JP4135709B2 - シート材給送装置及び画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、複写機、プリンタ、印刷機等に用いられるシート材給送装置に関し、より詳しくはOHPシート、塗工紙、筋押ししてある用紙等を含む多様な紙質のシート材を、確実に1枚ずつ分離して画像形成部へ送り出すことができるシート材給送装置に関する。
複写機、プリンタ又は印刷機には、給紙台に多数枚積層された記録紙を1枚ずつ送り出す給紙ローラ等が設けられている。このような給送装置では、多数枚の記録紙が重ね合わされて一度に送り出されると(ダブルフィードという)紙詰まりの原因となるし、また紙粉等による給紙ローラのすべりのために送り込み力が小さくなると、記録紙を送り出すことができない、いわゆるミスフィードの原因となる。そのため、給送装置では確実に1枚ずつ給紙できるような工夫が施されている。
例えば、給紙ローラと記録紙との間の摩擦係数を大きくして、ミスフィードを防止すると共に、ダブルフィードが生じた場合には積層された記録紙の一番上の記録紙だけが画像形成部に送り込まれるように、2枚目以降の記録紙を給紙台へ押し戻す工夫がなされている。この重送防止方法は複写機専用の普通記録紙のみを使用している限りでは、効果的な方法である。
しかし、最近では複写機、プリンタ又は印刷機の用途が拡大し、OHPシート、塗工紙、筋押しした記録紙をはじめ、多様な紙質のシート材が使用されるようになってきた。これらのシート材の中には積層した場合のシート材相互間の密着力が強く、一番上のシートとそれ以下のシートが密着し、従来の給紙ローラ方式のローラ摩擦力による分離では不十分となって、重送を確実に防止することが困難な場合がある。
そのため、密着性の高いシート材を1枚ずつ捌いて給紙することが求められるシート材給送装置では、給紙ローラによるシート材捌き手段のほかに、空気を吹付けてシート材の捌きを補助するエアアシスト方式が用いられるようになった。このエアアシスト方式とは、給紙台に積層載置されたシート材の給紙方向の両側面に送風口を設けて、この送風口から積載されたシート材の上部側端面に空気を吹き付け、密着したシート材の間隙に空気を通過させてシート材の密着をほぐし、捌きやすくなったシート材を通常の給紙ローラによって1枚ずつ分離給紙する方法である。
特許文献1には、このエアアシスト方式を採用したシート材給送装置であって、ファンの送風口上部に記録紙押さえをつけたスライドシャッタを設けることで積載された記録紙の側端部に確実に空気を吹付けて分離を行うことのできるシート材給送装置が開示されている。
特開2004−189432
ところで、シート材の給紙方向の両側端面から空気を送り込むとシート材は浮上するため、少なくとも送風口付近におけるシート材の最上部の高さは上昇する。この上昇した位置においても安定してシート材の側端部に空気を送り込み続けることができるようにするためには送風口の上面の高さ位置を上方に移動する必要がある。この送風口の上面が上方に移動すべき高さ位置は、シート材が確実に一枚ずつほぐれるまで浮き上がる高さよりも、より高い位置に設定しなければならず、これ以下の高さ位置に設定すると、最上部から数えて2枚目以下のシート材の浮き上がりによって、送風口の上面の高さ以上に持ち上げられた複数枚のシート材が再び密着して重送を発生させる原因となる。
しかし一方、送風口の上面の高さ位置を、シート材が確実に一枚ずつほぐれるまで浮き上がる高さ以上の位置に最初から設定する場合には、空気が送り込まれる前の段階で給紙台に載置されたシート材の最上面と送風口の上面の高さ位置との間に大きな隔たりがあるため、シート材最上面の上部に空気の通り道ができてしまう。
そのため、シート材が浮き上がる前の段階でシート材の側端面にかかる風圧は弱くなってしまい、密着性の非常に強いシート材の場合には、この状態で空気の送風を開始してもシート材は浮き上がらず、結果として重送や給紙不良の防止に効果を発揮することができない。シート材最上面の上部に空気の通り道ができていてもシート材の捌き効果を維持しようとすると、非常に高い風圧が要求されることとなり、送風手段の大型化に伴う高コスト化、消費電力の増大、騒音の増大といった新たな問題の発生を招く。
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、密着性の強いシート材でも効率よく確実に捌くことができて、重送及び給紙不良を防止することのできる給送装置を提供することを目的としている。
上記目的を達成するため、本発明に係る請求項1に記載のシート材給送装置は、シート材を積層載置する給紙台と、前記給紙台に載置されたシート材を最上部から一枚ずつ分離して給紙する給紙手段と、前記シート材の側面に空気送風口を有し、積載された前記シート材の側端面に空気を送風するシート材捌き手段と、前記空気送風口を前記シート材の積層方向に昇降させる送風口移動制御手段とを備え、前記送風口移動制御手段は、最上部のシートを給紙する毎に、前記送風によって浮上する前記シート材の上昇に追従して前記空気送風口を上昇させ、前記最上部のシートの給紙後は元の位置に前記空気送風口を下降させることができるように構成している。
請求項2に記載のシート材給送装置は、請求項1に記載のシート材給送装置と同様の構成を備えており、このシート材給送装置では送風口移動制御手段が、給紙手段によるシート材の給送中に空気送風口を連続的に上下動させるように構成している。
請求項3に記載のシート材給送装置は、請求項1または請求項2に記載のシート材給送装置において、前記空気送風口を上昇させる駆動手段と下降させるバネを有し、前記送風口移動制御手段は、前記駆動手段に通電することで前記空気送風口を上昇させ、前記駆動手段の通電を遮断することで前記バネの付勢力により前記空気送風口を下降させることができるように構成している。
請求項に記載のシート材給送装置では、請求項1から請求項3のいずれかに記載のシート材給送装置におけるシート材捌き手段が、送風装置と、送風装置から空気送風口までの間に送風する空気の流れの向きを直角に変位させるダクトを備えており、このダクトが空気送風口と共に上下に移動するように構成されている。
請求項に記載の画像形成装置は、請求項1から請求項3のいずれかに記載のシート材給送装置を備えて構成されている。上記手段構成によれば、以下のような優れた作用効果が得られる。
本発明の請求項1に記載のシート材給送装置では、給紙台に積層載置されたシート材の上層部の上昇に追従して送風口の高さも動的に変化し、上昇した位置においても安定してシート材の側端部に空気を送り込み続けることができるので、密着性の高いシート材が複数枚固まって浮き上がっても確実にほぐして分離することができ、重送を防止することができる。また空気の送風により紙粉も除去されるので給紙不良も防止できる。
また、請求項2に記載のシート材給送装置のように、空気送風口を上下に連続的に変化させても、請求項1に記載のシート材給送装置と同様、上昇したシート材の位置での空気の吹き付けが確保できるのでエアアシスト効果が増し、密着性の高いシート材が固まって浮き上がっても分離することができ、結果として重送を防止することができる。また空気の送風により紙粉も除去されるので給紙不良も防止できる。
請求項に記載のシート材給送装置のように、送風装置とダクトを別々に構成し、移動可能なダクトによって空気流を直角に変位させて空気送風口から直接シート材に吹付けるようにすれば、装置のコンパクト化と送風装置からの空気流の風圧を弱めることなく、有効な捌き効果を期待することができる。
請求項に記載の画像形成装置のように、上記シート材給送装置をその給紙部に有して構成すれば、使用する記録紙の種類によって給紙手段の調整を行う必要がなく、安定した給紙動作を確保することができる。
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図1は本発明の実施の形態を示す給送装置10と、この給送装置10が接続された画像形成装置の一態様であるディジタル複写機100の全体構成図を示す。このディジタル複写機100は、画像読取部、図示しない画像処理部、画像形成部、給紙部、定着装置180、排紙部、及び自動両面コピーのための両面複写給紙ユニット130を備えて構成されている。
ディジタル複写機100の上部には原稿載置板101が設けられ、複写する原稿Dがその上に載置される。画像読取部は原稿Dを照射する露光ランプ110と、露光ランプ110と一体に移動するミラー111、このミラー111の移動距離の半分を移動するルーフミラー112,113と、結像レンズ114及びCCD(イメージセンサ)115から構成されている。画像読取部では、露光ランプ110が移動しながら原稿Dを照射することによりその画像データを読み取り、その反射光が二枚のルーフミラー112,113および結像レンズ114によってCCD115上に導かれて光画像を形成する。
画像形成部は表面に潜像が形成されるドラム状の感光体102を中央に有しており、感光体102の外周面に沿って動作順に、この感光体102の表面をほぼ一様に帯電する帯電装置103と、感光体102の表面上に静電潜像の書き込みを行う露光部と、感光体102の表面に形成された潜像にトナーを転移させてトナー画像を形成する現像装置104と、感光体102が担持するトナー像を記録紙Pに転写し、記録紙Pを感光体から分離する転写分離装置105、及び転写後の感光体102の表面を清掃するクリーニング装置106が配設されている。
CCD115で読み取られた画像データは画像処理部でA/D変換等の必要な処理が行われた後、露光部に搬送される。ディジタル化した画像データは露光部でレーザ光に重畳され、ポリゴンミラー116により走査される。走査されたレーザ光はルーフミラー117,118により反射され、fθレンズ119、シリンドリカルレンズ120、角度調整ミラー121を介して感光体102の表面を露光する。
露光に先立ち、感光体102上には、帯電装置103のコロナ放電により所定の表面電荷が付与されているが、レーザ光の照射により露光部分の電荷が露光量に応じて減じられ、結果として画像情報データに応じた静電潜像が感光体102上に形成される。静電潜像は、現像装置104から供給された現像剤トナーにより可視化されてトナー画像となる。
ディジタル複写機100の下方部には給紙部が配置されている。給紙部は両面複写給紙ユニット130と、給紙ユニット140,150,160が上下方向に重なるように配置されており、給紙ユニット140,150,160には異なるサイズの記録紙Pが収納されている。例えば、画像印刷指令により給紙ユニット140内に収納された記録紙Pが選択されると、ピックアップローラ141が最上位の記録紙Pを摩擦力により給紙し、フィードローラ143と分離ローラ142が最上部の1枚のみを搬送路170に送り出す。
記録紙Pは搬送路170上を感光体102方向に搬送され、レジストローラ172で一端停止させられる。レジストローラ172で斜行が矯正された後、トナー画像とのタイミングが図られて、感光体102と転写分離装置105の間に送られる。転写分離装置105では感光体102の表面に形成されたトナー画像が記録紙Pに転写され、また感光体102の表面から分離される。その後、記録紙Pの搬送装置173によって定着装置180に搬送され、定着処理される。
定着装置180は加熱ローラ181と加圧ローラ182とを備えており、記録紙P上の未定着トナーを加熱ローラ181と加圧ローラ182のニップに挟みこんで溶融圧着し、安定したトナー画像を記録紙P上に形成する。定着が完了した記録紙Pは排紙案内ローラ174により案内されて外部に排紙される。片面複写の場合には、排紙切換部材175が下降し記録紙案内部177が閉じられるので、記録紙Pはそのまま排紙トレイ176上に載置される。
両面複写の場合は排紙切換部材175が上昇し、記録紙案内部177が開放されるので、記録紙Pは図面の下方向(破線矢印方向)に搬送される。記録紙Pは搬送ローラ178によりさらに下方向に搬送され、記録紙Pの後端が記録紙反転ローラ179に挟持されたとき、その搬送方向が反転される。その結果、記録紙Pの後端部が先端部となって逆方向に搬送され、両面複写給紙ユニット130内に送り込まれる。
記録紙Pは両面複写給紙ユニット130内の搬送ベルト131によって通常の搬送路170方向へ搬送され、給紙ローラ132で搬送路170に送り込まれたとき、記録紙Pは反転されている。この反転された記録紙Pはレジストローラ172まで搬送され、再び斜行が矯正された後、感光体102上に形成されたトナー画像とのタイミングが図られて転写分離装置105に送り込まれる。転写分離装置105では、感光体102上のトナー画像の記録紙Pへの転写が行われる。
ディジタル複写機100の中央部側面には機外から搬送路170に連通する給紙路171が設けられている。この給紙路171は外部に設けられた大容量の給送装置10から又は手差しで給紙が可能なように設けられたものである。通常は給送装置10がディジタル複写機100に接続されたとき、給送装置10の排紙口17と給紙路171の給紙口が同じ高さになるように形成されている。
給送装置10には図示しない駆動手段によって上下に平行移動するトレイ11が設けられ、トレイ11には大量の記録紙Pが積層載置される。給送装置10の上部であって、トレイ11の上方には給紙機構としてのピックアップローラ14と重送防止ローラ対15が設けられている。ピックアップローラ14はトレイ11に積層載置された記録紙Pの最上面に当接し、ローラ摩擦力により記録紙Pをトレイ11から送出するものであり、記録紙Pの送出方向下流側に位置する重送防止ローラ対15はピックアップローラ14によって送り出された記録紙Pが2枚以上であった場合は一番上の記録紙Pのみを搬送し、他の記録紙をトレイ11側に押し戻す役割を果たす。
重送防止ローラ対15によって搬送された記録紙Pは搬送ローラ対16にガイドされて排紙口17からディジタル複写機100へ送り込まれる。なお、給送装置10は頂上部が開口しており、給送装置10にはこの開口部を開閉するカバー25が設けられている。記録紙Pを給送装置10に補給する場合はこのカバー25を開けて、頂上部からトレイ11上に載置できるように構成されている。
図2は給送装置10のハウジング及びカバー25を取り外した状態を示す斜視図である。図2において、図1と同一の部位は同一の符号を付している。以下、給送装置10の内部機構について図2を用いて説明する。
記録紙Pは、図示しない駆動手段により昇降可能なトレイ11(図1参照)上に載置され、支持されている。載置された記録紙Pの給紙方向(図中、矢印B方向)の先端部にはピックアップローラ14が配置され、給紙可能時には最上層に位置する記録紙Pに所定の圧力で当接している。このピックアップローラ14が時計方向(図中、矢印A方向)に回転すると一番上の記録紙P1が給紙方向へ送り出され、ピックアップローラ14の下流側に隣接する重送防止ローラ対15に挟持される。
重送防止ローラ対15を構成する下ローラ15aは、その回転駆動軸にトルクリミッタを有し、上ローラ15bの回転に従って下ローラ15aに所定のトルク以上のトルクが掛かると上ローラ15bに従動するが、それ以下のトルクの場合には駆動源により上ローラ15bと同一方向に回転するように構成されている。
いま、ピックアップローラ14の回転により、いわゆるダブルフィードが発生すると、記録紙間の比較的小さな摩擦力のため、上ローラ15bの回転トルクが下ローラ15aに十分に伝達されず、その結果、下ローラ15aは自らの駆動源によって上ローラ15bと同方向に回転して2枚目以下を給紙方向とは反対方向に押し戻し、その後、記録紙Pが1枚だけになるとトルクリミッタが働いて上ローラ15bに従動回転し、最上部の一枚だけを給紙することができる。
記録紙Pの幅方向、すなわち記録紙Pの給紙方向(矢印B方向)と交差する方向には、載置された記録紙Pを挟んで一対の側部規制部材30が配置されており、給紙方向と交差する方向に移動可能に支持されている。この側部規制部材30は記録紙Pが載置された後、その側面に軽く接するように配置され、記録紙Pの幅方向へのズレを防止する。
側部規制部材30の内部には、図3に示すように本願発明の要旨を構成するシート材捌き手段40と送風口移動制御手段50が内蔵されている。図3はシート材捌き手段40及び送風口移動制御手段50の構成を示す斜視図であり、図4はシート材捌き手段40における送風方向と記録紙との位置関係を表わす断面図である。以下、図3及び図4を用いてシート材捌き手段40の構成及び作用について説明する。
シート材捌き手段40は主に、送風装置である二つのファン31,32とダクトを形成するエアノズル34から構成される。側部規制部材30の内部中央には二つのファン31,32が、その送風方向を側部規制部材30上部に向けて配置されている。それぞれのファン31,32は側部規制部材30の裏面側に空気吸入口を有し(図4参照)、回転羽根を回転させることにより外部空気を吸入し、それぞれのファン31,32の送風口31a,32aから空気を上部に吹出すことが可能である。また、それぞれのファン31,32の送風口31a,32aの間には流路板33が立てられており、それぞれの送風口31a,32aからの風が互いに干渉しないで上昇するように構成されている。
ファン31,32からの送風方向上部にはエアノズル34が配置されている。このエアノズル34は下部に開口部を有し、流路板33を中央にして右半分にファン31からの送風を受け、左半分にファン32からの送風を受けることができるように配置されている。またエアノズル34は、図4の断面図に示すように、半円形断面を有する内壁面34bと4分の1の円弧状に形成された外壁面34cとを有し、送風口34aが内壁面34bと外壁面34cとによって垂直に形成されている。従って、ファン31,32から送風された上昇風はエアノズル34の各壁面にガイドされて送風口34aから水平方向の空気流となって記録紙Pの側端面に吹付けられる。
エアノズル34は給送装置10の送風口移動制御手段50によって単独に移動制御される。送風口移動制御手段50はエアノズル34を支持する支持部材35と支持部材35に設けられたプランジャ−38及びソレノイド39から構成さている。エアノズル34は支持部材35によって上下方向に移動可能に支持されている。支持部材35はL字型に形成された板状部材であり、そのL字型角部が支点36として側部規制部材30の上部に軸支されている。支持部材35の長アーム状部分35aは水平に位置してその先端がエアノズル34に固着される。一方、支持部材35の短アーム状部分35bは側部規制部材30の側面部にバネ37などの付勢部材を介して接続されている。
支持部材35の長アーム状部分35aのほぼ中央部にはプランジャー38が下方向に向けて取り付けられ、そのプランジャー38はソレノイド39のコイル内に嵌挿されている。プランジャー38は、ソレノイド39に駆動電流が付加されると、側部規制部材30の上方向へと電磁力により押し出され、長アーム状部分35aを持ち上げる。すなわち、支持部材35は通常はバネ37によってエアノズル34を下方向に押し下げているが、ソレノイド39に駆動電流が付加されると、プランジャー38はバネ37の付勢力に抗してソレノイド39部分から押し出され、支点36を中心に支持部材35を時計方向に回転させる。その結果エアノズル34を上方向へ移動させることができる。
ソレノイド39への駆動電流が遮断されると、バネ37の付勢力により支持部材35は支点36を中心に反時計回りに回転しエアノズル34を下方向に移動させる。このように送風口移動制御手段50による送風口34aの上下駆動制御はソレノイド39への駆動電流のオン・オフ及びバネ37によって行われる。以下、本願発明に係る給送装置10の作用について説明する。
コピー動作が開始して給紙指令が発せられると、ピックアップローラ14が回転を開始してトレイ11上に載置された記録紙Pの最上部の記録紙P1を送り出す。この給紙動作に合わせてファン31,32が回転し、送風口34aから、トレイ11に載置された記録紙Pの上部側端面付近に捌き用の空気を吹付ける。この空気は記録紙Pの間に入り込んで記録紙Pを一時上昇させる。しかし、一般的には記録紙Pは密着しているので1枚だけではなく、複数枚の記録紙Pを一度に上昇させる。
この記録紙Pの上昇に合わせてソレノイド39にも駆動電流が流され、エアノズル34を上昇させる。その高さは記録紙Pが確実に一枚ずつほぐれるまで浮き上がる高さよりも、より高い位置に設定されている。従って、この上昇した位置においても安定して記録紙Pの間隙に空気を送り込み続けることができるので記録紙Pは一枚づつ確実に捌かれる。その結果、ピックアップローラ14は密着性の高い記録紙Pであっても確実に1枚だけをトレイ11から給紙することが可能となる。
一方、エアノズル34を最上部まで上昇した位置で保持したままにしておくと、送風を中止した後、記録紙Pは下降し記録紙Pの上面に空気の通り道ができてしまう。そのため、下降した記録紙Pの側端面にかかる風圧は弱くなってしまい、密着性の非常に強い記録紙Pの場合には、以後送風しても記録紙Pが浮き上がらず、結果として重送や給紙不良の原因になる。そこで、本給送装置で10では1枚の記録紙Pの捌きが終わる毎にソレノイド39への通電を遮断してエアノズル34を降下させる制御を行う。
この制御方法は記録紙Pの上下動に追従してエアノズル34の上下動を行うものであるが、請求項2に記載の給紙装置10のように、特に記録紙Pの上昇移動に追従させなくても、常に一定の間隔で送風口34aを上下させても、記録紙Pはその風圧に従って移動するので、記録紙間の密着力を緩和させることができる。
上記給送装置10は画像形成装置に付帯した大容量給送装置を例に説明したが、この給送装置10はディジタル複写機100を構成する給紙ユニット140,150,160にも適用することができる。給紙ユニット140,150,160に密着性の高い記録紙Pを収納する場合には、その側端部から空気が送風され、ピックアップローラ141及びフィードローラ143と分離ローラ142が最上位の記録紙Pを摩擦力により分離給紙する場合の補助となり、一枚ずつの給紙を確実なものとすることができる。
以上説明したように本願発明に係る給送装置によれば、空気の吹き付けにより上昇する記録紙の最上面まで送風口が移動し、記録紙間の間隙に空気を送り込むので密着性の高い記録紙の場合にも捌き効果の向上を図ることができ、重送の防止を確実にすることができる。なお、本実施の態様ではエアノズルを上下に平行移動させているが、回転させることによって空気の吹出し方向を変えても記録紙の捌き効果は期待できる。
本発明の実施の形態を示す給送装置と、この給送装置が接続されたディジタル複写機の全体構成図である。 給送装置のハウジング及びカバーを取り外した状態を表わす斜視図である。 側部規制部材の内部構成を示す斜視図である。 シート材捌き手段における送風方向と記録紙との位置関係を示す断面図である。
符号の説明
10 給送装置(シート材給送装置)
11 トレイ(給紙台)
14 ピックアップローラ(給紙手段)
15 重送防止ローラ対(給紙手段)
16 搬送ローラ対
30 側部規制部材
31,32 ファン(送風装置)
34 エアノズル(ダクト)
35 支持部材
36 支点
37 バネ
38 プランジャー
39 ソレノイド
40 シート材捌き手段
50 送風口移動制御手段
100 ディジタル複写機

Claims (5)

  1. シート材を積層載置する給紙台と、
    前記給紙台に載置されたシート材を最上部から一枚づつ分離して給紙する給紙手段と、
    前記シート材の側面に空気送風口を有し、積載された前記シート材の側端面に空気を送風するシート材捌き手段と、
    前記空気送風口を前記シート材の積層方向に昇降させる送風口移動制御手段とを備え、
    前記送風口移動制御手段は、最上部のシートを給紙する毎に、前記送風によって浮上する前記シート材の上昇に追従して前記空気送風口を上昇させ、前記最上部のシートの給紙後は元の位置に前記空気送風口を下降させることを特徴とするシート材給送装置。
  2. シート材を積層載置する給紙台と、
    給紙台に積層載置されたシート材を最上部から一枚づつ分離して給紙する給紙手段と、
    前記シート材の側面に空気送風口を有し、積載された前記シート材の側端面に空気を送風するシート材捌き手段と、
    前記空気送風口を前記シート材の積層方向に昇降させる送風口移動制御手段とを備え、
    前記送風口移動制御手段最上部のシートを給紙する毎に前記給紙手段による前記シート材の給紙中に前記空気送風口を連続的に上下動させることを特徴とするシート材給送装置。
  3. 前記空気送風口を上昇させる駆動手段と下降させるバネを有し、
    前記送風口移動制御手段は、前記駆動手段に通電することで前記空気送風口を上昇させ、
    前記駆動手段の通電を遮断することで前記バネの付勢力により前記空気送風口を下降させることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のシート材給送装置。
  4. 前記シート材捌き手段は送風装置と、前記送風装置から前記空気送風口までの間に送風する空気の流れの向きを直角に変位させるダクトを有し、
    前記ダクトは前記空気送風口とともに移動することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載のシート材給送装置。
  5. 請求項1から請求項のいずれかに記載のシート材給送装置を備えた画像形成装置。
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