JP7166885B2 - シート収納装置及び画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、シートを収納するシート収納装置及びシートに画像を形成する画像形成装置に関する。
画像形成装置に用いられるシート収納装置には、シート収納庫が装置本体から脱落することを防ぐために、シート収納庫が所定位置を超えて引き出されることを規制するストッパ機構を備えているものがある。特許文献1には、収納庫を案内するレールの複数のストッパを設け、収納庫に設けられた突起がいずれかのストッパに係合することで、収納庫を複数の位置で係止することが可能なシート給送装置が記載されている。また、特許文献2には、キャビネット本体の側板に取り付けられたストッパと、キャビネットの引出しに取り付けられたロック部材とが係合することで、引出しを引き出し可能な範囲を規制することが記載されている。
特開2014-19533号公報 特開2006-346156号公報
しかしながら、ストッパ機構を備えたシート収納装置において、ユーザが想定外の大きな力でシート収納庫を引き出したとき、ストッパに加わる負荷が大きくなり、ストッパが破損する可能性がある。ストッパの破損を防ぐためにストッパとして強度の高い材料を用いたり、ストッパの支持構造を強化すると、製造コストの増加や装置の複雑化を招いてしまう。
そこで、本発明は、簡素な構成で部材の破損を防ぐことが可能なシート収納装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様は、装置本体と、前記装置本体に対して挿入及び引き出しが可能なシート収納部と、前記シート収納部に設けられたストッパと、前記装置本体に設けられ、前記シート収納部が前記装置本体から引き出される際に前記ストッパに当接して、前記シート収納部の引き出し方向への移動を規制する規制部と、を備え、前記ストッパの前記規制部に対する当接面及び前記規制部の前記ストッパに対する当接面の少なくとも一方が、前記引き出し方向に垂直な平面に対して傾斜しており、前記シート収納部が前記装置本体から引き出されて前記ストッパが前記規制部に当接した際に、前記ストッパが前記規制部に対する当接面以外の部分で前記装置本体に当接するように構成されている、ことを特徴とするシート収納装置である。
本発明によれば、簡素な構成で部材の破損を防ぐことができる。
実施例1に係る画像形成装置の概略図。 実施例1に係るオプションフィーダの斜視図。 実施例1に係るストッパ機構の断面図(a、b)。 実施例2に係るストッパ機構の断面図。 実施例3に係るシート収納装置の斜視図。 実施例3に係るストッパ機構の断面図。
以下、本発明を実施するための例示的な形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は実施例1に係る画像形成装置200の概略図である。本実施例の画像形成装置200は、画像形成部250及びシート給送部260を有する画像形成装置本体251と、画像形成装置本体251の下方に連結され、画像形成装置本体251を支持するオプションフィーダ300と、によって構成される。画像形成装置200は、画像形成装置本体251のシート給送部260又はオプションフィーダ300から画像形成部250へ向けてシートSを給送し、画像形成部250によってシートSに画像を形成する。記録材として用いられるシートSには、普通紙及び厚紙等の紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート等のプラスチックフィルム、封筒やインデックス紙等の特殊形状のシート、並びに布が含まれる。
画像形成装置本体251には上下に2段のシート給送部260,260が設けられている。各シート給送部260は、カセットに積載されたシートSを繰り出すピックアップローラ202と、ピックアップローラ202からシートSを受け取って搬送するフィードローラ203と、シートSを分離するリタードローラ204と、を備える。シートSを分離する分離部材の一例であるリタードローラ204は、シートSの搬送方向に逆らう方向の駆動力をトルクリミッタを介して入力されており、摩擦力によってシートSを分離する。
上段のシート給送部260から送り出されたシートSは、上段引抜ローラ対205及び上段搬送ローラ対207を介してレジストレーション前ローラ対209へ向けて搬送される。下段のシート給送部260から送り出されたシートSは、下段引抜ローラ対206、下段搬送ローラ対208及び上段搬送ローラ対207を介してレジストレーション前ローラ対209へ向けて搬送される。レジストレーション前ローラ対209を通過したシートSは、停止状態のレジストレーション前ローラ対209に突き当てられることで斜行補正された後、トナー像の転写が行われる転写部へ向けて搬送される。
オプションフィーダ300にも、シート給送部260と同様の給送ユニットが設けられている。即ち、シート収納庫に収納されたシートSは、ピックアップローラ202によって繰り出され、リタードローラ204によって1枚ずつに分離されながらフィードローラ203によって搬送される。図1において右側のシート収納庫から給送されるシートは、引抜ローラ対304、オプション搬送ローラ対242及び上段搬送ローラ対207を介してレジストレーション前ローラ対209へ搬送される。また、左側のシート収納庫から給送されるシートは、引抜ローラ対308、オプション搬送ローラ対242及び上段搬送ローラ対207を介してレジストレーション前ローラ対209へ搬送される。
画像形成部250は、電子写真プロセスを実行してシートSに画像を形成する。即ち、帯電装置が像担持体としてのドラム212を帯電させ、レーザースキャナ232が画像データに基づいて変調されたレーザ光を照射してドラム表面に静電潜像を書き込む。この静電潜像は、帯電したトナー粒子によって現像され、転写ローラ213によってトナー像がドラム212からシートSへと転写される。転写部(ドラム212と転写ローラ213とのニップ部)へのシートSの搬送タイミングは、トップセンサ211がシートSの先端を検出したタイミングに基づいて調整される。これにより、シートSの予め決まった位置にトナー画像が転写されるように、レジストレーションローラ対210がレーザースキャナ232による露光動作に同期してシートを転写部に送り込む。
転写部を通過したシートSは、定着ローラ215及び加圧ローラ216を有する定着器において熱及び圧力を加えられる。これにより、トナーが溶融し、その後シートSに固着することで、シート上に画像が定着する。定着ローラ215及び加圧ローラ216の回転速度は、ループセンサ214の信号を用いて転写部と定着器の間におけるシートの引っ張り合いを避けるように制御される。
定着器を通過して搬送ローラ218によって搬送されるシートSの搬送経路は、切替フラップ219によって切替えられる。片面印刷の場合、シートSは搬送ローラ対220を介して排出ローラ対222に受け渡され、画像形成装置本体251の上面に設けられた排出トレイ224に排出される。両面印刷の場合、シートSは搬送ローラ対225を経て反転ローラ対227に受け渡されてスイッチバック搬送された後、両面搬送ローラ対229,230,231を介してレジストレーション前ローラ対209に再度受け渡される。その後、転写部及び定着器を通過することで裏面に画像形成されたシートSは、排出ローラ対222によって排出トレイ224に排出される。
なお、画像形成装置本体251及びオプションフィーダ300には、シート搬送動作の制御に用いる情報を取得するための各種センサが搭載されている。例えば、シート給送部260及びオプションフィーダ300には、カセット又はシート収納庫に積載されているシートの有無を検知するシート有無センサ240,241,302,306が設置されている。また、シート給送部260又はオプションフィーダ300から画像形成部250に向かう搬送経路の各所には、シートを検知する搬送センサ234~239,303,305,307,309が配置されている。
上記画像形成部250は画像形成手段の一例であり、像担持体から中間転写ベルト等の中間転写体にトナー像を一次転写し、中間転写体からシートにトナー像を二次転写する中間転写方式の電子写真ユニットに置き換えてもよい。また、電子写真ユニットに代えて、例えばインクジェット方式又はオフセット印刷方式のユニットを画像形成手段として用いてもよい。
次に、本実施例のシート収納装置であるオプションフィーダ300について説明する。オプションフィーダ300は、図2に示すように画像形成装置本体251に連結される筐体301と、左のシート収納庫30a及び右のシート収納庫30bと、を有している。筐体301は本実施例のシート収納装置の装置本体であり、シート収納庫30a,30bはいずれもシート収納部の一例である。シート収納庫30a,30bはレールを介して筐体301に支持されており、それぞれ筐体301に対して挿入及び引き出しが可能である。シート収納庫30aを所定位置まで引き出すと、後述するストッパ機構によってそれ以上の引き出しが規制される。また、所定位置にあるシート収納庫30aを上方に持ち上げることで、シート収納庫30aをレールから離脱させて筐体301から取り外すことができる。
以下、オプションフィーダ300が水平な床面に設置されているものとして、重力方向をZ軸方向とし、装置の正面/背面の方向をX軸方向とし、X軸方向に垂直な水平方向(装置の左右方向)をY軸方向とする。シート収納庫30a,30bは、X軸方向の一方(以下、引き出し方向X1とする)に移動することで筐体301から引き出され、その反対方向に移動することで筐体301に挿入される。
図3(a)は、本実施例に係るストッパ機構を示す断面図であり、図2に破線で囲った部分をZ軸に垂直な平面で切断した様子を表している。ストッパ機構は、シート収納庫30aに設けられたストッパ部材32と、筐体301に設けられたストッパ受け部材33とによって構成される。ストッパ部材32は本実施例のストッパであり、ストッパ受け部材33は本実施例の規制部である。なお、以下の説明では図2における左側のシート収納庫30aのために設けられたストッパ機構について説明するが、同様のストッパ機構が左右を反転させた状態で右側のシート収納庫30bにも設けられている。
ストッパ部材32はシート収納庫30aの側板34(図2における左側の壁面を構成する板状部材)に、カシメ等の方法で固定される。本実施例のストッパ部材32は、側板34から引き出し方向X1に交差する方向(特に、引き出し方向X1に対して垂直な水平方向)に突出する略円柱状の部材である。ストッパ受け部材33は、筐体フレーム31に対してビスによる締結等の方法で固定される。筐体フレーム31は、画像形成装置本体251に連結される筐体301の骨格の一部を構成する部材であり、強度を確保するために高い剛性を有している。
ここで、ストッパ部材32には、ストッパ受け部材33に対する当接面として、引き出し方向X1に垂直な平面に対して傾斜した斜面32aが設けられている。斜面32aの傾斜方向は、斜面32aがストッパ受け部材33に突き当たった際にストッパ受け部材33から受ける力Fが、ストッパ部材32を筐体フレーム31に近付ける方向の分力Fyを有するように構成されている。即ち、斜面32aは、図3(a)の断面において、シート収納庫30aの側板34からストッパ部材32が突出方向(図中左方)に延びるほど、引き出し方向X1の下流側に位置するような傾斜を有している。本実施例のストッパ部材32は、例えば金属材料を旋盤によって切削加工することで形成される。この場合、斜面32aは円錐状に広がる側面であり、引き出し方向X1に垂直な平面に対する斜面32aの傾斜角度とは、Y-Z平面に対する斜面32aの最大角度を指す。
ストッパ部材32の先端部32bと筐体フレーム31との間にはクリアランスG1が設定されている。このため、ストッパ部材32がストッパ受け部材33に当接していないとき(又は当接していても斜面32aに荷重が作用していないとき)、図3(a)に示すようにストッパ部材32が筐体フレーム31と接触しない。つまり、シート収納庫30aを筐体301から引き出す場合において、ストッパ部材32がストッパ受け部材33に当接するまでの間は、通常、ストッパ部材32の先端部32bは筐体フレーム31から離間している。
ストッパ部材32がストッパ受け部材33に突き当たると、分力Fyによってストッパ部材32が筐体フレーム31に近付くように図中左方へ引き込まれて、図3(b)に示すようにストッパ部材32の先端部32bがフレーム31に当接した状態となる。この状態では、ストッパ受け部材33がストッパ部材32を係止しているため、シート収納庫30aに対して引き出し方向X1の外力が作用してもシート収納庫30aの移動は規制される。
即ち、本実施例は、ストッパ部材32がストッパ受け部材33に突き当たったときに、ストッパ受け部材33に対する当接面以外の部分(先端部32b)で、ストッパ部材32が筐体フレーム31に当接するように構成されている。これにより、ストッパ部材32が受ける力Fの一部(分力Fy)を剛性の高い筐体フレーム31で受けとめることが可能となる。
ここで、比較例として、ストッパ部材32に斜面32aが設けられておらず、ストッパ部材32がストッパ受け部材33に突き当たっても先端部32bがフレーム31に当接しない構成を考える。この場合、ストッパ受け部材33から受けるX軸方向の力によって、ストッパ部材32が図中上方に倒れるように変形し、ストッパ部材32が破断したりストッパ部材32と側板34との締結部が破損したりする可能性がある。また、ストッパ部材の破損を防ぐために、ストッパ部材として強度の高い材料を使用したり、ストッパ部材の支持構造を強化すると、製造コストの増加につながる。また、ストッパ部材又はその支持構造が大型化すると、ジャムシートの処理を行う場合等にシート収納庫30aを筐体301から取り外す際の妨げとなってユーザビリティを損なう可能性もある。
これに対し、本実施例によればストッパ部材32のY軸方向の変位がフレーム31で規制されるため、ストッパ部材32に大きな負荷が掛かる状況でもストッパ部材32の変形が抑制され、ストッパ部材32の破損が防がれる。
引き出し方向X1に垂直な平面に対する斜面32aの傾斜角度は、例えば10度以上30度以下とすると好適である。傾斜角度が小さすぎると、ストッパ部材32がストッパ受け部材33に突き当たった際に生じる分力Fyが小さくなり、ストッパ部材32の先端部32bが筐体フレーム31に当接せず、結果としてストッパ部材32の変形を十分に抑制できない可能性がある。また、傾斜角度が大きすぎると、ストッパ部材32が大型化して周辺の部材と干渉しやすくなったり、形状が複雑化することで加工コストが増加する可能性がある。なお、傾斜角度が大きい場合でも、ストッパ部材32の強度を確保するため、材料が同じであればシート収納庫30aとの接続部におけるストッパ部材32の断面積は本実施例と同程度の大きさに設定される。
ストッパ部材32の先端部32bは、引き出し方向X1に沿って延びる平面状とすることが好ましい。また、筐体フレーム31の内、ストッパ部材32がストッパ受け部材33に突き当たった際に先端部32bと当接する部分31b(図3(b))も、先端部32bと平行に広がる平面状とすることが好ましい。これにより、ストッパ部材32の変形を効果的に抑制することが可能である。
また、ストッパ部材32がストッパ受け部材33に突き当たった際にストッパ部材32が引き込まれる方向は、重力方向(Z軸方向)に垂直に交差する方向(Y軸方向)に設定されている。仮に、ストッパ部材32の引き込み方向が重力方向に一致していると、シート収納庫30aの自重や収納されているシートの重さが、ストッパ部材32の先端部32bと筐体フレーム31との突き当て荷重を増大させる方向に働く。この場合、シート収納庫30aやシートの重さによってはストッパ部材32が筐体フレーム31に強く突き当たって変形したり、引き出し途中にストッパ部材32が筐体フレーム31に擦れる可能性がある。これに対し、本実施例の構成によればシート収納庫30aやシートの重さがストッパ部材32の先端部32bと筐体フレーム31との突き当て荷重に加算されないため、このような不都合は回避される。
なお、ストッパ部材32と筐体フレーム31との間のクリアランスG1は、シート収納庫30aを筐体301に対して挿抜する際にストッパ部材32及び筐体フレーム31が接触することを回避可能な最小限の値に設定される。クリアランスG1の値は、各部材の寸法の公差や組み付け位置の公差等に基づいて定められる。例えば、クリアランスG1は1~3mmの範囲で設定することができ、本実施例を適用した構成例では1.5mmに設定されている。クリアランスG1を最小限の値に設定することで、シート収納庫30aがレールの遊びの範囲内でY軸方向に変位したり、側板34が僅かに弾性変形したりすることで、ストッパ部材32の先端部32bが筐体フレーム31に突き当たった状態が実現される。これに対し、クリアランスG1が不必要に大きい場合、ストッパ部材32が筐体フレーム31に突き当たった状態においてストッパ部材32又は側板34に大きなストレスが作用することになり、ストッパ部材32の破損を防止するという観点からは適切ではない。
以上述べたように、本実施例ではシート収納庫30aが引き出されてストッパ部材32がストッパ受け部材33に突き当たった際に、ストッパ受け部材33から受ける力によってストッパ部材32が筐体フレーム31に引き込まれる構成とした。これにより、ユーザが想定外の力でシート収納庫30aを勢いよく引き出した場合でも、負荷の一部を剛性の高い筐体フレーム31で受け止めて、簡素な構成でストッパ部材32の破損を防止することができる。
次に、実施例2に係るシート収納装置について、図4を用いて説明する。本実施例は、ストッパ受け部の構造が実施例1と異なっている。その他、実施例1と同様の構成及び作用を有する要素には実施例1と共通の符号を付して説明を省略する。
図4に示すように、本実施例における規制部は、筐体フレーム31を構成する金属板から曲げ加工によって形成された屈曲部31aである。つまり、本実施例の規制部は、シート収納装置の装置本体の一部として構成されている。一方、ストッパ部材32は、実施例1と同様の形状を有し、シート収納庫30aの側板34に固定されている。ストッパ部材32と筐体フレーム31との間にはクリアランスG2が設定されており、ストッパ部材32が屈曲部31aに当接していない状態ではストッパ部材32の先端部32bは筐体フレーム31に接触しないように構成されている。
シート収納庫30aが所定位置まで引き出されると、屈曲部31aがストッパ部材32の斜面32aに当接し、シート収納庫30aの引き出し方向X1への移動を規制する。このとき、屈曲部31aからストッパ部材32に作用する力Fは、ストッパ部材32を筐体フレーム31に近付ける方向(図中左方向)の成分を含んだものとなる。これにより、ストッパ部材32が筐体フレーム31に引き込まれて先端部32bにおいて筐体フレーム31に当接するため、ストッパ部材32の変形が規制される。従って、本実施例の構成によっても、実施例1と同様に、簡素な構成でストッパ部材32の破損を防止することができる。
次に、実施例3に係るシート収納装置について、図5及び図6を用いて説明する。以下、実施例1と同様の構成及び作用を有する要素には実施例1と共通の符号を付して説明を省略する。
本実施例のシート収納装置は、画像形成部を有する画像形成装置の一部として組み付けられている。図5は本実施例のシート収納部であるカセット40を引き出し方向X1に引き出した様子を示す斜視図である。底部フレーム42はカセット40の下方に位置し、左側板43及び右側板44に対してビス等の締結具で固定されている。底部フレーム42、左側板43及び右側板44は、スキャナステイ45及び前ステイ46と共に、剛性のある画像形成装置本体の骨格を構成している。
図6は、本実施例に係るストッパ機構を示す断面図であり、図5に破線で囲った部分をY軸に垂直な平面で切断した様子を表している。なお、本実施例のストッパ機構は、カセット40に対して左右の両側に設けられている。図6は一方のストッパ機構を図示しているが、同様のストッパ機構が左右を反転させた状態でカセット40の他方側にも設けられている。
本実施例のストッパ機構は、カセット40の底部に設けられたストッパ部47と、底部フレーム42に固定されたストッパ受け部材41とによって構成される。ストッパ部47には、ストッパ受け部材41に対する当接面として、引き出し方向X1に垂直な平面に対して傾斜した斜面47aが設けられている。斜面47aの傾斜方向は、斜面47aがストッパ受け部材41に突き当たった際にストッパ受け部材41から受ける力Fが、ストッパ部47を底部フレーム42に近付ける方向の分力を有するように構成されている。ストッパ部47は、例えば合成樹脂によってカセット40と一体に成型してもよく、屈曲させた金属板をカセット40の底部に固定してもよい。
ストッパ部47は、カセット40を挿入及び引き出しする際にカセット40の底部を案内する機能(実施例1におけるレールの機能)を備えている。ストッパ部47の先端部47bと底部フレーム42との間にはクリアランスG3が設定されている。このため、カセット40を引き出す場合において、ストッパ部47がストッパ受け部材41に当接するまでの間は、通常、ストッパ部材32の先端部32bは筐体フレーム31に接触しない。
ユーザがカセット40を所定位置まで引き出すと、ストッパ部47の斜面47aがストッパ受け部材41に突き当たり、Z軸方向において底部フレーム42に近付く方向(図中下方)の力を受ける。これにより、カセット40はクリアランスG3の分だけ僅かに変形し、ストッパ部47が先端部47bにおいて底部フレーム42に当接する。この状態では、ストッパ受け部材41によってストッパ部47が係止されるため、カセット40の引き出し方向X1への移動が規制される。そして、ストッパ部47が剛性のある底部フレーム42によってZ軸方向から受け止められるため、ストッパ部47の変形が抑制される。
つまり、本実施例の構成により、ユーザがカセット40を勢いよく引き出した場合に、負荷の一部を剛性の高い底部フレーム42で受け止めて、簡素な構成でストッパ部47の破損を防止することができる。なお、クリアランスG3の大きさは、実施例1と同様の理由から、カセット40の円滑な挿抜を可能とするように、部品公差を加味した必要最小限の値に設定することが好ましい。
また、本実施例では、ストッパ機構をカセット40の左右の両側に対称的に配置している。これにより、カセット40を引き出した際の衝撃をバランスよく分散させることができ、左右の片側にストッパ機構を配置する場合に比べてより大きな負荷に耐えるシート収納装置を提供することができる。
(その他の実施形態)
上記実施例1~3では、ストッパに斜面(32a,47a)が設けられ、規制部がこの斜面に当接することでストッパを装置本体に引き寄せる力(Fy)が発生するように構成した。これに代えて、規制部に斜面を設けて、ストッパがこの斜面に当接することでストッパを装置本体に引き寄せる力が発生するようにしてもよい。つまり、ストッパの規制部に対する当接面及び規制部のストッパに対する当接面の少なくとも一方を、引き出し方向に垂直な平面に対して傾斜させることで、上記実施例1~3と同様の効果を得ることができる。
200…画像形成装置/250…画像形成手段(画像形成部)/30a,30b,40…シート収納部(シート収納庫、カセット)/300…シート収納装置(オプションフィーダ)/31…装置本体(筐体フレーム)/31a,33…規制部(屈曲部、ストッパ受け部材)/32,47…ストッパ(ストッパ部材、ストッパ部)/32a,47a…斜面/32b,47b…先端部

Claims (8)

  1. 装置本体と、
    前記装置本体に対して挿入及び引き出しが可能なシート収納部と、
    前記シート収納部に設けられたストッパと、
    前記装置本体に設けられ、前記シート収納部が前記装置本体から引き出される際に前記ストッパに当接して、前記シート収納部の引き出し方向への移動を規制する規制部と、を備え、
    前記ストッパの前記規制部に対する当接面及び前記規制部の前記ストッパに対する当接面の少なくとも一方が、前記引き出し方向に垂直な平面に対して傾斜しており、前記シート収納部が前記装置本体から引き出されて前記ストッパが前記規制部に当接した際に、前記ストッパが前記規制部に対する当接面以外の部分で前記装置本体に当接するように構成されている、
    ことを特徴とするシート収納装置。
  2. 前記ストッパは、前記シート収納部から前記引き出し方向に交差する方向に向けて突出する部材であり、前記シート収納部が前記装置本体から引き出されて前記ストッパが前記規制部に当接した際に、前記シート収納部に対する突出方向の先端部において前記装置本体に当接する、
    ことを特徴とする請求項1に記載のシート収納装置。
  3. 前記ストッパの前記先端部は、前記引き出し方向に沿って延びる平面状であり、
    前記装置本体の内、前記ストッパの前記先端部に当接する部分が前記ストッパの前記先端に平行な平面状である、
    ことを特徴とする請求項2に記載のシート収納装置。
  4. 前記ストッパの前記規制部に対する当接面は、前記シート収納部から前記突出方向に延びるほど前記引き出し方向の下流に位置するように、前記引き出し方向に垂直な平面に対して傾斜した斜面である、
    ことを特徴とする請求項2又は3に記載のシート収納装置。
  5. 前記引き出し方向に垂直な平面に対する前記斜面の傾斜角度が10度以上30度以下である、
    ことを特徴とする請求項4に記載のシート収納装置。
  6. 前記シート収納部が前記装置本体から引き出される場合、前記ストッパが前記規制部に当接するまでは前記ストッパの前記先端部が前記装置本体から離間しており、前記ストッパが前記規制部に当接した後に前記ストッパの前記先端部が前記装置本体に当接する、
    ことを特徴とする請求項2乃至5のいずれか1項に記載のシート収納装置。
  7. 前記ストッパ及び前記規制部は、前記シート収納部が前記装置本体から引き出されて前記ストッパが前記規制部に当接した際に、前記規制部から前記ストッパに対して重力方向に交差する方向の力が作用するように構成されている、
    ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のシート収納装置。
  8. 請求項1乃至7のいずれか1項に記載のシート収納装置と、
    前記シート収納装置から給送されるシートに画像を形成する画像形成手段と、
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
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