JP4317054B2 - シート搬送装置 - Google Patents

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本発明は、孔版印刷装置、オフセット印刷装置、電子写真複写機、プリンタ等の画像形成装置に適用可能な吸着搬送機構を有するシート搬送装置に関する。
多数のシートを積載するトレイの上方に配置された一対のローラと、各ローラ間に掛け渡された複数の空気吸引孔を有するベルトと、各ローラ及びベルトによって形成される空間内に設けられた下面に空気吸引孔を有する筐体と、筐体の下面であってベルトの両側縁の外側にベルトの搬送面よりも下方に突出してベルト走行方向と同方向に設けられた凸形状を呈する一対の突出ガイドと、筐体に連通され筐体の内部を負圧にする吸引装置と、シート搬送方向下流側端部よりもその搬送方向下流側であって各突出ガイドの内側に設けられた凹形状を呈する用紙ストッパとを備え、各ローラを回転させてベルトを移動させると共に吸引装置を作動させてベルトにトレイ上のシートを吸引させ、ベルトに複数枚のシートが突出ガイドによって凸形状で吸引された際に、吸引力の働かない2枚目以降のシートを用紙ストッパによって停止させ、重送を防止しつつ搬送を行う吸着搬送機構を有するシート搬送装置が、例えば「特許文献1」に開示されている。
特許第2827429号公報
上述の技術では、ベルトに複数枚のシートが吸引されたとき、吸引力の働かない2枚目以降のシートがそれ自体が有する剛性により突出ガイドの形状に沿いにくいことで発生する1枚目のシートとの隙間を利用し、1枚目のシートと2枚目以降のシートとを分離しているが、突出ガイドの突出量を小さくすると1枚目のシートと2枚目以降のシートとの間に十分な隙間ができず、2枚目以降のシートが用紙ストッパを乗り越えて重送されてしまう。また、シートに上向きのカールが付与されていてこの度合いが強い場合には、やはり2枚目以降のシートが用紙ストッパを乗り越えて重送されてしまう。
このため、突出ガイドの突出量を大きくすると、1枚目のシートと2枚目以降のシートとの間の隙間が大きくなって重送はなくなるが、シートがベルトに吸着された際にシートに対して大きなウェーブが発生し易く、このウェーブに起因して下流側に搬送されたシートが搬送ローラ対等の搬送部材に進入する際に無理な力が発生し、搬送ジャムあるいはしわを発生してしまう。
本発明は上述した問題点を解決し、1枚目のシートと2枚目以降のシートとの間に大きな隙間を形成させてもシートの搬送時にシートに対して無理な力が働くことなく搬送可能であると共に、厚紙や封筒といった1枚目のシートと2枚目以降のシートとの間に隙間を形成しにくい場合であっても重送の発生を防止して良好な搬送を行うことが可能な吸着搬送機構を有するシート搬送装置の提供を目的とする。
請求項1記載の発明は、多数のシートを積載するトレイと、前記トレイの上方に設けられ前記トレイ上のシート群より1枚のシートを吸着搬送する吸着搬送ユニットと、前記シート群の搬送方向下流側端面に空気を噴出して最上位シートとその下位のシートとの間に隙間を形成する隙間形成手段と、前記吸着搬送ユニットにより前記最上位シート以外のシートが搬送されることを阻止する搬送阻止部材とを有するシート搬送装置において、前記吸着搬送ユニットは、回転自在な一対のローラと、前記各ローラ間に所定の間隔をおいて掛け渡された複数の無端ベルトと、前記各ローラ及び前記各無端ベルトによって形成される空間内に設けられ前記トレイ上のシートに対向する対向面であって前記各無端ベルトの移動経路と対応する部位が前記各無端ベルトとほぼ平行な平面状をなしこの平面部に複数の吸引孔を有する吸着箱と、前記吸着箱の内部を負圧にする負圧発生手段とを有し、前記吸着箱は、その前記対向面における前記各無端ベルト間に対応する部位が前記各平面部よりもシート搬送方向上流側から下流側に向かうに連れて前記トレイ上のシートより遠ざかる向きに傾斜した凹状を呈する段差部を有し、該段差部に複数の吸引孔を有することを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1記載のシート搬送装置において、さらに前記段差部に設けられた複数の吸引孔は、シート搬送方向上流側から下流側に向かうに連れてその開孔面積が減少するように形成されていることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載のシート搬送装置において、さらに前記隙間形成手段は前記最上位シートとその下位のシートとの間に隙間を形成すべく空気を噴出しつつ下方から上方へ向けて移動することを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項1ないし3の何れか1つに記載のシート搬送装置において、さらに前記搬送阻止部材は前記シート群の搬送方向下流側端面に対して接離自在であり、前記端面に当接した際に前記最上位シートとその下位のシートとを分離させることを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項4記載のシート搬送装置において、さらに前記搬送阻止部材は前記端面に接触する接触部と前記最上位シートとその下位のシートとの隙間に入り込む分離部とを有することを特徴とする。
請求項6記載の発明は、請求項5記載のシート搬送装置において、さらに前記分離部は前記接触部からシート搬送方向上流側に向けて90度以上傾いて設けられていることを特徴とする。
請求項7記載の発明は、請求項1ないし6の何れか1つに記載のシート搬送装置において、さらに前記段差部はその吸引孔の周辺にシート搬送方向とほぼ平行な複数の突条を有することを特徴とする。
本発明によれば、隙間形成手段が最上位シートとその下位のシートとの間に確実に隙間を形成し、形成された隙間に搬送阻止部材が挿入されるのでトレイ上からの最上位シートの分離が確実に行われる。また、段差部が設けられていることにより吸着箱に吸着された最上位シートが自然な波形状を呈し、最上位シートとその下位のシートとの間に大きな隙間を形成することができる。
図1は、本発明の一実施形態を採用したシート搬送装置を示している。このシート搬送装置は、孔版印刷装置あるいはオフセット印刷装置等の印刷装置、電子写真複写機あるいはプリンタ等の画像形成装置に適用可能である。
図1においてシート搬送装置1は、トレイ2、吸着搬送ユニット3、隙間形成手段4、搬送阻止部材5等を有している。シート搬送装置1のシート搬送方向下流側には、シート搬送装置1によって給送されたシート6の搬送をガイドする一対のガイド板7,8と、シート6を所定のタイミングで印刷部あるいは画像形成部に給送するレジストローラ対9とが配設されている。符号10は、シート6が正常に搬送されたか否かを検知するジャム検知センサである。
その上面に多数のシート6を積載するトレイ2は図示しない装置本体に昇降自在に支持されており、図示しない昇降手段によって昇降される。トレイ2上に積載されたシート6の上方には、トレイ2上の最上位に位置する最上位シート6aが所定位置まで上昇したか否かを検知するシート位置検出センサ11が配設されており、シート位置検出センサ11が最上位シート6aを検出して信号が出力されると、図示しない昇降手段の作動が停止してトレイ2の上昇が停止する。なお、画像形成動作中にシート6が減少して最上位シート6aの位置が下降した場合にも、トレイ2が所定量上昇される。
トレイ2の上方であって、トレイ2上に積載されたシート6の搬送方向下流側には、トレイ2上より最上位シート6aを1枚だけ吸着しつつレジストローラ対9へ向けて搬送させる吸着搬送ユニット3が配設されている。吸着搬送ユニット3は、図2及び図3にも示すように、駆動ローラ12、従動ローラ13、各ローラ12,13間に巻き掛けられた複数(本実施形態では2本)の無端ベルト14、各ローラ12,13と各無端ベルト14とで形成される空間内に設けられた吸着箱15、吸着箱15の上方に設けられた負圧発生手段としての吸引ファン16等を有している。
駆動ローラ12は吸着箱15に設けられたブラケット17に回転自在に支持された駆動軸12aに2個取り付けられており、図示しない駆動手段によって駆動軸12aが回転駆動されることにより、図1において時計回り方向に回転駆動される。駆動軸12aと各駆動ローラ12との間には図示しないワンウェイクラッチが組み込まれており、図示しない駆動手段からの回転力は各駆動ローラ12に伝達され、各駆動ローラ12からの回転力は駆動軸12aには伝達されないように構成されている。
従動ローラ13は吸着箱15に設けられたブラケット18に回転自在に支持された従動軸13aに2個取り付けられている。各ローラ12,13間には、複数の孔部14aを有する無端ベルト14がそれぞれ巻き掛けられており、この構成により駆動軸12aが回転駆動されることにより各ローラ12,13がそれぞれ図1において時計回り方向に回転され、各無端ベルト14が図1に矢印で示す方向に移動される。
筐体状をなす吸着箱15は装置本体に取り付けられており、その上部には吸引ファン16が取り付けられている。吸着箱15の底面、すなわちトレイ2上のシート6と対向する対向面であって各無端ベルト14の移動経路と対応する部位には、張設された各無端ベルト14とほぼ平行な平面をなす平面部15aが2箇所形成されており、各平面部15aにはそれぞれ複数の吸引孔15bが形成されている。
吸着箱15の底面であって各無端ベルト14間に対応する部位には、各平面部15aよりもトレイ2上のシート6より遠ざかる向き、すなわち上方に向けて凹状とされた段差部15cが設けられている。段差部15cは、図3によく示すように、シート搬送方向下流側に向かうに連れてトレイ2上のシート6より遠ざかる向きである上方に向けて傾斜して形成されている。
段差部15cには複数の吸引孔15dが形成されており、各吸引孔15dはシート搬送方向上流側から下流側に向かうに連れてその開孔面積が減少するように形成されている。この構成により、シート搬送方向上流側部分においては、図4に示すように吸引孔15dがシート6の幅方向の広範囲にわたって形成されているため、段差部15cに対する最上位シート6aの密着度が高くなり、シート搬送方向下流側部分においては、図5に示すように吸引孔15dが疎らにしか形成されていないため、最上位シート6aの吸引孔15dに吸引されない部分は緩やかで自然な波形状を呈し、シート搬送方向下流側において少ない吸引力で最上位シート6aとその下位のシート6との間に大きな隙間を形成することができ、しかも吸引力が少ないために吸着搬送ユニット3からの最上位シート6aの分離を容易に行うことができる。
吸着搬送ユニット3の下方であって、トレイ2上に積載されたシート6群の搬送方向下流側端部近傍には、シート6群の搬送方向下流側端部に向けて送風を行い、最上位シート6aとその下位に位置するシート6との間に隙間を形成させる隙間形成手段4が配設されている。隙間形成手段4は、図6及び図7に示すように、送風ファン19、エルボ部材20、揺動ノズル21を有している。
送風ファン19は装置本体に設けられた取付ブラケット22に取付ねじ23によって取り付けられており、その送風口19aにはエルボ部材20が取り付けられている。エルボ部材20は、送風口19aからの送風を若干量下方に向けるようにほぼ扇形状を呈しており、その円弧状を呈する上面には係止片20aが一体的に形成され、その両外側面には突起20bがそれぞれ設けられている。
各突起20bには揺動ノズル21が揺動可能に取り付けられている。筒状を呈する揺動ノズル21は、その下部に円弧状面を有する係合部21aを一体的に有しており、その上部には一端をガイド板7に取り付けられた引張ばね24(図9参照)の他端が取り付けられている。
隙間形成手段4は、本実施形態では図8に示すように、揺動ノズル21の送風口21bが各無端ベルト14の間及び各無端ベルト14の外側にそれぞれ位置するように3箇所に設けられている。なお、各無端ベルト14の両外側に位置する隙間形成手段は、使用されるシート6の幅方向の大きさに応じて、図8において左右方向に調整可能に設けられていてもよい。各隙間形成手段4において、各揺動ノズル21は図示しないブラケットによって一体的に連結されており、一体的に揺動可能に構成されている。
トレイ2上に積載されたシート6群の搬送方向下流側端部と隙間形成手段4との間であってシート6の幅方向ほぼ中央部には搬送阻止部材5が配設されている。一端が鈎型に曲折されて2箇所の分離部5a(図8参照)を形成された搬送阻止部材5は、図9に示すように、そのほぼ中程よりやや他端寄りをトレイ2の端板2aに揺動自在に支持されている。搬送阻止部材5の一端寄りには、一端を装置本体に固着された引張ばね25の他端が取り付けられており、搬送阻止部材5にはその他端を端板2aに当接させる向きの回動付勢力が付与されている。分離部5aの曲折角度θは90〜110度程度に設定されており、分離部5aよりも他端寄りにはシート6群の搬送方向下流側端面に対して接触する接触部5bが分離部5aと連続して形成されている。
隙間形成手段4と搬送阻止部材5との間の下方には揺動アーム26が配設されている。一端26aが曲折された棒状あるいは板状の揺動アーム26は、そのほぼ中程を端板2aに取り付けられたブラケット27によって揺動自在に支持されており、その他端にはカムフォロア26bが回転自在に取り付けられている。カムフォロア26bの近傍には、図示しない駆動手段により給紙動作と同期して回転駆動される、大径部28aと小径部28bとを有するカム28が配設されている。また、揺動アーム26の他端近傍には一端を装置本体に固着された引張ばね29の他端が取り付けられており、揺動アーム26にはカムフォロア26bをカム28に当接させる向きの回動付勢力が付与されている。
揺動アーム26はシート6の幅方向ほぼ中央部に配設されており、一端26aの先端が搬送阻止部材5の背面に接触可能であると共に、その曲折部には、中央に配置された揺動ノズル21にのみ設けられた係合部21aに対して係合可能な円柱状あるいはローラ状の係合部材26cが設けられている。
上述の構成に基づき、以下にこのシート搬送装置1の動作について説明する。図示しないスタートスイッチが押下されると、図示しない昇降手段が作動してトレイ2が上昇を開始する。そして、吸着搬送ユニット3と最上位シート6aとの隙間が所定間隔となった時点でシート位置検出センサ11が最上位シート6aを検知し、図示しない昇降手段の作動が停止してトレイ2の上昇が停止する。トレイ2の上昇が停止すると、所定のタイミングで吸引ファン16及び送風ファン19が作動すると共に、図示しない駆動手段が作動してカム28が図9において時計回り方向に回転駆動される。
搬送阻止部材5が、図9に示すようにその接触部5bをトレイ2上のシート6群の搬送方向下流側端面から離間させた離間状態において、送風ファン19から送られた空気はエルボ部材20及び揺動ノズル21を介してシート6群の搬送方向下流側端面に吹き付けられ、図9に示すように最上位シート6aとその下位のシート6との間に徐々に空気が入り込む。
カム28の回転に伴い、カムフォロア26bのカム28との接触位置が大径部28aから小径部28bへと移動するに連れ、引張ばね29の付勢力により揺動アーム26が図9において時計回り方向に揺動を開始する。この揺動前の状態において係合部材26cと係合部21aとが係合状態を保っており、揺動ノズル21は引張ばね24の付勢力に抗してその送風口21bを最上位シート6a付近に位置させている。
揺動アーム26が揺動すると、係合部材26cに係合部21aを係合させた揺動ノズル21が引張ばね24の付勢力によって図9において突起20bを中心に反時計回り方向に揺動し、送風口21bの位置が下方から上方へと移動する。この送風口21bの移動により送風口21bより吹き出される空気流も移動し、シート6群の端面に吹き付けられる空気流の中心線に対してその上方に残るシート6の枚数が徐々に減少するため、吸着搬送ユニット3に対して遠い部分(下方)から近い部分(上方)にかけて空気流によって形成される隙間が徐々に大きくなり、最上位シート6aを下位のシート6から良好に分離することができる。また、空気流の中心線を挟み、下側(トレイ2側)に位置するシート6は順次トレイ2側へと戻されていくので、空気流によるシート6の分離が促進される。
揺動アーム26の揺動が進み、図10に示すように係合部材26cが係合部21aから離間すると、揺動ノズル21はその端部を係止片20aに接触させることでその揺動を停止する。揺動ノズル21の揺動停止位置は、シート6の分離を良好に行うことができる位置に定められており、揺動ノズル21の揺動角度は例えば5〜10度程度に設定されている。
分離された最上位シート6aは、孔部14aと吸引孔15bとが重なったときに吸引ファン16の作用を受け、各無端ベルト14に吸着される。また、段差部15cにおいてもシート6は吸引孔15dを介して吸引ファン16の作用を受け、上方に引き付けられる。このとき、シート搬送方向上流側では図4に示すように、シート搬送方向下流側では図5に示すように最上位シート6aが段差部15cに吸着され、上述したような良好な作用を及ぼす。
さらに揺動アーム26の揺動が進み、図11に示すように一端26aによって搬送阻止部材5が押されることにより搬送阻止部材5が揺動されると、その分離部5aが最上位シート6aとその下位のシート6との間に入り込むと共に、接触部5bがシート6群の端面に接触する。このとき、分離部5aと接触部5bとの境界部において、上方に浮き上がったシート6が下方へと戻され、さらに接触部5bがシート6の端面に接触するのでシート6を整然と分離することができる。
分離された最上位シート6aは吸着搬送ユニット3によってレジストローラ対9へと搬送され、レジストローラ対9が所定のタイミングで作動することにより画像形成に供されることとなる。
上述の構成により、隙間形成手段4が最上位シート6aとその下位のシート6との間に確実に隙間を形成し、搬送阻止部材5が分離部5aを形成された隙間に挿入するので、トレイ2上からの最上位シート6aの分離が確実に行われる。また、段差部15cが設けられていることにより吸着箱15に吸着された最上位シート6aが自然な波形状を呈し、最上位シート6aとその下位のシート6との間に大きな隙間を形成することができる。
上記実施形態の変形例として、搬送阻止部材5に代えて図12に示す搬送阻止部材30を用いてもよい。この搬送阻止部材30は、接触部30bが形成された第1部材30Aと、2箇所の分離部30a及び2箇所の接触部30cが形成された第2部材30Bとから構成されている。第1部材30Aには2箇所に長穴30dが形成されており、各長穴30cに係合する止めねじ31によって第2部材30Bが上下方向に位置調整可能に取り付けられている。
この搬送阻止部材30を用いることにより、最上位シート6aとその下位のシート6との間に形成される隙間が小さい場合に、第1部材30Aと第2部材30Bとの相対位置を調整することにより分離部30aを前記隙間に対応させることが可能となる。なお、第1部材30Aと第2部材30Bとの相対位置を調整する際に、各接触部30b,30cはその高さ方向の位置が確実にラップするように設けられている。これにより、シート6の先端を確実に何れかの接触部30b,30cに接触させることができ、シート6の整合性を保持することができる。
上記実施形態及び変形例では、段差部15cに円形の吸引孔15dを複数設け、各吸引孔15dをシート搬送方向上流側から下流側に向かうに連れてその開孔面積が減少するように配置したが、各吸引孔15dに代えて図13に示すように、開孔面積がそれぞれ異なる複数の長穴状の吸引孔15eを形成し、シート搬送方向上流側から下流側に向かうに連れてその開孔面積が減少するように配置した構成としてもよい。この構成によっても上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
上記実施形態及び変形例の他の変形例として、図14及び図15に示すように、各吸引孔15d,15eの近傍にシート搬送方向と同方向に形成された複数の突条32を設ける構成としてもよい。この構成により、搬送時におけるシート6の段差部15cに対する摩擦抵抗を軽減でき、良好なシート搬送を行うことができる。各突条32の高さは、吸引ファン16により発生する負圧の大きさと各無端ベルト14が有するシート搬送に関する物性値(例えば摩擦係数)とから実験した結果、本実施形態においては0.2〜0.7mm程度であれば、吸引のロスを最小限に抑えながら各無端ベルト14とシート6とのスリップがほとんどない状態でシート搬送が可能であった。もちろん、前記負圧の大きさと前記物性値により各突条32の高さは異なることになる。
また、図1からもわかるように、駆動ローラ12、トレイ2、レジストローラ対9等の位置を従来の給紙ローラ及び分離パッドを有するタイプのシート搬送装置と同様に構成できるので、給紙ローラの駆動部を流用することも可能となり、従来機に対して最小限の設計変更で比較的容易に吸着搬送タイプのシート搬送装置に改造することも可能である。
本発明の一実施形態を採用したシート搬送装置の概略正面図である。 本発明の一実施形態に用いられる吸着搬送ユニットの概略底面図である。 本発明の一実施形態に用いられる吸着搬送ユニットの部分正面図である。 本発明の一実施形態におけるシート搬送方向上流側での段差部に対するシートの挙動を説明するための概略図である。 本発明の一実施形態におけるシート搬送方向下流側での段差部に対するシートの挙動を説明するための概略図である。 本発明の一実施形態に用いられる隙間形成手段の概略正面図である。 本発明の一実施形態に用いられる隙間形成手段の概略平面図である。 本発明の一実施形態に用いられる吸着搬送ユニットと各隙間形成手段と搬送阻止部材との位置関係を示す概略図である。 本発明の一実施形態における搬送初期での隙間形成手段及び搬送阻止部材を説明するための概略図である。 本発明の一実施形態における搬送中期での隙間形成手段及び搬送阻止部材を説明するための概略図である。 本発明の一実施形態における搬送後期での隙間形成手段及び搬送阻止部材を説明するための概略図である。 本発明の一実施形態の変形例に用いられる搬送阻止部材を示す概略図である。 本発明の一実施形態の他の変形例に用いられる吸引孔を示す概略図である。 本発明の一実施形態の他の変形例に用いられる突条を示す概略図である。 本発明の一実施形態の他の変形例に用いられる突条を示す概略図である。
符号の説明
1 シート搬送装置
2 トレイ
3 吸着搬送ユニット
4 隙間形成手段
5,30 搬送阻止部材
5a,30a 分離部
5b,30b,30c 接触部
6 シート
6a 最上位シート
12 駆動ローラ
13 従動ローラ
14 無端ベルト
15 吸着箱
15a 平面部
15b 吸引孔
15c 段差部
15d 吸引孔
16 負圧発生手段(吸引ファン)
32 突条

Claims (7)

  1. 多数のシートを積載するトレイと、前記トレイの上方に設けられ前記トレイ上のシート群より1枚のシートを吸着搬送する吸着搬送ユニットと、前記シート群の搬送方向下流側端面に空気を噴出して最上位シートとその下位のシートとの間に隙間を形成する隙間形成手段と、前記吸着搬送ユニットにより前記最上位シート以外のシートが搬送されることを阻止する搬送阻止部材とを有するシート搬送装置において、
    前記吸着搬送ユニットは、回転自在な一対のローラと、前記各ローラ間に所定の間隔をおいて掛け渡された複数の無端ベルトと、前記各ローラ及び前記各無端ベルトによって形成される空間内に設けられ前記トレイ上のシートに対向する対向面であって前記各無端ベルトの移動経路と対応する部位が前記各無端ベルトとほぼ平行な平面状をなしこの平面部に複数の吸引孔を有する吸着箱と、前記吸着箱の内部を負圧にする負圧発生手段とを有し、
    前記吸着箱は、その前記対向面における前記各無端ベルト間に対応する部位が前記各平面部よりもシート搬送方向上流側から下流側に向かうに連れて前記トレイ上のシートより遠ざかる向きに傾斜した凹状を呈する段差部を有し、該段差部に複数の吸引孔を有することを特徴とするシート搬送装置。
  2. 請求項1記載のシート搬送装置において、
    前記段差部に設けられた複数の吸引孔は、シート搬送方向上流側から下流側に向かうに連れてその開孔面積が減少するように形成されていることを特徴とするシート搬送装置。
  3. 請求項1または2記載のシート搬送装置において、
    前記隙間形成手段は前記最上位シートとその下位のシートとの間に隙間を形成すべく空気を噴出しつつ下方から上方へ向けて移動することを特徴とするシート搬送装置。
  4. 請求項1ないし3の何れか1つに記載のシート搬送装置において、
    前記搬送阻止部材は前記シート群の搬送方向下流側端面に対して接離自在であり、前記端面に当接した際に前記最上位シートとその下位のシートとを分離させることを特徴とするシート搬送装置。
  5. 請求項4記載のシート搬送装置において、
    前記搬送阻止部材は前記端面に接触する接触部と前記最上位シートとその下位のシートとの隙間に入り込む分離部とを有することを特徴とするシート搬送装置。
  6. 請求項5記載のシート搬送装置において、
    前記分離部は前記接触部からシート搬送方向上流側に向けて90度以上傾いて設けられていることを特徴とするシート搬送装置。
  7. 請求項1ないし6の何れか1つに記載のシート搬送装置において、
    前記段差部はその吸引孔の周辺にシート搬送方向とほぼ平行な複数の突条を有することを特徴とするシート搬送装置。
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