JP6750874B2 - シート給送装置及び画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、シートを分離して供給するためのシート給送装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。
複写機、プリンタ等の画像形成装置では、画像形成部にシートを供給する為に、積載されたシートを一枚ずつ分離して画像形成部に向けて給送するシート給送装置が設けられている。なお、シートとは、普通紙、コート紙、OHPなどの画像が記録される記録媒体である。
従来、シート給送装置の分離方式として、積載されたシートを給送するピックアップローラと、ピックアップされたシートを搬送するフィードローラと、フィードローラと対向するリタードローラとを備えるリタードローラ分離方式がある。このリタードローラ分離方式では、リタードローラにトルクリミッタを介してシート搬送方向と逆方向の駆動を伝達している(逆転駆動方式)。そして、ピックアップローラにより給送されたシートは、フィードローラとリタードローラとの間(分離ニップ)で一枚ずつに分離されて搬送される。
従来のシート給送装置において、前述した逆転駆動方式に対して、リタードローラに逆転駆動を伝達せずに、トルクリミッタを用いてシートを制止する固定方式がある(特許文献1参照)。
固定方式に対し逆転駆動方式の利点は、フィードローラとリタードローラが対向する分離ニップを分離しきれず複数枚通過してしまったシートに対し、戻し動作が行えるため、分離性能が安定する。一方、逆転駆動方式に対し固定方式の利点は、逆転駆動を発生する駆動機構を省けるため、コストダウンが図れる。
特開2000−159360号公報
しかしながら、逆転駆動方式では、一枚のシートをフィードローラとリタードローラとの間で搬送するときには戻し力が必要でないが、逆転駆動がリタードローラに加わっている。そのため、必要以上の負荷がトルクリミッタにかかってしまい、トルクリミッタ等の部品寿命を縮める要因になる。
一方、固定方式では、分離ニップを分離しきれず複数枚通過してしまったシートに対し、戻し動作が行えない。そのため、搬送速度の高速化や対応可能なシートの種類を増やすことに対し技術的に難しいという問題がある。
そこで、本発明の目的は、シートの分離性能(耐重送性能)を安定させつつ、ローラ摩耗や部品寿命に配慮したシート給送装置を提供することである。
上記目的を達成するため、本発明は、載置部に載置されたシートを給送するピックアップローラと、前記ピックアップローラにより給送されたシートを搬送するフィードローラと、前記フィードローラに対向してシートを一枚に分離するためのリタードローラと、を備えるシート給送装置において、駆動源からの駆動力を伝達し、前記ピックアップローラ及び前記フィードローラをシート搬送方向に回転させ、前記リタードローラをシート搬送方向とは逆方向に回転させる第1の駆動伝達手段と、前記リタードローラのシート搬送方向への回転のみを伝達するワンウェイ機構を有し、前記リタードローラのシート搬送方向への回転を前記第1の駆動伝達手段に伝達する第2の駆動伝達手段と、を備え、前記第1の駆動伝達手段は、前記リタードローラに設定値以上の負荷がかかった際に前記リタードローラが取り付けられているリタードローラ軸のシート搬送方向とは逆方向の回転を前記リタードローラに伝達しないトルクリミッタを有し、駆動源の停止時に、前記フィードローラよりもシート搬送方向下流側の搬送部材により搬送されるシートに連れ回りする前記リタードローラのシート搬送方向への回転を前記第2の駆動伝達手段を介して前記第1の駆動伝達手段に伝達し、前記リタードローラ軸をシート搬送方向とは逆方向に回転させることを特徴とする。
本発明によれば、シートの分離性能(耐重送性能)を安定させつつ、ローラ摩耗や部品寿命に配慮したシート給送装置を提供することができる。
実施例1におけるシート給送装置の斜視図 実施例1におけるシート給送装置の駆動概念図 シート給送装置を制御する制御ブロック図 実施例2におけるシート給送装置の斜視図 実施例2におけるシート給送装置の駆動概念図 シート給送装置を備えた画像形成装置の断面図
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
〔実施例1〕
図面を用いて、本実施例に係るシート給送装置及び画像形成装置について説明する。まず画像形成装置について説明し、次にシート給送装置について説明する。
(画像形成装置の説明)
まず図6を用いて、シート給送装置を備えた画像形成装置の全体構成を概略説明する。図6はシート給送装置を備えた画像形成装置の一例であるフルカラーレーザービームプリンタの概略構成を示す図である。
図6において、51はフルカラーレーザービームプリンタ(以下、プリンタという)、51Aは画像形成装置本体であるプリンタ本体、51Bはシートに画像を形成する画像形成部、70は定着部である。52はプリンタ本体51Aの上方に略水平に設置された上部装置である画像読取装置であり、この画像読取装置52とプリンタ本体51Aとの間に、シート排出用の排出空間Pが形成されている。なお、SFはプリンタ本体51Aの下部に設けられた本発明が適用されているシート給送装置、65はトナーカートリッジである。
画像読取装置52によって読み取られた画像情報又は不図示のパソコン等の外部機器から入力された画像情報は画像処理された後、電気信号に変換されて画像形成部51Bのレーザスキャナ60に伝送される。そして、画像形成部51Bでは、各プロセスカートリッジ61の感光体ドラム62の表面をレーザスキャナ60から射出されたイエロー、マゼンタ、シアン及びブラック成分色の画像情報に対応するレーザ光により走査する。これにより、帯電器63によって表面が所定の極性・電位に一様に帯電されている感光体ドラム62の表面が順次露光され、各プロセスカートリッジ61の感光体ドラム上に、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの静電潜像が順次形成される。
この後、この静電潜像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色トナーにより現像して可視化すると共に、1次転写ローラ69に印加した1次転写バイアスにより、各感光体ドラム上の各色トナー像を中間転写ベルト66に順次重ね合わせて転写する。これにより、中間転写ベルト66上にトナー画像が形成される。
一方、シート給送装置SFに設けられている給送カセット(載置部)80から送り出されたシートSは、レジストローラ対90を通過し、駆動ローラ66aと2次転写ローラ67とにより構成される2次転写部へ送られる。2次転写部では画像形成部51Bで形成されたトナー像がシートS上に一括して転写される。
次に、このようにトナー像が転写されたシートSは、定着部70に搬送され、定着部70において熱及び圧力を受けてシートSにカラーの画像として定着される。この後、画像が定着されたシートSは、第1排紙ローラ対75aによって排出空間Pに排出され、排出空間Pの底面に突出された積載部73に積載される。
(シート給送装置の説明)
次に図1及び図2を用いて、上記画像形成装置におけるシート給送装置SFについて説明する。図1は本実施例に係るシート給送装置SFの斜視図、図2は前記シート給送装置SFの駆動概念図である。
図1及び図2を用いて、シートを給送するためのシート給送装置(リタード方式の給送機構)SFについて説明する。シート給送装置SFは、給送カセット80に積載されたシートSをピックアップするピックアップローラ1と、ピックアップされたシートSを搬送するフィードローラ2と、フィードローラ2と対向し複数枚のシートを一枚に分離搬送するリタードローラ3を備える。
更にシート給送装置SFは、第1の駆動伝達手段と、第2の駆動伝達手段を備える。第1の駆動伝達手段は、駆動モータMからの駆動力を伝達し、ピックアップローラ1及びフィードローラ2をシート搬送方向に回転させ、リタードローラ3をシート搬送方向とは逆方向に回転させる。第2の駆動伝達手段は、リタードローラ3のシート搬送方向への回転のみを伝達するワンウェイ機構を有し、リタードローラ3のシート搬送方向への回転を前記第1の駆動伝達手段に伝達する。以下、各駆動伝達手段の構成を含めて、シート給送装置SFの構成について説明する。
フィードローラ2は給送信号に基づいて駆動力を発生する駆動源である駆動モータMから駆動源ギア16を介してフィードローラ軸7に駆動力が伝達される。ピックアップローラ1はフィードローラ軸7から伝達ギア11,12及びピックアップローラ軸8を介して駆動力が伝達される(第1の駆動伝達手段)。
リタードローラ3は、フィードローラ軸7の回転がリタード逆転駆動ギア列14を介してリタードローラ軸5に伝達され、トルクリミッタ4を介して逆転方向(シート搬送方向とは逆方向)に駆動力が伝達される(第1の駆動伝達手段)。
リタードローラ3はリタードローラ軸5にトルクリミッタ4を介して取り付けられている。リタードローラ3、トルクリミッタ4、リタードローラ軸5はホルダ19に取り付けられ、リタードローラ軸5と隣接するフレーム17に保持されたリタード回動軸6を揺動中心に揺動可能な構成になっている。
リタードローラ3とフィードローラ2は対向し、リタード圧Nによって接触し、分離ニップを構成する。リタードローラ3はバネ(図示せず)によりフィードローラ2に静圧(N)にて付勢されている。
トルクリミッタ4は、リタードローラ3に設定値以上の負荷がかかった際に、リタードローラ軸5のシート搬送方向とは逆方向の回転をリタードローラ3に伝達しないようになっている。詳しくは、使用されるシートの摩擦係数によりシート間に発生する摩擦力よりも必ずトルクリミッタ4の駆動伝達力(リミット値、設定値))が大きく設定されている。また、シートとフィードローラ2との間の摩擦係数による摩擦力よりもトルクリミッタ4の駆動伝達力(リミット値、設定値)が小さく設定されている。そのため、フィードローラ2とリタードローラ3との分離ニップに入り込むシートが一枚の場合又はシートが入っていない場合には、リタードローラ3がフィードローラ2に連れ回りする。また、分離ニップ内にシートが二枚以上入り込んだ場合には、リタードローラ3はシート搬送方向と逆方向に回転して、シートを一枚ずつ分離する。
リタードローラ3はリタード回動軸6とギア9,10で連結されており、リタード回動軸6は連動ギア列15とワイウェイ機構を持つリタード側連動ギア13とでフィードローラ軸7に連結されている(第2の駆動伝達手段)。この第2の駆動伝達手段は、図2に示すように、第1の駆動伝達手段の駆動モータMからフィードローラ2への駆動伝達経路とリタードローラ3への駆動伝達経路との分岐部よりも上流側(駆動モータM側)に連結されている。
リタードローラ3がシート搬送方向へ回転する場合のみ、リタードローラ3の回転がギア9,10を介してリタード回動軸6に伝達され、さらにワイウェイ機構を持つリタード側連動ギア13により連動ギア列15に伝達される。すなわち、リタード側連動ギア13のワンウェイ機構は、リタードローラ3がシート搬送方向に回転するときは連動ギア列15に回転を伝達し、リタードローラ3がシート搬送方向とは逆方向に回転するときは連動ギア列15に回転を伝達しない構成である。
そして、リタードローラ3がシート搬送方向に回転すると、連動ギア列15によりフィードローラ軸7を介してリタード逆転駆動ギア列14へ回転力が伝達され、リタードローラ軸5はシート搬送方向と逆方向に回転する。
本実施例のシート給送装置の制御を行う制御ブロック図を図3に示す。図3において、制御部Cは、フィードローラ2とリタードローラ3により分離されたシートが、シート搬送方向下流側に配置されている搬送ローラ(搬送部材)72に到達すると、駆動モータMを停止させる制御を行う。搬送ローラ72の上流にはセンサ(検知手段)dが配置されている。制御部Cは、給送されたシートの先端をセンサdが検知すると、そのセンサdの検知に基づいてシートの先端が搬送ローラ22に到達したことを判定する。
この構成において、搬送ローラ72によりシートを分離ニップから引き抜いて搬送を行う際に、駆動モータMを停止させる。このとき、駆動モータMからの駆動がリタードローラ3に伝達されていない状況である。この状況において、リタードローラ3は、搬送ローラ72によって搬送されるシートに連れ回ってシート搬送方向へ回転状態であり、リタードローラ軸5は逆転動作することが可能となる。すなわち、リタードローラ3がシートにより連れ回っているときには、リタードローラ3のシート搬送方向への回転が、ギア9,10を介してリタード回動軸6に伝達され、さらにワイウェイ機構を持つリタード側連動ギア13により連動ギア列15に伝達される。
なお、駆動源ギア16はワンウェイ機構(不図示)を備えており、連動ギア列15に駆動伝達されても、駆動源である駆動モータMの負荷を受けずに動作可能となっている。
また、連動ギア列15の動作によりピックアップローラ1に駆動を伝達する伝達ギア12にも回転力が伝達され、ピックアップローラ1がシート搬送方向に回転する。
また、フィードローラ2と伝達ギア11はワンウェイ機構を備えたカップリング20で連結されている。そのため、シートの引き抜き搬送時のフィードローラ2の連れ回りによる回転力は、フィードローラ軸7及びピックアップローラ1の伝達ギア12には伝達されない。
リタードローラ3の周速をVc、リタードローラ3の搬送方向への回転により回転するピックアップローラ1の搬送速度をVaとするとき、前記搬送速度の関係が、Vc>Va、となるように駆動伝達手段の各ギア比は設定されている。これにより、連動ギア列15が駆動する際、ピックアップローラ1とフィードローラ2及びリタードローラ3との間のシート搬送による搬送するシートへのダメージを発生させることがない。
また、連動ギア列15の動作時は、即ち駆動モータMの停止時のリタードローラ3の連れ回り時は、リタードローラ軸5及びピックアップローラ1に回転力が伝達されるため、駆動モータMより動力を得て動作する状況下と同じ回転動作をする。
ピックアップローラ1のシートSとの接触位置からフィードローラ2とリタードローラ3が対向する分離ニップまでの距離をL_ab、給送カセット30のシートSの搬送方向下流側の端部位置(先端位置)から前記分離ニップまでの距離をL_ebとする。このとき、前記距離の関係が、L_ab/Vc≧L_eb/Va、となるように、各ローラ及びカセットは配置されている。
また、ピックアップローラ1とフィードローラ2で同一のシートの搬送中において、フィードローラ2の搬送速度をVb、ピックアップローラ1の搬送速度をVaとするとき、前記搬送速度の関係が、Vb≒Va、となるように駆動伝達手段の各ギア比及びローラは設定されている。
先述した従来の逆転駆動方式や固定方式においては、シート給送時に、ピックアップローラ1及びフィードローラ2が駆動モータMより動力を得て回転動作する状況下と、動力を得ず下流側ローラによってシート搬送されることで回転動作する状況下が存在する。この異なる状況下では、ピックアップローラ1及びフィードローラ2による搬送能力が異なる。この異なる搬送力の状況下においても、搬送能力と分離性能を確立するためリタード圧Nやトルクリミッタ値(トルクリミッタ4の設定値)を設定することが必要である。ここで、ある一方の搬送力の状況下において、分離性能を確立することを考え、両状況下と比較すると、より搬送負荷の少ないリタード圧や部品負荷の少ないトルクリミッタ値を設定可能になるが、両状況下での性能確率を行うために実現不可能であった。
例えば、動力を得て回転動作する状況下において、分離性能を向上させるためには、戻し力が働く状況下であるため、リタード圧(リタードローラによるフィードローラに対する圧接力)を、動力を得ず下流側ローラによってシート搬送されることで回転動作する状況下に比べて、より小さく設定することが可能である。しかし、このように設定すると、動力を得ず下流側ローラによってシート搬送されることで回転動作する状況下において、戻し力が働かず、リタード圧もより小さいため、分離性能が低下してしまう。このように、一方の状況下に合わせた設定を行うと、他方の状況下での性能が損なわれてしまい、分離性能(給送性能)と装置の耐久性の向上を図ることは困難であった。
これ対して、本実施例では、分離動作必要時には駆動モータMより動力を得た状況下と同等となるため、従来の方式より分離動作条件の範囲を限定でき、より搬送負荷の少ないリタード圧や部品負荷の少ないトルクリミッタ値を設定可能にできる。そのため、給送性能(分離性能)や装置耐久性の向上を図れる。
シートの分離性能(耐重送性能)を安定させつつ、ローラ摩耗や部品寿命に配慮したシート給送装置を提供することができる。
連動ギア列15の動作時は、リタードローラ軸5及びピックアップローラ1に回転力が伝達されるため、駆動モータMより動力を得て動作する状況下と同じ回転動作をする。そのため、分離動作条件の範囲を従来限定でき、通紙動作中における分離動作条件設定をシート多様性や部品耐久性へ振り分けることができる。
また、シート給送動作時は必ず逆転駆動が発生し、駆動モータMが停止しかつ分離ニップに引き抜き搬送されているシート以外の他のシートがリタードローラ3により停止されている状態においては、リタードローラ軸5に逆転駆動が発生しない。そのため、余計な逆転負荷が給送ローラや分離機構部品に発生しない。このことにより、分離性能(耐重送性能)を安定させつつ、ローラ摩耗や部品寿命に配慮した給送装置を提供することができる。
〔実施例2〕
図4及び図5を用いて、実施例2に係るシート給送装置について説明する。なお、シート給送装置及び画像形成装置の概略構成は、前述した実施例とほぼ同様であるため、同等の機能を有する部材には同一符号を付し、説明を省略する。本実施例では、前述した実施例1と異なる部分のみを説明する。
リタードローラ3とリタード回動軸6はギア9,10で連結され、ワイウェイ機構を持つリタード側連動ギア13により、リタードローラ3がシート搬送方向へ回転する場合のみ駆動を連動ギア列15に伝達する(第2の駆動伝達手段)。この第2の駆動伝達手段は、図5に示すように、第1の駆動伝達手段のリタードローラ軸5の一方の軸端部に設けられたギアに連結されている。
リタードローラ3がシート搬送方向に回転すると、連動ギア列15によりフィードローラ軸7の前記一方の軸端部に設けたギアに接続され、リタード逆転駆動ギア列14へ回転力が伝達され、リタードローラ軸5はシート搬送方向とは逆方向に回転する。
この構成により、例えばシート給送装置より搬送方向下流側の搬送ローラ72による搬送力によりシートを分離ニップから引き抜き搬送を行うような、駆動モータからの動力を得ない状況において、リタードローラ3がシート搬送方向へ回転状態にあるときは、リタードローラ軸5を逆転動作することができる。
なお、フィードローラ軸7のリタード逆転駆動ギア列14のギア18はワンウェイ機構を備えており、連動ギア列15に駆動伝達されても駆動モータの負荷を受けずに動作可能となっている。
また、フィードローラ2と伝達ギア11はワンウェイ機構を備えたカップリング20で連結されている。そのため、シートの引き抜き搬送時のフィードローラ2の連れ回りによる回転力は、フィードローラ軸7及びピックアップローラ1の伝達ギア12には伝達されない。
また、連動ギア列15の動作時は、リタードローラ軸5に回転力が伝達されるが、ピックアップローラ1には伝達されない。そのため、駆動モータMより動力を得て動作する状況下に比べ、分離力(戻し力)が上回る。
本実施例では、分離動作必要時には駆動モータMより動力を得た状況下と比べ、分離力(戻し力)が上回るため、従来の方式より分離性を強めた分離動作条件を設定できる。より給送動作中における分離動作を必要とするシートに対しトルクリミッタ値や分離圧などの分離動作条件を設定可能にできる。そのため、給送性能(分離性能)や装置耐久性の向上を図れる。
また、シート給送動作時は必ず逆転駆動が発生し、駆動モータMが停止しかつ分離ニップに引き抜き搬送されているシート以外の他のシートがリタードローラ3により停止されている状態においては、リタードローラ軸5に逆転駆動が発生しない。そのため、余計な逆転負荷が給送ローラや分離機構部品に発生しない。このことにより、分離性能(耐重送性能)を安定させつつ、ローラ摩耗や部品寿命に配慮した給送装置を提供することができる。
〔他の実施例〕
前述した実施例では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に用いられるシート給送装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。
また前述した実施例では、画像形成装置が一体的に有するシート給送装置を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば画像形成装置に対して着脱自在なシート給送装置であっても良く、該シート給送装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。
また前述した実施例では、記録対象としての記録紙等のシートを給送するシート給送装置を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、読取対象としての原稿等のシートを給送するシート給送装置に適用しても同様の効果を得ることができる。
また前述した実施形態では、記録方式として電子写真方式を例示したが、これに限定されるものではなく、例えばインクジェット方式等の他の記録方式であっても良い。
C …制御部
M …駆動モータ
S …シート
SF …シート給送装置
d …センサ
1 …ピックアップローラ
2 …フィードローラ
3 …リタードローラ
4 …トルクリミッタ
5 …リタードローラ軸
9,10 …ギア
11,12 …伝達ギア
13 …連動ギア
14 …リタード逆転駆動ギア列
15 …連動ギア列
16 …駆動源ギア
20 …カップリング
51A …プリンタ本体
51B …画像形成部
72 …搬送ローラ
73 …積載部
80 …給送カセット

Claims (7)

  1. 載置部に載置されたシートを給送するピックアップローラと、前記ピックアップローラにより給送されたシートを搬送するフィードローラと、前記フィードローラに対向してシートを一枚に分離するためのリタードローラと、を備えるシート給送装置において、
    駆動源からの駆動力を伝達し、前記ピックアップローラ及び前記フィードローラをシート搬送方向に回転させ、前記リタードローラをシート搬送方向とは逆方向に回転させる第1の駆動伝達手段と、
    前記リタードローラのシート搬送方向への回転のみを伝達するワンウェイ機構を有し、前記リタードローラのシート搬送方向への回転を前記第1の駆動伝達手段に伝達する第2の駆動伝達手段と、
    を備え、
    前記第1の駆動伝達手段は、前記リタードローラに設定値以上の負荷がかかった際に前記リタードローラが取り付けられているリタードローラ軸のシート搬送方向とは逆方向の回転を前記リタードローラに伝達しないトルクリミッタを有し、
    駆動源の停止時に、前記フィードローラよりもシート搬送方向下流側の搬送部材により搬送されるシートに連れ回りする前記リタードローラのシート搬送方向への回転を前記第2の駆動伝達手段を介して前記第1の駆動伝達手段に伝達し、前記リタードローラ軸をシート搬送方向とは逆方向に回転させることを特徴とするシート給送装置。
  2. 前記第1の駆動伝達手段は、駆動源の停止時に、前記第2の駆動伝達手段により伝達された前記リタードローラのシート搬送方向への回転を前記ピックアップローラに伝達し、前記ピックアップローラをシート搬送方向に回転させることを特徴とする請求項1に記載のシート給送装置。
  3. 前記第1の駆動伝達手段は、駆動源の停止時に、前記第2の駆動伝達手段により伝達された前記リタードローラのシート搬送方向への回転を、前記駆動源に伝達しないワンウェイ機構を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のシート給送装置。
  4. 前記リタードローラの周速をVc、前記リタードローラのシート搬送方向への回転により回転する前記ピックアップローラの搬送速度をVaとするとき、前記搬送速度の関係が、Vc>Va、となることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のシート給送装置。
  5. 前記ピックアップローラのシートとの接触位置から前記フィードローラと前記リタードローラが対向する分離ニップまでの距離をL_ab、前記載置部のシートの搬送方向下流側の端部位置から前記分離ニップまでの距離をL_ebとするとき、前記距離の関係が、L_ab/Vc≧L_eb/Va、となることを特徴とする請求項4に記載のシート給送装置。
  6. 前記ピックアップローラと前記フィードローラで同一のシートの搬送中において、前記フィードローラの搬送速度をVb、前記ピックアップローラの搬送速度をVaとするとき、前記搬送速度の関係が、Vb≒Va、となることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のシート給送装置。
  7. 請求項1乃至6のいずれか1項に記載のシート給送装置と、
    前記シート給送装置から給送されたシートに画像を形成する画像形成部と、
    を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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