JP2018188255A - シート給送装置、画像形成装置、画像読取装置 - Google Patents

シート給送装置、画像形成装置、画像読取装置 Download PDF

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Abstract

【課題】簡易な構成で、従来よりも安定的にシートを分離給送することができるシート給送装置を提供する。【解決手段】シート給送装置30において、シートを給送する方向に回転することで積載されたシートSを給送する給送ローラ5と、給送ローラ5によりシートSを給送可能な給送位置と、給送位置から退避した退避位置との間を移動可能な移動手段と、給送ローラ5に圧接して形成される分離ニップ部Nにおいて、給送ローラ5が給送するシートSを一枚ずつに分離する分離ローラ4と、分離ローラ4に接続されたトルクリミッタ10と、移動手段が退避位置から給送位置に移動する際の動力を変換して、シートSを給送する方向とは逆方向のトルクをトルクリミッタ10に与える変換機構と、を備える。【選択図】図3

Description

本発明は、積載されたシートを給送するシート給送装置に関する。またシート給送装置を備える電子写真プリンタ、インクジェットプリンタなどの画像形成装置や、イメージスキャナなどの画像読取装置に関する。
複写機やプリンタ等の画像形成装置は、シート積載部に積載されたシートをピックアップし、給送ローラによって画像形成部に向けて給送するシート給送装置を備える。シートをピックアップする構成としては、ピックアップローラを用いる構成や、給送ローラがシートをピックアップする構成がある。
このようなシート給送装置において、シート給送時に複数のシートが同時に給送される重送と呼ばれる現象が発生することがある。そこで重送を抑制するため、トルクリミッタに接続され、給送ローラと当接して分離ニップ部を形成する分離ローラにより、トルクリミッタが所定のトルクが加わるまで静止する力を利用してシートを一枚ずつ分離給送する構成が知られている。
また特許文献1では、シートの給送開始前に給送ローラの回転に伴って分離ローラが従属回転する際に、分離ローラをシートを給送する方向とは逆方向に回転させる戻し力を蓄え、給送時に分離ローラに戻し力を与えるバネを有する構成が開示されている。
特開2008−239304号公報
特許文献1に記載の構成では、給送ローラは、上記戻し力を蓄えるための蓄積部と、シートを給送するための給送部の二つの領域を備え、蓄積部では低摩擦材料を使用し、給送部は高摩擦材料を使用する。このため、ローラ構成が複雑化する。
また複数のシートが分離ニップ部にある状態で給送ローラの回転が開始された場合、分離ローラが回転せずにバネの戻し力が十分に蓄えられず、シートを分離し切れないおそれがある。つまり特許文献1では、図8に示す様に、分離ローラが回転することでバネが戻し力を蓄える構成であるものの、バネに蓄積された戻し力が十分でない場合(図8の斜線部)にはシートが分離し切れない懸念がある。
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、簡易な構成で、従来よりも安定的にシートを分離給送することができるシート給送装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明に係るシート給送装置の代表的な構成は、シートを給送する方向に回転することで積載されたシートを給送する給送ローラと、前記給送ローラによりシートを給送可能な給送位置と、該給送位置から退避した退避位置との間を移動可能な移動手段と、前記給送ローラに圧接して形成される分離ニップ部において、前記給送ローラが給送するシートを一枚ずつに分離する分離ローラと、前記分離ローラに接続されたトルクリミッタと、前記移動手段が前記退避位置から前記給送位置に移動する際の動力を変換して、シートを給送する方向とは逆方向のトルクを前記トルクリミッタに与える変換機構と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、簡易な構成で、従来よりも安定的にシートを分離給送することができる。
画像形成装置の断面概略図である。 シート給送装置の断面概略図である。 シート給送装置の斜視概略図である。 シート給送装置の概略断面図である。 シート給送装置の概略断面図である。 シート給送装置の斜視概略図である。 シート給送装置の斜視概略図である。 従来の構成において、分離ローラの回転量と戻し力との関係を示すグラフである。
(第1実施形態)
<画像形成装置>
以下、まず本発明の第1実施形態に係るシート給送装置を備える画像形成装置Aの全体構成を画像形成時の動作とともに図面を参照しながら説明する。なお、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この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。
本実施形態に係る画像形成装置Aは、イエローY、マゼンダM、シアンC、ブラックKの4色のトナーを中間転写ベルトに転写した後、シートに画像を転写して画像を形成するフルカラーレーザプリンタである。なお、以下の説明において、上記各色のトナーを使用する部材には添え字としてY、M、C、Kを付するものの、各部材の構成や動作は使用するトナーの色が異なることを除いて実質的に同じであるため、区別を要する場合以外は添え字を適宜省略する。
図1に示す様に、画像形成装置Aは、原稿の画像を読み取る画像読取部60と、シートにトナー像を転写して画像を形成する画像形成部50と、画像形成部50に向けてシートを供給するシート給送装置30と、シートにトナー像を定着させる定着部20を備える。
画像形成部50は、感光体ドラム12(12Y、12M、12C、12K)、感光体ドラム12表面を帯電させる帯電ローラ83(83Y、83M、83C、83K)、現像装置81(81Y、81M、81C、81K)を備える。また一次転写ローラ89(89Y、89M、89C、89K)、レーザスキャナ80、中間転写ベルト86、二次転写ローラ17、二次転写対向ローラ39を備える。
次に、画像形成動作について説明する。まず不図示の制御部が画像形成ジョブ信号を受信すると、シート給送装置30からシートSがレジストローラ対41に送り込まれる。次にシートSは、レジストローラ対41によって斜行補正、タイミング補正がなされた後に、二次転写ローラ17と二次転写対向ローラ39から形成される二次転写部に送り込まれる。
一方、画像形成部50においては、まず帯電ローラ83により感光体ドラム12表面が帯電させられる。その後、画像読取部60により読み取られた原稿の画像データや、不図示の外部機器等から送信された画像信号に応じてレーザスキャナ80が各色の感光体ドラム12表面にレーザ光を照射し、感光体ドラム12表面に静電潜像を形成する。
その後、現像装置81により感光体ドラム12表面に形成された静電潜像に各色のトナーを付着させ、感光体ドラム12表面にトナー像を形成する。感光体ドラム12表面に形成されたトナー像は、一次転写ローラ89に一次転写バイアスが印加されることで、中間転写ベルト86にそれぞれ一次転写される。これにより中間転写ベルト86表面にフルカラーのトナー像が形成される。
その後、不図示の駆動源から駆動力を受けた二次転写対向ローラ39が回転することで、中間転写ベルト86が従動回転してトナー像が二次転写部に送られる。そして二次転写部において二次転写ローラ17に二次転写バイアスが印加されることで、中間転写ベルト86上のトナー像がシートSに転写される。
次に、トナー像が転写されたシートSは、定着部20において加熱、加圧処理が施され、これによりシートS上のトナー像がシートSに定着される。その後、トナー像が定着されたシートSは、排出ローラ25によって排出トレイ23に排出される。
なお、シートS両面に画像を形成する場合、定着部20通過後のシートSは、正逆回転可能な反転ローラ22に搬送される。その後、反転ローラ22を逆転駆動させ、シートSを両面搬送ローラ対61、62、63、レジ前ローラ対42を介して、再びレジストローラ対41に搬送する。その後、シートSの裏面に対して上記同様に画像形成を行う。
<シート給送装置>
次に、シート給送装置30の構成について詳しく説明する。
図2はシート給送装置30の概略断面図である。図2に示す様に、シート給送装置30は、シートSが収容される給紙カセット1を備える。給紙カセット1はシートSを積載する積載部2を備える。積載部2は、昇降機構3によりシート給送時には上昇し(図2(b))、シート給送後や待機時には下降している(図2(a))。この昇降動作は、シートSを給送する度に行われる。
昇降機構3(移動機構)は、圧縮バネ3a、バネ保持部3b、カム3c、カム駆動軸3d、支持部3eから構成されている。バネ保持部3bは、支持部3eにより回動可能に支持されており、支持部3eに対して一方側でカム3cと当接し、他端側で圧縮バネ3aを介して積載部2と当接する。またカム3cを軸支するカム駆動軸3dは、不図示のモータと接続されている。
昇降機構3による昇降動作は、まずモータの駆動力によってカム駆動軸3dが回転し、これに伴ってカム3cが回転する。カム3cが回転すると、バネ保持部3bがカム3cの形状に沿って支持部3eを中心に矢印R1方向に回動し、これにより積載部2が上昇する。またカム3cがさらに回転することで、カム3cの形状と積載部2の自重により積載部2が下降する。なお、積載部2が上昇してから下降するまでの1サイクルは、カム3cが一回転することで行われる。
また積載部2の上方には、シートSを給送する給送ローラ5と、給送ローラ5に圧接して分離ニップ部Nを形成し、分離ニップ部Nにおいて給送ローラ5が給送するシートSを一枚ずつに分離する分離ローラ4が設けられている。なお、分離ローラ4は、不図示のバネに付勢されることで給送ローラ5に圧接されている。
給送ローラ5は、給送ローラ軸8に軸支されている。また給送ローラ軸8は、不図示のモータに接続されており、モータの駆動力により回転し、これにより給送ローラ5が回転する。
分離ローラ4は、分離ローラ軸7に軸支されている。また分離ローラ4にはトルクリミッタ10が接続されている(図3参照)。トルクリミッタ10は、所定以上のトルクを受けるまで、分離ローラ4がシートSを給送する方向に回転するのを規制する。
次に、シート給送装置30によるシート給送動作について説明する。
シート給送時においては、まず昇降機構3によって積載部2が上昇され、これに伴って積載部2に積載された最上位のシートSが給送ローラ5に当接する。このとき、積載部2に積載された最上位のシートSは、圧縮バネ3aの付勢力によって一定の圧力で給送ローラ5に当接する。
次に、不図示のモータの駆動力により給送ローラ軸8が回転することで、給送ローラ5がシートSを給送する方向(図2(b)の矢印R4方向)に回転し、これによりシートSは給送されて分離ニップ部Nに到達する。
つまり積載部2と昇降機構3は、給送ローラ5によりシートを給送可能な給送位置と、給送位置から退避した退避位置との間を移動可能な移動手段である。また給送位置とは、積載部2に積載されたシートSが給送ローラ5に当接する当接位置であり、退避位置とは積載部2に積載されたシートSが給送ローラ5から離間した離間位置である。
ここでシートSが一枚のみ分離ニップ部Nに進入する場合、給送ローラ5がシートSを介して分離ローラ4に与えるシートSを給送する方向の回転力は、トルクリミッタ10が駆動伝達を遮断する設定荷重値(リミット値)よりも大きくなる。このため、分離ローラ4は給送ローラ5に連れ回って回転し、シートSが給送される。
一方、複数のシートSが分離ニップ部Nに進入する場合、給送ローラ5がシートSを介して分離ローラ4に与えるシートSを給送する方向の回転力はトルクリミッタ10の荷重設定値よりも小さくなる。このため、分離ローラ4は回転せずにブレーキとして作用し、給送ローラ5に当接するシートS以外のシートSを塞き止めて分離させ、シートSの重送が抑制される。
<変換機構>
次に、昇降機構3により積載部2が離間位置から当接位置に移動する際の動力を変換して、トルクリミッタ10に対して、分離ローラ4によりシートSを給送する方向とは逆方向(以下、「戻し方向」という)のトルクを与える変換機構の構成について説明する。
図3は、シート給送装置30の斜視概略図である。図3に示す様に、トルクリミッタ10には、ねじりコイルバネ9の一方側が接続され、またねじりコイルバネ9の他方側には分離プーリ6cが接続されている。分離プーリ6cと、カム駆動軸3dに軸支された駆動側プーリ6bには、タイミングベルト6aが架けられている。
ここで上述した通り、シート給送時においては、カム駆動軸3dの回転に伴ってカム3cが回転し、これにより積載部2が上昇して離間位置から当接位置にする。このときのカム駆動軸3dの回転方向は、戻し方向(図3の矢印R2方向)である。
このようにカム駆動軸3dが回転すると、カム駆動軸3dの矢印R2方向の回転駆動力は、駆動側プーリ6b、タイミングベルト6a、分離プーリ6cを介して、ねじりコイルバネ9に伝達される。これにより、ねじりコイルバネ9は戻し方向の回転力を蓄えながら変位し、ねじりコイルバネ9からトルクリミッタ10に戻し方向のトルクが与えられる。
つまり駆動側プーリ6b、タイミングベルト6a、分離プーリ6c、ねじりコイルバネ9は、昇降機構3の動力を変換して、トルクリミッタ10に戻し方向のトルクを与える変換機構である。この変換機構は、トルクリミッタ10に接続され、昇降機構3の動力により変位するねじりコイルバネ9によってトルクリミッタ10に戻し方向のトルクを与える。なお、このときにトルクリミッタ10に与えられるトルクは、トルクリミッタ10が駆動伝達を遮断する設定荷重値(リミット値)より小さい値である。
上記構成によれば、給送ローラ5の構成が複雑化することなく、また給送ローラ5や分離ローラ4を回転させることなく、トルクリミッタ10に対して戻し方向のトルクを与えることができる。従って、給送ローラ5の駆動開始時に分離ニップ部NにシートSが複数ある状態でも重送を抑制することができ、従来の構成よりも簡易な構成で、且つ、安定的に重送を抑制することができる。
またカム駆動軸3dが、分離ローラ4によりシートSを給送する方向に回転した場合、トルクリミッタ10に給送する方向のトルクが与えられるか、ねじりコイルバネ9に戻し方向のトルクが蓄えられない状態になるか、蓄えられたトルクが解放されてしまう。このため、カム駆動軸3dがシートSを給送する方向に回転するのを規制し、戻し方向に回転するのを許容するワンウェイクラッチ11を設けている。ワンウェイクラッチ11は、カム駆動軸3dに軸支されるとともに、シート給送装置30の不図示のフレームに保持される。これによりトルクリミッタ10にこの給送する方向のトルクが与えられるのが規制され、戻し方向のトルクが与えられるのが許容される。またねじりコイルバネ9に戻し方向のトルクが蓄えられない状態になることや、蓄えられたトルクが解放されることが抑制される。
(第2実施形態)
次に、本発明に係るシート給送装置を備える画像形成装置の第2実施形態について図を用いて説明する。上記第1実施形態と説明の重複する部分については、同一の図面、同一の符号を付して説明を省略する。
第1実施形態では、給送ローラ5がシートSをピックアップする構成について説明した。本実施形態では、シートSをピックアップするピックアップローラ13を別途備える構成について説明する。
図4、図5は、本実施形態に係るシート給送装置30の概略断面図である。図4、5に示す様に、シート給送装置30は、積載部2に積載されたシートSをピックアップして給送ローラ5に搬送するピックアップローラ13を備える。またピックアップローラ13を軸支する支持軸と、給送ローラ5を軸支する給送ローラ軸8を回動可能に保持する保持部70を備える。なお、給送ローラ5とピックアップローラ13は、ギア14によって駆動力が伝達されることで連動して回転する。
またシート給送装置30は、不図示のバネの付勢力により給送ローラ5に圧接して分離ニップ部Nを形成し、分離ニップ部Nにおいて給送ローラ5が給送するシートSを一枚ずつに分離する分離ローラ4を備える。分離ローラ4は、分離ローラ軸7に軸支されており、また分離ローラ4にはトルクリミッタ10が接続されている(図6参照)。
保持部70は、給送ローラ軸8を回動中心として回動可能に構成されており、保持部70の被押圧部70aがソレノイド73のスライド部73aに押圧されることで回動する。この回動によってピックアップローラ13が昇降し、ピックアップローラ13がシートSから離間する位置(図5(a))と、シートSに当接する位置(図5(b))との間を移動する。つまり保持部70とソレノイド73は、ピックアップローラ13を移動させる移動機構である。
なお、このピックアップローラ13の昇降動作はシートSの給送を行う度に行われる。またピックアップローラ13を昇降させる構成は、ソレノイド73を用いる構成に限られず、モータなどの駆動源の駆動力をリンク部材やカムで伝達して回動させてもよい。
次に、シートSの給送動作について説明する。シート給送時においては、まずソレノイド73のスライド部73aが伸び、これにより保持部70が回動し、ピックアップローラ13が下降してシートSに当接する。次に、給送ローラ軸8が、不図示のモータの駆動力により回転し、これにより給送ローラ5とピックアップローラ13がシートSを給送する方向(図5(b)の矢印R5方向)に回転してシートSが分離ニップ部Nに到達する。
つまり本実施形態では、ピックアップローラ13とソレノイド73と保持部70は、給送ローラ5によりシートSを給送可能な給送位置と、給送位置から退避した退避位置との間を移動可能な移動手段である。また給送位置とはピックアップローラ13がシートSに当接する当接位置であり、退避位置とはピックアップローラ13がシートSから離間する離間位置である。
ここでシートSが一枚のみ分離ニップ部Nに進入する場合、給送ローラ5がシートSを介して分離ローラ4に与えるシートSを給送する方向の回転力はトルクリミッタ10の荷重設定値よりも大きくなる。このため、分離ローラ4は給送ローラ5に連れ回って回転し、シートSが給送される。
一方、複数のシートSが分離ニップ部Nに進入する場合、給送ローラ5がシートSを介して分離ローラ4に与える回転力はトルクリミッタ10の荷重設定値よりも小さくなる。このため、分離ローラ4は回転せずにブレーキとして作用し、給送ローラ5に当接するシートS以外のシートSを塞き止めて分離させ、シートSの重送が抑制される。
次に、ピックアップローラ13がソレノイド73の駆動力により離間位置から当接位置に移動する際の動力を変換して、トルクリミッタ10に戻し方向のトルクを与える変換機構の構成について説明する。
図6、図7は、シート給送装置30の斜視図である。図6、7に示す様に、保持部70には、ソレノイド73のスライド部73aのピストン運動を回転運動に変換するクランクリンク16が接続されている。クランクリンク16は、リンク保持ローラ19を介して、分離ローラ4を軸支する分離ローラ軸7に接続されている。また分離ローラ軸7には、ねじりコイルバネ9が保持されており、ねじりコイルバネ9はトルクリミッタ10に接続されている。
ここで上述した通り、シート給送時においては、ソレノイド73のスライド部73aが伸びることで保持部70が回動してピックアップローラ13が離間位置から当接位置に移動する。このとき、保持部70の回動に伴って、クランクリンク16が戻し方向(図5〜図7に示す矢印R3方向)に回転する。なお、クランクリンク16は周回転を行わずに往復運動を行う。つまりクランクリンク16は、スライド部73aが伸びると戻し方向に回転し、スライド部73aが縮むと戻し方向とは逆方向に回転する。
このクランクリンク16の戻し方向の回転により、ソレノイド73の押圧力が分離ローラ軸7に伝達され、分離ローラ軸7が戻し方向に回転する。このとき、分離ローラ4は分離ローラ軸7に遊嵌されるとともに給送ローラ5に圧接しているため、分離ローラ4とトルクリミッタ10は回転せず、ねじりコイルバネ9は戻し方向に回転する。このため、ねじりコイルバネ9は戻し方向の回転力を蓄えながら変位し、コイルバネ9からトルクリミッタ10に戻し方向のトルクが与えられる。なお、このときにトルクリミッタ10に与えられるトルクは、トルクリミッタ10が駆動伝達を遮断する設定荷重値(リミット値)より小さい値である。
つまりクランクリンク16、分離ローラ軸7、ねじりコイルバネ9は、ピックアップローラ13を移動させるソレノイド73の駆動力を変換して、トルクリミッタ10に対して戻し方向のトルクを与える変換機構である。この変換機構は、トルクリミッタ10に接続され、ソレノイド73の駆動力により変位するねじりコイルバネ9によりトルクリミッタ10にトルクを与える。
上記構成によれば、給送ローラ5の構成が複雑化することなく、また給送ローラ5や分離ローラ4を回転させることなく、トルクリミッタ10に戻し方向のトルクを与えることができる。従って、給送ローラ5の駆動開始時に分離ニップ部NにシートSが複数ある状態でも重送を抑制することができ、従来の構成よりも簡易な構成で、且つ、安定的に重送を抑制することができる。
また分離ローラ軸7が、分離ローラ4によりシートSを給送する方向に回転した場合、トルクリミッタ10に給送する方向のトルクが与えられるか、ねじりコイルバネ9に戻し方向のトルクが蓄えられない状態になるか、蓄えられたトルクが解放されてしまう。このため、シートSを給送する方向に分離ローラ軸7が回転するのを規制し、戻し方向に回転するのを許容するワンウェイクラッチ11を設けている。ワンウェイクラッチ18は、分離ローラ軸7に軸支されるとともに、シート給送装置30の不図示のフレームに保持される。これによりトルクリミッタ10にシートSを給送する方向のトルクが与えられることが規制され、戻し方向のトルクが与えられるのが許容される。またねじりコイルバネ9に戻し方向のトルクが蓄えられない状態になることや、蓄えられたトルクが解放されることが抑制される。
なお、上記第1、第2実施形態では、画像形成装置Aがシート給送装置30を備える構成を例示したものの、本発明はこれに限られるものではない。すなわち、例えばシート給送装置30と画像読取部60を備え、シート給送装置30により給送されたシート(原稿)の画像を読み取るスキャナ等の画像読取装置としても上記同様の効果を得ることができる。
2…積載部
3…昇降機構(移動機構)
3c…カム
4…分離ローラ
5…給送ローラ
9…ねじりコイルバネ(バネ)
10…トルクリミッタ
11…ワンウェイクラッチ
13…ピックアップローラ
18…ワンウェイクラッチ
30…シート給送装置
50…画像形成部
60…画像読取部
70…保持部(移動機構)
73…ソレノイド(移動機構)
A…画像形成装置
N…分離ニップ部
S…シート

Claims (10)

  1. シートを給送する方向に回転することで積載されたシートを給送する給送ローラと、
    前記給送ローラによりシートを給送可能な給送位置と、該給送位置から退避した退避位置との間を移動可能な移動手段と、
    前記給送ローラに圧接して形成される分離ニップ部において、前記給送ローラが給送するシートを一枚ずつに分離する分離ローラと、
    前記分離ローラに接続されたトルクリミッタと、
    前記移動手段が前記退避位置から前記給送位置に移動する際の動力を変換して、シートを給送する方向とは逆方向のトルクを前記トルクリミッタに与える変換機構と、
    を備えることを特徴とするシート給送装置。
  2. 前記移動手段は、
    シートを積載する積載部と、
    前記給送位置である、前記積載部に積載されたシートが前記給送ローラに当接する位置と、前記退避位置である、前記積載部に積載されたシートが前記給送ローラから離間する位置とに、前記積載部を移動させる移動機構と、
    を有することを特徴とする請求項1に記載のシート給送装置。
  3. 前記移動手段は、
    積載されたシートに当接して前記給送ローラに搬送するピックアップローラと、
    前記給送位置である、前記ピックアップローラがシートに当接する位置と、前記退避位置である、前記ピックアップローラがシートから離間する位置とに、前記ピックアップローラを移動させる移動機構と、
    を有することを特徴とする請求項1に記載のシート給送装置。
  4. 前記変換機構は、前記トルクリミッタに接続され、前記移動手段の動力により変位するバネを介して、前記逆方向のトルクを前記トルクリミッタに与えることを特徴とする請求項1に記載のシート給送装置。
  5. 前記移動手段は、カムの回転により前記給送位置と、前記退避位置との間を移動することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のシート給送装置。
  6. 前記移動手段は、ソレノイドの駆動力により前記給送位置と前記退避位置との間を移動することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のシート給送装置。
  7. 前記変換機構は、前記トルクリミッタにシートを給送する方向のトルクが与えられるのを規制し、前記逆方向のトルクが与えられるのを許容するワンウェイクラッチを備えることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のシート給送装置。
  8. 前記変換機構から前記トルクリミッタに与えられる前記逆方向のトルクは、
    前記トルクリミッタのリミット値より小さいことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のシート給送装置。
  9. 請求項1乃至8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給送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。
  10. 請求項1乃至8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給送されたシートの画像を読み取る画像読取部と、
    を有することを特徴とする画像読取装置。
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