JP5970410B2 - 記録媒体収納カセット及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

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本発明は、デジタル複写機、レーザープリンタ等の画像形成装置に用いられる、シート状の記録媒体を収納する記録媒体収納カセット及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。
従来、シート状の用紙(記録媒体)を複数枚積層して収納するとともに、画像形成動作に応じて画像形成装置本体の画像形成部へ用紙を1枚ずつ分離して搬送する給紙カセットが広く用いられている。
従来の給紙カセットの構成について説明する。図6は、従来の給紙カセット102の側面断面図である。給紙カセット102のカセットベース25にセットされた束状の用紙26は、昇降機構(図示せず)によって上下に昇降する用紙積載板28の上昇により、所定の圧力で画像形成装置本体側に設けられたピックアップローラー29に押しつけられる。ここで画像形成装置のコピー開始ボタンがオンされると、ピックアップローラー29及び給送ローラー対30のフィードローラー30aが図中矢印方向に回転駆動される。
用紙積載板28上にセットされた用紙26は、ピックアップローラー29によって最上面の1枚、或いは上段の複数枚が給送ローラー対30に送られる。給送ローラー対30は、フィードローラー30a及びフィードローラー30aに圧接または離間するリタードローラー30bから成り、リタードローラー30bにはトルクリミッターが内蔵され、回転負荷が所定トルクを上回る場合のみフィードローラー30aと従動回転するようになっている。給送ローラー対30に複数枚の用紙26が送られた場合、リタードローラー30bにより最上の1枚のみが分離されて用紙搬送路11に向けて搬送される。カセットベース25には、用紙26の後端を揃える後端カーソル31が用紙搬送方向(図6の左右方向)に移動可能に設けられている。
このような給紙カセット102から用紙を給送する際、用紙後端の跳ね音が発生するという問題がある。具体的には、用紙搬送路11に向けて1枚の用紙26が搬送されるとき、図7に示すように、搬送中の用紙26の後端26aが搬送方向上流側のピックアップローラー29と用紙積載板28とのニップ部を通過した後、用紙26の復元力で後端26aがカセットベース25の給紙方向に位置する側壁25aの上端に打ち付けられて用紙搬送音(跳ね音)が発生する。
この跳ね音は一瞬に高い音が発生する、いわゆるインパルス応答であるためユーザーにとって非常に耳障りとなる。近年、騒音軽減の要求が高まっており、騒音要因の一つである用紙後端の跳ね音の対策が重要となっているが、特許文献1、2の方法では用紙後端の跳ね音を低減することはできなかった。
従来の対策としては、用紙後端が打ち付けられる場所に弾性体等のクッション性を有する部材を取り付けて跳ね音の軽減を図っていた。しかしながら、この方法では部材の追加による材料費、製造費のコストアップに繋がる上、取り付けた部材が用紙のジャム等の弊害を引き起こすおそれもあった。
そこで、特許文献1には、記録媒体の給送方向に立設される記録媒体規制部(カセット側ガイド部材)を、記録媒体の給送方向から見て頂点を有する山形状とした記録媒体収納カセットが開示されている。
特開2012−96889号公報
特許文献1に記載の構成では、フィードローラー(給送部材)とリタードローラー(分離部材)とで構成される給送ローラー対(分離部)が画像形成装置本体側に設けられている。この構成では、用紙積載板と分離部との間にカセット側ガイド部材と本体側ガイド部材の二つの部材が存在する。そのため、カセット側ガイド部材で発生する跳ね音を解消したとしても、本体側ガイド部材に用紙後端が打ち付けられて跳ね音が発生するおそれがあった。
そこで、分離部を構成する分離部材をカセット側に設けた給紙カセットが用いられている。この構成によれば、用紙積載板と分離部との間にカセット側ガイド部材のみが存在するため、特許文献1の構成に比べて跳ね音の発生が抑制される。しかしながら、カセット側ガイド部材に特許文献1の構成を採用したとしても、カセット側ガイド部材の山形状の頂点部と用紙後端との接触により発生する跳ね音を完全には解消しきれないという問題点があった。
本発明は、上記問題点に鑑み、分離部材がカセット側に設置されている構成において、記録媒体給送時の記録媒体後端の跳ね音を効果的に低減する記録媒体収納カセットを簡便且つ低コストで提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明の第1の構成は、ハウジングと、記録媒体積載板と、記録媒体規制部と、分離前搬送ガイドと、を有し、画像形成装置本体に対し着脱可能に装着される記録媒体収納カセットである。ハウジングは、カセットベース及びカセットベースの周縁部に立設される複数の側壁で構成され、シート状の記録媒体を収納する。記録媒体積載板は、ハウジングに回動可能に設けられ記録媒体の積載量に応じて一端が昇降する。記録媒体規制部は、記録媒体の給送方向に対しカセットベースの下流側に設けられ、ハウジング内に収納される記録媒体が給送方向へ移動するのを規制する立壁部と、立壁部の記録媒体幅方向中央部から給紙方向下流側に向かって斜め上向きに突出する分離前進入ガイドと、立壁部の記録媒体幅方向両端部から分離前搬送ガイドに連続する分離前進入ガイド斜面とを有する。立壁部は、記録媒体幅方向中央部付近の最大高さ領域から、両端部に向かって緩やかに低くなる山形状に形成され、分離前進入ガイドは、分離前搬送ガイドよりも上方に突出する。分離前進入ガイド斜面は、記録媒体の給送方向に向かって上り勾配であり、且つ記録媒体の幅方向両端部に向かって下り勾配となるように形成される。分離前搬送ガイドは、記録媒体規制部の下流側に連続して配置され、画像形成装置本体側に設けられた給送部材に接触して分離部を形成する分離部材が配置される。
本発明の第1の構成によれば、記録媒体規制部を構成する立壁部を山形状に形成し、分離前進入ガイドを分離前搬送ガイドよりも上方に突出するように形成するとともに、立壁部の記録媒体幅方向両端部から分離前搬送ガイドに連続する分離前進入ガイド斜面を、記録媒体の給送方向に向かって上り勾配であり、且つ記録媒体の幅方向両端部に向かって下り勾配となるように形成することにより、分離前進入ガイドに支持されて下向きに撓みながら給送される記録媒体は、幅方向両端部と立壁部との衝突が回避され、さらに幅方向両端部が分離前進入ガイド斜面に沿って分離前搬送ガイドに受け渡される。従って、記録媒体の後端部と立壁部との衝突による跳ね音の発生を低減することができる。また、記録媒体の両端部が接触する位置に分離前進入ガイド斜面を形成することで記録媒体先端部の耳折れも抑制することができる。
本発明の給紙カセット2が搭載される画像形成装置100の内部構成を示す概略断面図 本発明の一実施形態に係る給紙カセット2を給紙方向上流側から見た斜視図 本発明の一実施形態に係る給紙カセット2の、給紙方向下流側の端部周辺の部分拡大図 本発明の一実施形態に係る給紙カセット2の給紙方向下流側の端部周辺を給紙方向と直交する方向から見た部分断面図 給紙カセット2から用紙が給紙される状態を給紙方向上流側(図2の左手前側)から見た側面図 従来の給紙カセット110及び画像形成装置100本体側の給送ローラー対周辺の構成を示す側面断面図 従来の給紙カセット110において、給紙される用紙の後端が給紙カセットの壁部を通過する様子を示す部分断面図
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。図1は、本発明の給紙カセット2が搭載される画像形成装置100の内部構成を示す概略図であり、右側を画像形成装置100の前方側として図示している。図1に示すように、画像形成装置100(ここではモノクロプリンター)は、画像形成装置100本体の下部に積載された用紙を収容する給紙カセット2が備えられている。この給紙カセット2の上方には、画像形成装置100本体の前方から後方へ略水平に延び、更に上方へ延びて画像形成装置100本体の上面に形成された排紙部3に至る用紙搬送路4が形成されており、この用紙搬送路4に沿って上流側から順に、ピックアップローラー29、フィードローラー30a、中間搬送ローラー7、レジストローラー対8、画像形成部9、定着装置10及び排出ローラー対11が配置されている。更に、画像形成装置100内には、上記の各ローラー、画像形成部9、定着装置10等の動作を制御する制御部(CPU)18が配置されている。
給紙カセット2には、用紙搬送方向後端部に設けられた回動支点によって、給紙カセット2に対して回動自在に支持された用紙積載板28が備えられており、用紙積載板28上に積載された用紙(記録媒体)26がピックアップローラー29に押圧されるようになっている。また、給紙カセット2の前方側には、フィードローラー30aと、フィードローラー30aに圧接するように配設されたリタードローラー30bから成る給送ローラー対30が設けられており、ピックアップローラー29によって複数枚の用紙26が同時に給装された場合には、これらフィードローラー30aとリタードローラー30bとによって用紙が捌かれ、最上位の1枚のみが搬送されるよう構成されている。
そして、フィードローラー30aとリタードローラー30bとによって捌かれた用紙26は、中間搬送ローラー7によって搬送方向を装置後方へと変えられてレジストローラー対8へと搬送され、レジストローラー対8によってタイミングを調整されて画像形成部9へと供給される。
画像形成部9は、電子写真プロセスによって用紙26に所定のトナー像を形成するものであり、図1において時計回り方向に回転可能に軸支された像担持体である感光体ドラム14と、この感光体ドラム14の周囲に配置される帯電装置15、現像装置16、クリーニング装置17、用紙搬送路4を挟んで感光体ドラム14に対向するように配置される転写ローラー18及び感光体ドラム14の上方に配置される露光装置(LSU)19から構成されている。現像装置16の上方には、現像装置16へトナーを補給するトナーコンテナ20が配置されている。
本実施形態では、感光体ドラム14はアモルファスシリコン(a−Si)感光体であり、アルミニウム等の導電性基板(筒体)上に、感光層としてa−Si系の光導電層を形成し、その上面にa−Si系のSiC、SiN、SiO、SiON、SiCNなどの無機絶縁体または無機半導体から成る表面保護層が積層されている。
パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電装置15によって感光体ドラム14の表面を一様に帯電させる。次いで、露光装置(LSU)19からのレーザービームにより感光体ドラム14上に入力された画像データに基づく静電潜像が形成される。さらに、現像装置16により静電潜像にトナーが付着されて感光体ドラム14の表面にトナー像が形成される。感光体ドラム14の表面に形成されたトナー像は、転写ローラー18により感光体ドラム14と転写ローラー18とのニップ部(転写位置)に供給された用紙26へと転写される。
トナー像が転写された用紙26は、感光体ドラム14から分離されて定着装置10に向けて搬送される。この定着装置10は、画像形成部9の用紙搬送方向の下流側に配置されており、画像形成部9においてトナー像が転写された用紙は、定着装置10に備えられた加熱ローラー22、及びこの加熱ローラー22に圧接される加圧ローラー23によって加熱、加圧され、用紙26に転写されたトナー像が定着される。そして、画像形成部9及び定着装置10において画像形成がなされた用紙26は、排出ローラー対11によって排紙部3に排出される。
転写後に感光体ドラム14表面の残留トナーはクリーニング装置17により除去され、感光体ドラム14表面の残留電荷は除電装置(図示せず)により除電される。そして、感光体ドラム14は帯電装置15によって再び帯電され、以下同様にして画像形成が行われる。
次に、給紙カセット2の構成について説明する。図2は、給紙カセット2を画像形成装置100本体から引き出した状態を示す斜視図である。図2において、画像形成装置100本体に対する給紙カセット2の挿入方向を矢印A、引き出し方向を矢印A′で示し、給紙カセット2の給紙方向を矢印Bで示す。カセットベース25は、給紙カセット2のハウジング(筐体)を構成するものであり、矩形状の底面の四辺に側壁25a〜25dが形成されたトレイ状をなしている。
給紙カセット2の挿入方向に対し下流側の側壁25aにはカセットカバー33が装着されている。カセットカバー33は、その表面側(図2の右奥側)が外部に露出して画像形成装置100(図1参照)本体の外装面の一部を構成する。
用紙26(図1参照)が積載される用紙積載板28は、給紙方向上流側(図2の左手前側)左右の揺動軸28aを支点として、給紙方向下流側(図2の右奥側)の端部がコイルバネ(図示せず)によってカセットベース25に対し上下に昇降可能に設けられている。また、用紙積載板28の幅方向両側には、用紙積載板28に積載される用紙26の幅方向の位置決めを行う一対の幅合わせカーソル37a、37bが、カセットベース25に形成された案内溝に沿ってそれぞれ用紙幅方向(図の矢印B方向と直交する方向)に往復移動可能に設けられている。また、用紙搬送路4(図1参照)に向けて用紙が矢印B方向に送出されるため、用紙26の後端を揃える後端カーソル31は、カセットベース25に形成された案内溝に沿って給紙方向(図の矢印B方向)と平行に往復移動可能に設けられている。
この幅合わせカーソル37a、37b、及び後端カーソル31を、積載される用紙サイズに合わせて移動させることにより、用紙26を給紙カセット2内の所定位置に収納する。
給紙カセット2の挿入または引き出し方向(矢印AA′方向)に対し平行な側壁25b、25cの外側にはガイドレール40が付設されている。画像形成装置100本体側にはガイドレール40を摺動可能に支持するレール支持部(図示せず)が設けられており、ガイドレール40をレール支持部に沿って摺動させることで、給紙カセット2は画像形成装置100本体に対し挿入及び引き出し可能となっている。
図3は、給紙カセット2の給紙方向下流側の端部周辺の部分拡大図であり、図4は、給紙カセット2の給紙方向下流側の端部周辺を給紙方向と直交する方向から見た部分断面図である。なお、図3では用紙積載板28を取り外した状態を示している。
カセットベース25の給紙方向下流側には、カセット側ガイド部材41が設けられている。カセット側ガイド部材41は、給紙カセット2内の用紙が給紙方向へ移動するのを規制する用紙規制部42と、用紙規制部42の給紙方向下流側に連続する分離前搬送ガイド43とが一体形成された樹脂部材である。分離前搬送ガイド43の用紙幅方向中央部にはリタードローラー30bが配置されており、給紙カセット2を画像形成装置100本体へ挿入したとき、画像形成装置100本体側のフィードローラー30aと給紙カセット2側のリタードローラー30bとが接触して給送ローラー対30を形成する。
用紙規制部42は、給紙方向から見て用紙幅方向の中央部付近が最も高く、用紙幅方向の両端部に向かって緩やかに低くなる山形状の立壁部42aと、立壁部42aの用紙幅方向中央部から給紙方向下流側に向かって分離前搬送ガイド43よりも上方に突出する分離前進入ガイド42bと、立壁部42aの用紙幅方向両端部から分離前搬送ガイド43に連続する分離前進入ガイド斜面42cとを有する。
分離前進入ガイド斜面42cは、用紙26の給送方向に向かって上り勾配であり、且つ、用紙26の後端部が用紙載置板28から離間した瞬間からの用紙26の両端部26b(図5参照)の挙動に合わせた形状となっている。具体的には、用紙26の後端部が用紙載置板28から離間する際、用紙26の両端部26bは給送ローラー対30にニップされていないため、用紙26のコシ(復元力)によって下方向に揺動する。この両端部26bの揺動量は幅方向両端に向かうにつれて大きくなるため、分離前進入ガイド斜面42cは、用紙26の幅方向両端部に向かって下り勾配となるように形成されている。
立壁部42aの最大高さhは、用紙積載板28に積載可能な最大量の用紙26を積載したときの用紙26の最大高さ以上に設計されており、用紙26の給紙方向への移動を規制できるようになっている。また、分離前進入ガイド42bの長手方向の寸法w1は、リタードローラー30bの外周面の軸方向長さw2よりも大きく設計されている。これにより、用紙26の幅方向中央部をリタードローラー30bの軸方向長さよりも広い範囲で支持することができ、フィードローラー30aとリタードローラー30bから成る給送ローラー対30のニップ部へ用紙26を円滑に給送できるようになっている。分離前進入ガイド斜面42cは、立壁部42aの最大高さhからの落ち込みが始まる部分から両端部に向かって徐々に幅広となる平面視三角形状に形成されている。
次に、本発明の給紙カセット2を用いた給紙動作について説明する。画像形成装置100のコピー開始ボタンがオンされると、用紙積載板28が上昇し、用紙積載板28にセットされた束状の用紙26の上面が所定の圧力でピックアップローラー29に押しつけられる。同時に、ピックアップローラー29及び給送ローラー対30のフィードローラー30aが回転を開始する。そして、ピックアップローラー29及び給送ローラー対30により束状の用紙26の最上の1枚のみが分離されて用紙搬送路4(図1参照)に搬送される。
図5は、給紙カセット2から用紙26が給紙される状態を給紙方向上流側(図2の左手前側)から見た側面図である。図5に示すように、用紙26は用紙積載板28(図4参照)の先端を通過した直後、用紙規制部42の分離前進入ガイド42bによって幅方向中央部が支持された状態で給紙方向に搬送される。その結果、用紙26の幅方向の両端部26bが下向きに撓むこととなるが、用紙規制部42の立壁部42bは用紙幅方向の両端部に向かって緩やかに低くなる山形状に形成されているため、用紙26の両端部26bと立壁部42aとの衝突を効果的に回避することができる。
ここで、立壁部42aの最大高さhが連続する領域Rの幅方向寸法w3は、給紙カセット2内に収納される最小サイズの用紙26の幅方向寸法よりも狭くなっている。これにより、最小サイズの用紙26を給送する際においても、下向きに撓んだ両端部26bと立壁部2aとの衝突を回避できる。なお、立壁部42aの上端が水平ではなく凹凸を有しており、最大高さhが間隔を隔てて存在する場合は、最大高さhよりも用紙26の幅方向内側の領域が最小サイズの用紙26の幅方向寸法よりも狭くなるように設定すれば良い。
また、立壁部42bの両端部から分離前搬送ガイド43に連続する分離前進入ガイド斜面42cを形成することにより、用紙26の両端部26bは用紙積載板28から離間した後、分離前搬送ガイド43に一度に衝突せず、分離前進入ガイド斜面42cに順次接触しながら分離前搬送ガイド43に受け渡されるため、両端部26bと分離前搬送ガイド43との衝突による搬送音の発生や、両端部26bの折れ曲がり(耳折れ)の発生を抑制することができる。なお、分離前進入ガイド斜面42cの水平面に対する傾斜角が急角度であると、両端部26bと接触する際の衝撃が大きくなって耳折れが発生するおそれがある。そのため、分離前進入ガイド斜面42cの水平面に対する傾斜角は45°以下であることが好ましい。
その他、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態においては、用紙規制部42と分離前搬送ガイド43とが一体形成されたカセット側ガイド部材41を用いているが、用紙規制部42と分離前搬送ガイド43とを別部材としても良い。
また、上記実施形態では、フィードローラー30aに圧接される分離部材として、リタードローラー30bを用いたが、これに限らず、例えば、平板状の分離パッドをフィードローラー30aに圧接させても良い。さらに、用紙規制部42の立壁部42a、分離前進入ガイド42b、分離前進入ガイド斜面42cの形状や大きさについても上記実施形態に限定されるものではなく、給紙カセット2の仕様や用いられる用紙の種類に応じて適宜設定すれば良い。
また、本発明は図1に示したモノクロプリンターに限らず、モノクロ複合機、カラープリンターやカラー複合機、インクジェット方式の画像形成部を備えたカラー複合機やカラープリンター等、画像形成装置本体側の給送部材と共に分離部を形成する分離部材がカセット側に設置されている引き出し可能な給紙カセットを備えた他の画像形成装置にも適用可能である。
本発明は、シート状の記録媒体を収納する記録媒体収納カセットであって、画像形成装置本体側の給送部材と共に分離部を形成する分離部材がカセット側に設置されている記録媒体収納カセットに利用可能である。本発明の利用により、記録媒体の後端と記録媒体の給送方向に立設される記録媒体規制部との衝突を効果的に回避して跳ね音を低減可能な記録媒体収納カセットを簡易且つ低コストで提供可能となる。
1 画像形成装置
2 給紙カセット(記録媒体収納カセット)
25 カセットベース(ハウジング)
25a〜25d 側壁(ハウジング)
26 用紙(記録媒体)
28 用紙積載板(記録媒体積載板)
28a 回動側端部
29 ピックアップローラー
30 給送ローラー対(分離部)
30a フィードローラー(給送部材)
30b リタードローラー(分離部材)
33 カセットカバー
41 カセット側ガイド部材
42 用紙規制部(記録媒体規制部)
42a 立壁部
42b 分離前進入ガイド
42c 分離前進入ガイド斜面
43 分離前搬送ガイド
100 画像形成装置

Claims (6)

  1. カセットベース及び該カセットベースの周縁部に立設される複数の側壁で構成され、シート状の記録媒体を収納するハウジングと、
    該ハウジングに回動可能に設けられ記録媒体の積載量に応じて一端が昇降する記録媒体積載板と、
    を備え、画像形成装置本体に対し着脱可能に装着される記録媒体収納カセットにおいて、
    記録媒体の給送方向に対し前記カセットベースの下流側に設けられ、前記ハウジング内に収納される記録媒体が給送方向へ移動するのを規制する立壁部と、該立壁部の記録媒体幅方向中央部から給送方向下流側に向かって斜め上向きに突出する分離前進入ガイドと、を有する記録媒体規制部と、
    該記録媒体規制部の下流側に連続して配置され、前記画像形成装置本体側に設けられた給送部材に接触して分離部を形成する分離部材が配置される分離前搬送ガイドと、が設けられ、
    前記記録媒体規制部には、前記立壁部の記録媒体幅方向両端部から前記分離前搬送ガイドに連続する分離前進入ガイド斜面が形成されており、
    前記立壁部は、記録媒体幅方向の中央部付近の最大高さ領域から、両端部に向かって緩やかに低くなる山形状に形成され、前記分離前進入ガイドは、前記分離前搬送ガイドよりも上方に突出しており、前記分離前進入ガイド斜面は、記録媒体の給送方向に向かって上り勾配であり、且つ記録媒体の幅方向両端部に向かって下り勾配であり、前記最大高さ領域からの落ち込みが始まる部分から記録媒体の幅方向両端部に向かって徐々に幅広となる平面視三角形状に形成されることを特徴とする記録媒体収納カセット。
  2. 前記最大高さ領域は、前記記録媒体積載板に積載可能な最大量の記録媒体を積載したときの記録媒体の最大高さ以上であることを特徴とする請求項1に記載の記録媒体収納カセット。
  3. 記録媒体幅方向における前記分離前進入ガイドの寸法は、前記分離部材の寸法よりも大きいことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の記録媒体収納カセット。
  4. 前記分離前進入ガイド斜面の水平面に対する傾斜角が45°以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の記録媒体収納カセット。
  5. 前記最大高さ領域は、前記ハウジング内に収納される最小幅の記録媒体の幅方向寸法よりも狭いことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の記録媒体収納カセット。
  6. 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の記録媒体収納カセットを備えた画像形成装置。
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