JP2015000787A - シート搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】シートを挟持したまま斜行補正ローラを旋回させる際のシートのひっぱり合いを低減させつつ、シートの斜行を補正するシート搬送装置。【解決手段】シートを搬送する搬送手段と、シートを挟持して搬送する斜行補正ローラ対と、シートの斜行を検知する斜行検知手段と、シートの幅方向の一方側の回動支点を中心に旋回させる旋回手段と、搬送手段によるシートの搬送速度を斜行補正ローラ対によるシートの搬送速度よりも速くすることで、斜行検知センサ60により検知されるシートSの斜行の方向及び斜行量に基づいて、斜行補正ローラ対120の旋回量と、斜行補正ローラ対120の旋回と搬送ローラ対116との間に形成するシートSのループ量を制御する。【選択図】図5
Description
本発明は、シートの斜行を補正するシート搬送装置、及び、このシート搬送装置を備えた画像形成装置に関する。
従来、シートに画像を形成する画像形成装置では、シートに対して傾きなく画像を形成するために、画像形成部に搬送されてくるシートの斜行を補正するための斜行補正機構が設けられている。
斜行補正機構の一例として、斜行補正ローラを旋回させ、シートの先端部の斜行を補正する構成が知られている。
この機構は、シートを挟持して搬送する斜行補正ローラ対と、シートの傾きを検知するセンサーと、斜行補正ローラをシートの搬送方向と直交する方向に傾けるように変位(旋回)させる傾き補正手段を備えている。そして、シートの傾きを検知するセンサーの情報に基づき、斜行補正ローラをシートの傾きに合わせて変位させることによって、シートの斜行が補正される。
しかしながら、この機構では、シートを挟持したまま斜行補正ローラを旋回させる際に、斜行補正ローラ上流の搬送ローラとの間でシートの引っ張り合いが発生してしまう。これによってシートの斜行補正精度が低下するという問題がある。
そこで、特許文献1には、上記問題を解決するために、上記のシートの引っ張り合いを無くすために、斜行補正ローラ上流の搬送ローラを従動的に旋回可能にした斜行補正機構が提案されている。
特許文献1に記載の斜行補正機構では、高精度に斜行を補正するためには、斜行補正ローラの上流の搬送ローラを従動的に旋回可能に構成することが必要である。したがって、上流の搬送ローラを従動的に旋回させる機構として、バネ、軸等の追加部材が必要になりコストが上がる。また上流の搬送ローラの旋回のためのスペースも必要となる。
本発明は、特許文献1に記載の構成とは異なる構成によって、旋回時のシートのひっぱり合いを低減させつつ、シートの斜行を補正するシート搬送装置を提供することを目的とする。
本発明は、シートを搬送する搬送手段と、シートの搬送方向において前記搬送手段の下流に設けられ、前記搬送手段によって搬送されるシートを挟持して搬送する斜行補正ローラ対と、シートの搬送方向において前記斜行補正ローラ対の上流に設けられ、シートの斜行を検知する斜行検知手段と、前記斜行補正ローラ対を、シートの幅方向の一方側の回動支点を中心に旋回させる旋回手段と、前記搬送手段によるシートの搬送速度を前記斜行補正ローラ対によるシートの搬送速度よりも速くすることで、前記搬送手段と前記斜行補正ローラ対とにより搬送されるシートにループを形成するループ形成手段と、前記斜行検知手段による検知結果に基づいて、前記旋回手段と前記ループ形成手段を制御する制御手段と、を有することを特徴とするシート搬送装置である。
本発明によれば、旋回時のシートのひっぱり合いを低減させつつ、シートの斜行を補正することができる。
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を説明する。
図7に、本発明のシート搬送装置が適用された画像形成装置の一例としてのカラーデジタルプリンタの概略断面図を示す。
まず、画像形成部を説明する。4つの感光体ドラム101a〜101dは、それぞれ帯電ローラ102a〜102dによって表面を一様な電荷に帯電される。レーザスキャナ103a〜103dにはそれぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の画像信号が入力され、この画像信号に応じてドラム表面をレーザ光で照射し、電荷を中和し、潜像を形成する。
感光体ドラム上に形成された潜像は現像器104a〜104dによってそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーで現像される。各感光体ドラム上に現像されたトナーは一次転写ローラ105a〜105dによって無端ベルト状の像担持体である中間転写体ベルト106に順番に転写され、中間転写体ベルト106上にフルカラーのトナー像が形成される。
給送カセット111、112のいずれかのシート給送部から給送されるシートSは、搬送ローラ対114、135、116により、斜行補正ローラ対120に向けて搬送される。同様に、手差し給送部113から給送されるシートSが斜行補正ローラ対120に搬送される。中間転写体ベルト106上のトナー像は、斜行補正ローラ対120によって搬送されるシートSと画像のずれが無いように制御される。トナー像は、二次転写ローラ109によってシートSに転写される。その後、トナー像は、定着装置110で加熱及び圧接されシートSに定着される。その後、シートSは排出部119aもしくは119bから装置本体の外へ排出される。
また、画像形成装置には、操作部200(図2に図示)が設けられ、ユーザは操作部200からシートSに関する各種情報(サイズ情報、坪量情報、表面性の情報等)を入力することができる。また、ユーザは、ネットワークを介して接続されたコンピュータ201から、シートSに関する各種情報を入力することができる。
給送カセット111、112には、収容されているシートSのサイズを検知して画像形成装置の後述する制御部に認識させるためのサイズ検知手段130が設けられている。サイズ検知手段130は、シートSの幅方向の位置を規制するサイド規制板に摺接して連動する回動可能なサイズ検知レバーを有する。サイド規制板は、シートSの側端部に合わせて移動可能となっており、シートSの幅方向の位置を画像形成部に対して合わせることができる。
サイズ検知手段130は、給送カセットが装着される装置本体の装着部にサイズ検知レバーに対応する位置に設けられた複数のセンサ又はスイッチを備えている。そのため、シートSの側端部に合わせてサイド規制板を移動させると、連動してサイズ検知レバーが回動する。給送カセットを画像形成装置に装着すると、サイズ検知レバーが、装置本体の装着部に配置されているセンサ又はスイッチの検知素子を選択的にON/OFFする。これにより、センサ又はスイッチから異なるパターンの信号が画像形成装置本体に送られる。そして、画像形成装置本体がその信号に基づいて給送カセットに収納されているシートSのサイズを認識することができる。なお、サイズ検知手段として同様の機構を手差し給送部113に設けてもよい。
サイド規制板は、シートSの斜行を防止する機能を有するが、サイド規制板とシートSとのわずかにすきまが生じてしまうと、シートSの斜行が発生することがある。さらに、シート給送部から給送されたシートSが搬送中に斜行を発生することもある。
そのため、本実施形態の画像形成装置は、搬送されてきたシートSの先端を、斜行補正ローラ対120にニップさせ、シートSにループを形成しながら斜行補正ローラ対120を旋回させることで、シートSの斜行を補正する機構を備える。このとき、斜行補正ローラ対120の旋回量は、斜行検知センサ60より検出されたシートSの斜行の方向及び斜行量により決定される。
次に、本実施形態が適用されたシート搬送装置115について、図を用いて説明する。図1は、給送カセット111、112と画像形成部とを結ぶシート搬送経路の途中に設けられる、シート搬送装置115の上視図である。図2には、斜行補正ローラ対120の側面図である。
シート搬送装置115は、斜行補正ローラ対120と、斜行補正ローラ対120の上流に設けられた、搬送ローラ対116を有する。搬送ローラ対116は、ポリアセタール(POM)製のコロを有する上ローラと、上ローラに対向配置されたゴムローラで形成される下ローラとを有する。そして、上ローラは図示しないバネの弾性力により下ローラに圧接されている。
搬送ローラ対116の下ローラの軸端には駆動入力ギア117が固定されており、駆動入力ギア117は駆動モータ61の出力軸に固定されたギア118とかみ合っている。駆動モータ61の駆動力によって搬送ローラ対116は回転する。
搬送ローラ対116の下流に設けられ、シートSの斜行を補正するために旋回可能である斜行補正ローラ対120は、上ローラ120aと下ローラ120bを備えている。そして、上ローラ120aと下ローラ120bにシートSの先端がニップされた後、斜行補正ローラ対120が旋回し、シートSの斜行が補正される。なお、斜行補正ローラ対120の上ローラ120aはポリアセタール(POM)製のコロを有し、下ローラ120bはゴムローラで形成され、上ローラ120aと下ローラ120bとは対向配置されている。
斜行補正ローラ対120はフレーム121の前側板121aと後側板121bによりそれぞれの側板に固定された軸受122、123によって、回転自在に支持されている。また、上ローラ120aは図示しないバネの弾性力により上ローラ120aは下ローラ120bに圧接している。
斜行補正ローラ対120bの軸端には駆動入力ギア124が固定されており、駆動入力ギア124は駆動モータ62の出力軸に固定されたギア125とかみ合っている。駆動モータ62の駆動力によって斜行補正ローラ対120は回転する。また、この斜行補正ローラ対120の上流にはシートSの傾きを検知するための斜行検知センサ60がシート搬送方向と直交する方向に所定間隔をあけて2つ配置されている。
またフレーム121の手前側には、斜行補正ローラ対120を旋回させるための旋回手段としての旋回モータ63が配置されている。旋回モータ63の出力軸はカム126とかみ合っている。ここで、フレーム121はシートSの搬送領域の外側に位置する回転中心軸127a、またはシートSの搬送領域内に位置する回転中心軸127bのどちらか一方を有しており、これらの軸を中心として旋回動作が可能になっている。また、フレーム121はバネ128により片側に付勢されている。
フレーム121は左手前側でカム126と当接しているため、カム126の回転により、フレーム121に固定された斜行補正ローラ対120を含む部材が回転軸127を中心に、フレーム121と一体的に旋回する。また、ホームポジションセンサ129により、フレーム121のホームポジションを検知することができる。
次に、シート搬送装置115による、シートSの斜行補正動作について図を用いて説明する。
まず、図3のブロック図に示すように、コントローラ(制御部)50は、ROM及びRAMと接続されている。コントローラ50は、RAMをワークメモリとして使用することで、ROMに格納されているプログラムを実行する。コントローラ50は、画像形成装置の操作部200に接続されている。また、コントローラ50は、斜行検知センサ60、ホームポジションセンサ129、給送モータ54、搬送ローラ対116の駆動モータ61、斜行補正ローラ対120の駆動モータ62、旋回モータ63、と接続されている。
図4を用いて、コントローラ50による制御のフローを説明する。まず、ユーザが画像形成装置の操作部200から、あるいは、画像形成装置と直接又はネットワークを介して接続されたコンピュータ201から、プリントのジョブを実行する(Step101)。この際、ユーザは、プリント部数等と共に、使用するシートSの情報を指定することができる。また、サイズ検知手段130により、シートSのサイズに関する情報を検知することもできる。
プリントのジョブが実行されると、シートSの給送動作が開始され(Step102)、シートSは搬送ローラ対116まで搬送されてくる。搬送されてきたシートSを斜行検知センサ60が検知すると、コントローラ50は、検知された斜行量から、シートSの斜行を補正する際に必要な斜行補正ローラ120の旋回量及び方向、シートSの引っ張り合いを防止するために必要なシートSのループ量を決定する(Step103)。
そして、所定時間経過後に、コントローラ50は旋回モータ63の駆動を制御し、斜行補正ローラ対120の旋回を開始させ(Step104)、Step103で計算された必要旋回量旋回したところで停止し(Step105)シートSを迎え入れる。
所定時間経過し、斜行補正ローラ対120でシートを挟持した後、コントローラ50は斜行補正ローラ対120と搬送ローラ対116の駆動を制御し、速度差をつけることで、Step130で計算された量のループをシートSに作成する(Step106)。
その後に、コントローラ50は旋回モータ63の駆動を制御し、斜行補正ローラ対120の旋回をStep104とは逆方向に開始させる(Step107)。そして、Step103で計算された必要旋回量旋回したところで停止し(Step108)シートSの斜行補正を行う。
斜行補正が補正されたシートSは、幅方向の位置が補正された後、二次転写部へ搬送され、画像の転写が行われ、排出される(Step109)。
そして、後続シートSの有無が判断され(Step110)、後続シートSが有る場合は、旋回モータ63によりホームポジション動作が行われ(Step112)、後続シートSが無い場合はプリントジョブを終了する(Step111)。
次に、上述した斜行補正動作について、シート搬送装置115の模式的な上視図(図5)を用いて説明する。
図5の例は、シートSが、装置奥側が進んだ方向に斜行した状態で矢印A方向に搬送された場合である。図5(a)では、シートSが搬送ローラ対116によって搬送されており、斜行検知センサ60にてシートSの先端の斜行量が検知されると、図5(b)のように斜行補正ローラ対120は斜行量に応じて算出される旋回量旋回し、シートSを迎え入れる。すなわち、図5(a)に示す状態での斜行補正ローラ対120の姿勢は待機姿勢であり、図5(b)に占めす状態での斜行補正ローラ対120の姿勢は受け入れ姿勢である。
コントローラ50は、シートSの先端が斜行補正ローラ対120に到達する前に、シートSの傾きに合わせて、斜行補正ローラ対120を待機姿勢から受け入れ姿勢に旋回させる。
その後、図5(c)にて斜行補正ローラ対120にシートが挟持される。
従来例であれば、斜行補正ローラ対120の旋回による斜行補正動作が行われる際に、搬送ローラ対116に挟持されたままのシートSの後端部は移動しにくかった。その結果、斜行補正ローラ対120に挟持されたシートSの先端部にずれが発生し、斜行補正性能が大幅に悪化することがあった。
本実施形態によれば、図5(d)に示すように、搬送ローラ対116と斜行補正ローラ対120に速度差を形成しループを形成する。そして、シートSにループを形成した状態で、図5(e)に示すように斜行補正ローラ120を受け入れ姿勢から待機姿勢に旋回させることで、シートSの引っ張りを吸収することができ、結果として斜行補正性能が向上する。また、本実施形態によれば、特開2005−162384に記載の構成のように、上流側のローラ対を従動的に旋回可能とするための部品等が必要無い。すなわち、本実施形態によれば、低コスト、省スペースで斜行補正精度の向上を達成することができる。
更に、後続シートSが有る場合は、再び図5(a)からの動作を繰り返す。
ここで、シートSに作成するループ量について、図6を用いて説明を行う。図6(a)は斜行補正ローラ対120の旋回中心が紙幅の外側(127a)にある場合、図6(b)(c)は旋回中心が紙幅の内側(127b)にある場合を示す。
シートSの引っ張り合いを防止するためには、斜行補正によるシートSの側端部の搬送方向上流への移動距離ΔLより大きいループをシートSに作成すればよい。ΔLは旋回中心からシートSの端部までの、搬送方向に垂直方向の距離Lと斜行検知センサ60により算出したシートSの先端の斜行量(角度)θを用い、下記の式を用いて導出出来る。
ΔL=Ltanθ(θ>0)・・・式1
ΔL=0(θ<0)・・・・・・・式2
図6(a)に示すシートSとは逆方向に斜行した状態(θがマイナス)で、斜行補正ローラ対120にシートSが到達した際は、斜行補正ローラ対120と搬送ローラ対116の速度差によりシートSにループを形成する必要はない。
ΔL=Ltanθ(θ>0)・・・式1
ΔL=0(θ<0)・・・・・・・式2
図6(a)に示すシートSとは逆方向に斜行した状態(θがマイナス)で、斜行補正ローラ対120にシートSが到達した際は、斜行補正ローラ対120と搬送ローラ対116の速度差によりシートSにループを形成する必要はない。
なぜならば、θがマイナスの場合には、旋回中心127aを中心に斜行補正ローラ対120が旋回する動作によってループが形成されるためである。
図6(b)及び(c)は、旋回中心がシートSの幅の内側(127b)にある場合を示す。上記の場合と同様に以下の式を用いて必要ループ量を表すことができる。
ΔL=Ltanθ(θ>0)・・・・・・・式3
ΔL=−Ltanθ(θ<0)・・・・・・式4
図7に斜行量と必要ループ量の関係を示す。図7(a)は旋回中心がシートSの幅の外側にある場合を、図7(b)は旋回中心がシートSの幅の内側にある場合を示す。図7に示すように、斜行量によりループの大きさを変え、最適なループ量に設定することにより、シートSに過度のループが出来ることを防止することができ、装置の小型化につながる。
ΔL=Ltanθ(θ>0)・・・・・・・式3
ΔL=−Ltanθ(θ<0)・・・・・・式4
図7に斜行量と必要ループ量の関係を示す。図7(a)は旋回中心がシートSの幅の外側にある場合を、図7(b)は旋回中心がシートSの幅の内側にある場合を示す。図7に示すように、斜行量によりループの大きさを変え、最適なループ量に設定することにより、シートSに過度のループが出来ることを防止することができ、装置の小型化につながる。
本実施形態の動作シーケンスを説明するために、シート線図及びモータ駆動線図を図9に示す。より詳しくは、図9(a)はシート線図であり、横軸に時間を、縦軸には、先行シートの後端と後続シートの先端のそれぞれの位置を示したものである。図9(b)は駆動モータ61と駆動モータ62の駆動線図を、図9(c)は旋回モータ63の駆動線図を示したものである。グラフ中のStep番号は、図4のフローチャートに対応している。
図9の例では、搬送ローラ対115によるシートSの搬送速度v1=360mm/s、斜行補正ローラ対120によるシートSの搬送速度v1=360mm/sとする。
斜行検知センサ61で後続シート先端の斜行量を検知してから、後続シートの先端が斜行補正ローラ対120のニップ部に到達する前に、斜行補正ローラ対120の旋回動作(Step104−105)を完了する必要がある。したがって、T1=80msで旋回モータ63の動作を行う。
また、後続シートの先端が斜行補正ローラ対120に挟持された後、斜行検知センサ60で検知した斜行量に応じて、搬送ローラ対116を増速し、後続シートにループを形成する。例えば、必要なループの量が1mmである場合、T2=100msの間、搬送ローラ対116をv2=370mm/sに増速する。
その後二次転写ローラ109に後続シートの先端が到達する前に、T3=80msで再び斜行補正ローラ対120の旋回動作を行う。すなわち、旋回させていた斜行補正ローラ対120を待機位置に戻す。これにより後続シートの斜行を補正することが出来る。
上記説明では、シートSにループを作成する際に、搬送ローラ対116を増速させる構成について説明したが、斜行補正ローラ対120を減速させる構成であっても同様の効果を得ることが出来る。
また、上記の説明では、図9のシート線図及び駆動線図を、具体的数値を用いて説明したが、本発明はこれらの具体的数値に限定されるべきでは無い。
以上説明した実施形態の構成と効果に関して、まとめる。
本実施形態では、斜行補正ローラ対120の回動中心127aまたは127bが、シートSの幅方向の一方側に設けられている。この理由は、ギア列等の機械的な配置の都合上、斜行補正ローラ対120の回動中心を、シートのSの幅方向の中央に設けることは難しいからである。
また、本実施形態では、コントローラ50が、斜行検知センサ60により検知されるシートSの斜行の方向及び斜行量(斜行検知センサ60の検知結果)に基づいて、斜行補正ローラ対120の旋回量と、斜行補正ローラ対120の旋回と搬送ローラ対116との間に形成するシートSのループ量を制御する。
シートSの一方側(斜行補正ローラ対120の回動支点側)が他方側よりも進んでいる状態に斜行していることが検知された場合には、受け入れ姿勢にある斜行補正ローラ対120を待機姿勢に旋回させる際に、シートSを引っ張ることになる。したがって、本実施形態では、この場合、シートSの斜行量に応じて、旋回時のシートSの引っ張りにより悪影響が出ないように、斜行補正ローラ対120の旋回と搬送ローラ対116との間に形成するシートSのループ量を形成する。
シートSの他方側が一方側よりも進んでいる状態に斜行していることが検知された場合には、受け入れ姿勢にある斜行補正ローラ対120を待機姿勢に旋回させる際に、シートSを引っ張ることにはならず、むしろ、シートSにループが形成されることになる。したがって、本実施形態では、この場合、シートSのループ形成を行わない。なぜならば、この場合にシートSにループを形成すると、旋回時にさらにループが増大してしまい、シートSに過剰にループが形成され、搬送ガイドに当たってシートSが座屈してしまい搬送が安定しなくなる可能性があるからである。
50 コントローラ(制御手段)
60 斜行検知センサ(斜行検知手段)
61 搬送ローラ対116の駆動モータ(ループ形成手段)
62 斜行補正ローラ対120の駆動モータ(ループ形成手段)
63 旋回モータ(旋回手段)
115 シート搬送装置
116 搬送ローラ対(搬送手段)
120 斜行補正ローラ対
129 ホームポジションセンサ
60 斜行検知センサ(斜行検知手段)
61 搬送ローラ対116の駆動モータ(ループ形成手段)
62 斜行補正ローラ対120の駆動モータ(ループ形成手段)
63 旋回モータ(旋回手段)
115 シート搬送装置
116 搬送ローラ対(搬送手段)
120 斜行補正ローラ対
129 ホームポジションセンサ
Claims (6)
- シートを搬送する搬送手段と、
シートの搬送方向において前記搬送手段の下流に設けられ、前記搬送手段によって搬送されるシートを挟持して搬送する斜行補正ローラ対と、
シートの搬送方向において前記斜行補正ローラ対の上流に設けられ、シートの斜行を検知する斜行検知手段と、
前記斜行補正ローラ対を、シートの幅方向の一方側の回動支点を中心に旋回させる旋回手段と、
前記搬送手段によるシートの搬送速度を前記斜行補正ローラ対によるシートの搬送速度よりも速くすることで、前記搬送手段と前記斜行補正ローラ対とにより搬送されるシートにループを形成するループ形成手段と、
前記斜行検知手段による検知結果に基づいて、前記旋回手段と前記ループ形成手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とするシート搬送装置。 - 前記制御手段は、搬送されるシートの先端が前記斜行補正ローラ対に到達する前に、斜行しているシートの先端の傾きに合わせて、前記斜行補正ローラ対を待機姿勢から受け入れ姿勢に旋回させ、搬送されるシートが前記斜行補正ローラ対に挟持された後に、前記斜行補正ローラ対を前記受け入れ姿勢から前記待機姿勢に旋回させることで、シートの斜行を補正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。
- 前記制御手段は、前記斜行検知手段によりシートが前記一方側が他方側よりも進んでいる状態に斜行していることが検知された場合の前記ループ形成手段による形成するループの量を、前記斜行検知手段によりシートが前記他方側が前記一方側よりも進んでいる状態に斜行していることが検知された場合の前記ループ形成手段により形成するループの量よりも大きくすることを特徴とする請求項1または2に記載のシート搬送装置。
- 前記制御手段は、前記斜行検知手段によりシートが前記他方側よりも前記一方側が進んでいる状態に斜行していることが検知された場合には、前記ループ形成手段によるループの形成を行わないことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のシート搬送装置。
- 前記斜行補正ローラ対の前記一方側の回動支点は、シートの幅方向において、シートが搬送される領域の外側に設けられている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。
- 請求項1乃至5のいずれか1項に記載のシート搬送装置と、
前記シート搬送装置により搬送される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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- 2013-06-14 JP JP2013125707A patent/JP2015000787A/ja active Pending
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