JP2013052955A - シート搬送装置および画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 スポンジゴムローラと金属ローラとでシートを搬送し、金属ローラの撓みをバックアップローラで防ぐ構成において、金属ローラがバックアップローラと擦れて削れ、削れ粉がシートに付着してシートの汚れをまねく。
【解決手段】 金属ローラ202の軸とバックアップローラ203の軸205をギア210、211で連結して、両ローラ間で回転駆動力を伝達することで、金属ローラ202の削れを防止する。
【選択図】 図2

Description

本発明は、シートを搬送するシート搬送装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。
従来、複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置は、画像形成部に設けられた像担持体である感光ドラムに形成されたトナーをシートに転写した後、定着装置においてシート上のトナー像に加熱と加圧を行うことで、トナー像がシートに定着される。定着装置によりトナー像が定着されたシートは、画像形成装置から排紙され積載部で積載されるか、またはソート、ステイプル、パンチなどの後処理工程に搬送される。
ところで画像形成装置において、シートに多量のトナーを転写して定着を行うと、熱収縮によりトナーを転写した画像面側が凹となるカールが発生する場合がある。また、シートに転写されるトナーが少ない場合でも、定着装置から与えられる熱によりトナーが転写されていない非画像面側が凹となるカールが発生する場合がある。
これらのカールが発生したシートが画像形成装置から排出されると、シート積載の乱れが発生してしまう。また、画像形成装置から排出された後に後処理を施す場合には、シートに発生したカールは、後処理工程でのジャムの原因となってしまう。
そのため、画像形成装置で用いるシート搬送装置に、シートのカール矯正を行うカール矯正部を設けている。従来のカール矯正部としては、硬質なローラを軟質なローラに食い込ませてニップ部を形成している。そして、硬質ローラの外径に沿わせながらシートを搬送することでカール矯正を行っている。
ここで、小径の金属ローラなどの硬質なローラに、スポンジローラなどのような軟質なローラを高い押し付け力で押しつけている。よって、両端が位置固定された軸受で支持されている硬質なローラの長手方向中央部が軟質なスポンジローラとは反対側へ膨らむような撓みが硬質なローラに発生する。この撓みを防止するため、硬質なローラの長手方向(搬送されるシートの幅方向)中央部を支えて、軟質なローラとは反対側に、硬質なローラが撓むのを防止する回転部材を設ける。回転部材は、硬質なローラと接触して従動する円筒で構成されている。(特許文献1参照)
特開2005−255288号
硬質なローラの撓みを防ぐために回転部材を設けたカール矯正装置においては、硬質ローラの外周のうち回転部材で支えられている中央部と接している箇所においてシートに汚れが発生してしまう問題があった。
即ち、回転部材が硬質なローラに従動する際に、回転部材の軸と軸を回転支持するベアリングとの間の摺動負荷によって、回転部材の周速は硬質ローラの周速に対して微小に遅れる。硬質なローラと回転部材との微小な速度差によって硬質なローラと回転部材が擦れると、硬質なローラの外周面が回転部材によって削られる。硬質ローラが削れたときの硬質ローラの削れ粉は、硬質なローラの外周面の中央部に付いて硬質なローラと軟質ローラとのニップ部に送られる。そして、ニップ部に搬送されてきたシートに削れ粉が付着してシートが汚れてしまう。シートに画像が形成される場合ではシートに付着した削れ粉によって画像品位が低下してしまう。
なお、トナーや紙粉などの異物がシート搬送方向上流からシートと共に硬質なローラと軟質ローラとのニップ部に進入してくると、異物は、硬質ローラの外周面に移って、硬質ローラと回転部材との接触部に達する。そして硬質なローラと回転部材との接触部において異物が押しつけられて、硬質なローラの削れが更に生じやすくなる。つまり、接触部の異物を原因として、硬質なローラと回転部材とが擦れやすくなって硬質なローラの削れが促進される。
本発明のシート搬送装置は、第1搬送回転体と、前記第1搬送回転体に圧接して、前記第1搬送回転体の表面が凹形状に弾性変形したニップ部を形成する第2搬送回転体と、を備えた搬送部と、前記第2搬送回転体の撓みを防止するように、前記ニップ部とは反対側で前記第2搬送回転体の外周に接する回転部材と、前記第2搬送回転体と前記回転部材の端部において夫々の軸を連結して、前記第2搬送回転体と前記回転部材の周速が等しくなるように前記第2搬送回転体と前記回転部材との間で駆動力を伝達する駆動力伝達機構と、を有することを特徴とするシート搬送装置。
本発明では、第2の搬送回転体の変形を防ぐための回転部材に回転駆動力が伝達されるので、第2の搬送回転体の削れが防げ、削れ粉を原因としたシートの汚れを少なくできる。
第1実施形態に係るカール矯正機構を説明する図。 第1実施形態に係るカール矯正機構要部を説明する図。 第1実施形態に係るカール矯正機構要部を説明する図。 第2実施形態に係るカール矯正機構を説明する図。 比較例の構成を説明するための図。 カラー画像形成装置の断面図。
(第1実施形態)
以下、本発明の実施の形態に関して図面を参照しながら説明する。まず、本発明に係る画像形成装置60を、図6を用いて説明する。図6は、中間転写タンデム方式の画像形成装置60の断面図である。
シートSは、シート積載部である給紙収納庫41が有するリフトアップ機構42の上に積載される形で収納されており、給紙部43により画像形成部413の画像形成タイミングに合わせて給紙される。該給紙部43により送り出されたシートSは、レジスト搬送ユニット45において斜行補正を行った後、2次転写部へと送られる。2次転写部とは、略対向する2次転写内ローラ403および2次転写外ローラ46により形成されるシートSへのトナー像転写ニップ部であり、所定の加圧力と静電的バイアスを与えることでシート表面に未定着画像を吸着させる。なお、シートSを搬送する搬送パスは、シートSを保持しながら受け渡すために適切な間隔で配置されたシート搬送手段(例えば、ローラ対や吸着ベルト等)と、シートSの挙動を抑えながら案内するガイドより構成される。
以上説明した2次転写部までのシートSの搬送プロセスに対して、同様のタイミングで2次転写部まで送られて来る画像の形成プロセスについて説明する。画像形成部413は、主に感光体408、露光機構411、現像器410、一次転写機構407、および感光体クリーナ409から構成される。予め帯電手段により表面を一様に帯電された図中矢印Aの方向に回転する該感光体408に対し、送られてきた画像情報の信号に基づいて露光機構411が発光し、反射手段412等を適宜経由して潜像が形成される。
このようにして該感光体408上に形成された静電潜像に対して、該現像機器410によるトナー現像が行われ、感光体408上にトナー像が形成される。その後、該一次転写機構407により所定の加圧力および静電的バイアスが与えられ、中間転写ベルト406上にトナー像が転写される。その後、感光体408上に僅かに残った転写残トナーは該感光体クリーナ409により回収され、再び次の画像形成に備える。以上説明した画像形成部413は図6の場合、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、およびブラック(Bk)の4セット存在する。勿論、4色に限定されるものではなく、また色の並び順もこの限りではない。
次に、該中間転写ベルト406について説明する。中間転写ベルト406は駆動ローラ404、テンションローラ405および2次転写内ローラ403等のローラ類によって張架され、図中矢印Bの方向へと搬送駆動される。従って、先述のY、M、CおよびBkの各画像形成部413により並列処理される各色の画像形成プロセスは、中間転写ベルト上に一次転写された上流のトナー像を重ね合わせるタイミングで行われる。その結果、最終的にはフルカラーのトナー像が中間転写ベルト406上に形成され、2次転写部へと搬送される。
以上、それぞれ説明したシートSの搬送プロセスと画像形成プロセスを以って、2次転写部においてシートS上にフルカラーのトナー像が中間転写される。その後、シートSは定着前搬送ベルト47から定着器48へと搬送され、定着部としての定着器48によって加圧・加熱されることによりトナー像が溶解固着される。このようにして得られた定着画像を有するシートSは、分枝搬送機構49によりそのまま排紙トレイ400上へ排出されるか、もしくは両面画像形成を要する場合には反転搬送機構401から両面搬送機構402へと搬送されるかの経路選択が行われる。排紙トレイ400の手前には、シートSにつけられたカールを矯正しながらシートを搬送するシート搬送装置としてのデカーラ部500が配置されている。
シートのカールを取り除くデカーラ部500の構成について以下で説明する。図1は、デカーラ部500の構成を示す図であって、図1(a)は、デカーラ部500の側面図であり、図1(b)はデカーラ部500の斜視図である。
デカーラ部500は、上向きに凸のシートカールを矯正する第1デカールローラ部200と下向きに凸のシートカールを矯正する第2デカールローラ部300とを備える。
図1において、第1デカールローラ部200は、ステンレス鋼等で作られた硬質のシート搬送回転体である金属ローラ202と、スポンジゴムローラ201と、を備える。スポンジゴムローラ201は、ステンレス鋼等の金属軸にウレタンフォーム等の軟質弾性体層を設けてなるシート搬送回転体である。金属ローラ202とスポンジゴムローラ201とでシートのカールを矯正しながらシートを搬送する搬送部が構成される。本実施形態では、金属ローラ202の直径は8mmであり、スポンジゴムローラ201の直径は金属ローラ202よりも大径の20mmである。
ここで、図3に示したように第1搬送回転体であるスポンジゴムローラ201は第2搬送回転体である金属ローラ202と圧接して表面が凹形状となるように弾性変形する。即ち金属ローラ202とスポンジゴムローラ201との間には、シートが通過するとき、シートを金属ローラ202の円周面に巻き付け、シートカールを矯正するニップ部が形成される。第1デカールローラ部200ではスポンジゴムローラ201は金属ローラ202の下側に配置されるから、ニップ部は上向きに凹形状となる。
なお、本実施形態において金属ローラ202によって弾性変形されている第1搬送回転体としてのスポンジゴムローラ201は、表面が樹脂コーティングされたウレタンフォームを使用している。第2搬送回転体としての金属ローラ202によって弾性変形される第1搬送回転体としては、発泡体でない弾性ゴムを用いて構成してもよい。
金属ローラ202は、その両端の軸部が、夫々、画像形成装置の前後に配置されているフレーム(不図示)の固定位置に設けられた前後の軸受けに回転可能に支持されている。金属ローラ202は、モーター392からの回転駆動力が、ギア列391を介して金属ローラ202に伝達されて回転する。スポンジゴムローラ201は金属ローラ202の周面の摩擦力により、金属ローラ202に従動回転する。
スポンジゴムローラ201の両端はローラ保持板201aに固定された前後の軸受けによって回動自在に保持されている。ローラ保持板201aは、上部でスポンジゴムローラ201を回動自在に保持している。上下方向に延びたローラ保持板201aは下部でカム204が接触している。ローラ保持板201aはフレームに揺動自在に取り付けられている。そして、カム204の作用によってスポンジゴムローラ201はローラ保持板201aと共に動かされる。
金属ローラ202における、スポンジゴムローラ201との間のニップ部とは反対側であって、金属ローラ202の長手方向(軸方向)における中央部には、直径23mmに設定された円筒形状のバックアップローラ203が配置されている。バックアップローラ203は、中心軸205に圧入固定されていて、金属製である。バックアップローラ203は、スポンジゴムローラ201からの押圧力によって金属ローラ202が撓み湾曲変形するのを防止するように、金属ローラ202の軸方向における中央部に接触している。即ち、バックアップローラ203は、金属ローラ202の軸方向における中央部において、この金属ローラ202にスポンジゴムローラ201に向かう方向の反力を加える。なお、ここでは使用したバックアップローラ203は、その幅が、金属ローラ202の長さの凡そ5パーセントのものを用いている。
バックアップローラ203は中心軸205と一体的に回転する。バックアップローラ203の中心軸205の両端は、不図示のフレームの固定位置に設けられた前後の軸受けに回転可能に支持されている。
バックアップローラ203の中心軸205の端部には大径ギヤ210が取り付けられている。大径ギヤ210は、金属ローラ202の端部に取り付けられている小径ギヤ211と噛み合っている。第1ギアとしての小径ギア211と第2ギアとしての大径ギア210駆動伝達ギヤ比は、金属ローラ202とバックアップローラ203の外径の比率と同一である8:23に設定されている。よって、金属ローラ202とバックアップローラ203は等周速で連動回転する。
第2デカールローラ部300は、第1デカールローラ部200と上下を互いに逆にしていて配置されている点が異なるものの、その構成は第1デカールローラ部200と同じである。つまり、第2デカールローラ部300は、金属ローラ302とスポンジローラ301およびバックアップローラ303を備えている。そしてバックアップローラ303の中心軸の端に設けた大径ギア310と金属ローラ302に設けた小径ギア311が噛み合っている。第2デカールローラ部300は第1デカールローラ部200と構成が同じであるので詳細な説明を省略する。定着器48を通過したシートはシート種類や画像状態によりカール方向が異なるが、互いに逆向きのカールを矯正する第1デカールローラ部200および第2デカールローラ部300によっていずれの向きのカールの矯正にも対応可能となっている。
金属ローラ202とスポンジゴムローラ201とのニップ部に搬送方向での上流から搬送されてきたシートSが進入すると、上記ニップ部において、回転駆動されている金属ローラ202に巻き付くように搬送され、シートのカール矯正が行われる。なお、金属ローラ202へのスポンジゴムローラ201の圧接量は、即ち両ローラ間の凹形状ニップ部のシート搬送方向の長さは、カム204の回転位置を変更することにより調整可能である。シート種類や画像の濃度により矯正すべきカールの量が異なるのに対応するためである。
前述のようにモーター392からの回転駆動力はギア列391を介して伝達される。モーター392からの回転駆動力によって金属ローラ202が回転するとともに、モーター392からの回転駆動力は、小径ギヤ211および大径ギヤ210によって構成される駆動力伝達機構によってバックアップローラ203に伝達される。ここで、小径ギヤ211と大径ギヤ210の駆動伝達ギヤ比は、金属ローラ202とバックアップローラ203の外径の比率と同一に設定されている。したがって、バックアップローラ203は、周速が金属ローラ202の周速と等しい速度で回転する。
金属ローラ202とバックアップローラ203を軸端部に設けた駆動力伝達機構で連結して両ローラに回転駆動が伝達される。したがって、金属ローラ202周面とバックアップローラ203周面とが、接触部において滑り接触して擦れることによる金属ローラ202の削れが少なくなる。本第1実施形態では金属ローラ202の周速と等しい周速になるようにバックアップローラ203が回転駆動されるので、金属ローラ202とバックアップローラ203との接触部における金属ローラ202の削れは少ない。したがって、金属ローラ202の削れ粉が搬送されるシートに付着してシートを汚れてしまってシート上の画像品位が低下してしまうことが少なくなる。
ここで、図5は、バックアップローラに回転駆動力を伝達させずに、金属ローラにバックアップローラを従動させる比較例の構成を示したものである。この比較例の構成では、硬質なローラ102の撓みを防ぐために回転部材133を設けた装置である。硬質なローラ102の外周のうち回転部材133で支えられている中央部と接している箇所においてシートに汚れが発生してしまう問題があった。即ち、回転部材133が硬質なローラ102に従動する際に、硬質なローラ102と回転部材133が擦れて、硬質なローラ102の外周面が回転部材133によって削られる。硬質ローラが削れたときの硬質ローラの削れ粉が、硬質なローラの外周面の中央部に付いて硬質なローラと軟質ローラとのニップ部に送られる。そして、ニップ部に搬送されてきたシートに削れ粉が付着してシートが汚れてしまう。シートに画像が形成される場合ではシートに付着した削れ粉によって画像品位が低下してしまう。トナーや紙粉などの異物がシート搬送方向上流からシートSと共に硬質なローラ102と軟質ローラ101とのニップ部に進入する。異物は、硬質なローラ102の外周面に移って、硬質なローラ102と回転部材133との接触部135に達する。図6に示した構成のように回転部材133が硬質なローラ102周面の摩擦力に従動する構成の場合、接触部135において異物が押しつけられて、この異物を原因として硬質なローラ102に従動する回転部材133の回転が阻害されやすくなる。そして、両者間の速度差が生じやすくなることで、回転部材133と硬質なローラ102との接触部135で硬質なローラ102の削れが促進されてしまう。即ち、接触部135の異物を原因として、硬質なローラ102と回転部材133とが擦れやすくなって硬質なローラ102の削れがさらに促進されてしまう。
これに対して、本実施形態では、図2(a)(b)のように金属ローラ202に設けた小径ギヤ211と中心軸205に設けた大径ギヤ210を用いてバックアップローラ203に駆動伝達している。したがって、仮に異物が接触部に付着している状態であっても安定したバックアップローラ203の回転を可能にしている。金属ローラ202とバックアップローラ203の等速度回転にしているので、金属ローラ202とバックアップローラ203との接触部における削れが防止されている。
なお、バックアップローラ203に駆動を伝達するために、金属ローラ202の回転駆動力を、小径ギア211と大径ギヤ210を用いて伝達する形態を例示した。しかし、金属ローラ202およびバックアップローラ203を回転駆動するのにあたって、例えば、図2(a)の小径ギア211にモータからの駆動伝達ギアを噛合させるようにして小径ギア211に駆動力を入力してもよい。また、例えば、図2(a)の大径ギア210にモータからの駆動伝達ギアを噛合させるように構成して大径ギア210に駆動力を入力してもよい。
また、バックアップローラ203の軸205に設けた大径ギヤ210と金属ローラ202の軸に設けた小径ギア211を直接に噛み合わせる構成を例示したが、これに限定されず、大径ギヤ210と小径ギア211を2つのアイドルギアを介して連結する構成でもよい。しかながら金属ローラ202とバックアップローラ203の端部に設けた小径ギア211と大径ギヤ210を直接に噛み合わせる構成を採用することで、駆動伝達のためのスペースが少なくてすませて装置の小型化に寄与させることができる。また、金属ローラ202からバックアップローラ203までの駆動伝達のために介在する部品が少ないので駆動伝達を行う部品精度が金属ローラ202とバックアップローラ203の速度差に与える影響が少ない。よって、金属ローラ202とバックアップローラ203の周速を等速に近づけることが簡単にできる。
(第2実施形態)
次に第2の実施形態に関して、斜視図である図4を用いて説明する。図4(a)はデカーラ部の斜視図であり、図4(b)は拡大斜視図である。なお、本第2実施形態の装置は、前述した第1の実施形態とバックアップローラへ回転駆動力を伝える機構が異なっていて、その他の構成は第1実施形態と同一である。よって第1実施形態と同様の構成については同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
第2実施形態においても第1実施形態と同様に搬送方向における上流側のデカールローラ部600と下流側のデカールローラ部700とは互いに逆方向のカールを矯正するように同様の構成であって上下逆に配置されている。
図4において硬質のシート搬送手段である金属ローラ202,302が、軟質のシート搬送手段であるスポンジゴムローラ201,301に食い込むように圧接してニップ部が形成される。そして、スポンジゴムローラ201,301からの押圧力による金属ローラ202,302の撓み変形を防止するために、金属ローラ後方の長手方向中央部にバックアップローラ203,303を配置している。
金属ローラ202は、モーター392からの回転駆動力が、ギア列391を介して金属ローラ202に伝達されて回転する。金属ローラ302にもモーターからの回転駆動力が、ギア列を介して金属ローラ302に伝達されて回転する。スポンジゴムローラ201,301は金属ローラ202、302に従動する。
図4のように、金属ローラ202,302の端部には小径プーリ612,712が設けられている。バックアップローラ203,303の中心軸205,305の端部には大径プーリ611,711が設けられている。金属ローラ202,302の軸とバックアップローラ203,303の中心軸との間でクロスされた、ベルト610,710が小径プーリ612,712と大径プーリ611,711に掛けられている。金属ローラ202,302とバックアップローラ203,303との間で駆動力の伝達を行う。小径プーリ612,712、大径プーリ611,711及びベルト610,710によって本発明の駆動力伝達機構が構成される。
金属ローラ202,302の回転がベルト610,710を介してバックアップローラ203,303に伝達されて、バックアップローラ203,303が回転駆動される。即ち、金属ローラ202,302の回転が、ベルト610,710を備えた駆動伝達機構によってバックアップローラ203,303に伝達される。したがって金属ローラ202,302とバックアップローラ203,303との接触部において異物が付着した時においても安定したバックアップローラ203,303の回転を可能にしている。
本第2実施形態でも、金属ローラ202,302とバックアップローラ203,303の等速度回転するように、ベルトプーリ比を金属ローラ202,302とバックアップローラ203,303の外径の比率と同一に設定している。金属ローラ202,302の周速とバックアップローラ203,303の周速とが等しいので、金属ローラ202,302とバックアップローラ203,303との接触部での擦れが少なくなって金属ローラ202,302の削れを防止される。したがって第1実施形態と同様に、金属ローラ202,302の削れ粉が搬送されるシートに付着してシートを汚れてしまってシート上の画像品位が低下してしまうことが少なくなる。
上記第1、第2実施形態ではいずれも、硬質なローラである金属ローラと変形防止部材といてのバックアップローラとの擦れによる削れを低減することが可能である。その結果、硬質ローラの交換時間、削れ粉のシートへの付着による画像品位の低下を防止することが可能である。
なお、上記第1、第2実施形態ではいずれも、第1搬送回転体としてのスポンジローラと第2搬送回転体としての金属ローラとでシートを挟んでシートのカールを矯正する機構を例示した。しかし、例えば2本のローラ間に張架された無端の可撓性ベルト体(第1搬送回転体)と金属ローラ(第2搬送回転体)とでシートを挟んでシートのカールを矯正してもよい。
S シート
201,301 スポンジゴムローラ(第1搬送回転体)
202,203 金属ローラ(第2搬送回転体)
203,303 バックアップローラ(回転部材)
204,304 カム
205,305 中心軸
210,310 大径ギヤ
211,311小径ギヤ
413 画像形成部

Claims (4)

  1. 第1搬送回転体と、前記第1搬送回転体に圧接して、前記第1搬送回転体の表面が凹形状に弾性変形したニップ部を形成する第2搬送回転体と、を備えた搬送部と、
    前記第2搬送回転体の撓みを防止するように、前記ニップ部とは反対側で前記第2搬送回転体の外周に接する回転部材と、
    前記第2搬送回転体と前記回転部材の端部において夫々の軸を連結して、前記第2搬送回転体と前記回転部材の周速が等しくなるように前記第2搬送回転体と前記回転部材との間で駆動力を伝達する駆動力伝達機構と、
    を有することを特徴とするシート搬送装置。
  2. 前記駆動力伝達機構は、前記第2搬送回転体の軸に設けられた第1ギヤと、前記回転部材の軸に設けられ、該第1ギヤと噛み合う第2ギヤとを備えることを特徴とする請求項1に記載のシート搬送装置。
  3. 前記駆動力伝達機構は、前記第2搬送回転体の軸に固定したプーリおよび前記回転部材の軸に固定したプーリに掛けられたベルトを備えることを特徴とする請求項1に記載のシート搬送装置。
  4. シートに画像を形成する画像形成部と、
    前記画像形成部によって画像が形成された画像をシートに定着する定着部と、
    前記定着部によって画像が定着されたシーを搬送する請求項1乃至3のいずれかに記載のシート搬送装置と、を有することを特徴とする画像形成装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017203227A (ja) * 2016-05-11 2017-11-16 デュプロ精工株式会社 古紙再生処理装置

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JP2017203227A (ja) * 2016-05-11 2017-11-16 デュプロ精工株式会社 古紙再生処理装置

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