JP6882876B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
第一面と第二面との双方にまだ画像が形成されていないシートを給紙する第一給紙手段と、
第一面に画像が形成されたシートを給紙する第二給紙手段と、
前記第一給紙手段および前記第二給紙手段を制御する給紙制御手段と、
前記第一給紙手段により給紙されたシートの第一面および前記第二給紙手段により給紙されたシートの第二面にそれぞれ画像を形成する画像形成手段と、
前記第一給紙手段により給紙され、第一面に画像が形成されたシートの搬送方向を反転させ、前記第一面に画像が形成されたシートを前記第二給紙手段へ搬送する反転手段と
シートに後処理を施す後処理手段と、
前記後処理手段を制御する後処理制御手段と、を有し、
前記第一給紙手段から給紙された前記シートが前記反転手段において待機できない状態において、前記給紙制御手段は、前記後処理制御手段から通知された後処理時間(Tdly)に基づき、前記反転手段においてシートを待機させることなく、前記第二給紙手段で待機しているシートに対して前記第一給紙手段から給紙されるシートが接触しないように前記第一給紙手段から給紙されるシートの給紙タイミングを調整するように構成されており、
前記第一給紙手段は、副搬送路で待機しているシートの枚数が最大待機枚数に到達するまで連続して複数のシートを給紙し、前記副搬送路で待機しているシートの枚数が前記最大待機枚数に到達すると、前記第二給紙手段と交互にシートを給紙するように構成されており、
前記給紙制御手段は、前記後処理を施さない場合の前記第二給紙手段により給紙されるシートと前記第一給紙手段により給紙されるシートとの間の紙間の時間(Tds)と、前記第一給紙手段が待機する時間(Text)と、前記第一給紙手段により給紙される当該シートの給紙タイミングから前記第二給紙手段で待機しているシートの前記第二給紙手段による給紙タイミングまでの時間(Tsd)との合計が前記後処理時間(Tdly)となるように、前記第一給紙手段から給紙される当該シートの給紙タイミングを調整することを特徴とする画像形成装置を提供する。
図1を用いて本実施例における画像形成装置101が説明される。シートカセット102は複数のシートSを収容して保持する保持部である。給紙ローラ103はシートカセット102からシートSを搬送路へ給紙する。シートSの搬送方向で給紙ローラ103よりも下流に設けられたFRローラ105はシートSを主搬送路141へ搬送する。FRはフィード・リタードの略称である。主搬送路141には搬送ローラ106、トップセンサ107、画像形成部113、定着装置114が上流側から下流側にかけて順番に配置されている。搬送ローラ106はシートカセット102から給紙されたシートSをさらに下流の画像形成部113へ搬送する。トップセンサ107はシートSの先端や後端などを検知するシートセンサである。シートSの先端を検知することでトップセンサ107が出力する検知信号はシート搬送や画像形成を制御するための基準タイミングを与える。たとえば、複数のシートに対して連続してプリントを実行している間は、トップセンサ107がシートSの先端または後端を検知したタイミングから所定時間後に給紙ローラ103が次のシートSを給紙する。これにより、所望のスループット(単位時間に形成される画像(シートS)の枚数)が達成される。
プリントジョブにより第二面に画像が形成されることを指定されているシートSは副搬送路142の途中に接続している反転搬送路145へ誘導される。反転搬送路145には、シートSを反転搬送路145に引き込むことでシートSの搬送方向を反転させるSBローラ117が設けられている。SBはスイッチバックの略称である。SBローラ117は、シートSの後端が両面反転位置Psbに到達したタイミングで回転方向を反転し、シートSを副搬送路142へ送り込む。搬送ローラ118は副搬送路142内でシートSを搬送する。シートセンサ119は搬送ローラ118よりもさらに下流に配置されている。シートセンサ119がシートSの先端を検知してから所定時間後(シートSの先端が再給紙ローラ120に挟持されたタイミング)に搬送ローラ118および再給紙ローラ120が停止する。これによりシートSは搬送状態から待機状態に遷移する。なお、副搬送路142を搬送されてきたシートSがプリントジョブにおける最後のシートなどであれば、画像形成部113はすぐにシートSに画像を形成できる。このような場合に、副搬送路142においてシートSは停止することなく、主搬送路141へ再給紙されることもある。一方で、副搬送路142に存在するシートSが後処理の対象であり、かつ、当該シートSよりも先行するシートSが後処理装置130において後処理中であることがある。このような場合に、画像形成装置101は副搬送路142に存在するシートSを後処理装置130に搬送することができない。画像形成部113は、副搬送路142にシートSが待機している間も後続のシートSに画像を形成可能である。したがって、副搬送路142の長さが2枚のシートSを収容させることが可能な長さであれば、先行するシートSが再給紙ローラ120の付近で待機しているときにも、画像形成部113は後続のシートSを副搬送路142に出力することができる。副搬送路142の長さは有限長であるため、副搬送路142で待機可能なシートSの枚数の最大値が存在する。ただし、最大値は副搬送路142の長さやシートSの長さに応じて可変である。この最大値を超えるような枚数のシートSを副搬送路142に誘導してしまうと、副搬送路142で待機している複数のシートSのうち最後尾のシートSの後端に主搬送路141から搬送されてきたシートSの先端が衝突してしまう。このように待機場所が満杯の場合には、新たなシートSを待機場所である副搬送路142に誘導することを避ける必要がある。したがって、このような衝突を防ぐためにはシートカセット102からのシートSの給紙タイミングが後処理時間に応じて適宜に調整されなければならない。
画像を形成されたシートSに後処理が行うことが指示されると、フラッパ122はシートSを後処理装置130へ誘導する。後処理装置130は、入口に設けられたシートセンサ131にてシートSの先端を検知すると、入口ローラ132と排出ローラ133を起動する。シートSは入口ローラ132から排出ローラ133へ受け渡される。排出ローラ133の下流にはシートSを一時的に蓄える中間積載部138が設けられている。中間積載部138の下流にはシートSの幅方向と搬送方向との両方向においてシートSの位置を規定位置に揃えるジョガー137が設けられている。ジョガー137と中間積載部138で1組の積載部が形成されている。しがって、シートSはジョガー137と中間積載部138に跨って積載される。ジョガー137の上流側上方には整合パドル134が設けられている。ジョガー137が整合パドル134によって搬送方向において複数のシートSを整合させる。整合パドル134の下流側には排出ローラ136がある。排出ローラ136はニップ状態と離間状態とを選択的に切り換えられる。中間積載部138には、複数のシートSを整合することで形成された束の端部をステープルで綴じるステープラ135が設けられている。また、ジョガー137の下方には積載部139が設けられている。排出ローラ136がニップ状態であり、かつ、ジョガー137が退避位置に移動している場合、排出ローラ136によって排出されたシートS(束)は、積載部139に積載される。後処理装置130がステープルを実行する場合、後処理装置130は入口ローラ132でシートSを受け取り、排出ローラ133へ送る。排出ローラ133はシートSを中間積載部138に搬送する。このとき、排出ローラ136は離間状態にある。中間積載部138にシートSが搬送されてくると、ジョガー137は退避位置からシートSを受け取れる位置に移動する。ジョガー137はシートSを幅方向において整合させる。その後、整合パドル134がシートSを搬送方向で整合させる。搬送方向の整合が完了すると、ステープラ135がシートSの束にステープルを実行する。ステープルが完了すると、ジョガー137が退避する。また、排出ローラ136はニップ状態に遷移し、シートSをニップして搬送し、積載部139に排出する。
図2は制御システムのブロック図である。メインCPU201は画像形成装置101における画像形成やシート搬送を制御する制御部である。後処理装置130には後処理装置130の動作を制御するサブCPU220が設けられている。メインCPU201やサブCPU220はそれぞれ内部に演算回路やROM、RAM等を有し、ROMに予め書き込まれたプログラムに基づいて各種の制御を実行する。メインCPU201やサブCPU220が実現する機能一部またはすべてはハードウエアにより実現されてもよいし、ソフトウエアにより実現されてもよい。
図3Aないし図3Fは両面プリントが指示されたときのシートSの搬送方法を示している。図3Aは1枚目のシートS1が給紙ローラ103により給紙され、FRローラ105および搬送ローラ106により搬送され、画像形成部113により第一面に画像が形成された状態を示している。図3BはSBローラ117が反転することで、シートS1が副搬送路142に誘導され、搬送ローラ118にて搬送されている状態を示している。給紙制御部202は給紙ローラ103を駆動し、2枚目のシートS2を給紙する。図3Cはシートセンサ119がシートS1の先端を検知したタイミングを基準として給紙制御部202が搬送ローラ118と再給紙ローラ120を停止した状態を示している。つまり、給紙制御部202はシートS1の第二面に対して画像形成可能となるタイミングまでシートS1をここで待機させる。シートS1が待機している間、給紙制御部202はSBローラ117を制御し、反転位置までシートS2を搬送する。もし、ビデオコントローラ210からプリント指示が来ない場合、シートS1が印刷可能となる前にシートS2が反転位置に到達してしまう。SBローラ117は定着装置114と同一の駆動源であるモータ205によって駆動されており、SBローラ117は停止不可能である。つまり、反転搬送路145でシートを待機させておくことができない。そのため、給紙制御部202は、待機しているシートS1と反転位置に到達したシートS2をミスプリントとして自動排紙してもよい。
上述したように副搬送路142の搬送路長は有限であるため、副搬送路142で待機可能なシートSの枚数には上限値(最大値)が存在する。これは最大待機枚数Wと呼ばれうる。図4は最大待機枚数Wの決定方法を説明する図である。最大待機枚数Wは、搬送方向におけるシートSの長さ(シート長Lpap)に依存する。最大待機枚数Wは副搬送路142において反転位置Psbから待機位置Pstまでの搬送路長L1にも依存する。最大値決定部204は搬送路長L1をシート長Lpapで除算して得られる商を最大待機枚数Wとして決定する。ただし、副搬送路142に待機できるシートSの枚数は画像形成装置101の構成に依存する。たとえば、複数のローラ間で駆動源を共有していることが原因で、SBローラ117は正転と反転とは切り替え可能であるものの、停止することできない。また、このようなケースでは、最大待機枚数Wが1枚に制限されることがある。また、シート長Lpapが搬送路長L1を超えているケースでは、最大待機枚数Wが0枚に制限されよう。これは、副搬送路142内で複数のシートSが衝突しないようにするためである。
図5Aおよび図5Bは後処理時間Tdlyがシート間隔に与える影響を説明する図である。ここでは、最大待機枚数Wが1枚と仮定されている。図5Aは後処理がないときのシート間隔(紙間)を示している。図5Bは後処理が実行されるときのシート間隔を示している。図5Aおよび図5Bにおいて付与されている0から12までの数字は経過時間(秒)を示している。ここで0秒はトップセンサ107が1枚目のシートSの先端を検知したタイミングに相当する。
ここで、Tdlyは後処理装置130から通知される後処理時間である。Tsdは5枚目のシートの第一面5Sの給紙タイミングから4枚目のシートの第二面4Dの再給紙タイミングまでの時間である。
(2)式が示すように、通常紙間Tdsよりも遅延時間Textだけ、5枚目のシートの第一面5Sの給紙タイミングが遅延される。これにより、3枚目のシートの第二面3Dと4枚目のシートの第二面4Dの紙間が後処理時間Tdlyに相当する紙間に維持される。換言すれば、3枚目のシートの第二面3Dと4枚目のシートの第二面4Dの紙間が後処理時間Tdlyに相当する紙間に維持されても、副搬送路142において5枚目のシートの第一面5Sが4枚目のシートの第二面4Dに追突しないように、5枚目のシートの第一面5Sの給紙タイミングも遅延される。
図6は給紙制御を示すフローチャートである。メインCPU201は、ビデオコントローラ210からプリント指示を受信すると、以下の各処理を実行する。なお、プリントジョブにおいて両面印刷されたN枚のシートSを後処理することが指定されていることが前提となる。また、副搬送路142での最大待機枚数Wは1枚である。なお、プリントジョブの解析はビデオコントローラ210で実行されてもよい。この場合、メインCPU201やサブCPU220はビデオコントローラ210により取得された解析結果に応じて以下の制御を実行する。
tf1=Lp/V + Tint − Lz1/V ...(3)
ここで、Lpは束の最後尾のシート(例:3D)の搬送方向におけるシート長である。Vはシートの搬送速度である。Lz1はシートカセット102からトップセンサ107の検知位置までの距離である。また、後処理装置130に対する排紙を遅延(延期)される遅延対象シート(例:4D)の給紙タイミングは、シートカセット102から給紙されるシート(例:5S)の先端がトップセンサ107に到達したタイミングを基準として設定される。つまり、当該タイミングから時間tf2が経過したときに、給紙制御部202は、副搬送路142から遅延対象シート(例:4D)を再給紙する。
tf2=Tsd ― Lz2/V ...(3)
ここでLz2は両面待機位置Pstからトップセンサ107の検知位置までの距離である。つまり、シートカセット102から給紙されるシート(例:5S)の先端がトップセンサ107に到達したタイミングから時間tf2経過したときに、副搬送路142から遅延対象シート(例:4D)が再給紙される。これにより、シートカセット102から給紙されるシート(例:5S)と副搬送路142から給紙される遅延対象シート(例:4D)との紙間がTdsに維持される。
図7Aおよび図7Bは最大待機枚数Wが0枚のケースが例示されている。とりわけ図7Aは後処理が無いケースにおける複数のシートSの搬送状況を示している。最大待機枚数Wが0枚であるため、シートの搬送順序は、1枚目のシートの第一面1S、1枚目のシートの第二面1D、2枚目のシートの第一面2S、2枚目のシートの第二面2D、・・・、i枚目のシートの第一面iS、i枚目のシートの第二面iDとなる。図7Bは2枚のシートSにより一つの束を形成する後処理が実行されるケースを示している。後処理時間Tdlyは4秒である。束を形成する最後尾のシートの第二面2Dと次の束を形成する先頭のシートの第二面3Dとの衝突を避けるためには、第二面2Dと第二面3Dとの紙間として4秒の紙間が必要になる。しかし、最大待機枚数Wが0枚であるため、第二面3Dを副搬送路142で待機させることができない。そこで、図7Bが示すように、給紙制御部202は第二面3Dの反対側の面である第一面3Sの給紙を遅延させる。これにより、2枚目のシートの第二面2Dと3枚目のシートの第二面3Dとの紙間が後処理時間Tdlyに応じて拡張される。通常の給紙タイミングに対する遅延時間Textは式(1)および式(2)により求められる。つまり、給紙制御部202はシートカセット102からの3枚目のシートの給紙タイミングを通常の給紙タイミングよりも遅延時間Textだけ遅らせる。遅延時間Textは遅延時間決定部203により決定され、給紙制御部202に設定される。これにより、2枚目のシートの第二面2Dと3枚目のシートの第二面3Dの紙間を後処理時間Tdlyに一致させることが可能となる。このように、本実施例によれば、最大待機枚数Wが0枚であっても、シートの衝突回避のためのミスプリントが削減される。つまり、後処理が発生してもプリントが継続可能であり、生産性の低下が抑制される。
図1などを用いて説明したように給紙ローラ103やシートカセット102などは第一面と第二面との双方にまだ画像が形成されていないシートを画像形成部113に給紙する第一給紙手段の一例である。再給紙ローラ120などは第一面に画像が形成されたシートを画像形成部113に給紙する第二給紙手段の一例である。メインCPU201や給紙制御部202などは給紙ローラ103および再給紙ローラ120を制御する給紙制御手段の一例である。画像形成部113、露光装置112および定着装置114などは、給紙ローラ103により給紙されたシートの第一面および再給紙ローラ120により給紙されたシートの第二面にそれぞれ画像を形成する画像形成手段の一例である。なお、プリントジョブに依存して画像が形成されない面があってもよい。後処理装置130はシートに後処理を施す後処理手段の一例である。また、後処理装置130は第一面と第二面との双方に画像が形成された複数のシートからなるシートグループに後処理を施す後処理手段の一例である。なお、後処理装置130は画像形成されることなく画像形成部113を通過してきたシートSに後処理装を施してもよい。サブCPU220は後処理を制御する後処理制御手段の一例である。図5Bなどを用いて説明したように、副搬送路142で待機しているシートに対してシートカセット102から給紙されるシートが衝突しないように給紙ローラ103により給紙されるシートの給紙タイミングを調整する。メインCPU201は、サブCPU220から通知された後処理時間Tdlyに基づき給紙タイミングの調整を実行する。つまり、メインCPU201は、サブCPU220から通知された第一シートグループの後処理時間Tdlyに基づき、給紙ローラ103により給紙される他のシートの給紙タイミングを調整する。これにより、第一シートグループの後に後処理される第二シートグループを形成するシートであって副搬送路142で待機しているシートに対して、他のシートが衝突しないように給紙タイミングが制御される。よって、複数のシートが衝突しにくい画像形成装置101が提供される。このような衝突を避けることで、ミスプリントが減少するため、画像形成装置101はプリントを継続できる。つまり、ミスプリントとして強制排紙を実行する画像形成装置の生産性と比較して、本実施例の画像形成装置101の生産性が改善しよう。
Claims (10)
- 第一面と第二面との双方にまだ画像が形成されていないシートを給紙する第一給紙手段と、
第一面に画像が形成されたシートを給紙する第二給紙手段と、
前記第一給紙手段および前記第二給紙手段を制御する給紙制御手段と、
前記第一給紙手段により給紙されたシートの第一面および前記第二給紙手段により給紙されたシートの第二面にそれぞれ画像を形成する画像形成手段と、
前記第一給紙手段により給紙され、第一面に画像が形成されたシートの搬送方向を反転させ、前記第一面に画像が形成されたシートを前記第二給紙手段へ搬送する反転手段と
シートに後処理を施す後処理手段と、
前記後処理手段を制御する後処理制御手段と、を有し、
前記第一給紙手段から給紙された前記シートが前記反転手段において待機できない状態において、前記給紙制御手段は、前記後処理制御手段から通知された後処理時間(Tdly)に基づき、前記反転手段においてシートを待機させることなく、前記第二給紙手段で待機しているシートに対して前記第一給紙手段から給紙されるシートが接触しないように前記第一給紙手段から給紙されるシートの給紙タイミングを調整するように構成されており、
前記第一給紙手段は、副搬送路で待機しているシートの枚数が最大待機枚数に到達するまで連続して複数のシートを給紙し、前記副搬送路で待機しているシートの枚数が前記最大待機枚数に到達すると、前記第二給紙手段と交互にシートを給紙するように構成されており、
前記給紙制御手段は、前記後処理を施さない場合の前記第二給紙手段により給紙されるシートと前記第一給紙手段により給紙されるシートとの間の紙間の時間(Tds)と、前記第一給紙手段が待機する時間(Text)と、前記第一給紙手段により給紙される当該シートの給紙タイミングから前記第二給紙手段で待機しているシートの前記第二給紙手段による給紙タイミングまでの時間(Tsd)との合計が前記後処理時間(Tdly)となるように、前記第一給紙手段から給紙される当該シートの給紙タイミングを調整することを特徴とする画像形成装置。 - 前記第一給紙手段および前記第二給紙手段により給紙されたシートを前記画像形成手段へ搬送する主搬送路と、
シートの搬送方向において前記画像形成手段よりも下流において前記主搬送路から分岐し、前記シートを前記後処理手段に搬送する後処理搬送路と、
前記第二給紙手段が設けられた搬送路であって、前記搬送方向において前記画像形成手段よりも下流において前記主搬送路から分岐し、前記第二給紙手段によりシートを再び前記画像形成手段に給紙するために、前記搬送方向において前記画像形成手段よりも上流において前記主搬送路と接続した副搬送路と、をさらに有し、
前記反転手段は、前記副搬送路において前記シートの搬送方向を反転させることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記後処理手段は、第一面と第二面との双方に画像が形成された複数のシートからなるシートグループに後処理を施し、
前記給紙制御手段は、前記後処理手段により後処理を施される複数のシートからなる第一シートグループにおける最後のシートの第二面に前記画像形成手段が画像を形成するときに、当該最後のシートよりも後に前記第一給紙手段から給紙され、第一面に画像を形成され、かつ、前記副搬送路で待機している後続シートを再び前記画像形成手段に給紙するタイミングを前記第一シートグループに適用される後処理のための後処理時間に応じて遅延させる場合、前記後処理制御手段から通知された当該後処理時間に基づき、前記副搬送路で待機している前記後続シートに対して前記第一給紙手段から給紙される新たなシートが接触しないように、前記第一給紙手段から給紙される当該新たなシートの給紙タイミングを調整することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記給紙制御手段は、前記後処理制御手段から通知された後処理時間と前記副搬送路で待機可能なシートの枚数の最大値とに基づき、前記副搬送路で待機しているシートに対して前記第一給紙手段から給紙されるシートが接触しないように前記第一給紙手段から給紙されるシートの給紙タイミングを調整することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- シートの搬送方向における長さと前記副搬送路の長さとに応じて前記副搬送路で待機可能なシートの枚数の最大値が決定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。
- 前記給紙制御手段は、
前記副搬送路で待機可能なシートの枚数の最大値が零のときは、前記副搬送路でシートを待機させず、かつ、前記後処理制御手段から通知された後処理時間に基づき前記第一給紙手段から給紙されるシートの給紙タイミングを調整することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 - 前記給紙制御手段は、
前記副搬送路で待機可能なシートの枚数の最大値が1以上のときは、前記副搬送路でシートを待機させ、かつ、前記後処理制御手段から通知された後処理時間に基づき、前記副搬送路で待機しているシートに対して前記第一給紙手段から給紙されるシートが接触しないように前記第一給紙手段から給紙されるシートの給紙タイミングを調整することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 - 前記給紙制御手段は、第二面に画像が形成された第一シートの後端から第二面に画像が形成される第二シートの先端までの間隔が前記後処理時間に対応する間隔となるように、前記第二給紙手段による前記第二シートの給紙タイミングを遅延させるとともに、前記第一給紙手段により給紙される第三シートの後端から前記第二給紙手段により給紙される前記第二シートの先端までの間隔が連続画像形成のために設定された所定の紙間となるように、前記第一給紙手段による前記第三シートの給紙タイミングを遅延させることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記画像形成手段は、あるシートの第一面への画像形成と他のシートの第二面への画像形成とを交互に実行することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記画像形成手段は、トナー画像をシートに定着させる定着手段を有し、
前記定着手段と前記反転手段とは同一の駆動源により駆動されており、前記定着手段が動作している間は前記反転手段も動作を継続することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
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