JP2007015824A - シート処理装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 シートＰの積載高さを管理するよりも精密確実に駆動部２２０の過負荷を防止でき、これにより、各部の強度設計やモータの仕様決定をより適正に行って、軽量、小型、省電力、低騒音を達成できるシート処理装置および画像形成装置を提供する。
【解決手段】 ３段のスタックトレイ１８が一体にフィニッシャフレーム５９に対して昇降自在に支持され、駆動部２２０によって昇降駆動される。シートを５枚積載する毎に３段のスタックトレイ１８が一体に上下４０ｍｍの昇降を行う。このときの上昇の所要時間が所定時間を越えると満載と判断して、積載を停止させ、３段のスタックトレイ１８をホームポジションへ移動して待機させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、シートごとに所定の処理を施されたシートを次々に受け入れて、これらのシートを少なくとも積み重ね処理するシート処理装置、および、このシート処理装置を搭載／接続した画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、複合機等の画像形成装置から１枚づつ排出される処理済みシートを所定の積載場所に順次積み重ねて、その後の梱包、整理、ステイプラ（綴じ）処理等の便宜を図るようにしたシート処理装置が実用化されている。また、処理済みシートを順次積み重ねる際に、整合、分別、綴じ処理、折り曲げ、製本等の後処理を併せて行うようにしたシート処理装置も実用化されている。このようなシート処理装置は、個別独立の制御装置を備えて画像形成装置の後段に配置されたり、画像形成装置の筐体内に一体化配置して画像形成装置の制御装置に接続されたりする。

特許文献１または２に示されるシート処理装置は、筐体構造に対して昇降可能に支持されてシートが積載されるシート積載手段と、シート積載手段を駆動して昇降させる駆動手段と、シート積載手段の筐体構造に対する高さ位置を検出する高さ検出手段と、シート積載手段に積載されたシートの最上面の筐体構造に対する高さ位置を検出するシート検出手段と、駆動手段を作動させてシート積載手段を昇降させる制御装置とを備えている。

制御装置は、シート検出手段によって検出された積載最上面の高さから、高さ検出手段によって検出されたシート積載手段の高さを差し引いて、積載過程におけるシートの積載量を識別している。

そして、制御装置は、シートの積載高さが所定の満載高さに達すると、画像処理装置にシートの排出を中断させ、シート積載手段を所定の待機位置であるホームポジションへ移動して停止させる等の満載に対応する処理を実行させている。

特開平９−４８５４９号公報 特開２００２−３７５１２号公報

特許文献１または２に示されるシート処理装置は、シートの積載最上面の高さを測定してシートの積載量を識別しているから、この高さの測定誤差がそのままシートの積載量の識別誤差となる。具体的に言えば、シートがカールしたり積載位置がずれたりすると、実際の積載量とかけ離れた積載量を識別してしまう。

また、シートの積載高さが一定でも、シートの大きさや比重が異なれば当然シートの積載重量が異なるため、積載高さが所定の満載高さに至る前に積載重量が過大となり、シート積載手段を昇降させる駆動手段が過負荷となって正常な昇降動作を続けられなくなる可能性がある。

また、複数のシート積載手段を共通の駆動手段で一体に昇降させているから、１個のシート積載手段で積載高さが所定の満載高さに至る前に、積載済みの他のシート積載手段の積載重量によって駆動手段が過負荷となる可能性もある。

従って、最大サイズ、最大比重、均等積載を想定して駆動手段の強度設計やモータ仕様決定を行う他なく、これにより、支持構造や機構の大型化、通常の使用条件に比較して桁違いに強力なモータ、消費電力増、騒音、不必要な冷却装置などの問題を引き起こしていた。

本発明は、シートの積載高さよりも的確にシートの積載量を識別して、駆動手段の過負荷を防止でき、これにより、駆動手段の強度設計やモータ仕様決定をより適正に行って、軽量、小型、省電力、低騒音を達成できるシート処理装置および画像形成装置を提供することを目的としている。

本発明のシート処理装置は、シートが積載される昇降可能なシート積載手段と、前記シート積載手段を駆動して昇降させる駆動手段とを備えたシート処理装置において、前記積載の過程で前記駆動手段を作動させて前記シート積載手段を昇降方向に移動させる制御装置を設け、前記制御装置は、前記シートの積載重量が前記積載の過程で所定の限界量に達したと判断すると前記積載を停止させる手段を設けたものである。

本発明のシート処理装置では、制御装置がシートの積載重量を判断するから、積載高さを判断する場合よりも、シート積載手段を昇降方向に移動させる過程における駆動手段の負荷状態を精密に管理できる。また、シートの積載高さの測定誤差が大きい場合でも駆動手段の負荷状態を正確に判断してシートの積載量を管理できる。

そして、駆動手段の負荷量を正確に判断（推測）して、所定の限界量に対応する限界負荷量に達する前に積載を停止するから、駆動手段の過負荷に起因する動作不良や故障を防止でき、限界負荷量に近い水準でも十分な安全率を確保して、シートの積載高さに頼る場合よりも駆動手段の強度設計やモータ仕様決定等を最適に行える。

本発明の一実施形態のシート処理装置と、このシート処理装置を１つの構成要素のとして備えた画像形成装置である複写機とを図面を参照して説明する。画像形成装置には、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの複合機等があるので、本発明のシート処理装置は、以下に説明する複写機の装置本体のみに設けられるものではなく、プリンタ、ファクシミリ等の様々な事務機にも組み合わせることができる。また、このシート処理装置は、個別独立の制御装置を備えて画像形成装置の後段に配置されていても良く、また、この制御装置は、画像形成装置の筐体内に１つの構成要素として配置されていても良く、またあるいはこの制御装置は、画像形成装置の制御装置と一体化して全体を制御する構成にしても良い。

図１は実施例１のシート処理装置を備えた複写機の正面図、図２はシート処理装置のフィニッシャユニットの拡大図、図３は積載トレイの駆動機構の説明図、図４は測距センサの配置の説明図、図５はシート処理装置の制御系のブロック図、図６はシート処理装置の満載処理のフローチャートである。

実施例１のシート処理装置Ｂは、シート積載手段である例えばスタックトレイ１８が筐体構造である例えばフィニッシャフレーム５９に昇降自在に支持され、原動機手段である例えばスタッカモータ２０９を含む駆動手段である例えば駆動部２２０によって駆動される。そして、制御装置である例えばＭＰＵ（中央演算処理部）２００は、積載重量が所定の限界量に達したと判断すると、上流側の装置本体Ａに遡ってシートの積載を停止させている。

図１に示すように、複写機Ｅは、複写機の装置本体Ａにシート処理装置Ｂを結合して構成されている。また、シート処理装置Ｂは、装置本体Ａで画像を記録したシートＰを部数毎にソート処理をするフィニッシャユニットＣと、複数枚のシートＰを綴じて折り込む製本処理をするステッチャユニットＤとを有している。ステッチャユニットＤは、必ずしも設ける必要はない。

複写機の装置本体Ａは、装置本体Ａの上部に設けた原稿給送装置１から自動給送した原稿を光学部２によって光学的に読み取り、その情報をデジタル信号として、画像形成手段として、例えば、画像形成部３へ送信して普通紙やオーバーヘッドプロジェクタ（ＯＨＰ）用の用紙等のシートに原稿の画像を複写するようになっている。

装置本体Ａの下部には、各種サイズのシートＰを収納した複数のシートカセット４を設けてある。なお、シートカセット４は、１つだけ図示し、他は省略してある。このシートカセット４内のシートは、搬送ローラ５によって画像形成部３に送り込まれる。画像形成部３の感光ドラム３ｂには、光学部２で読み取った画像情報に基づいた光照射部３ａ（走査ミラー）からのレーザ光によって、潜像を形成される。この潜像は、トナー現像されてトナー像になる。感光ドラム３ｂ表面のトナー像は、タイミングを合わせて画像形成部３に送り込まれたシートＰの表面へと転写される。その後、シートＰは、定着器６に搬送されて、定着器６で熱と圧力を加えられて、トナー像を永久定着される。

シートの片面に画像を形成する片面記録モードの場合、シートＰは、装置本体Ａからシート処理装置Ｂへと送り込まれる。シートＰの両面に画像を形成する両面記録モードの場合、一方の面に画像を記録されたシートＰは、スイッチバック搬送によって再送パス７を経て、再度、画像形成部３へ搬送されて、他方の面にも画像を形成される。両面に画像を形成されたシートＰも、最後には、装置本体Ａからシート処理装置Ｂへと送り込まれる。

なお、シートの供給は、シートカセット４からのみならず、マルチトレイ８からも行えるようになっている。

シート処理装置ＢにおけるステッチャユニットＤは、装置本体Ａから排出されたシートを縦パス６０で案内して、シート束の部数単位で整合し、さらに、ステイプルユニット６１によってシート束を針綴じして、且つこれを折りユニット６３で２つ折りにして冊子状にするようになっている。

ステッチャユニットＤの動作を概略説明する。縦パス６０は、装置本体Ａから排出されたシートを案内する。ストッパ６２は、シートの下端を受け止めて、シート束の部数単位で整合する。その後、ステイプルユニット６１は、ストッパ６２上のシート束を、シート長さ方向（シート搬送方向）の中央位置において、例えば、２箇所、針綴じする。綴じ箇所は、２箇所に限定されない。何箇所であってもよい。

次に、ストッパ６２は下降して、シート束の綴じ位置が折りローラ７８のニップ位置に至るまで、シート束を移動させる。その後、突き板７９がシート束を厚み方向に突いて、シート束を折リローラ７８のニップに押し込む。折りローラ７８は、ニップでシート束を挟持搬送して、２つ折りにする。２つ折りされて冊子状になったシート束は、積載トレイ１０６に排出される。

図３に示すように、フィニッシャユニットＣは、共通に構成された３段のスタックトレイ１８がトレイフレーム５７に取り付けられ、トレイフレーム５７は、フィニッシャフレーム５９に対して昇降自在に支持されている。フィニッシャフレーム５９に固定した駆動部２２０のピニオンギア２２５がトレイフレーム５７に設けたラック部５８ａに噛み合っており、ピニオンギア２２５がラック部５８ａを駆動することによって、３段のスタックトレイ１８は、トレイフレーム５７ごと一体に昇降するようになっている。

また、フィニッシャフレーム５９の上部には、スタックトレイ１８に積載されたシートＰの後端中央でシート束の最上面を検知する測距センサ５４が配置されている。

シート処理装置ＢにおけるフィニッシャユニットＣは、スタックトレイ１８にシートを排出するとき、シートをそのまま排出する通常の排出モード（通常モード）の他に、オフセットモード、ステイプルモード等の各モードに応じた処理をシートにできるようになっている。

すなわち、通常モードにあっては、搬送ローラ１５と、上流排出ローラ対１６と、下流排出ローラ対１７とが、図１に示す装置本体ＡからフィニッシャユニットＣに排出されたシートＰを順次搬送して、スタックトレイ１８に排出するようになっている。下流側排出ローラ対１７は、不動ローラ１７ａに対して揺動ローラ１７ｂが接離するようになっている。不動ローラ１７ａは、シート排出駆動モータ４０（図５に示す）によって駆動される。揺動ローラ１７ｂは、特許文献１に示されるように、ステイプルトレイ１２にシートＰを積み重ねる際に上方へ回動して離反され、スタックトレイ１８へシートＰを排出する際に下方へ回動して接合される。不動ローラ１７ａと揺動ローラ１７ｂとのニップは、シート排出口３６（図４に示す）になっている。

ソート排出においては、３段のスタックトレイ１８をシートの排出口である下流側排出ローラ対１７の高さ位置へ順次昇降させることによって、下流側排出ローラ対１７によって、シートＰが各部数毎にソートした状態でそれぞれのスタックトレイ１８へ排出される。

また、シート処理装置ＢのフィニッシャユニットＣは、オフセットモード及びステイプルモードの場合、シートＰをオフセット処理、或いはステイプル処理して１個のスタックトレイ１８にソート状態で排出する。さらに、割り込みモードの場合には、スタックトレイ１８に排出することなく、上部トレイ１９に排出する。

なお、オフセットモードとは、シートＰを各部数毎にソートしてスタックトレイ１８に排出するとき、各部の１枚目のシートが排出される際にサイドガイド１１を移動させて１枚目のシートを所定量シートの幅方向（シート搬送方向と直交する方向）へ位置をずらし、各部の２枚目以降のシートを通常排出することによって、ソートされた各部のシート束の境界が目視によって分かるようにシートＰを排出する動作モードのことである。

また、ステイプルモードとは、各部数毎にシートＰをソートしてスタックトレイ１８に排出するとき、ステイプルトレイ１２にシートを積載整合してシート束を形成して、そのシート束をステイプラ１３によって針綴じをし、各部数毎に排出する動作モードのことである。

図３に示すように、３段のスタックトレイ１８をトレイフレーム５７に各々固定してトレイユニット５８を構成し、この３段のスタックトレイ１８がフィニッシャユニットＣのフィニッシャフレーム５９に対して一体的に上下動（昇降）できるようになっている。このトレイユニット５８の上下動、すなわち、スタックトレイ１８の上下動は、スタッカモータ２０９の正逆転駆動をピニオンギア２２５によりトレイユニット５８の一部に設けたラック部５８ａに伝達することで行われる。トレイユニット５８は、フィニッシャフレーム５９に対して図中矢印方向に上下動するようになっている。ここで、スタッカモータ２０９には安価なブラシ直流モータを採用しており、負荷すなわち積載されたシート束を含むトレイユニット５８の総重量に応じて回転速度が変化する。

また、スタッカモータ２０９の出力軸上にはエンコーダ２２６を取り付けてある。スタックトレイ１８の昇降量は、スタッカモータクロックセンサ２２７によってエンコーダ２２６のパルス数を検出することで、トレイユニット５８が初期位置であるホームポジションから何パルス分昇降したかが分かるようになっている。なお、スタックトレイ１８のホームポジションの検知は、トレイフレーム５７の下部に設けたトレイユニットフラグ５７ａがトレイホームポジションセンサ２２８に検知されることによって行われる。

図４に示すように、スタックトレイ１８に積載したシートＰ、又はシート束の最上面のレベル検知（高さ検知）は、揺動ガイド２０の上方に設けた測距センサ５４によって行われる。測距センサ５４は赤外線などの光線をシート束に照射する発光部と、シート束で乱反射した光線を受光する受光部とを有しており、この反射光の角度を測ってレベル検知を行うようになっている。

なお、揺動ガイド２０は、上述した揺動ローラ１７ｂを回転自在に支持して回動させ、不動ローラ１７ａとの接合／離反を行わせる部材である。また、シート排出口３６の下方に配置されたスノコシャッタ３４は、スタックトレイ１８を昇降する際に上方へ移動されて、シート排出口３６を塞ぐ部材で、積載壁部３５と同一平面に案内面を形成して、スタックトレイ１８に積載されたシートＰがシート排出口３６へ逆流したり、引っ掛かったりしないようにする。

図５に示すように、シート処理装置Ｂは、ＭＰＵ２００によって制御されるようになっており、制御手段として、例えば、ＭＰＵ２００は、その内部に後述する動作説明に対応するプログラム、図６に示す動作手順に対応するプログラム等を記憶し、それを実行して、シート処理装置Ｂ内の制御および装置本体Ａの不図示の制御部等との通信を行うようになっている。

ＭＰＵ２００は、測距センサ５４、スタックセンサ５３、シート排出駆動モータ４０、このシート排出駆動モータ４０の回転数を検知する駆動モータ回転検知センサ５５、スタッカモータ２０９、スタッカモータ２０９の出力軸上に設けたエンコーダ２２６のパルス量を検出するスタッカモータクロックセンサ２２７、トレイユニット５８（スタックトレイ１８）のホームポジションを検出するトレイホームポジションセンサ２２８等に接続されている。

ＭＰＵ２００は、装置本体Ａ内の不図示の制御部、各センサ等にも接続されている。ＭＰＵ２００は、装置本体Ａからコピー動作を開始する信号を受けると、先ず、トレイホームポジションセンサ２２８でトレイユニットフラグ５７ａを検知して、トレイユニット５８がホームポジションにいることを確認する。その後、ＭＰＵ２００は、スタッカモータ２０９を始動させて、トレイユニット１８を上昇させる。そして、ＭＰＵ２００は、測距センサ５４の検出信号に基づいて所定のスタックトレイ１８を下流排出ローラ対１７に対して所定位置に位置決めをする。スタックトレイ１８は、下流排出ローラ対１７から排出されるシートを受け取る。

そして、スタックトレイ１８上のシートの最上面の位置を下流排出ローラ対１７から所定量の距離、離れた位置に保つため、スタックトレイ１８は、シート（又はシート束）の積載毎に所定量ずつ下降する。トレイユニット５８がホームポジションから何クロック分昇降したか、すなわち、スタックトレイ１８の昇降量は、スタッカモータクロックセンサ２２７の出力を検知して、ＭＰＵ２００で認識できるようになっている。

図４に示すように、スタックトレイ１８上にシートなどを排出すると、シートＰの後端がシート排出口３６の近辺や積載壁部５８に引っかかって落ち着かない場合がある。このような状態で測距センサ５４によるレベル検知を行うと、正確なレベル検知を行えないことがある。そこで、シートＰが排出されたとき、スタックトレイ１８は、いったん下方へ下降してから再び上昇し、シートＰがスタックトレイ１８上に落ち着くようにしている。

スタックトレイ１８の上昇時は、次に排出されるシートに測距センサ５４が遮られるため、レベル検知を行うタイミングは下降時に行っている。しかし、下降時は、シートＰが落ち着いていないおそれがある。このため、ＭＰＵ２００は、測距センサ５４によって、所定間隔をおいて２回以上レベル検知動作を行い、連続して誤差範囲内の値を取得した場合に、その値を検知結果として取得するようにしている。

また、スタックトレイ１８の上昇後の位置は、レベル検知によって得られたデータをもとに積載面の高さが常に一定になるように制御されている。

このようにＭＰＵ２００は、スタックトレイ１８の位置とレベル検知によってスタックトレイ１８上に積載されているシートＰの積載高さを検出する。言い換えれば、フィニッシャユニットＣは、スタックトレイ１８の位置と、このスタックトレイ１８上のシートの最上面の位置（レベル検知）を確定し、スタックトレイ１８上に積載されたシートＰの高さから、積載量を認識できるようになっている。

そして、ＭＰＵ２００が、スタックトレイ１８上のシートＰの最上面が所定以上の高さ（満載レベル）であることを、複数回連続して検知した場合に、積載シートの高さ満載と判断する。詳しくは、スタックトレイ１８の昇降動作を行うとともに、各動作時または動作終了後にスタックトレイのシート積載高さを検知し、複数回連続して所定量を超えていると検知した場合に、積載シートの高さ満載と判断する。ＭＰＵ２００は、このようなシートの高さ満載検知を、スタックトレイ１８にシートが所定枚数（例えば５枚）排出されるたびに行うようにしている。これにより、スタックトレイ１８上で発生したシートのカールあるいはシート後端部の引っかかりなどを解消してから、シート積載量が所定量を越えているか否かを検知することができる。

ところで、図５に示すように、ＭＰＵ２００は、処理プログラムの一部として組み込まれた昇降時間計測部２１０によって、スタックトレイ１８が昇降するのに費やした昇降時間を計測し、昇降時間をＭＰＵ２００で認識できるようになっている。記憶装置（ＥＥＰＲＯＭ）２０５には、あらかじめ、任意の枚数のシート束をスタックトレイ１８に積載し、任意の昇降量だけ昇降させたときの、シート束の枚数毎における昇降時間が記憶させてある。

ＭＰＵ２００は、記憶装置２０５に記憶された昇降量、昇降時間から積載量を算出するパラメータを用いて、認識した実際のスタックトレイ１８の昇降量、昇降時間から、スタックトレイ１８に積載された積載量（積載重量）を算出できるようになっている。言い換えれば、フィニッシャユニットＣは、スタックトレイ１８のシート積載毎に所定量ずつ下降させたとき、あらかじめ記憶装置に記憶されたパラメータを用いて、そのときのスタックトレイ１８の昇降時間から、積載重量（負荷）を算出し、積載量を認識できるようになっている。

そして、ＭＰＵ２００は、昇降時間の計測に基づいて積載重量検知による積載量検知方法、満載検知方法を採用している。積載重量満載の検知方法は、記憶装置２０５に記憶させておいた、満載重量時での任意の昇降量における昇降時間と、実際に昇降した昇降量における昇降時間とを比較して、重量満載を判断する。

前述したように、スタックトレイ１８は、シートＰを５枚積載する毎に、例えば往復４０ｍｍの昇降動作を行う。ＭＰＵ２００は、この昇降動作時の下降時、上昇時、それぞれの昇降時間を検出する。記憶装置２０５には、スタッカモータ２０９でスタックトレイ１８を昇降させることができる最大積載重量（限界値）において、スタックトレイ１８を昇降させたときの、昇降量に対する上昇時間、下降時間を記憶してある。また、昇降量に対する昇降時間から、積載量（重量）や積載枚数を、算出するためのパラメータを記憶してある。

ＭＰＵ２００は、記憶装置２０５に記憶されている昇降時間及びパラメータと、ＭＰＵ２００によって検出したスタックトレイ１８の昇降時における昇降時間を比較して、スタックトレイ１８に積載されたシート積載重量を算出し、検知結果として取得している。ＭＰＵ２００は、トレイの上昇時、もしくは下降時における昇降時間を計測する。この計測した実際の昇降時間と、あらかじめ記憶装置２０５に記憶されているシート重量満載時における昇降時間とを比較し、実際の昇降時間が、上昇時間において満載時の昇降時間より大きい（遅い）か、下降時において満載時の昇降時間より小さい（速い）場合、スタックトレイ１８に積載されたシート重量が満載重量を超えたとして、積載シートの重量満載と判断する。

したがって、実施例１のシート処理装置Ｂは、シート高さ検知、シート重量検知の２つの検知方法からシート満載検知の判断を行う。そして、このシート満載検知の判断は、スタックトレイ１８にシートが所定枚数排出されるたびに実行され、シート積載高さ満載もしくはシート積載重量満載のどちらかの満載を検知したとき、シート積載量の満載と判断し、シート処理装置Ｂを停止させるようになっている。ソート処理中に積載量の満載検知をした場合は、処理途中のシート束を積載しないように、ソート処理が終了してから（１束排出完了時）装置を停止させる。

図６に示すように、ステップＳ１０１では画像形成、及びシート積載動作を実行する。その途中、ステップＳ１０２で前述のようにシート積載高さの満載を検知するとステップＳ１０３へ進んでシート積載量の満載と判断する。シート積載高さが満載レベルでなければ、ステップＳ１０６へ進んで前述のようにシート積載重量の満載か否かを判断し、シート積載重量が満載レベルであればステップＳ１０３へ進んでシート積載量の満載と判断する。そして、シート積載重量が満載レベルでなければ、ステップＳ１０１へ戻って画像形成、及びシート積載動作を継続する。

続くステップＳ１０４では、ＭＰＵ２００内部に記憶されている各種データ及び装置本体Ａの制御部からの通信データ（シート束枚数情報、シート搬送情報、画像形成情報など）により、１束分の画像形成が終了したか否かを判断し、終了していればステップＳ１０５へ進んでシステム停止動作を実行する。しかし、１束分の画像形成が終了していなければ画像形成を停止せずに、１束分の画像形成が終了するまでそのまま継続するようにしている。

このように、ＭＰＵ２００が、測距センサ５４による積載高さ満載、もしくは昇降時間計測部２１０による積載重量満載を判断して、１束分のソート処理途中でない場合に、シート積載量の満載と判断してシステム停止動作を実行する。すなわち、ＭＰＵ２００は、１ジョブのシート排出動作が終了していると判断した場合、装置本体Ａへ通信して画像形成を停止させ、スタックトレイ１８をホームポジション位置等の所定位置に停止させる。そして、装置本体Ａに設けられた表示部９（図１に示す）に、シート積載の満載アラームもしくは異常アラームを表示し、使用者に知らせる。そしてアラームが解除され次第、次の動作に備える。

以上のように構成された実施例１のシート処理装置Ｂでは、スタックトレイ１８の積載量検知手段を２つ持つことで、過積載によるスタックトレイ１８の落下を防ぎ、より正確にスタックトレイ１８の積載量満載検知を行うことができ、スタックトレイ１８の異常と満載を誤検知することなく正確に判断し、最適なシート処理を実施することができる。

すなわち、正常紙、カール紙の場合など、積載されるシート束の状態によっては、同等の枚数でもシート束の高さが異なるため、満載の高さとなったときのシートの枚数及び重量が、シートの状態、紙質によって異なり、このため、シートの状態によっては、満載とするシートの重量を越えて積載しても、高さ検知では満載の高さにないという現象が起こる。そして、シート束が満載重量を超えて積載されることで、トレイの昇降を行うモータが、満載を越えたシート束の負荷でトレイを保持できずに、トレイが落下する危険があった。

しかし、実施例のシート処理装置Ｂでは、積載されたシート束が満載枚数を超えて積載しないよう、シート束の積載量を、高さ検知に加えて、スタックトレイ１８の昇降時における昇降時間を計測してスタックトレイ１８に積載されたシート束の負荷を検知するので、シート束の状態に依存しない最適なシート積載処理を実施することができる。

また、スタックトレイ１８に積載されたシートの積載重量を検知する昇降時間計測部２１０の出力（昇降時間）に基づいてシートＰの積載重量を識別するから、測距センサ５４によるシートＰの積載高さの測定誤差が大きい場合でも、シートの積載枚数や積載重量を正確に識別できる。

そして、駆動部２２０の負荷量や過負荷をシートＰの積載高さに頼る場合よりも正確に識別（推測）できるから、駆動部２２０の強度設計やモータ仕様決定を、シートＰの積載高さだけに頼る場合よりも最適に行える。

すなわち、シートの大きさや比重が異なっても、シートＰの過剰積載や駆動部２２０の過負荷を正確に判断して、落下等の異常な昇降動作や意図せざる昇降停止に至らせないで済む。

また、３段のスタックトレイ１８を共通に駆動する駆動部２２０の負荷量を正確に判断できるから、積載中のスタックトレイ１８で積載高さが所定の満載高さに至る前に積載済みスタックトレイ１８の積載重量によって駆動部２２０が過負荷となる心配が無い。

従って、シートの最大サイズ、最大比重、３段の均等積載を想定して駆動手段の強度設計やモータ仕様決定を行う必要が無く、スタックトレイ１８の支持構造や機構の安全率やスタッカモータ２０９の仕様を最適に決定でき、これにより、軽量、小型、省電力、低騒音のシート処理装置が実現される。

また、負荷量に応じてスタックトレイ１８の昇降速度が変化するスタッカモータ２０９を採用して、昇降時間計測部２１０によって計測した昇降時間によって３段のスタックトレイ１８に積載された全部のシートＰの重量を検出するから、重量計やロードセルと言った重量計装置を追加することなく満載判定等を行うことができ、従来の積載高さ検知のみを行うシート処理装置をそのまま利用してそのプログラム変更だけで実用化できる。そして、これによるプログラム遂行負荷の増加は僅かであるから、シート処理装置の処理速度や反応速度を損なわない。
また、このように駆動部２２０や筐体構造を最適化した軽量、小型、省電力、低騒音のシート処理装置を内蔵する画像形成装置も外観デザインの自由度が増して、洗練された外観、省電力、低騒音の商品化を実現できる。

図７は実施例２のシート処理装置における制御系のブロック図である。

実施例２のシート処理装置は、図１〜図５に示すシート処理装置の構成をそのまま用い、そのスタックトレイ１８自体に積載重量検知手段を組み込んで、図６に示す満載判断と満載処理を実行させる。また、図５のブロック図の構成についても、共通する構成部材には同じ参照記号を付して詳細な説明は省略する。

すなわち、スタックトレイを体重計のように上下２層構造とし、２層のスタックトレイの間に例えばばねを配置して下層のスタックトレイを図３に示すトレイフレーム５７に各々固定してトレイユニットを構成する。そして、シートＰが積載される上層のスタックトレイをばねの伸縮によって可動式とする。

そして、図７に示すように、３段のスタックトレイをそれぞれ２層構造とし、２層間を支持するばねの長さを測る縮み量検出器２３１、２３２、２３３を設けて、ＭＰＵ２００に接続する。ＭＰＵ２００は、スタックトレイごとの積載重量を、このような構造をもつスタックトレイにシートＰが積載されたとき、縮み量検出器２３１、２３２、２３３の出力を参照して、トレイ上のシート積載重量を、トレイ中のばねの縮み量から検出する。そして、２層構造トレイの体重計方式による積載重量満載の検知方法は、あらかじめ記憶装置２０５に記憶されている積載重量満載値と、実際に検出した積載重量値とを比較し、積載重量満載値を越えたとき、ＭＰＵ２００は、シート積載量満載と判断する。

以上のように構成された実施例２のシート処理装置によれば、スタックトレイ自体は大型化するが、より正確なシート積載重量を検出することができ、スタックトレイごとの積載重量を個別に識別して、スタックトレイごとに満載判断を行うことができる。

実施例１のシート処理装置を備えた複写機の正面図である。 シート処理装置のフィニッシャユニットの拡大図である。 積載トレイの駆動機構の説明図である。 測距センサの配置の説明図である。 シート処理装置の制御系のブロック図である。 シート処理装置の満載処理のフローチャートである。 実施例２のシート処理装置における制御系のブロック図である。

符号の説明

Ｐ シート
Ａ 装置本体
Ｂ シート処理装置
Ｃ フィニッシャユニット
Ｅ 複写機（画像形成装置）
３ 画像形成部（画像形成手段）
１８ スタックトレイ（シート積載手段）
５４ 測距センサ（シート検出手段）
２００ ＭＰＵ（制御手段）
２０５ 記憶装置
２０９ スタッカモータ（原動機手段）
２２０ 駆動部（駆動手段）
２２６ エンコーダ（高さ検出手段）
２２７ スタッカモータクロックセンサ（高さ検出手段）

Claims (12)

1. シートが積載される昇降可能なシート積載手段と、
   前記シート積載手段を駆動して昇降させる駆動手段と、を備えたシート処理装置において、
   前記積載の過程で前記駆動手段を作動させて前記シート積載手段を昇降方向に移動させる制御装置を設け、
   前記制御装置は、前記シートの積載重量が前記積載の過程で所定の限界量に達したと判断すると前記積載を停止させる手段を設けたことを特徴とするシート処理装置。
2. シートが積載される昇降可能なシート積載手段と、
   前記シート積載手段を駆動して昇降させる駆動手段と、を備えたシート処理装置において、
   前記積載の過程で前記駆動手段を作動させて前記シート積載手段を昇降方向に移動させる制御装置を設け、
   前記制御装置は、前記シートの積載高さまたは前記シートの積載重量が、前記積載の過程で所定の限界量に達したと判断すると前記積載を停止させる手段を設けたことを特徴とするシート処理装置。
3. 前記制御装置は、前記駆動手段の負荷量、またはこの負荷量に対応する測定値を検知して、前記所定の限界量に相当するか否かを判断することを特徴とする請求項１または２記載のシート処理装置。
4. 前記駆動手段は、前記負荷量に応じて前記シート積載手段の昇降方向の移動速度が変化する手段であって、
   前記制御装置は、前記シート積載手段の前記移動速度を検知して前記所定の限界量に相当するか否かを判断することを特徴とする請求項３記載のシート処理装置。
5. 前記駆動手段は、複数段の前記シート積載手段を一体に昇降させる手段であることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載のシート処理装置。
6. シートが積載される昇降可能なシート積載手段と、
   前記シート積載手段を駆動して昇降させる駆動手段と、を備えるシート処理装置において、
   前記シート積載手段に所定枚数の前記シートが積載される毎に前記駆動手段を作動させて、前記シート積載手段を昇降方向に所定距離だけ往復移動させる制御装置を設け、
   前記駆動手段は、その負荷量に応じて前記シート積載手段の昇降方向の移動速度が変化する手段であって、
   前記制御装置は、前記往復移動の上昇過程における所定距離の移動時間を計測して、前記移動時間が所定の限界時間を越えると前記積載を停止させることを特徴とするシート処理装置。
7. 前記制御装置は、前記積載を停止した後に、前記駆動手段を作動させて前記シート積載手段を所定の高さ位置へ移動して停止させることを特徴とする請求項２乃至６いずれか１項に記載のシート処理装置。
8. シートが積載されるシート積載手段を備えたシート処理装置において、
   前記シートの積載重量が前記積載の過程で所定の限界量に達したと判断すると前記積載を停止させる制御装置を備えたことを特徴とするシート処理装置。
9. 前記制御装置は、前記シート積載手段に積載された前記シートの積載重量に対応する出力を発生する重量計装置を含み、
   前記制御装置は、前記重量計装置の出力が所定の限界値に達すると、前記シートの積載重量が前記所定の限界量に達したと判断することを特徴とする請求項１、２、または８記載のシート処理装置。
10. 前記制御装置は、前記シートの積載重量が前記所定の限界量に達したと判断すると、前記積載を停止させる前に、連続した前記シートの束の積載が完了しているか否かを判断して未完了であれば前記積載を継続させ、前記束の積載が完了した後に前記積載を停止させることを特徴とする請求項１乃至９いずれか１項に記載のシート処理装置。
11. シートに画像を形成する画像形成手段と、
    前記画像形成手段によって画像形成されたシートを排出する排出手段と、
    前記排出手段から排出されたシートを受け入れて積載処理するシート処理装置と、を備えた画像形成装置において、
    前記シート処理装置が請求項１乃至１０いずれか１項に記載のシート処理装置であることを特徴とする画像形成装置。
12. シートに画像を形成する画像形成手段と、
    画像形成されたシートが積載される昇降可能なシート積載手段と、
    前記シート積載手段を駆動して昇降させる駆動手段と、
    前記積載の過程で前記駆動手段を作動させて前記シート積載手段を昇降方向に移動させる制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、前記シートの積載重量が前記積載の過程で所定の限界量に達したと判断すると前記積載を停止させることを特徴とする画像形成装置。
    

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