JP5116360B2 - シート搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、シートを搬送する際に発生する騒音を減少したシート搬送装置と、このシート搬送装置を備えた画像形成装置とに関する。
従来、シートを搬送するシート搬送装置は、シート状の原稿を画像読取位置に自動的に給送する原稿給送装置、シートに画像を形成する画像形成装置、或いはシート束を綴じたり、折り曲げたりするシート処理装置などに備えられている。
シート搬送装置には、図12に示すように、シートPを、弾性部材で形成されて矢印方向に回転する搬送ローラ対200によって、湾曲したガイド板201,202に沿わせて搬送するようになっているものがある。
このシート搬送装置において、搬送ローラ対200とガイド板201,202との間隔は、例えば、シートPの先端がカールしていた場合でも引っかかることなく円滑に搬送できる距離に設定されている。つまり、搬送ローラ対200のニップ200aにおける接線であるニップ線Lとガイド板201,202のシート搬送方向の上流端201a,202aとの間隔が、カールしたシートの先端が引っ掛からないように、確保されている。なお、203は、シートPを検知するためのシート検知センサ203である。
しかし、湾曲外側のガイド板201の上流端201aとニップ線Lとの間隔が開き過ぎていると、シートPの後端部Pfは、搬送ローラ対200から抜けた直後に、湾曲状態が開放されて、ガイド板201に衝突して異音(後端ハネ音)を発生させることがあった。特に、シートPが、厚紙のような坪量の大きい場合、顕著に後端ハネ音が発生していた。後端ハネ音は、シートが搬送ローラ対200を通過する度に発生するので、不快な騒音の一種となっていた。
この問題に対処するシート搬送装置が特許文献1に開示されている。図12を利用して、特許文献1に記載のシート搬送装置を概略説明する。特許文献1におけるガイド板201は、回転中心Cを中心にしてシートの搬送を邪魔しない程度にシートの厚み方向に傾くようになっている。ガイド板201は、シートが搬送されてくると、シートに押されて、回転中心Cを中心に時計方向に回転して、上流部201fが矢印E方向に傾き、下流端部201bが矢印D方向に傾くようになっている。そして、ガイド板201の上流部201fは、シートPの後端部Pfが搬送ローラ対200を抜けるとき、搬送ローラ対200の接線L上に位置するようになっている。したがって、ガイド板201は、シートPの後端部Pfが搬送ローラ対200を抜けて上流部201fに跳ねて衝突するときの衝撃を緩和して、シートの後端ハネ音を小さくしている。
特開2003−192180号公報
しかし、従来の特許文献1に記載のシート搬送装置は、下記の問題が生じていた。
搬送するシートPとしては、例えば52g/mの坪量のような厚みの薄いシートや、例えば40℃で80%のような高温高湿の環境下に放置されたシートがありうる。このようなシートPは、剛性が弱く、ガイド板201を押して、矢印E、D方向に回転させることができないことがある。また、シートPの搬送方向の長さによっても、ガイド板201を回転させることができないことがある。
したがって、従来のシート搬送装置は、どのようなシートに対しても、後端ハネ音を小さくすることが困難であった。また、従来のシート搬送装置は、シートの押圧力を利用してガイド板201を傾けるようになっているので、シートPにジャムが発生することがあった。
ところで、以上のシート搬送装置は、シートの搬送方向を変更するため、湾曲したガイド板201を使用したときの後端ハネ音について説明したが、後端ハネ音は、ガイド板201が湾曲していなくても、真っ直ぐであっても発生する。すなわち、ガイド板がストレートであっても、搬送ローラ対200からシートの後端部が抜けたとき、後端部が落下してガイド板に当たるため、後端ハネ音が発生することがある。
この場合、ガイド板は真っ直ぐであるため、シートに押されることが無く、矢印E、D方向に回転することができない。このため、従来の後端ハネ音を防止するシート搬送装置は、シートの搬送が真っ直ぐな個所に使用することができなかった。
あえて、従来のシート搬送装置を使用して、後端ハネ音を小さくすると、真っ直ぐなガイド板をわざわざ湾曲させなければならない。仮に真っ直ぐな個所に使用すると、シート搬送装置は、不必要に大型化、コストアップを招くことになる。
本発明は、シートを案内するガイド部材を積極的に傾かせて、剛性の弱いシートや、ガイド部材が真っ直ぐであっても、後端ハネ音を小さくすることのできるシート搬送装置を提供することにある。
本発明は、後端ハネ音を小さくしたシート搬送装置を備えて、動作音の静かな画像形成装置を提供することにある。
本発明のシート搬送装置は、シートを搬送するシート搬送回転体対と、前記シート搬送回転体対のシート搬送方向の下流側でシートを案内し、かつシートの厚み方向に移動可能なガイド部材と、前記ガイド部材の上流部をシートに接近離間させる連続回転するカムを有する移動手段と、を備え、前記移動手段のカムは、前記シート搬送回転体対によるシートの搬送に伴って前記ガイド部材上流部を前記シート搬送回転体対のニップの接線であるニップ線に、シートの搬送方向の長さが整数倍で異なるシートの内、最小長さのタイミングで接近するように移動させ、シートに接近させる速度より速い速度でシートから離間させる、ことを特徴とする。
本発明のシート搬送装置は、シート搬送回転体対によるシートの搬送に伴って、ガイド部材の上流部を移動手段によってニップ線に接近させることによって、シート搬送回転体対から送り出されたシートの後端部を上流部で受け止める。このため、本発明のシート搬送装置は、剛性の弱いシートや、ガイド部材が真っ直ぐであっても、ガイド部材でシートの後端部を確実に受け止めて、後端ハネ音を小さくすることができる。
本発明の画像形成装置は、後端ハネ音を小さくしたシート搬送装置を備えているので、動作音が静かな装置にすることができる。
以下、本発明の実施形態及び参考例のシート搬送装置と、このシート搬送装置を備えた画像形成装置とを図に基づいて説明する。なお、本実施形態において、取り上げる数値は、参考数値であって、本発明を限定するものではない。
(画像形成装置)
図1は、本発明の実施形態における画像形成装置のシート搬送方向に沿った断面図である。
原稿ガラス台114にユーザによって載置されて原稿圧板102下に原稿ガラス台114に押圧された不図示の原稿は、露光装置103によって露光されて、画像形成手段として感光ドラム104上に潜像として形成される。感光ドラム104上に形成された潜像は、現像装置105内のトナーによって顕画像化されてトナー画像となる。ピックアップローラ107は、カセット106内に載置されているシートPを給送する。シート搬送装置108は、そのシートを転写分離部110に送り込む。転写分離部110は、感光ドラム104上のトナー画像をシートに転写して、シートを感光ドラム104から分離する。その後、搬送部111は、シートを定着部112に送り込み、定着部112は、シートを加熱加圧してトナー画像をシートに定着させる。最後、画像形成装置100は、シートを外部の排紙トレイ113に排出する。
(シート搬送装置)
図2は、本発明の実施形態のシート搬送装置をシート搬送方向の下流側から見た図である。図3乃至図5はシート搬送装置の動作説明用の図であり、シート搬送方向に沿った断面図である。図3は、搬送ローラ対でシートの搬送を開始したときの状態図である。図4は、搬送ローラ対でシートを搬送している途中の状態図である。図5は、搬送ローラ対をシートが通過したときの状態図である。図6は本実施形態のシート搬送装置の制御ブロック図である。図7は、シート搬送装置のシーケンスを示すシーケンスチャートである。
なお、本実施形態のシート搬送装置108は、画像形成装置100に装備されているが、シート状の原稿を画像読取位置に自動的に給送する原稿給送装置や、シート束を綴じたり、折り曲げたりするシート処理装置にも備えられて、使用されるようになっている。
シート搬送装置の構造を説明する。
図3においてシートを搬送するシート搬送回転体対としての搬送ローラ対12は中心に金属の芯金があり、その外周には、厚さ約2mm程度のEPDM(エチレンプロピレン)系のゴムが巻かれている。シートPは、定速回転している搬送ローラ対12に入ると挟持されて、搬送され、上ガイド13aと下ガイド13bとの間に送り込まれる。
シート搬送装置108は、シートを案内するガイド部材としての金属板製、あるいは樹脂製の上ガイド13aと下ガイド13bを備えている。上ガイド13aと下ガイド13bは固定ピン16を中心にしてシートの厚み方向に傾動(移動)するよう(傾動可能)になっている。また、上ガイド13aと下ガイド13bは、後述する固定ピン16から離れる方向に湾曲した形状に形成されている。
図2に示すように上ガイド13aと下ガイド13bは、シートの幅方向の両端が接続されて一体化されている。シートの幅方向とは、シート搬送方向に対して直交する方向である。上ガイド13aと下ガイド13bは、下ガイド13bに設けた回転中心孔13cを画像形成装置100の本体側板14,15に突設された傾動中心である固定ピン16に係合されて支持されており、シートの厚み方向に傾動自在になっている。また、上ガイド13aと下ガイド13bは、本体側板14,15と上ガイド13aとの間に設けられた引っ張りばね17の弾性力によって、図3の矢印H方向(左回転方向)に引っ張られている。
上ガイド13aと下ガイド13bは、引っ張りばね17の弾性力によって、矢印H方向に引っ張られているが、下ガイド13bが樹脂製のカム20に受け止められて、回転を規制されている。カム20は金属製のカム軸21に固定されている。カム軸21は本体側板14,15に固定されている樹脂製の軸受22によって回転自在に支持されている。
カム20は、1回転する間に回転中心から外周面までの距離が変わるようになっている偏心カムである。上、下ガイド13a,13bは、引っ張りばね17の弾性力によって矢印H方向に引っ張られて、下ガイド13bがカム20の外周面20aに受け止められているので、移動手段であるカム20の回転に追従して、図3に示す矢印F方向に傾動するようになっている。これによって、下ガイド13bの上流部13bfは搬送ローラ対12のニップ線に接近離間するようになっている。なお、搬送ローラ対12のニップ線とは、搬送ローラ対12のニップにおける接線であり、図3及び図5のLで示す線である。
カム軸21の端部にはギア24(図2)が固定されている。このギア24は、本体側板14に固定されたパルスモータである給紙モータ25のギア26が噛合っている。ギア26は、ピックアップローラ107(図1)などを回転させるギア29(図2)にも噛合っている。このため、駆動源である給紙モータ25は、駆動力をギア26,24によってカム軸21に伝達してカム20を回転させるとともに、ギア29を介してピックアップローラ107などのシート供給部なども作動させるようになっている。
カム軸21には黒色等の光が非透過の樹脂製のフラグ33が固定されている。フラグ33は、フォトセンサであるポジションセンサ23を遮光して、カム軸21の回転方向の位置を検知するようになっている。
上ガイド13aには、黒色等の光が非透過の樹脂製のシート検知レバー18bを回転自在に支持する回転中心18aが設けられている。フォトセンサである紙検知センサ19は、進入したシートPによって傾動するシート検知レバー18bに遮光されると、シートPを検知するようになっている。
シート搬送装置108の動作を説明する。
図6において紙検知センサ19とポジションセンサ23のシートの後端位置情報がコントローラ27に入力されると、モータドライバ28を介して給紙モータ25が始動するようになっている。
画像形成装置100の動作開始と同時に給紙モータ25(図2)が始動する(図7のa)。給紙モータ25は、ピックアップローラ107(図1)を回転させて、カセット106内のシートPをシート搬送装置108に送る。このとき、フラグ33がホームポジションに位置していることをポジションセンサ23により検知される(図7のb)。
そして、図3に示すように、シートPの先端がシート搬送装置108に進入する。このとき、カム20が、下ガイド13bとカム軸21からの外周面20aまでの距離(以下「カムの高さ」と言う)が最小距離の部分に接触している(図7のc)。このため、上ガイド13a、下ガイド13bとの上流端13aa,13baは、シートPの先端Paから充分離れている。この距離は、経験上、5mm以上、確保することが好ましい。そして、シートPの先端Paは紙検知センサ19によって検知される(図7の紙検知センサ19のd)。
搬送ローラ対12によるシートPの搬送が進むにしたがって、カム20は図4に示すように反時計方向に回転する。このとき、図7に示すように、徐々に、カム軸21からの外周面20aまでの距離が長くなり(カムの高さが高くなり)、搬送中のシートPの先端Paと下ガイド13bの上流端13baとの距離が短くなっていく。そして、シートPの後端Peが搬送ローラ対12を抜ける直前において、カムの高さは最大に達して(図7のカム20の高さd)、下ガイド13bの上流端13baは、搬送ローラ対12のニップ12aを通る接線であるニップ線L上に位置している(図5)。このため、シートPの後端部Pfは、搬送ローラ対12を抜けたとき、直ぐに、下ガイド13bの上流部13bfに受け止められる。この場合、シートPの後端Peと下ガイド13bの上流端13baとの距離が0になるようにカム20の高さが設定されている。
そして、シートPの後端Peが、搬送ローラ対12を抜けて次のシートの先端が搬送ローラ対12に到達するまでの間(紙間時間)に、カム20は、高さを最初の最も低い高さまで素早く回転する。すなわち、図7のe、図7においてcd間よりもde間の方が、時間が短い。このため、カム20は、プロフィールを変化させられて、速やかに最初の高さまで戻すことのできるように、偏心カムが使用されている。すなわち、カム20は、下ガイド13bの上流部13bfを待避位置(図3に示す位置)からニップ線Lに接近させた速度より、速い速度で待避位置に戻すようになっている。その後は、以上の動作が繰り返される。
このように、搬送ローラ対12によるシートの搬送に伴って下ガイド13bが湾曲の内側方向に傾動して、下ガイド13bの上流部13bfがニップ線Lに接近する。そして、下ガイド13bの上流部13bfが、搬送ローラ対12から抜けたシートの後端部Pfを受け止めるため、シートの後端が下ガイド13bの上流部13bfに勢いよく当たることがなく、後端ハネ音を小さくすることができる。
また、下ガイド13bが速い速度で待機位置に戻るようになっているので、下ガイド13bは、次に搬送されてくるシートの先端を速やかに案内することができる。
次に、カム20の回転周期に特徴を持たせてあることについて説明する。
本実施形態のシート搬送装置108は、1つの給紙モータ25(図2)でカム20とピックアップローラ107(図1)とを同時に回転させるようになっている。このため、シートの搬送方向長さが変わったとき、給紙モータ25の回転数を制御しても、ピックアップローラのシート給送動作と、シートの後端Peが搬送ローラ対12を抜けるときにカム20の高さが最大になることとを同時に成立させることが困難である。
そこで、カム20の回転周期は次のように設定されている。図8は、長さの異なるシートA、Bが紙検知センサ19を通過するとき、紙検知センサ19がシートを検知したとき、カム20の高さの変化とを示したタイミングチャートである。
図8において、シートAのシート搬送の1サイクル当たりの時間TA、シートBのシート搬送の1サイクル当たりの時間TBが、例えば、2秒:1秒の関係で成立しているものとする場合(TA=2・TB)、カム20の回転周期は、1秒に設定すれば良い。
すなわち、シートAの後端が紙検知センサ19を抜けるとき(シートAではア〜イ。シート紙Bではウ〜カ)、次のシートの先端が搬送ローラ対12に挟持させるとき、カムの高さを常に最小にすることができる。このため、その直前のシートPの後端が搬送ローラ対12を抜けるときにカム高さを常に最大にすることができる。つまり、各シートサイズ1サイクル当たりの時間の略最小公倍数をカム20の1サイクル当たりの時間に設定すれば、シートの長さが異なっても、ピックアップローラ107を同時に回転させることができる。なお、1サイクル時間は、正確に計算する必要はなく近似計算で構わない。
すなわち、カム20が下ガイド13bの上流部13baをニップ線Lに接近させるタイミングを、本実施の形態のシート搬送装置において搬送するシートの搬送方向の長さが整数倍で複数種類ある場合には、最小長さのシートのタイミングに設定すればよい。
これによって、シート搬送装置108は、シート搬送装置自身の機構を作動させることができるとともに、ピックアップローラ107のように、他の部分の機構も作動させることができて、1つの駆動源で、多数の機構を作動させることができる。
参考例のシート搬送装置)
図9は、参考例のシート搬送装置109をシート搬送方向の下流側から見た図である。図10は、参考例のシート搬送装置109の制御ブロック図である。図11は、参考例のシート搬送装置109のシーケンスを示すシーケンスチャートである。
参考例のシート搬送装置109は、図2乃至図6に示すシート搬送装置108において、カム20に動力を伝達するギア24とカム軸21との間に電磁クラッチであるクラッチ31を設けた構造になっている。他の構造は、上記シート搬送装置108と構造が同様であるので、その説明は、省略する。
クラッチ31は、紙検知センサ19とポジションセンサ23の信号が図10のコントローラ32に入力されると、ギア24からカム軸21に回転力を伝達して(図11のd、f)、カム軸21を回転させる。そして、信号が切られると、回転力を断ち(図11のg)、カム軸21が回転しないようにする。
上記のシート搬送装置108のカム20は、常に回転し続けるようになっているが、参考例のシート搬送装置109は、カム20の回転開始停止のタイミングを変えることができるようになっている。
つまり、紙検知センサ19の検知に応じて1枚目のシートPのサイズを検知して、クラッチ31への入力信号を制御して、2枚目以降のシートPの後端が搬送ローラ対12を抜けるときにカム20の高さが最大になるようにクラッチ31で切り替えを行う。このとき、カム20の回転周期は最小シートサイズの1周期に一致させておけばよい。シートサイズが大きいとき、クラッチ31は、カム20が1回転終了後、シートサイズの長さとカム20の1回転に要する時間との差だけ時間が経過したとき、再び作動してカムを回転させるようになっている。
このため、下ガイド13bでシートの後端を受け止めるタイミングを調整して、後端ハネ音が最も小さくすることができる。しかも、ピックアップローラ107の回転制御に関係無く、上記タイミングを設定することができる。
なお、紙検知センサ19でシートの先端を検知し、同センサ19より上流側に設けた不図示の検知センサでシートの後端を検知して、シートのサイズを検知すると、最初のシートからカム20を回転させて、下ガイドでシートを受け止めることができる。
以上のように、シート搬送装置108,109は、搬送ローラ対12によって搬送されているシートに、下ガイド13bの上流部13bfをカム20によって積極的に接近させて、シートの後端部を下ガイド13bの上流部で受け止めるようになっている。
このように、シート搬送装置108,109は、下ガイド13bでシートの後端部Pfを積極的に受け止めるので、坪量の異なシートや、高温高湿の環境下に放置されたシート等どのようなシートであっても、後端ハネ音を小さくすることができる。
また、上ガイド13a、下ガイド13bは、シート搬送方向の中間部を固定ピン16によって傾動自在に支持されているため、カムによって積極的に上流部13bfがシートに接近し、下流端部13bgがシートから逃げて離間するようになっている。このため、従来と異なって、シートの押圧力を利用して上ガイド13a、下ガイド13bを傾ける必要が無く、シートのジャムの発生を防止することができる。
以上説明したシート搬送装置108,109は、上ガイド13a,下ガイド13bが湾曲しているが、真っ直ぐであってもよい。このような場合であっても、搬送ローラ対12から抜けたシートの後端を下ガイド13bの上流部13bfで受け止めることができるので、後端ハネ音を小さくすることができる。また、従来と異なって、真っ直ぐなガイドをあえて湾曲させる必要がなく、シート搬送装置を不必要に大型化、コストアップする必要がない。また、本実施の形態及び参考例では、搬送ローラ対12によるシートの搬送に伴って下ガイド13bが傾動する構成を示したが、本発明は、下ガイド13bの上流部13bfがニップ線に接近可能にすればよいので傾動にかかわらずどのような移動であってもよい。例えば、下ガイド13bを傾けることなく上下に移動させるようにしてもよい。すなわち、下ガイド13bは、上下に移動可能になっていてもよい。
さらに、画像形成装置100は、後端ハネ音を小さくしたシート搬送装置を備えているので、動作音が静かな装置にすることができる。
また、以上のシート搬送装置108,109は、上、下ガイド13a,13bが一体に傾くようになっているが、下ガイド13bのみ傾くようになっていてもよい。すなわち、湾曲している外側のガイドのみ、或いは、シート搬送の下側になるガイドのみ傾くようになっていてもよい。
本発明の実施形態における画像形成装置のシート搬送方向に沿った断面図である。 本発明の実施形態のシート搬送装置をシート搬送方向の下流側から見た図である。 図2のシート搬送装置において、シート搬送方向に沿った断面図であり、搬送ローラ対でシートの搬送を開始したときの状態図である。 図3に引き続いて、搬送ローラ対でシートを搬送しているときの状態図である。 搬送ローラ対をシートが通過したときの状態図である。 図2のシート搬送装置の制御ブロック図である。 図2のシート搬送装置のシーケンスを示すシーケンスチャートである。 長さの異なるシートが紙検知センサを通過するとき、紙検知センサがシートを検知したときのカムの高さを示したタイミングチャートである。 参考例のシート搬送装置をシート搬送方向の下流側から見た図である。 図9のシート搬送装置の制御ブロック図である。 図9のシート搬送装置のシーケンスを示すシーケンスチャートである。 従来のシート搬送装置のシート搬送方向に沿った断面図である。
符号の説明
P シート
Pa シートの先端
Pe シートの後端
Pf シートの後端部
L ニップ線
12 搬送ローラ対(シート搬送回転体対)
12a ニップ
13a 上ガイド
13aa 上流端
13b 下ガイド(ガイド部材)
13ba 上流端
13bf 上流部
13bg 下流端部
16 固定ピン(傾動中心)
17 引っ張りばね
20 カム(移動手段)
20a 外周面
25 給紙モータ(駆動源)
27 コントローラ
31 クラッチ
32 コントローラ
100 画像形成装置
104 感光ドラム(画像形成手段)
108 シート搬送装置
109 シート搬送装置

Claims (4)

  1. シートを搬送するシート搬送回転体対と、
    前記シート搬送回転体対のシート搬送方向の下流側でシートを案内し、かつシートの厚み方向に移動可能なガイド部材と、
    前記ガイド部材の上流部をシートに接近離間させる連続回転するカムを有する移動手段と、を備え、
    前記移動手段のカムは、前記シート搬送回転体対によるシートの搬送に伴って前記ガイド部材上流部を前記シート搬送回転体対のニップの接線であるニップ線に、シートの搬送方向の長さが整数倍で異なるシートの内、最小長さのタイミングで接近するように移動させ、シートに接近させる速度より速い速度でシートから離間させる、
    ことを特徴とするシート搬送装置。
  2. 前記移動手段は、前記シート搬送回転体対により搬送されるシートの後端部を前記ガイド部材の上流部で受けるように前記ガイド部材を前記ニップ線に接近させることを特徴とする、
    請求項1に記載のシート搬送装置。
  3. 前記ガイド部材は、湾曲した形状に形成され、かつシート搬送方向の中間部に傾動中心を備えており、前記ガイド部材の上流部が前記湾曲の内側方向に傾動して前記ニップ線に接近可能とする、
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載のシート搬送装置。
  4. シートに画像を形成する画像形成手段と、
    前記シートを搬送する請求項1乃至のいずれか1項に記載のシート搬送装置と、を備えた、
    ことを特徴とする画像形成装置。
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