JP2005035731A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 第2面へ画像形成する場合に確実に記録媒体のカールを矯正できる画像形成装置を得る。
【解決手段】 反転ユニット24内には、シャフト44とソフトニップロール46とで構成されたカール矯正ロール対32が設けられる。ソフトニップロール46は、軸部材と、軸部材が挿通された軟質部材とで構成されている。軟質部材72とシャフト44との接触部分32Tでは軟質部材72が局所的に凹も、記録用紙Sのカールが矯正される。反転ユニット24内にカール矯正ロール対30を設けたので、記録用紙Sの第2面への画像転写後の、第2中間転写ロール38及び最終転写ロール42から剥離に有利な方向へカール矯正できる。
【選択図】 図2

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に記録媒体の第1面に画像形成した後、記録媒体を反転して第2面に画像形成可能な画像形成装置に関する。
いわゆる静電記録方式によってトナー画像を記録媒体に形成する画像形成装置などでは、記録媒体にトナー像を定着させる際に、記録媒体にカールが生じることがある。カールが生じた記録媒体が画像形成装置内で搬送されると、紙詰まり(いわゆる「ジャム」)が発生することがある。特に、記録媒体の第1面に画像形成した後で反転させて、第2面にも画像形成するタイプ(両面印刷)の画像形成装置の場合には、第1面での画像定着時に生じたカールにより、反転後の記録媒体の搬送時に紙詰まりが発生することがある。
特許文献1には、このようなカールを矯正するために、図6に示すように、定着ローラ202A、202Bを第1搬送ローラとし、この第1搬送ローラ202A、202Bの直後に第2搬送ローラ204A、204Bを設けてカール矯正するカール矯正装置が記載されている。
しかし、図6に示した構成では、第1搬送ローラ202A、202Bの直後に、すなわち、記録媒体を反転させる経路の前にカール矯正用の第2搬送ローラ204A、204Bが設けられているため、第1面に画像形成された記録媒体に対し第2面に画像形成を行わない場合でも、第2面に画像形成を行う場合と同様にカールを矯正してしまう。すなわち、第2面に画像形成する場合のみを考慮して、的確なカール矯正ができないことがある。
特開昭63−218462号公報
本発明は上記事実を考慮し、第2面へ画像形成する場合に確実に記録媒体のカールを矯正できる画像形成装置を得ることを課題とする。
請求項1に記載の発明では、記録媒体を搬送する搬送手段と、前記搬送手段によって搬送される記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段によって第1面に画像が形成された記録媒体を反転して第2面に画像形成されるように画像形成手段へ送る反転手段と、前記反転手段によって記録媒体が反転されてから記録媒体の第2面へ画像が形成されるまでの搬送経路に設けられ、記録媒体のカールを矯正するカール矯正手段と、を有することを特徴とする。
記録媒体は、搬送手段によって搬送されつつ、画像形成手段で第1面に画像形成される。第2面に画像形成しない場合には、そのまま記録媒体を排出するが、第2面に画像形成する場合には、反転手段が記録媒体を反転させ、画像形成手段へと送る。
ここで、記録媒体が反転手段によって反転されてから第2面へ画像が形成されるまでの搬送経路には、カール矯正手段が設けられており、記録媒体のカールが矯正される。すなわち、このカール矯正手段は、第2面に画像形成される場合にのみ作用し、第2面での画像形成時を考慮して、記録媒体のカールを確実に矯正できる。
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前記カール矯正手段が、記録媒体の搬送方向と直交する方向に配置させた高剛性ロールと、前記高剛性ロールに押し付けられて局所的に凹み、高剛性ロールとの間で記録媒体をニップするニップロールと、前記ニップロールを回転駆動する駆動手段と、を含んで構成されていることを特徴とする。
したがって、記録媒体は、高剛性ロールとニップロールとの間で挟持(ニップ)されつつ搬送され、ニップロールの局所的な凹みによってカールが矯正される。駆動手段によってニップロールを回転駆動するようにしているので、高剛性ロールを回転駆動する構成と比較して、他部材などの影響を受けることなく記録媒体のカールを矯正できる。
なお、ここでいう「高剛性ロール」とは、ニップロールと比較して高い剛性を有しニップロールを局所的に凹ませることが可能であればよい。たとえば、金属製、硬質樹脂製とすることができる。
請求項3に記載の発明では、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記反転手段が備えられると共に装置本体に脱着可能とされた反転ユニットを有し、前記カール矯正手段が、前記反転ユニット内に設けられていることを特徴とする。
反転ユニット内に反転手段が備えられているので、反転ユニットを装置本体に装着するだけで、記録媒体の第2面に画像を形成できるようになる。反転ユニット内にはカール矯正手段も設けられているので、反転ユニットを装置本体に装着するためで、第2面へ画像形成する場合の記録媒体のカールを矯正可能となる。
請求項4に記載の発明では、請求項3に記載の発明において、前記カール矯正手段が、前記反転ユニット内において記録媒体搬送方向の上流端に配置されていることを特徴とする。
このように、カール矯正手段を反転ユニット内で上流側に配置することで、記録媒体の反転後の短いタイミングでカール矯正できる。
請求項5に記載の発明では、請求項3又は請求項4に記載の発明において、前記反転ユニットに、この反転ユニットの少なくとも一部を開閉可能とし、開放状態で記録媒体を外部へ除去可能とする媒体除去カバーが備えられ、前記カール矯正手段が、前記媒体除去カバーの開放状態で外部から視認可能な位置に配置されていることを特徴とする。
したがって、媒体除去カバーを開放してカール矯正手段を視認し、点検などを行うことができる。また、反転ユニット内からの記録媒体の除去を行うことも可能となる。
請求項6に記載の発明では、請求項5に記載の発明において、前記媒体除去カバーの開放位置への移動に連動して前記高剛性ロールと前記ニップロールとのニップを解除する連動機構、を有することを特徴とする。
これにより、媒体除去カバーを開放位置へ移動させるだけで、高剛性ロールとニップロールとのニップが解除されるので、記録媒体の除去を容易に行うことができる。
請求項7に記載の発明では、請求項5に記載の発明において、前記媒体除去カバーが開放位置にあるときには媒体除去カバーの閉塞位置への移動を阻止するストッパ手段、を有することを特徴とする。
すなわち、媒体除去カバーは、開放位置ではストッパ手段によって閉塞位置へと不用意に移動してしまうことがなく、記録媒体の除去などの作業性が高まる。ストパ手段による移動阻止を解除すれば、媒体除去カバーを閉塞位置へと移動させることができる。
本発明は上記構成としたので、第2面へ画像形成する場合に確実に記録媒体のカールを矯正できる。
図1には、本発明の第1実施形態の画像形成装置10が示されている。本実施形態の画像形成装置10は、いわゆる静電記録方式によって、用紙(記録媒体)にトナー像を形成して所望の画像を得るものであり、ここでは4色に対応したタンデム型のフルカラー画像形成装置を挙げている。
画像形成装置10は、大きく分けて、画像形成部12、転写部14、定着部16、及び給紙部18、排紙部20により構成されており、こららが、筐体22内に配置されている。
画像形成部12は、イエロー(Y)用、マゼンタ(M)用、シアン(C)用、及びブラック(K)の各色のレーザービームR(Y)〜(K)を出射する露光装置26を有している。図示しないに帯電器より一様に帯電された4つの感光体ドラム28のそれぞれに、各色に対応したレーザービームRが射出され、静電潜像が書き込まれる。その後、現像装置(図示省略)からトナーが供給され、感光体ドラム28にトナー画像が形成される。
転写部14は、第1中間転写ロール36A、36B、第2中間転写ロール38、及び、最終転写ロール42を含んで構成されている。
第1中間転写ロール36A、36Bは、反時計回りに回転しながら感光体ドラム28からトナー画像を一次転写される。第2中間転写ロール38は、第1中間転写ロール36A、36Bから前記トナー画像を二次転写される。最終転写ロール42は、第2中間転写ロール38との間で記録用紙Sを挟持しつつ搬送可能とされており、第2中間転写ロール38に担持されているトナー画像を記録用紙Sへ転写する。
給紙部18は、給紙トレイ50から排出トレイ52に至るまでの記録用紙Sの搬送経路Wに沿って形成されている。給紙トレイ50内には複数枚の記録用紙Sが収容されており、給紙トレイ50から搬送経路Wの搬送方向下流側にかけて、順に、ピックアップロール54Aとリタードロール54Bとのロール対、搬送ロール対55、レジストロール対56が配設されている。記録用紙Sは、各々のロール対の間に挟持され搬送経路Wの搬送方向下流側へ搬送される。
定着部16は、最終転写ロール42よりも搬送経路Wの搬送方向下流側に位置し、加熱ロール62、加圧ロール64、搬送ロール対66を備えている。
排紙部20は、排出ロール対57、58を有しており、これらのロール対で挟持搬送された記録用紙Sが排出トレイ52上に排出される。
排出ロール対57、58は反転可能とされており、記録用紙Sの後端が搬送ロール対66と、排出ロール対57との間に位置したときに反転して、記録用紙Sを逆方向に搬送することができる。
筐体22の側面には、反転ユニット24が脱着可能に取り付けられる。反転ユニット24の上部には、排出ロール対57、58の反転によって逆方向に搬送された記録用紙Sが進入するようになっている。
反転ユニット24内には、上方(すなわち反転ユニット24内での記録用紙Sの搬送方向上流)から順に、搬送ロール対30、カール矯正ロール対32、および搬送ロール対34が配置されている。
図2にも示すように、カール矯正ロール対32は、シャフト44とソフトニップロール46とで構成されている。シャフト44は金属製とされており、記録用紙Sの搬送方向と直交する方向に配置されて、図示しない軸受により回転可能に支持されている。
ソフトニップロール46は、軸部材70と、この軸部材70の長手方向に所定間隔をあけて配置された複数の軟質部材72とで構成されている(本実施形態では、記録用紙Sがいわゆる「センターレジ」で搬送されることを考慮して、3つの軟質部材72をセンターを基準にして対象に配置している)。図2(A)から分かるように、ソフトニップロール46の軟質部材72が金属製のシャフト44に押し付けられることで、接触部分32Tでは軟質部材72が局所的に凹む。凹んだ接触部分32Tで記録用紙Sが挟持されつつ搬送され、記録用紙Sのカールが矯正される。特に、他の搬送ロール対の挟持力よりも高い挟持力を作用させることで、記録用紙Sのカールをより効果的に矯正することができる。なお、このようにシャフト44が食い込んで凹むことを考慮して、軟質部材72は、他の搬送ロール対を構成しているロールよりも太い径を有しており、搬送速度にばらつきがでないようにされている。
軸部材70は、図示しない軸受によって回転可能に支持されると共に、モータ60からの駆動力を受けて回転するようになっている。
図2(A)から分かるように、軟質部材72がシャフト44に押し込まれることで、シャフト44は、その中央がソフトニップロール46から遠ざかる方向へとわすかに湾曲している。これにより、軟質部材72がシャフト44と接触している部分での軟質部材72の半径を考えると、中央の軟質部材72での挟持部半径R1(図2(B)参照)が、両端の軟質部材72での挟持部半径R2(図2(C)参照)よりも長くなっている。これにより、記録用紙Sの幅方向Hの中央部での搬送速度が、両端の搬送速度よりも速くなるため、記録用紙Sには、図3に矢印Fで示す力が作用する。
図1に示すように、反転ユニット24には、媒体除去カバー74が設けられている。媒体除去カバー74は、図示しないヒンジによって回動するようになっており、図1に実線で示す閉塞位置と、二点鎖線で示す開放位置との間を移動する。開放位置では、カール矯正ロール対32を外部から視認することができる。閉塞位置では、図示しないロック部材によってロックされ、不用意に開放位置に移動しない。
反転ユニット24には、リリースレバー76が設けられている。リリースレバー76は上端近傍(固定端)を中心として回動可能とされ、反転ユニット24に設けられた圧縮コイルバネ78によって、下端(回動端)側が反転ユニット24から突出するように回転付勢されている。図1に実線で示すように、媒体除去カバー74が閉塞位置でロックされているときは、リリースレバー76が媒体除去カバー74に押されるようになっており、圧縮コイルバネ78の付勢力を受けても不用意に下端が反転ユニット24から突出することはない。これに対し、二点鎖線で示すように、媒体除去カバー74が開放位置にあるときは、リリースレバー76が圧縮コイルバネ78の付勢力で回動し、その下端が反転ユニット24から突出する。この状態で媒体除去カバー74を閉塞方向に移動させようとしても、リリースレバー76にあたって移動させることができない。リリースレバー76をユーザーが回動させてリリースレバー76が当たらない位置(実線で示す位置)へ移動させれば、媒体除去カバー74を閉塞位置へと移動させることができる。
筐体22内には、反転ユニット24から再度進入してきた記録用紙S及び、外付けトレイ(いわゆる「手差しトレイ」など)から進入してきた記録用紙Sを搬送する搬送ロール対48が設けられている。
このような構成とされた本実施形態の画像形成装置10では、画像形成部12によって感光体ドラム28に形成されたトナー画像が転写部14によって記録用紙Sの第1面へ転写され、さらに、定着部16で定着される。第2面に画像を形成しない場合には、排紙部20の排出ロール対57、58が正転し、記録用紙Sが排出トレイ52排出される。
記録用紙Sの第2面にも画像を記録する場合には、記録用紙Sの後端が搬送ロール対66と排出ロール対57との間に位置したときに、排出ロール対57、58が反転し、記録用紙Sを逆方向に搬送する。ここで、記録用紙Sは、それ自身が有する弾性(いわゆる「コシ」)によって、逆方向へ搬送されるときの先端が浮き上がり、反転ユニット24内へと進入する。
反転ユニット24内では、記録用紙Sは搬送ロール対30によって搬送され、カール矯正ロール対32を構成するシャフト44とソフトニップロール46との間で挟持されつつ、ソフトニップロール46の回転により搬送される。このとき、記録用紙Sはシャフト44とソフトニップロール46との接触部分32Tによってカール矯正される。このカール矯正の方向は、第2面への画像転写後の、第2中間転写ロール38及び最終転写ロール42から剥離に有利な方向とされる。特に、シャフト44とソフトニップロール46と挟持力は、他の搬送ロール対の挟持力よりも高くされており、記録用紙Sのカールをより効果的に矯正することができる。
また、図2(B)及び(C)から分かるように、中央の軟質部材72での挟持部半径R1が、両端の軟質部材72での挟持部半径R2よりも長いため、記録用紙Sの幅方向の中央部での搬送速度が、両端の搬送速度よりも速くなり、記録用紙Sには、図3に矢印Fで示す力が作用する。すなわち、記録用紙Sは、用紙幅方向(矢印H方向)へとわずかに引っ張られるようにして搬送されるので、記録用紙Sの皺や弛みの発生が防止される。
このようにしてカール矯正された記録用紙Sは、搬送ロール対34でさらに搬送され、筐体22内に再度進入する。以後、搬送ロール対48、55によって搬送され、第1面への画像形成と同様にして、トナー画像が転写部14によって記録用紙Sの第2面へ転写される。記録用紙Sは反転ユニット24内において、第2面への画像転写後の、第2中間転写ロール38及び最終転写ロール42から剥離に有利な方向へカール矯正されているので、確実に剥離される。そして、定着部16で第2面のトナー画像が定着され、排紙部20の排出ロール対57、58の正転によって、排出トレイ52排出される。
反転ユニット24内で紙詰まりが発生した場合には、図1に二点鎖線で示すように、媒体除去カバー74を開放位置へと移動させて、詰まった記録用紙Sを容易に除去できる。媒体除去カバー74が開放位置にあるときには、媒体除去カバー74を閉塞方向に移動させようとしても、圧縮コイルバネ78の付勢力で回動したリリースレバー76の下端に接触し、閉塞方向に移動させることができない。これにより、媒体除去カバー74を開放したままで画像形成を行うという操作ミスを防止できる。リリースレバー76をユーザーが回動させて媒体除去カバー74が当たらない位置へ移動させ、媒体除去カバー74を閉塞位置へと移動させると、図示しないロック部材によってロックされるので、記録用紙Sへの画像形成が可能となる。
このように、本実施形態では、反転ユニット24内にカール矯正ロール対30を設けたので、特に記録用紙Sの第2面への画像転写後の、第2中間転写ロール38及び最終転写ロール42から剥離に有利な方向へカール矯正できる。
図4には、本発明の第2実施形態の画像形成装置120が示されている。この画像形成装置120では、カール矯正ロール対32を構成するシャフト44が、ソフトニップロール46から離間する方向へとわずかに移動可能とされ(移動した位置でのシャフト44を図4に二点鎖線で示す)、また、反転ユニット24には、リリースレバー76に代えて、カール矯正ロール対32の上方に、揺動リンク124が設けられている。これら以外の全体的構成は第1実施形態の画像形成装置10と同一とされている。
揺動リンク124は、略中央で軸支されており、圧縮コイルバネ122によって、下端側がシャフト44から離間する方向(図4に実線で示す姿勢へ向かう方向)へと回動付勢されている。これに対し、媒体除去カバー74が閉塞位置にあるときは、媒体除去カバー74に設けられた押圧突起126に上部が押されるので、圧縮コイルバネ122に付勢力に抗して、実線で示す位置へと回動される。これにより、揺動リンク124の下部が、シャフト44をソフトニップロール46に接近する方向へと押圧するので、第1実施形態と同様に、シャフト44と軟質部材72との接触部分32T(図2(A)参照)で記録用紙Sをカール矯正しつつ搬送可能となる。
媒体除去カバー74を開放位置へと移動させると、押圧突起126が揺動リンク124から離れるので、揺動リンク124が圧縮コイルバネ122の付勢力を受けて、図4に二点鎖線で示す位置へと揺動すると共に、シャフト44がソフトニップロール46から離間する。したがって、たとえば、シャフト44がソフトニップロール46との間に挟持されていた記録用紙Sを容易に除去可能となる。
図5には、本発明の第3実施形態の画像形成装置130が示されている。第3実施形態では、シャフト44がソフトニップロール46に対して離間するのではなく、ソフトニップロール46がシャフト44に対して離間する方向へ移動可能とされ、図示しないバネによって、接近方向(図5では右方向)に付勢されている。また、第2実施形態の揺動リンク124に代えて、2つのリンク(第1リンク134Aおよび第2リンク134B)で構成されるリンク機構134が設けられている。これ以外は、第2実施形態と同一の構成とされている。
リンク機構134を構成する第1リンク134Aは、一端を中心に回動可能に軸支されており、他端(回動端)側に、第2リンク134Bの一端が軸支され、さらに第2リンク134Bの他端が、媒体除去カバー74に軸支されている。媒体除去カバー74が閉塞位置にあるときは第1リンク134Aが軸部材70から離れるので、ソフトニップロール46がバネ132に押されてシャフト44へと接近し、シャフト44と軟質部材72との接触部分32T(図2(A)参照)で記録用紙Sをカール矯正しつつ搬送可能となる。
媒体除去カバーを開放位置へと移動させると、第2リンク134Bと共に第1リンク134Aが回動し、第1リンク134Aは軸部材70を押圧して、ソフトニップロール46をシャフト44から離間させる。したがって、たとえば、シャフト44がソフトニップロール46との間に挟持されていた記録用紙Sを容易に除去可能となる。
このように、第2実施形態及び第3実施形態では、媒体除去カバー74を開放位置へと移動させる動作に連動して、シャフト44とソフトニップロール46とよる記録用紙Sの挟持を解除するようにしている。すなわち、媒体除去カバー74を開放するだけで、記録用紙Sの除去を容易に行うことが可能となる。
なお、上記各実施形態では、カール矯正ロール対32を、反転ユニット24内において、記録用紙Sの搬送経路の略中間に配置したものを図示したが、カール矯正ロール対32の位置は反転ユニット24内であれば特に限定されず、他の部材の位置なども考慮して、最適な位置に配置できる。特に、反転ユニット24内で搬送方向の上流側に配置すると、より早い段階で記録用紙Sのカールを矯正でき、以後の紙詰まりの可能性を低くできるので、好ましい。
また、本発明の画像形成装置して、上記では、フルカラーの画像形成装置を挙げたが、単色のトナーを使用して画像形成する画像形成装置であってもよい。
本発明の第1実施形態の画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の第1実施形態のカール矯正ロール対を示し、(A)は平面巣、(B)は(A)のI−I線断面図、(C)は(A)のII−II線断面図である。 本発明の第1実施形態のカール矯正ロール対をソフトニップロール側から示す正面図である. 本発明の第2実施形態の画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の第3実施形態の画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 従来のシート材のカール矯正装置を示す側面図である。
符号の説明
10 画像形成装置
12 画像形成部
14 転写部(画像形成手段)
16 定着部
18 給紙部(搬送手段)
20 排紙部(搬送手段)
24 反転ユニット
30 搬送ロール対
32 カール矯正ロール対(カール矯正手段)
32T 接触部分
34 搬送ロール対
44 シャフト(高剛性ロール)
46 ソフトニップロール(ニップロール)
60 モータ(駆動手段)
70 軸部材
72 軟質部材
74 媒体除去カバー
76 リリースレバー(ストッパ手段)
78 圧縮コイルバネ
120 画像形成装置
122 圧縮コイルバネ
124 揺動リンク(連動機構)
126 押圧突起
130 画像形成装置
132 バネ
134 リンク機構(連動機構)
R レーザービーム
S 記録用紙
W 搬送経路

Claims (7)

  1. 記録媒体を搬送する搬送手段と、
    前記搬送手段によって搬送される記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
    前記画像形成手段によって第1面に画像が形成された記録媒体を反転して第2面に画像形成されるように画像形成手段へ送る反転手段と、
    前記反転手段によって記録媒体が反転されてから記録媒体の第2面へ画像が形成されるまでの搬送経路に設けられ、記録媒体のカールを矯正するカール矯正手段と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記カール矯正手段が、記録媒体の搬送方向と直交する方向に配置させた高剛性ロールと、
    前記高剛性ロールに押し付けられて局所的に凹み、高剛性ロールとの間で記録媒体をニップするニップロールと、
    前記ニップロールを回転駆動する駆動手段と、
    を含んで構成されていることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記反転手段が備えられると共に装置本体に脱着可能とされた反転ユニットを有し、
    前記カール矯正手段が、前記反転ユニット内に設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記カール矯正手段が、前記反転ユニット内において記録媒体搬送方向の上流端に配置されていることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
  5. 前記反転ユニットに、この反転ユニットの少なくとも一部を開閉可能とし、開放状態で記録媒体を外部へ除去可能とする媒体除去カバーが備えられ、
    前記カール矯正手段が、前記媒体除去カバーの開放状態で外部から視認可能な位置に配置されていることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の画像形成装置。
  6. 前記媒体除去カバーの開放位置への移動に連動して前記高剛性ロールと前記ニップロールとのニップを解除する連動機構、を有することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
  7. 前記媒体除去カバーが開放位置にあるときには媒体除去カバーの閉塞位置への移動を阻止するストッパ手段、
    を有することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
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