JP2006219282A - シート後処理装置、および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 下流側が湾曲し移送時に負荷を受けるトレイに、シートのサイズ、既積載枚数に関わらずシートを安定して搬送、排出させる。
【解決手段】 トレイ内におけるシート先端の位置、及びトレイ上の既積載紙の枚数に応じて、移送途中や蹴り出し時の速度を制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、シート処理装置、例えば画像形成されたシートの束をステイプル等の後処理を施す装置、及びこのシート処理装置を具備した画像形成装置に関するものである。

従来、２つ折にした束の折り部を針綴じする『ブックレット』（サドルステッチ）を作成するシート処理装置を備える画像形成装置は数多く考案されている。例えば特許文献１に開示されている装置は、図１７に示すように画像形成装置３００から排出されたシートＳをシート処理装置１０１で受け取り、サドル処理トレイ５４０へシートＳを搬入し、シートＳの整合を行い、ステッチ（２ヶ所綴じ）を行った後にシート位置決め板７１を移動させて、シートの中心（ステッチ部）がシート突き板７２、シート折りローラニップ部と高さが一致する位置まで移動する。シート突き板７２がシート束Ｓ中心を押して、シート折りローラ７３の方向へ運び、シート折りローラ７３はシート７２を挟んで二つ折りにする。さらに、シート折りローラ７２、排紙ローラ７４がシート束Ｓをサドル排紙トレイ５１５に排紙する。このようにしてブックレットを作成するものである。なお、このシート後処理装置は、画像形成装置３００に並設されている。
特開２００１−０２６３５３号公報

しかしながら上述した従来のシート処理装置においては、画像形成装置とは別に、画像形成装置に並設されているため、システムとして装置が大型になっていた。装置を小型化するには、画像形成装置の内部にシート後処理装置を配置するのが望ましい。そのためには、従来のシート処理装置で最もスペースを費やしていた直線形状であるサドル処理トレイ５４０を、湾曲形状にして画像形成装置の幅の中に入れ込む必要がある。しかしながら、サドル処理トレイを湾曲させると、サドル処理トレイに排出されるシートは湾曲部で負荷を受ける為、搬送及び排出時の挙動が不安定になり、紙詰まりを起こす問題が考えられる。

本発明は、以上の点に着目して成されたもので、下流側が湾曲し移送時に負荷を受けるトレイに、シートのサイズ、既積載枚数に関わらずシートを安定して搬送、排出させるシート後処理装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記問題を解決する為のものであり、湾曲形状をしているトレイに、シートを安定して搬送、排出することを目的としている。そのために、本発明によれば
（１）搬送路からのシートを排出する排出手段と、排出手段を駆動する排出駆動手段と、排出手段の上流でシートを検出する検知手段と、排出されたシートを積載するものであり、搬送方向上流側の平面部と、下流側の湾曲部を有したシート積載手段と、各手段の動作を制御する制御手段を有するシート後処理装置において、シートの後端が排出手段を通過する時、シート先端が湾曲部に入り込む量に応じて排出手段の排出速度を高くするものである。

（２）搬送路からのシートを排出する排出手段と、排出手段を駆動する排出駆動手段と、排出手段の上流でシートを検出する検知手段と、排出されたシートを積載するものであり、搬送方向上流側の平面部と、下流側の湾曲部を有したシート積載手段と、各手段の動作を制御する制御手段を有するシート後処理装置において、シートの先端が湾曲部に到達する前に、排出手段の搬送速度を低下させるものである。

（３）前記（１）又は（２）の排出手段の搬送及び排出速度は、シート積載手段に既に積載されているシートの枚数により変化させるものである。

（４）搬送路からのシートを排出する第１排出手段と、第１排出手段を駆動する第１排出駆動手段と、搬送路でシートを検出する検知手段と、排出されたシートを積載するものであり、搬送方向上流側の平面部と、下流側の湾曲部を有したシート積載手段と、湾曲部に設けられ、シートを移送する第２排出手段と、第２排出手段を駆動する第２排出駆動手段と、各手段の動作を制御する制御手段を有するシート後処理装置において、
前記シート積載手段へ排出されるシートは、２つの排出手段により送られ、第２排出手段の搬送速度は第１排出手段の搬送速度より速くさせるものである。

上記の手段によれば、
シートのサイズに関わらず、排出手段からシートを確実にシート積載手段に排出することが可能となる。

シートの先端が確実に湾曲部に入り込める為、紙詰まりが発生することは無い。また、シートの先端にダメージを与えることも無い。

シート積載手段に既に積載されているシートに関わらず、排出手段からシートを確実にシート積載手段に排出することが可能となる。

湾曲部へのシート先端の入り込みが多少遅れて、ループが発生しても、このループを伸ばして解消し、安定搬送することができる。

本発明を適用したシート処理装置１、及び画像形成装置３０の実施形態について図を参照して具体的に説明する。

以下、本発明に係る画像形成システム１００の実施形態について、図を参照して説明する。図１は本発明の第一実施形態に係るシート処理装置１を装着した画像形成装置３０の断面図、図２はシート処理装置１の断面図である。

図１に示すように、シート後処理装置１は画像形成装置３０の上部で、かつ原稿読み取り装置３５の下部に配設され、画像形成装置３０から排出された画像形成済みのシートＳを一時的に第一の積載手段である処理トレイ４０上に積載し、選択的に針綴じ、整合等の後処理を行った後、処理済のシートＳを第二の積載手段であるスタックトレイ４上に積載するものである。

画像形成装置本体３０、シート処理装置１、及び自動式原稿読取装置３５により本発明に係る画像形成システム１が構成される。

画像形成装置本体３０は、図１に示すように、自動式原稿読取装置３５により原稿が読取位置まで自動的に送られ、画像読取部３６で画像が読み取られる。そして、図示していないコントローラにより読み取った画像情報に基づきレーザスキャナユニット２に信号が送られ、レーザ光が発せられる。

次に、このレーザ光が回転しているポリゴンミラーに反射し、更に反射ミラーにより再び折り返して、表面が一様に帯電された画像形成手段となる感光体ドラム３上に照射され、静電潜像が形成される。感光体ドラム３上の静電潜像は現像器５により現像された後、紙やＯＨＰシート等で構成されるシートＳ上にトナー画像として転写される。

シートＳはシート給送手段を構成するピックアップローラ３８によりシートカセット３１、３２から適宜選択的に繰り出され、分離手段３７により分離されて１枚ずつ給送され、レジ前ローラ対により斜行が矯正された後、感光体ドラム３の回転に同期して転写位置に送り込まれ、感光体ドラム３に形成されたトナー画像が転写ベルトを介してシートＳに転写される。

その後、シートＳは定着ローラ対６に導かれ、定着ローラ対６により加熱及び加圧処理されてシートＳに転写されたトナー画像が永久定着される。定着ローラ対６には各々定着上分離爪、定着下分離爪が接しており、これによりシートＳは定着ローラ対６から分離される。

分離されたシートＳは本体側排出ローラ対７により画像形成装置３０の外部へと搬送され、画像形成装置３０に接続されたシート処理装置１に導かれる。

図１において、シート処理装置１は、上流側に配設された第一の積載手段である処理トレイ４０と下流側に配設された第二の積載手段であるスタックトレイ４からなり、画像形成装置３０の本体側排出ローラ対７より排出されたシートＳは処理トレイ４０で一旦後処理され、スタックトレイ４に積載されるようになっている。

図２を用いて、シート処理装置１の構成を説明する。９は本体排紙ローラ対７からのシートを受け入れる搬送パス、８は搬送パス９から処理トレイ４０にシートを排出する排出ローラである。排出ローラ８はモータＭ１の駆動を受けて回転する駆動ローラである８ａと、それに従動するコロ８ｂで構成されている。また排出ローラ８のニップには戻しベルト６０が掛け渡されており、駆動ローラ８ａの駆動を受けて同方向に回転する。２０は搬送パス内でシートを検出する排紙センサーであり、排出ローラ８の上流に位置している。

処理トレイ４０は平面形状をしていて、水平に配設されており、処理トレイ４０の一端部には処理トレイ４０上のシートの搬送方向基準となる後端ストッパー６２が設けてある。従って、処理トレイに排出されたシートは、前記戻しベルト６０の戻し力を受けて、後端が後端ストッパー６２に突き当て整合される。そして後端ストッパー６２は搬送方向に掛けられたベルト６３に固設されていて、モータＭ２の駆動を受けて搬送方向に移動可能である。後端ストッパー６２は戻しベルト６０の右側をホーム位置（図示の位置）としている。

そして後端ストッパー６２のホーム位置近傍には平綴じステイプラ１０が配置されており、平綴じステイプラ１０は、『平綴じモード』時に、束に対して針綴じを行う。

４１、４２（不図示）は、処理トレイ４０上のシートを付図示の駆動手段（例えばラックギアとピニオンギア）によりなされる挟み込み動作を行って幅方向の整合を行う整合板であり、５０は支軸５１を中心に矢印方向（反時計方向）に回転する戻しパドルであり、排出ローラ対８で排出されたシートを後端ストッパー側へ送るものである。戻しパドル５０は表面が低摩擦係数の弾性部材からなり、シートがストッパーに突き当たってからは、シート上を滑りながら回転する。また戻しパドル５０の停止位置は、シートの搬送の邪魔にならないように、後述する上ガイド１２の上方に退避している（図の位置）。整合板４１，４２及びパドル５０はそれぞれモータＭ３，Ｍ４で駆動されている。

そしてパドル５０の下流にはサドルステイプラ１１が幅方向に２個配置されている。このサドルステイプラ１１は上下が分割されており、その間の空間をシートが搬送できるように処理トレイ４０及び上ガイド１２でガイドされている。上ガイド１２はシート受け入れ部がラッパ上に傾斜しており、サドルステイプラ１１付近は水平に配置された処理トレイ４０と平行な面を有している。なおこのサドルステイプラ１１は『ブックレットモード』時に束に対して針綴じを行う。

サドルステイプラ１１の下流は、屈曲パス４６と水平パス４９がフラッパー８０で分岐されている。フラッパー８０はソレノイドＳＬ１により排出ローラ８で排出されるシートの方向を切り替えることができる。パス４６は屈曲部４６ａを境に、水平パスから上方への湾曲パスとなっていて、内ガイド４５と外ガイド４４構成されている。一方パス４９は処理トレイ４０から直線的に延長された水平パスであり、上ガイド４８と下ガイド４７で構成されている。また前記屈曲部４６ａと画像形成装置３０の定着ローラ対６の間隔は、本装置で通紙する最長シートよりも長くなるように設定されている。そして定着ローラ対６より下流の搬送ローラ（本体側排出ローラ対７を含む）は排出ローラ対８と同期した速度でシートを搬送するものである。

パス４６の屈曲部４６ａの下流には屈曲パドル９０が配置されている。前記戻しパドル５０と同様に、屈曲パドル９０は表面が低摩擦係数の弾性部材からなり、搬送力は排出ローラ対８より低く設定されている。屈曲パドル９０はモータＭ７の駆動を受けて矢印方向（時計方向）に回転することができる。屈曲パドル９０の停止位置は、内ガイド４５の内側に退避していて（図の位置）、パス４６でのシート搬送に邪魔になることは無い。

屈曲パス４６の内側には突き板７２が配置されている。突き板７２は付図示の駆動手段（例えばリンク）により、矢印方向（実線、破線）に移動可能である。駆動するモータはＭ５である。待機位置（実線位置）はパス内にあり、突き位置（破線位置）はパスを貫通した位置にある。前記内ガイド４５と外ガイド４４の突き板に対応した位置には、突き板の移動に支障のないように穴があけてある。

そして７３は、突き位置へ移動した突き板７２が中心になるようにニップを形成した折りローラであり、パス４６内のシートが突き板７２で突かれた時に、矢印方向に回転してシートを２つに折るものである。折られたシートはサドル排紙ローラ７４を経て、スタックトレイ４に積載される。折りローラ７３及びサドル排紙ローラ７４はモータＭ６で駆動される。

また、パス４９の下流端部にはパス４９内のシートをスタックトレイ４に排出する束排出ローラ対７５が設けられている。束排出ローラ対７５はモータＭ１の駆動を受けて回転する。

上記した各モータ、ソレノイド、センサーはＣＰＵ７９に接続されていて、ＣＰＵ７９は各動作を制御している。

なお上記したように、本装置での湾曲パス４６は処理トレイ４０から下流側を上方に湾曲させたものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、処理トレイ４６から下流側を下方に湾曲させたものであっても同様の効果が得られる。

以下、シートの流れに伴う動作をモードで分けて説明する。

『ブックレットモード（サドルスティッチモード）』
先ず図３に示すように、ブックレットモードが指定されると、ソレノイドＳＬ１によりフラッパー８０は図示の位置に移動して、処理トレイ４０から下流はパス４６へ導かれる。画像形成装置３０より排出されたシートＳは、先端がセンサー２０に検出されながら搬送パス９を通過して、排出ローラ対８で搬送される。この時の搬送速度Ｖ１（例えば４００ｍｍ／Ｓ）に設定されている。その後搬送が進み、シートＳの先端が屈曲部４６ａに到達する直前には、排出ローラ対８の搬送速度はＶ１より低いＶ２（例えば２００ｍｍ／Ｓ）に切り替えられる（図４）。搬送速度Ｖ２はシートＳの先端が屈曲部４６ａの負荷に支障なく搬送を継続できる速度に設定されている。従って、屈曲部に入り込むときにシートＳに傷、シワ、ループを与える事はない。なお、シートＳの搬送方向の長さが排出ローラ対８と屈曲部４６ａの間隔より短い場合は、上記した速度の減速は行う必要は無い。これらのシートは速度Ｖ１のまま処理トレイ４０に排出される。

一方、図５に示すように搬送方向の長さが排出ローラ対８と屈曲部４６ａの間隔より長いシートは速度Ｖ２に減速された後、シートＳの後端が排出ローラ８を抜ける前に速度Ｖ３（５００ｍｍ／Ｓ〜７００ｍｍ／Ｓ）に切り替えられて、処理トレイ４０及びパス４６に排出される。なお、停止していた屈曲パドル９０はシートの先端が屈曲部４５ａに到達すると排出ローラ８よりＶ４（５０ｍｍ／Ｓ）速い速度で回転を開始し、排出ローラ８とともにシートＳの搬送を行う。シートの先端付近は屈曲パス４６を通過する際の摺動抵抗をうけて進みにくく、更にシートは屈曲パス４６から離れた排出ローラ８で送られている為、コシが崩れやすい。従って屈曲パス４６内のシートＳはループを作りながら移動する（図６）。但し前述したように、シートＳの先端が屈曲パドル９０に到達した後は、摺動抵抗が大きい屈曲パス４６内で、屈曲パドル９０がシートＳのループを引っ張る為、ループは解消される（図７）。前記したように、屈曲パドル９０の搬送力は排出ローラ対８より低く設定されている為、ループが解消された後のシートＳは排出ローラ対８の速度で搬送され、屈曲パドル９０はシートＳに対して速度Ｖ４だけ滑りながら回転される。従って発生したループが大きくなりシートＳがパス４６内で紙詰まりとなる事は無い。屈曲パル９０の回転はシートＳの後端が排出ローラ８から蹴り出される直前に退避位置で停止させる。

なお前記した排出速度Ｖ３は、シートＳの後端が、排出ローラ８及び戻しベルト６０の外周を確実に超え、処理トレイ４０へ蹴り出されるまで継続される。着地、停止したシートＳの後端とストッパー６２の距離のばらつきは、極力小さいほうが望ましい。それは、後に行われる戻し動作及び整合動作を安定して行う為であり、この距離がばらついてしまうと、後端がストッパー６２に戻りきる前に整合板４１、４２の整合動作が開始されて整合不良となったり、落下する前に戻し動作が開始されて、シートが座屈してしまうからである。以降にシートの蹴り出し量の安定化を説明する。

前記した屈曲パス４６内の摺動負荷はシートの先端が屈曲パス４６に入る量に応じて増加する。排出ローラ８と屈曲パス４６の位置関係は変わらないため、搬送方向長（サイズ）が長いシートほど摺動負荷を受けることとなる。そこで本実施例のシート後処理装置では、搬送方向長に応じて排出ローラ８によるシートＳの排出速度Ｖ３を変えている。図８はシートの搬送方向長と排出速度Ｖ３の関係を表したものである。このように屈曲パス４６への進入量が増加するのに応じて、排出速度速く設定することにより、シートの搬送方向長に関わらず、シートの蹴り出し量を安定化することができる。

また屈曲パス４６内の摺動負荷は、処理トレイ４０の既積載紙の量が増加すると、パス間空間が狭くなる為に増加する。そこで本実施例のシート後処理装置では、既積載紙の枚数に応じて排出ローラ８によるシートＳの排出速度Ｖ３を変えている。図８には３段階に分けた処理トレイ４０上の既積載紙の枚数と排出速度Ｖ３の関係を表している。このように既積載枚数が増加するのに応じて、排出速度速く設定することにより、既積際枚数に関わらず、シートの蹴り出し量を安定化することができる。

上記２つの相関を組み合わせ、細かく制御することでシートの蹴り出し量は更に安定することとなる。なお、説明に用いた各速度の値は、説明をわかりやすくする為のものであり、これに限定されるものではない。各速度は、装置の構成で適宜決められる。

図９に示すように、処理トレイ４０に排出されたシートＳは、停止していた戻しパドル５０の回転に伴って矢印方向に移動を開始し、戻しベルト６０の搬送力も受けながら後端ストッパー６２に突き当てられる。このようにして搬送方向の整列がなされる。なおシートＳの排出が完了すると、排出ローラ８の速度は、次に送られてくるシートの受け入れのためにＶ１に切り替えられる。続いて、整合板４１，４２の挟み動作がなされ、幅方向の整列も行われる。

以上の動作を束の最終紙まで繰り返し行い、処理トレイ４０及び屈曲パス４６内に整列された束が積載される。

次に図１０に示すように、積載された束の搬送方向中心がサドルステイプラ１１の綴じ位置に対応するように、後端ストッパー６２の矢印方向に移動させる。移動が完了すると、サドルステイプラ１１は束の針綴じを行う。この間、後端ストッパー６２は停止していて、束の保持を行う。

そして再び後端ストッパー６２は、束の搬送方向中心が折りローラ７３のニップ位置に到達する様に移動を行う。移動が完了すると、待機位置で停止していた突き板７２は、突き位置に移動を開始する。この間も、後端ストッパー６２は停止していて、束の保持を行う。これと同期して折りローラ７３も回転を開始する。突き板７２の移動で、束の搬送方向中心すなわち綴じ位置が折りローラ７３にニップされ、束は２つ折にされながら折りローラ７３、サドル排紙ローラ７４で搬送されて（図１１）、スタックトレイ４上に積載される（図１２）。

こうして、搬送方向中央が針綴じ、折りされた冊子が形成される。

『平綴じモード』
平綴じモードの場合、フラッパー８０は、処理トレイ４０から下流で水平パス４９へ導く。図１３に示すように、画像形成装置３０より排出されたシートＳは、先端がセンサー２０に検出されながら搬送パス９を通過して、排出ローラ対８で搬送されて、処理トレイ４０に排出される。

図１４に示すように、処理トレイ４０に排出されたシートＳは、停止していた戻しパドル５０の回転に伴って矢印方向に移動を開始し、戻しベルト６０の搬送力も受けながら後端ストッパー６２に突き当てられる。このようにして搬送方向の整列がなされる。続いて、整合板４１，４２の挟み動作がなされ、幅方向の整列も行われる。

以上の動作を束の最終紙まで繰り返し行い、処理トレイ４０及び水平パス４９内に整列された束が積載される。

整合された束は、平綴じステイプラ１０により端部に針綴じが行われ、後端ストッパー６２により矢印方向に移送される（図１５）。そして排出ローラ対８とともにモータＭ１により回転している束排出ローラ対７５に受け渡されて、スタックトレイ４上に積載される（図１６）。

こうして、束の端部が針綴じされた冊子が形成される。

シート処理装置全体構成を示す断面説明図。 シート処理装置の断面図。 ブックレットモードの動作を示す断面図。 ブックレットモードの動作を示す断面図。 ブックレットモードの動作を示す断面図。 ブックレットモードの動作を示す断面図。 ブックレットモードの動作を示す断面図。 速度Ｖ３の関係を表すグラフ。 ブックレットモードの動作を示す断面図。 ブックレットモードの動作を示す断面図。 ブックレットモードの動作を示す断面図。 ブックレットモードの動作を示す断面図。 平綴じモードの動作を示す断面図。 平綴じモードの動作を示す断面図。 平綴じモードの動作を示す断面図。 平綴じモードの動作を示す断面図。 従来のシート後処理装置を示す断面図。

符号の説明

Ｓ シート
１ シート処理装置
２ レーザ発信器
３ 感光体ドラム
４ スタックトレイ
５ 現像器
６ 定着ローラ
７ 本体側排出ローラ
８ 排出部
８ａ 排出ローラ
８ｂ 排出コロ
９ 搬送パス
１０ 平綴じステイプラ
１１ サドルステイプラ
３０ 画像形成装置
３５ 画像読み取り装置
３６ 画像読み取り部
３７ 分離手段
３８ ピックアップローラ
４０ 処理トレイ
４１、４２ 整合板
４６ 湾曲パス
４９ 水平パス
５０ 戻しパドル
６２ 後端ストッパー
７２ シート突き板
７３ シート折りローラ
７４ サドル排紙ローラ
７５ 束排紙ローラ
８０ フラッパー
９０ 屈曲パドル
ＳＬ１ ソレノイド

Claims (6)

1. 搬送路からのシートを排出する排出手段と、排出手段を駆動する排出駆動手段と、排出手段の上流でシートを検出する検知手段と、排出されたシートを積載するものであり、搬送方向上流側の平面部と、下流側の湾曲部とで構成されたシート積載手段と、各手段の動作を制御する制御手段を有するシート後処理装置において、シートの後端が排出手段を通過する時、シート先端が湾曲部に入り込む量に応じて排出手段の排出速度を高くすることを特徴とするシート後処理装置。
2. 搬送路からのシートを排出する排出手段と、排出手段を駆動する排出駆動手段と、排出手段の上流でシートを検出する検知手段と、排出されたシートを積載するものであり、搬送方向上流側の平面部と、下流側の湾曲部とで構成されたシート積載手段と、各手段の動作を制御する制御手段を有するシート後処理装置において、シートの先端が湾曲部に到達する前に、排出手段の搬送速度を低下させることを特徴とするシート後処理装置。
3. 前記排出手段の搬送及び排出速度は、シート積載手段に既に積載されているシートの枚数により変化させることを特徴とする請求項１又は２記載のシート後処理装置。
4. 搬送路からのシートを排出する第１排出手段と、第１排出手段を駆動する第１排出駆動手段と、搬送路でシートを検出する検知手段と、排出されたシートを積載するものであり、搬送方向上流側の平面部と、下流側の湾曲部とで構成されたシート積載手段と、湾曲部に設けられ、シートを移送する第２排出手段と、第２排出手段を駆動する第２排出駆動手段と、各手段の動作を制御する制御手段を有するシート後処理装置において、
   前記シート積載手段へ排出されるシートは、２つの排出手段により送られ、第２排出手段の搬送速度は第１排出手段の搬送速度より速いことを特徴とするシート後処理装置。
5. 請求項１から４いずれか記載のシート積載整合装置が、画像形成部上部に配設されることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１から４いずれか記載のシート積載整合装置が、画像形成部の上部で本体読み取り手段の下部に配設されることを特徴とする画像形成装置。

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