に、このように転写部に搬送されたシートPに対し、各転写部に配置されトナーと逆極性の電圧を印加された転写ローラ4の作用により感光体ドラム1上の各色のトナー画像が、シート上に順次重ね合わせて転写される。そして、このように4色のトナー画像が多重転写されたシートPは、転写ベルト4Aの屈曲部において搬送方向先端から分離された後、搬送部75を通り定着装置8に搬送される。
次に、シートPは、この定着装置8において加熱及び加圧され、これによりシート上の各色のトナーは、溶融混色してシート上に固定される。この結果、フルカラーのプリント画像が永久画像としてシート上に定着される。
そして、このようにトナー像が定着されたシートPは、定着装置8と排紙部69Aとの間に設けられた吸着搬送装置9により搬送され、片面に画像を形成する片面印字の場合には、この後、不図示のフラッパにより、排紙部69Aに設けられた排紙通路68に導かれた後、排紙ローラ69により排紙トレイ64に排出される。
また、シートPの両面に画像を形成する両面印字時の際には、不図示のフラッパの切り替えにより一旦、シートPは反転パス65に導かれた後、反転ローラ76の逆転により、送り込まれた際の後端を先頭にして、送り込まれた方向と反対向きに退出し、両面搬送パス66へと送られる。
この後、シートPは両面搬送パス66を通過し、両面搬送ローラ77にて斜行補正とタイミング取りが行われ、この後、所望のタイミングにてレジストローラ74へと搬送され、再び既述した画像形成工程によってもう一方の面に画像が転写される。そして、このようにもう一方の面に画像が転写された後、シートPは定着装置8にてトナー画像が定着され、この後、吸着搬送装置9及び排紙ローラ69を経て排紙トレイ64に排紙される。
ところで、本実施の形態において、定着装置8の直後に設けられているシート搬送装置である吸着搬送装置9はエアー吸着によりシートを搬送するものであり、図2及び図3に示すように駆動ローラ92及びテンションローラ95により張設されるシート吸着搬送手段である無端ベルト91と、無端ベルト91の内側に設けられ、エアー吸引によりシートを無端ベルト91に吸着させる吸着手段である吸引ファン93を備えている。
ここで、エアー吸引によりシートを無端ベルト91に吸着させる吸引ファン93は、無端ベルト91の移動方向と直交する幅方向に複数、本実施の形態においては、3つ並設されている。また、無端ベルト91には吸引力の伝達が可能なように無数の穴91aが設けられている。
なお、図2において、84は分離爪であり、この分離爪84によりシートを加圧ローラ82から分離するようにしている。また、94は無端ベルト91に対向して設けられたエアー吐出手段である冷却ファンであり、この冷却ファン94により無端ベルト91によって吸着搬送されているシートに向けてエアーを吐出し、シートを冷却するようにしている。
そして、このように構成された吸着搬送装置9において、定着装置8からシートが搬送されると、このシートを矢印方向に回転している無端ベルト91に吸引ファン93により発生しているエアー吸引力により吸着し、搬送するようにしている。
ここで、本実施の形態のように、定着装置8の直後にエアー吸着によりシートを搬送する吸着搬送装置9を設けることにより、搬送ローラ対や搬送ガイド対(図5参照)によってシートを搬送する場合のように、搬送ローラ対や搬送ガイド対によってトナー像が定着された後のシートの転写面を擦ることが無いようにしている。
そして、このように定着装置8の下流に無端ベルト91を設け、搬送ローラ対や搬送ガイド対を設けないようにすることにより、転写面が擦られることによるトナー画像の劣化を防止することが可能になっている。なお、本実施の形態のように、シートを無端ベルト91により吸着搬送するようにした場合、図2に示すように搬送方向が大きく変わる屈曲搬送部分においても、搬送ガイド対は不要となるので、搬送ガイド対によりシートの転写面が擦られるのを防ぐことができる。
さらに、本実施の形態のように、シートを吸着搬送する場合、無端ベルト91の外側に搬送ガイド板を設ける必要がなくなるので、無端ベルト91のシート吸着面側の空間を放熱空間とすることができ、搬送ガイド対を設けた場合に較べて放熱空間を大きくとることができる。
この結果、定着装置8における定着動作の際に加熱されたシートの放熱効率が良くなり、より早くトナー画像が冷やされ、この後の搬送ローラ対や搬送ガイド対によるシートの擦れ等の外部影響を受け難いトナー画像が得られる。また、高温のシートがプリンタ本体内を循環するのを防ぐことができ、本体昇温対策としても効果が得られる。さらに、早い段階でシート及びトナー画像が冷やされるので、屈曲搬送部でのカール対策や排紙時の排紙接着防止にも大きな効果が得られる。
そして、無端ベルト91によるシート搬送距離を長くすればするほど、定着装置8における定着動作の際に加熱されたシート上のトナー画像を十分に冷やすことができるので、このような効果をより高めるためには吸着搬送装置9の長さを長くすることが好ましい。
さらに、無端ベルト91に対向して冷却ファン94を設けることにより、放熱効率、本体昇温、カール対策、排紙接着といった観点で、更に大きな効果が得られると共に、冷却ファン94によりエアーを無端ベルト91に向けて吐出することにより、吸着力の補助的役割を担うことも可能であり、すべりのないより安定した搬送を行うことができる。なお、無端ベルト91に熱容量・熱伝導率のよい材料を用いることでも前述の効果は更に大きくなることは言うまでもない。
ところで、図3に示すように加熱ローラ81は、ギア85,86を介してローラ軸83の一端に伝達される定着駆動モータ87の駆動により回転するようになっている。ここで、このローラ軸83の他端には定着プーリ88が設けられており、この定着プーリ88と、無端ベルト91の駆動ローラ92の軸92aの一端部に設けられたプーリ95とは、無端ベルト96を介して連結されている。
これにより、定着駆動モータ87の駆動は、ローラ軸83、定着プーリ88、無端ベルト96、プーリ95を介して駆動ローラ92に伝達されるようになり、この結果、無端ベルト91が回転するようになる。
つまり、本実施の形態においては、吸着搬送装置9の駆動源は、定着装置8の駆動源と同一の定着駆動モータ87であり、このように駆動源と同一とすることで、加熱ローラ81に負荷変動が生じて速度の変化が発生した場合でも、加熱ローラ81と無端ベルト91の間で速度差が生じないので、加熱ローラ81と無端ベルト91の間の速度差によるシートと無端ベルト91の間の摺擦を抑えることができる。
そして、このように構成することにより、通常、シートのトナー画像定着面と反対側の面を吸着する無端ベルト91が、シートの両面にトナー画像を形成する場合は、先にトナー画像が定着された面を吸着する場合でも、つまり転写面がシートの両面にあり、転写面を無端ベルト91が吸着して搬送する場合でも、擦れの影響を最小限に抑えることができる。
ところで、本実施の形態においては、図3のように幅方向に3つ設けている吸引ファン93を駆動する数、あるいは吸引力の大きさをシートサイズ、シート厚に応じて制御するようにしている。
例えば、小サイズ幅のシートを搬送する場合は、所定の吸引ファン、例えば中央付近の吸引ファンのみを駆動させるようにしている。これにより、低騒音化・省エネルギー効果を得ることができる。また、シートサイズ、シート厚により吸引力の大きさを制御することで、最適搬送力のばらつきに起因する搬送不良や、シートのコシの影響による搬送不良を防止することができる。
なお、このような制御を行うため、プリンタ本体Bには図1に示すように、搬送するシートのサイズ及びシート厚の少なくとも一方を設定するシート情報設定手段85と、このシート情報設定手段85により設定されたシート情報に基づいて駆動する吸引ファン93又は吸引ファン93の吸着力の大きさを制御する制御手段86を設けている。
このように、定着装置8と排紙部69Aとの間に無端ベルト91を設け、この無端ベルト91によりシートを吸着して搬送することにより、搬送ガイド対が不要となり放熱効率を高めることができる。さらに、シートの冷却、本体昇温対策、カール低減、排紙接着防止を同時に高いレベルで達成することができる。
また、無端ベルト91の駆動源を定着装置8の駆動源と同一とし、定着直後のシートの搬送速度の変化をなくすようにすることにより、搬送速度の変化による擦れを防止することができる。
ところで、これまでの説明においては、シートを無端ベルト91にエアー吸引により吸着して搬送する場合について述べてきたが、本発明は、これに限らず、シートを無端ベルトに静電吸着して搬送するようにしても良い。
次に、このようなシートを無端ベルトに静電吸着して搬送するようにした本発明の第2の実施の形態について説明する。
図4は、本実施の形態に係るシート搬送装置の構成を示す図である。なお、図4において、図2と同一符号は、同一又は相当部分を示している。
図4において、91Aは導電性材料にて形成されたシート吸着搬送手段である無端ベルト、97は帯電ローラであり、この帯電ローラ97はバイアス電源98により無端ベルト91Aを帯電させるようにしている。なお、99は無端ベルト91Aの下流側に設けられた除電手段である除電針であり、静電吸着されて搬送されたシートの除電を行なうものである。
そして、このような構成のシート搬送装置においては、バイアス電源98と共にシートを無端ベルト91Aに吸着させる静電気を発生する静電気発生手段を構成する帯電ローラ97により無端ベルト91Aを帯電させると共に、このように帯電した無端ベルト91Aにより、上流の定着装置8より送られてきたシートを静電吸着搬送し、この後、搬送されてきたシートを除電針99により除電して下流側の搬送路へと搬送するようにしている。
ここで、このようにシートを静電吸着により搬送するようにしても、転写面が擦れることはないので、トナー画像の劣化を最小限に抑えることができる。
ところで、本実施の形態においては、バイアス電源98をシートサイズ、シート厚に応じて制御するようにしている。この場合、図1に示す制御手段86は、シート情報設定手段からの情報に基づきバイアス電源98を制御することにより静電気発生量を制御して無端ベルト91Aの吸着力を制御するようにしている。
8 定着装置
9 吸着搬送装置
69A 排紙部
81 加熱ローラ
85 シート情報設定手段
86 制御手段
87 定着駆動モータ
91 無端ベルト
91A 無端ベルト
93 吸引ファン
94 冷却ファン
97 帯電ローラ
98 バイアス電源
99 除電針
A カラーレーザプリンタ
B プリンタ本体
C 画像形成部
P シート
9 吸着搬送装置
69A 排紙部
81 加熱ローラ
85 シート情報設定手段
86 制御手段
87 定着駆動モータ
91 無端ベルト
91A 無端ベルト
93 吸引ファン
94 冷却ファン
97 帯電ローラ
98 バイアス電源
99 除電針
A カラーレーザプリンタ
B プリンタ本体
C 画像形成部
P シート
Claims (12)
- 定着装置によりトナー画像が定着されたシートを排紙部に搬送するシート搬送装置において、
前記定着装置と前記排紙部との間に前記シートを吸着して搬送するシート吸着搬送手段を設けることを特徴とするシート搬送装置。 - 前記シート吸着搬送手段の駆動源を前記定着装置の駆動源と同一とすることを特徴とする請求項1に記載のシート搬送装置。
- 前記シート吸着搬送手段は、前記シートのトナー画像定着面と反対側の面を吸着することを特徴とする請求項1又は2に記載のシート搬送装置。
- 前記シート吸着搬送手段は、前記シートの両面にトナー画像を形成する場合は、先にトナー画像が定着された面を吸着することを特徴とする請求項3記載のシート搬送装置。
- 前記シートをエアー吸引により前記シート吸着搬送手段に吸着させる複数の吸着手段と、
前記シートのサイズ及びシート厚の少なくとも一方を設定するシート情報設定手段と、
前記シート情報設定手段からの情報に基づき前記シート吸着搬送手段のシート吸着力を制御する制御手段と、
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項に記載のシート搬送装置。 - 前記制御手段は、前記シート吸着搬送手段のシート吸着力を制御するよう前記シート情報設定手段からの情報に基づき前記複数の吸着手段のうちの所定の吸着手段を駆動することを特徴とする請求項5記載のシート搬送装置。
- 前記制御手段は、前記シート吸着搬送手段のシート吸着力を制御するよう前記シート情報設定手段からの情報に基づき前記複数の吸着手段の吸着力の大きさを制御することを特徴とする請求項5記載のシート搬送装置。
- 前記シートを前記シート吸着搬送手段に吸着させる静電気を発生する静電気発生手段と、
前記シートのサイズ及びシート厚の少なくとも一方を設定するシート情報設定手段と、
前記シート情報設定手段からの情報に基づき前記静電気発生手段の静電気発生量を制御して前記シート吸着搬送手段の吸着力を制御する制御手段と、
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項に記載のシート搬送装置。 - 前記シート吸着搬送手段の下流側に除電手段を設け、該シート吸着搬送手段の静電吸着により搬送されてきたシートの除電を行なうことを特徴とする請求項8記載のシート搬送装置。
- 前記シート吸着搬送手段のシート吸着面側の空間を放熱空間とすることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載のシート搬送装置。
- 前記シート吸着搬送手段のシート吸着面に対向する位置にエアー吐出手段を設け、前記エアー吐出手段により、該シート吸着搬送手段によって吸着搬送されるシートに向けてエアーを吐出することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載のシート搬送装置。
- トナー画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部により形成されたトナー画像が転写され、定着装置により前記トナー画像が定着されたシートを排紙部に搬送する前記請求項1乃至11のいずれか1項に記載のシート搬送装置とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8380114B2 (en) | 2009-03-12 | 2013-02-19 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus and method |
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2005
- 2005-01-11 JP JP2005004034A patent/JP2006193234A/ja active Pending
Cited By (1)
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US8380114B2 (en) | 2009-03-12 | 2013-02-19 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus and method |
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