JP2012012138A - 用紙収容装置、用紙折り装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】少数の積載枚数で積載手段上が満杯になってしまうことを抑制できる用紙収容装置、並びに、その用紙収容装置を備えた用紙折り装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】折り処理された用紙を積載する積載手段５０１と、積載手段５０１を昇降させる昇降手段４０と、昇降手段４０を駆動する駆動モータ３２と、駆動モータ３２に電流を供給する電源５０とを備えた用紙収容装置において、積載手段５０１の上方に設けられ、昇降手段４０によって上昇させた積載手段５０１に積載された用紙と当接する当接部材５３１と、駆動モータ３２を流れる電流の値を検出するモータ電流検出手段６２０と、用紙が積載された積載手段５０１を駆動モータ３２により駆動させた昇降手段４０によって上昇させた際に、モータ電流検出手段６２０の検出結果に基づいて昇降手段４０による積載手段５０１の上昇を停止させる制御を行う制御手段６００とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、用紙に折り処理を行う用紙折り装置から順次送られてくる用紙を用紙トレイ上に積載収納する用紙収容装置、並びに、その用紙収容装置を備えた用紙折り装置及び画像形成装置に関するものである。

従来より、画像形成装置から排出された用紙に折り処理を行う用紙折り装置で折り加工が施された用紙を、上下方向に昇降する昇降トレイ上に積載していく用紙収容装置が知られている（特許文献１など）。

用紙折り装置による用紙の折り処理が不十分であると用紙の折りによる膨らみが大きくなってしまい、そのような用紙を順次昇降トレイ上に積載していくと用紙の折りによる膨らみによって積載された用紙の嵩が増す。そのため、少数の積載枚数で昇降トレイ上が満杯になってしまうといった問題が生じる。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、少数の積載枚数で積載手段上が満杯になってしまうことを抑制できる用紙収容装置、並びに、その用紙収容装置を備えた用紙折り装置及び画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、折り処理された用紙を積載する積載手段と、前記積載手段を昇降させる昇降手段と、前記昇降手段を駆動する駆動モータと、前記駆動モータに電流を供給する電源とを備えた用紙収容装置において、前記積載手段の上方に設けられ、前記昇降手段によって上昇させた該積載手段に積載された用紙と当接する当接部材と、前記駆動モータを流れる電流の値を検出するモータ電流検出手段と、用紙が積載された前記積載手段を前記駆動モータにより駆動させた前記昇降手段によって上昇させた際に、前記モータ電流検出手段の検出結果に基づいて前記昇降手段による前記積載手段の上昇を停止させる制御を行う制御手段とを有することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の用紙収容装置において、前記駆動モータがＤＣモータであることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の用紙収容装置において、上記制御手段は上記モータ電流検出手段によって検出された前記ＤＣモータを流れる電流の値が予め設定された閾値を超えた際に、上記昇降手段による上記積載手段の上昇を停止させる制御を行うことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３の用紙収容装置において、用紙の枚数や種類の情報を入力する入力手段を有し、上記閾値は前記情報に応じて複数設定されており、上記制御手段は、前記入力手段により入力された前記情報と、前記モータ電流検出手段の検出結果とに基づいて、上記ＤＣモータを流れる電流の値が前記情報に応じた前記閾値を越えた際に、上記昇降手段による上記積載手段の上昇を停止させる制御を行うことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３または４の用紙収容装置において、上記当接部材は上記積載手段の昇降方向に変位可能に設けられており、前記当接部材を前記積載手段に向かって付勢する付勢手段を有することを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３または４の用紙収容装置において、上記当接部材が弾性体で構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５または６の用紙収容装置において、上記モータ電流検出手段によって上記駆動モータを流れる電流の値を検出するための電流検出部に電流検出抵抗が設けられており、前記モータ電流検出手段によって前記駆動モータを流れる電流の値を検出する必要が無い場合に、スイッチのＯＮ／ＯＦＦによって前記電流検出抵抗に電流が流れないような回路構成になっていることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、用紙に折り加工を施す用紙折り装置において、折り加工が施された用紙を積載収容する用紙収容手段として、請求項１、２、３、４、５、６または７の用紙収容装置を備えることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、用紙に画像を形成する画像形成装置本体と、用紙に折り加工を施す用紙折り手段とを備える画像形成装置において、前記用紙折り手段として、請求項８の用紙折り装置を用いることを特徴とするものである。

本発明においては、駆動モータからの駆動力で駆動する昇降手段により積載手段を上昇させると、積載手段の上方に設けられた当接部材に積載手段上の用紙束の上面が当接する。そして、さらに積載手段を上昇させると積載手段と当接部材とによって挟まれた用紙束の各用紙の膨らみが小さくなっていき、用紙の膨らみがなくなるまで積載手段を上昇させると、用紙の膨らみがなくなる前よりも強い力で用紙束が当接部材に押し付けられる。このように、積載手段上の用紙束が当接部材に強い力で押し付けられると、昇降手段を駆動する駆動モータにかかる負荷に応じて駆動モータを流れる電流の値が変化する。そのため、モータ電流検出手段によって検出した電流値に基づいて制御部により昇降手段による積載手段の上昇を停止させることで、用紙束を当接部材に強い力で押し付けることができる。用紙束が当接部材に強い力で押し付けられることで、用紙束の各用紙の折り目が増し折りされ、積載手段を下降させて当接部材から用紙束を離間させた際の用紙の膨らみを小さくすることができる。よって、用紙の膨らみが小さくなる分、積載手段上に積載される用紙の枚数を多くすることができる。

以上、本発明によれば、少数の積載枚数で積載手段上が満杯になってしまうことを抑制できるという優れた効果がある。

（ａ）昇降トレイ上に積載された用紙束の上面が可動板に接触したときの状態を示す図。（ｂ）用紙束の上面が可動板に接触した後も昇降トレイを上昇させて用紙束の撓みがなくなっていく状態を示す図。（ｃ）昇降トレイ上に積載された用紙束がプレスされた状態を示す図。 実施形態にかかるシート折り装置を連結したシステム構成を示す説明図。 シート折り装置の概略構成図。 Ｚ折りの説明に用いる図。 二つ折りの説明に用いる図。 外三つ折りや内三つ折りの説明に用いる図。 シート処理制御装置の一例を示すブロック図。 （ａ）ＤＣモータに流れている電流値を検出する回路図。（ｂ）ＤＣモータに流れている電流値を検出する回路図。 モータドライバー内部に電流検出抵抗を組み込んでＤＣモータに流れている電流値を検出する回路図。 ＤＣモータの負荷と電流値との関係を示すグラフ。 昇降トレイの位置とモータ電流値との関係を示すグラフ。 昇降トレイで折り用紙束をプレスする制御のフローチャート。 折り用紙の条件をもとに昇降トレイで折り用紙束をプレスする制御のフローチャート。 ＤＣモータに流れている電流値を検出する回路図。

図２は本実施形態に係るシート折り装置を連結したシステム構成を示す説明図である。

本システムは図示するように、大きくは本発明による構成・動作を行うシート折り装置１０００と、複写機などの画像形成装置本体２０００と、シートに対してステープルなどの後処理を行うシート後処理装置３０００とを備えている。なお、本実施形態においては、画像形成装置本体２０００とシート折り装置１０００とを別体で設けて一つの画像形成装置を構成するものであるが、画像形成装置本体２０００内にシート折り装置１０００を設けるなど、画像形成装置本体２０００とシート折り装置１０００とを一体で設けて一つの画像形成装置を構成しても良い。

図２において、シート折り装置１０００は、画像形成装置本体２０００の側部に取り付けられており、画像形成装置本体２０００から排出されたシートはシート折り装置１０００に送り込まれる。シート折り装置１０００に送り込まれたシートは、後述するような動作によって種々の折りが施される。

画像形成装置本体２０００は、特に図示しないが入力される画像データを印字可能な画像データに変換する画像処理回路、画像処理回路から出力される画像信号に基づいて感光体に光書き込みを行う光書き込み装置、光書き込み装置により感光体に形成された潜像をトナーで現像する現像装置、現像装置によって顕像化されたトナー像をシートに転写する転写装置、及び、シートに転写されたトナー像を定着させる定着装置を少なくとも備えている。画像形成装置本体２０００でトナー像が定着されたシートをシート折り装置１０００に送り出し、シート折り装置１０００によって所望の処理が行われる。画像形成装置本体２０００は、ここでは前述のように電子写真方式のものであるが、インクジェット方式、熱転写方式などの公知の方式が全て使用できる。なお、本実施形態では、画像処理回路、感光体、光書き込み装置、現像装置、転写装置、及び定着装置などが画像形成手段を構成している。

図３はシート折り装置１０００の概略構成図であり、シート折り折り装置１０００は図に示す構成によって、Ｚ折り、二つ折り、外三つ折り及び内三つ折りの各折り動作が可能となっている。

＜Ｚ折り＞
図４を用いてＺ折りについて説明する。
画像形成装置本体２０００よりシート折り装置１０００内に受け入れた用紙を、入口切替爪４００によって第１ストッパ搬送路１０２へ案内し、第１ストッパ搬送路１０２内の第１ストッパ３０１に用紙先端を突き当てて撓ませる（図４（ａ））。そして、第１撓み補助部材４０１を動作させ、第１折りローラ２０１と第２折りローラ２０２とによって形成される第１ニップに向けて用紙を撓ませ送り込み第１ニップで１回目の折りを行う（図４（ｂ））。

１回目折り完了後、第１中継搬送路１０３から第２ストッパ搬送路１０４へ搬送され、第２ストッパ搬送路１０４内の第２ストッパ３０２に用紙先端を突き当てて撓ませる（図４（ｃ））。そして、第２撓み補助部材４０２を動作させ、第３折りローラ２０３と第４折りローラ２０４とによって形成される第２ニップに向けて用紙を撓ませ送り込み第２ニップで２回目の折りを行い、第２中継搬送路１０５にてＺ折り完了となる。（図４（ｄ））。

折り完了後、第３ストッパ搬送路１０６を通り（図４（ｅ））、排紙搬送ローラ１１２によって下流機へ搬送される（図４（ｆ））。なお、Ｚ折りモードでは、第３ストッパ３０３は使用しない為、第３ストッパ搬送路１０６から退避した位置にある。

＜二つ折り＞
図５を用いて二つ折りについて説明する。
画像形成装置本体２０００よりシート折り装置１０００内に受け入れた用紙は、入口切替爪４００と第１撓み補助部材４０１とによって、第１ストッパ搬送路１０２へは進入せずに、第１折りローラ２０１と第２折りローラ２０２とによって形成される第１ニップを通過し、第１中継搬送路１０３を通って第２ストッパ搬送路１０４へ案内される（図５（ａ））。

このように第２ストッパ搬送路１０４に案内した用紙を、第２ストッパ搬送路１０４内の第２ストッパ３０２に用紙先端を突き当てて撓ませる（図５（ｂ））。そして、第２撓み補助部材４０２を動作させ、第３折りローラ２０３と第４折りローラ２０４とによって形成される第２ニップに向けて用紙を均一に撓ませ送り込み第２ニップで１回目の折りを行い、第２中継搬送路１０５にて二つ折り完了となる（図５（ｃ））。

折り完了後、第３ストッパ搬送路１０６を通り（図５（ｄ）、排紙搬送ローラ１１２によって下流機へ搬送される（図５（ｅ））。なお、二つ折りモードでは、第３ストッパ３０３は使用しない為、第３ストッパ搬送路１０６から退避した位置にある。

＜外三つ、内三つ＞
図６を用いて外三つや内三つ折りについて説明する。
画像形成装置本体２０００よりシート折り装置１０００内に受け入れた用紙は、入口切替爪４００と第１撓み補助部材４０１とによって、第１ストッパ搬送路１０２へは進入せずに、第１折りローラ２０１と第２折りローラ２０２とによって形成される第１ニップを通過し、第１中継搬送路１０３を通って第２ストッパ搬送路１０４へ案内される（図６（ａ））。

このように第２ストッパ搬送路１０４に案内した用紙を、第２ストッパ搬送路１０４内の第２ストッパ３０２に用紙先端を突き当てて撓ませる（図６（ｂ））。そして、第２撓み補助部材４０２を動作させ、第３折りローラ２０３と第４折りローラ２０４とによって形成される第２ニップに向けて用紙を撓ませ送り込み第２ニップで１回目の折りを行い、第２中継搬送路１０５にて１回目折り完了となる（図６（ｃ））。

１回目折り完了後、第３ストッパ搬送路１０６へ搬送され、第３ストッパ搬送路１０６内の第３ストッパ３０３に用紙先端を突き当てて撓ませる（図６（ｄ））。そして、第３撓み補助部材４０３を動作させ、第５折りローラ２０５と第６折りローラ２０６とによって形成される第３ニップに向けて用紙を撓ませ送り込み第３ニップで２回目の折りを行い、スタッカー搬送路１０７にて内三つ折り、外三つ折り完了となる（図６（ｅ））。折り完了後、用紙はスタッカー排紙搬送ローラ１１３によってスタッカー部５００へ収納される（図６（ｆ））。

スタッカー部５００は先端フェンス５５０や後端フェンス５４０や昇降トレイ５０１を備えている。また、シート折り装置１０００の内部下方に回転可能に取り付けた駆動軸２７の両端にそれぞれ取り付けたタイミングプーリ２８と、シート折り装置１０００の内部上方にそれぞれ回転自在に取り付けたタイミングプーリ２９とにタイミングベルト３０を張架させ、このタイミングベルト３０に図示しない支持部材を介して昇降トレイ５０１の両側端部をそれぞれ取り付けている。駆動軸２７には従動ギヤ３１が取り付けられており、駆動軸２７の近傍に配設したＤＣモータ３２に取り付けた駆動ギヤ３３と嵌合している。そして、ＤＣモータ３２を駆動し駆動軸２７を正転させることでタイミングベルト３０が図中時計回りに回転して昇降トレイ５０１が上昇し、駆動軸２７を逆転させることでタイミングベルト３０が図中反時計回りに回転して昇降トレイ５０１が下降する昇降動作が行われる。すなわち、昇降トレイ５０１は、タイミングプーリ２８，２９やタイミングベルト３０などからなる昇降機構４０をＤＣモータ３２により駆動することによって上下方向の昇降動作が行われる。また、昇降トレイ５０１の昇降動作は用紙が昇降トレイ５０１に排紙させる毎に行われる。

また、昇降トレイ５０１に排紙される用紙のサイズに応じて、先端フェンス５５０が用紙搬送方向に移動可能となっている。先端フェンス５５０の下端には、水平方向に長尺で先端フェンス可動モータ５５２の回転軸に取り付けられたピニオンギヤ５５３と噛み合うラック５５１が設けられている。そして、先端フェンス可動モータ５５２からの回転力によってピニオンギヤ５５３を回転させラック５５１を水平方向で移動させることにより、用紙サイズに応じた位置に先端フェンス５５０を位置させることができる。

図１を用いて、昇降トレイ５０１に排紙された折りの施された用紙束をプレスする動作について説明する。

昇降トレイ５０１に折りが施された用紙が排紙された後、昇降トレイ５０１上の用紙束を上下方向からプレスし増し押しする為に、昇降トレイ５０１を昇降させるＤＣモータ３２によって昇降トレイ５０１を上方向に上昇させる。

昇降トレイ５０１が上昇すると、固定板５３０の下面に固定された加圧スプリング５１１によって可動が可能な可動板５３１に、昇降トレイ５０１上に積載された用紙束の上面が接触する（図１（ａ））。

昇降トレイ５０１上に積載された用紙束の上面が可動板５３１に接触した後も昇降トレイ５０１を上昇させることにより、折り用紙束の撓みがなくなっていく（図１（ｂ））。

そして、さらに昇降トレイ５０１を上昇させることで、加圧スプリング５１１から下向きの力を受けた可動板５３１により、昇降トレイ５０１上に積載された用紙束がプレスされ、用紙束に対し増し押しを行うことができる。（図１（ｃ））。

図７は本実施形態にかかる画像形成装置本体２０００やシート折り装置１０００の制御装置の構成の一例を示すブロック図である。

本装置は、画像形成装置本体２０００を制御する画像形成装置本体制御部７００と、ユーザーとの入出力インターフェースとなる操作部８００と、シート折り装置１０００に設けられ画像形成された用紙を折り後処理制御するためのシート折り装置制御部６００と、そのシート折り装置制御部６００により制御されモータドライバーや電源などからなるモータ駆動部６１０と、そのモータ駆動部６１０により駆動されるＤＣモータ３２と、そのＤＣモータ３２を流れる電流値を検出する電流検出抵抗Ｒ１などからなるモータ電流値検出部６２０と、ユーザーからの情報やＤＣモータ３２の電流値等の情報を記憶する記憶部９００とからなる。

図８、図９は電源５０から供給されＤＣモータ３２に流れている電流の電流値Ｉ０を検出する回路の構成について説明する図である。

図８に示すように、昇降トレイ５０１を動作させるＤＣモータ３２は、シート折り装置制御部６００からの信号により動作されるモータドライバー３５により制御される。ＤＣモータ３２が動作しているとき、電源５０から供給されＤＣモータ３２を流れる電流値をＩとした場合、モータ電流検出電圧Ｖ１はＶ１＝Ｉ×Ｒ１で表すことができる。なお、電流検出抵抗Ｒ１をモータドライバー内部に組み込んでいる図９に示したモータドライバー３６を用いて良い。

モータ電流検出電圧Ｖ１は、例えば図８（ａ）のような回路構成とした場合、モータ電流値検出部６２０に設けられたＡ／Ｄ変換できるＩＣ７０１で電圧値をデジタル値へＡ／Ｄ変換することでシート折り装置制御部６００のＣＰＵ６０１などを用いて、そのモータ電流検出電圧Ｖ１を認識することができる。また、ＣＰＵによってはＡ／Ｄ変換できるポートが備え付けられているものもあり、その場合は図８（ｂ）のように直接、シート折り装置制御部６００のＣＰＵ６０２へ接続することも可能である。この場合、シート折り装置制御部６００のＣＰＵ６０２がモータ電流値検出部６２０の一部としても機能する。また、図９のような電流検出抵抗Ｒ１がモータドライバー３６の内部に組み込まれている場合であっても、同じように電圧値をデジタル値へＡ／Ｄ変換する回路構成を採用することでシート折り装置制御部６００のＣＰＵ６０２などを用いてモータ電流検出電圧Ｖ１を認識することができる。

そして、シート折り装置制御部６００のＣＰＵ６０１またはＣＰＵ６０２で認識したモータ電流検出電圧Ｖ１と既知の電流検出抵抗Ｒ１とからシート折り装置制御部６００のＣＰＵ６０１またはＣＰＵ６０２により、ＤＣモータ３２を流れる電流の電流値Ｉ０を算出する。このようにして、図８（ａ）、図８（ｂ）及び図９に示す回路によりＤＣモータ３２に流れる電流値Ｉ０を検出することができる。

ここで、図１０に示すように、ＤＣモータ３２は負荷が大きくなると、ＤＣモータ３２に流れる電流値は大きくなることが知られている。図１を用いて説明したように、昇降トレイ５０１が上昇し、昇降トレイ５０１上に積載された用紙束の上面が可動板５３２に接触し、その後も昇降トレイ５０１が上昇すると用紙束の撓みがなくなっていく。その際、用紙束のたわみがなくなっていくにつれて、昇降トレイ５０１を駆動するＤＣモータ３２の負荷が少し増大し、それに伴いＤＣモータ３２の駆動電流値も少し上昇する（図１１の（１））。

その後、用紙束のたわみがなくなると（図１１の（２））、用紙束の上方にある可動板５３２は加圧スプリング５１１で固定板５３０に接続されているため、加圧スプリング５１１が縮むに従い加圧スプリング５１１のバネ力が強くなるのでＤＣモータ３２の負荷がさらに増加する。つまり、図１１に示すように加圧スプリング５１１のバネ力に応じてＤＣモータ３２の駆動電流値も大きくなる（図１１の（３））。

図１２を用いて昇降トレイ５０１で折りが施された用紙束をプレスする制御方法について説明する。

画像形成装置本体２０００から排紙された用紙が、シート折り装置１０００に入り折り処理が行なわれシート折り装置１０００内の昇降トレイ５０１に排出される。昇降トレイ５０１への排出が完了すると（Ｓ１でＹｅｓ）、その後、昇降トレイ５０１は上昇を始める（Ｓ２）。そして、昇降トレイ５０１の上昇速度が一定になった時点でのＤＣモータ電流値Ｉ０を取得する（Ｓ３）。ＤＣモータ電流値Ｉ０が取得された後は、ＤＣモータ電流値Ｉ０にスレッショルド定数Ａを乗算し、スレッショルド電流値Ｉ１を設定する（Ｓ４）。

ここで、スレッショルド定数Ａは昇降トレイ５０１上の折りが施された用紙の上面が可動板５３１に当たるまでの間に変動するＤＣモータ３２の電流値の最大値よりもスレッショルド電流値Ｉ１が高くなるように設定されており、これは装置のバラつきも含め実験的に求まる数値である。

昇降トレイ５０１上の用紙の上面が可動板５３１に当たり、その後、さらに昇降トレイ５０１が上昇すると用紙の撓みがなくなっていき、さらに昇降トレイ５０１が上昇すると加圧スプリング５１１が縮み始めて、図１１の（３）に示すようにＤＣモータ３２の負荷が急激に増大し、それに合わせてＤＣモータ３２を流れる電流の電流値Ｉも増加する。そして、その際のモータ電流検出部６２０によって検出された電流値Ｉに基づいて、すなわち、その増加したＤＣモータ３２の電流値Ｉがスレッショルド電流値Ｉ１よりも大きくなった時点（Ｓ５でＹｅｓ）で、昇降トレイ５０１を停止させる（Ｓ６）。これにより、用紙束を可動板５３１に強い力で押し付けることができる。また、停止した昇降トレイ５０１は、次にシート折り装置１０００内の昇降トレイ５０１に用紙が排紙される指示があるまで、もしくは、ユーザーが昇降トレイ５０１から用紙束を取り出すときまで、その位置で保持され可動板５３１により昇降トレイ５０１上の用紙束がプレスされ続ける。

本実施形態のように、折りが施された用紙を積載した昇降トレイ５０１を上昇させることによって、昇降トレイ５０１の上方に設けられ加圧スプリング５１１からのバネ力を受けた可動板５３１により、昇降トレイ５０１上の用紙束の上面が可動板５３１に押し付けられる。これにより、昇降トレイ５０１上の用紙束が昇降トレイ５０１と可動板５３１とに挟まれて上下方向からプレスされ、用紙束の各用紙の折り目が増し押しされるので、昇降トレイ５０１上に積載された用紙束全体の厚みを小さくすることができる。よって、用紙束全体の厚みを小さくできる分、昇降トレイ５０１上に積載される用紙の枚数を多くすることができる。また、昇降トレイ５０１上の用紙束に偏った撓みが生じるのを抑えられ、用紙束が崩れてしまい積載できなくなることを抑制できる。

なお、固定板５３０に取り付けられた加圧スプリング５１１からのバネ力を受ける可動板５３１に昇降トレイ５０１上の用紙束を押し付けて、昇降トレイ５０１上の用紙束が昇降トレイ５０１と可動板５３１とに挟まれて上下方向からプレスされるような構成ではなく、上昇させた昇降トレイ５０１に積載された用紙束と当接するウレタンのような弾性体からなる当接部材を、昇降トレイ５０１の上方に固定させて設けることで、構造が簡単になり、またコストも下げることができる。

ここで、ＤＣモータ３２を流れる電流の電流値がスレッショルド電流値Ｉ１に達する前に昇降トレイ５０１を停止させた場合には、可動板５３１と昇降トレイ５０１とによって用紙束を上下方向から加圧する力が弱いため、用紙束をきちんとプレスできない。また、ＤＣモータ３２を流れる電流の電流値がスレッショルド電流値Ｉ１に達しても昇降トレイ５０１を停止させなかった場合は、可動板５３１と昇降トレイ５０１とによって用紙束を上下方向から非常に強い力で加圧することが可能となるが、装置の強度がないと装置が破壊される虞がある。また、それ以上の加圧ができない状態になるとモータが停止しモータロック状態になり、大きな電流がＤＣモータ３２に流れ続けるため、時間が経つとＤＣモータ３２や後述するモータドライバー３５，３６（図８や図９を参照）が発熱し故障に至ってしまう。

よって、本実施形態においては、ＤＣモータ３２を流れる電流のスレッショルド電流値Ｉを、用紙束をきちんとプレスすることができたり、大きな電流がＤＣモータ３２などに流れ続けてＤＣモータ３２やモータドライバー３５，３６などが異常に発熱し故障に至ることを抑制できたりする値に、予め実験などによって求めて設定している。

ここで、昇降トレイ５０１を停止させるのに可動板５３１の位置を検知する光学センサを用いることが考えられるが、光学センサを配置するスペースやハーネスなどの配線のスペースが必要になったり、光学センサやハーネスなどを設ける分だけコストがかかったりしてしまう。

また、光学センサで可動板５３１の位置を検知する構成では、光学センサの位置が変わらない場合、毎回同じ位置で可動板５３１を検知することになる。昇降トレイ５０１上の用紙束が当接していないときの可動板５３１の初期位置から光学センサの位置まで可動板５３１が移動する場合、前記初期位置から前記光学センサの位置までの距離だけ加圧スプリング５１１が収縮しその力で用紙束を上下方向から圧縮することになる。可動板５３１の移動距離をｘとすると、用紙束を上下方向から押圧する力Ｆは加圧スプリング５１１のバネ定数ｋを用いてＦ＝ｋ×ｘとなり、可動板５３１の移動距離ｘが変わらないと用紙束を上下方向から押圧する力Ｆは、用紙束がたくさんあるときも、少ないときも、用紙の種類が違っていても、いつも同じということになる。よって、用紙束を上下方向から押圧する力Ｆの設定を最大に設計した場合は、用紙束をきちんとプレスできるが、用紙束の枚数が少なかったり、薄紙であったりする場合は、その分、エネルギーが無駄になる。また、用紙束を上下方向から押圧する力Ｆの設定を例えばメーカー推奨紙を想定する等の標準的な数値にした場合は、用紙束をきちんとプレスができない虞がある。

次に、図１３を用いて折り用紙の条件をもとに昇降トレイ５０１で折り用紙束をプレスする制御方法について説明する。

ユーザーが操作部やＰＣ（パーソナルコンピュータ）から中綴じ折りのモードを選択し、プリントする用紙の枚数や種類の情報を入力すると、その入力された情報は画像形成装置本体２０００の制御部を通してシート折り装置１０００の制御部に入力される（Ｓ１）。画像形成装置本体２０００から排紙された用紙が、シート折り装置１０００に入り折り処理が行なわれシート折り装置１０００内の昇降トレイ５０１に排出される。昇降トレイ５０１への排出が完了すると（Ｓ２でＹｅｓ）、その後、昇降トレイ５０１は上昇を始める（Ｓ３）。そして、昇降トレイ５０１の上昇速度が一定になった時点でのＤＣモータ電流値Ｉ０を取得する（Ｓ４）。ＤＣモータ電流値Ｉ０が取得された後は、ＤＣモータ電流値Ｉ０にスレッショルド定数（Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）を乗算し、スレッショルド電流値Ｉ１を設定する（Ｓ５）。

ここで、スレッショルド定数（Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）は昇降トレイ５０１上の折りが施された用紙の上面が可動板５３１に当たるまでの間に変動するＤＣモータ３２の電流値の最大値よりもスレッショルド電流値Ｉ１が高くなるように設定されている。また、用紙の種類Ｔと枚数ｎから例えば表１のように設定され、用紙の厚みが厚いほど、用紙の枚数が多いほど、スレッショルド定数（Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）は高く設定されている。なお、スレッショルド定数（Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）は装置のバラつきも含め実験的に求まる数値である。

昇降トレイ５０１上の用紙の上面が可動板５３１に当たり、その後、さらに昇降トレイ５０１が上昇すると用紙の撓みがなくなっていき、さらに昇降トレイ５０１が上昇すると加圧スプリング５１１が縮み始めて、図１１の（３）に示すようにＤＣモータ３２の負荷が急激に増大し、それに合わせてＤＣモータ３２の電流値も増加する。

そして、その増加したＤＣモータ３２の電流値がスレッショルド電流値Ｉ１よりも大きくなった時点（Ｓ６でＹｅｓ）で、昇降トレイ５０１を停止させる（Ｓ７）。停止した昇降トレイ５０１は、次にシート折り装置１０００内の昇降トレイ５０１に用紙が排紙される指示があるまで、もしくは、ユーザーが昇降トレイ５０１から用紙束を取り出すときまで、その位置で保持され可動板５３１により昇降トレイ５０１上の用紙束がプレスされ続ける。

このように、折り用紙の枚数や用紙の種類毎に用紙束を押圧する力を可変できる（ＤＣモータ３２の電流値をモニタリングしながら昇降トレイを制御することができる）ことで、用紙束の状態に応じて最適な押圧でプレスすることができる。

図１４は電源５０から供給されＤＣモータ３２に流れている電流値を検出する回路の他の構成について説明する図である。

昇降トレイ５０１を動作させるＤＣモータ３２は、シート折り装置制御部からの信号により動作されるモータドライバー３５により制御される。ＤＣモータ３２が動作しているとき、電源５０から供給されＤＣモータ３２を流れる電流値をＩとした場合、モータ電流検出電圧Ｖ１はＶ１＝Ｉ×Ｒ１で表すことができる。

ここで、ＤＣモータ３２を流れる電流値を検出する回路の構成が図８に示したような回路構成の場合、ＤＣモータ３２を流れる電流は必ず電流検出抵抗Ｒ１を流れるため、Ｒ１×Ｉ×Ｉ［Ｗ］の電力が必ず消費されてしまう。例えば、電流検出抵抗Ｒ１が０．３［Ω］でＤＣモータ３２を流れる電流の電流値Ｉが２［Ａ］の場合、電流検出抵抗Ｒ１で消費される電力は、０．３［Ω］×２［Ａ］×２［Ａ］＝１．２［Ｗ］にもなってしまう。このように、ＤＣモータ３２を流れる電流の電流値を検出するためだけに設けられた電流検出抵抗Ｒ１によって、ＤＣモータ駆動中に約１［Ｗ］も消費電力がアップしてしまうことは非常に望ましくない。

そこで、昇降トレイ５０１を下降させる場合などＤＣモータ駆動中にＤＣモータ３２を流れる電流の電流値を検出する必要がない状態のときには、ＳＷ１をＯＮにすることで、電流検出抵抗Ｒ１に流れる電流が低減し、電流検出抵抗Ｒ１で消費されていた電力を削減することができる。

このときのＳＷ１として例えばトランジスタを用いた場合には、シート折り装置制御部からトランジスタをＯＮ／ＯＦＦさせる信号を出すことで、任意に電流検出するか否かを切り替えることが可能である。

以上、本実施形態によれば、折り処理された用紙を積載する積載手段である昇降トレイ５０１と、昇降トレイ５０１を昇降させる昇降手段である昇降機構４０と、昇降機構４０を駆動する駆動モータであるＤＣモータ３２と、ＤＣモータ３２に電流を供給する電源５０とを備えた用紙収容装置であるスタッカー部５００において、昇降トレイ５０１の上方に設けられ、昇降機構４０によって上昇させた昇降トレイ５０１に積載された用紙と当接する当接部材である可動板５３１と、ＤＣモータ３２を流れる電流の値を検出するモータ電流検出手段であるモータ電流値検出部６２０と、用紙が積載された昇降トレイ５０１をＤＣモータ３２により駆動させた昇降機構４０によって上昇させた際に、モータ電流値検出部６２０の検出結果に基づいて昇降機構４０による昇降トレイ５０１の上昇を停止させる制御を行う制御手段であるシート折り装置制御部６００とを有する。本実施形態においては、ＤＣモータ３２からの駆動力で駆動する昇降機構４０により昇降トレイ５０１を上昇させると、昇降トレイ５０１の上方に設けられた可動板５３１に昇降トレイ５０１上の用紙束の上面が当接する。そして、さらに昇降トレイ５０１を上昇させると昇降トレイ５０１と可動板５３１とによって挟まれた用紙束の各用紙の膨らみが小さくなっていき、用紙の膨らみがなくなるまで昇降トレイ５０１を上昇させると、用紙の膨らみがなくなる前よりも強い力で用紙束が可動板５３１に押し付けられる。このように、昇降トレイ５０１上の用紙束が可動板５３１に強い力で押し付けられると、昇降機構４０を駆動するＤＣモータ３２にかかる負荷に応じてＤＣモータ３２を流れる電流の値が変化する。そのため、モータ電流値検出部６２０によって検出した電流値に基づいてシート折り装置制御部６００により昇降機構４０による昇降トレイ５０１の上昇を停止させることで、用紙束を可動板５３１に強い力で押し付けることができる。用紙束が可動板５３１に強い力で押し付けられることで、用紙束の各用紙の折り目が増し折りされ、昇降トレイ５０１を下降させて可動板５３１から用紙束を離間させた際の用紙の膨らみを小さくすることができる。よって、用紙の膨らみが小さくなる分、昇降トレイ５０１上に積載される用紙の枚数を多くすることができる。また、昇降トレイ５０１上の用紙束に偏った撓みができて用紙束が崩れてしまいスタックできなくなることを抑制できる。
また、本実施形態によれば、前記駆動モータがＤＣモータ３２であることで、昇降トレイ５０１上の用紙束が可動板５３１に強い力で押し付けられると、昇降機構４０を駆動するＤＣモータ３２にかかる負荷も大きくなり、それに伴ってＤＣモータ３２を流れる電流も急激に大きくなる。そのため、モータ電流値検出部６２０によって検出した電流値に基づいてシート折り装置制御部６００により昇降機構４０による昇降トレイ５０１の上昇を停止させることで、用紙束を可動板５３１に強い力で押し付けることができる。また、昇降機構４０による昇降トレイ５０１の上昇を停止させずに用紙束を可動板５３１に強い力で押し付けると、ＤＣモータ３２に大きな負荷がかかり続けて、それに伴いＤＣモータ３２に大きな電流が流れ続けるため、モータ電流値検出部６２０の検出結果に基づいて昇降トレイ５０１の上昇を停止させることで、ＤＣモータ３２が異常に発熱し故障するのを抑制することができる。
また、本実施形態によれば、シート折り装置制御部６００はモータ電流値検出部６２０によって検出されたＤＣモータ３２を流れる電流の値が予め設定された閾値であるスレッショルド電流値Ｉ１を超えた際に、昇降機構４０による昇降トレイ５０１の上昇を停止させる制御を行う。ＤＣモータ３２を流れる電流の電流値がスレッショルド電流値Ｉ１に達する前に昇降トレイ５０１を停止させた場合には、可動板５３１と昇降トレイ５０１とによって用紙束を上下方向から加圧する力が弱いため、用紙束をきちんとプレスできない。また、ＤＣモータ３２を流れる電流の電流値がスレッショルド電流値Ｉ１に達しても昇降トレイ５０１を停止させなかった場合は、可動板５３１と昇降トレイ５０１とによって用紙束を上下方向から非常に強い力で加圧することが可能となるが、装置の強度がないと装置が破壊される虞がある。また、それ以上の加圧ができない状態になるとＤＣモータ３２が停止しモータロック状態になり、大きな電流がＤＣモータ３２に流れ続けるため、時間が経つとＤＣモータ３２やモータドライバー３５，３６が発熱し故障に至ってしまう。よって、ＤＣモータ３２を流れる電流の値がスレッショルド電流値Ｉ１を超えた際に、昇降機構４０による昇降トレイ５０１の上昇を停止させることで、用紙束をきちんとプレスすることができたり、大きな電流がＤＣモータ３２などに流れ続けてＤＣモータ３２などが異常に発熱し故障に至ることを抑制できたりする。
また、本実施形態によれば、用紙の枚数や種類の情報を入力する入力手段である操作部８００を有し、スレッショルド電流値Ｉ１は前記情報に応じて複数設定されており、シート折り装置制御部１０００は、操作部８００により入力された前記情報と、モータ電流値検出部６２０の検出結果とに基づいて、ＤＣモータ３２を流れる電流の値が前記情報に応じたスレッショルド電流値Ｉ１を越えた際に、昇降機構４０による昇降トレイ５０１の上昇を停止させる制御を行う。これにより、用紙の枚数や種類に応じて最適な力で昇降トレイ５０１上の用紙束をプレスすることができる。そのため、昇降トレイ５０１上に積載された用紙の枚数が少ないときや用紙の厚みが小さいときにでも必要以上に大きな力でプレスする必要がなくなるため、エネルギー的に優れている。
また、本実施形態によれば、可動板５３１は昇降トレイ５０１の昇降方向に変位可能に設けられており、可動板５３１を昇降トレイ５０１に向かって付勢する付勢手段である加圧スプリング５１１を有する。昇降トレイ５０１の上方に設けられ加圧スプリング５１１からのバネ力を受けた可動板５３１により、昇降トレイ５０１上の用紙束の上面が可動板５３１に押し付けられることで、加圧スプリング５１１が縮むに従い加圧スプリング５１１のバネ力が強くなるので、より大きな力で用紙をプレスすることができる。
また、本実施形態によれば、上記当接部材を可動板５３１、加圧スプリング５１１、固定板５３０といった構成にせずにウレタンのような弾性体とすることで構造が簡単であり、またコストも下げることができる。
また、本実施形態によれば、モータ電流値検出部によってＤＣモータ３２を流れる電流の値を検出するための電流検出抵抗Ｒ１が設けられており、モータ電流値検出部によってＤＣモータ３２を流れる電流の値を検出する必要が無い場合に、スイッチのＯＮ／ＯＦＦによって電流検出抵抗Ｒ１に電流が流れないような回路構成になっていることで、電流検出していない間は電流検出抵抗Ｒ１に電流が流れないため、その抵抗で損失する電力を低減することができる。
また、本実施形態によれば、用紙に折り加工を施す用紙折り装置であるシート折り装置１０００において、折り加工が施された用紙を積載収容する用紙収容手段として、本発明のスタッカー部５００としての用紙収容装置を備えることで、用紙の膨らみが小さくなる分、昇降トレイ５０１上に積載される用紙の枚数を多くすることができる。また、昇降トレイ５０１上の用紙束に偏った撓みができて用紙束が崩れてしまいスタックできなくなることを抑制できる。
また、本実施形態によれば、用紙に画像を形成する画像形成装置本体２０００と、用紙に折り加工を施す用紙折り手段とを備える画像形成装置において、前記用紙折り手段として、本発明のスタッカー部５００としての用紙収容装置を有するシート折り装置１０００を備えることで、シート折り装置１０００で折り加工が施され用紙収容装置であるスタッカー部５００に積載収容された用紙の膨らみが小さくなる分、昇降トレイ５０１上に積載される用紙の枚数を多くすることができる。また、昇降トレイ５０１上の用紙束に偏った撓みができて用紙束が崩れてしまいスタックできなくなることを抑制できる。

２７ 駆動軸
２８ タイミングプーリ
２９ タイミングプーリ
３０ タイミングベルト
３１ 従動ギヤ
３２ ＤＣモータ
３３ 駆動ギヤ
３５ モータドライバー
３６ モータドライバー
４０ 昇降機構
５０ 電源
１０２ 第１ストッパ搬送路
１０３ 第１中継搬送路
１０４ 第２ストッパ搬送路
１０５ 第２中継搬送路
１０６ 第３ストッパ搬送路
１０７ スタッカー搬送路
１１２ 排紙搬送ローラ
１１３ スタッカー排紙搬送ローラ
２０１ 第１折りローラ
２０２ 第２折りローラ
２０３ 第３折りローラ
２０４ 第４折りローラ
２０５ 第５折りローラ
２０６ 第６折りローラ
３０１ 第１ストッパ
３０２ 第２ストッパ
３０３ 第３ストッパ
４００ 入口切替爪
４０１ 第１撓み補助部材
４０２ 第２撓み補助部材
４０３ 第３撓み補助部材
５００ スタッカー部
５０１ 昇降トレイ
５１１ 加圧スプリング
５３０ 固定板
５３１ 可動板
５３２ 可動板
５４０ 後端フェンス
５５０ 先端フェンス
５５１ ラック
５５２ 先端フェンス可動モータ
５５３ ピニオンギヤ
６００ シート折り装置制御部
６１０ モータ駆動部
６２０ モータ電流値検出部
７００ 画像形成装置本体制御部
８００ 操作部
９００ 記憶部
１０００ シート折り装置
２０００ 画像形成装置本体
３０００ シート後処理装置

特開２００８−１１４９４１号公報

Claims (9)

1. 折り処理された用紙を積載する積載手段と、
   前記積載手段を昇降させる昇降手段と、
   前記昇降手段を駆動する駆動モータと、
   前記駆動モータに電流を供給する電源とを備えた用紙収容装置において、
   前記積載手段の上方に設けられ、前記昇降手段によって上昇させた該積載手段に積載された用紙と当接する当接部材と、
   前記駆動モータを流れる電流の値を検出するモータ電流検出手段と、
   用紙が積載された前記積載手段を前記駆動モータにより駆動させた前記昇降手段によって上昇させた際に、前記モータ電流検出手段の検出結果に基づいて前記昇降手段による前記積載手段の上昇を停止させる制御を行う制御手段とを有することを特徴とする用紙収容装置。
2. 請求項１の用紙収容装置において、
   前記駆動モータがＤＣモータであることを特徴とする用紙収容装置。
3. 請求項２の用紙収容装置において、
   上記制御手段は上記モータ電流検出手段によって検出された前記ＤＣモータを流れる電流の値が予め設定された閾値を超えた際に、上記昇降手段による上記積載手段の上昇を停止させる制御を行うことを特徴とする用紙収容装置。
4. 請求項３の用紙収容装置において、
   用紙の枚数や種類の情報を入力する入力手段を有し、
   上記閾値は前記情報に応じて複数設定されており、
   上記制御手段は、前記入力手段により入力された前記情報と、前記モータ電流検出手段の検出結果とに基づいて、上記ＤＣモータを流れる電流の値が前記情報に応じた前記閾値を越えた際に、上記昇降手段による上記積載手段の上昇を停止させる制御を行うことを特徴とする用紙収容装置。
5. 請求項１、２、３または４の用紙収容装置において、
   上記当接部材は上記積載手段の昇降方向に変位可能に設けられており、前記当接部材を前記積載手段に向かって付勢する付勢手段を有することを特徴とする用紙収容装置。
6. 請求項１、２、３または４の用紙収容装置において、
   上記当接部材が弾性体で構成されていることを特徴とする用紙収容装置。
7. 請求項１、２、３、４、５または６の用紙収容装置において、
   上記モータ電流検出手段によって上記駆動モータを流れる電流の値を検出するための電流検出部に電流検出抵抗が設けられており、
   前記モータ電流検出手段によって前記駆動モータを流れる電流の値を検出する必要が無い場合に、スイッチのＯＮ／ＯＦＦによって前記電流検出抵抗に電流が流れないような回路構成になっていることを特徴とする用紙収容装置。
8. 用紙に折り加工を施す用紙折り装置において、
   折り加工が施された用紙を積載収容する用紙収容手段として、請求項１、２、３、４、５、６または７の用紙収容装置を備えることを特徴とする用紙折り装置。
9. 用紙に画像を形成する画像形成装置本体と、
   用紙に折り加工を施す用紙折り手段とを備える画像形成装置において、
   前記用紙折り手段として、請求項８の用紙折り装置を用いることを特徴とする画像形成装置。

Images