JP2007091351A - シート処理装置、および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 モータや機構の変更を伴うことなく、その潜在的な処理能力を十分に活用して高い毎分処理枚数でシート処理を行えるシート処理装置を提供する。
【解決手段】 シート処理装置１は、上流側の画像形成装置へシート処理の予想時間を送信して、その送信時間で画像形成装置からシートを排出させる。シート処理に第１トレイ２３と第２トレイ２４の切り替えが含まれる場合、ＣＰＵ６００は、フラッシュメモリに保持した移動速度のデータで移動距離を除して移動時間を演算する。フラッシュメモリに保持した移動速度のデータは、トレイユニット２６が昇降されるごとに実測した移動距離と移動時間とから実測移動速度を求め、実測移動速度を用いて最新の値へ補正される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置やその他の事務機等から排出されるシートを受け入れて、昇降可能なシート積載手段に積載するシート処理装置、およびシート処理装置を内蔵／接続した画像形成装置に関し、詳しくは、シート処理装置の潜在的な処理能力を無駄なく使って処理速度を向上させる技術に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置から排出されるシートを受け入れて、整合、仕分け、積載、針綴じ、整本、穿孔、検査等の処理を行うシート処理装置が実用化されている。また、画像形成装置の一部の機種では、このようなシート処理装置が内蔵されたり、購入選択肢（いわゆるオプション）として接続されたりする。

シート処理装置の一部の機種は、昇降可能な積載トレイを備え、シートやシート束の積載進行とともに積載トレイを下降させることにより、大量のシートを連続的に積載可能としている。

特許文献１に示されるシート処理装置は、昇降可能な複数段の積載トレイを備え、複数段の積載トレイのうちの指定された段をシート受け取り位置に位置決めしてシートを積載可能である。また、シート処理装置の演算制御装置は、シートの処理に先立たせてシート処理の合計予想時間を見積もり、合計予想時間に所定の安全時間や安全率を見込んだ排出間隔（時間）を画像形成装置に通知しており、画像形成装置の演算制御装置は、この排出間隔でシートに画像形成を行わせ、シート処理装置に排出させている。

シート処理装置における合計予想時間は、シート搬送時間、ステイプル処理時間、積載トレイの移動時間等、シート受け入れから、シート積載後の積載トレイの高さ調整完了までの各部動作の個別予想時間の合計である。そして、このような個別予想時間の多くは１秒以下であるが、排出先の積載トレイを切り替える動作では、その個別予想時間が１０秒〜３０秒と桁違いに長く、積載トレイの切り替え動作を頻繁に行うと、画像形成装置の処理待ち時間がやたら増えて処理速度が著しく低下し、シート処理装置も画像形成装置もその潜在的な処理能力を活かせない。

特開平１０−１９８１０１号公報

上記のように、積載トレイの切り替え動作の個別予想時間は、合計予想時間に占める割合が大きいため、短縮できれば、シートの排出間隔を短くしてシートの毎分処理枚数を大幅に増加させることができる。しかし、積載トレイの昇降移動速度を高めるべくモータを高出力化、高速化すると、消費電力が増し、シート処理装置の小型化や軽量化が困難になり、製作時の部品コストも増加する。また、支持機構や駆動機構を含めた機械的な強度増加が不可欠であるし、万が一の事故の際の機械的な損傷やシートの損傷も大きくなる。

ところで、特許文献１に示されるシート処理装置では、積載トレイの移動距離・方向・積載量に応じて予め定められた時間に所定の安全時間を加算して、シート積載手段の切り替え動作の個別予想時間を演算しているが、この安全時間は、モータや機構の個体差、経時変化を見込んで設定されているので、最悪の場合を考慮した過大な時間となり易く、結果的に多くのシート処理装置では過剰な個別予想時間が演算され、シート処理の予想処理時間を不必要に長くして、画像形成装置の処理速度を落とす大きな原因となっていた。

すなわち、モータや機構の個体差、経時変化、駆動電圧差等によって積載トレイの移動時間は大きく変化するが、これらの不確定要素を許容するような大きな安全時間や安全率を見込むと、多くのシート処理装置における多くの処理でシート処理の予想処理時間が過大となる。かと言って、安全時間や安全率を小さく見込むと、モータの永久磁石の劣化、磨耗、さびつき等の経時変化によって稀に現実の移動時間が増えた場合に、画像形成装置のシート排出間隔が過小となって、シート処理装置が紙詰まりを起こし易くなり、シートの損傷や機械的なトラブルに至る可能性が高まる。

本発明は、積載トレイを駆動するモータや機構の個体差、経時変化等を十分に吸収しつつ、小さな安全時間や安全率を設定して、切り替え動作の個別予想時間を短くし、これにより、モータや機構の変更を伴うことなく、その潜在的な処理能力を十分に活用して高い毎分処理枚数でシート処理を行えるシート処理装置、および、その潜在的な処理能力を十分に活用して高い毎分処理枚数で画像形成処理を行える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、シートの処理に先立たせてシート処理の予想時間を演算する演算手段と、を備えたシート処理装置において、前記シート積載手段の移動時間に関するデータを書き換え可能に保持する記憶手段と、前記記憶手段の前記データを昇降時の実測値を用いて随時補正する補正手段と、を備え、前記演算手段は、前記データを用いて前記予想時間を演算するものである。

本発明のシート処理装置では、書き換え可能にして記憶内容が自然消滅しない記憶手段に保持させたデータを用いてシート積載手段の移動の予想時間を演算する。記憶手段に保持させたデータは、そのシート処理装置のそのシート積載手段による実際の昇降時に実測した実測値を用いて随時補正されるので、シート積載手段を駆動するモータや駆動機構の経時変化がデータに反映され、演算された移動の予想時間は、そのシート処理装置のそのシート積載手段のそのときの状態を前提として、常に一定の余裕を含んだ時間となる。

従って、安全時間や安全率を低く見込んで必要最小の予想時間を使用しても、実際の移動時間が予想時間を割り込む可能性が極めて低くなり、安全を十分に確保した上でシート処理装置の実際の処理速度を高めることができる。言い換えれば、シート積載手段を駆動するモータや機構の個体差、経時変化等を十分に吸収しつつ、小さな安全時間や安全率を設定して、切り替え動作の個別予想時間を短くし、これにより、モータや機構の変更を伴うことなく、その潜在的な処理能力を十分に活用して高い毎分処理枚数でシート処理を行える。

本発明の一実施形態であるシート処理装置１と、シート処理装置１を備えた画像形成装置の一形態である複写機Ｅを図面に基づいて説明する。ただし、本発明のシート処理装置は、本実施形態のステイプル処理には限定されず、シート積載手段に単にシートを積み重ねるだけの構成でもよく、穿孔処理等、他の処理を行う構成を付加してもよく、また、他の処理のみを行う構成や同じ処理を行う別の構成で実施してもよい。また、本発明の画像形成装置は、本実施形態の複写機Ｅには限定されず、ファクシミリ、プリンタ、各種の印刷機等で実施されてもよい。

また、本実施形態のシート処理装置１は、複写機Ｅの装置本体１００以外の印刷装置等に接続されてもよく、本実施形態のシート処理装置１は、装置本体１００から分離可能な別筐体で構成しても、また、装置本体１００の筐体内に分離不能に組み込まれてもよい。

＜画像形成装置＞
図１は本実施形態のシート処理装置を備えた画像形成装置の一例である複写機の内部構成の説明図である。本発明の画像形成装置である例えば複写機Ｅは、画像形成手段である装置本体１００とシート処理装置である例えばシート処理装置１とを備える。

図１に示すように、本実施形態のシート処理装置１は、複写機Ｅの装置本体１００の側方に設置され、装置本体１００で画像形成されて排出されたシートを受け入れて、昇降可能なトレイユニット２６（図２）に積載可能である。装置本体１００の上部には原稿の自動給送を行う原稿給送装置（以下ＡＤＦと称す）３００が配置され、装置本体１００の下側には、サイズの異なる複数種類のシートを搭載した給紙カセット２００が配置されている。

原稿給送装置３００は、給送トレイ３０１に重ねて載置された複数枚の読取原稿３０２を、取り出しローラ３０４、３０５で１枚ずつ取り出し、搬送ローラ３０６、３０８で搬送して読取位置３０７を通過させ、排出トレイ３０９に排出して積載する。読取原稿３０２の下面の画像は、読取位置３０７の直下に停止させた走査ユニット１０６を通じて読み取られる。

走査ユニット１０６は、奥行き方向に長い照明装置（不図示）とミラー（不図示）を一体に取り付けて、図中左右方向へ移動可能である。原稿給送装置３００を背後側へ開いて装置本体１００のガラス面に原稿を１枚ずつ載置した場合、走査ユニット１０６を図中左右方向に移動させて画像を読み取る。

いずれにせよ、走査ユニット１０６の照明装置によって照明された原稿面の画像は、走査ユニット１０６のミラーからミラー１０３、１０４で中継され、不図示の光学系によって読取部１０５の受光素子（不図示）に投影され、受光素子によって投影画像から線画像が読み取られる。読み取られた線画像の画像信号は、不図示の信号処理回路で増幅、デジタル処理等を経て、画像データに変換して一時保存される。

装置本体１００は、感光体ドラム１０８に形成したトナー像を給紙カセット２００から取り出したシートに転写して画像形成を行う。光源１２２は、画像データから形成された画像信号で制御されて画像信号に応じた光ビームを出力する。走査部１２４は、走査ミラー１２３を光源１２２の出力に同期して回転させて走査ビームを形成する。走査ビームは、一様に帯電した感光体ドラム１０８に照射されて、感光体ドラム１０８の表面に静電潜像を形成する。

感光体ドラム１０８の静電潜像は、現像ユニット１０９から供給されるトナーを付着させて現像されることによりトナー像となる。

一方、画像形成されるシートは、取り出しローラ２０１、搬送ローラ１１８、２０２等によって、予め該当する給紙カセット２００から取り出され、停止状態のレジストローラ１０７に突き当たって待機している。

レジストローラ対１０７は、感光体ドラム１０８の回転に同期して駆動され、感光体ドラム１０８と転写部１１０との間に搬送されるシートの先端にトナー像の先端を一致させる。転写部１１０は、シートを帯電させて、感光体ドラム１０８表面のトナー像をシートに転写させる。トナー像を転写されたシートは、搬送ベルト１１１によって定着部１１２へ搬送され、定着部１１２で加熱加圧を受けて表面にトナー像が定着される。

定着されたシートは、片面印刷の場合、搬送ローラ１１３、フラッパ１１４を経て、排出ローラ対１１５からシート処理装置１へそのまま排出される。しかし、両面印刷の場合は、排出ローラ１１５でシートの後端側を挟みこんだ状態で、フラッパ１１４を切り替えて反転パス１１６へスイッチバックさせ、搬送ローラ１１７、１１８で搬送して、表裏反転状態でレジストローラ１０７に突き当たって待機する。そして、待機したシートは、片面印刷の場合と同様に、トナー像が形成された感光体ドラム１０８と転写部１１０との間に搬送されて裏面にもトナー像が転写され、定着部１１２でトナー像を定着された後に、シート処理装置１へ排出される。

装置本体１００は、シート処理装置１から通知されたシート処理時間の間隔で、感光体ドラム１０８を起動し、光源１２２等、装置本体１００の各部を制御して画像形成、シート排出を行う。シート処理装置１は、装置本体１００から送信された処理内容の設定を読み取り、その処理に要するシート処理時間をシート１枚ごとに計算して、装置本体１００に送信する。

＜シート処理装置＞
図２は本実施形態のシート処理装置の部分的な拡大図、図３はシート処理装置の制御系のブロック図、図４はシート排出間隔を求めて送信する制御のフローチャート、図５はシート処理時間算出のフローチャート、図６はトレイ切り替え時間算出のフローチャート、図７はシート積載制御のフローチャート、図８はトレイ移動速度を求める制御のフローチャート、図９はトレイ移動速度のデータ構造の説明図である。本実施形態のシート処理装置１は、シート積載手段である例えばトレイユニット２６、演算手段である例えばＣＰＵ６００、記憶手段である例えばフラッシュメモリ５１、補正手段である例えばＣＰＵ６００、負荷検知手段である例えばＣＰＵ６００、方向制御手段である例えばＣＰＵ６００、距離検知手段である例えばシフトクロックセンサ４９、時間検知手段である例えばＣＰＵ６００、画像形成手段である例えば装置本体１００、制御手段である例えば制御部１５０、画像形成装置である例えば複写機Ｅとを備える。

装置本体１００の排出ローラ１１５から排出されたシートは、図２に示すように、設定された処理をシート処理装置１内で行った後、トレイユニット２６の指定された第１トレイ２３（または第２トレイ２４）へ排出、積載される。

フラッパ３は、シート処理装置１の下部に配置された折り装置７０へシートを導く第３搬送パスと、ステイプルトレイ３８へシートを導く第１搬送パス６の間でシートの搬送経路を切り替える。フラッパ４は、バッファローラ９を備えた第２搬送パス８と第１搬送パス６との間でシートの搬送経路を切り替える。ステイプルトレイ３８へシートを積載する際には、フラッパ３の上流側端部が下方へ位置し、フラッパ４の上流側端部は上方へ位置しており、シートは、ローラ対５を通して第１搬送パス６へ送られる。折り装置７０へシートを送り込む場合、フラッパ３の上流側端部が上方へ位置し、バッファローラ９へシートをバッファさせる際には、フラッパ４の上流側端部が下方へ位置する。

ステイプルトレイ３８は、トレイユニット２６に積載される前のシートを一時積載して各種の処理を行う。第１排出ローラ１７と押さえコロ１８とによってステイプルトレイ３８へ排出されたシートは、排出整合ベルト１９によって右下方向に搬送されて後端をつき当て板２０に当接させる。

排出整合ベルト１９は、第１排出ローラ１７と押さえコロ１８の間に挟持されて回転し、ベルト外れ防止策としてベルト内側の中央部付近に図示しないエンドレスのリブを設けてある。つき当て板２０は、シートの後端を順次整合するホームポジションから、ステイプラユニット４００の移動を妨げない退避位置（破線）へ移動可能である。つき当て板２０に当接したシートは、排出整合ベルト１９を上方へ変形させて当接を解除した状態で、幅よせガイド２１を内側へ移動させることにより、側端を整合される。

ここまでの積載、整合の操作を繰り返してステイプルトレイ３８に形成されたシート束は、ステイプラユニット４００を作動させて後端部を針綴じ処理可能である。針綴じ処理されたシート束は、出口側の回動ガイド３１を下方へ回動して移動排出ローラ３３と排出ローラ３２との間に挟み込み、図中左方向に搬送してトレイユニット２６の第１トレイ２３（または第２トレイ２４）へ排出される。

回動ガイド３１は、移動排出ローラ３３を回転自在に保持しており、ステイプルトレイ３８へシートを積載する際には、上方へ回動させて移動排出ローラ３３を排出ローラ３２から離間させている。しかし、ステイプルトレイ３８へシートを積載しない場合、言い換えればシート束を形成することなく、シートを１枚ずつトレイユニット２６へ排出する場合、回動ガイド３１を下方へ回動させて、移動排出ローラ３３を排出ローラ３２に圧接させ、シートが第１排出ローラ１７と押さえコロ１８のニップから、移動排出ローラ３３と排出ローラ３２のニップへと受け渡される。

バッファローラ９は、周囲のバッファーコロ１５等との間にシートを挟み込んでバッファする。ステイプラユニット４００を作動させて針綴じを行う際には、フラッパ３９の上端側を左へ回動させて、バッファローラ９の周囲に、２枚、３枚・・とシートを巻き付けて重ねることにより、ステイプラユニット４００の移動と作動の間も装置本体１００（図１）からシートを受け入れ続けることができる。バッファローラ９にバッファされたシートは、フラッパ３９の上端側を右へ回動させた状態でバッファローラ９を１回転することにより、第１排出ローラ１７と押さえコロ１８のニップへ受け渡してステイプルトレイ３８へまとめて積載される。

ステイプルユニット４００は、ステイプルトレイ３８に積載されたシート束に対して綴じ動作を行うステイプラを備え、ステイプルトレイ３８に積載されたシート束に対する手前側１ケ所綴じ、２ケ所綴じ、奥側１ケ所綴じを行うことができる。

シート検知センサ１０は第３搬送パス７へ、シート検知センサ１２ａは第１搬送パス６へそれぞれ進入するシートの先端と後端を検知する。シート検知センサ１３は、移動排出ローラ３３と排出ローラ３２のニップへ受け渡されたシートの後端を検知する。シート検知センサ１２ｂは、第２搬送パス８へ進入するシートを検知してバッファローラ９の回転制御に利用される。

トレイユニット２６は、下段の第１トレイ２３と上段の第２トレイ２４とを固定して取り付けた昇降可能な載置台ユニットである。トレイユニット２６は、シート処理装置１の筐体に内蔵された図示しない駆動機構のシフトモータ６０１（図３）によって駆動され、トレイユニット２６に形成されているラックギアに駆動機構の昇降ギアを噛み合わせて回転させることにより、上下方向に移動する。

シート処理装置１の筐体内上部に配置された距離センサ６０は、赤外光の発光素子と受光センサとを有しており、前方の物体からの反射光を検知して距離に応じた出力を発生する。距離センサ６０は、第１トレイ２３（または第２トレイ２４）に積載されたシート（またはシート束）の最上面までの距離を検知する。

＜シート処理装置の制御＞
シート処理装置１は、図３に示すように、マイクロコンピュータシステムであるＣＰＵ６００によって制御される。ＣＰＵ６００は、その内部に不図示のＲＯＭ、ＲＡＭ、シリアルインターフェイス回路等を内蔵している。ＲＯＭには、図４〜図８に示すフローチャートの制御手順に対応する処理プログラムが格納される。ＲＡＭには、ＲＯＭから読み出された処理プログラムが保持され、また、制御過程で順次発生する作業用データ、入力データ、通信データ、演算結果等がそのたびに書き込み／消去される。シリアルインターフェイス回路は、装置本体１００（図１）の制御部１５０との間で制御データの授受を行うとともに、他のコンピュータやＦＡＸ受信部（図示せず）とも双方向の通信が可能である。

ＣＰＵ６００に接続されたフラッシュメモリ５１は、図９に示す移動速度のデータを不揮発かつ書き換え可能に保持する。フラッシュメモリ５１に保持された移動速度のデータは、当初、余裕を大きくもたせた初期設定である。また、トレイユニット２６の部品交換が行われると、この初期設定に戻される。

そして、その後は、実測した昇降距離と昇降時間とを用いて昇降ごとに移動速度の実績値が演算され、この実績値を用いて移動速度のデータが昇降ごとに補正される。これにより、移動速度のデータは余裕の少ない、実績値に即した数値に置き換えられ、補正された移動速度のデータを用いて演算される積載トレイの交換時間は、十分な安全率を確保しつつ短縮された時間となる。

ＣＰＵ６００の入力側には、距離センサ６０の他に、バッファセンサ１１、入り口センサ１２ａ、ＵＰカバーセンサ４０、排紙モータクロックセンサ４１、ステイプルトレイセンサ４３、第１スノコセンサ４４、第２スノコセンサ４５、排紙センサ４６、ステイプル移動ＨＰセンサ４７、シフトクロックセンサ４９、ＵＰリミットセンサ５３、ドア開閉検知ＳＷ５４、ＪＯＩＮＴ・ＳＷセンサ５５、およびその他センサが電気的に接続されている。

バッファセンサ１１は、シートがバッファローラ９に待機していることを検知する。入り口センサ１２ａは、装置本体１００から排出されてきたシートがシート処理装置１内に入ってきたことを検知する。ＵＰカバーセンサ４０は、シート処理装置１の上部カバーが開けられたことを検知する。排紙モータクロックセンサ４１は、排紙モータ３５ａの所定回転角ごとのパルスを出力して、シート処理装置１内からトレイユニット２６へシートを排出する際の異常もしくは速度制御に関する情報をＣＰＵ６００に提供する。

整合ＨＰセンサ４２は、ステイプルする際のつき当て板２０のホームポジションを検知する。ステイプルトレイセンサ４３は、ステイプルトレイ３８上のシートの有無を検出する。第１及び第２スノコセンサ４４、４５は、排出口５０の上壁面及び下壁面を形成する上部及び下部スノコガイド２７、３０（図２）の位置を検知する。排紙センサ４６は、シート処理装置１内から第１トレイ２３（または第２トレイ２４）上ヘシートが排出されたことを検知する。

ステイプル移動ＨＰセンサ４７は、シート処理装置１内を移動可能なステイプラユニット４００がホームポジションにあることを検知する。シフトクロックセンサ４９は、昇降可能なトレイユニット２６の移動量、又その駆動源となるシフトモータ６０１の異常等を検知してＣＰＵ６００に通知する。ＵＰリミットセンサ５３は、移動可能なトレイユニット２６の上限を検知する。ドア開閉検知ＳＷ５４は、シー卜処理装置１のドアの開閉を検知する。ＪＯＩＮＴ・ＳＷセンサ５５は、シート処理装置１と装置本体１００が接続されていることを検知する。

一方、ＣＰＵ６００の出力側には、シフトモータ６０１の他に、ドライバーＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５ａ、Ｄ５ｂ、Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９、Ｄ１１をそれぞれ介して、搬送モータＭ２３０、排紙モータ３５ａ、整合モータＭ２５０、ステイプル部移動モータ（パルスモータ）４５２、ステイプルモータ４０６ａ、ステイプルモータ４０６ｂ、入り口ソレノイドＳＬ２９０、排紙口ソレノイドＳＬ３００、切り替えソレノイドＳＬ３１０、表示手段６５０、およびその他モータ、アクチュエータが電気的に接続されている。

搬送モータＭ２３０は、ローラ対５および第１排紙ローラ１８を駆動して、シート処理装置１内にあるシートを搬送する。排紙モータ３５ａは、排出ローラ３２を駆動して、シート（またはシート束）をトレイユニット２６へ排出する。整合モータＭ２５０は、幅寄せガイド２１を駆動してシートを整合する。ステイプル部移動モータ４５２は、ステイプラユニット４００を移動させる。ステイプルモータ４０６ａは、シートの束を綴じるためのステイプルに綴じ動作を行わせる。

ステイプルモータ４０６ｂは、シートの束を綴じるためのステイプルに綴じ動作を行わせる。入り口ソレノイドＳＬ２９０は、フラッパ３を駆動して、複写装置本体１００より排出されたシー卜の搬送パスを切り替える。排紙口ソレノイドＳＬ３００は、フラッパ４を駆動して、シー卜後処理装置１内から排出されるシートの排紙口を切り替える。切り替えソレノイドＬ３１０は、フラッパ３９を駆動して、シート処理装置１内のシートの搬送パスを切り替える。表示手段６５０は、シート積載面距離計測において積載オーバー等が検知された場合にオペレータに注意を促す。

ＣＰＵ６００は、ＲＯＭから処理プログラムを読み出してＲＡＭに保持させ、処理プログラムに従って、これらのセンサの出力を参照し、装置本体１００の制御部１５０から送られてくる制御データに基づいて必要な演算処理を行い、これらの各種モータ、ソレノイド等を制御することにより、シート処理装置１の各部の制御を行う。

ＣＰＵ６００は、距離センサ６０の出力を検知して、第１トレイ２３（第２トレイ２４）へ積載されたシート（シート束）の最上面までの距離を計測し、第１トレイ２３（第２トレイ２４）へシートが所定枚数積載されるごとに、あるいはシート束が積載されるごとに、トレイユニット２６を下降させて、積載前と同じ距離が計測される位置で停止させる。これにより、積載したシート（シート束）の厚みだけ第１トレイ２３（第２トレイ２４）が下降して、積載済みシートの最上面（積載面）の高さがほぼ一定に維持される。

ＣＰＵ６００は、トレイ交換のためにトレイユニット２６を昇降させるごとにフラッシュメモリ５１の移動速度のデータを修正して、予想時間としての移動時間の余裕を徐々に減らし、装置本体１００の制御部１５０へ送信するシート処理時間（トレイ交換を伴う予想時間）を短くして、装置本体１００のシート排出間隔を短縮させることにより、シート処理装置１の処理速度を少しずつ高める。

＜シート処理時間の計算＞
図１に示す装置本体１００で画像形成が開始され、給紙カセット２００からシートが取り出されるタイミングで、図３に示す制御部１５０からＣＰＵ６００へ積載打診（プレレジオン要求）信号が送信される。

すると、ＣＰＵ６００は、図４に示すように、制御部１５０から送信された通信データから処理内容の設定を抽出して内部のＲＡＭに記憶する。ＣＰＵ６００は、用紙サイズを取得し（Ｓ１１１）、排紙先が第１トレイ２３であるか第２トレイ２４であるかを確認し（Ｓ１１２）、単純積載かステイプル処理か等の処理モードを確認し（Ｓ１１３）、これらの設定内容に基づいて、これから画像形成されるシートのシート処理時間（予想時間）を演算する（Ｓ１１４）。そして、演算したシート処理時間を送信用ＲＡＭにセットし（Ｓ１１５）て、応答信号とともに制御部１５０へ返送する（Ｓ１１６）。これにより、制御部１５０は、ＣＰＵ６００が指定したシート処理時間だけ待って次の画像形成、シート排出に取り掛かる。

ステップＳ１１４では、図５に示すシート処理時間算出処理が呼び出される。図５に示すように、最初に、処理時間として用紙搬送パス通過に要する時間として搬送時間が処理時間として設定される（Ｓ１２１）。その後、第１トレイ２３→第２トレイ２４または第２トレイ２４→第１トレイ２３の切り替えが必要か否かが確認され（Ｓ１２２）、行う場合（Ｓ１２２の有）は、図６に示すトレイ切り替え時間算出処理によって処理時間を算出し（Ｓ１２３）、そこで得られた処理時間をステップＳ１２１の処理時間に加算する（Ｓ１２４）。行わない場合（Ｓ１２２の無）は、加算されない。

その後、整合の有無が確認され（Ｓ１２５）、行う場合は所定の整合時間を処理時間に加算する（Ｓ１２６）。その後、ステイプル処理の有無が確認され（Ｓ１２７）、行う場合は所定のステイプル時間が処理時間に加算される（Ｓ１２８）。その後、束排出の有無が確認され（Ｓ１２９）、行う場合は所定の束排出時間を処理時間に加算する（Ｓ１３１）。

最後に、シート処理時間としての誤差を考慮に入れ、所定のマージン時間が無条件で加算され（Ｓ１３２）、以上をもってシート処理時間を確定する。装置本体１００の制御部１５０は、このシート処理時間をもって、転写紙の排出タイミングを決定し、先行用紙と次の用紙との排出の間合いをコントロールする。

ステップＳ１２３のトレイ切り替え時間算出処理では、図６に示すように、まず、第１トレイ２３の積載枚数と第２トレイ２４の積載枚数を加算してトレイユニット２６の合計積載枚数を計算して（Ｓ１４１）、ＣＰＵの書き換え可能な不揮発メモリに記録された図９に示すトレイ速度のテーブルから、トレイユニット２６の上昇下降の区別および積載枚数に応じたトレイ速度の値を選択する（Ｓ１４２）。次に、現在のトレイユニット２６の位置から切り替え後のトレイユニット２６の位置までの移動距離を計算して（Ｓ１４３）、移動距離とトレイ速度からトレイ移動時間を求める（Ｓ１４４）。

図４のステップＳ１１６でシート処理時間が制御部１５０に送信されると、制御部１５０からＣＰＵ６００へ処理開始信号（レジオン要求）が送信され、ＣＰＵ６００は、図７に示す積載処理を開始する。図７に示すように、まず、シートの到着に先立ち、トレイの移動の有無が確認され（Ｓ１５１）、必要ならトレイユニット２６が移動される（Ｓ１５２）。必要か否かの判断は、前述した図５プレレジオン要求処理にて確認された排紙トレイに基づいて、現在排紙口に位置しているトレイとの比較を行うことで実施される。

そして、装置本体１００より排出されるシートの到着を待って、シート処理装置１内における各種処理、シート搬送、シート積載処理等が実施される（Ｓ１５３）。

ステップＳ１５２でトレイの移動が行われた場合、図８に示すトレイ速度の学習処理が実行される。図８に示すように、ＣＰＵ６００は、まず、クロックパルスをカウントするタイムカウントを開始し（Ｓ１６１）、シフトクロックセンサ４９の出力パルスをカウントする移動距離の計測を開始し（Ｓ１６２）、移動方向信号を出力して（Ｓ１６３）、シフトモータ６０１を起動させる。これにより、トレイユニット２６が移動開始する。

そして、距離センサ６０の出力を参照して、指定された第１トレイ２３（または第２トレイ２４）の積載面が所定の積載高さか否かを判別し（Ｓ１６５）、トレイユニット２６の移動に伴って第１トレイ２３（または第２トレイ２４）が目標とする位置に達すると（Ｓ１６５のＹＥＳ）、シフトモータ６０１のモータ駆動信号をＯＦＦする（Ｓ１６６）。

そして、そのときまでの移動距離（パルスカウントから換算）をそのときのタイムカウント値で除して、今回の昇降における移動速度の実測値を演算し、所定の安全時間（マージン）を加算して、フラッシュメモリ５１に記録された移動速度のデータを補正する（Ｓ１６７）。図９に示す移動速度データのうち、該当する積載枚数範囲と移動方向のデータが、今回の実測値にマージンを加算した値に置き換えられる。

なお、単純に置き換えるのではなく、同一区分の過去数回のデータを平均した値でそれまでのデータを置き換える移動平均演算を実行してもよい。また、移動速度を演算する代わりに移動時間の実測値をフラッシュメモリ５１に記録して、昇降ごとに修正する制御としてもよい。他の処理時間を装置本体１００側で定数化して蓄え、トレイ交換の予想時間だけをフラッシュメモリ５１から選択する演算を行い、選択したデータだけをシート処理装置１から装置本体１００へ伝える制御としてもよい。さらに、図９のテーブル中、書き換え頻度の少ない枠のデータに関しては、定期的に、書き換え頻度の高いデータを用いて補間演算、補外演算による修正を行っても良い。実測や実測値に基づく演算でそれまでのデータと大きく異なるデータが演算された場合は、置き換えを中止してもよい。

その後、終了処理として、タイマー停止（Ｓ１６８）、距離計測停止（Ｓ１６９）をして、本処理を終了する。

図９に示すように、フラッシュメモリ５１には速度学習テーブルが不揮発に保持されている。速度学習テーブルは、積載枚数と移動方向の２次元配列として定義され、積載枚数は１００枚単位で個別に学習される。本テーブルは、図８に示すフローチャートの処理において移動速度を格納することによって学習し、図６に示すフローチャートの処理において、学習値を参照しトレイ移動時間の算出に用いられる。

本実施形態のシート処理装置では、シート処理時間（予想時間）に加算される一要素であるトレイ切り替え時間を距離検出と時間計測によって得られた値を基にした時間とすることで、その後のシート処理時間の算出で実動作時間により近い最適化された時間を得ることができ、積載トレイを複数有したシート処理装置ならびに画像形成システムとして、その生産性を向上することができる。

＜別の実施形態＞
図１０は別の実施形態のシート処理装置の部分的な拡大図、図１１はトレイ切り替え時間算出のフローチャート、図１２はトレイ移動速度のデータ構造の説明図である。別の実施形態のシート処理装置１Ｂは、図１〜図９を参照して説明した実施形態のシート処理装置１のような２段の間隔が固定されたトレイユニット２６の代わりに、それぞれ独立して昇降可能な２段のトレイ１ ２３Ｂ、トレイ２ ２４Ｂを備えており、それ以外の構成は同一であるので同一符号を付して詳細な説明は省略する。

そして、トレイ１ ２３Ｂとトレイ２ ２４Ｂとでそれぞれ昇降時間、昇降距離を計測して、図１２に示すような２つの処理時間テーブルを実際の昇降移動ごとに補正して不揮発に保持している。そして、装置本体１００の制御部１５０へ送信するシート処理時間を演算する際には、図１１に示すフローチャートの処理によってトレイ切り替え時間を算出している。

図１０に示すように、シート処理装置１Ｂには、トレイ１ ２３Ｂ、トレイ２ ２４Ｂが、それぞれ独立して昇降可能に支持されている。トレイ１ ２３Ｂ、トレイ２ ２４Ｂは、不図示のシフトモータと駆動機構をそれぞれ内蔵しており、シート処理装置１Ｂに設けたラックにそれぞれの駆動機構のピニオンギアを噛み合わせて、独立に駆動、昇降される。

従って、別の実施形態のシート処理装置１Ｂでは、トレイ１ ２３Ｂからトレイ２ ２４Ｂへ排出先を変更する場合、トレイ１ ２３Ｂを破線位置へ下降させて待機させるのと並行してトレイ２ ２４Ｂをシート排出口５０の下方の積載面が所定高さとなる高さ位置まで下降させる。また、逆にトレイ２ ２４Ｂからトレイ１ ２３Ｂへ排出先を変更する場合、トレイ２ ２４Ｂをシート排出口５０の上方へ上昇させて待機させるのと並行して、トレイ１ ２３Ｂを破線で示す待機位置からシート排出口５０の下方まで上昇させる。

シート処理に先立たせて装置本体１００の制御部１５０へ送信されるシート処理時間を演算する（図４のＳ１１４）際に、指定された処理にトレイ１ ２３Ｂ、トレイ２ ２４Ｂの切り替えが必要であれば（図５のＳ１２２の有）、トレイ１ ２３Ｂ、トレイ２ ２４Ｂの切り替え時間が算出される（Ｓ１２３）。

トレイ１ ２３Ｂ、トレイ２ ２４Ｂの切り替え時間を算出する際には、図１１に示すように、まず、トレイ１ ２３Ｂの移動時間を演算する（Ｓ２４１）。すなわち、現在のトレイ１ ２３Ｂの高さ位置と、移動後のトレイ１ ２３Ｂの高さ位置とからトレイ１ ２３Ｂの移動距離が算出される。また、現在のトレイ１ ２３Ｂにおけるシート積載枚数とトレイ１ ２３Ｂの移動方向とに基づいて、図１２の（ａ）に示すテーブルから移動速度が選択される。そして、算出した移動距離を選択した移動速度で除してトレイ１ ２３Ｂの移動時間が算出される。

次にトレイ２ ２４Ｂの移動時間が算出される（Ｓ２４２）。すなわち、現在のトレイ２ ２４Ｂの高さ位置と、移動後のトレイ２ ２４Ｂの高さ位置とからトレイ２ ２４Ｂの移動距離が算出される。また、現在のトレイ２ ２４Ｂにおけるシート積載枚数とトレイ２ ２４Ｂの移動方向とに基づいて、図１２の（ｂ）に示すテーブルから移動速度が選択される。そして、算出した移動距離を選択した移動速度で除してトレイ２の移動時間が算出される。

続いて、トレイ１ ２３Ｂの移動時間とトレイ２ ２４Ｂの移動時間が比較され（Ｓ２４３）、トレイ１ ２３Ｂの移動時間のほうが長ければ（Ｓ２４３のＹＥＳ）、トレイ１ ２３Ｂの移動時間が選択される（Ｓ２４４）が、トレイ２ ２４Ｂの移動時間のほうが長ければ（Ｓ２４３のＮＯ）、トレイ２ ２４Ｂの移動時間が選択される（Ｓ２４５）。

図１２の（ａ）に示すトレイ１ ２３Ｂの移動時間のテーブルは、図８のフローチャートの処理に従って、実際のトレイ切り替えでトレイ１ ２３Ｂが移動する度に、その移動距離と移動時間を実測して演算した最新の移動速度に置き換えられる。

図１２の（ｂ）に示すトレイ２ ２４Ｂの移動時間のテーブルもまた、図８のフローチャートの処理に従って、実際のトレイ切り替えでトレイ２ ２４Ｂが移動する度に、その移動距離と移動時間を実測して演算した最新の移動速度に置き換えられる。

別の実施形態のシート処理装置１Ｂでは、トレイ１の速度をトレイ１積載枚数と移動方向からテーブルを参照して取得し、その逆数に移動距離を乗算、その結果をワーク変数であるトレイ１移動時間に代入する。同様に、トレイ２の速度をトレイ２積載枚数、トレイ移動方向からテーブルを参照して取得し、その逆数に移動距離を乗算、その結果をワーク変数であるトレイ２移動時間に代入する。そして、ここで得られた両ワーク変数の大小関係を判断し、長い時間を選択して、変数トレイ移動時間に代入することによって、トレイ移動時間は過去に学習した同様の条件でのデータによって最適値が得られ、トレイ１、トレイ２の移動時間の長い方が選択されることにより、安全なトレイ切り替え時間を得ることができる。

本実施形態のシート処理装置を備えた画像形成装置の一例である複写機の内部構成の説明図である。 本実施形態のシート処理装置の部分的な拡大図である。 シート処理装置の制御系のブロック図である。 シート排出間隔を求めて送信する制御のフローチャートである。 シート処理時間算出のフローチャートである。 トレイ切り替え時間算出のフローチャートである。 シート積載制御のフローチャートである。 トレイ移動速度を求める制御のフローチャートである。 トレイ移動速度のデータ構造の説明図である。 別の実施形態のシート処理装置の部分的な拡大図である。 トレイ切り替え時間算出のフローチャートである。 トレイ移動速度のデータ構造の説明図である。

符号の説明

１、1Ｂ シート処理装置
２６、２３Ｂ、２４Ｂ シート積載手段（トレイユニット、トレイ１、トレイ２）
４９ 距離検知手段（シフトクロックセンサ）
５１ 記憶手段（フラッシュメモリ）
１００ 画像形成手段（装置本体）
１５０ 制御手段（制御部）
６００ 演算手段、補正手段、負荷検知手段、方向制御手段、時間検知手段（ＣＰＵ）
Ｅ 画像形成装置（複写機）

Claims (6)

1. シートが積載される昇降可能なシート積載手段と、
   シートの処理に先立たせてシート処理の予想時間を演算する演算手段と、を備えたシート処理装置において、
   前記シート積載手段の移動時間に関するデータを書き換え可能に保持する記憶手段と、
   前記記憶手段の前記データを昇降時の実測値を用いて随時補正する補正手段と、を備え、
   前記演算手段は、前記データを用いて前記予想時間を演算することを特徴とするシート処理装置。
2. 前記シート積載手段の昇降負荷を検知する負荷検知手段と、
   前記シート積載手段の移動方向を制御する方向制御手段と、を備え、
   前記データは、前記方向制御手段による前記移動方向と前記昇降負荷とにより区別して前記記憶手段に保持され、
   前記演算手段は、前記予想時間を演算する際には、前記昇降負荷と前記移動方向とを判別して、前記データを前記記憶手段から取り出すことを特徴とする請求項１記載のシート処理装置。
3. 前記シートの移動距離を検知する距離検知手段と、
   前記シートの移動時間を検知する時間検知手段と、を備え、
   前記補正手段は、前記シート積載手段の実際の昇降ごとに、検知された前記移動距離と検知された前記移動時間とを用いて移動速度を演算して、前記記憶手段に保持された前記データとしての移動速度を補正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. 前記昇降負荷は、前記シート積載手段のシート積載量であって、
   前記補正手段は、前記シート積載量の該当する区分ごとの前記データを、前記実測値を用いて移動平均演算処理することにより補正することを特徴とする請求項２記載のシート処理装置。
5. 画像を形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段から排出されたシートを処理する請求項１乃至４いずれか１項記載のシート処理装置と、
   前記予想時間を反映させて前記画像形成手段のシート排出間隔を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
6. 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が積載される昇降可能なシート積載手段と、
   シートの処理に先立たせてシート処理の予想時間を演算する演算手段と、を備えた画像形成装置において、
   前記シート積載手段の移動時間に関するデータを書き換え可能に保持する記憶手段と、
   前記記憶手段の前記データを昇降時の実測値を用いて随時補正する補正手段と、を備え、
   前記演算手段は、前記データを用いて前記予想時間を演算することを特徴とする画像形成装置。
   

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