JP5440301B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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本発明は、画像形成装置関する。
画像形成装置における給紙装置において、用紙を収納した給紙トレイの一番上の用紙を分離して搬送するために種々の方法が用いられている。その1つの方法として給紙トレイの一番上の用紙を吸引(エア吸引)して分離及び搬送する方法があり、エア吸引を用いた給紙装置としては、例えば特許文献1に記載されている。
図12は、用紙を吸引、分離しつつ搬送する方法を用いた従来の給紙装置の例を示す図である。図12に示すように、給紙トレイ500に収納された用紙Sの送り出し方向先端近傍には、給紙ユニット510が設置されている。用紙Sが積載される用紙台501は、用紙積載量に関係なく、用紙Sの最上面が一定の高さとなるように上下する。
給紙ユニット510は、駆動源に接続する大ローラ511と2個の小ローラ512を巻回して回動する給紙ベルト513を有する。給紙ベルト513は多数の小径の貫通孔が穿設されている。給紙ベルト513の内方には吸引ファンに連通した吸引ダクト514が配置されていて、給紙ベルト513を介して用紙Sを吸引し、給紙ベルト513により用紙Sを搬送する。給紙ベルト513が用紙Sを吸引しながら回動すると、給紙トレイ500に収納された用紙束の最上層の用紙Sが図12の矢印Wの方向に進み、画像形成装置における画像形成部へ送り込まれる。
特開2006−327778号公報
ところで、エア吸引を用いた給紙装置は、用紙を給紙ベルトでエア吸引して分離、搬送し、一連の給紙動作が完了すると吸引ファンをオフするが、吸引ファンの羽根はオフしてもある程度の時間、惰性で回転し続ける。このため、給紙動作完了後も給紙トレイに収納された用紙が給紙ベルトに吸着された状態になることがあり、このような状態で給紙トレイを給紙装置から引き出した場合、給紙ベルトに吸着された用紙が給紙トレイ内で引っ掛かり、給紙ベルトが外れる等の不具合が生じる恐れがあった。
そこで、このような不具合を防止するため、給紙ベルトにおける用紙の吸着を検出する吸着検出センサを給紙装置内に設け、給紙ベルトにおける用紙の吸着を検出している間は給紙トレイの移動を規制(ロック)して給紙トレイを給紙装置から引き出せないようにしていた。
しかし、吸引ファンのオフ後、給紙ベルトにおける用紙の吸着が数分に及ぶ場合があり、給紙ベルトにおいて用紙が吸着している間給紙トレイを引き出せないようにすると、給紙トレイに用紙の補充作業ができない等、画像形成装置の稼働時間のロスが生じることがあった。
そこで、本発明の目的は、給紙動作終了後に用紙が給紙ベルトに吸着し続けることを防止して、画像形成装置の稼働時間ロスを抑制する画像形成装置提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、
用紙を収納する給紙トレイと、
吸引ファンにより前記給紙トレイから吸引されたエアが通る吸引ダクトと、
前記吸引ダクトにおける吸引口の外側に設置され、前記吸引ファンにより吸引された前記給紙トレイ内の用紙を前記給紙トレイの外に搬送する搬送ベルトと、
前記搬送ベルトにより搬送された用紙に画像を形成する画像形成部と、
前記吸引口と前記搬送ベルトとを離間させる離間部と、
前記吸引口と前記搬送ベルトを離間させるよう、少なくとも前記離間部を制御する制御部と、を有し、
前記搬送ベルトは、用紙の搬送方向に対して直交する幅方向において複数設置されており、
前記吸引口に対して複数の前記搬送ベルトを離間させる場合は、複数の前記搬送ベルトを同じタイミングで前記吸引口から離間させ、離間させた複数の前記搬送ベルトを元の位置に戻す場合は、複数の前記搬送ベルトを異なるタイミングで元の位置に戻すよう、前記制御部は前記離間部を制御する
本発明に係る画像形成装置よれば、給紙動作終了後に用紙が給紙ベルトに吸着し続けることを防止して、画像形成装置の稼働時間ロスを抑制することが出来る。
本発明に係る画像形成装置の全体構成図である。 給紙装置におけるエア吸引給紙機構の概略を示す斜視図である。 エア吸引給紙機構及びその周辺構成の要部断面図である。 図3のX−Xにおける断面図である。 搬送ベルト等が軸を支点として回動する構造を示す説明図である。 搬送ベルト等が軸を支点として回動する構造を示す説明図である。 吸引口に対して搬送ベルトが離間する状態を示す説明図である。 吸引口に対して搬送ベルトが離間する状態を示す説明図である。 大径ローラ側から見た吸引ダクトと搬送ベルトとの関係を示す所定位置の断面図である。 大径ローラ側から見た吸引ダクトと搬送ベルトとの関係を示す所定位置の断面図である。 大径ローラ側から見た吸引ダクトと搬送ベルトとの関係を示す所定位置の断面図である。 用紙を吸引、分離しつつ搬送する方法を用いた従来の給紙装置の例を示す図である。
[画像形成装置の概要]
図1は、本発明に係る画像形成装置Aの全体構成図である。
画像形成装置Aは主に給紙装置LTと画像形成装置本体Bから構成されており、給紙装置LT等に収納された用紙に画像を形成するものである。
給紙装置LTは、画像形成装置本体Bの給紙路に接続される3段の給紙トレイT1、T2、T3を有しており、各給紙トレイには多量の用紙が収納されている。各給紙トレイの上部にはエア吸引給紙機構AFが設置されており、エア吸引給紙機構AFにより各給紙トレイ内の用紙が画像形成装置本体Bへ搬送される。
画像形成装置本体Bは、上部に自動原稿搬送装置ADFと画像読取部SCを有し、下部に画像形成部IFを有する。画像形成装置本体Bにおいても用紙を収納する給紙トレイ1a、1bが設置されており、給紙装置LTの給紙トレイT1、T2、T3、あるいは画像形成装置本体Bの給紙トレイ1a、1bから搬送される用紙に対して画像形成部IFにおいて画像が形成される。
画像形成部IFにおいて、電子写真プロセスにより感光体2上に形成されたトナー像が用紙に転写され、用紙に転写されたトナー像は定着装置3によって定着される。定着後の用紙は、排紙ローラ4により排紙口から排出される。用紙の両面に画像を形成する場合、定着装置3から排出された用紙は、排紙ローラ4の手前で下方に搬送され、両面搬送路5を経て再び転写位置に戻され、裏面に画像形成される。
制御部SGは画像形成装置Aの各部の動作を制御するものであり、具体的には画像形成部IFにおける画像形成動作や給紙装置LTにおける給紙動作等を制御する。
[エア吸引給紙機構の概要]
図2は、給紙装置LTにおけるエア吸引給紙機構の概略を示す斜視図である。
図2において、用紙は用紙積載台10の上に積載され、矢印aの方向に一枚ずつ搬送される。用紙積載台10は常に最上位の用紙の位置を一定にするように上昇し、用紙の補給時は下降する。
用紙積載台10の前方には先端規制部材11が設置されており、先端規制部材11に対する用紙搬送方向の下流側には分離エア送風部12が設置されている。用紙積載台10の両サイドには浮上エア送風部13、14が設置されており、浮上エア送風部13、14の内側は用紙の側面を規制する。また、用紙積載台10の後方には後端規制部材15が設置されている。
分離エア送風部12と浮上エア送風部13、14の内部にはそれぞれ送風ファン12a、13aが設置されており、送風口12b、13b、14bからエアが送風される。
用紙積載台10の上方にはエア吸引給紙機構AF(図1参照)が設置されており、図2ではエア吸引給紙機構AFの一部である搬送ベルト20a、20b、20c、20dを矢印に示す位置にずらして示している。搬送ベルト20a、20b、20c、20dの内側には吸引ダクト21が設置されている。
用紙積載台10の上に積載された用紙は吸引ダクト21により吸引されるが、このとき浮上エア送風部13、14からのエアが両サイドから用紙側面に吹き付けて、用紙積載台10における2、3枚の用紙を浮上させ、分離エア送風部12からのエアが吸引ダクト21に吸引された1枚の用紙と残りの用紙を分離して、確実に1枚の用紙が吸引ダクト21により吸引されるように作用する。
図3は、エア吸引給紙機構AF及びその周辺構成の要部断面図であり、図4は、図3のX−Xにおける断面図である。図3、図4を用いて、エア吸引給紙機構AFの構造を詳しく説明する。
エア吸引給紙機構AFは用紙積載台10の上方に位置し、吸引ダクト21と、吸引ダクト21の用紙搬送方向後方に設けられた大径ローラ22と、吸引ダクト21の用紙搬送方向前方に設けられた小径ローラ23a、23bと、大径ローラ22等の周囲に巻き付けられた4本の搬送ベルト20a、20b、20c、20d等を有している。
吸引ダクト21は、4本の搬送ベルト20a、20b、20c、20dに対応する部分と、給紙装置LTの奥側に伸びる部分を有し、吸引ダクト21の内部は隔壁32によって2つに分割されている。吸引ダクト21において、搬送ベルト20a、20b、20c、20dに対応する部分の下面側には複数の吸引口31が設けられており、吸引ダクト21の奥側には吸引ファン33が設置されている。吸引ダクト21は上側に位置する保持板34により保持され、保持板34はスライドレール35を介して給紙装置LTの筐体に接続されている。
大径ローラ22と小径ローラ23a、23bは、巻回される搬送ベルト20a、20b、20c、20dが横ずれしないように太鼓状に形成されている(各ローラの端部に鍔を設けて搬送ベルト20a、20b、20c、20dの横ズレを防止するようにしても良い)。大径ローラ22の軸24の奥側にギヤ25が設けられており、ギヤ25は中継ギヤ26を介してクラッチ付きモータM1に接続されている。大径ローラ22の間の2箇所には、吸引センサの検知フラップ27が設けられており、用紙がエア吸引されると検知フラップ27が押し込まれて、用紙の吸引を検知出来る。
エア吸引された用紙を搬送する搬送ベルト20a、20b、20c、20dは多数の穴が開けられた有孔ベルトである。吸引ファン33がONすると用紙積載台10上の最上位の用紙が吸引されて上方に浮上し、用紙が搬送ベルト20a、20b、20c、20dに吸着して、搬送ベルト20a、20b、20c、20dにより用紙が画像形成装置本体Bに搬送される。搬送ベルト20a、20b、20c、20dは用紙の搬送方向に対して直交する幅方向に設置されている。
給紙装置LTの筐体にはモータM2が固定されており、モータM2の軸に設けられたピニオンギヤ41が吸引ダクト21の側部に固定されたラック42と噛み合っている。従って、搬送ベルト20a、20b、20c、20d、吸引ダクト21等を含むエア吸引給紙機構AFは全体として、スライドレール35により搬送横方向に移動可能である。
図3において、エア吸引給紙機構AFの小径ローラ23bの下方には、分離エア送風部12が位置している。分離エア送風部12の送風開口51の内側には隔壁52と切替板53が設けられ、切替板53が実線位置と一点鎖線位置とに変位することにより、分離エアの送風位置を変更する。用紙の吸引開始時は、切替板53は、一点鎖線位置にあって下側の送風開口からエアを送風し、数枚の用紙が浮上エアにより浮上されてエア吸引されると、切替板53が実線位置に変位して上側の送風開口からエアを送風し、用紙を確実に分離する。
[搬送ベルトに吸着した用紙の分離]
図3、図4を用いて説明したように、エア吸引給紙機構AFにおいて吸引ファン33の吸引力により搬送ベルト20a、20b、20c、20dに用紙を吸着させて給紙装置LTから画像形成装置本体Bに用紙を搬送(給紙動作)する。画像形成装置Aにおける画像形成のジョブが完了し、エア吸引給紙機構AFによる一連の給紙動作が完了すると、吸引ファン33がオフされるが、吸引ファン33の羽根はオフしてもある程度の時間、惰性で回転し続ける。その結果、何ら対策をとらないと給紙動作完了後も吸引ファン33が惰性で回転している間、用紙が吸引ファン33により吸引されて搬送ベルトBに吸着した状態となる。そこで、本実施形態における画像形成装置Aでは、給紙動作完了後の搬送ベルト20a、20b、20c、20dにおける用紙の吸着を防止するため、ジョブの実行が終了した際に吸引口31と搬送ベルト20a、20b、20c、20dを離間するように動作する。以下、この点について説明する。
図5、図6は、搬送ベルト20a等が軸23a1を支点として回動する構造を示す説明図である。
図3、図4では示していないが、大径ローラ22の軸24の下方には図5、図6で示すようにソレノイド(離間部)28が設置されており、ソレノイド28のピン28aが軸24に接触して軸24を支持している。ソレノイド28は前述した画像形成装置本体Bにおける制御部SG(図1参照)によって制御され、ピン28Aが上下方向に移動可能となっている。
搬送ベルト20a、20b、20c、20d、大径ローラ22、小径ローラ23b等は、小径ローラ23aの軸23a1を支点として一体的に回動可能になっており、ソレノイド28のピン28Aの上下動に追従して搬送ベルト20a、20b、20c、20d、大径ローラ22、小径ローラ23b等が一体的に回動する。
エア吸引給紙機構AFにより給紙装置LTから用紙を給紙する際、ピン28aは図5に示す状態となっており、ピン28aにより軸24が支持されて搬送ベルト20a、20b、20c、20d等は図5に示す位置となっている。
制御部SGがソレノイド28を制御してピン28aが図5の矢印方向(下方)に移動すると、搬送ベルト20a、20b、20c、20d等が自重により軸23a1を支点として一体的に回動し、図6に示すように搬送ベルト20a、20b、20c、20dが傾斜した位置となる。そして、制御部SGがソレノイド28を制御してピン28aが図6の矢印方向(上方)に移動すると、ピン28aが軸24を押し上げて搬送ベルト20a、20b、20c、20d等が一体的に回動し、図5に示す元の位置に戻る。
ソレノイド28のピン28Aの上下動に追従して搬送ベルト20a、20b、20c、20d、大径ローラ22、小径ローラ23b等が一体的に回動する動作は、吸引口31に対して搬送ベルト20a、20b、20c、20を離間させるために行われる。次に吸引口31に対して搬送ベルト20a、20b、20c、20を離間させる動作を図7、図8を用いて説明する。
図7、図8は、吸引口31に対して搬送ベルト20a、20b、20c、20dが離間する状態を示す説明図である。なお、搬送ベルト20a、20b、20c、20d、大径ローラ22、小径ローラ23b等の位置は、図5と図7で一致し、図6と図8で一致する。
前述したように、エア吸引給紙機構AFにより給紙装置LTから用紙を給紙する際、ピン28aは図5に示す状態になっており、この状態では図7に示すように吸引口31と搬送ベルト20a、20b、20c、20dとの間に隙間はない。従って、吸引ファン33がオンして吸引ダクト21内が負圧となると吸引ファン33により吸引された用紙Sが搬送ベルト20a、20b、20c、20dに吸着し、用紙Sが搬送ベルト20a、20b、20c、20dにより搬送される。
画像形成装置Aにおけるジョブの実行が完了し一連の給紙動作が完了すると、吸引ファン33がオフされるとともに制御部SGによりソレノイド28が制御されて図6で示すようにピン28aが下方に移動する。その結果、図8で示すように搬送ベルト20a、20b、20c、20dが傾斜した位置となり、図8で示すように吸引口31に対して搬送ベルト20a、20b、20c、20dが離間して空隙SPが生じる。このようになると吸引ダクト21内の負圧が開放されて吸引ファン33が惰性により回転しても吸引力が低下するため、搬送ベルト20a、20b、20c、20dから用紙Sが分離し、用紙Sが下方に落下する。
このように、ジョブの実行が終了した際にソレノイド28を利用して吸引口31と搬送ベルト20a、20b、20c、20dを離間するようにすれば、給紙動作終了後に用紙が搬送ベルト20a、20b、20c、20dに吸着し続けることを防止出来る。その結果、ジョブの実行が終了した際に直ぐに給紙トレイT1等に用紙の補充作業が出来るなど、画像形成装置Aの稼働時間ロスを抑制することが出来る。
なお、本実施形態の画像形成装置Aでは、吸引ダクト21、吸引ファン33等が搬送ベルト20a、20b、20c、20dに比較して大きい構造となっているために、吸引口31の位置を固定し、可動させやすい搬送ベルト20a、20b、20c、20dを離間させているが、吸引口31と搬送ベルト20a、20b、20c、20dを離間させる構造であればどのような構造であっても良い。例えば、本実施形態の画像形成装置Aとは異なり、搬送ベルト20a、20b、20c、20dの位置を固定し、搬送ベルト20a、20b、20c、20dに対して吸引口31を離間するようにしてもよい。また、搬送ベルト20a、20b、20c、20dを内側からアクチュエータ等で外側に押して吸引口31に対して搬送ベルト20a、20b、20c、20dを離間するようにしてもよいし、大径ローラ22と小径ローラ23a、23bとを近づけて搬送ベルト20a、20b、20c、20dのテンションを低下させることにより吸引口31に対して搬送ベルト20a、20b、20c、20dを離間するようにしてもよい。
[搬送ベルトを元に位置に戻す変形例]
給紙装置LTから用紙を搬送する搬送ベルトは4本あり、本実施形態における画像形成装置Aでは吸引口31に対して搬送ベルト20a、20b、20c、20dを離間させる場合は4本とも同じタイミングで離間させ、搬送ベルトを元の位置に戻す場合も4本とも同じタイミングで戻すように制御されている。搬送ベルトの動作の変形例として、吸引口31に対して搬送ベルトを離間させる場合は4本とも同じタイミングで離間させ、元の位置に戻す場合は異なるタイミングで戻す動作が考えられる。以下、当該変形例について図9〜図11を用いて説明する。
図9〜図11は、大径ローラ22側から見た吸引ダクト21と搬送ベルト20a、20b、20c、20dとの関係を示す所定位置の断面図である。
図9〜図11では詳細な構造を示していないが、図9〜図11に示す変形例では各搬送ベルト20a、20b、20c、20dを支持する大径ローラ22、軸24、ソレノイド28が個別に設置されており、各搬送ベルト20a、20b、20c、20dの回動が制御部SG(図1参照)により独立して行われるようになっている。
エア吸引給紙機構AFにより給紙装置LTから用紙を給紙する際、図9に示すように吸引口31に搬送ベルト20a、20b、20c、20dが接触しており、吸引ファン33がオンして吸引ダクト21内が負圧となると吸引ファン33により吸引された用紙Sが搬送ベルト20a、20b、20c、20dに吸着し、用紙Sが搬送ベルト20a、20b、20c、20dにより搬送される。
給紙動作が完了した際に、吸着した用紙を搬送ベルト20a、20b、20c、20dから分離するために図8で示したように吸引口31に対して搬送ベルト20a、20b、20c、20dを離間させる。吸引口31に対して搬送ベルト20a、20b、20c、20dを離間させる場合は同じタイミングで離間させる(図10に離間した状態を示す)。
吸引口31に対して搬送ベルト20a、20b、20c、20dを離間させると、吸引ダクト21内の負圧が開放されて吸引ファン33が惰性により回転しても吸引力が低下するため、搬送ベルト20a、20b、20c、20dから用紙Sが分離し、用紙Sが下方に落下する。しかし、場合によっては静電気力等により用紙Sが搬送ベルト20a、20b、20c、20dに付着し続ける可能性がある。
従って、用紙Sを搬送ベルト20a、20b、20c、20dから確実に分離するため、搬送ベルト20a、20b、20c、20dを元の位置に戻す場合は異なるタイミングで戻す。例えば、図11で示すように、搬送ベルト20a→搬送ベルト20b→搬送ベルト20c→搬送ベルト20dの順に元の位置に戻す。このように搬送ベルト20a、20b、20c、20dを元の位置に戻す場合は異なるタイミングで戻すようにすれば、用紙Sを搬送ベルト20a、20b、20c、20dから剥がすように動作出来るため、搬送ベルト20a、20b、20c、20dから用紙Sを確実に分離させることができ、効果的である。
なお、搬送ベルト20a、20b、20c、20dを異なるタイミングで元の位置に戻すようにすれば良く、例えば、図11に示す左側の搬送ベルト20dから順々に搬送ベルト20d→搬送ベルト20c→搬送ベルト20b→搬送ベルト20aの順で元の位置に戻すようにしても良い。
以上、図1〜図12に示す実施形態により本発明を説明したが、本発明は当該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における変更や追加があっても本発明に含まれる。
A 画像形成装置
AF エア吸引給紙機構
B 画像形成装置本体
IF 画像形成部
LT 給紙装置
T1、T2、T3 給紙トレイ
10 用紙積載台
20a、20b、20c、20d 搬送ベルト
21 吸引ダクト
22 大径ローラ
23a、23b 小径ローラ
24 軸
28 ソレノイド
28a ピン
31 吸引口
33 吸引ファン

Claims (2)

  1. 用紙を収納する給紙トレイと、
    吸引ファンにより前記給紙トレイから吸引されたエアが通る吸引ダクトと、
    前記吸引ダクトにおける吸引口の外側に設置され、前記吸引ファンにより吸引された前記給紙トレイ内の用紙を前記給紙トレイの外に搬送する搬送ベルトと、
    前記搬送ベルトにより搬送された用紙に画像を形成する画像形成部と、
    前記吸引口と前記搬送ベルトとを離間させる離間部と、
    前記吸引口と前記搬送ベルトを離間させるよう、少なくとも前記離間部を制御する制御部と、を有し、
    前記搬送ベルトは、用紙の搬送方向に対して直交する幅方向において複数設置されており、
    前記吸引口に対して複数の前記搬送ベルトを離間させる場合は、複数の前記搬送ベルトを同じタイミングで前記吸引口から離間させ、離間させた複数の前記搬送ベルトを元の位置に戻す場合は、複数の前記搬送ベルトを異なるタイミングで元の位置に戻すよう、前記制御部は前記離間部を制御する画像形成装置。
  2. 前記離間部は、前記吸引口に対して前記搬送ベルトを離間させる請求項1に記載の画像形成装置。
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