CN114063403B - 分拣装置以及具备该分拣装置的图像形成装置 - Google Patents

Abstract

一种分拣装置以及具备该分拣装置的图像形成装置。分拣装置具备：基座部、托盘部、托盘驱动部。托盘驱动部具备：马达、支轴、输入部件、输出部件、连杆机构、施力部件，其使托盘部在片材宽度方向上往复移动。输入部件具有可旋转地支承于支轴的第一凸台部，通过马达的旋转驱动力而旋转，能够沿着支轴在上下方向上往复移动。输出部件具有经由棘轮机构而与输入部件的第一凸台部的上端连结的第二凸台部，向托盘部输出旋转驱动力。连杆机构将输出部件的旋转运动转换为托盘部的沿着片材宽度方向的直线运动。在经由托盘部对输出部件施加了规定以上的负荷的情况下，棘轮机构克服施力部件的作用力，按压输入部件，解除第一棘轮齿与第二棘轮齿的卡合。

Description

分拣装置以及具备该分拣装置的图像形成装置

技术领域

本发明涉及一种分拣装置以及具备该分拣装置的图像形成装置，该分拣装置使装载片材的托盘移动来进行片材的分拣。

背景技术

以往，使用一种纸张后处理装置，其能够执行如下处理，即：将通过复印机、打印机等图像形成装置形成了图像的多枚纸张堆叠，并将堆叠的纸张束整理对齐，使用订书钉进行装订的装订处理；利用冲孔形成装置开设冲孔(穿孔)的冲孔形成处理；纸张束的分拣(日语：ソート)处理等。

例如，已知一种片材处理装置，其具备：装载位置变更单元，其对片材束在排出托盘上的装载位置进行变更；决定单元，其根据一个片材束中的片材的张数来决定应当向同一装载位置连续地排出的片材束的个数；以及控制单元，其在每次将决定的个数的片材束装载到排出托盘上时驱动装载位置变更单元来变更片材束的装载位置。

此外，已知一种图像形成装置，其具备：装置主体；托盘，其装载从装置主体排出的纸张；以及摆动单元，其使托盘向至少两个分拣位置摆动，在该图像形成装置中，使托盘摆动而对排出的纸张进行分拣，摆动单元是马达或螺线管。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于，提供一种分拣装置以及具备该分拣装置的图像形成装置，能够抑制对托盘施加了负荷时的驱动部的破损，并且还能够确保用户的安全性。

(二)技术方案

本发明的第一结构的分拣装置，具备：

基座部；

托盘部，其被所述基座部支承，能够在与片材排出方向正交的片材宽度方向上往复移动；以及

托盘驱动部，其使所述托盘部在所述片材宽度方向上往复移动，

所述分拣装置通过使所述托盘部相对于所述基座部在所述片材宽度方向上移动，从而将所述托盘部配置于两个以上的分拣位置并进行片材束的分拣，

所述分拣装置的特征在于，

所述托盘驱动部具备：

马达；

支轴，其被所述基座部支承；

输入部件，其具有传递所述马达的驱动力的齿轮部、和形成有供所述支轴插通的轴孔的第一凸台部，并利用所述马达的旋转驱动力以所述支轴为中心进行旋转；

输出部件，其具有经由棘轮机构而与所述输入部件的所述第一凸台部的上端连结的第二凸台部，并向所述托盘部输出所述旋转驱动力；以及

连杆机构，其将所述输出部件的旋转运动转换为所述托盘部沿着所述片材宽度方向的直线运动，

所述输入部件能够沿着所述支轴在上下方向上往复移动，

所述棘轮机构具有：

第一棘轮齿，其设置于所述输入部件的所述第一凸台部的上端缘；

第二棘轮齿，其设置于所述输出部件的所述第二凸台部的下端缘，并与所述第一棘轮齿卡合；以及

施力部件，其对所述输入部件向接近所述输出部件的方向施力，

在经由所述托盘部对所述输出部件施加了规定以上的负荷的情况下，所述棘轮机构克服所述施力部件的作用力而对所述输入部件进行按压，解除所述第一棘轮齿与所述第二棘轮齿的卡合。

此外，本发明是一种图像形成装置，其具备：

图像形成部，其在片材上形成图像；

排出部，其将通过所述图像形成部形成了图像的所述片材向片材排出空间排出；以及

技术方案1至3中任一项所述的分拣装置，其对从所述排出部排出的所述片材进行分拣。

(三)有益效果

根据本发明的第一结构，使用棘轮机构来进行旋转驱动力从输入部件向输出部件的传递，从而在经由托盘部对输出部件施加了一定以上的负荷时，使构成棘轮机构的第一棘轮齿和第二棘轮齿的卡合分离，切断驱动力的传递。由此，能够防止托盘驱动部的破损。此外，也不存在用户受伤的危险。

此外，根据本发明的第二结构，图像形成装置具备：图像形成部，其在片材上形成图像；排出部，其将通过图像形成部形成了图像的片材向片材排出空间排出；分拣装置，其对从排出部排出的片材进行分拣，在该图像形成装置中，能够抑制分拣装置的破损，并且还能够确保用户的安全性。

附图说明

图1是表示安装有本发明的分拣装置20的图像形成装置100的内部结构的概要图。

图2是从上方观察将分拣装置20安装于图像形成装置100的片材排出空间16的情况的立体图。

图3是从图像形成装置100的正面侧观察将分拣装置20安装于片材排出空间16的情况的侧视图。

图4是从上方观察分拣装置20的基座部21的立体图。

图5是从背面侧观察分拣装置20的托盘部22的俯视图。

图6是构成托盘驱动部30的输入部件35和输出部件37的纵剖视图，是表示托盘部22正常动作的状态的图。

图7是图6中的输入部件35和输出部件37的连结部分的放大图。

图8是表示从第二棘轮齿43b向第一棘轮齿43a施加的阻力的图。

图9是构成托盘驱动部30的输入部件35和输出部件37的纵剖视图，是表示对托盘部22施加了一定以上的负荷的状态的图。

图10是图9中的输入部件35和输出部件37的连结部分的放大图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示本发明的图像形成装置100和分拣装置20的内部结构的概要图。另外，在本实施方式中，作为图像形成装置100的一例，例示了数字复合机，但本发明的分拣装置20也可以同样地与数字复合机以外的、例如激光打印机或喷墨打印机、传真装置等连结。

如图1所示，在图像形成装置(例如黑白复合机)100主体内配设有通过带电、曝光、显影以及转印的各工序形成黑白图像的图像形成部P。

在图像形成部P中，沿着感光鼓1的旋转方向(图1的逆时针方向)配设有带电部2、曝光单元3、显影装置4、转印辊7、清洁装置8以及除电装置(未图示)。在图像形成部P中，一边使感光鼓1在图1中逆时针方向旋转，一边对感光鼓1执行图像形成处理。

感光鼓1例如在铝鼓上层叠感光层，通过带电部2使表面的感光层均匀带电。然后，在接收到来自后述的曝光单元3的激光束的表面上，形成使带电衰减后的静电潜像。

带电部2使感光鼓1的表面均匀带电。例如作为带电部2，使用以细导线等作为电极并通过施加高电压进行放电的电晕放电装置。曝光单元3基于在图像读取部18中读取的原稿图像数据向感光鼓1照射光束(例如激光束)，在感光鼓1的表面上形成静电潜像。

显影装置4是使调色剂附着在感光鼓1的静电潜影上而形成调色剂像的装置。通过调色剂容器5向该显影装置4供给调色剂。

转印辊7将在感光鼓1的表面上形成的调色剂像转印到在纸张输送路径11上输送来的纸张上。清洁装置8具备与感光鼓1的长度方向线接触的清洁辊或清洁刮板等，在调色剂像转印到纸张上之后，除去感光鼓1的表面的残留调色剂。

图像读取部18由扫描光学系统、聚光透镜以及CCD传感器等(均未图示)构成，该扫描光学系统搭载有在复印时对原稿进行照明的扫描灯或变更来自原稿的反射光的光路的反射镜；该聚光透镜对来自原稿的反射光进行聚光并成像；该CCD传感器将成像后的图像光转换为电信号，该图像读取部18读取原稿图像并将其转换为图像数据。

在进行复印动作的情况下，在图像读取部18中读取原稿的图像数据并将其转换为图像信号。另一方面，在图像形成部P中，通过带电部2使沿图中的逆时针方向旋转的感光鼓1的表面均匀带电。接着，基于由图像读取部18读取的原稿图像数据，曝光单元3向感光鼓1上照射激光束(光线)，从而在感光鼓1的表面形成基于图像数据的静电潜像。之后，显影装置4使调色剂附着在静电潜影上而形成调色剂像。

如上所述，朝向形成有调色剂像的图像形成部P，纸张从纸张容纳部10经由纸张输送路径11和对位辊对13以规定的定时被输送。然后，在图像形成部P中，形成在感光鼓1的表面的调色剂像通过转印辊7被转印到纸张上。然后，转印有调色剂像的纸张从感光鼓1分离，被输送到定影部9，通过加热和加压，调色剂像定影在片材上。

通过了定影部9的纸张通过纸张输送路径11而被输送到排出辊对14a或14b。在仅在纸张的单面形成图像的情况下，通过排出辊对14a排出到安装于片材排出空间16的分拣装置20。

另一方面，在纸张的双面形成图像的情况下，使通过了定影部9的纸张的前端暂时从排出辊对14b向片材排出空间16内突出。接着，通过使排出辊对14b反向旋转，使片材折返并导向翻转输送路径19，在使图像面翻转后的状态下再次输送到对位辊对13。然后，在感光鼓1的表面形成的下一个图像通过转印辊7转印到纸张的没有形成图像的面上。之后，纸张被搬送到定影部9，调色剂像被定影，通过排出辊对14a被排出到分拣装置20。

分拣装置20可装卸地安装在片材排出空间16的底部16a。分拣装置20执行以下分拣处理(日语：ソート処理)：使从排出辊对14a排出的纸张每隔规定张数在与排出方向正交的纸张宽度方向(与图1的纸面垂直的方向)上交替移动。当分拣装置20从片材排出空间16卸下时，底部16a被用作纸张排出托盘。

底部16a上形成有倾斜面16b和凹部16c。倾斜面16b相对于分拣装置20的插入方向(箭头A方向)形成在底部16a的下游侧，从纸张排出方向的上游侧向下游侧(从图1的右向左方向)向上倾斜。由排出辊对14a排出到底部16a的纸张沿着倾斜面16b向排出方向上游侧滑落，从而在后端被对齐的状态下被装载。凹部16c相对于插入方向形成在倾斜面16b的下游侧。

图2是从上方观察将分拣装置20安装到片材排出空间16的情况的立体图。图3是从图像形成装置100的正面侧观察将分拣装置20安装到片材排出空间16的情况的侧视图。图4是从上方观察分拣装置20的基座部21的立体图。图5是从背面侧观察分拣装置20的托盘部22的俯视图。分拣装置20具备基座部21和托盘部22。

基座部21固定到片材排出空间16的底部16a。基座部21在侧视时具有与片材排出空间16的底部16a大致相同的弯曲形状，具有第一倾斜部21a和第一后壁部21b。第一倾斜部21a在基座部21固定在底部16a的状态下与倾斜面16b对置，与倾斜面16b同样地朝向纸张排出方向的下游侧向上倾斜。第一后壁部21b从第一倾斜部21a的下端部立起，与托盘部22的第二后壁部22b对置。在第一后壁部21b上形成有卡合部21c，该卡合部21c与设置在排出辊对14a的下方的被卡合部(未图示)卡合。

相对于纸张宽度方向，在基座部21的里侧(图像形成装置100的背面侧，箭头B方向)的端部立设有连接部23。连接部23具备连接器23a，该连接器23a连接有向分拣装置20发送电力或控制信号的电缆。

如图4所示，在基座部21的大致中央部配置有托盘驱动部30，该托盘驱动部30用于使托盘部22在纸张宽度方向上往复移动。托盘驱动部30的详细结构将在后面叙述。

在基座部21的上表面的多个部位(在此为八个部位)配置有滑动滚子40。各滑动滚子40的旋转轴与片材排出方向平行地配置，各滑动滚子40沿纸张宽度方向(箭头BB'方向)旋转。基座部21和托盘部22经由滑动滚子40抵接，由此托盘部22相对于基座部21在纸张宽度方向上顺畅地往复移动。

托盘部22以能够在纸张宽度方向(箭头BB'方向)上往复移动的方式被支承在基座部21的上表面，用于装载从排出辊对14a排出的片材。托盘部22具有第二倾斜部22a和第二后壁部22b。第二倾斜部22a与基座部21的第一倾斜部21a对置，与第一倾斜部21a同样地朝向排出方向下游侧向上倾斜。第二后壁部22b从第二倾斜部22a的下端部立起，将沿着第二倾斜部22a滑落的纸张的后端对齐。

如图5所示，在托盘部22的背面的大致中央部形成有椭圆形状的引导槽50。引导槽50沿着片材排出方向(图5的从右到左方向)延伸，托盘驱动部30的输出部件37的凸部37c(参照图6)与引导槽50卡合。托盘部22向与纸张排出方向平行的方向(图5的左右方向)的移动被限制。

在由分拣装置20进行分拣处理的情况下，在使托盘部22相对于基座部21配置在纸张宽度方向的一侧(例如箭头B方向)的状态下，从排出辊对14a向托盘部22上排出纸张。排出到托盘部22上的纸张沿着托盘部22的倾斜向排出方向上游侧滑落，后端通过第二后壁部22b被对齐。当排出了预先设定的规定张数的纸张时，使托盘部22向纸张宽度方向的另一侧(箭头B'方向)移动。

然后，当排出规定张数的纸张时，使托盘部22再次向纸张宽度方向的一侧(箭头B方向)移动。通过重复上述的动作，在纸张宽度方向上被分拣的纸张束每隔规定张数被装载到托盘部22上。

图6是构成托盘驱动部30的输入部件35和输出部件37的纵剖视图。托盘驱动部30具备：马达31、空转齿轮33、输入部件35、输出部件37、滑动销41(支轴)。

在马达31的旋转轴31a上固定有小齿轮(蜗轮)32。空转齿轮33是具有小径部和大径部的二级齿轮，小齿轮32与空转齿轮33的小径部啮合。

输入部件35具有：第一凸台部35a、齿轮部35b和外侧凸台部35c。第一凸台部35a形成有轴孔36，该轴孔36供由基座部21的底面支承的滑动销41插通。在第一凸台部35a的上端缘(轴孔36的开口缘)形成有第一棘轮齿43a(参照图7)。齿轮部35b形成在以第一凸台部35a为中心的圆周上，与空转齿轮33的大径部啮合。外侧凸台部35c从齿轮部35b的上表面以包围第一凸台部35a的方式呈圆筒状立起。

输出部件37具有第二凸台部37a和凸缘部37b。第二凸台部37a与输入部件35的第一凸台部35a连结。凸缘部37b形成为以第二凸台部37a为中心的圆板状，在从第二凸台部37a沿径向偏移的位置形成有圆柱状的凸部37c。在第二凸台部37a的下端缘形成有第二棘轮齿43b(参照图7)，第二凸台部37a通过棘轮机构43与第一凸台部35a连结。

托盘驱动部30构成为马达31、空转齿轮33、输入部件35、输出部件37以及滑动销41成为一体的单元，通过将该单元安装于基座部21来组装托盘驱动部30。另外，也可以是将这些各部件分别安装于基座部21来组装的结构。

若在使凸部37c与托盘部22的引导槽50(参照图5)嵌合的状态下使输出部件37旋转，则凸部37c在圆轨道上环绕。伴随凸部37c的环绕，经由引导槽50而与凸部37c嵌合的托盘部22也欲进行圆周运动，但托盘部22向与纸张排出方向平行的方向的移动受到限制。其结果是，托盘部22在能够追随凸部37c的环绕而移动的纸张宽度方向(箭头BB'方向)上往复移动。上述凸部37c和引导槽50是将输出部件37的旋转运动转换为托盘部22的沿着片材宽度方向的直线运动的连杆机构的一例。

在凸缘部37b的外周缘的一部分形成有遮光部37d，在托盘部22配置于规定的分拣位置的状态下，以夹着遮光部37d的方式配置有位置检测传感器45(检测部)。位置检测传感器45是具备发光部和受光部的PI(光电断路器)传感器，通过遮光部37d对发光部和受光部之间的光路进行透光或遮光，来检测凸部37c的位置。由此，能够检测托盘部22被配置在规定的分拣位置。

图7是图6中的输入部件35和输出部件37的连结部分的放大图。棘轮机构43具有：形成于第一凸台部35a的上端的台形状的第一棘轮齿43a、形成于第二凸台部37a的下端的台形状的第二棘轮齿43b、压缩螺旋弹簧39(施力部件)。

压缩螺旋弹簧39的下端部由弹簧支承板44支承。弹簧支承板44形成有U字状的切口，滑动销41贯通该切口。即，压缩螺旋弹簧39配置在弹簧支承板44和输入部件35之间，外插于滑动销41和第一凸台部35a上。压缩螺旋弹簧39在输入部件35的第一凸台部35a与输出部件37的第二凸台部37a啮合的方向(图6的上方向)对输入部件35施力。

图8是表示从第二棘轮齿43b对第一棘轮齿43a施加的阻力的图。当输入部件35在图7的箭头C方向上旋转时，第一凸台部35a也在箭头C方向上旋转，从第一棘轮齿43a向第二棘轮齿43b传递旋转驱动力。其结果是，由于旋转驱动力的反作用，阻力F从第二棘轮齿43b向第一棘轮齿43a产生作用。

阻力F相对于第一棘轮齿43a和第二棘轮齿43b的啮合面(卡合面)垂直地产生作用。阻力F被分解成在与第一凸台部35a的旋转方向相反的朝向上产生作用的水平方向的分力F1和在按压第一凸台部35a的方向上产生作用的垂直方向的分力F2。

图6和图7表示托盘部22正常动作的状态，没有对托盘部22施加过大的负荷。在该状态下，分力F2为压缩螺旋弹簧39的作用力以下，因此，第一棘轮齿43a和第二棘轮齿43b完全啮合，旋转驱动力从第一凸台部35a传递到第二凸台部37a。

图9是构成托盘驱动部30的输入部件35和输出部件37的纵剖视图，是表示对托盘部22施加了一定以上的负荷的状态的图。图10是图9中的输入部件35和输出部件37的连结部分的放大图。在对托盘部22施加了一定以上的负荷的情况下，比通常大的阻力F从第二棘轮齿43b向第一棘轮齿43a产生作用。

此时，若阻力F的垂直方向的分力F2的大小超过压缩螺旋弹簧39的作用力，则压缩螺旋弹簧39被压缩，第一凸台部35a下降。其结果是，如图9和图10所示，第二棘轮齿43b跃上第一棘轮齿43a，第一棘轮齿43a与第二棘轮齿43b的啮合脱开。由此，从输入部件35向输出部件37的旋转驱动力的传递被切断，托盘部22的移动停止。

根据本实施方式的结构，通过使用棘轮机构43进行从输入部件35向输出部件37的驱动力的传递，在对托盘部22施加了一定以上的负荷时，棘轮机构43脱离从而驱动力的传递被切断。由此，能够防止托盘驱动部30发生破损。此外，也不存在用户受伤的危险。

此外，在从棘轮机构43的第二棘轮齿43b向第一棘轮齿43a产生作用的阻力F的垂直方向的分力F2超过压缩螺旋弹簧39的作用力时，第一棘轮齿43a与第二棘轮齿43b的啮合脱开，因此，通过调整压缩螺旋弹簧39的弹簧常数，能够任意地设定旋转驱动力的传递被切断的负荷的大小。

另外，本发明不限于上述实施方式，在不脱离本发明宗旨的范围内能够进行各种变更。例如，在上述实施方式中，说明了通过托盘驱动部30使托盘部22移动到纸张宽度方向的一侧(箭头B方向)和另一侧(箭头B’方向)的两处分拣位置来进行分拣的情况，但也能够使托盘部22移动到三处以上的分拣位置来进行分拣。

说明了将本发明应用于在图像形成装置100的片材排出空间16配置的分拣装置20的例子，但也能够完全同样地应用于搭载在与图像形成装置100连结的纸张后处理装置的分拣装置。

本发明可用于使装载片材的托盘移动来进行片材分拣的分拣装置。通过利用本发明，能够提供一种在对托盘施加了负荷的情况下能够抑制驱动部的破损，并且还能够确保用户的安全性的分拣装置以及具备该分拣装置的图像形成装置。

Claims (6)

1.一种分拣装置，其具备：

基座部；

托盘部，其被所述基座部支承，能够在与片材排出方向正交的片材宽度方向上往复移动；以及

托盘驱动部，其使所述托盘部在所述片材宽度方向上往复移动，

所述分拣装置通过使所述托盘部相对于所述基座部在所述片材宽度方向上移动，从而将所述托盘部配置于两个以上的分拣位置并进行片材束的分拣，

所述分拣装置的特征在于，

所述托盘驱动部具备：

马达；

支轴，其被所述基座部支承；

输入部件，其具有传递所述马达的驱动力的齿轮部、和形成有供所述支轴插通的轴孔的第一凸台部，并利用所述马达的旋转驱动力以所述支轴为中心进行旋转；

输出部件，其具有经由棘轮机构而与所述输入部件的所述第一凸台部的上端连结的第二凸台部，并向所述托盘部输出所述旋转驱动力；以及

连杆机构，其将所述输出部件的旋转运动转换为所述托盘部沿着所述片材宽度方向的直线运动，

所述输入部件能够沿着所述支轴在上下方向上往复移动，

所述棘轮机构具有：

第一棘轮齿，其设置于所述输入部件的所述第一凸台部的上端缘；

第二棘轮齿，其设置于所述输出部件的所述第二凸台部的下端缘，并与所述第一棘轮齿卡合；以及

施力部件，其对所述输入部件向接近所述输出部件的方向施力，

在经由所述托盘部对所述输出部件施加了规定以上的负荷的情况下，所述棘轮机构克服所述施力部件的作用力而对所述输入部件进行按压，解除所述第一棘轮齿与所述第二棘轮齿的卡合。

2.根据权利要求1所述的分拣装置，其特征在于，

当从所述输出部件作用于所述第一棘轮齿和所述第二棘轮齿的卡合面的阻力中的、垂直向下作用的分力大于所述施力部件的作用力时，所述棘轮机构的所述旋转驱动力的传递被切断。

3.根据权利要求1或2所述的分拣装置，其特征在于，

所述支轴是滑动销，所述施力部件是压缩螺旋弹簧，该压缩螺旋弹簧配置在所述滑动销贯通的弹簧支承板与所述输入部件之间，且外插于所述滑动销和所述第一凸台部。

4.根据权利要求1或2所述的分拣装置，其特征在于，

所述输出部件具有凸缘部和凸部，所述凸缘部呈圆形并以所述第二凸台部为中心进行旋转；所述凸部形成于所述凸缘部的上表面的从所述第二凸台部沿径向偏移的位置，

在所述托盘部的背面形成有引导槽，该引导槽呈椭圆形并沿着所述片材排出方向延伸，

所述连杆机构由所述凸部和所述引导槽构成，所述凸部可移动地与所述引导槽卡合，并且限制所述托盘部在与所述片材排出方向平行的方向上的移动，从而所述托盘部在所述片材宽度方向上往复移动。

5.根据权利要求4所述的分拣装置，其特征在于，

所述输出部件在所述凸缘部的外周缘的一部分形成有遮光部，

所述基座部具备检测部，该检测部在所述托盘部配置于规定的分拣位置的状态下检出所述遮光部，

所述检测部根据是否检出所述遮光部，来检测所述托盘部配置于规定的分拣位置的情况。

6.一种图像形成装置，其具备：

图像形成部，其在片材上形成图像；

排出部，其将通过所述图像形成部形成了图像的所述片材向片材排出空间排出；以及

权利要求1至5中任一项所述的分拣装置，其对从所述排出部排出的所述片材进行分拣。