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JP2014148379A - 記録媒体供給装置及び画像形成装置 - Google Patents

記録媒体供給装置及び画像形成装置 Download PDF

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JP2014148379A JP2013017031A JP2013017031A JP2014148379A JP 2014148379 A JP2014148379 A JP 2014148379A JP 2013017031 A JP2013017031 A JP 2013017031A JP 2013017031 A JP2013017031 A JP 2013017031A JP 2014148379 A JP2014148379 A JP 2014148379A
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Tatsuya Sugawara
達也 菅原
Munehisa Fuda
宗久 布田
Hideyuki Sato
秀行 佐藤
Tae-Won Kim
泰元 金
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Abstract

【課題】用紙に対する押し付け力を幅広く調整可能にする。
【解決手段】第1回動アーム51の一端部に配設された押し付けコロ50を、シート状記録媒体の最上面に押し付ける記録媒体供給装置である。スライド移動可能な付勢力調整部材60に、付勢コロ72を有する付勢レバー71と第1引張バネ73を取り付ける。第1引張バネ73で付勢レバー71を回動付勢し、付勢コロ72を第1回動アーム51に当接させる。付勢力調整部材60をスライド移動することで、付勢コロ72を第1回動アーム51の長手方向に沿って移動させ、押し付けコロ50の押し付け力を変更する。
【選択図】図8

Description

本発明は、シート状の記録媒体を供給する記録媒体供給装置、及び当該記録媒体供給装置を備えた画像形成装置に関する。
周知のように、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置は、紙やOHPフィルム等を1枚ずつ供給する給紙装置を備えている。当該給紙装置は、特に大量の用紙を搭載可能なものでは、トレイに積層状態で搭載された束状の用紙にエアを吹き付けて用紙(記録媒体)を捌きつつ浮上させて互いに分離させるエア分離給紙装置を備えている。このエア分離給紙装置で、最上位に位置する用紙を、空気を吸い込む吸気口を複数有する孔開き吸着ベルトに吸着させ、ベルトを回転駆動して用紙を搬送する。従来のエア分離給紙装置としては、例えば、特許文献1(特開2001−247229号公報)や特許文献2(特開2007−45630号公報)に記載されたものがある。
図10に、前記エア分離給紙装置の概略構成を示す。図10に示すエア分離給紙装置301は、複数枚の用紙Pを搭載する給紙トレイ302と、搭載された用紙Pの上部前端と上部側端にエアを吹き付けるフロントブロワ303及びサイドブロワ304と、搭載された用紙Pを1枚ずつ吸着して搬送する吸着ベルト305を備えている。用紙Pは給紙トレイ302上で用紙Pのサイズに合わせるように、前端面を基準面としてのフロントフェンス306に当てて揃えている。
このエア分離給紙装置301で用紙Pを供給するには、まず、フロントブロワ303とサイドブロワ304から給紙トレイ302に搭載された用紙Pの束に向かってエアを吹き付ける。このエアによって、用紙P間に空気を送り込み、用紙Pを捌きながら吸着ベルト305の高さhまで浮上させる。そして、浮上させた用紙のうち、最上位置の用紙P1を吸着ベルト305に吸着させ、この状態で吸着ベルト305が回転することによって、当該用紙P1が図示しない画像形成部へと搬送され、画像形成が行われる。
ところで、厚紙や薄紙など多種多様な用紙を重送することなく1枚ずつ確実に吸着ベルト305に吸着して給紙するためには、吸着ベルト305と最上の用紙P1との間の高さhを一定にして、安定吸着させることが重要である。このため、前記特許文献1や2のエア分離給紙装置は、最上の用紙P1の位置を検知する上面位置検知手段を備えている。
この上面位置検知手段としては、例えば、図10に示すように、用紙束の最上面に当接する揺動部材310と、揺動部材310の揺動を検知する揺動検知センサ320を有するものがある。揺動部材310の取り付け位置は、用紙サイズの大小によらず安定した精度で狙いの距離hを保ち続けるように、吸着ベルト305近傍に設けられている。
このような装置では、用紙が供給されて用紙束の高さhが低くなると、それに伴って揺動部材310が下がる方向に回動する。そして、揺動部材310の回動量を揺動検知センサ320が検知し、そのときの検知信号に基づいて、図示しない押上げ手段が給紙トレイ302の底板を上昇させることにより、用紙束の上面から吸着ベルト305までの高さhが一定になるように制御される。
用紙P1に対する揺動部材310の押し付け力は、用紙P1の種類に応じて増減調整するのが望ましい。薄紙や塗工紙(コート紙やアート紙等)を強く押さえると紙面を損傷するおそれがあるし、厚紙を押さえる力が足りないと揺動部材310が厚紙のコシの強さに負けて正確な高さhを検知することができない。
また、特許文献3(特開2011−73864号公報)のように、搬送時の用紙に対するダメージを最小にするため、用紙に対しエアを吹き付ける度に揺動部材310を用紙上面から一時的に離間させるようにした給紙装置がある。このような給紙装置では、高速用紙搬送のために揺動部材310のコロの当接と離間が高速で繰り返されると、用紙上面に対するコロの衝突力が大きくなってコロ跡が付きやすい。また、硬い厚紙の場合は揺動部材310のコロが当接する際の衝突音の発生も問題となることがある。
そこで、例えば図11のように、引張バネ333の引張力を増減調整することで揺動部材310の押し付け力を増減調整することが考えられる。同図で307は給紙トレイ302の上部に水平に配設された支持板、311は当該支持板307に回動可能に支持された回動アームである。312は回動アーム311の支軸、313は回動アーム311の先端に回転自在に配設された押し付けコロである。
321はフォトセンサ、322はフィラー、330は支持板307に回動可能に支持された付勢レバーである。331は付勢レバー330の支軸、332は付勢レバー330の先端に回転自在に配設された付勢コロである。
333は付勢レバー330に一端が連結された引張バネ、334は引張バネ333の他端に連結されて紙面垂直方向に延在した操作レバーである。操作レバー334は、図12A、図12Bのように、給紙方向に対して横断する方向に延びている。
前記フィラー322は回動アーム311と一体に形成され、フォトセンサ321の正面に移動してその光軸を遮断することでフィラー322が検知されるようになっている。フォトセンサ321は図12A、図12Bのように支軸312に支持され、支軸312の端部のグリップ335を回して当該フォトセンサ321を支軸312を中心として上下方向に高さ調整することで、フィラー322を検知する時の用紙Pの高さhを設定することができる。
図11の給紙装置において、付勢レバー330の付勢コロ332が引張バネ333の力で回動アーム311の上面を押圧している。従って、操作レバー334を図11で左右方向に移動調整することにより引張バネ333の付勢力を増減調整することで、用紙P1に対する押し付けコロ313の押し付け力を増減調整することができる。
図11のように、操作レバー334を左右動させて引張バネ333の引張力を増減調整する場合、調整できる当該引張力の幅は、引張バネ333の許容伸び量や許容荷重といった機械的特性に直接左右される。このため引張力の調整幅が自ずと限定されるので、多種多様な用紙に対する押し付け力を最適化することが困難である。また、引張バネ333の引張力の調整範囲を大きくしようとすると、操作レバー334の作動範囲も大きく設定しなければならない。そうすると操作レバー334の周囲に広いフリースペースが必要になり、装置のコンパクト化が困難になる。
一方、引張バネ333の引張力の調整範囲を広くした場合、特許文献3(特開2011−73864号公報)の給紙装置のように、ソレノイドで揺動部材310を上下動させるには、ソレノイドの吸引力を押し付けコロ313の最大押し付け力に対応させる必要がある。ソレノイドは、通電により押し付けコロ313を用紙から離間させるタイプ(通電−離間型)と、通電により押し付けコロ313を用紙に接触させるタイプ(通電−接触型)の2つのタイプがある。特許文献3(特開2011−73864号公報)の給紙装置は通電−離間型であるが、どちらのタイプにするかは装置の生産性(CPM=Copies Per Minute)と消費電力等を考慮して決めることになる。
通電−接触型は、ソレノイドOFF作動時に図11の引張バネ333に抗して揺動部材310を上方に回動させる押し付け解除バネを具備し、ソレノイドはON作動で当該押し付け解除バネの付勢力を相殺する力が必要である。また、通電−離間型のソレノイドはON作動で引張バネ333に抗して揺動部材310を上方に回動させる。従って、いずれのタイプでも、引張バネ333の付勢力を大きくすると大型のソレノイドが必要になる。
しかし、厚紙等を使用しないために引張バネ333の付勢力を小さく設定する場合、いずれのタイプでも小型のソレノイドで十分である。ところが、通電−接触型は部品点数抑制のために殆どの機種で1種類の押し付け解除バネだけで揺動部材310を上方に回動させるようにしている。このため、引張バネ333の付勢力を小さく設定する場合でも、押し付け解除バネは強大付勢力を有するものを使用し、ソレノイドは当該強大付勢力に対応する吸引力を有する大型ソレノイドにする必要があった。このため、ソレノイドとその関連機器の大型化、消費電量の増大、コストアップといった課題が生じていた。
本発明は前記課題に鑑みてなされたものである。本発明の第1の目的は、用紙に対する押し付け力を幅広く調整可能にすることにある。これにより、用紙の紙種(記録媒体の種類)によらず用紙高さを確実に検知して用紙を確実に搬送すると共に、用紙高さ検知時の用紙へのダメージ、傷発生及び衝突音を防止する。本発明の第2の目的は、通電−接触型の装置で用紙に対する押し付け力を増減するのに対応させて押し付け解除バネの付勢力を増減可能にし、用紙に対する押し付け力を小さな力に設定した場合は押し付け解除バネを交換することなく小型のソレノイドで押し付け解除バネの付勢力を相殺して揺動部材310を上下動可能にすることにある。
前記課題を解決するため、発明の記録媒体供給装置は、第1回動アームの一端部に配設された押し付け部材を、記録媒体搭載部に積層状態で搭載されたシート状記録媒体の最上面に押し付けるようにした記録媒体供給装置において、前記第1回動アームを回動方向に付勢することにより前記押し付け部材に押し付け力を付与する第1付勢手段を、前記第1回動アームの長手方向に沿って移動可能に配設し、前記第付勢手段を移動することによって前記押し付け部材の押し付け力を変更可能にしたものである。
本発明は第1回動アームの第1付勢手段を第1回動アームの長手方向に沿って移動可能にしたので、第1付勢手段を移動することによって、当該第1付勢手段の機械的限界値に関わらず、押し付け部材の押し付け力を幅広く増減調整することができる。従って、傷つきやすい記録媒体を使用する場合は当該押し付け力を低減することによって記録媒体が損傷するのを防止することができ、また硬い記録媒体を使用する場合は押し付け力を低減することによって衝突音を防止することができる。また、コシの強い記録媒体を使用する場合は当該コシの強さに負けないように押し付け力を増大することによって、記録媒体の上面位置の正確な検知と、それによる記録媒体の確実な搬送が可能になる。
本発明の給紙装置を備えた画像形成装置の実施の一形態を示す外観図である。 画像形成装置本体の概略構成図である。 給紙装置の全体の概略構成図である。 給紙トレイの内部構造を示す斜視図である。 吸着ベルトユニットを下側から見た斜視図である。 押し付け力可変機構の斜視図である。 ブラケットを取り外した状態で示す押し付け力可変機構の斜視図である。 図6Aとは異なる方向から見た押し付け力可変機構の斜視図である。 押し付け力可変機構の側面図である。 本発明の変形実施形態に係る摩擦分離ローラ方式の給紙装置の側面図である。 従来のエア分離給紙装置の概略構成図である。 本発明の開発段階で検討された押し付け力可変機構の側面図である。 開発段階の押し付け力可変機構を上から見た斜視図であって、押し付け力を大にした状態の斜視図である。 開発段階の押し付け力可変機構を上から見た斜視図であって、押し付け力を小にした状態の斜視図である。
以下、添付図面に基づいて本発明の記録媒体供給装置の実施形態について説明する。なお、この実施形態を説明する各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより、一度説明した後ではその説明を省略する。
(画像形成装置)
図1は、本発明の実施形態に係る給紙装置(記録媒体供給装置)を備えた画像形成装置の実施の一形態を示す外観図である。図1に示すように、この画像形成装置1は、画像形成装置本体2と、その画像形成装置本体2の一側面に接続されて、画像形成装置本体2に対してシート状記録媒体としての用紙を供給する給紙装置3とから構成されている。
図2は、前記画像形成装置本体の概略構成図である。図2に示すように、画像形成装置本体2は、4つのプロセスユニット4Y,4C,4M,4Bkを備えている。各プロセスユニット4Y,4C,4M,4Bkは、画像形成装置本体2に対して着脱可能に構成してある。各プロセスユニット4Y,4C,4M,4Bkは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの異なる色のトナーを収容している以外は同様の構成となっている。
具体的には、各プロセスユニット4Y,4C,4M,4Bkは、静電潜像担持体としての感光体5と、感光体5の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ6を備えている。さらに、感光体5の表面にトナー像を形成する現像手段としての現像装置7と、感光体5の表面をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニングブレード8を備えている。
図1において、各プロセスユニット4Y,4C,4M,4Bkの上方には、露光手段としての露光装置9が配設されている。露光装置9は、各プロセスユニット4Y,4C,4M,4Bkの感光体5にレーザ光を照射するように構成されている。
一方、各プロセスユニット4Y,4C,4M,4Bkの下方には、転写装置10が配設されている。転写装置10は、複数のローラ11〜14に掛け渡された無端状のベルトから成る中間転写ベルト15を有する。中間転写ベルト15は、複数のローラ11〜14のうちの1つが駆動ローラとして回転することによって、図の矢印に示す方向に周回走行可能に構成されている。
4つの感光体5に対向した位置に、一次転写手段としての4つの一次転写ローラ16が配設されている。各一次転写ローラ16はそれぞれの位置で中間転写ベルト15の内周面を加圧しており、中間転写ベルト15の加圧された部分と各感光体5とが接触する箇所に一次転写ニップが形成されている。また、中間転写ベルト15を掛け回した1つのローラ14に対向した位置に、二次転写手段としての二次転写ローラ17が配設されている。この二次転写ローラ17は中間転写ベルト15の外周面を加圧しており、二次転写ローラ17と中間転写ベルト15とが接触する箇所に二次転写ニップが形成されている。
画像形成装置本体2内には、前記給紙装置3から供給された用紙を、二次転写ニップを通して機外に設けた排紙トレイ18へ案内するための搬送経路Rが配設されている。搬送経路Rにおいて、二次転写ローラ17の位置よりも用紙搬送方向上流側にはタイミングローラ対19が配設されている。二次転写ローラ17の位置よりも用紙搬送方向下流側には、定着装置20が配設されている。さらに、定着装置20の用紙搬送方向の下流側には、排紙ローラ対21が配設してある。
定着装置20は、内部に加熱源を有する加熱ローラ20aと、その加熱ローラ20aを加圧する加圧ローラ20bを有する。加熱ローラ20aと加圧ローラ20bは互いに所定の圧力で接触しており、その接触部において定着ニップを形成している。
(画像形成装置の基本動作)
以下、図2を参照して前記画像形成装置の基本動作について説明する。
各プロセスユニット4Y,4C,4M,4Bkの感光体5が図の反時計回りに回転駆動され、帯電ローラ6によって各感光体5の表面が所定の極性に一様に帯電される。図示しない読取装置によって読み取られた原稿の画像情報に基づいて、露光装置9から帯電された各感光体5の表面にレーザ光が照射されて、各感光体5の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体5に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体5上に形成された静電潜像に、各現像装置7によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として可視像化される。
中間転写ベルト15を加圧するローラの1つが回転駆動し、中間転写ベルト15を図の矢印の方向に周回走行させる。また、各一次転写ローラ16に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加されることによって、各一次転写ローラ16と各感光体5との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。そして、各感光体5に形成された各色のトナー画像が、前記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト15上に順次重ね合わせて転写される。
このようにして、中間転写ベルト15はその表面にフルカラーのトナー画像を担持する。また、転写後の各感光体5の表面には、中間転写ベルト15に転写しきれなかったトナーが残留している。この感光体5上に残留したトナーは、クリーニングブレード8によって除去される。
用紙は、図1に示す給紙装置3から搬出され、この搬出された用紙は、タイミングローラ対19によってタイミングを計られて、二次転写ローラ17と中間転写ベルト15との間の二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ17に、中間転写ベルト15上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が付与され、二次転写ニップに転写電界が形成される。そして、二次転写ニップに形成された転写電界によって、中間転写ベルト15上のトナー画像が用紙上に一括して転写される。
トナー画像が転写された用紙は、定着装置20へと搬送される。定着装置20内で、用紙は加熱ローラ20aと加圧ローラ20bとの間に挟まれて加熱・加圧され、トナー画像が用紙上に定着される。その後、用紙は一対の排紙ローラ対21によって排紙トレイ18に排出される。
以上の説明は、用紙にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作である。しかし、4つのプロセスユニット4Y,4C,4M,4Bkのいずれか1つを使用して単色画像を形成したり、2つ又は3つのプロセスユニットを使用して、2色又は3色の画像を形成したりすることも可能である。
(給紙装置)
次に、図3〜図8に基づいて、本発明の記録媒体供給装置の実施形態に係る給紙装置の構成について説明する。図3は給紙装置3の全体の概略構成図である。同図に示す給紙装置3は、シート状記録媒体としての複数枚の用紙Pを積層状態で搭載可能な記録媒体搭載部としての給紙トレイ32と、用紙Pを搬送する搬送手段としての吸着ベルト33を有する。
給紙トレイ32の上部に、搭載された用紙束の上面位置を検知する上面位置検知手段としての上面位置検知装置34が配設されている。この上面位置検知装置34の検知結果に基づいて、図示しない昇降手段によって用紙束の上面の高さが変更される。給紙トレイ32の前側と左右両側に、搭載された用紙束にエアを吹き付けて最上位置の一枚の用紙を浮上させるエア吐出手段としてのフロントブロワ35及びサイドブロワ36が配設されている。
前記フロントブロワ35は、ブロワファン35aとエアダクト35bを有し、エアダクト35bから水平方向の分離エアA1と、斜め上方向の浮上エアA2を吐出する。サイドブロワ36は用紙P1の下側に左右両側からエアを送り込む。
吸着ベルト33よりも用紙搬送方向の下流側に、搬送ローラ対37が配設されている。この搬送ローラ対37のさらに下流側に、用紙検知センサ38が配設されている。
給紙トレイ32は、図1の給紙装置3の不図示の前扉を開くことにより、手前側に取り出し可能に構成されている。そして、給紙装置3から取り出した給紙トレイ32に対して用紙を交換又は補充することができるようになっている。この給紙トレイ32に搭載可能な用紙Pは、厚紙、はがき、封筒、普通紙、薄紙、塗工紙(コート紙やアート紙等)、トレーシングペーパ等を含む。本発明の実施形態に係る給紙装置は、用紙以外のシート状の記録媒体として、OHPシートもしくはOHPフィルム等も供給可能に構成されている。
図4は、記録媒体搭載部としての給紙トレイ32の内部構造を示す斜視図である。この給紙トレイ32は上方が開放された箱状をなし、給紙トレイ32の上部に吸着ベルト33等を有する吸着ベルトユニットが取り付けられる。給紙トレイ32は、底板32aと、底板32a上に搭載された用紙束の搬送方向前端を位置決めするフロントフェンス32bを有する。また、用紙束の幅方向(搬送方向と直交する方向)の両端を位置決めする一対のサイドフェンス32cと、用紙束の搬送方向後端を位置決めするエンドフェンス32dを有する。用紙の交換又は補充は、給紙トレイ32の上方から行う。
フロントフェンス32bの上部近傍に、一つのフロントエア吐出口35cが配設され、2つのサイドフェンス32cの上部に、それぞれ一対のサイドエア吐出口36a、36aが設けられている。これら吐出口35c、36aは、不図示のダクトを介して各フェンス内に配設されたブロワ(フロントブロワ35、サイドブロワ36)にそれぞれ接続されている。そして各吐出口35c、36aから吐出されたエアが、給紙トレイ32に搭載された用紙束の上層に吹き付けられるようになっている。
給紙トレイ32のフロントフェンス32b側の上部に、図5に示す吸着ベルト33等を有する吸着ベルトユニット41が、給紙トレイ32の上方を幅方向に横断する形で取り付けられている。 吸着ベルト33は、駆動ローラ42と従動ローラ43との間に所定の張力をかけた状態で掛け渡されている。駆動ローラ42に駆動モータ44が連結され、駆動モータ44があらかじめ設定された給紙タイミングで駆動されると、駆動ローラ42が回転駆動して吸着ベルト33が矢印方向に回転するようになっている。
駆動ローラ42と従動ローラ43との間であって吸着ベルト33で囲まれた領域には、下向き(図5では上向き)の開口が形成された箱状の吸引チャンバ45が設けられている。この吸引チャンバ45は吸引ダクト46を介して不図示の吸引ブロワに接続されている。そして吸引ブロワが駆動して、吸引ダクト46を介して吸引チャンバ45からエアが吸引されると、吸引チャンバ45の内部が負圧になる。これにより、吸着ベルト33に形成された複数の吸引口33aからエアが吸引され、その吸引されるエアによって吸着ベルト33の下面に用紙を吸着するようになっている。
吸着ベルト33の上流側に、上面位置検知装置34が配設されている。上面位置検知装置34は、押し付け部材としての押し付けコロ50を有する第1回動アーム51と、第1回動アーム51の回動位置を検出するフォトセンサ52を有する。フォトセンサ52は、第1回動アーム51の回動位置を検知可能な他のセンサ(接触式と非接触式を含む)に代替可能なことは勿論である。
吸着ベルト33の従動ローラ43の側方に、図5、図6A、図6Bのように、当該従動ローラ43と平行に回動軸53が配設されている。そして第1回動アーム51がこの回動軸53に回動自在に取り付けられている。また、前記フォトセンサ52はブラケット54を介して回動軸53に固定されている。
回動軸53の端部は、図12A及び図12Bのように、給紙装置3の前面側に配置されたグリップ335に連結されている。そして、このグリップ335を所定量で正・逆回転させることによって、フォトセンサ52の位置を低くしたり高くしたりすることができるようになっている。
第1回動アーム51は、図6A、図6Bに示すように、給紙方向と直交する方向で幅広に形成されている。そして第1回動アーム51の幅方向端部に、回動軸53と直交する方向にアーム部51aが形成されている。
このアーム部51aの先端に、押し付けコロ50が回転自在に配設されている。また、第1回動アーム51の反対側の端部に、後述のL字状アーム81の押圧部81dが接離可能な板状の第1被押圧部51bが形成されている。押し付けコロ50の押し付け力は、後述する押し付け力可変機構によって変更可能とされている。
また、第1回動アーム51の幅方向中間部に、前記アーム部51aと平行に板状に延びた第2被押圧部51cが形成されている。さらに、アーム部51aと第2被押圧部51cの中間に、フォトセンサ52で検知されるフィラー51dが形成されている。
第1回動アーム51の上方に、図6Aのように、板金を折り曲げ成形した支持部材58が配設されている。この支持部材58に、押し付け力可変機構を構成する付勢力調整部材60が配設されている。この付勢力調整部材60は、後述の付勢コロ72による第1回動アーム51の回転モーメントと、付勢コロ72による回転モーメントに抗して第1回動アーム51の押し付けコロ50を浮かせる付勢力を同時に調整するためのものである。付勢力調整部材60は、図6B、図7で矢印方向にスライド移動可能に配設され、後述するように当該スライド移動により、付勢コロ72による押し付けコロ50の押し付け力を変更可能に構成されている。
付勢力調整部材60は、図7のように、その長穴60a1を通して支持部材58側に止着した止めネジ61で支持部材58に位置固定されている。長穴60a1の延長線上に同じ形の長穴60a2が形成され、この長穴60a2に、支持部材58側に形成されたエンボス58aが挿入されている。そして止めネジ61とエンボス58aにより、付勢力調整部材60の平行移動が確保されるようになっている。
付勢力調整部材60は、第1付勢手段70を構成する付勢レバー71を回動可能に支持している。付勢レバー71は、図7、図8に示すように、その上端部付近が、付勢力調整部材60に支持された支軸62に回動可能に支持されている。付勢レバー71の下端部には付勢コロ72が回動自在に配設され、この付勢コロ72は第1回動アーム51の第2被押圧部51cに常時当接している。
付勢レバー71の上端部に形成されたバネ掛け部71aに、第1付勢手段を構成する水平な第1引張バネ73の一端部が連結されている。第1引張バネ73の他端部は、付勢力調整部材60の第1バネ掛け部60bに止着されている。これにより、図8で付勢レバー71が常時時計方向に回動付勢されている。この回動付勢力により、付勢コロ72が第1回動アーム51の第2被押圧部51cに所定の圧力で常時当接し、第1回動アーム51を回動方向に付勢している。
この実施形態では、第1回動アーム51を第1引張バネ73で直接付勢しないで、付勢レバー71と付勢コロ72を介して間接的に付勢する構成としている。これは、支軸62を中心とした付勢レバー71のレバー比によって、第1引張バネ73の付勢力を大きく低減し、もって相対的に大きなバネ定数の第1引張バネ73を使用可能とするためである。また、第1引張バネ73のバネ定数を大きくすることで、バネスペース(巻数とバネ径)の低減並びに製造コストの低減が可能である。
第1引張バネ73は弾性部材の一例であって、この第1引張バネ73を他の弾性部材に置き換え可能であることは勿論である。第1付勢手段70の変形により、弾性部材として例えば捩りバネを使用することが可能である。このような捩りバネは、例えば支軸62の回りに配置することができ、捩りバネの一端を付勢レバー71に掛け止めし、他端を付勢力調整部材60に連結する構成が可能である。
図8のように、付勢力調整部材60の給紙方向下流側の支持部材58に、第2付勢手段80の第2回動アームを構成するL字状アーム81と、押し付け部材接離手段としてのソレノイド90が配設されている。L字状アーム81は支軸81aを中心として支持部材58に回動可能に支持されている。
L字状アーム81は二つのアーム部(第1アーム部81bと第2アーム部81c)を有し、両アーム部81b、81cは支軸81aを中心としてほぼ90度の角度差が付けられた状態で、別々の方向に延びている。このL字状アーム81によって、後述の第2引張バネ82、ソレノイド90及び押圧部81dがコンパクトにレイアウトされている。なお、前述したほぼ90度の角度差は一例に過ぎず、第2引張バネ82、ソレノイド90及び押圧部81dのレイアウトに応じてL字状アーム81の2つのアーム部81b、81cを90度以外の最適な角度に設定することができることは勿論である。
第1アーム部81bの先端に、第1回動アーム51の第1被押圧部51bに当接可能な押圧部81dが形成されている。また、第2アーム部81cの先端に形成されたバネ掛け部81eに、第2引張バネ82の一端部が連結されている。この第2引張バネ82の他端部は、付勢力調整部材60の第2バネ掛け部60cに止着されている。従って、L字状アーム81は第2引張バネ82の付勢力によって常時図8の時計方向に回動付勢されている。
ソレノイド90は、スイッチONで励磁すると引っ込む形式の作動軸90aを有する。この作動軸90aがL字状アーム81の第2アーム部81cの中間部に連結されている。そして、ソレノイド90をON作動させた時にのみ、L字状アーム81が第2引張バネ82に抗して、すなわち第2引張バネ82の付勢力を相殺して、図8のように反時計方向に回動する。これにより、L字状アーム81の第1アーム部81bが、第1回動アーム51の第1被押圧部51bから離間するようになっている。
押し付けコロ50が用紙束の最上面に接触している状態で、用紙が供給され用紙束の上面位置(図3の高さh)が低くなると、それに追随して第1回動アーム51が回動軸53を中心として揺動する。そして、この第1回動アーム51の揺動に伴うフィラー51dの変位をフォトセンサ52が検知するようになっている。また、そのときのフォトセンサ52の検知信号に基づいて図示しない押上げ手段が給紙トレイ32の底板32aを上昇させて、用紙束の上面から吸着ベルト33までの高さhを所定の高さに維持するように構成されている。
(給紙動作)
次に、給紙装置の給紙動作(給紙方法)について説明する。画像形成装置本体から給紙指令が発せられると、図3のフロントブロワ35及びサイドブロワ36から、搭載された用紙束の上層の用紙にエアが吹き付けられ、同時に吸着ベルト33のエア吸引が開始される。
この時、図8のソレノイド90はOFFとされ非作動状態にある。このため、第2引張バネ82の引張力でL字状アーム81が図8で時計方向に回動し、その第1アーム部81bの先端の押圧部81dが第1回動アーム51の第1被押圧部51bを押し下げている。これにより、第1回動アーム51が回動軸53を中心として第1引張バネ73に抗して反時計方向に回動し、押し付けコロ50が用紙P1から離間している。
吸着ベルト33のエア吸引により、用紙束の最上位置にある1枚目の用紙が2枚目以降の用紙と分離されながら、吸着ベルト33の高さhまで浮上され、吸着ベルト33の下面に吸着される。そして、1枚目の用紙P1が吸着ベルト33に吸着された状態で、吸着ベルト33と搬送ローラ対37が回転を開始し、1枚目の用紙が搬送される。
その後、1枚目の用紙が図3の用紙検知センサ38に到達して検知されると、吸着ベルト33の回転が停止される。その後、搬送ローラ対37によって、吸着ベルト33が停止した状態で用紙の搬送が継続される。
また、用紙検知センサ38の検知により、図8のソレノイド90がONにされ作動状態になる。そうすると、L字状アーム81がソレノイド90の作動軸90aによって第2引張バネ82に抗して、すなわち第2引張バネ82の付勢力を相殺するように引っ張られ、図8のように反時計方向に回動する。これにより、L字状アーム81の第1アーム部81bが、第1回動アーム51の第1被押圧部51bから離間し、第1回動アーム51が第1引張バネ73の付勢力を受けた付勢コロ72によって時計方向に付勢される。
これにより、第1回動アーム51の押し付けコロ50が2枚目の用紙の上面に接触し、用紙束の上面位置の検知を行う。用紙束の上面位置を検知した結果、その上面位置が予め設定された基準高さhを下回っている場合は、図示しない押上げ手段によって給紙トレイ32の底板32aが上昇され、用紙束の上面から吸着ベルト33までの高さhが所定の値となるように高さ調整される。また、検知した用紙束の上面位置が予め設定された基準高さhを下回っていない場合は、高さ調整は行われない。
用紙束の上面位置に続けて2枚目の用紙の搬送を行う場合、その搬送タイミングと同期してソレノイド90がOFFすなわち非作動状態に切り替えられる。これにより、押し付けコロ50が用紙から離間し、前述した吸着ベルト33による用紙搬送が繰り返される。
(押し付け力可変機構による用紙押し付け力の増減変更調整)
次に、押し付け力可変機構による用紙押し付け力の増減変更調整について説明する。通常の用紙(普通紙)を搬送する時は、付勢力調整部材60を図7の位置からやや右側(ソレノイド90側)にスライド移動させ、止めネジ61が長穴60a1の中間に位置するようにする。これで、付勢コロ72が第1回動アーム51の第2被押圧部51cの長手方向中間部分を押圧する形になる。従って、第1引張バネ73による第1回動アーム51の回転モーメントが中程度になり、用紙に対する押し付けコロ50の押し付け力が中程度になる。
一方、この時、付勢力調整部材60の第2バネ掛け部60cは、図7の左右方向中間位置に移動し、L字状アーム81のバネ掛け部81eが第2引張バネ82によって中程度の引張力で引っ張られる。L字状アーム81は、図8のように、押し付けコロ50を用紙P1に当接させるためにソレノイド90をON作動させた時、第2引張バネ82に抗してソレノイド90の作動軸90aに引っ張られる。
この状態からソレノイドをOFF作動させると、第2引張バネ82の引張力でL字状アーム81が図8で時計方向に回動し、その第1アーム部81bの先端の押圧部81dが第1回動アーム51の第1被押圧部51bを押し下げる。これにより、第1回動アーム51が回動軸53を中心として第1引張バネ73に抗して反時計方向に回動し、押し付けコロ50が用紙P1から離間する。
また、表面に塗工処理が施されたアート紙やコート紙、ノンカーボン紙、或いはOHPフィルムなどの損傷しやすい用紙を搬送する時は、付勢力調整部材60を図7でさらに右側(ソレノイド90側)にスライド移動させる。すなわち、付勢力調整部材60を止めネジ61が長穴60a1の左端に位置するようにスライド移動させる。
これで、付勢コロ72が第1回動アーム51の第2被押圧部51cの回動軸53に最も近い部分(第2被押圧部51cの基端部)を押圧する形になる。従って、第1引張バネ73による第1回動アーム51の回転モーメントが最小になり、用紙に対する押し付けコロ50の押し付け力が最小になる。従って、傷つきやすい用紙に押し付けコロ50が当接しても、当該用紙が損傷するのを防止することができる。
一方、この時、付勢力調整部材60の第2バネ掛け部60cは、鎖線で示すように図7の右端に移動し、L字状アーム81のバネ掛け部81eが第2引張バネ82によって最小の引張力で引っ張られる。L字状アーム81は、図8のように、押し付けコロ50を用紙P1に当接させるためにソレノイド90をON作動させた時、第2引張バネ82に抗してソレノイド90の作動軸90aに引っ張られる。この時のソレノイド90の吸引力は、第2引張バネ82の最小の引張力に対応する大きさであればよいので、ソレノイド90の大型化を回避することができる。
この状態からソレノイドをOFF作動させると、第2引張バネ82の最小の引張力でL字状アーム81が図8で時計方向に回動し、その第1アーム部81bの先端の押圧部81dが第1回動アーム51の第1被押圧部51bを押し下げる。これにより、第1回動アーム51が回動軸53を中心として第1引張バネ73に抗して反時計方向に回動し、押し付けコロ50が用紙P1から離間する。
この反対に、傷つき難くコシが強い厚紙などの用紙を搬送する場合は、押し付けコロ50の押し付け力が弱いと用紙のコシの強さに押し付けコロ50の押し付け力が負けてしまうので、この場合は押し付けコロ50による押し付け力を増大させる。すなわち、用紙に対する押し付け力を増大させるために、付勢力調整部材を図7の実線で示すように左側にスライド移動させ、止めネジ61が長穴60a1の右端に位置するようにする。
これで、付勢コロ72が第1回動アーム51の第2被押圧部51cの回動軸53から最も遠い部分(第2被押圧部51cの先端部)を押圧する形になる。従って、第1引張バネ73による第1回動アーム51の回転モーメントが最大になり、用紙に対する押し付けコロ50の押し付け力が最大になる。これにより、厚紙などの用紙のコシの強さに負けない押し付け力が得られ、用紙上面位置の正確な検出とそれによる確実な用紙の搬送が可能になる。
一方、この時、付勢力調整部材60の第2バネ掛け部60cは、実線で示すように図7の左端に移動し、L字状アーム81のバネ掛け部81eが第2引張バネ82によって最大の引張力で引っ張られる。L字状アーム81は、図8のように、押し付けコロ50を用紙P1に当接させるためにソレノイド90をON作動させた時、第2引張バネ82に抗してソレノイド90の作動軸90aに引っ張られる。この時のソレノイド90の吸引力は、第2引張バネ82の最大の引張力に対応する大きさにする。すなわち、厚紙などの用紙を供給する給紙装置の場合のみソレノイド90を大型化すればよい。
この状態からソレノイドをOFF作動させると、第2引張バネ82の最大の引張力でL字状アーム81が図8で時計方向に回動し、その第1アーム部81bの先端の押圧部81dが第1回動アーム51の第1被押圧部51bを押し下げる。これにより、第1回動アーム51が回動軸53を中心として第1引張バネ73に抗して反時計方向に回動し、押し付けコロ50が用紙P1から離間する。
このように、付勢力調整部材60をスライド移動して第1回動アーム51の第2被押圧部51c上における付勢コロ72の位置を変えることによって、押し付けコロ50の用紙押し付け力を最大から最小まで広い範囲で調整することが可能になる。従って、多種多様な用紙に対する押し付け力を容易に最適化することができる。
また、押し付けコロ50の用紙押し付け力の広範囲調整と連動する形で、第2引張バネ82の引張力を当該押し付け力に対応して増減調整することができる。このため、押し付けコロ50の用紙押し付け力を小さくする場合、第2引張バネ82を交換することなく、小型のソレノイド90でL字状アーム81を駆動することができる。従って、用紙押し付け力が小さい装置におけるソレノイド90の一律的な大型化を回避することができ、これにより当該装置の消費電力の低減とコストダウンを図ることができる。
(用紙上面位置の高さ調整)
用紙上面位置の高さhは、給紙動作で説明したように、用紙束の上面位置が予め設定された基準高さを下回っている場合は、給紙トレイ32の底板32aを上昇させることによって用紙束の上面から吸着ベルト33までの高さhが所定の値となるように高さ調整する。用紙束の上面位置が予め設定された基準高さを下回っているか否かは、押し付けコロ50が取り付けられた第1回動アーム51のフィラー51dが、フォトセンサ52を遮光するか否かによって判定される。
用紙束上面位置が下がってくると、図6Bに示すフィラー51dが、回動軸53を中心とする第1回動アーム51の反時計方向の回動と共に下がってくる。そして、このフィラー51dがフォトセンサ52の光軸を遮った時の押し付けコロ50の高さで、昇降手段によって給紙トレイ32の底板32aを上昇させ始める。すなわち、昇降手段がフォトセンサ52からの信号を受けて、給紙トレイ32の底板32aを上昇させることによって前記高さ調整が開始される。この高さ調整によりフィラー51dが上昇し、フォトセンサ52の投光部の光が受光部へ再び通るようになると、高さ調整が終了する。
一般的な給紙装置では、用紙束の上面から吸着ベルト33までの高さhは一定とされている。この高さhが一定であると、普通紙とは厚さが異なる薄紙や厚紙を搬送する場合に問題がある。薄紙の場合は最上位置の用紙とその下側の用紙が分離しにくく、用紙が複数枚の束として吸着ベルト33に吸着されてそのまま搬送(重送)されてしまうことがある。また、厚紙などのように秤量(g/m2)が大きい場合は吸着ベルト33に吸着されるまでに時間がかかる。このため、吸着ベルト33に吸着されないで空送りが発生することがある。そのような場合のため、搬送する用紙の種類に応じて、図12A(図12B)のグリップ335を回転することにより前記高さhを増減調整可能としている。
すなわち、薄紙を搬送する場合はグリップ335を回して回動軸53(312)の回転によりフォトセンサ52の位置を低くする。厚紙を搬送する場合はグリップ335を反対方向に回転させフォトセンサ52の位置を高くする。薄紙の場合も厚紙の場合も、グリップ335は無段階に回転調整可能であるので、用紙上面高さhを細かく調整することができ、薄紙から厚紙までその秤量にかかわらず正常に給紙ができることで用紙対応力を強化することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。例えば前記実施形態では第1引張バネ73、第2引張バネ82によって第1、第2付勢手段をそれぞれ構成した。しかし、引張バネ以外の弾性部材等を使用して、当該第1、第2付勢手段を構成することも可能である。また、本発明に係る給紙装置(記録媒体供給装置)は、図1に示すカラー画像形成装置に限らず、モノクロ画像形成装置や、その他の複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等に設けることも可能である。
また、本発明の記録媒体供給装置は、エア分離給紙装置だけでなく、図9のようなFRR方式(Feed Riverse Roller)と呼ばれる摩擦分離ローラ方式の給紙装置にも適用可能である。すなわち、図8に示す給紙装置を図9の給紙装置に適用し、図8の押し付けコロ50を図9の呼び出しローラ150に使用する。図9で151は給紙トレイ、152は用紙ガイド、153は底板、153aはその回動軸、155はフィードローラ、156はセパレートローラ、156aはその付勢バネ、158はグリップローラ、K1は前端検知手段、K2は用紙検知手段である。
セパレートローラ156はトルクリミッタを介して給送方向とは逆方向に駆動力を付与される。用紙は用紙束からフィードローラ155とギヤ連結された呼び出しローラ150の回転によって呼び出される。呼び出しローラ150は最上部の用紙と当接し、当該用紙(先行紙P1)を搬送方向下流側に繰り出す。
繰り出された先行紙P1が、給紙トレイ151の下流側に位置するフィードローラ155によって搬送方向下流側に給送される。そして、先行紙P1後端が呼び出しローラ150接地点を通過する前であっても、当該先行紙P1の前端がさらに下流に設けられたグリップローラ158に到達すると、呼び出しローラ150が先行紙の紙面から離間される(又は非駆動にされる)。
先行紙P1の前端が、グリップローラ158のさらに下流側の用紙検知手段K2で検知されると、この用紙検知をトリガーとして、呼び出しローラ150が給紙トレイ151の最上部の用紙(次紙P2)の紙面に再当接されるか再駆動される。これにより次紙P2が繰り出される。このように呼び出しローラ150は用紙に対して当接と離間を繰り返すが、この当接・離間の切り替えを図8のソレノイド90のON−OFFで行う。
1:画像形成装置
2:画像形成装置本体
3:給紙装置
4Y,4C,4M,4Bk:プロセスユニット
5:感光体
6:帯電ローラ
7:現像装置
8:クリーニングブレード
9:露光装置
10:転写装置
15:中間転写ベルト
16:一次転写ローラ
17:二次転写ローラ
18:排紙トレイ
19:タイミングローラ対
20:定着装置
21:排紙ローラ対
32:給紙トレイ
33:吸着ベルト
34:上面位置検知装置
35:フロントブロワ
36:サイドブロワ
37:搬送ローラ対
38:用紙検知センサ
41:吸着ベルトユニット
42:駆動ローラ
43:従動ローラ
44:駆動モータ
45:吸引チャンバ
46:吸引ダクト
50:押し付けコロ
51:第1回動アーム
51a:アーム部
51b:第1被押圧部
51c:第2被押圧部
51d:フィラー
52:フォトセンサ
53:回動軸
54:ブラケット
58:支持部材
58a:エンボス
60:付勢力調整部材
60a1、60a2::長穴
60b:第1バネ掛け部
60c:第2バネ掛け部
61:ネジ
62:支軸
70:第1付勢手段
71:付勢レバー
71a:バネ掛け部
72:付勢コロ
73:第1引張バネ
80:第2付勢手段
81:L字状アーム
81a:支軸
81b:第1アーム部
81c:第2アーム部
81d:押圧部
81e:バネ掛け部
82:第2引張バネ
90:ソレノイド
90a:作動軸
150:呼び出しローラ
151:給紙トレイ
155:フィードローラ
156:セパレートローラ
158:グリップローラ
301:エア分離給紙装置
302:給紙トレイ
303:フロントブロワ
304:サイドブロワ
305:吸着ベルト
306:フロントフェンス
307:支持板
310:揺動部材
311:回動アーム
313:押し付けコロ
320:揺動検知センサ
321:フォトセンサ
322:フィラー
330:付勢レバー
332:付勢コロ
333:引張バネ
334:操作レバー
335:グリップ
特開2001−247229号公報 特開2007−45630号公報 特開2011−73864号

Claims (10)

  1. 第1回動アームの一端部に配設された押し付け部材を、記録媒体搭載部に積層状態で搭載されたシート状記録媒体の最上面に押し付けるようにした記録媒体供給装置において、
    前記第1回動アームを回動方向に付勢することにより前記押し付け部材に押し付け力を付与する第1付勢手段を、前記第1回動アームの長手方向に沿って移動可能に配設し、前記第1付勢手段を移動することによって前記押し付け部材の押し付け力を変更可能にした記録媒体供給装置。
  2. 前記第1付勢手段の付勢力より大きな付勢力で前記押し付け部材を前記記録媒体の最上面から離間する方向に付勢する第2付勢手段と、
    非作動状態で前記第2付勢手段の付勢力で前記押し付け部材を前記記録媒体の最上面から離間させると共に、作動状態で前記第2付勢手段の付勢力を相殺して前記押し付け部材を前記第1付勢手段の付勢力で前記記録媒体の最上面に接触させる押し付け部材接離手段と、
    を有する請求項1の記録媒体供給装置。
  3. 前記第1付勢手段と第2付勢手段の各付勢力を互いに連動して増減変更する連動手段を配設した請求項2の記録媒体供給装置。
  4. 前記押し付け部材の高さ位置に基づいて前記記録媒体の最上面の高さ位置を検知する上面位置検知手段を有する請求項1から3のいずれか1の記録媒体供給装置。
  5. 前記上面位置検知手段の検知結果に基づいて前記記録媒体搭載部の高さを変更する昇降手段を有する請求項4の記録媒体供給装置。
  6. 前記積層状態の記録媒体にエアを吹き付けて最上位置の一枚の記録媒体を浮上させるエア吐出手段と、
    浮上させた当該最上位置の一枚の記録媒体を吸着して搬送する搬送手段と、
    前記搬送手段による記録媒体の搬送タイミングと同期して前記押し付け部材接離手段を作動状態から非作動状態に切り替えることにより、前記第1付勢手段の付勢力で前記記録媒体の最上面に接触していた前記押し付け部材を、前記第2付勢手段の付勢力により前記記録媒体の最上面から離間させる制御手段と、
    を備えた請求項2から5のいずれか1の記録媒体供給装置。
  7. 前記第1付勢手段が、前記第1回動アームに接触した付勢コロと、当該付勢コロを一端部で支持する付勢レバーと、前記付勢コロを前記第1回動アームに向けて付勢するように前記付勢レバーの他端部に連結された第1引張バネとを有し、
    前記第2付勢手段が、一端部が前記第1回動アームに接離可能に配設された第2回動アームと、当該第2回動アームの他端部に連結され、当該第2回動アームの一端部を前記第1回動アームに当接させた状態で前記押し付け部材を前記記録媒体の最上面から離間する方向に付勢する第2引張バネとを有し、
    前記押し付け部材接離手段が、前記第2回動アームに連結されたソレノイドを有する請求項2から6のいずれか1の記録媒体供給装置。
  8. 前記第2回動アームが、当該第2回動アームを回動可能に支持する回動軸から別々の方向に延びた第1アーム部と第2アーム部を有し、前記第1アーム部の先端部が前記第1回動アームの他端部に接離可能に配設され、前記第2アーム部の先端部に前記第2引張バネの一端部が連結され、前記第2アーム部の中間部に前記ソレノイドが連結された請求項7の記録媒体供給装置。
  9. 前記連動手段が、前記第1引張バネ、付勢レバー及び付勢コロをユニットとして支持し、かつ、前記第2引張バネの他端部が連結されたスライド移動可能な付勢力調整部材を有し、
    前記付勢力調整部材のスライド移動により、前記第1回動アームに対する前記付勢コロの当接位置が変化することで前記記録媒体の最上面に対する前記押し付け部材の付勢力を変化させると共に、前記第2引張バネの付勢力を変化させるようにした請求項7又は8の記録媒体供給装置。
  10. 請求項1から9のいずれか1の記録媒体供給装置を備えた画像形成装置。
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