JP6085761B2 - シート搬送装置、画像形成装置 - Google Patents

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本発明は、電子写真方式、静電記録方式等を利用したファクシミリ、プリンタ、複写機、これらの少なくとも二つの機能を有する複合機等の画像形成装置に用いるシート搬送装置と、これを備えた画像形成装置に関する。
複写機やプリンタ等の画像形成装置に用いられるシート搬送装置として、図10に示すエア吸引式のシート搬送装置が広く知られている(特許文献1、2参照)。
図10、図11に示すシート搬送装置110は、シート収納部111の上方に静電吸着ベルト113Aを備えた静電吸着搬送部113が設けられており、シート収納部111上に積載された複数枚のシート束101の、垂直方向の一番上にあるシート101A(以下「最上シート101A」とする)を静電吸着ベルト電源部113Dから高電圧を印加することにより静電吸着ベルト113A表面と最上シート101Aとの間に静電吸着力(クーロン力)を発生させて最上シート101Aを吸着し、所定の位置へ搬送させるように構成している。
なお、図12に示すように、静電吸着ベルト113Aは絶縁層122によって複数の電極シート121A及び121Bを被覆した構成であり、電極シートにそれぞれプラスとマイナスの高電圧を印加することにより誘電分極が発生し、対象物である最上シート101A表面が分極することで静電吸着ベルト113Aとの間に静電吸着力(クーロン力)が発生するものである。
シート収納部111の搬送方向下流側にはエア送風部114が設けられており、エアをシート101の一端に送風することにより、積載されたシート束101の最上シート101A及び最上シート付近を浮揚させ、分離させる。
図11に示すように、静電吸着ベルト113Aは搬送方向上流側の従動ローラ113Cと搬送方向下流側の駆動ローラ113Bに掛け渡されており、従動ローラ113Cは駆動ローラ113Bを支点に回転揺動するように構成されている。最上シート101Aの搬送時には静電吸着ベルト113Aのシート吸着面はシート束101と平行に位置し、最上シート101Aの静電吸着ベルト113Aへの吸着時には従動ローラ113Bを下降させる。同時に下降量を角度として検知し、常に所定の角度となるようシート昇降部材112を制御し、最上シート101Aの静電吸着を安定させる。このように、従動ローラ113Bは最上シート101Aの搬送動作毎に下降と上昇を繰り返す。
以上のように、静電吸着ベルト113Aによる最上シート101Aの静電吸着とエア送風部114による最上シート付近の浮揚、分離の方式では、静電吸着ベルト113Aと最上シート101Aとの間にエアが入り込むため、静電吸着の妨げになってしまい、吸着不足によるシート搬送不良の懸念がある。
以上のようなエア吸引式のシート搬送装置は数多く知られているが(エア吸着を行うタイプの装置で、シート搬送方向下流側から分離エアAを吹き付ける技術については、特許文献3〜9などに開示がある。)、図10、図11に示した例で述べれば、いずれも静電吸着搬送部113で吸引して吸引部位を真空状態にすることにより負圧を発生させ、静電吸着ベルト113Aに最上シート101Aを吸着させる方式であるため、過度な負圧によってはシート表面にダメージを与えることが考えられ、例えば、静電吸着ベルト113A表面の吸引孔がシート表面に転写してしまう場合がある。
すなわち、エア吸着の場合、吸着力が強いので、下流側からベルトに向けて分離エアAを吹き付けても、最上位の紙が剥がれ落ちる問題は少なく、2枚目以降の紙を確実に押し下げることができるが、エア吸着は吸引力が強すぎて紙にダメージを与えるため、より弱い吸着力で静電的に吸着させる静電吸着ベルトを用いる方法が提案されている。
このような静電吸着ベルトを用いる方式には、大別して2通りの方式があり、電極埋め込みタイプと、帯電パターンタイプが知られているが、いずれにしても静電吸着方式の場合、シートを吸着する力がエア吸着に比べて弱いため、エア吸着のときと同様に、ベルトに向かって下流側から分離エアAを噴き付けると、静電吸着ベルトと引き付けている最上位紙の間にエアが滞留し、最上位の紙まで剥がれ落ちてしまうという問題がある。
そこで本発明は、重送防止対策の用紙先端にエアを吹き付ける機構を備えつつ、静電吸着ベルトが用紙を吸着しきれないことによる重送や不給紙を防ぐことが可能なシート搬送装置、画像形成装置を提供することを目的としている。
本発明に係るシート搬送装置は、シート束を収納するシート収納部と、前記シート束を垂直方向に昇降させるシート昇降部材と、前記シート昇降部材を昇降駆動するシート昇降手段と、前記シート束の最上シート直上に位置し、静電吸着力によって前記最上シートを吸着する静電吸着ベルトと、前記静電吸着ベルトを掛け回す駆動ローラ及び少なくとも一つの従動ローラと、前記静電吸着ベルトに電圧を印加して静電吸着力を付与する静電吸着ベルト電源部と、前記駆動ローラを回転駆動して前記最上シートを搬送する駆動手段と、前記静電吸着ベルトの吸着面範囲外で、かつ吸着面と同じ高さで最上シートを搬送方向にガイドするシートガイド部材と、前記シート収納部に収納されたシート束の前記上シートに近い位置で、かつ前記最上シートの搬送方向下流側から前記シート束の一端にエアを送風することにより、前記最上シート及び前記シート束内で前記最上シート直下の2枚目以下のシートのうち少なくとも前記2枚目のシートも浮揚させ、前記最上シートとの間を分離させるエア送風部と、を備えることを特徴とするシート搬送装置であって、前記エア送風部は、前記エア送風を、前記最上シートに近い位置から前記シートガイド部材の前記最上シートの搬送面より上方の位置まで亘る範囲であって、かつ前記静電吸着ベルトによる前記最上シートの吸着面の範囲外となる範囲に向けて行うように設定され、前記シートガイド部材に前記エア送風部による送風を通気させる通気孔を具備したことを特徴とする。
本発明によれば、シートの搬送方向で静電吸着ベルト下流に位置するシート搬送部で静電吸着ベルトに密着したシートを分離しやすくすることができ、最上シートを安定的に搬送できる。
本発明に係るシート搬送装置を装備し得る画像形成装置の一例を示す概略構成図 本発明の一実施形態に係るシート搬送装置の構成説明図 図2の実施形態装置のエア送風部を稼動させてシート束の最上シート付近が浮揚、分離している様子を示す図 静電吸着ベルト内部構造を示す図 図3の矢印Y方向から見て示す図 図3の矢印Z方向から見て示す図 本発明のシート搬送装置の第二の実施形態を図3の矢印Y方向から見て示す図 同じく図3の矢印Z方向から見て示す図 シート坪量及びシートサイズに応じたベルト位置エア送風部の稼動条件を示す図 従来のエア吸引式のシート搬送装置の一例を示す図 図13の装置の動作状態を示す図 従来のエア吸引式のシート搬送装置で用いられている静電吸着ベルトの一例の内部構造を示す図
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。なお静電吸着ベルトには、電極埋め込みタイプと、帯電パターンタイプが知られている。本発明の実施形態に係る装置での静電吸着給紙は、いずれのタイプでも構わない。
図1は、本発明に係るシート搬送装置を装備し得る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。なお、本発明の実施対象とする画像形成装置は、図示のものには限定されず、複写機、ファクシミリ装置、複写機能とファクシミリ機能等を備えた複合機等の機能を有するもの等々、画像形成を行う種々の装置が対象となる。
図1において、画像形成装置の一例としての複写機100は、原稿トレイ110aに載置された原稿束から原稿を1枚分離して原稿読取部120上のコンタクトガラスに自動給紙する自動原稿搬送装置110と、自動原稿搬送装置110によってコンタクトガラス上に搬送された原稿を読み取る原稿読取部120と、給紙部130から給紙されたシート材に対して、原稿読取部120によって読み取った画像を形成する画像形成部(画像形成手段)140と、複数のシート材が積層されたシート束Sを有し、このシート束Sから最上位に位置するシート材S1を画像形成部140に給紙する給紙部130を備えている。なお、本実施の形態では、画像形成部140と給紙部130とは分割可能となっているが、そうでない構成でも良い。
給紙部130は、複数枚のシート材S1を積載するシート積載部材としての給紙カセット150と、給紙カセット150上の複数枚のシート材S1から最上位に位置するシート材を分離して搬送するシート分離給紙装置160とを含んで構成してある。
シート分離給紙装置160によって分離給紙されたシート材S1は、搬送経路170上を搬送されるようになっており、搬送経路170上を搬送されるシート材S1は、搬送ローラ対180により搬送され、転写ローラ190によって画像形成部140で形成されたトナー画像が転写され、このトナー画像が定着器200によって熱転写され、排紙ローラ対210により排紙トレイ220に排出する。
画像形成部140は、4つの作像部230(230Y(イエロー)、230C(シアン)、230M(マゼンタ)、230BK(ブラック))と、転写ベルトである中間転写ベルト240と、露光装置250とから構成してある。
露光装置250は、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等から入力される色分解された画像データや、原稿読取部120によって読み取られた原稿の画像データを光源駆動用の信号に変換し、それに従い各レーザ光源ユニット内の半導体レーザを駆動して光ビームを射出するようになっている。
作像部230Y、230C、230M、230BKは、それぞれ異なる色の画像(トナー像)を形成するようになっており、作像部230Y、230C、230M、230BKは、時計回転方向に回転駆動される像担持体である感光体260(260Y、260C、260M、260BK)、感光体260の周囲に配置された帯電部270、現像部280、クリーニング部290等により構成されている。
感光体260は、円筒状に形成され、図示しない駆動源により回転駆動される。感光体260の外周面部には感光層が設けられており、露光装置250から射出された破線で示す光ビームが感光体260の外周面にスポット照射されることにより、感光体260の外周面には画像情報に応じた静電潜像が書き込まれる。
帯電部270は、感光体260の外周面を一様に帯電するもので、感光体260に対して接触方式のものが採用されている。現像部280は、感光体260にトナーの供給を行い、供給されたトナーが感光体260の外周面に書き込まれた静電潜像に付着することにより、感光体260上の静電潜像がトナー像として顕像化させるもので、感光体260に対して非接触方式のものが採用されている。
クリーニング部290は、感光体260の外周面に付着している残留トナーをクリーニングするもので、感光体260の外周面にブラシを接触させるブラシ接触方式のものが採用されている。
中間転写ベルト240は、樹脂フィルム、または、ゴムを基体として形成された無端状ベルトから構成されており、感光体260上に形成されたトナー像が転写され、この中間転写ベルト240に転写されたトナー像が転写ローラ190によってシート材S1に転写される。
以下、本発明の実施に係るシート搬送装置の構成を説明する。
本実施形態は、静電吸着ベルトのシート搬送方向下流側の端部を用紙束の下流側端部よりも上流側に位置させつつ、ベルトの下流側の上側ガイド板に向けて分離エアを噴き、反射させて、直接ベルトと1枚目の間にエアが入りにくく、且つ2枚目以降の用紙間にエアが入りやすくしたものである。
本実施形態のシート搬送装置10は、図2に示すようにシート収納部11と、シート昇降部材12と、静電吸着ベルト部13と、搬送ガイド板23と、押し下げエア送風部24と、シート束1の搬送方向上流端部規制部材16と、静電吸着ベルト駆動手段13Eと、モータなどからなるシート昇降手段18と、図4に示すシート束1の搬送方向側端部規制部材15と、搬送方向側端部規制部材15に付属している分離エア送風部25と、制御部(図示せず)とを備えている。シート昇降部材12は水平面を有しており、積層された複数枚のシート束1を積載可能である。シート収納部11には、制御部に接続されたシート昇降手段18が駆動連結されており、シート昇降手段18が駆動することによりシート昇降部材12が昇降し、シート収納部11内のシート束1を昇降することができるように構成されている。
以下、本実施形態に係る静電吸着ベルトの構成を説明する。
図2は本発明の一実施形態に係るシート搬送装置10の構成説明図であり、このシート搬送装置10は、図2に示すように、シート収納部11と、シート昇降部材12と、静電吸着ベルト部13と、エア送風部14と、シート束1の搬送方向上流端部規制部材16と、静電吸着ベルト駆動手段17と、シート昇降手段18と、図5に示すシート束1の搬送方向側端部規制部材15と、シートガイド部材19と、制御手段(図示せず)とを備えている。
シート昇降部材12は水平面を有しており、積層された複数枚のシート束1を積載可能である。シート収納部11には、制御手段に接続されたシート昇降手段18が連結されており、シート昇降手段18が駆動することによりシート昇降部材12が昇降し、シート収納部11内のシート束1を昇降することができるように構成されている。
静電吸着ベルト部13は、制御手段に接続された静電吸着ベルト駆動手段17に連結されており、駆動ローラ13B、従動ローラ13Cを掛け渡す静電吸着ベルト13Aを備えている。静電吸着ベルト13Aは、図4に示すような複数の電極21を絶縁層22によって被覆したシート状の媒体をベルトにしたものである。複数の電極21はプラス電極21Aとマイナス電極21Bが交互に配列されている。これら電極21へ静電吸着ベルト電源部13Dによって高電圧を印加すると誘電分極が発生し、最上シート1Aの吸着面が分極するため、静電吸着ベルト13Aとの間に静電吸着力(クーロン力)が発生する。この静電吸着力により最上シート1Aを静電吸着ベルト13Aに吸着することができ、最上シート1Aを吸着した状態で静電吸着ベルト駆動手段17が駆動して静電吸着ベルト13Aが回転することにより、最上シート1Aを複写機100の画像形成部140へと給送できるように構成されている。
なお、本実施形態の構成では、電極21を絶縁層22で被覆した静電吸着ベルト13Aとしたが、静電吸着ベルト上に電荷を付与して静電吸着力を発生する方式でもよく、そのための静電電荷付与手段を備えていてもよい。
シート束1は、図2に示す第1の辺1Bと第2の辺1Cとからなる一対の辺と、図5に示す第3の辺1Dと第4の辺1Eとからなる一対の辺とにより規定される長方形状をなしている。辺1Dと辺1Eとは、駆動ローラ13B、従動ローラ13Cを結ぶ方向に指向しており、辺1Bは図2において右端のシート搬送方向下流側に位置し、辺1Cは図2において左端のシート搬送方向の上流側に位置している。
エア送風部14は、図3に示すように最上シート1Aの辺1B近傍の位置であって、送風口が辺1Bに対向する位置に設けられている。また、図5に示すように、エア送風部14によるエアは最上シート1Aに近い位置からシートガイド部材19の最上シート1A搬送面の上方(高さ方向の範囲d)に送風し、かつ図5、図6に示すように静電吸着ベルト13Aの直下である最上シート1A吸着面(幅方向で中央の範囲N:以下、吸着面範囲Nという。)の範囲外である範囲(幅方向で両脇の範囲M:以下、吸着面外範囲Mという)に送風するように設定されている。
すなわち本実施形態では、エア送風部14によってエアを送風することにより、最上シート1A及び最上シート1Aの辺1B付近のシートを浮揚させて静電吸着ベルト13Aに接近、あるいは接触させると共に、エアを送風することでシート間にエアが流れ、複数のシートを互いに分離させることができる。この状態で静電吸着ベルト給電部を稼動することにより、良好に最上シート1Aを吸着し、搬送することができる。なお、静電吸着ベルト13Aの吸着面範囲Nにエアを送風すると、静電吸着ベルト13Aと最上シート1Aとの間にエアが入り込むため、十分に静電吸着できない場合があるが、吸着面の範囲外である吸着面外範囲Mにエアを送風することにより、吸着面にエアが入り込むことはなく、静電吸着の妨げにはならない。
シートガイド部材19にはエア送風部14によって送風されたエアを通気させる通気孔19Aが設けられており、最上シート1Aとシートガイド部材19との間にエアが入り込んでも通気孔から通気するため、静電吸着ベルト13Aへの吸着の妨げにもならない。
<実施形態2>
次に、本発明の第二の実施形態を説明する。
この実施形態では、エア送風部14に加えて吸着面範囲Nの幅方向で中央あるいはほぼ中央に位置するベルト位置エア送風部20を備えている。このベルト位置エア送風部20もエア送風部14と同様に、最上シート1Aの辺1B近傍の位置であって、送風口が辺1Bに対向する位置に設けられている。
そして図7に示すように、エア送風部14によるエアは最上シート1Aに近い位置からシートガイド部材19の最上シート1A搬送面の上方の範囲dに送風し、かつ図7、図8に示すように静電吸着ベルト13Aの直下である最上シート1A吸着面(範囲N)の範囲外である吸着面外範囲Mに送風するように設定されている。
また、同じく図7に示すように、ベルト位置エア送風部20によるエアは最上シート1Aより下方の領域で、最上シート1Aと静電吸着ベルト13Aとの間にエアが入り込まない高さ方向の範囲eに送風し、かつ図7、図8に示すように静電吸着ベルト13Aの直下である範囲Nにも送風するように設定されている。
すなわちこの実施形態では、エア送風部14とベルト位置エア送風部20によってエアを送風することにより、最上シート1A及び最上シート1Aの辺1B付近のシートを浮揚させて静電吸着ベルト13Aに接近あるいは接触させると共に、エアを送風することでシート間にエアが流れ、複数のシートを互いに分離させる。また、ベルト位置エア送風部20によるエアは最上シート1Aと静電吸着ベルト13Aとの間にエアが入り込むことはない。そのためエアが静電吸着を妨げず、静電吸着ベルト13Aの吸着面範囲Nでのシート浮揚、分離に寄与するため、良好に最上シート1Aを吸着し、搬送できる。
なお図9に示すように、ベルト位置エア送風部20によるエア送風は、シート束1のシート坪量あるいはシートサイズに応じて変更する。例えば坪量が80g/m未満のような低坪量シートでは、エア送風部14によるエアのみでシート束1は浮揚、分離するため、ベルト位置エア送風部20を稼動させず、250g/m以上のような高坪量シートではベルト位置エア送風部20によってシート束を浮揚させる必要があるため、ベルト位置エア送風部20を稼動させる。シートサイズでもより大きいサイズでベルト位置エア送風部20を稼動させる。
図9は、シート坪量及びシートサイズに応じたベルト位置エア送風部20の稼動条件であり、上述したように、低坪量シート及び小サイズではベルト位置エア送風部20を稼動させることはないが、より高坪量、大サイズになるに従って稼動が必要となり、また稼動時のエア風量も高坪量、大サイズになるにしたがって大きくなることを示している。図中S1、S2は塗工紙風量設定値、a、b、cはシートサイズの区分、v、x、y、zはシート坪量の区分であり、例えば「S2ay」との表記は、塗工紙風量設定値がS2、シートサイズがaの区分(図示の例ではA4サイズ以下のもの)、シート坪量がyの区分(160〜269.9g/m)であることを示す。
なお以上説明してきた本発明の実施形態に係るシート搬送装置は、画像形成装置、例えばデジタルコピー機、プリンタ、ファクシミリ、オフセット印刷機においてシート搬送動作を向上させるために用い得るが、その他の画像形成装置や、類似の他の装置に搭載して用い得る。
また本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。
1 :シート束
1A :最上シート
10 :シート搬送装置
11 :シート収納部
12 :シート昇降部材
13 :静電吸着ベルト部
13A :静電吸着ベルト
13B :駆動ローラ
13C :従動ローラ
13D :静電吸着ベルト給電装置
13E :静電吸着ベルト駆動手段
15 :搬送方向側端部規制部材
16 :搬送方向上流端部規制部材
18 :シート昇降手段
20 :ベルト位置エア送風部
21 :電極
22 :絶縁層
23 :搬送ガイド板
24 :エア送風部
25 :分離エア送風部
100 :複写機
101 :シート束
110 :シート搬送装置
110a :原稿トレイ
120 :原稿読取部
130 :給紙部
140 :画像形成部
150 :給紙カセット
160 :シート分離給紙装置
170 :搬送経路
190 :転写ローラ
200 :定着器
220 :排紙トレイ
230 :作像部
230Y :作像部
240 :中間転写ベルト
250 :露光装置
260 :感光体
270 :帯電部
280 :現像部
290 :クリーニング部
A、Ax :エア
特開2004−26314号公報 特開2007−45630号公報 特開2010−126305号公報 特開2010−241589号公報 特開2010−137963号公報 特開2010−105781号公報 特開2010−254462号公報 特開2011−157207号公報 特許3220541号公報

Claims (5)

  1. シート束を収納するシート収納部と、
    前記シート束を垂直方向に昇降させるシート昇降部材と、
    前記シート昇降部材を昇降駆動するシート昇降手段と、
    前記シート束の最上シート直上に位置し、静電吸着力によって前記最上シートを吸着する静電吸着ベルトと、
    前記静電吸着ベルトを掛け回す駆動ローラ及び少なくとも一つの従動ローラと、
    前記静電吸着ベルトに電圧を印加して静電吸着力を付与する静電吸着ベルト電源部と、
    前記駆動ローラを回転駆動して前記最上シートを搬送する駆動手段と、
    前記静電吸着ベルトの吸着面範囲外で、かつ吸着面と同じ高さで最上シートを搬送方向にガイドするシートガイド部材と、
    前記シート収納部に収納されたシート束の前記上シートに近い位置で、かつ前記最上シートの搬送方向下流側から前記シート束の一端にエアを送風することにより、前記最上シート及び前記シート束内で前記最上シート直下の2枚目以下のシートのうち少なくとも前記2枚目のシートも浮揚させ、前記最上シートとの間を分離させるエア送風部と、
    を備えるシート搬送装置であって、
    前記エア送風部は、前記エア送風を、前記最上シートに近い位置から前記シートガイド部材の前記最上シートの搬送面より上方の位置まで亘る範囲であって、かつ前記静電吸着ベルトによる前記最上シートの吸着面の範囲外となる範囲に向けて行うように設定され、
    前記シートガイド部材に前記エア送風部による送風を通気させる通気孔を具備したことを特徴とするシート搬送装置。
  2. 請求項1のシート搬送装置において、前記静電吸着ベルトの直下の範囲で、かつ前記シート束の最上シートより下方の範囲に送風するベルト位置エア送風部を具備したことを特徴とするシート搬送装置。
  3. 請求項2のシート搬送装置において、前記ベルト位置エア送風部による送風量を、前記シート束のシート坪量及びシートサイズの少なくとも一つに応じて変更することを特徴とするシート搬送装置。
  4. 少なくとも、画像形成部と、請求項1乃至3のいずれかの前記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。
  5. 前記画像形成装置が、デジタルコピー機、プリンタ、ファクシミリ、オフセット印刷機のいずれか又は少なくともこれらのうち二つの機能を有するものであることを特徴とする請求項の画像形成装置。
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