JP4428872B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば複写機、プリンタ等の静電記録方式や電子写真記録方式等を採用した画像形成装置に関するものであり、特に複数の色を重ね合わせるカラー画像形成装置に適用される。
【0002】
【従来の技術】
従来、図5に示すように、4つの像担持体を備えたフルカラー画像形成装置がある。
【0003】
同図に示すカラー画像形成装置は、4個の感光体ドラム1(1a,1b,1c,1d)を備えており、それぞれの感光体ドラム1の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラム1表面を均一に帯電する帯電手段2(2a,2b,2c,2d)、画像情報に基づいてレーザビームを照射し感光体ドラム1上に静電潜像を形成する露光手段3(3a,3b,3c,3d)、感光体ドラム1上の静電潜像にトナーを付着させてトナー像として顕像化する現像手段4(4a,4b,4c,4d)、感光体ドラム1上のトナー像をシートに転写させる転写手段(転写ローラ)5(5a,5b,5c,5d)、転写後の感光体ドラム1表面に残った転写後トナーを除去するクリーニング手段6(6a,6b,6c,6d)等が配設されて画像形成手段が構成されている。
【0004】
ここで、感光体ドラム1と帯電手段2、現像手段4、トナーを除去するクリーニング手段6は一体的にカートリッジ化されプロセスカートリッジ7(7a,7b,7c,7d)を形成している。
【0005】
また、シート供給部8から給送されたシートは搬送ベルト9a等で構成された搬送部9によって画像形成手段へ搬送され、各色トナー像が順次転写されてカラー画像がシート上に記録された後、定着手段10で画像定着されて排出ローラ12によって排出積載部13へ排出される。
【0006】
また両面印字の際は、定着手段10で転写材Sが定着されて排紙ローラ12によって排紙される前に、排紙ローラ12を逆転することにより、不図示の両面搬送経路に搬送される。両面搬送経路に搬送されたシートは、装置本体正面にある斜送ローラを通過し、Uターンローラまで垂直下方向に搬送され、Uターンローラ及びレジストローラ8cによって再度、搬送部9に搬送され、第2面に画像形成が行われる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じていた。
【0008】
レジストローラ8cから送り出されたシートは吸着ローラ9fによって搬送ベルト9aに吸着された後、第1画像転写領域Tp1へ移動し転写に供されるが、ここで問題となるのはレジストローラ8cのシート搬送速度V2と搬送ベルト9aのシート搬送速度V1の関係である。
【0009】
まず、レジストローラ8cのシート搬送速度V2と搬送ベルト9aのシート搬送速度V1が全く等速であれば問題はないのであるが、レジストローラ8c,搬送ベルト駆動ローラ9bの外径は公差をもっており、また各ローラのおかれている環境、通紙枚数によってもその外径や表面の摩擦係数等は変化するため、シート搬送速度を全く等しい状態を保つこと不可能である。
【0010】
また1対のローラ対からなるレジストローラ8cは、ゴム材と鉄材のローラが両方駆動し十分な搬送力を持ってシートを搬送する。
【0011】
一方で搬送ベルト吸着ポイントKpでは搬送ベルト(その材料としてPVdF(ポリフッ化ビニリデン)などが用いられる)9aと駆動または従動する吸着ローラ9fでシートを挟持搬送する。
【0012】
このため、搬送ベルト9aの搬送力はレジストローラ8cと比較して小さい値となってしまい、転写中のシートへ悪影響を及ぼすことが多い。
【0013】
例えば、V2<V1では、図中Hにて示すようにレジストローラ8cと搬送ベルト9aでシートの引っ張り合いを起こし、シートを搬送ベルト9aに対して上流側に滑らせたり、搬送ベルト9aを駆動ローラ9bに対して回転方向と反対方向に滑らせたり、更に搬送ベルト駆動モータ(不図示)の回転運動にまで悪影響を及ぼしたりし、シートの画像が所定の位置に転写できない問題が発生する。
【0014】
そして、シートの後端がレジストローラ8cを通過した後、シートが通常のシート搬送速度に戻って転写されるが、上記理由からシートがレジストローラ8cに挟持されている時に、転写中の色とそうでないときに転写中の色との間にずれが発生してしまう。
【0015】
以上の理由から通常レジストローラ8cと搬送ベルト9aの速度関係はV2>V1に設定されている。
【0016】
また、上記のようにこの状態を環境、通紙枚数によらず一定に保つためには最初に十分な速度差をつける必要があり、例えばV2をV1の1%増程度に初期設定しなければならない。
【0017】
この場合はV2<V1の場合とは逆にレジストローラ8cがシートをその進行方向に押すことになるが、その押す力はレジストローラ8cと吸着ローラ9fの間に図中Rにて示すようにシート搬送方向と垂直方向にループを形成することで逃すことができる。
【0018】
しかし、例えば搬送ベルト速度が100mm/sでレジストローラが1%速い場合、A3用紙でループ長さは4mm程度となり、レジストローラ8cと吸着ローラ9f間の距離Lによってシートに大きな曲率を作らなければならない。
【0019】
また、シートの腰が強い、例えば秤量が127g/m2以上の厚紙等の場合や更に本従来例のごとくレジストローラ8cのシート搬送平面と搬送ベルト9aのシート搬送平面が略平面状の場合は特にループができ難く、レジストローラ8cがシートを押す力を逃し切れない。
【0020】
その結果、シートを搬送ベルト9aに対して下流側方向に滑らしたり、搬送ベルト9aをシートを通じて駆動ローラ9bに対して回転方向に滑らせたり、更に搬送ベルト駆動モータ(不図示)の回転運動にまで悪影響を及ぼしたりし、画像がシートの所定の位置に転写できない問題が発生する。
【0021】
また、特に近年、装置本体サイズが小さくなる傾向があるが、それに伴いレジストローラ8cと吸着ローラ9f間距離Lも小さくなってきている。
【0022】
このとき、レジストローラ8cのシート搬送速度V2と搬送ベルト9aのシート搬送速度V1の速度差が同じ場合、レジストローラ8cと吸着ローラ9f間にできるループの大きさも同じになるが、ループの曲率はレジストローラと吸着ローラ間距離Lが小さくなるのに伴って大きくなる。
【0023】
この場合、レジストローラ8cがシートを押す力やシート後端がレジストローラ8cを抜ける時のショックも大きくなってしまうという不具合があった。
【0024】
また、レジストローラ8cと吸着ローラ9f間距離Lが小さいと腰の強いシートではループを形成することができず、レジストローラ8cがそのシート搬送速度でシートを押してしまい色ずれの原因となってしまう。
【0025】
以上のように、本体サイズの小さい画像形成装置、特にカラーLBPのようにシートに複数回転写を行なうものでは、レジストローラ8cによる画像伸縮、色ずれ、画像ショック跡が問題となっていた。それは特に本体サイズが小さい画像形成装置やレジストローラ8cのシート搬送方向と搬送ベルト9aのそれが略平面状である画像形成装置で顕著であった。
【0026】
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、画像伸縮、色ずれ、画像ショック跡を防止したシート搬送が可能な画像形成装置を提供することにある。
【0027】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明にあっては、画像形成手段によってシート上に画像が形成される画像形成位置でシートを搬送する第1搬送手段と、該第1搬送手段へ向けてシートを搬送する、ローラ対で構成された第2搬送手段と、該第2搬送手段に向けてシートを搬送する、ローラ対で構成された第3搬送手段と、を備えた画像形成装置において、前記第2搬送手段及び前記第3搬送手段を構成するローラ対の駆動軸には、それぞれワンウェイクラッチが設けられ、さらに、前記第1搬送手段によるシート搬送速度をV1、前記第2搬送手段によるシート搬送速度をV2、前記第3搬送手段によるシート搬送速度をV3としたときに、シート搬送速度の関係がV1≧V3>V2を満たしていることにより、前記第3搬送手段、及び前記第2搬送手段によってシートが搬送され、かつシートの搬送方向の先端が前記第1搬送手段に到達するまでの間においては、シートの前記第2搬送手段及び前記第3搬送手段との間にループが形成され、前記先端が前記第1搬送手段に到達し、シートが前記第1搬送手段によって搬送され前記第1搬送手段の搬送力によって搬送方向に引っ張られることにより、前記第2搬送手段に設けられている前記ワンウェイクラッチが働き、前記第2搬送手段に設けられている前記ワンウェイクラッチが働いているときには前記第2搬送手段及び前記第3搬送手段との間の前記ループが保たれるか若しくは少なくなり、前記ループがなくなった場合には、前記第1搬送手段の搬送力によって搬送方向にシートが引っ張られることにより、前記第3搬送手段に設けられている前記ワンウェイクラッチが働くことを特徴とする。
【0033】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態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。
【0034】
本発明の実施の形態に係る画像形成装置を説明する。尚、説明において、発明が具現化されるカラー画像形成装置については従来技術と同様に図5を用いて全体的構成、機能を説明する。
【0035】
同図に示すカラー画像形成装置は、4個の感光体ドラム1(1a,1b,1c,1d)を備えており、それぞれの感光体ドラム1の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラム1表面を均一に帯電する帯電手段2(2a,2b,2c,2d)、画像情報に基づいてレーザビームを照射し感光体ドラム1上に静電潜像を形成する露光手段3(3a,3b,3c,3d)、感光体ドラム1上の静電潜像にトナーを付着させてトナー像として顕像化する現像手段4(4a,4b,4c,4d)、感光体ドラム1上のトナー像をシートに転写させる転写手段(転写ローラ)5(5a,5b,5c,5d)、転写後の感光体ドラム1表面に残った転写後トナーを除去するクリーニング手段6(6a,6b,6c,6d)等が配設されて画像形成手段が構成されている。
【0036】
ここで、感光体ドラム1と帯電手段2、現像手段4、トナーを除去するクリーニング手段6は一体的にカートリッジ化されプロセスカートリッジ7(7a,7b,7c,7d)を形成している。
【0037】
また、シート供給部8から給送されたシートは、第3搬送手段としての中間搬送ローラ8b,第2搬送手段としてのレジストローラ8cを経て、第1搬送手段としての搬送ベルト9a等で構成された搬送部9によって画像形成手段へ搬送され、各色トナー像が順次転写されてカラー画像がシート上に記録された後、定着手段10で画像定着されて排出ローラ12によって排出積載部13へ排出される。
【0038】
また両面印字の際は、定着手段10で転写材Sが定着されて排紙ローラ12によって排紙される前に、排紙ローラ12を逆転することにより、不図示の両面搬送経路に搬送される。両面搬送経路に搬送されたシートは、装置本体正面にある斜送ローラを通過し、Uターンローラまで垂直下方向に搬送され、Uターンローラ及びレジストローラ8cによって再度、搬送部9に搬送され、第2面に画像形成が行われる。
【0039】
本実施の形態における特徴部分について、図1〜図4の要部拡大図を用いて詳細に説明する。図1〜図3にはシートの供給部(カセット)8からの通紙状態を時間順に示す。また、図4にはカセット、マルチ給紙、両面搬送時の通紙状態を示す。
【0040】
まず、第2搬送手段であるレジストローラ8cと第1搬送手段である搬送ベルト9aにまたがったシートPのシート搬送速度の関係について説明をする。
【0041】
レジストローラ8cから搬送ベルト9aへ搬送されるシートPは、図1に示すように、レジストローラ8cのシート搬送方向及びガイド14によって第1ループを形成する。この時のシートPのシート搬送速度はレジストローラ8cのシート搬送速度V2となっている。
【0042】
シートPが吸着ローラ9fに突入すると、両者の搬送速度の差(レジストローラ搬送速度V2<搬送ベルト搬送速度V1)から、搬送された距離に比例して次第に第1ループは減少していく。
【0043】
そして、第1ループが完全になくなった時点でのレジストローラ搬送速度をV2’とすると、レジストローラ8cに組み込まれたワンウェイクラッチ機構が働きだすことにより、V2’は搬送ベルト搬送速度V1と同じ速度(V2’=V1)となる。即ち、レジストローラ8cのシート搬送速度は、搬送ベルト9aのシート搬送力に引張られて搬送ベルト搬送速度V1と同じ速度となる。
【0044】
つまり、レジストローラ8cより下流のシートPの搬送速度は転写時と同じV1となるので、レジストローラ8cの搬送速度に起因する画像伸縮、色ずれを防止することができる。
【0045】
ちなみに、本実施形態ではレジストローラ8cのワンウェイクラッチ機構が動作する力は1.96N(A4サイズ紙時)となっており、また、シートPの吸着力の最も小さいH/H環境(高温高湿環境)においても、シートPが第1画像転写領域Tpに到達した時点での搬送ベルト9aのシートPの搬送力は5.88N(A4サイズ紙時)あるので、レジストローラ8cのワンウェイクラッチ機構を動作させるには十分である。
【0046】
次に、第3搬送手段である中間搬送ローラ8bと第2搬送手段であるレジストローラ8c間のシートPの搬送速度関係について述べる。
【0047】
まず、中間搬送ローラ8bとレジストローラ8cにまたがって搬送されるシートは、図1,図2に示すように、両者の搬送速度の差(中間搬送ローラ搬送速度V3>レジストローラ搬送速度V2)から、搬送された距離に比例して次第に、両者間の第2ループは大きくなっていく。
【0048】
そして、シートPが搬送されていくと、前述したように第2ループがなくなりレジストローラ搬送速度V2’=V1となるので、第1ループが無くなった時点で、V3≦V2’(本実施形態は、中間搬送ローラ搬送速度V3≦搬送ベルト搬送速度V1となっている。)という搬送速度関係になり、中間搬送ローラ8bとレジストローラ8c間の第2ループは、保たれるか徐々に減少していくこととなる。
【0049】
そして、ループ2が完全に無くなった場合(図3)の中間搬送ローラ8bの搬送速度をV3’とすると、中間搬送ローラ8bに組み込まれたワンウェイクラッチ機構が働きだすことにより、V3’はV1及びV2’と同じ速度(V3’=V1=V2’)となる。即ち、中間搬送ローラ8bのシート搬送速度は、搬送ベルト9aのシート搬送力に引張られて搬送ベルト搬送速度V1と同じ速度となる。
【0050】
つまり、中間搬送ローラ8bより下流のシートPの搬送速度は転写時と同じV1となるので、中間搬送ローラ8bの搬送速度に起因する画像伸縮、色ずれを防止することができる。
【0051】
ちなみに、本実施形態では中間搬送ローラ8bのワンウェイクラッチ機構が動作する力は1.47N(A4サイズ紙時)となっている。
【0052】
ここで、搬送ベルト9aの搬送力、レジストローラ8cの引抜力、中間搬送ローラ8bの引抜力及びバックテンションと搬送速度の関係について述べる。
【0053】
搬送ベルト9aのシートPの吸着力(搬送ベルト9aの搬送力)をFk、レジストローラ8cの紙引抜力をFr、中間搬送ローラ8bの引抜力をFt、バックテンションをFbとすると、画像伸縮や色ずれ等の画像不良を防止するためには、Fk>Fr+Ft+Fbの関係を保ち、常に搬送ベルト9aの搬送速度を一定(V1)にしなければならない。
【0054】
しかしながら、中間搬送ローラ8bとレジストローラ8c間の第2ループが形成されている間においては、中間搬送ローラ8bの引抜力とバックテンションは無視できるので、上記関係はFk>Frの関係さえ保てば、搬送ベルト9aの搬送速度を一定にでき、画像伸縮や色ずれは発生しない。
【0055】
また、第2ループがなくなり、Fk>Fr+Ft+Fbの関係を満たさなければならなくなったとしても、第2ループがなくなる時点では、シートPが第2、第3画像転写領域Tp2,Tp3に達しているため、搬送ベルト9aの搬送力Fkは大きくなっており、上記関係は十分満足できる。
【0056】
ここで上記バックテンションについて述べる。シートP搬送時の主なバックテンションとして、レジストローラ8cと中間搬送ローラ8b間のガイドとシートPの摺動抵抗によるものと、中間搬送ローラ8bの上流に配置されるピックアップローラ(不図示)のシートPへの摩擦抵抗がある。
【0057】
前者に関しては、図4に示すように、レジストローラ8cと中間搬送ローラ8b間にシートPが直線上に張られた時、カセット等の供給部8側の搬送ガイド15は、前記直線上に張られたシートに接触しない位置に配置されているため、シートPの摺動抵抗はない。
【0058】
また、外部のマルチトレイ側の搬送ガイド16は、軸16Pを中心として揺動する構造となっており、シートPが直線上に張られた場合、図中の破線で示した位置から実線部で示した位置に揺動し、シートPとの摺動抵抗は0.098N程度とかなり小さくなっている。
【0059】
また、両面搬送経路の搬送ガイド17は、転写材Pに対して従動回転を行う構造となっている為、摺動抵抗は0.294Nとかなり小さい。
【0060】
また、後者のピックアップローラ18の転写材Pへの摩擦抵抗に関しては、中間搬送ローラ8bとレジストローラ8c間に第2ループが形成されているうちに、シートPがピックアップローラ18と接触しない位置に搬送されているので、バックテンションにはならない。
【0061】
上記構成としているため、いずれにおいても搬送ガイドは、シートが直線上に張られた時、シートPから退避するので、シートP搬送時のバックテンションは非常に小さくなっている。
【0062】
ここで、レジストローラ8c、中間搬送ローラ8b、搬送ベルト駆動ローラ9bの製造時に発生する外径公差、各ローラの温度変化や耐久による外径変化や摩擦係数の変化等による各ローラの搬送速度のバラツキについて説明する。
【0063】
まず、搬送ベルト駆動ローラ9bによる搬送ベルト搬送速度V1についてだが、V1は搬送ベルト9aにより従動回転を行う従動ローラ9eの回転をセンサ(不図示)で検知することにより、絶対速度で±0.15%以内(外径公差、環境変動、耐久変化、検知誤差含む)に制御している。
【0064】
次にレジストローラ8cによる搬送速度V2,中間搬送ローラ8bによる搬送速度V3についてだが、レジストローラ8cと中間搬送ローラ8bは同じ材質、同一外径としているため、2つのローラ間での温度変化や耐久による外径変化や摩擦係数の変化は常に同じとなっている。
【0065】
また、レジストローラ8cと中間搬送ローラ8bは同じモータで駆動されており、各ローラの減速比を変えることで常にV3>V2となるようにしている。ちなみに本実施形態ではV3がV2に対し1%程度速い設定としている。
【0066】
次に搬送ベルト搬送速度V1と中間搬送ローラ搬送速度V3についてだが、本実施形態ではV1がV3に対し0.5%程度速い設定としている。これは、仮に中間搬送ローラ8bの製造バラツキや環境や耐久による外径変化、摩擦係数変化や紙種等による搬送速度のバラツキが1%あり、V3がV1より0.5%速くなったとしても、V1>V3の関係は保たれ、搬送ベルトの搬送力Fk>レジストローラ引抜力Frであることから、常にV1は安定するからである。
【0067】
また、仮にV1<V2となったとしても、レジストローラ8cの搬送方向、及びガイド14によって、レジストローラ8cと吸着ローラ9f間に第1ループを作りやすい構成としているので、秤量127g/m2程度の厚紙でもループができ、V2がV1より0.5%速いまでは、厚紙においても色ズレや、レジストローラ8cからシートPが抜けた時のショックが画像に現れないことを確認している。
【0068】
なお、本実施形態では搬送ベルト搬送方向に対して、レジストローラ8cの搬送方向を20度傾けているが、10度から30度の間であれば同様の第1ループを作りやすい効果が得られた。
【0069】
これらのことから、搬送ベルト搬送速度V1は常に安定しており、転写部より上流側のレジストローラ8cや中間搬送ローラ8bの搬送速度に起因する画像伸縮、色ずれを防止することができる。
【0070】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、第2搬送手段や第3搬送手段に起因する画像伸縮、色ずれ、画像ショック跡を防止することができ、高品質の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置の要部を説明する側断面図である。
【図2】本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置の要部を説明する側断面図である。
【図3】本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置の要部を説明する側断面図である。
【図4】本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置の要部を説明する側断面図である。
【図5】カラー画像形成装置の全体構成を説明する側面図である。
【符号の説明】
1 感光体ドラム
2 帯電手段
3 露光手段
4 現像手段
5 転写手段
6 クリーニング手段
7 プロセスカートリッジ
8 シート供給部
8b 中間搬送ローラ
8c レジストローラ
9 搬送部
9a 搬送ベルト
9b 搬送ベルト駆動ローラ
9e 従動ローラ
9f 吸着ローラ
10 定着手段
12 排紙ローラ
13 排出積載部
14 ガイド
15 搬送ガイド
16 搬送ガイド
16P 軸
17 搬送ガイド
18 ピックアップローラ

Claims (5)

  1. 画像形成手段によってシート上に画像が形成される画像形成位置でシートを搬送する第1搬送手段と、
    該第1搬送手段へ向けてシートを搬送する、ローラ対で構成された第2搬送手段と、
    該第2搬送手段に向けてシートを搬送する、ローラ対で構成された第3搬送手段と、を備えた画像形成装置において、
    前記第2搬送手段及び前記第3搬送手段を構成するローラ対の駆動軸には、それぞれワンウェイクラッチが設けられ、さらに、
    前記第1搬送手段によるシート搬送速度をV1、前記第2搬送手段によるシート搬送速度をV2、前記第3搬送手段によるシート搬送速度をV3としたときに、シート搬送速度の関係がV1≧V3>V2を満たしていることにより、
    前記第3搬送手段、及び前記第2搬送手段によってシートが搬送され、かつシートの搬送方向の先端が前記第1搬送手段に到達するまでの間においては、シートの前記第2搬送手段及び前記第3搬送手段との間にループが形成され、
    前記先端が前記第1搬送手段に到達し、シートが前記第1搬送手段によって搬送され前記第1搬送手段の搬送力によって搬送方向に引っ張られることにより、前記第2搬送手段に設けられている前記ワンウェイクラッチが働き、
    前記第2搬送手段に設けられている前記ワンウェイクラッチが働いているときには前記第2搬送手段及び前記第3搬送手段との間の前記ループが保たれるか若しくは少なくなり、前記ループがなくなった場合には、前記第1搬送手段の搬送力によって搬送方向にシートが引っ張られることにより、前記第3搬送手段に設けられている前記ワンウェイクラッチが働くことを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記第2搬送手段と前記第3搬送手段との間には、シートの搬送方向をガイドするシート搬送ガイドが設けられており、
    前記第1搬送手段の搬送力によって搬送方向にシートが引っ張られて前記第2搬送手段及び前記第3搬送手段との間の前記ループが少なくなると、前記シート搬送ガイドがシートから待避する方向に揺動することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記第2搬送手段と前記第1搬送手段との間にはガイドが設けられ、
    シートの先端が前記第1搬送手段へ向かうように前記第2搬送手段によってシートが搬送される際に、シートを前記ガイドに接触させつつ前記1搬送手段へ搬送することにより、前記第2搬送手段と前記第1搬送手段との間においてシートにループを形成可能であることを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。
  4. 前記第1搬送手段は、シートを表面に吸着させて搬送する搬送ベルトであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  5. 前記搬送ベルトにシートを吸着させる吸着部材を設けたことを特徴とする請求項に記載の画像形成装置。
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