JP6218472B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に湾曲したシート搬送路を備えたものに関する。
従来、電子写真方式を利用して記録紙等のシートに画像を形成する画像形成装置においては、感光体ドラム上あるいは転写体上に担持されているトナー像(可視像)を、シート給送装置により給送された普通紙等のシートに転写して画像を得るようにしている。このような従来の画像形成装置においては、シート給送装置によりシートを給送する給送動作中や、この後のシートの搬送中にシート給送方向に対してシートが斜行する場合がある。このようにシートが斜行すると、この後、転写、定着工程を経てシート上に形成される画像が、シートに対して曲がった状態となる。
そこで、従来の画像形成装置においては、画像形成手段の上流に斜行補正部を設け、この斜行補正部によってシートの斜行を補正することにより、画像形成位置精度の向上を図っている。この斜行補正部としては、搬送されてきたシートの先端を、停止しているレジストレーションローラ対のニップに突き当てて湾曲させることにより、シート先端をシート給送方向と直交する方向に揃えるようにしたものがある。
従来、シート給送装置とレジストレーションローラ対の間には、シート給送装置の給紙ローラから給送されたシートをレジストレーションローラ対に搬送するための搬送ローラが配置されている。しかし、装置全体の小型化のために、搬送ローラを設けずにシート給送装置の給紙ローラの下流直後にレジストレーションローラ対を配置した画像形成装置が提案されている(特許文献1参照)。
図9は、従来の画像形成装置の一例を示す図であり、給紙ローラ151により送り出されたシートSは、給紙ローラ151に加圧バネ156により圧接している分離ローラ153によって1枚ずつ分離されながらシート搬送路159に送り出される。そして、送り出されたシートSは、シート搬送路159のシート搬送方向下流に設けられ、停止しているレジストレーションローラ対157のニップ部に突き当たって湾曲することにより、斜行が補正される。そして、シートの斜行を補正した後、画像先端同期信号によりレジストレーションローラ対157が回転することにより、シートSは画像形成部に搬送される。
特開平11−343050号公報
近年、画像形成装置の小型化の要求を受け、給紙ローラ151からレジストレーションローラ対157へのシート搬送路159の曲がり具合を従来よりも大きく(きつく)設定する場合がある。また、より多様な種類のシートを使用する要求も高まっており、封筒等の剛度の高いシートも使用可能にする必要がある。
しかし、シート搬送路159の曲がり具合を大きく(きつく)すると、シートが封筒等の剛度の高い種類のシートの場合、シート搬送路159を構成する下ガイド部材159aとの間の摩擦による搬送抵抗が増大する。また、シートとして封筒を用いる場合、封筒の先端部は多重に折り重なって厚みが、例えば0.5mm程度と厚いことから、レジストレーションローラ対157のニップ部への突入抵抗が増大する。このように、搬送ローラを設けずにシートSをレジストレーションローラ対157まで搬送する場合、紙種によってはシートSと下ガイド部材159aの摩擦抵抗が増大すると共にレジストレーションローラ対157のニップ部への突入抵抗が大きくなる。
さらに、給紙ローラ151及び分離ローラ153はシートを重送させることなく1枚ずつ送り出す必要があるため、一般的な搬送ローラに対してシートの給送能力が低く抑えられている。そして、低く抑えられた給紙ローラ151及び分離ローラ153のシートの給送能力よりも摩擦抵抗及び突入抵抗が上回ると、シートをレジストレーションローラ対157のニップまで送り込むことができない場合があり、この場合、シートの搬送不良が発生する。つまり、シート搬送路159の曲がり具合が大きいと、剛度の高いシートの場合、レジストレーションローラ対157のようなシート搬送手段にシートを送り込むことができず、シートの搬送不良が発生する。
そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、剛度の高いシートでも確実に曲がり具合が大きなシート搬送路を通過させてシート搬送手段に搬送することのできる画像形成装置を提供することを目的とするものである。
本発明は、画像形成装置において、シートに画像を形成する画像形成手段と、シートが積載されるシート積載手段と、前記シート積載手段に積載されたシートを給送するシート給送ローラと、前記シート給送ローラに圧接し、シートを分離する分離ローラと、前記シート給送ローラと前記分離ローラとのニップ部のシート給送方向下流に配置されたシート搬送手段と、前記ニップ部のシート給送方向下流に設けられ、前記シート給送ローラによって送り出されたシートを前記シート搬送手段に案内する湾曲したシート搬送路と、前記シート積載手段に取り外し可能に装着されるアタッチメントと、を備え、前記アタッチメントは、シートが積載される積載部と、前記積載部からシート給送方向の下流にそれぞれ延出してシート給送方向と直交する幅方向において前記ニップ部の両脇に配置され、それぞれ前記ニップ部よりもシート給送ローラ側に突出する押し付け部と、を有し、前記押し付け部は、前記積載部に積載されたシートが前記ニップ部を通過する際に、該シートを前記シート給送ローラに押し付けことを特徴とするものである。
本発明のように、押し付け手段によってシート給送手段及び分離手段の圧接部を通過するシートをシート給送手段に押し付けることにより、剛度の高いシートでも確実に湾曲したシート搬送路を通過させてシート搬送手段に搬送することができる。
本発明の第1の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるプリンタの概略構成を示す図。 上記プリンタに設けられた手差し給紙部の構成を説明する第1の図。 上記手差し給紙部の構成を説明する第2の図。 上記手差し給紙部に着脱自在に装着されるアタッチメントを説明する図。 上記手差し給紙部にアタッチメントを装着した状態を示す図。 上記手差し給紙部にアタッチメントを装着した状態を示す図。 本発明の第2の実施の形態に係る画像形成装置に設けられた手差し給紙部の構成を説明する図。 上記手差し給紙部に設けられた凸部材及びスライド部材を説明する図。 従来のシート給送装置の構成を説明する図。
以下、本発明を実施するための実施の形態について図面を用いて説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるプリンタの概略構成を示す図である。
図1において、100はプリンタ、101はプリンタ本体である。このプリンタ本体101の上部には自動原稿給送装置120により原稿載置台としてのプラテンガラス120aに載置された原稿Dを読み取る画像読取部130が設けられている。画像読取部130の下方には画像形成手段102と、画像形成手段102にシートSを給送するシート給送装置103及び手差し給紙部104が設けられている。
画像形成手段102には、レーザースキャナーユニット111、感光体ドラム112、現像器113等が設けられている。また、シート給送装置103は、シートSを収容してプリンタ本体101に着脱自在な複数のシート収納庫11、及びシート収納庫11に収納されたシートSを送り出すシート給送手段であるピックアップローラ21等を備えている。
手差し給紙部104は、装置本体であるプリンタ本体101の側面に開閉自在に設けられ、シートSを積載する給紙トレイ71、及び給紙トレイ71に積載されたシートSを送り出すシート給送手段である給紙ローラ51等を備えている。手差し給紙部104を使用する場合は、給紙トレイ71を開放してシートの給送が可能となる位置に突出させ、突出している給紙トレイ71に使用者が所望のシートをセットして給送する。なお、図1において、Cは制御部である。
次に、このような構成のプリンタ100の画像形成動作について説明する。プリンタ本体101に設けられている制御部Cから画像読取部130に画像読取信号が出力されると、画像読取部130により画像が読み取られる。この後、レーザースキャナーユニット111から、この電気信号に対応したレーザ光が感光体ドラム112上に照射される。
このとき感光体ドラム112は、予め帯電されており、光が照射されることによって静電潜像が形成され、次いで静電潜像を現像器113によって現像することにより、感光体ドラム上にトナー像が形成される。このように形成したトナー像を、中間転写ベルト110の外周に一次転写し、これにより中間転写ベルト110上にトナー像が形成される。
制御部Cから給紙信号がシート給送装置103に出力されると、シート収納部であるシート収納庫11からシートSがピックアップローラ21により送り出される。制御部Cから給紙信号が手差し給紙部104に出力されると、シート収納部である給紙トレイ71からシートSが給紙ローラ51により送り出される。この後、送り出されたシートSはレジストレーションローラ対57により斜行が補正された後、中間転写ベルト110上のトナー画像と同期を取って中間転写ベルト110と二次転写ローラ118とにより構成される転写部に送られる。
転写部に送られたシートは、トナー像が転写され、この後、定着部114に搬送される。定着部114により加熱及び加圧されることにより、シートSに未定着転写画像が永久定着され、画像が定着されたシートは排出ローラ116によりプリンタ本体101から排紙トレイ117に排出される。
図2及び図3は、手差し給紙部104の構成を説明する図である。図2及び図3において、53は給紙ローラ51に圧接する分離手段である分離ローラ(リタードローラ)であり、この分離ローラ53は不図示の軸受けを介在させた加圧バネ56によって給紙ローラ51に所定の分離圧で圧接する。
なお、シート給送手段である給紙ローラ51は不図示の駆動手段に連結されており、シートSが圧接された状態で回転することで、最上位シートを給紙ローラ51と分離ローラ53の圧接部(以下、分離ニップ部という)Nへと送り出す。ここで、給紙ローラ駆動軸52はシートSを搬送する方向(図2中時計周り方向)に、分離ローラ駆動軸54は給紙方向に対して逆転する方向(図2中時計周り方向)にそれぞれ回転するように駆動列が構成されている。
さらに、分離ローラ駆動軸54には、所定のトルクを発生する不図示のトルクリミッタを介して分離ローラ53が回動自在に接続されている。ここで、トルクリミッタのトルク値及び加圧バネ56のバネ力は分離ニップ部内にシートが1枚のみ存在する状態、またはシートが無い状態では分離ローラ53が摩擦力により給紙ローラ51に追従するように選択されている。また、トルクリミッタのトルク値及び加圧バネ56のバネ力は、分離ニップ部内にシートが2枚以上存在する場合のみ、分離ローラ53が逆転し、シートを戻すための戻し力を発生して重送を防止するように選択されている。
70はシートが積載されるシート積載手段である給紙トレイ71に支点70aを中心として上下方向に回動自在に設けられた中板である。この中板70は、加圧バネ72により、時計周り(給紙ローラ51に加圧する方向)のモーメントが付勢されている。この中板70は、不図示の加圧離間手段により、給紙ローラ51に対してシートSを圧接させる破線で示す位置、及びシートSの圧接を解除する実線で示す位置に移動する。
ここで、中板70が実線で示す位置にあるとき、シートSは自重により、給紙トレイ71のシート給送方向下流端部に設けられた捌き手段であるプレ分離板73に突き当たって静止している。また、中板70が破線で示す位置にあるとき、給紙ローラ51が回転すると、シートSの束の給紙方向下流側の端部はプレ分離板73と摺擦しながら上昇する。なお、このプレ分離板73は、シート裁断時に生じるバリ等に起因するシート同士のはりつきによって複数枚のシートが分離ニップ部Nに突入する現象を低減するよう予めシートを捌くためのものである。
59は、分離ニップ部Nのシート給送方向下流に設けられ、下搬送ガイド59a及び上搬送ガイド59bにより構成されるシート搬送路である。このシート搬送路59のシート搬送方向下流側には、シート搬送手段の一例としてレジストレーション手段であるレジストレーションローラ対57が設けられている。なお、シート搬送路59の給紙ローラ51からレジストレーションローラ対57までの距離は、装置の小型化を図るため、プリンタ100で使用できるシートにおける最小サイズのシートの給送方向の長さよりも短く設定されている。さらに、シート搬送路59は、装置の小型化を図るために、曲がり具合が大きい(きつい)湾曲形状で形成されている。
そして、給紙ローラ51と分離ローラ53によって1枚ずつ給紙されたシートは、分離ニップ部Nの下方に配置される搬送ガイド85により案内されてシート搬送路59へと進入し、停止した状態のレジストレーションローラ対57に搬送される。この後、給紙ローラ51及び分離ローラ53によって挟持搬送されるシートの先端が、停止したレジストレーションローラ対57のニップ部に当接することによりシートが湾曲する。
これにより、シートの斜行が補正され、この後、所定のタイミングでレジストレーションローラ対57を回転させることにより、斜行が補正された状態のシートが画像形成手段102に送り出される。なお、このレジストレーションローラ対57の上流にはシートの通過を検知する検知手段であるレジ前センサ58が設けられており、このレジ前センサ58により制御部Cはシートのジャムを検知する。
ここで、給紙ローラ51と分離ローラ53のニップ圧(分離圧)が大きい場合、トルクリミッタに加わる力が大きくなり、この力がトルクリミッタのトルク値よりも大きくなると、シートが重送する。このため、シートを重送させることなく1枚ずつ送り出すことができるよう給紙ローラ51及び分離ローラ53のニップ圧は一般的な搬送ローラのニップ圧より小さくなっている。この結果、給紙ローラ51と分離ローラ53による搬送力は一般の搬送ローラと比較して弱くなる。
また、給紙ローラ51及び分離ローラ53により挟持されて搬送されるシートをレジストレーションローラ対57まで案内するシート搬送路59は湾曲している。ここで、このようにシート搬送路59が湾曲している場合、シートが特に封筒等の剛度が高い種類のシートの場合、この湾曲によりシート自体の剛性によって下搬送ガイド59aとの間の摩擦抵抗が増大する。また、シートが封筒の場合、封筒先端が多重に折り重なって厚みが増しているためレジストレーションローラ対57への突入抵抗が増大する。
そして、この摩擦抵抗及び突入抵抗よりも給紙ローラ51と分離ローラ53によるシート搬送力が下回ると、シート先端がレジストレーションローラ対57に正常に突入することができず、これによりシートの搬送不良が発生する。つまり、シートを重送させることなく1枚ずつ送り出すことができるよう給紙ローラ51と分離ローラ53によるシート搬送力を小さくすると、剛度が高い種類のシートを搬送する際、シートの搬送不良が発生する。
そこで、給紙ローラ51と分離ローラ53によるシート搬送力を高めるため、本実施の形態では封筒や厚紙等の剛度が高く先端の厚みが大きいシートを搬送する場合には、中板70に図4に示すようなアタッチメント80を装着する。ここで、アタッチメント80の本体部80aの一端部には、係合部である引掛け部80bが設けられている。そして、この引掛け部80bを、中板70に設けられた既述した図3に示す溝部70bに挿入することにより、図5に示すようにアタッチメント80を中板70に着脱自在(取り外し可能)に装着することができる。
また、図4に示すように、装着された際、シート搬送方向下流側端となるアタッチメント80の他端部のシート給送方向と直交する幅方向の両端部には上方に湾曲した押し付け部である凸部81が設けられている。そして、アタッチメント80を中板70に装着すると、図6に示すように、凸部81は給紙ローラ51の幅方向の両側の、分離ニップ部Nよりも給紙ローラ側(シート給送手段側)に突出する。
ここで、凸部81の厚みtは、給紙ローラ51と搬送ガイド85のスキマ量Tに対しt≧Tとなるように設定されている。このように設定することにより、押し付け手段であるアタッチメント80により、シートが分離ニップ部Nを通過する際、給紙ローラ51に押し付けられ、幅方向において局所的に変形する。この変形は弾性的なものであるため、シートが給紙ローラ51に押し付けられる力P1と凸部81に押し付けられる力P2が発生し、この2つの力は作用−反作用の関係にあるため同等である。
また、分離ニップ部Nにおけるシート搬送力Fは、下記の式で表される。なお、下記の式において、μ1は給紙ローラ51の摩擦係数、μ2は凸部81のシート摺擦面の摩擦係数である。
F=μ1×P1−μ2×P2=P1(μ1−μ2)
この式から、凸部81のシート摺擦面の摩擦係数μ2を低くすることにより高いシート搬送能力を得ることができる。また、シートの変形の領域を狭くする、シートの変形量を大きくする等によりシートが給紙ローラ51に押し付けられる力を大きくことができ、非常に高いシート搬送能力を得ることができる。この効果により、給紙ローラ51と分離ローラ53によるシート搬送力が足りないために生じるシート搬送不良を改善することができる。
なお、複数枚のシートが給紙ローラ51とアタッチメント80との間に進入すると、分離ローラ53によってシートを戻すことができず、重送が発生することが考えられる。しかし、封筒の場合は、一般的なシートのような裁断バリが無いために、シート給送動作時のシート束とプレ分離板73との摺擦によって十分な捌き効果が得られる。従って、給紙ローラ51と凸部81との間に複数枚の封筒が進入する可能性は低く、重送が発生する可能性も低い。
また、封筒以外のシートを給紙する場合は、プレ分離板73によりシートを十分に捌くことができず、重送が発生する可能性があるが、この場合は中板70からアタッチメント80を取り外せば良い。なお、この操作は、引掛け部80bを中板70に設けられた溝部70bから取り外すだけなので、エンドユーザでも容易に行うことができる。
以上説明したように、本実施の形態においては、アタッチメント80によって分離ニップ部Nを通過するシートを給紙ローラ51に押し付けることにより、高いシート搬送能力を得ることができる。これにより、剛度の高いシートでも、湾曲したシート搬送路59を確実に通過させてレジストレーションローラ対57に搬送することができる。つまり、アタッチメント80を設けることにより、限定的に手差し給紙部104のシート搬送能力を向上させることができる。これにより、剛度が大きい・先端の厚みが大きい等の理由で搬送不良が発生しやすい種類のシートでも搬送不良を起こすことなく、シートを搬送することができるようになり、より多様な種類のシートの給送が可能となる。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。図7は、本実施の形態に係る画像形成装置に設けられた手差し給紙部の構成を説明する図である。なお、図7において、既述した図6と同一符号は、同一又は相当部分を示している。
図7において、83は上下方向に移動可能な押し付け手段である押し付け部材、84は押し付け部材83の底面に接触して設けられたスライド部材であり、この押し付け部材83の上面の幅方向の両端部には、押し付け部である凸部83aが形成されている。また、図8の(a)に示すように押し付け部材83の底面は幅方向に傾斜しており、スライド部材84の、押し付け部材83の底面と接する上面も幅方向に傾斜している。
さらに、スライド部材84には、レバー部84aが設けられている。そして、このレバー部84aによりスライド部材84を幅方向にスライドすることにより、図8の(b)及び(c)に示すように押し付け部材83が上下方向に移動する。例えば、レバー部84aを操作してスライド部材84を図8の(b)に示す位置に移動させると、押し付け部材83が上昇する。図7の(a)は、この時の状態を示すものであり、押し付け部材83が上昇すると、凸部83aは給紙ローラ51の幅方向の両側から分離ニップ部Nよりも上方に突出する第1位置に移動する。
レバー部84aを操作してスライド部材84を図8の(c)に示す位置に移動させると、押し付け部材83が下降する。図7の(b)は、この時の状態を示すものであり、押し付け部材83が下降すると、凸部83aは分離ニップ部Nから突出しない第2位置に移動する。
ここで、押し付け部材83が第1位置に移動した際の押し付け部材83の凸部83aの突出量は、既述した図6に示す、給紙ローラ51と搬送ガイド85とのスキマ量Tよりも大きい。これにより、押し付け部材83を第1位置に移動させると、分離ニップ部Nを通過するシートを、凸部83aにより給紙ローラ51に押し付けることができる。また、押し付け部材83のシート摺擦面の摩擦係数も、給紙ローラ51の摩擦係数よりも低く設定する。
このように、押し付け部材83を第1位置に移動させることにより、既述した第1の実施の形態と同様に、押し付け部材83と給紙ローラ51とによりシートを変形させながら搬送することができ、大きなシート搬送力を得ることができる。つまり、既述した第1の実施の形態では、シート搬送力の切り替えをアタッチメント80の着脱によって実現したが、本実施の形態ではレバー部84aの操作によって切り替え可能であり、より簡便な操作とすることができる。
なお、本実施の形態では、押し付け部材83の位置の切り替えをレバー部84aの操作によって行うようにしたが、本実施の形態はこれに限らず、例えばモータやソレノイド等の駆動力を用いて位置の切り替えを行うようにしても良い。また、これまで説明した第1及び第2の実施の形態において、分離手段としてシートの給送方向と逆方向に駆動される分離ローラを例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、分離パッドや駆動を用いない分離ローラを用いても良い。
51…給紙ローラ、53…分離ローラ、57…レジストレーションローラ対、58…レジ前センサ、59…シート搬送路、70…中板、71…給紙トレイ、73…プレ分離板、80…アタッチメント、80a…本体部、80b…引掛け部、81…凸部、83…押し付け部材、83a…凸部、84…スライド部材、100…プリンタ、101…プリンタ本体、103…シート給送装置、104…手差し給紙部、N…分離ニップ部、S…シート

Claims (12)

  1. シートに画像を形成する画像形成手段と、
    シートが積載されるシート積載手段と、
    前記シート積載手段に積載されたシートを給送するシート給送ローラと、
    前記シート給送ローラに圧接し、シートを分離する分離ローラと、
    前記シート給送ローラと前記分離ローラとのニップ部のシート給送方向下流に配置されたシート搬送手段と、
    前記ニップ部のシート給送方向下流に設けられ、前記シート給送ローラによって送り出されたシートを前記シート搬送手段に案内する湾曲したシート搬送路と、
    前記シート積載手段に取り外し可能に装着されるアタッチメントと、を備え、
    前記アタッチメントは、
    シートが積載される積載部と、
    前記積載部からシート給送方向の下流にそれぞれ延出してシート給送方向と直交する幅方向において前記ニップ部の両脇に配置され、それぞれ前記ニップ部よりもシート給送ローラ側に突出する押し付け部と、を有し、
    前記押し付け部は、前記積載部に積載されたシートが前記ニップ部を通過する際に、該シートを前記シート給送ローラに押し付けることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記押し付け部のシートと当接する面の摩擦係数を前記シート給送ローラの摩擦係数より小さくすることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  3. 前記シート積載手段のシート給送方向下流端部に、前記シート積載手段に積載されたシートが前記ニップ部に突入する前にシートを捌く捌き手段を設けことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
  4. 前記シート積載手段は、シートを支持した状態で上下方向に回動自在な支持板を有し、
    前記捌き手段は、前記アタッチメントが取り付けられていない状態で、前記支持板の上昇に伴って前記支持板に支持されたシートのシート給送方向下流端に摺擦することでシートを捌き、
    前記アタッチメントが取り付けられた状態で、前記積載部が前記支持板より上方に位置することを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
  5. 前記捌き手段は、前記アタッチメントが取り付けられ、かつ前記積載部に複数枚のシートが支持されている状態で、前記シート給送ローラによって前記複数枚のシートがシート給送方向下流に移動しようとする場合、前記複数枚のシートに摺擦するように配置されることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
  6. 前記アタッチメントを、前記押し付け部が前記ニップ部よりも前記シート給送ローラ側に突出する第1位置と、前記押し付け部が前記ニップ部から突出しない第2位置とに移動可能に設けることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  7. 前記シート搬送手段は、停止した状態で、前記シート給送ローラ及び前記分離ローラにより挟持されながら搬送されるシートの先端と当接し、所定のタイミングで回転することによりシートを前記画像形成手段に送り出すレジストレーション手段であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  8. 前記シート積載手段は、装置本体の側面に開閉自在に設けられ、シートを給送する際、開放されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  9. 幅方向から視て前記ニップ部の下方に配置され、前記シート給送ローラによって送り出されるシートを前記シート搬送路に案内する搬送ガイドを備え、
    シート給送方向における前記ニップ部の位置において、前記押し付け部の厚さをt、前記シート給送ローラと前記搬送ガイドとの間隔をTとしたとき、t>Tとなるように設定されていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  10. 前記積載部の一端部には、前記シート積載手段に設けられた溝部に挿入可能な引掛け部が設けられ、前記アタッチメントは前記引掛け部が前記溝部に挿入された状態で前記シート積載手段に装着されることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  11. 前記アタッチメントは、封筒を積載するためのアタッチメントであることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  12. 前記シート積載手段は手差し給紙トレイであることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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