JP2008230835A - シート給送装置および画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、捌きファン自体のばらつきや特性の経時変化などにかかわらず、エアの吹き付けによるシートの捌き状態を安定させることを目的とする。
【解決手段】複数枚のシートを支持可能に設けられたトレイ302と、前記トレイ302に支持されるシートの端部に向けてシートを捌くためのエアを吹き付けるためのエア吹き付け部151と、を備え、前記トレイ302上にシートが支持されていない場合に、前記エア吹き付け部151からのエアの吹き付け量の調整を行うことを特徴とする。
【選択図】 図12

Description

本発明は、積載されたシートからシートを1枚ずつ給送するシート給送装置、及びそのシート給送装置を備えた画像形成装置に関するものである。
従来、複写機やプリンタ等の画像形成装置には、感光体上に形成されたトナー画像を転写位置でシート上に転写するために、所定の大きさにカットされたシートを前記転写位置へ1枚ずつ給送するシート給送装置が備えられている。
このシート給送装置としては、収納庫に積載されたシートの搬送方向一端側から捌きファンによってエアを吹き付けてシートを浮上させ、その浮上させたシートを搬送ベルトに吸着して搬送する構成が開示されている(特許文献1参照)。
しかしながら、シートは材質(厚さや重さ)によって浮上量が異なる。そこで、エアの吹き付けによって浮上されたシートの浮上位置を、所定範囲内に位置付けするように、前記シートが積載されたシート台の昇降を制御する構成が提案されている。例えば、前記浮上されたシートの浮上位置が所定範囲内の位置にあるか否かを位置検出手段によって判定し、所定範囲外にある時はシート台を昇降させて、前記浮上されたシートが所定範囲内に位置するように制御する構成が開示されている(特許文献2参照)。
あるいは、材質にかかわらずシートが最適な浮上量となるように、捌きファンの回転数を制御する構成が提案されている。すなわち、シートが薄いもしくは軽い材質の場合は捌きファンの回転数を低く(遅く)するように制御し、シートが厚いもしくは重い材質の場合は捌きファンの回転数を高く(速く)するように制御する。具体的には、例えば、搬送ベルトのベルト面から浮上されたシートまでの距離を距離測定センサによって認識し、これに基づいてエアの吹き付け量を制御するために、捌きファンの回転数を制御する構成が開示されている(特許文献3参照)。
また、画像形成装置の操作部から、シート台に積載されたシートの材質(厚さや重さ)を入力することで、入力されたシートの材質に応じて、エアの吹き付け量を一義的に決定するように制御するものも提案されている。
特開平7−196187 特開2005−272019 特開平7−89625
しかしながら、特許文献2に記載の技術では、シートの材質(厚さと重さ)が異なる場合であっても、シート台の昇降により前記シートが所定範囲内に位置するが、前記所定範囲内のシートが最適な捌き状態となっているかどうかまでは判別できない。ここで、材質にかかわらずシートを最適な捌き状態とするために、特許文献3に開示されているように、シート台に積載されたシートの材質(厚さや重さ)を変更するたびに、捌きファンの回転数を変更することが考えられる。しかしながら、捌きファンは、シートの材質毎に適切なエア吹き付け量とするための回転数の設定を行ったとしても、ファン自体のばらつきやファン特性の経時変化、または束線による電圧ドロップにより、適切な回転数が安定して得られない場合がある。この場合、例えば、シートが薄いもしくは軽い材質の場合に、捌きファンの回転数が目標よりも速く回転してしまい、シートの捌き状態が安定せず、ジャム、斜行、位置ずれ、傷、折れ、汚れ等の不具合が発生することがある。また、シートが厚いもしくは重い材質の場合に、捌きファンの回転数が目標よりも遅く回転してしまい、シート間に適切なエアが流入されずに、シートの重送などの不具合が発生することがある。
また、画像形成装置の操作部からシートの材質(厚さや重さ)を入力する構成では、操作部で入力したシートの材質(厚さや重さ)と実際にシート台に積載されたシートの材質とが異なってしまう場合がある。この場合、捌きファンの回転数が適切でない値となり、前述したようにシートの重送や斜行、位置ずれ、傷、折れ、汚れ等の不具合が発生することがある。
そこで本発明は、捌きファン自体のばらつきや特性の経時変化などにかかわらず、エアの吹き付けによるシートの捌き状態を安定させることを目的とする。
上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、複数枚のシートを支持可能に設けられたトレイと、前記トレイに支持されるシートの端部に向けてシートを捌くためのエアを吹き付けるためのエア吹き付け部と、を備え、前記トレイ上にシートが支持されていない場合に、前記エア吹き付け部からのエアの吹き付け量の調整を行うことを特徴とする。
本発明によれば、エア吹き付け部からのエアの吹き付け量の調整を行うことで、性能のばらつきや経時変化などにかかわらず、シートの捌き状態を安定させることができる。また、エアの吹き付け量の調整動作をトレイ上にシートが支持されていない場合に限定することで、より確実にエアの吹き付け量の調整を実施することができる。
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
(画像形成装置の説明)
まず、図1に示す画像形成装置の概略構成について説明する。図1は、シート給送装置を有する画像形成装置の概略構成を示す模式断面図である。
図1において、1は画像形成装置であり、この画像形成装置1は、プリンタ本体1000と、プリンタ本体1000の上面に配されたスキャナ2000とを備えている。また、画像形成装置1は、プリンタ本体1000に対し、シートを給送するシート給送装置3000を備えている。このシート給送装置3000は、多種のシートに対して安定した分離給送を行うため、シート分離給送部としてエア分離給送機構を備えている。なお、このシート給送装置3000については後で詳しく説明する。
まず、画像形成装置1について詳細に説明する。ここで、原稿を読み取るスキャナ2000は、走査光学系光源201、プラテンガラス202、開閉する原稿圧板203、レンズ204、受光素子(光電変換)205、画像処理部206、メモリ部208等を備えている。このメモリ部208は、画像処理部206にて処理された画像処理信号を記憶しておくためのものである。
そして、原稿を読み取る際には、プラテンガラス202の上に載置された原稿に走査光学系光源201によって光を照射することにより読み取るようにしている。そして、読み取った原稿像は画像処理部206により処理された後、電気的に符号化された電気信号207に変換されて作像手段たるレーザスキャナ111に伝送される。なお、画像処理部206にて処理され、符号化された画像情報を一旦メモリ部208に記憶させ、制御部130からの信号によって、必要に応じてレーザスキャナ111に伝送することもできる。
プリンタ本体1000は、シート給送装置3000により給送されたシートを画像形成部1005に搬送するシート搬送部1004と、プリンタ1000を制御するための制御部130等を備えている。
シート搬送部1004は、レジスト前ローラ対122及びレジストローラ対123を有するレジストローラ部を備えている。シート給送装置3000から給送されたシートは、ガイド板によって構成されるシート搬送路121によって案内され、レジスト前ローラ対122を通過後、レジストローラ対123に導かれるようになっている。その後、シートは、レジストローラ対123に一旦突き当てられ、シート給送搬送時に発生する斜行を矯正された後、画像形成部1005に搬送される。
画像形成部1005は、感光ドラム112、レーザスキャナ111、現像器114、転写帯電器115、分離帯電器116等を備えている。画像形成の際には、レーザスキャナ111からのレーザ光がミラー113によって折り返されて図1中時計回り方向に回転する感光ドラム112上の露光位置112aに照射される。これにより、感光ドラム112上に潜像が形成される。この後、感光ドラム112上に形成された潜像は、現像器114によってトナー像として顕像化される。なお、制御部130からの制御信号により、レーザ書き込み位置制御回路を介して、レーザ光の照射位置を変更することが可能であり、感光ドラム112上の長手方向、いわゆる主走査方向の潜像形成位置が変更可能となっている。
前記感光ドラム112上のトナー像は、転写部112bにおいて、転写帯電器115によりシートに転写される。さらに、トナー像が転写されたシートは、分離帯電器116により感光ドラム112から静電分離され、搬送ベルト117により定着装置118に搬送されてトナー像の定着が行われる。トナー像が定着されたシートは、排出ローラ119によって装置外に排出される。また、定着装置118と排出ローラ119の間の搬送経路中には排出センサ120が設けられており、そこでのシートの通過が検出できるように構成されている。
なお、本実施の形態においては、プリンタ本体1000とスキャナ2000とは別体であるが、プリンタ本体1000とスキャナ2000とが一体の場合もある。また、プリンタ本体1000はスキャナ2000と別体でも一体でも、レーザスキャナ111にスキャナ2000の処理信号を入力すれば複写機として機能し、FAXの送信信号を入力すればFAXとして機能する。さらに、パソコンの出力信号を入力すれば、プリンタとしても機能する。
逆に、スキャナ2000の画像処理部206の処理信号を、他のFAXに送信すれば、FAXとして機能する。また、スキャナ2000において、圧板203に変わって2点鎖線で示すような原稿自動送り装置250を装着するようにすれば、原稿を自動的に読み取ることもできる。
(シート給送装置の説明)
次に図1に示す画像形成装置1におけるシート給送装置3000について説明する。
シート給送装置3000は、下方にシート給送部331、上方にシート給送部322を備えている。各シート給送部331,332は、それぞれ、複数枚のシートSが収容可能なシート収容部301,311を備えている。各シート収容部301,311には、収容されたシートSを支持可能に設けられたトレイ302,312と、前記シートSの搬送方向(図2の矢印A方向)の後端を規制する後端規制板303がそれぞれ設けられている。トレイ302,312は昇降可能に設けられている。後端規制板303はシートSの搬送方向のサイズに応じて移動可能であり、シートの搬送方向先端がシート収容部302の搬送方向先端側に揃えられるように、シートの搬送方向後端を規制している。なお、シート給送部331,332は同様の構成であるが、シート給送部332側の後端規制板は図示していない。
ここで、図2を用いて、シート給送装置におけるシート分離給送部(エア分離給送機構)について説明する。図2は、図1に示すシート給送装置におけるシート分離給送部を示す要部拡大図である。
シート収容部301内のシートは、シート分離給送部304において、給送前動作として捌きファンF151が回転し、エア吹き付け部である捌きノズル151からエアを吹き付け、積載されたシートSの上部近傍を捌き始める。そして、制御部300から給送開始信号が発信されると、吸着ベルト305内は吸着ファンF150により負圧(吸着力)が発生し、シートの吸着が開始される。吸着が開始されてから所定の吸着時間後、積載されたシートSの最上位のシートS1が一枚だけ吸着ベルト305に吸着される。所定時間後、吸着ベルト305は、シートS1が吸着された状態で吸着ベルトモータM102により回転が開始され、シートS1は矢印A方向に搬送される。シートの先端がベルトプーリ部に達すると、シートの先端部は、吸着ファンF150による吸着力から開放され、吸着ベルト305から離れて、引抜きローラ対10に受け渡される。なお、図2では、吸着ベルト305からシートの先端部を分離するためのエアを分離ノズル152から吹き出す捌きファンF152を設けた構成を例示している。シートS1の先端が引抜きローラ対10に到達すると、吸着ファンF150による負圧が開放されることによりシートが吸着ベルト305への吸着力から開放され、引抜きローラ対10の搬送力によってのみ搬送される。シートの後端が、吸着ベルト部から抜けた後、再び制御部300から給送開始信号が発信されると、前記給送動作が開始され、後続のシートS2が分離給送される。
ここで、給送開始信号が発信される前に給送前動作として、捌きファンF151を動作させているが、給送開始信号が発信された後に、捌きファンF151を動作させるように制御しても構わない。
また、ここではシート収容部301側のシート分離給送部304についてのみ説明したが、シート収容部311側にも同様にシート分離給送部314が設けられており、同様の分離給送が行われる。
また図3に示すように、引抜きローラ対10,20にはそれぞれ引抜モータM10,M20が接続されている。また、搬送ローラ対11,12,13,14,15,16,21,22,23にはそれぞれ対応する搬送モータM11,M12,M13,M14,M15,M16,M21,M22,M23が接続されている。シート給送装置は、各ローラ対を独立に駆動させることが可能になっている。
また図3において、M5,M205はトレイ302,312を昇降するためのリフタ駆動手段としてのリフタモータであり、各シート給送部331,332におけるトレイ302,312を昇降動作させるものである。M102,M202は各シート給送部331,332において吸着ベルト305,315を回転駆動するための吸着ベルトモータである。F150,F250は各シート給送部331,332におけるベルト305,315にシートを吸着するための吸着ファンである。F151,F251は各シート給送部331,332におけるシート捌きファンである。F152,F252は各シート給送部331,332における捌きファンである。これらの動作部は、制御手段としての制御部300によりその動作を制御される。
また図3において、604は回転数検出手段としての回転数検出センサであり、捌きファンF151,F251の回転数を検出する。605は下位置検出手段としてのトレイ下位置検出センサであり、トレイの下位置を検出する。この下位置とは、トレイ302,312が正常動作時に最大下がった位置である。606はシート有無検知手段としてのシート有無検出センサであり、トレイ302,312上に積載されるシートの有無を検出する。607はシート浮上下限センサ、608はシート浮上上限センサであり、捌きファンF151からのエアで浮上したシートの位置を検出するセンサである。609はトレイの昇降範囲の途中に設けられ下位置よりも高い位置で停止させるためのシート装填位置検出センサである。そして、これら各種センサからの情報に基づいて、制御部300は前述した各動作部の動作を制御する。
尚、画像形成装置の操作部より、各シート収容部301,311に格納するシートの紙サイズ・紙種・坪量などのシート情報をセットできるようになっている。
(制御ブロックの説明)
図4は図1に示したプリンタ本体1000内の制御部130とシート給送装置3000の制御部300の構成を示すブロック図である。
プリンタ本体1000内の制御部130は、CPU211、ROM212、RAM213、通信インターフェイス(I/F)214、入出力ポート215、操作部216、画像処理部206、及び画像メモリ部208で構成されている。
CPU211は、プリンタ本体1000の基本制御を行い、制御プログラムが書き込まれたROM212、処理を行うためのワークRAM213、及び入出力ポート215が、アドレスバスとデータバスにより接続されている。RAM213の一部の領域は電源オフされてもデータが消去されないバックアップRAMとなっている。入出力ポート215には、プリンタ本体1000が制御するモータやクラッチなどの各種負荷装置や、シートの位置を検知するセンサなどの入力装置が接続されている。
CPU211は、ROM212に格納された制御プログラムの内容に従って、入出力ポート215を介して順次入出力の制御を行い、画像形成処理を実行する。また、CPU211には操作部216が接続されており、CPU211は操作部216の表示部やキー入力部を制御する。使用者はキー入力部を通して、画像形成動作モードや表示の切換えをCPU211に指示し、CPU211は操作部216の表示部に対して、プリンタ本体1000の動作状態や、キー入力によって設定された動作モードの表示を行う。さらにCPU211には、イメージセンサ部(受光素子)205で電気信号に変換された信号を処理する画像処理部206と、処理された画像を蓄積する画像メモリ部208とが接続されている。
尚、シート給送装置3000の制御部300は図1を用いて説明した動作を実現するために、CPU351、ROM352、RAM353、通信インターフェイス(I/F)354、入出力ポート355、及び操作部356で構成されている。CPU351は、入出力ポート355を介して、後述する浮上上限センサ608及び浮上下限センサ607、更に回転数検出センサ604、トレイ下位置検出センサ605、シート有無検出センサ606、シート装填位置検出センサ609から検出結果を入力する。そして、CPU351は検出結果に基づいて、後述するリフタモータM5,M205、捌きファンF151,F251及び吸着ファンF150,F250へ駆動命令を出力する。尚、浮上上限センサ608は浮上下限センサ607よりも上方に配置されている。また、浮上上限センサ及び浮上下限センサの変わりに距離を測定可能な図示せぬ測距センサを用いても構わない。
(操作部の説明)
図5は、本実施の形態の画像形成装置における操作部の構成を示す概略図である。
図5において、221は表示部であり、装置の動作状態やユーザーへの作業指示といった各種メッセージや作業手順等が表示される。また、表示部221の表面はタッチパネルにより構成されており、表面に触れることにより選択キーとして働く。222はテンキーであり数字を入力するためのキーである。223はスタートキーであり、このキーを押すことによりコピー動作を開始する。また、224は応用モード選択キーであり、シート表面の材質や、坪量、表面平滑性などのシート条件を入力できるようになっている。
例えば、図10に示すような表示部(操作画面)225からシート給送装置3000内に収容されているシートのマテリアルを選択するようになっている。ここでは、シートの具体的なマテリアルとして、薄紙231、普通紙232、厚紙233、最厚口234を例示している。また、マテリアルを自動設定するようにしても良い(図中235)。更に、シート表面の材質や、坪量、表面平滑性などのシート条件を細かに設定するようにしても良い(図中236)。
シート給送装置3000の制御部300は図10に示す表示部225で設定されたシートのマテリアル(坪量及び表面性など)の設定によって、捌きファンF151,F251の回転数を最適な捌きエアが得られるような回転数となるように変更するテーブルを備えている。設定がなされていない場合は、通常普通紙232の設定となっている。また、図10に示す表示部の各設定項目以外にも細かに設定可能であっても構わない。
(シート分離給送部の説明)
次に、上述したシート給送部が有するシート分離給送部(エア分離給送機構)の構成について説明する。
図7は、シート給送部におけるシート分離給送部とシート収容部の周辺部分の断面構成図である。なお、図2では吸着ファンF150を吸着ベルト305内に配置する構成を例示しているが、図7に示すように吸着ファンF150を吸着ベルト305外に配置する構成としても良い。
なお、図7では、図1に示すシート給送装置3000におけるシート給送部331のシート分離給送部304を例示しているが、シート給送装置3000におけるシート給送部332も同様の構成である。
図7において、シートSが積載されてなるシート束を昇降させるトレイ302は、プーリー603を経由してリフタモータM5の駆動によって上下に移動することが可能である。リフタモータM5にはエンコーダが取り付けられており、このエンコーダによってリフタモータM5の駆動量、つまりトレイ302の移動量を知ることが可能である。尚、前述したエンコーダの回転方向もしくはモータの制御信号よりトレイ302の移動方向を知ることが可能である。
そして、トレイ302の下位置を検出するためにトレイ下位置検出センサ605が配置されている。一方、シート分離給送部304の上方には、シートの高さを検出するためのシート有無検出センサ606、シート浮上下限センサ607、及びシート浮上上限センサ608が配置されている。シート有無検出センサ606はフラグセンサでシートを検知し、シート浮上下限センサ607及びシート浮上上限センサ608は光学式センサでシートを検知している。シート有無検出センサ606は、シート浮上下限センサ607及びシート浮上上限センサ608よりも下方に配置されている。すなわち、トレイ302に積載されたシートSが給送開始位置へ上昇してくる際、シート浮上下限センサ607及びシート浮上上限センサ608よりも先にシート有無検出センサ606が前記シート束Sの上面を検知できるように構成されている。
また、シート浮上下限センサ607及びシート浮上上限センサ608は、後述する捌きファンF151からのエアで浮上したシートの位置を検出するセンサである。シート浮上下限センサ607はシート浮上上限センサ608よりも下方に位置している浮上シートを検出できるように感度調整がなされている。これにより、シート浮上下限センサ607及びシート浮上上限センサ608を用いて、浮上したシートが所定範囲内に位置しているかを検出できる構成となっている。シート浮上下限センサ607及びシート浮上上限センサ608の検出状態とシート給送状態との関係は後述して説明する。
さらに、シート収容部301に収容されたシートSを給送動作に先行して捌いておく目的で、捌きファンF151と捌きファンダクト610が設置されている。捌きファンF151を回転させることで生じた吐き出し方向の風圧(エアの吹き出し量)を、捌きファンダクト610によってシート束Sの最上位シートの近辺に与えることで、シート給送動作時に複数枚のシートが一度に給送されること(重送)を防いでいる。
また、シート給送機構として吸着ベルト305、吸着ファンF150及び吸着ファンダクト613が設置されている。吸着ファンF150を回転させることで生じた吸い込み方向の風圧を、吸着ファンダクト613を通して吸着ベルト305に与えて、シート束Sの最上位シートが吸着するようになっている。そして、吸着ベルト305に吸着されたシートは、吸着ベルト305が図示の方向に回転されることで給送センサ620及び引抜きローラ対10側へ搬送されるのである。
なお、図7は吸着ファンF150によりシートを吸着した状態を示している。シート浮上下限センサ607及びシート浮上上限センサ608がシートの浮上位置を検出する時は、捌きファンF151を動作させている間に、シートの浮上位置を検出する。すなわち、図9に示すように、吸着ファンF150は動作させずに、捌きファンF151を動作させている間に、シート浮上下限センサ607及びシート浮上上限センサ608に基づいてトレイ302の昇降が制御される。尚、吸着ファンF150及び捌きファンF151がともに非動作状態におけるシート束Sの待機位置をシート浮上下限センサ607のオンエッジ(検出位置)とするようにしても、シート有無検出センサ606のオンエッジとしても構わない。
図7では、シート有無検出センサ606にてトレイ302上のシートの有無を検出しているが、シート有無検出センサ606のオンエッジ(図7の点線位置)は捌きファンダクト610のエア吹き付け部である捌きノズル151よりも下方に配置されている。また、捌きファンF151が非動作状態において、トレイ302の停止位置(スタンバイ位置)はシート有無検出センサ606のオンエッジとなっている。トレイ302の昇降範囲の途中にはシート装填位置検出センサ609が配置されている。このシート装填位置検出センサ609は、シート有無検出センサ606がシート無しを検出したときに、トレイ302が下降して下位置まで移動する途中でトレイ302を検出して停止させるための信号を出力するものである。このようにトレイを下位置まで下降させずにトレイ302を停止させてシートの装填を可能とすることにより、シートの装填の作業性を向上させている。また、ワンパック(500枚)分のシートがトレイ302上に装填されるとシート装填位置検出センサ609が装填されたシートの最上面を検出するまでトレイ302を下降させるように制御してシートの上面位置が常に一定になるようにしている。これにより常に同じ高さの位置にシートを装填することができ作業性が向上する。
図8(a)及び図8(b)にシート浮上下限センサ607とシート浮上上限センサ608の論理について説明する。吸着ファンF150及び捌きファンF151がともに非動作状態におけるシート束Sの待機位置をシート浮上下限センサ607のオンエッジとすると、その状態がシート束Sの待機状態となる。この状態で捌きファンF151を駆動するとシート束Sの上方が数枚捌かれ、シート束Sの最上位シートが浮上し、浮上した最上位シートがシート浮上下限センサ607とシート浮上上限センサ608の間に入るようにトレイ302の昇降が制御される。
シート浮上下限センサ607及びシート浮上上限センサ608のそれぞれのシート検出可能な下限は、図9に示す通りである。
尚、図10に示す操作画面225からトレイ302に積載されたシートの表面の材質や、坪量、表面平滑性などのシート条件を入力することにより、捌きファンF151の風圧(風量)が最適となるような回転数となるように捌きファンの回転数が設定される。入力されたシート条件で捌きファンF151が動作した場合には、シート束Sの最上位シートが吹き上げられシート浮上下限センサ607とシート浮上上限センサ608の間に移動するか、もしくはシート浮上上限センサ608よりも上方へ移動する。このように、シート浮上下限センサ607とシート浮上上限センサ608は、捌きファンF151がシートの材質に応じた最適な回転数で動作した場合に、トレイ302の昇降動作を行わなくても、浮上シートを検出できる位置に配置されている。なお、図11に示すように、操作画面上で設定されたシート条件とトレイ302に積載されたシート条件とが一致する場合は、トレイ302は最終的にΔL1だけ下降するように制御される。
(捌きファンの調整モード)
次に、図7及び図12を用いて、捌きファンF151の回転数を安定させる調整モードについて説明する。例えば装置の電源投入後、またはシート給送装置3000による所定枚数搬送後、または所定時間経過後に、捌きファンF151の調整モードに遷移するように制御する。ここで、所定枚数とは、予め設定された枚数であっても良いし、操作画面から入力した枚数であっても良い。尚、シート給送装置3000による所定枚数搬送後、ジョブの動作継続中の場合には、そのジョブ終了後、またはジョブの開始前に捌きファンF151の調整モードに遷移するように制御しても構わない。また、本実施の形態においては、捌きファンF151は1個であるが、複数であっても構わない。さらに、吸着ファンF150においても、調整モードへ遷移するように制御しても構わない。尚、シート給送装置3000によって給送された枚数に関しては、制御部300(CPU351)にて、給送センサ620の信号出力の立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジでカウントするような図示せぬカウンタ(測定手段)が備えられている。
図12において、電源投入後、またはシート給送装置3000による所定枚数搬送後、または所定時間経過後に、調整モード遷移信号が検出されると、リフタモータM5(リフタ駆動手段)によるトレイ302の下降動作が開始される(図12(A))。下位置検出センサ605によってトレイ302が検出されると、リフタモータM5は停止するように制御され、トレイ302は停止する(図12(B)参照)。その状態で、シート有無検出センサ606によってシートが検出されなければ、捌きファンF151を駆動し、所定時間経過後に、ファンの回転数調整を開始する(図12(C)参照)。すなわち、エア吹き付け部である捌きノズル151からのエアの吹き出し量(捌きファンF151の風量)の調整を開始する。ここで、捌きファンF151による回転数調整が正常に行われるためには、捌きファンF151によるエア吹き付け部(捌きノズル151)の前方(エア吹き付け方向の延長線上)に障害物(遮蔽物)があってはいけない。例えば、トレイ302に積載されるシート束Sが捌きファンF151による捌きノズル151の前方(エア吹き付け部の延長線上)にある場合、捌きファンF151のエア流路が遮断されてしまうため、正常な回転数、風圧(風量)を得ることができない。そのため、リフタモータM5によって、トレイ302が下降するように制御され、下位置検出センサ605によって、トレイ302が検出されると、リフタモータM5は停止する。その状態でシート有無検出センサ606によってシートが検出されなければ、捌きノズル151の前方(エア吹き付け部の延長線上)に障害物が無いと判断することができるため、捌きファンF151の回転数調整を行うことができる。
捌きファンF151の回転数調整に関して、図13を用いて説明する。回転数をモニタできるファンにおいて、ファンの回転数を調整するには、目標値が必要である。ファンの特性から、所定のPWM(Pulse Width Modulation)設定でファンを回転した場合、所定の回転数(FG)が出力されると同時に所定の風圧が得られることが分かっている。例えば、あるファンをPWM100%設定で動作させた場合、回転数出力として600Hzの回転数(FG)出力がなされると同時に風圧としては1000Pa(パスカル)が得られる。ファンの回転数調整として必要な風圧が840Paであるとすると、ファンの回転数が目標値として500Hz、目標上限値として502Hz、目標下限値として498Hzとなるように目標値の範囲が設定される。つまりファンの動作開始後、所定時間(予め設定された時間)経過してから、ファンの回転数調整を行うように制御することによって、例えば、ファンの調整正常終了後のPWM値は90%になる。前述したように、ファンの動作開始後に所定時間経過するのを待つのは、ファンの回転数が安定するのを待っているからである。ファンの回転数が安定した後、回転数の調整を行い、ファンの回転数(FG)が予め決められた値になるようにファンのPWM値を変更するように制御する。ファンの回転数調整方法としては、ファンをPWM値100%で回転させてから所定値毎にPWM値を落としていく方法や、目標値と実回転数との差分にある係数を乗じた値だけPWM値を増減するような方法が挙げられる。また、ファンの回転数調整を行うにあたって、ファンをPWM値100%で回転するのではなく、所定のPWM設定値で回転するように制御しても構わない。
また、図14を用いて、捌きファンの回転数調整を正常終了した後、シート条件により捌きファンの駆動PWM値を変更する様子を説明する。尚、図14は一例であり、シート条件に応じた係数は変更可能である。前述したように、捌きファンの調整値として必要風圧840Paを得るためのPWM値として、90%という値が得られた状態が、最厚口のシートを捌くことが可能な風圧になる。すなわち、最厚口のシートが選択された場合は、捌きファンのPWM値は90%×1.0=90%と設定される。また、厚紙が選択された場合は、捌きファンのPWM値は90%×0.75=67.5%と設定される。また、普通紙が選択された場合は、捌きファンのPWM値は90%×0.5=45%と設定される。また、薄紙が選択された場合は、捌きファンのPWM値は90%×0.25=22.5%と設定される。
また、複数個のファンの回転数調整を同時に行う場合についても簡単に説明する。複数個のファンの構成としては、図15に示すように重連接続となっており、ファンを複数個接続することでより強い風圧を得られるようになっている。例えば、あるファンをPWM100%設定で動作させた場合、回転数出力として220Hzの回転数(FG)出力がなされると同時に風圧としては300Pa(パスカル)が得られるとする。ファンの回転数調整として必要な風圧がファン4個を重連接続させた場合に、840Paであるとする。すると、4個のファンの回転数の目標値、及びその上限値と下限値は以下のようになるように設定される。すなわち、ファンF101の回転数が目標値として182Hz、目標上限値として184Hz、目標下限値として180Hzとなるように目標値の範囲が設定される。ファンF102の回転数が目標値として171Hz、目標上限値として173Hz、目標下限値として169Hzとなるように目標値の範囲が設定される。ファンF103の回転数が目標値として181Hz、目標上限値として183Hz、目標下限値として179Hzとなるように目標値の範囲が設定される。ファンF104の回転数が目標値として162Hz、目標上限値として164Hz、目標下限値として160Hzとなるように目標値の範囲が設定される。つまりファンの動作開始後、所定時間経過してから、各ファンの回転数調整を行うように制御する。これによって、例えば、ファンの調整正常終了後のPWM値はファンF101に関しては92%に、ファンF102に関しては87%に、ファンF103に関しては91%に、ファンF104に関しては82%になる。なお、ここでは複数個のファンとして、ファンが4個の場合について説明したが、これに限定されるものではなく、重連接続のファンの個数が何個であっても構わない。
また、図14を用いて、捌きファンの回転数調整を正常終了した後、シート条件により捌きファンの駆動PWM値を変更する様子を説明する。前述したように、捌きファンの調整値として必要風圧840Paを得るためのPWM値として、ファンF101は92%、ファンF102は87%、ファンF103は91%、ファンF104は82%という値が得られた状態が、最厚口のシートを捌くことが可能な風圧になる。すなわち、最厚口が選択された場合は、ファンF101のPWM値は92%×1.0=92%、ファンF102のPWM値は87%×1.0=87%、ファンF103のPWM値は91%×1.0=91%、ファンF104のPWM値は82%×1.0=82%、と設定される。また、厚紙が選択された場合は、ファンF101のPWM値は92%×0.75=69%、ファンF102のPWM値は87%×0.75=65.25%、ファンF103のPWM値は91%×0.75=68.25%、ファンF104のPWM値は82%×0.75=61.5%、と設定される。また、普通紙が選択された場合は、ファンF101のPWM値は92%×0.5=46%、ファンF102のPWM値は87%×0.5=43.5%、ファンF103のPWM値は91%×0.5=45.5%、ファンF104のPWM値は82%×0.5=41%、と設定される。また、薄紙が選択された場合は、ファンF101のPWM値は92%×0.25=23%、ファンF102のPWM値は87%×0.25=21.75%、ファンF103のPWM値は91%×0.25=22.75%、ファンF104のPWM値は82%×0.25=20.5%、と設定される。
続いて、ファンの回転数調整ができない場合について図16を用いて説明する。電源投入後、またはシート給送装置3000による所定枚数搬送後、または所定時間経過後に、調整モード遷移信号が検出されると、リフタモータM5によるトレイ302の下降動作が開始される(図16(A)参照)。下位置検出センサ605によってトレイ302が検出されると、リフタモータM5は停止するように制御され、トレイ302は停止する(図16(B)参照)。その状態で、シート有無検出センサ606によってシートが検出された場合(図16(C)参照)は、操作画面上に図17に示すような警告を表示するように制御される。この状態から、シート収容部を開けて、トレイ302上に積載されたシートを数枚取り除き、再びシート収容部を閉めると、再びトレイ302の下降動作が開始される。下位置検出センサ605によってトレイ302が検出されると、リフタモータM5は停止するように制御され、トレイ302は停止する。その状態で、シート有無検出センサ606によってシートが検出されなければ、捌きファンF151を駆動し、所定時間経過後に、ファンの回転数調整を開始する。
また、前述したファンの回転数を安定させるための調整モードに関しては、図18に示すように操作画面上から調整モードを選択するようになっていても構わない。
続いて、捌きファンF151の回転数調整を開始した後の動作について、図19を用いて説明する。捌きファンF151の回転数調整を開始してから、所定時間以内に図13に示すような目標値の範囲内に収まった場合には、ファンの回転数調整を終了するとともに、ファンの動作を停止するように制御される。同時にリフタモータM5により、トレイ302が上昇するように制御され、浮上下限センサ607によって、トレイ302上に積載されているシート上面が検出されると、リフタモータM5を停止するように制御される。
一方、捌きファンF151の回転数の調整を開始してから、所定時間内(予め設定された時間内)に図13に示すような目標値の範囲内に収まらない場合には、捌きファンF151の回転数調整を終了すると共に、捌きファンF151の動作を停止するように制御される。続いて、例えば図20に示すように、ファンの回転数調整が失敗した旨の警告を表示するように制御される。ここでは、ファンの回転数調整を再度行うような表示になっているが、エラー表示にしても構わない。また図20に示すような警告を表示せずに、内部記憶装置に記憶しておいても良い。尚、捌きファンF151の動作停止タイミングよりも回転数調整が失敗した警告の表示が早く行われても構わない。
上述したように、捌きファンの回転数調整モードを備えることで、必要なファンの風圧が得られるような回転数に調整することが可能となる。これにより、ファン自体のばらつきやファン特性の経時変化または束線による電圧ドロップにかかわらず、捌きファンが最適な風圧(風量)になるように回転数を設定できる。また、捌きファンの回転数を最適な回転数に安定させることができる。また、ファンの回転数とファンの風圧の関係により、複数のファンの重連接続構成においても、回転数を調整するための目標値の範囲を各々設定することで最適な風圧を設定することができる。
なお、上述した実施の形態では、回転数調整モード時にトレイ302を下位置まで下降させ、そのときにシート有無検出センサ606の検出に基づきシート無しと判断したときに捌きファンF151の回転数調整を開始するようにしたが、次のようにしてもよい。回転数調整モード時にトレイ302を下降させシート装填位置検出センサ609がトレイ302に支持されているシート束Sの最上面を検出したときに回転数調整の制御を開始する。このときは既にシート有無検出センサ606の検出位置よりもシート束Sの最上面は下に位置しているため、シートの有無検出センサ606の検出に基づいて回転数調整を行う必要はない。すなわち、トレイ302に支持されているシート束Sの最上面の位置をシート装填位置検出センサ609が検出した場合には、シート束Sが捌きファンF151による捌きノズル151(エア吹き付け部)の前方には位置していない。なお、この制御においてトレイ302を下降させシート装填位置検出センサ609がシートの最上面を検出する前に、下位置検出センサ605がトレイ302を検出した場合には、上述の実施の形態のシート有無検出センサ606の検出に基づく制御を行う。
さらに、次のようにして捌きファンF151の回転数調整を開始するようにしてもよい。トレイ203の昇降をカウンタでカウントするようにしトレイ203の高さ方向の位置がわかるようにする。すなわち、リフタモータM5に設けたエンコーダや、リフタモータとしてステッピングモータを用いることによりトレイ203の高さ方向の位置をカウント数でわかるようにする。すなわち、下位置でカウント数を0としトレイ203の上昇に伴いカウント数が増加するようにする。そして、回転数調整モード時に所定のカウント数でトレイ302を下降させる。このときのカウント数は、トレイ302に積載されるシート束Sが捌きファンF151による捌きノズル151(エア吹き付け部)の前方から無くなるまでの数であり、予め設定することができる。なお、この場合にも、予め設定したカウント数をカウントする前に下位置検出センサ605がトレイ302を検出した場合には、上述の実施の形態のシート有無検出センサ606の検出に基づいた制御を行う。
ところで、図12のように、シートの種類によっては、捌きノズル151の吹き付け範囲から外れてトレイ302上のシートSの上層部S1が存在したとしても、捌きノズル151から出たエアがシート収容部内で循環し、前記S1を吹き上げてしまう場合がある。吹き上げられたS1が捌きノズル151を覆ってしまったり、捌きノズル151の前方を塞いでしまったりすると、正しい回転数調整ができない場合がある。
また回転数調整が正しく行えたとしても、吹き上げられてしまったシートS1が元の積載位置に戻らなければ、給送ができず、給送不良が発生する恐れもある。
シートが吹き上げられるかどうかは、シートのサイズ、坪量と密接に関係している。つまり、小さく軽いシートが吹き上げられやすい。また、収納部内の温度と湿度によってはシートに上方向のカール(下側が凸状になるカール)が発生してしまい、吹き上げやすくなる場合もある。
これらを考慮すれば、トレイ302上にシートがない状態で回転数調整を行うのが最も確実である。シートがない状態とは、例えばシートを給送中にシートがなくなった場合など、トレイ302上の紙を全て使い切った時があげられる。前述したように、シートを使い切った後はシートの装填作業を向上させるためにシート装填位置検出センサ609によってシート装填位置にトレイ302を停止させる。この位置では、捌きノズル151の正面に障害物がないので、回転数調整が行える。
回転数調整はトレイ302上の紙が無くなるごとに頻繁に実施する必要はないので、例えば使用実績(時間、枚数)をカウントして記憶装置に格納しておき、ある程度の間隔で実施する方が良い。こうすることで、無駄に捌きファンF151を動作させることなく、さらにユーザーが使用できない時間を減らすことができる。
頻度を低く抑えるために装置の電源を投入した後に、紙がないとわかったら実施するようにしても良い。たとえば用紙量をトレイ302の位置で判断する仕組み(具体的には駆動モータにエンコーダを付けてパルスカウント)を入れている場合、位置を初期化するために一旦トレイ302が最下位置まで下がる。そこでカウンタがリセットされる。
図6に示すように、トレイ302が上昇を続け、図中2点鎖線で示された302Aの位置に到達したとする。シート浮上下限センサ607によってトレイ302を確認しても、トレイには穴302Hが空いているため、シート有無検出センサフラグ606Fが回動せず、シート有無検出センサ606はONしない。よってトレイ302上にシートがないことがわかる。
紙がないことがわかったら、シート装填位置つまりトレイ302が下降時にシート装填位置検出センサフラグ609Fによってシート装填位置検出センサ609が一旦ONした後、さらにOFFした位置、つまり302Bの位置で停止する。この位置であれば、捌きノズル151の前面に障害物はないので、回転数調整を正確に行える。
シート装填位置検出センサ609がない場合など、特にこの位置にこだわらず、捌きノズル151の前面に障害物がない状態が達成できれば、トレイ302はどこに停止していても良い。
なお、上述した実施の形態では、シート給送装置がエア分離給送機構を有するシート給送部を2つ備えた構成を例示したが、エア分離給送機構を有するシート給送部の数はこれに限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定すればよい。
また上述した実施の形態では、シート捌きファン(エア分離給送機構)を有するシート給送装置として、画像形成装置本体に対して、シートの搬送方向上流側に設置されたシート給送装置を例示した。しかしながら、本発明はこれらに限定されるものではなく、例えば画像形成装置本体に一体に設けられたシート給送装置に適用しても有効である。
また上述した実施の形態では、記録対象のシートを一枚ずつ分離給送するシート給送装置を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、読取対象のシートを一枚ずつ分離給送するシート給送装置に適用しても有効である。
本実施の形態のシート給送装置を画像形成装置に配置した構成を示す模式断面図 本実施の形態のシート給送装置のシート分離給送部の一例を示す断面図 本実施の形態のシート給送装置の制御ブロック図 本実施の形態のプリンタ本体の制御部とシート給送装置の制御部の構成を示すブロック図 本実施の形態の画像形成装置における操作部を示す概略図 本実施の形態の捌きファンの回転数調整を行う位置の説明図 本実施の形態のシート給送装置のシート分離給送部の一例を示す断面図 (a)待機状態におけるシート浮上上限センサとシート浮上下限センサの論理を示す図、(b)捌きファン動作後におけるシート浮上上限センサとシート浮上下限センサの論理を示す図 シート浮上上限センサ及びシート浮上下限センサのシート検出可能な下限を示す図 操作画面上においてシート条件を入力する画面を示す図 正常な場合の最上シート面制御を表す図 捌きファンの回転数調整が可能である場合を表す図 捌きファンの回転数調整を行う際の目標値の範囲を表す図 シート条件に対して調整値の係数を表す図 複数の捌きファンを重連接続構成にした場合を示す断面図 捌きファンの回転数調整ができない場合を表す図 捌きファンの回転数調整を行う前に操作画面上の警告を表す図 操作画面上から回転数調整を行うかどうかを選択する様子を表す図 捌きファンの回転数調整が正常終了した後の動作を表す図 捌きファンの回転数調整に失敗した場合の操作画面上の警告を表す図
符号の説明
F150,F250 …吸着ファン
F151,F251 …捌きファン(シート捌きファン)
M102,M202 …吸着ベルトモータ
M5,M105 …リフタモータ(リフタ駆動手段)
S …シート
1 …画像形成装置
100,104 …シート収容部
130 …制御部
131 …制御部
151 …捌きノズル(エア吹き付け部)
225 …表示部(操作画面)
300 …制御部(制御手段)
301,311 …シート収容部
302,312 …トレイ
303 …後端規制板
304,314 …シート分離給送部
305 …吸着ベルト
331,332 …シート給送部
333 …合流部
430 …シート搬送部
604 …回転数検出センサ(回転数検出手段)
605 …トレイ下位置検出センサ(下位置検出手段)
606 …シート有無検出センサ(シート有無検知手段)
607 …シート浮上下限センサ
608 …シート浮上上限センサ
609 …シート装填位置検出センサ
610 …捌きファンダクト
613 …吸着ファンダクト
620 …給送センサ
1000 …プリンタ本体
1002,1003 …シート給送部
1004 …シート搬送部
1005 …画像形成部
2000 …スキャナ
3000 …シート給送装置

Claims (10)

  1. 複数枚のシートを支持可能に設けられたトレイと、
    前記トレイに支持されるシートの端部に向けてシートを捌くためのエアを吹き付けるためのエア吹き付け部と、
    を備え、
    前記トレイ上にシートが支持されていない場合に、前記エア吹き付け部からのエアの吹き付け量の調整を行うことを特徴とするシート給送装置。
  2. 前記エア吹き付け部に設けられるシート捌きファンと、
    前記トレイ上のシートの有無を検知するシート有無検知手段と、
    を備え、
    前記シート有無検知手段により前記トレイ上にシートが無いことを検知した場合に、前記エア吹き付け量の調整を行うことを特徴とする請求項1に記載のシート給送装置。
  3. 前記トレイを昇降可能に設け、前記シート捌きファンの回転数を検出する回転数検出手段を設け、前記シート有無検知手段により前記トレイ上にシートが無いことを検知した場合に、前記エア吹き付け部からエアを吹き出す位置の前方に位置しなくなるまで前記トレイを下降させた後、前記回転数検出手段の検出結果に基づいて前記シート捌きファンの回転数の調整を行うことを特徴とする請求項2に記載のシート給送装置。
  4. 前記回転数検出手段によって検出した前記シート捌きファンの回転数が予め設定された目標値の範囲内になるように、前記シート捌きファンの回転数を調整することを特徴とする請求項3に記載のシート給送装置。
  5. 前記シート捌きファンは複数個のファンで構成され、前記複数個のファンの各々に対して、回転数を調整するための目標値の範囲が設定可能であることを特徴とする請求項4に記載のシート給送装置。
  6. 前記シート捌きファンの動作を開始してから予め設定された時間後に、前記回転数の調整を行うことを特徴とする請求項3に記載のシート給送装置。
  7. 前記シート捌きファンの回転数を調整する動作を開始した後、前記シート捌きファンの回転数が前記目標値の範囲内に入った場合に、前記シーと捌きファンの調整が正常に終了した信号を出力することを特徴とする請求項4又は5に記載のシート給送装置。
  8. 前記回転数の調整を開始してから予め設定された時間内に前記シート捌きファンの回転数が前記目標値の範囲内に入らない場合には、前記シート捌きファンの動作を停止し、操作画面上に警告を表示することを特徴とする請求項7に記載のシート給送装置。
  9. 電源投入後、またはシートを給送中にシートがなくなった場合に、シート捌きファンの回転数を調整することを特徴とする請求項3に記載のシート給送装置。
  10. 請求項1乃至9のいずれか1項に記載のシート給送装置と、前記シート給送装置により送り出されたシートに画像を形成する画像形成部と、を有することを特徴とする画像形成装置。
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