JP4071642B2

JP4071642B2 - 用紙処理装置及び画像形成システム

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Publication number: JP4071642B2
Application number: JP2003012501A
Authority: JP
Inventors: 広元齊藤; 健次山田; 政博田村; 伸宜鈴木; 浩樹岡田; 秀也永迫; 明人安藤; 淳一飯田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-03-25
Filing date: 2003-01-21
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2023-01-21
Also published as: US7207556B2; US20030219295A1; JP2004001998A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、印刷機等の画像形成装置に一体もしくは別体に設けられ、画像形成済みの用紙（記録媒体）に対して所定の処理、例えば仕分け、スタック、整合、綴じ、中綴じ製本、孔明けなどを行って排紙する用紙処理装置およびこの用紙処理装置と前記画像形成装置とからなる画像形成システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機やプリンタ等の画像形成装置から排出される用紙に対して、仕分け、孔あけ、綴じ、中綴じ製本等の処理を自動で行う用紙後処理装置が種々提供されており、中でもスティプラの移動方法に関しては様々な形態の装置が知られている。例えば、特開平９−２３５０７０号公報に記載の発明では、スティプラは用紙を一時収納、整合するスティプルトレイの前後側板に掛け渡されているガイド軸をガイドとして、用紙搬送方向に直交する方向へ移動可能に取り付けられていると共に用紙搬送方向にもスライド可能な構成となっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２３５０７０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記公報記載の構成（用紙搬送方向へもスライド可能）では、用紙後端をスティプルトレイ下方に設けられた基準フェンスに突き当てて用紙の整合動作を行った後、タイミングベルト等の帯状駆動伝達手段に取り付けられた爪が整合済の用紙後端を押上げることによって排紙トレイへ排出されるわけであるが、この帯状駆動伝達手段を駆動する為に設けられているプーリ等の回転部材に用紙搬送方向と直行する方向へ移動するスティプラが接触しないように用紙搬送方向へもスライド可能としている。
【０００５】
しかしながら、前記構成ではスティプラは用紙搬送方向と直交する方向と用紙搬送方向の両方向へ移動可能な構成としているため、構成部品が多く、装置全体が複雑化してしまう。また、構成部品が多いことからコストも高くなる。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、スティプラが用紙搬送方向と直交する方向へ移動する時に、上記プーリ等の回転部材を回避することができる用紙処理装置及び画像形成システムを提供することにある。
【０００７】
また、他の目的は、スティプラの用紙搬送方向と直行する方向への移動動作及びガイド軸を中心にする揺動動作に要する駆動負荷を軽減すると共に、耐久性に優れた用紙処理装置及び画像形成システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、第１の手段は、搬入された用紙に対して所定の処理を施して排紙する用紙処理装置において、搬入されてきた用紙を一時収納する収納手段と、前記収納手段内で用紙を整合させる整合手段と、整合された用紙束に対して綴じ処理を行う綴じ手段と、前記綴じ手段を用紙搬送方向と直交する方向へ案内するとともに案内方向に対して垂直な方向に揺動可能に支持するガイド軸と前記綴じ手段のみをガイド軸を中心に揺動させる手段と、前記揺動させる手段による前記綴じ手段の揺動方向が重力方向である場合に揺動動作を緩衝し、揺動方向が反重力方向である場合には揺動動作を補助する方向に前記綴じ手段を弾発する弾発手段とを備えていることを特徴とする。このように構成すると、用紙搬送方向と直交する方向への移動をガイドするガイド軸を中心に揺動可能な構成となっているので、綴じ手段が用紙搬送方向と直行する方向へ移動する時に、プーリ等の回転部材を回避することができる。また、重力方向に回動するときには衝突などによって生じる衝撃を和らげることができ、反重力方向に回動するときには補助的に押し上げることができるので、軽い力で作動させることが可能となる。
【００１０】
第２の手段は、第１の手段において、前記綴じ手段のみをガイド軸を中心に自重を利用して揺動させる手段を備えていることを特徴とする。このように構成すると、綴じ手段のみが自重を利用してガイド軸を中心に揺動してプーリ等の回転部材を回避し、綴じ手段の移動手段であるタイミングベルト等の帯状駆動伝達手段は揺動しない構成となっているので、装置を複雑化せずにコスト面でも最小とすることができる。
【００１１】
第３の手段は、第１または第２の手段において、前記揺動させる手段がカム手段からなり、そのカム面に当接する部材はコロ形状または球形状であるとともに、前記部材自体が回転自在に支持されていることを特徴とする。このように構成すると、カム面とそれに当接する部材が擦れて磨耗し綴じ手段の寿命が極端に短くなることを防止できると共に綴じ手段の移動負荷を軽減することができる。
【００１２】
第４の手段は、第３の手段において、前記コロ形状の部材のガイドカム面への接触面は凸曲面形状に形成されていることを特徴とする。このように構成すると、カム面に当接する部材の磨耗を軽減することができる。
【００１３】
第５の手段は、第１の手段において、前記ガイド軸の外周に綴じ手段を揺動させるためのカム溝が形成されていることを特徴とする。このように構成すると、ガイド軸の外周に綴じ手段を揺動させるカム溝を形成するので、１本のガイド軸で綴じ手段の移動動作と揺動動作の両方をガイドすることができ、且つ部品数も削減することができる。
【００１４】
第６の手段は、第１、第２または第５の手段において、前記ガイド軸を中心にした回動は、前記ガイド軸からの垂線と水平線とに囲まれる範囲、言い換えればガイド軸を原点とし重力方向の軸と前記原点から前記重力方向に引いた軸に直交する軸によって形成される１つの象限内で行われることを特徴とする。このように構成すると、回動範囲を極小にして動作させることができる。
【００１６】
第７の手段は、第１ないし第６のいずれかの手段に係る用紙処理装置と、入力された画像情報に基づいて記録媒体上に可視画像を形成する画像形成装置とから画像形成システムを構成したことを特徴とする。
【００１７】
なお、以下の実施形態において、収納手段はスティプルトレイＦに、整合手段はジョガーフェンス５３及び後端フェンス５１に、ガイド軸はガイド軸４０，４０’に、カム手段はカム溝４１ａ、ガイド溝４０ａに、綴じ手段は端面綴じスティプラＳ１に、綴じ手段のみをガイド軸を中心に回動させる手段及びガイド軸を中心に自重で回動させる手段はガイド軸４０とカム溝４１ａ、及びガイド軸４０’とガイド溝４０ａに、揺動動作時に重力方向については揺動動作を緩衝し、反重力方向については揺動動作を補助する手段は圧縮ばね４１ｇに、ガイド軸の外周に形成されるカム溝はガイド溝４０’にそれぞれ対応している。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１９】
＜第１の実施形態＞
図１は本発明の第１の実施形態に係る用紙処理装置としての用紙後処理装置と画像形成装置とからなる画像形成システムのシステム構成を示す図であり、図では、用紙後処理装置の全体と画像形成装置の一部を示している。
【００２０】
図１において、用紙後処理装置ＰＤは、画像形成装置ＰＲの側部に取付けられており、画像形成装置ＰＲから排出された用紙（記録媒体）は用紙後処理装置ＰＤに導かれる。前記用紙は、１枚の用紙に後処理を施す後処理手段（この実施形態では穿孔手段としてのパンチユニット１００）を有する搬送路Ａを通り、上トレイ２０１へ導く搬送路Ｂ、シフトトレイ２０２へ導く搬送路Ｃ、整合およびスティプル綴じ等を行う処理トレイＦ（以下、スティプル処理トレイとも称する）へ導く搬送路Ｄへ、それぞれ分岐爪１５および分岐爪１６によって振り分けられるように構成されている。
【００２１】
搬送路ＡおよびＤを経てスティプル処理トレイＦへ導かれ、スティプル処理トレイで整合およびスティプル等を施された用紙は、偏向手段である分岐ガイド板５４と可動ガイド５５により、シフトトレイ２０２へ導く搬送路Ｃ、折り等を施す処理トレイＧ（以下、中折り処理トレイとも称する）へ振り分けられるように構成され、中折り処理トレイＧで折り等を施された用紙は搬送路Ｈを通り下トレイ２０３へ導かれる。また、搬送路Ｄ内には分岐爪１７が配置され、図示しない低荷重バネにより図の状態に保持されており、用紙後端がこれを通過した後、搬送ローラ９、１０、スティプル排紙ローラ１１の内少なくとも搬送ローラ９を逆転することによって用紙後端を用紙収容部Ｅへ導いて用紙を滞留させ、次用紙と重ね合せて搬送することが可能なように構成されている。この動作を繰り返すことによって２枚以上の用紙を重ね合せて搬送することも可能である。
【００２２】
搬送路Ｂ、搬送路Ｃおよび搬送路Ｄの上流で各々に対し共通な搬送路Ａには、画像形成装置から受け入れる用紙を検出する入口センサ３０１、その下流に入口ローラ１、パンチユニット１００、パンチかすホッパ１０１、搬送ローラ２、分岐爪１５および分岐爪１６が順次配置されている。分岐爪１５、分岐爪１６は図示しないバネにより図１の状態に保持されており、図示しないソレノイドをＯＮすることにより、分岐爪１５は上方に、分岐爪１６は下方に、各々回動することによって、搬送路Ｂ、搬送路Ｃ、搬送路Ｄへ用紙を振り分ける。
【００２３】
搬送路Ｂへ用紙を導く場合は、分岐爪１５は図１の状態で前記ソレノイドはＯＦＦ、搬送路Ｃへ用紙を導く場合は、図１の状態から前記ソレノイドをＯＮすることにより、分岐爪１５は上方に、分岐爪１６は下方にそれぞれ回動した状態となり、搬送路Ｄへ用紙を導く場合は、分岐爪１６は図１の状態で前記ソレノイドはＯＦＦ、分岐爪１５は図１の状態から前記ソレノイドをＯＮすることにより、上方に回動した状態となる。なお、符号３，４，５，７，８はそれぞれ用紙を搬送するための搬送ローラである。
【００２４】
この用紙後処理装置では、用紙に対して、穴明け（パンチユニット１００）、用紙揃え＋端部綴じ（ジョガーフェンス５３、端面綴じスティプラＳ１）、用紙揃え＋中綴じ（ジョガーフェンス５３、中綴じスティプラＳ２）、用紙の仕分け（シフトトレイ２０２）、中折り（折りプレート７４、折りローラ８１、８２）などの各処理を行うことができる。
【００２５】
画像形成装置ＰＲは、この実施形態では、入力された画像データに基づいて感光体ドラムなどの画像形成媒体に光書き込みを行って感光体ドラム表面に潜像を形成し、形成された潜像をトナー現像して用紙などの記録媒体に転写し、定着して排紙するいわゆる電子写真プロセスを使用した画像形成装置であり、電子写真プロセスを使用した画像形成装置自体は公知なので、ここでの詳細な構成の説明と図示は省略する。なお、この実施形態では、電子写真プロセスを使用した画像形成装置を例示しているが、そのほかに、インクジェットや印刷機などの公知の画像形成装置および印刷機（プリンタ）を使用したシステムでも良いことはいうまでもない。
【００２６】
この用紙後処理装置ＰＤの最下流部に位置するシフトトレイ排紙部Ｉは、シフト排紙ローラ６と、戻しコロ１３と、紙面検知センサ３３０と、シフトトレイ２０２と、図２に示すシフト機構Ｊと、図３に示すシフトトレイ昇降機構Ｋとにより構成される。なお、図２はシフト機構Ｊの詳細を示す要部を拡大した斜視図、図３はシフトトレイ昇降機構Ｋの要部を拡大した斜視図である。
【００２７】
図１および図３において、符号１３はシフト排紙ローラ６から排出された用紙と接して前記用紙の後端を図２に示すエンドフェンス３２に突き当てて揃えるためのスポンジ製のコロを示す。この戻しコロ１３は、シフト排紙ローラ６の回転力で回転するようになっている。戻しコロ１３の近傍にはトレイ上昇リミットスイッチ３３３が設けられており、シフトトレイ２０２が上昇して戻しコロ１３を押し上げると、前記トレイ上昇リミットスイッチ３３３がオンしてトレイ昇降モータ１６８が停止する。これによりシフトトレイ２０２のオーバーランが防止される。また、戻しコロ１３の近傍には、図１に示すように、シフトトレイ２０２上に排紙された用紙もしくは用紙束の紙面位置を検知する紙面位置検知手段としての紙面検知センサ３３０が設けられている。
【００２８】
図１に詳細には図示していないが、紙面検知センサ３３０は、図３に示す紙面検知レバー３０と、紙面検知センサ（スティプル用）３３０ａと紙面検知センサ（ノンスティプル用）３３０ｂとから構成されている。紙面検知レバー３０は、レバーの軸部を中心に回動可能に設けられ、シフトトレイ２０２に積載された用紙の後端上面に接触する接触部３０ａと扇形の遮蔽部３０ｂとを備えている。上方に位置する紙面検知センサ（スティプル用）３３０ａは主にスティプル排紙制御に用いられ、紙面検知センサ（ノンスティプル用）３３０ｂは主にシフト排紙制御に用いられる。
【００２９】
本実施形態では、紙面検知センサ（スティプル用）３３０ａおよび紙面検知センサ（ノンスティプル用）３３０ｂは、遮蔽部３０ｂによって遮られたときにオンするようになっている。したがって、シフトトレイ２０２が上昇して紙面検知レバー３０の接触部３０ａが上方に回動すると、紙面検知センサ（スティプル用）３３０ａがオフし、さらに回動すると紙面検知センサ（ノンスティプル用）３３０ｂがオンする。用紙の積載量が所定の高さに達したことが紙面検知センサ（スティプル用）３３０ａと紙面検知センサ（ノンスティプル用）３３０ｂによって検知されると、シフトトレイ２０２はトレイ昇降モータ１６８の駆動により所定量下降する。これにより、シフトトレイ２０２の紙面位置は略一定に保たれる。
【００３０】
シフトトレイ２０２の昇降機構について詳細に説明する。
【００３１】
図３に示すようにシフトトレイ２０２は、駆動ユニットＬにより駆動軸２１が駆動されることにより昇降する。駆動軸２１と従動軸２２との間にはタイミングベルト２３がタイミングプーリを介してテンションをもって掛けられ、このタイミングベルト２３にシフトトレイ２０２を支持する側板２４が固定されている。
【００３２】
このように構成することにより、シフトトレイ２０２を含むユニットが昇降可能にタイミングベルト２３に吊り下げられることになる。
【００３３】
駆動ユニットＬは、トレイ昇降モータ１６８とウォームギア２５とから構成され、駆動源としての正逆転可能なトレイ昇降モータ１６８で発生した動力が、ウォームギヤ２５を介して駆動軸２１に固定されたギヤ列の最終ギヤに伝達され、シフトトレイ２０２を上下方向に移動させるるようになっている。動力伝達系統がウォームギヤ２５を介しているため、シフトトレイ２０２を一定位置に保持することができ、このギア構成により、シフトトレイ２０２の不意の落下事故等を防止することが可能となっている。
【００３４】
シフトトレイ２０２の側板２４には、遮蔽板２４ａが一体に形成され、下方には積載用紙の満載を検出する満杯検知センサ３３４と下限位置を検出する下限センサ３３５が配置されており、遮蔽板２４ａによって満杯検知センサ３３４と下限センサ３３５とがオン・オフされるようになっている。満杯検知センサ３３４と下限センサ３３５はフォトセンサであり、遮蔽板２４ａによって遮られたときにオンするようになっている。なお、図３において、シフト排紙ローラ６は省略している。
【００３５】
シフトトレイ２０２の揺動（シフト）機構は図２に示すように、シフトモータ１６９とシフトカム３１とからなり、シフトモータ１６９を駆動源としてシフトカム３１を回転させることにより、シフトトレイ２０２は用紙排紙方向と直交する方向に往復動する。シフトカム３１には回転軸中心から一定量離れた位置にピン３１ａが立てられ、そのピン３１ａの他端部がエンドフェンス３２の係合部材３２ａの長孔部３２ｂに遊嵌されている。係合部材３２ａはエンドフェンス３２の背面（シフトトレイ２０２が位置しない側の面）に固定され、前記シフトカム３１のピン３１ａの回動位置に応じて、用紙排紙方向と直交する方向に往復動し、これにともなってシフトトレイ２０２も用紙排紙方向と直交する方向に移動する。シフトトレイ２０２は図１において手前側と奥側の２つの位置で停止し（図２のシフトカム３１の拡大図に対応）、その停止制御はシフトカム３１の切り欠きをシフトセンサ３３６により検出し、この検出信号に基づいてシフトモータ１６９をＯＮ、ＯＦＦ制御することにより行われる。
【００３６】
エンドフェンス３２の前面側には、前記シフトトレイ２０２の案内用の突条３２ｃが設けられ、シフトトレイ２０２の後端部がこの突条３２ｃに上下動自在に遊嵌され、これにより、シフトトレイ２０２は上下動可能かつ用紙搬送方向と直交する方向に往復動可能にエンドフェンス３２に支持される。なお、エンドフェンス３２はシフトトレイ２０２上の積載紙の後端をガイドし、後端を揃える機能を有する。
【００３７】
図４はシフトトレイ２０２への排紙部の構造を示す斜視図である。
【００３８】
図１および図４において、シフト排紙ローラ６は、駆動ローラ６ａと従動ローラ６ｂを有し、従動ローラ６ｂは用紙排出方向上流側を支持され、上下方向に揺動自在設けられた開閉ガイド板３３の自由端部に回転自在に支持されている。従動ローラ６ｂは自重または付勢力により駆動ローラ６ａに当接し、用紙は両ローラ６ａ，６ｂ間に挟持されて排出される。綴じ処理された用紙束が排出される時は、開閉ガイド板３３が上方に引き上げられ、所定のタイミングで戻されるようになっており、このタイミングはシフト排紙センサ３０３の検知信号に基づいて決定される。その停止位置は排紙ガイド板開閉センサ３３１の検知信号に基づいて決定され、排紙ガイド板開閉モータ１６７により駆動される。なお、排紙ガイド板開閉モータ１６７は排紙ガイド板開閉リミットスイッチ３３２のオンオフにより駆動制御される。
【００３９】
スティプル処理を施すスティプル処理トレイＦの構成を詳細に説明する。
【００４０】
図５はこのスティプル処理トレイＦを用紙搬送面に垂直な方向から見た正面図、図６はスティプル処理トレイＦとその駆動機構を示す斜視図、図７は用紙束の放出機構を示す斜視図である。まず、図６に示すように、スティプル排紙ローラ１１によってスティプル処理トレイＦへ導かれた用紙は、スティプル処理トレイＦ上に順次積載される。この場合、用紙ごとに叩きコロ１２で縦方向（用紙搬送方向）の整合が行われ、ジョガーフェンス５３によって横方向（用紙搬送方向と直交する方向−用紙幅方向とも称す）の整合が行われる。ジョブの切れ目、すなわち、用紙束の最終紙から次の用紙束先頭紙までの間で、制御装置３５０（図１６参照）からのスティプル信号により端面綴じスティプラＳ１が駆動され、綴じ処理が行われる。綴じ処理が行われた用紙束は、ただちに放出爪５２ａが突設された放出ベルト５２によりシフト排紙ローラ６へ送られ、受取り位置にセットされているシフトトレイ２０２に排出される。
【００４１】
放出爪５２ａは、図７に示すように、放出ベルトＨＰセンサ３１１によりそのホームポジションが検知されるようになっており、この放出ベルトＨＰセンサ３１１は放出ベルト５２に設けられた放出爪５２ａによりオン・オフする。タイミングベルトからなるこの放出ベルト５２の外周上には対向する位置に２つの放出爪５２ａが配置され、スティプル処理トレイＦに収容された用紙束を交互に移動搬送する。また必要に応じて放出ベルト５２を逆回転し、これから用紙束を移動するように待機している放出爪５２ａと対向側の放出爪５２ａの背面でスティプル処理トレイＦに収容された用紙束の搬送方向先端を揃えるようにすることもできる。したがって、この放出爪５２ａは用紙束の用紙搬送方向の揃え手段としても機能する。
【００４２】
また、図５に示すように、放出モータ１５７により駆動される放出ベルト５２の駆動軸である放出軸６５には、用紙幅方向の整合中心に放出ベルト５２とその駆動プーリ６２とが配置され、駆動プーリ６２に対して対称に放出ローラ５６が配置、固定されている。さらに、これらの放出ローラ５６の周速は放出ベルト５２の周速より速くなるように設定されている。
【００４３】
放出ベルト５２は放出モータ１５７の駆動力をタイミングベルト、タイミングプーリ６２を介して伝達されている。ここではタイミングプーリ（駆動側のプーリ）６２と放出ローラ５６は同一軸（放出軸６５）に配置したことで構成される。放出ローラ５６と放出ベルトの速度関係を変更する場合等は放出ローラ５６を前記放出軸６５上に空転可能とし、放出ローラ５６に対し放出モータ１５７から分割された駆動力を伝達して減速比の設定に自由度を持たせても良い。
【００４４】
また、放出ローラ５６の円筒面はゴム等の高摩擦部材で形成され、従動ローラである加圧コロ５７の自重あるいは付勢力で、両者間に挟持された用紙あるいは用紙束に対して搬送力を発生できる。なお、符号６４ａは用紙後処理装置ＰＤの前側板、符号６４ｂは用紙後処理装置ＰＤの後側板である。また、符号１６１は可動ガイド５５を駆動する駆動源としての束分岐駆動モータ、符号６１は駆動機構を形成するカムである。
【００４５】
図６に示すように、叩きコロ１２は支点１２ａを中心に叩きＳＯＬ（ソレノイド）１７０によって振り子運動を与えられ、スティプル処理トレイＦへ送り込まれた用紙に間欠的に作用して用紙を後端フェンス５１に突き当てる。なお、叩きコロ１２は図において反時計回りに回転する。叩きコロ１２は叩きコロモータ１５６によって他の駆動源とは独立して駆動される。駆動制御は後述のＣＰＵ３６０によってモータドライバを介して行われる。叩きコロモータ１５６はステッピングモータからなるので、ステッピングモータを駆動するモータドライバによって駆動される。また、叩きＳＯＬ１７０もドライバを介して駆動され、ＣＰＵ３６０によって駆動制御される。
【００４６】
ジョガーフェンス５３は、正逆転可能なジョガーモータ１５８によりタイミングベルトを介して駆動され、用紙送り方向に直交する方向に往復移動する。
【００４７】
端面綴じスティプラＳ１は、図５に示すように、正逆転可能なスティプラ移動モータ１５９によりスティプラ移動タイミングベルト４６（図１０）を介して駆動され、用紙端部の所定位置を綴じるために用紙幅方向に移動する。その移動範囲の一側端には、端面綴じスティプラＳ１のホームポジションを検出するスティプラ移動ＨＰセンサ３１２が設けられており、用紙幅方向の綴じ位置は、前記ホームポジションからの端面綴じスティプラＳ１の移動量により制御される。
【００４８】
端面綴じスティプラＳ１の用紙送り方向に直交する方向への移動は図８、図９及び図１０に示すようにスティプル処理トレイＦの用紙後端フェンス５１と平行に設けられたガイド軸４０に対して摺動自在に行われ、図８において紙面に垂直な方向に移動する。また、端面綴じスティプラＳ１はガイドステー４１に設けられたカム溝（スティプラ移動ガイド）４１ａによりガイドされており、スティプルトレイ５０（図９）の下端部及び放出アイドラプーリ５６ａを通過する時はガイド軸４０を中心にして端面綴じスティプラＳ１が図８に示す破線となる位置まで揺動して放出アイドラプーリ５６ａから退避し、スティプルトレイ５０の下端部及び放出アイドラプーリ５６ａを通過した後、再び実線で示す位置に戻る。
【００４９】
図１１及び図１２に示すようにベルト固定部材４５はスティプラ移動タイミングベルト４６に固定されると共に、スティプラ移動ブラケット４３により用紙幅方向の両側面を挟まれ、且つガイド軸４０をガイドとして用紙幅方向（用紙搬送方向に直交する方向）へ移動するので、ベルト固定部材４５の移動によって移動ブラケット４３及びそれに取り付けられている回転可能なガイドコロ４２、スティプラ回転ブラケット４４、端面綴じスティプラＳ１も移動する。
【００５０】
移動ブラケット４３、スティプラ回転ブラケット４４、端面綴じスティプラＳ１はガイドステー４１に設けられたカム溝４１ａのカム面４１ｂ，ｄ，ｃに当接しながら回転しているガイドコロ４２の軌道に沿って揺動するが、ベルト固定部材４５はスティプラ移動タイミングベルト４６に固定されているので揺動しない。
【００５１】
また、ガイドコロ４２のカム面４１ｂ、ｃ、ｄとの接触面形状は図１３に示すように凸型曲面形状となっており、スティプラの揺動動作時はガイドコロ４２とカム面４１ｂ，ｃ，ｄの接触点が変化する。参考として、図１４にはガイドコロ４２のカム面４１ｂ，ｃ，ｄとの接触面形状が曲面形状でない場合のカム面４１ｂ，ｃ，ｄとの接触状態を示す（カム面４１ｂ，ｃ，ｄとの接触は常にガイドコロ４２の端部となる）。尚、本実施形態ではカムに当接する部材をコロとしているが、球状の回転体であってもよい。
【００５２】
ところで、図９及び図１０から分かるようにガイドコロ４２はカム面４１ｂ（以下、第１のカム面と称す）に当接し、第１のカム面４１ｂに沿って転動し、当該第１のカム面４１ａの形状に沿って用紙搬送方向と直交する方向に移動してスティプルを行う。その際、図８に示すようにスティプラＳ１はガイド軸４０に対して摺動自在にぶら下がった状態になっており、ガイドコロ４２は重力の作用により第１のカム面４１ｂに当接し、第１のカム面４１ｂの形状にしたがって用紙束の綴じ側の端部を挟んだような状態で移動する。このときのスティプラＳ１の姿勢はガイド軸４０との嵌合位置と第１のカム面４１ｂとの当接位置とによって規定される。この実施形態では、図８で実線で示す状態では図９にも示すように移動ブラケット４３が傾いた状態（図１５斜線Ｌ２）で移動させる第１のカム面４１ｂ上を、図８で点線で示す状態では図９にも示す移動ブラケット４３が垂線方向（重力方向−図１５垂線Ｌ１）に向いた傾きのない状態で移動させるカム面４１ｃ（以下、第２のカム面と称す）上をガイドコロ４２はそれぞれ転動する。前記第１のカム面４１ｂを転動するときには、用紙束の端部を挟んだような状態で移動しているので、所定の位置で綴じ動作が可能であり、前記第２のカム面４１ｃを転動するときには、放出アイドラプーリ５６ａから退避し、放出アイドラプーリ５６ａを避けて移動することが可能となる。すなわち、前記第２のカム面４１ｃを転動しているときは、スティプラＳ１は放出アイドラプーリ５６ａに対して退避状態となっている。
【００５３】
この実施形態では、前述のように重力の作用によりカム面４１ｂ、ｃ上を移動させ、前記垂線Ｌ１及び斜線Ｌ２のなす角αの範囲でスティプラＳ１を揺動させているが、スティプラＳ１は質量が大きいので前記第１のカム面４１ｂから退避側の第２のカム面４１ｃに傾斜した移行用のカム面４１ｄ（以下、第３のカム面と称す）に沿ってガイドコロ４２が移動するときにスティプルＳ１の重力による加速度が大きくなり、ガイドコロ４２が第３のカム面４１ｄから第２のカム面４１ｂに移行する部分で大きな衝撃が第２のカム面４１ｃに対して加わることがある。そして、この衝撃の反作用で前記第２のカム面４１ｃに対向する側の面にガイドコロ４２が衝突し、カム溝４１ａ内で両面への衝突を繰り返しながら移動することになる。この衝撃は、音を発するだけでなく、構成部材が振動する原因となることから、機械の信頼性を損なうことにもなる。
【００５４】
また、逆にスティプラＳ１を退避状態の第２のカム面４１ｃから綴じ位置側の第１のカム面４１ｂに第３のカム面４１ｄに沿って移行させる際には、第３のカム面４１ｄへ移行する角部４１ｅに衝突し、その際の衝撃も大きなものとなる。また、スティプラＳ１は前述のように質量が大きいので第３のカム面４１ｄに沿って押し上げるために大きな力が必要となる。そのため、駆動源としてのスティプラ移動モータ１５９も大出力のものが必要となり、駆動電流も大きくなる。
【００５５】
そこで、本実施形態では、図１５に示すようにガイドステー４１の垂直な面４１ｆ側に圧縮ばね４１ｇと補助板４１ｈを設けるとともに、ガイドコロ４２と同軸に前記補助板４１ｈ上を転動する補助板当接コロ４１ｉを設けた。補助板４１ｈは、支軸４１ｊに対して揺動自在に支持され、圧縮ばね４１ｇによって揺動動作のダンピングを行うとともに、第２のカム面４１ｃから第３のカム面４１ｅに移行するときに当該圧縮ばね４１ｇで弾発し、第３のカム面４１ｅへの衝撃を緩和するとともに、小さな駆動力でも容易に第１のカム面４１ｂ側に移動できるようにした。これにより、スティプラ移動モータ１５９は小出力のものでも十分にスティプラＳ１を駆動することが可能となるとともに、駆動電流も小さくて済み、省エネルギにも貢献することになる。
【００５６】
なお、この実施形態では、圧縮ばね４１ｇを使用しているが、補助板４１ｈの揺動動作におけるダンピング作用を有し、第３のカム面４１ｄを移動するときにモータの駆動力を軽減できるような機能を有する機構であれば、前記圧縮ばね４１ｇに代えて使用することができる。
【００５７】
また、前記垂線Ｌ１及び斜線Ｌ２のなす角αは、図１５のガイド軸４０の中心軸を原点とし、垂線Ｌ１を１つの軸、前記ガイド軸４０から垂線Ｌ１に垂直に引いた線（水平線）を他の１つの軸としときに、両軸に挟まれる範囲、座標軸でいえば第IV象限内で揺動する。これにより、無駄な揺動動作を回避することができる。
【００５８】
本実施形態では、後処理モードに応じて下記の排出形態をとる。
【００５９】
▲１▼ ノンスティプルモードａ：搬送路Ａ搬送路Ｂを通り上トレイ２０１へ排出される。
【００６０】
▲２▼ ノンスティプルモードｂ：搬送路Ａ搬送路Ｃを通りシフトトレイ２０２へ排出される。
【００６１】
▲３▼ ソート、スタックモード：搬送路Ａ搬送路Ｃを通りシフトトレイ２０２へ排出される。その際、シフトトレイ２０２が、部の区切れ毎に排紙方向と直交方向に揺動する事で排出される用紙は仕分けられる。
【００６２】
▲４▼ スティプルモード：搬送路Ａ搬送路Ｄを経て処理トレイＦで整合及び綴じを施され搬送路Ｃを通りシフトトレイ２０２へ排出される。
【００６３】
▲５▼ 中綴じ製本モード：搬送路Ａ搬送路Ｄを経て処理トレイＦで整合及び中央綴じを施され、更に処理トレイＧで中央折りを施され搬送路Ｈを通り下トレイ２０３へ排出される。
【００６４】
上記▲１▼〜▲３▼及び▲５▼のモードについての説明は省略し、▲４▼のスティプルモード時の動作を以下に説明する。
【００６５】
搬送路Ａから分岐爪１５分岐爪１６で振り分けられた用紙は、搬送路Ｄに導かれ、搬送ローラ７，９，１０及びスティプル排紙ローラ１１により処理トレイＦに排出される。前記処理トレイＦでは、排紙ローラ１１により順次排出される用紙を整合し所定枚数に達すると端面綴じスティプラＳ１により綴じ処理を行う。その後、綴じられた用紙束は放出爪５２ａにより下流へ搬送されシフト排紙ローラ６によりシフトトレイ２０２へ排出される。
【００６６】
スティプルモードが選択されると、図６に示すように、ジョガーフェンス５３はホームポジションより移動し、処理トレイＦに排出される用紙幅より片側７ｍｍ離れた待機位置で待機する。用紙がスティプル排紙ローラ１１によって搬送され、用紙後端がスティプル排紙センサ３０５を通過すると、ジョガーフェンス５３が待機位置から５ｍｍ内側に移動して停止する。また、スティプル排紙センサ３０５は用紙後端通過時点にそれを検知し、その信号がＣＰＵ３６０に入力される（図１６参照）。ＣＰＵ３６０ではこの信号の受信時点からスティプル排紙ローラ１１を駆動する図示しないスティプル搬送モータからの発信パルス数をカウントし、所定パルス発信後に叩きＳＯＬ１７０をオンさせる。叩きコロ１２は、叩きコロモータ１５６により駆動され、叩きＳＯＬ１７０のオン・オフにより振り子運動をし、オン時には用紙を叩いて下方向に戻し、後端フェンス５１に突き当てて紙揃えを行う。このとき、処理トレイＦに収容される用紙が入口センサ１０１あるいはスティプル排紙センサ３０５を通過するたびにその信号がＣＰＵ３６０に入力され、用紙枚数がカウントされる。
【００６７】
叩きＳＯＬ１７０がオフされて所定時間経過後、ジョガーフェンス５３は、ジョガーモータ１５８によってさらに２．６ｍｍ内側に移動して一旦停止し、横揃えが終了する。ジョガーフェンス５３はその後７．６ｍｍ外側に移動して待機位置に戻り、次の用紙を待つ。この動作を最終頁まで行う。その後再び７ｍｍ内側に移動して停止し、用紙束の両側端を押えてスティプル動作に備える。その後所定時間後に図示しないスティプルモータにより端面綴じスティプラＳ１が作動し、綴じ処理が行われる。このとき２ヶ所以上の綴じが指定されていれば、１ヶ所の綴じ処理が終了した後、スティプル移動モータ１５９が駆動され、端面綴じスティプラＳ１が用紙後端に沿って適正位置まで移動され、２ヶ所目の綴じ処理が行なわれる。また、３ヶ所目以降が指定されている場合は、これを繰返す。
【００６８】
綴じ処理が終了すると、放出モータ１５７が駆動され、放出ベルト５２が駆動される。このとき、排紙モータも駆動され、放出爪５２ａにより持ち上げられた用紙束を受け入れるべくシフト排紙ローラ６が回転し始める。このとき、ジョガーフェンス５３は用紙サイズ及び綴じ枚数により異なるように制御される。例えば、綴じ枚数が設定枚数より少ない、あるいは設定サイズより小さい場合には、ジョガーフェンス５３により用紙束を押えながら放出爪５２ａにより用紙束後端を引っかけ搬送する。
【００６９】
そして、紙有無センサ３１０あるいは放出ベルトＨＰセンサ３１１による検知より所定パルス後にジョガーフェンス５３を２ｍｍ退避させジョガーフェンス５３による用紙への拘束を解除する。この所定パルスは、放出爪５２ａが用紙後端と接触してからジョガーフェンス５３の先端を抜ける間で設定されている。
【００７０】
また、綴じ枚数が設定枚数より多い、あるいは設定サイズより大きい場合には、予めジョガーフェンス５３を２ｍｍ退避させ、放出を行う。いずれの場合も用紙束がジョガーフェンス５３を抜けきると、ジョガーフェンス５３は、更に５ｍｍ外側に移動して待機位置に復帰し、次の用紙に備える。なお、用紙に対するジョガーフェンス５３の距離により拘束力を調整することも可能である。
【００７１】
制御手段３５０は、図１６に示すように、ＣＰＵ３６０、Ｉ／Ｏインターフェース３７０等を有するマイクロコンピュータからなり、画像形成装置ＰＲ本体のコントロールパネルの各スイッチ等、及び入口センサ３０１、上排紙センサ、シフト排紙センサ３０３、プレスタックセンサ、スティプル排紙センサ３０５、紙有無センサ３１０、放出ベルトホームポジションセンサ３１１、スティプル移動ホームポジションセンサ３１２、ジョガーフェンスホームポジションセンサ、束到達センサ３２１、可動後端フェンスホームポジションセンサ、折り部通過センサ、下排紙センサ、紙面検知センサ３３０、等の各センサからの信号がＩ／Ｏインターフェース３７０を介してＣＰＵ３６０へ入力される。
【００７２】
ＣＰＵ３６０は、入力された信号に基づいて、シフトトレイ２０２用のトレイ昇降モータ１６８、開閉ガイド板を開閉する排紙ガイド板開閉モータ、シフトトレイ２０２を移動するシフトモータ１６９、叩きコロ１２を駆動する叩きコロモータ１５６、叩きＳＯＬ１７０等の各ソレノイド、各搬送ローラを駆動する搬送モータ、各排紙ローラを駆動する排紙モータ、放出ベルト５２を駆動する放出モータ１５７、端面綴じスティプラＳ１を移動するスティプラ移動モータ１５９、ジョガーフェンス５３を移動するジョガーモータ１５８、分岐ガイド板５４及び可動ガイド５５を回動する束分岐駆動モータ１６１等の駆動を制御する。スティプル排紙ローラ１１を駆動する図示しないスティプル搬送モータのパルス信号はＣＰＵ３６０に入力されてカウントされ、このカウントに応じて叩きＳＯＬ１７０及びジョガーモータ１５８が制御される。
【００７３】
＜第２の実施形態＞
前記第１の実施形態は、スティプラ移動ガイドとして機能するカム面４１ａに沿ってスティプラＳ１を移動させることにより、スティプル位置と退避位置の２つの移動状態を可能としているが、ガイド軸４０をスティプラ移動ガイド軸として機能させることもできる。この例を第２の実施形態として説明する。
【００７４】
図１７は第２の実施形態に係るスティプラ移動ガイド軸としてのガイド軸４０’の斜視図、図１８はガイド軸４０’に対するガイドステー４１の摺動機構を示す断面図である。本実施形態に係るガイド軸４０’には、カム溝としてのガイド溝４０ａが切溝されている。このガイド溝４０ａは第１の実施形態におけるカム溝４１ａに対応し、前記第１のカム面４１ｂに対応する第１のガイド溝４０ｂ、第２のカム面４１ｃに対応する第２のガイド溝４０ｃ、及び第３のカム面４１ｄに対応する第３のガイド溝４０ｄとからなり、これらの各溝が１つの溝としてつながってガイド溝４０ａを構成している。
【００７５】
このようにガイド溝４０ａを構成した場合、図１８に示すようにガイド部材（軸受）にはボール４１ｋが設けられ、このボール４１ｋとともにガイドステー４１がガイド溝４０ａに沿って移動するときに、前述の用紙束を挟んだ位置に平行に移動する状態（姿勢）と、この位置から外れてアイドラープーリ５６ａから退避する状態（姿勢）とを取ることになる。この実施形態の場合も、前述の図１５に示すように揺動し、アイドラープーリ５６ａを回避してスティプラＳ１が用紙搬送方向に直交する方向に往復移動することになる。なお、この実施形態の場合にも、ガイド軸４０’のみでスティプラＳ１を支持することから、第１の実施形態における緩衝手段を設けることが好ましい。
【００７６】
このように構成すると、スティプラＳ１の下部にカムが不要となることから、その分上下方向の寸法を詰めることができ、省スペース化が可能になる。
【００７７】
その他、特に説明しない各部は前述の第１の実施形態と同等に構成され、同等に機能する。
【００７８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、前述のように構成されているので、スティプラの用紙搬送方向と直交する方向への移動動作及びガイド軸を中心にする揺動動作に要する駆動負荷を軽減すると共に、耐久性に優れた用紙処理装置及び画像形成システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る用紙後処理装置を主に示す用紙処理装置と画像形成装置とからなる画像処理システムのシステム構成を示す図である。
【図２】図１の用紙後処理装置のシフト機構の詳細を示す要部を拡大した斜視図である。
【図３】図１の用紙後処理装置のシフトトレイ昇降機構の要部を拡大した斜視図である。
【図４】図１の用紙後処理装置のシフトトレイへの排紙部の構造を示す斜視図である。
【図５】図１の用紙後処理装置のスティプル処理トレイを用紙搬送面に垂直な方向から見た正面図である。
【図６】図１の用紙後処理装置のスティプル処理トレイとその駆動機構及び叩きコロの独立した駆動源との関係を示す斜視図である。
【図７】図１の用紙後処理装置の用紙束の放出機構を示す斜視図である。
【図８】図１のスティプル処理トレイ、スティプラ及びガイド軸の関係を示す正面図である。
【図９】図１のスティプル処理トレイ、ガイドステー及びカム溝の関係を示す平面図である。
【図１０】図１のガイド軸、スティプラ、ガイドステー及びカム溝の関係を示す要部斜視図である。
【図１１】ガイド軸、スティプラ、移動ブラケット及びスティプラ回転ブラケットの関係を示す平面図である。
【図１２】ガイド軸、スティプラ、移動ブラケット及びスティプラ回転ブラケットの関係を示す正面図である。
【図１３】カム面とガイドコロとの関係を示す説明図である。
【図１４】他のカム面とガイドコロとの関係を示す説明図である。
【図１５】図１のガイド軸、スティプラ、ガイドステー、補助板及び圧縮ばねの関係を示す要部拡大正面図である。
【図１６】本発明の実施形態に係る画像形成システムの制御系の構成、特に用紙後処理装置の制御構成を主に示すブロック図である。
【図１７】ガイド溝が切溝されたガイド軸の斜視図である。
【図１８】ガイド軸に対するガイドステーの摺動機構を示す断面図である。
【符号の説明】
４０，４０’ガイド軸
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ、４０ｄガイド溝
４１ガイドステー
４１ａカム溝
４１ｂ，４１ｃ，４１ｄカム面
４１ｇ圧縮ばね
４１ｈ補助板
４１ｉ補助板当接コロ
４１ｋボール
４２ガイドコロ
４３移動ブラケット
４４スティプル回転ブラケット
４５ベルト固定板
５０スティプルトレイ
５１後端フェンス
５３ジョガーフェンス
３５０制御回路
３６０ＣＰＵ
Ｆスティプル処理トレイ
Ｌ１垂線
Ｌ２斜線
ＰＤ用紙後処理装置
ＰＲ画像形成装置
Ｓ１端面綴じスティプラ

Claims

搬入された用紙に対して所定の処理を施して排紙する用紙処理装置において、
搬入されてきた用紙を一時収納する収納手段と、
前記収納手段内で用紙を整合させる整合手段と、
整合された用紙束に対して綴じ処理を行う綴じ手段と、
前記綴じ手段を用紙搬送方向と直交する方向へ案内するとともに案内方向に対して垂直な方向に揺動可能に支持するガイド軸と、
前記綴じ手段のみをガイド軸を中心に揺動させる手段と、
前記揺動させる手段による前記綴じ手段の揺動方向が重力方向である場合に揺動動作を緩衝し、揺動方向が反重力方向である場合には揺動動作を補助する方向に前記綴じ手段を弾発する弾発手段と、
を備えていることを特徴とする用紙処理装置。
前記綴じ手段のみをガイド軸を中心に自重を利用して揺動させる手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の用紙処理装置。
前記揺動させる手段がカム手段から構成され、そのカム面に当接する部材はコロ形状または球形状であるとともに、前記部材自体が回転自在に支持されていることを特徴とする請求項１または２記載の用紙処理装置。
前記コロ形状の部材のガイドカム面への接触面は凸曲面形状に形成されていることを特徴とする請求項３記載の用紙処理装置。
前記ガイド軸の外周に綴じ手段を揺動させるためのカム溝が形成されていることを特徴とする請求項１記載の用紙処理装置。
前記ガイド軸を中心とする揺動は、前記ガイド軸からの垂線と水平線とに囲まれる範囲で行われることを特徴とする請求項１、２および５のいずれか１項に記載の用紙処理装置。
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の用紙処理装置と、
入力された画像情報に基づいて記録媒体上に可視画像を形成する画像形成装置
と、
を備えてなる画像形成システム。