JP2015229529A - シート積載装置 - Google Patents

Abstract

【課題】積載手段上に積載されている先行シートと排紙口から積載手段に搬入される後続シートの各サイズ情報から後続シートの重心が先行シートの紙面から外れるときには後続シートの搬入を停止するように制御する。
【解決手段】単シート又は束状シートを排紙口から下流側に移送するシート搬送路と、排紙口の下流側に配置されシートを積載するシート積載手段と、シート搬送路に配置され、シートを搬送する搬送手段と、シート積載手段に積載されたシートの高さレベルを検出するレベル検知センサと、シート積載手段に積載されている先行シートの上に排紙口から後続シートを搬入するか否か判断する判別手段と、搬送手段を制御する制御手段とを備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、画像形成装置などから送られるシートをトレイなどの支持手段上に積載支持するシート積載装置に係わり、整然とシートを積載することの可能なシート積載機構の改良支持機構の改良に関する。

一般にこの種の装置は、排紙経路の排紙口に段差を形成してスタックトレイを配置し、上流側から送られたシート（単シート、束シート）を積載しているシートの上に積み重ねて収納している。そしてスタックトレイには積載量に応じて下降するように昇降機構が備えられ、最上シートの高さレベルを検出するセンサからの信号でトレイを上下動させている。

例えば特許文献１には、画像形成装置の排紙口に連結され画像形成されたシートを下流側に配置したスタックトレイに積載収納する装置が開示されている。同文献にはスタックトレイの上方に最上シートの高さ位置を検出するセンサを配置し、このセンサからの検出信号で（満杯と判定したときには）経路から後続シートを搬出しないように制限する制御機構が開示されている。

特許文献１にはトレイ上に集積する用紙サイズが異なるときには満杯と判定するレベルを異ならせることは開示されているが、トレイ上に異なるサイズの用紙を積み重ねることと、その制御については開示されていない。

また、特許文献２には集積トレイにシートを積み重ねて積載するとき、シートサイズに応じて異なる満杯レベルで高さ検出することが開示されている。

特開平１１−１１６１３４号公報 特開２００８−３７６３６号公報

上述のように上流側の搬送経路からシートを積載トレイに収納する際に、シートの積載高さを検出して後続シートの搬入を許可するか禁止する装置は、満杯検出機構を備えたシートスタック装置として知られている。また、トレイ上に積載されている先行シートのサイズと後続するシートのサイズが異なるときには後続シートのトレイ搬入を禁止することも知られている。

例えば図１０には、トレイ上にシート束を連続して積載収納する状態が示されている。サイズが異なるシート（単シート又はシート束；以下同様）を積み重ねて集積する場合に大きいサイズの先行シートの上に小さいサイズの後続シートを積載するときには（位置ズレすることなく）安定して積載することができる。逆に同図に示すように小さいサイズの先行シートの上に大きいサイズの後続シートが積載されると、後続シートは位置ズレすることがある。

シートをトレイ上に順次積載する場合に、先行シートより大きいサイズの後続シートが位置ズレすると、その後のシートはジャム（紙詰り）を引き起こし、或いは高さ位置の検出誤差をもたらす問題を引き起こす。

本発明者は異なるサイズのシートをトレイ上に積載するとき、後続シートの重心位置が、先行シートの紙面の外側に外れるときには大きな位置ズレを引き起こすことを究明するに至った。

本発明は、排紙口からシート積載手段にシートを搬出し、先行シートの上に後続シートを積載する際にシートが位置ずれすることなく、整然と堆積することが可能なシート集積装置の提供をその課題としている。

上記課題を解決するため本発明は、積載手段上に積載されている先行シートと排紙口から積載手段に搬入される後続シートの各サイズ情報から後続シートの重心が先行シートの紙面から外れるときには後続シートの搬入を停止するように制御することを特徴としている。

更に、その構成を詳述すると、単シート又は束状シートを排紙口から下流側に移送するシート搬送路（１６）と、排紙口の下流側に配置されシートを積載するシート積載手段（２０）と、シート搬送路に配置され、シートを搬送する搬送手段（１７）と、シート積載手段に積載されたシートの高さレベルを検出するレベル検知センサ（３８）と、シート積載手段に積載されている先行シートの上に排紙口から後続シートを搬入するか否か判断する判別手段（５８）と、搬送手段を制御する制御手段（５０）と、を備える。判別手段は、シート積載手段に積載されている先行シートのサイズ情報と排紙口から搬出される後続シートのサイズ情報から、積載した状態で後続シートの重心位置が先行シートの紙面から外側に外れるか否かを判別するように構成され、制御手段は、判別手段の判別結果に従って搬送手段を制御する。

本発明は、処理トレイ上にシートを積載収納する際に、先行するシートに対して後続するシートの重心位置が紙面外側に外れるときにはトレイへのシート搬出を禁止するようにしたものであるから以下の効果を奏する。

トレイ上に順次シートを積載するときに、搬入するシートの重心位置が積載されているシートの紙面より外側に外れると判断したときには、そのシートのトレイ搬出を停止し、オーバフロートレイに搬出するか、搬送経路に滞留させる。

これにより、シートはスタックトレイに整然と積み重ねられ、姿勢が乱れてトレイ外部に散出することも、紙面の高さレベルの誤検出を招くこともない。これと共にサイズの異なるシートを比較的安定した状態で高速に（効率的に）収納処理することができる。

本発明に係わる画像形成システムの構成説明図。 本発明に係わるシート積載装置の構成説明図。 図２の装置におけるスタックトレイの昇降機構を示す説明図。 図１の装置における制御構成の説明図。 図２の装置におけるシート収納動作の説明図でありシートを処理トレイに集積してスタックトレイに収納する場合を示す。 図２の装置におけるシート収納動作の説明図であり、シートを１枚ずつスタックトレイに収納する場合を示す。 小サイズシートの上に大サイズシートを収納する場合の説明図であり、シートの重心位置が積載シートの紙面内側に位置する（ａ）は搬入した状態を、（ｂ）は搬入後に整合した状態を示す。 大サイズシートの上に小サイズシートを収納する場合の説明図であり、（ａ）は搬入した状態を、（ｂ）は搬入後に整合した状態を示す。 搬送経路中のシートをオーバフロートレイに搬入する状態説明図。 従来の小サイズシートの上に大サイズシートを収納した状態の説明図。

図１は本発明に係わる画像形成システムを示し、画像形成装置Ａと、画像形成されたシートを後処理して収納する後処理装置Ｂで構成されている。本発明は、この後処理装置Ｂに組み込まれているシート積載装置Ｃに関する。

画像形成装置Ａは図示しないが、種々の画像形成機構が知られている。例えば、ハウジング内に給紙部と画像形成部と排紙部を配置し、画像読取部で読取った画像データ、或いは外部のネットワークから転送された画像データに従ってシート上に画像を形成する。画像形成機構は静電画像形成機構、インクジェット画像形成機構、転写リボン画像形成機構、サーマルヘッド画像形成機構などが知られている。

後処理装置Ｂは、図１に示すように画像形成装置Ａの排紙口１０に連なる搬送経路１６と、その下流側に処理トレイ２０とスタックトレイ２１がこの順に配置されている。搬送経路１６の搬入口１４にはシート先端を検出する入口センサＳｅ１が、排紙口１９には排紙センサＳｅ２が配置され、搬送ローラなどの搬送手段１７でシートを搬入口１４から排紙口１９に移送する。

排紙口１９の下流側には処理トレイ２０が段差を形成して配置され、搬送経路１６から送られたシートを積載して部揃え集積する。この処理トレイ２０には綴じ処理手段２５（ステープラユニット）が配置され、規制ストッパ２６に位置決めされたシートを集積して綴じ処理する。

上記処理トレイ２０には、綴じ処理したシート束を下流側に搬送するコンベア手段３０が配置されている。処理トレイ２０の下流側にはスタックトレイ２１が配置され、このスタックトレイは搬送経路１６からシートを搬入するのと同時に、処理トレイ２０で綴じ処理動作れたシート束を搬入する位置関係に配置されている。

［スタックトレイの構造］
図３に従ってスタックトレイ２１の構造を説明する。スタックトレイ２１はシートを載置する紙載面２１ａを有するトレイ部材と、このトレイ部材を装備する（固定する）トレイ基体２１ｂが装置フレーム１１に配置されたガイドレール３３に積載方向に上下動可能に支持されている。トレイ部材２１は装置フレーム１１に配置された上下一対の巻き上げプーリ３４ａ、３４ｂに懸架部材３５で支持されている。巻き上げプーリ３４ａには巻き上げモータＭ１が連結され、モータの正逆転でトレイ部材２１を上下動するように構成されている。

［レベル検出センサ構造］
スタックトレイ２１には積載したシートの高さレベルを検出するセンサが配置されている。図３に示す形態について説明すると、スタックトレイ２１の上方には装置フレーム側からレバー形状のセンサレバー３８が揺動可能に配置されている。このセンサレバーにはセンサフラグ３８ｆが一体的に取り付けられ、作動ソレノイド３９で揺動するように構成されている。

そこで後述する制御手段５０は、シートがスタックトレイ上に搬入したタイミングでセンサレバー３８を待機位置からトレイ上方の作動位置に揺動させ、トレイに搬入したシートの上を押圧させる。このときのセンサフラグ３８ｆの位置をポジションセンサＳｐで検出して積載紙面の高さレベルを判別する。

そこで後述する制御手段５０は、上記ポジションセンサＳｐからの検出信号によってスタックトレイ２１の高さ位置を調整する。この高さ調節は前述の巻き上げモータＭ１の回転方向と回転量によって行なう。なお、スタックトレイ２１には、レベルセンサの検出信号、或いはこのセンサと異なる満杯検知センサを配置し、スタックトレイ上の積載量の限界高さ位置を検出する。このようなスタックトレイ上の高さ位置の検出は、積載されるシート（単シート又はシート束）の姿勢が歪曲して積載されると、高さ位置の検出結果も誤検出を招く。

なお、図１に示す後処理装置Ｂは、上述した搬送経路１６と、処理トレイ２０とスタックトレイ２１の他に、搬送経路１６から分岐した第２後処理部３１と、その下流側に第２スタックトレイ３２が配置されている。第２後処理部３１には、搬送経路１６から送られたシート集積する集積ガイド３６と、部揃え集積したシート束を綴じ処理するステープル手段３７と、綴じ処理したシート束を折り合わせる折りロール４０が配置されている。従って、この第２後処理部３１では搬送経路１６から送られたシートを集積して綴じ処理と折り処理を施して製本仕上げした後に第２スタックトレイ３２に搬出する。

［制御構成］
図１の装置についてその制御構成を図４に従って説明する。同図の制御構成は画像形成機構を制御する画像形成制御部４５と、後処理機構を制御する後処理制御部５０で構成されている。

画像形成制御部４５には画像形成モードと後処理モードを設定するモード設定手段４６が備えられている。後処理モードは、画像形成されたシートを部揃え集積して綴じ処理する綴じ処理モードと、綴じ処理することなくスタックトレイ２１に収納するプリントアウトモードと、画像形成シートを仕分け収納するジョグ収納モードと前記第２後処理部３１で製本仕上げする製本処理モードの何れかに設定する。

画像形成装置Ａには図示しないコントロールパネルを有する入力部４７が配置され、この入力部からモード設定が行われる。また、画像形成制御部４５から後処理制御部５０には、設定された後処理モードの選定信号と、画像形成するシートのサイズ信号Ｓｉ１と、画像形成が終了したタイミングでジョブエンド信号Ｓｉ２が伝送される。

後処理制御部５０は、搬送制御部５１と集積動作制御部５２と綴じ処理制御部５３と製本処理制御部５４を備えている。そしてＲＯＭ５５に記憶している制御プログラムを設定された後処理モードに応じて実行する。ＲＡＭ５６には制御プログラムの実行に必要なデータが記憶されている。上記搬送制御部５１は、搬送経路１６に配置された搬送手段（搬送ローラ）１７の駆動モータ（不図示）を制御する。搬送制御部５１は後述する判別手段５８に応じて搬送経路１６の排紙口１９から搬出するシートの搬送速度を変更可能に構成されている。

上記集積動作制御部５２は、綴じ処理モードの実行時に排紙口１９から搬送されたシートを処理トレイ２０に部揃え集積する。処理トレイ２０にシート搬入する搬送回転体（不図示）の回転制御と、整合手段（整合板）によるシートの搬送直交方向の位置合わせを制御する。また綴じ処理動作後に処理トレイ上のシート束を下流側のスタックトレイ２１に搬送する。

上記綴じ処理制御部５３は、綴じ処理手段（ステープラユニット）２５の作動モータ（不図示）を制御する。上記作動モータには駆動カムが連結され、モータの回転でステープル針による綴じ処理を実行する。

上記製本処理制御部５４は、搬送経路１６から送られたシートを集積ガイド３６上に部揃え集積して中綴じステープル３７で綴じ処理した後に、折りローラ４０で折り処理する。折り処理後は、（製本した）シート束を第２スタックトレイ３２に搬出して収納する。

なお、図１の装置には、第１、第２スタックトレイ２１、３２の他にオーバフロートレイ２２が配置されている。このオーバフロートレイ２２には第１スタックトレイ２１に搬出することが不可能なシート、例えば割込みプリントモードのシート、或いは大判サイズのシートなどを収納する。このため、オーバフロートレイ２２は搬送経路１６から分岐して装置ハウジング１１に配置されている（図９参照）。

［判別手段の構成］
上記搬送制御部５１には、「排紙口１９から搬出するシートの重心位置がスタックトレイ２１に積載されている先行シートの紙面から外側に外れるか否かを判別する」判別手段５８が設けられている。この判別手段５８は、単シートで搬出される場合と、シート束で搬出される場合と、シートがセンター基準で排出される場合と、片側基準で搬出される場合で重心位置の算出方法が異なる。

図示の制御装置は、この先行シートの紙面から後続シートの重心位置が外側に外れるか否かを次のように比較している。
（１）センター基準の場合
シートが排紙口１９からセンター基準で搬出される装置構成の場合には後続シートの重心位置は、搬送方向長さ（Ｌａ）から１／２位置に算出し、トレイ上に積載されている先行シートの搬送方向長さＬｓと比較する。
そして、１／２（Ｌａ）≧Ｌｓのときには後続シートの重心位置は先行シートの紙面から外部に外れると判断する。
また、１／２（Ｌａ）＜Ｌｓのときには後続シートの重心位置は先行シートの内部に位置すると判断する。
なお、この場合にシート束は束厚さ方向の重心位置は、「ネグレクト（無視）」する。これはトレイ紙載面の傾斜角度などその算出が複雑となるので無視することが好ましい。
この場合には位置誤差を補正する補正値を設定する。例えば重心位置を［１／２（Ｌａ）≧Ｌｓ−α（α＞0；補正値）］で算出する。
（２）片側基準の場合
シートが排紙口１９から片側基準で搬出される装置構成の場合には後続シートの重心位置は、搬送方向長さ（Ｌａ；length）と搬送直交方向長さ（Ｗａ; width）のそれぞれについて［１／２（Ｌａ）≧Ｌｓ］［１／２（Ｗａ）≧Ｗｓ］を比較する。
そして、いずれか一方はこの条件を満たすときには「後続シートの重心位置は先行シートの紙面から外部に外れる」と判断する。

尚上述の判別手段５８において、排紙口１９から搬出されるシート後端部とトレイ上に積載されているシート後端部は同一の基準位置に整合されていると見做して重心位置を算出して両者を比較する。

搬送制御部５１には、上述のように判別手段５８が設けられ、画像形成装置Ａからデータ転送されるシートサイズ情報Ｓｉ１、又は搬送経路１６に配置したシートセンサＳｅ１（例えばセンサアレイ）から検出する検出値から重心位置を算出して比較する。（図４制御ブロック参照）。

次に後処理制御部５０の動作について図５のフローチャートに従って説明する。図示のフローは搬送経路１６に送られたシートを処理トレイ上に部揃え集積して綴じ処理した後に、シート束を下流側のスタックトレイ２１に収納する場合について説明する。

画像形成制御部４５でモード設定と、シートサイズ設定するとその情報は後処理装置の制御部５０に伝送される（Ｓｔ０１）。この画像形成装置Ａからの情報受信と共に制御手段５０は、シート枚数をカウントするためにカウンタ値をリセット（Ｃ＝０）する（Ｓｔ０２）。このカウントは搬送経路１６のシートセンサＳｅ１が「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に変位した時にカウンタ（不図示）を作動する（Ｓｔ０３）。

搬送経路１６に送られたシートは、カウンタを作動（Ｃ=Ｃ＋1；計数）（Ｓｔ０４）して下流側の処理トレイ２０に搬送される（Ｓｔ０５）。このシートは処理トレイ上で規制ストッパ２６に位置決めされ、搬送直交方向も基準位置（センタ基準又は片側基準）に位置決めされる。

次いで、制御手段５０は画像形成装置Ａからジョブエンド信号Ｓｉ２を受信するまで「シート搬入」「シートカウント」「トレイ搬入」「シート整合」の動作を繰り返して処理トレイ上にシートを部揃え集積する。

制御手段５０は画像形成装置Ａからジョブエンド信号Ｓｉ２を受信する（Ｓｔ０６）と、判別手段５８で「判断１；搬入するシート束のサイズが所定サイズ以下か否か判断する」（Ｓｔ０９）。

「判断１」で所定サイズ以下のときには、制御手段５０はスタックトレイ２１の高さ位置を基準位置から上方の高い位置に移動する（Ｓｔ１０）。これは小サイズシートのとき落差が大きいとシートが転倒することがあり、これを防止するためである。

次に制御手段５０は「判断２；スタックトレイ２１に搬入するシート束の重心位置が積載されているシート面（積載面）から外側に外れるか否か判断する」（Ｓｔ１２）。この「判断２」は、センター基準排紙のときには搬送方向のシートサイズを比較する（Ｓｔ０７）。この比較方法は前述の（１）で説明した。

また制御部５０は片側基準排紙のときには、搬送方向と搬送直交方向のそれぞれについてシートサイズを比較する（Ｓｔ０８）。この比較方法は前述の（２）で説明した。

制御手段５０は、「判断２」で「搬出シートサイズＬａ＜積載シートサイズＬｓ」のときには排紙口１９からシート束を搬出する搬出速度を規定値から所定量減速させた減速値に設定してシート束を搬出する（Ｓｔ１３）。

また制御手段５０は、「判断２」で「搬出シートの重心位置が積載シート面から上に外れると判断した」ときには搬送手段１７を停止して警告を発する（Ｓｔ１５）。

警告を発したのちには、装置制御部５０はオペレータによるシート搬送などの処置を待って再起動する。

後続シートの重心位置が先行シートの紙面の外側に位置する場合には、図１０に従来技術として説明した。この状態では先行シートの上に積み重ねられた後続シート（束シート／単シート）は、先行シートの上から滑り落ちるようにトレイ外部に散出する（図１０参照）。

また、後続シートの重心位置が先行シートの紙面内側に位置する場合は、図７に示すように先行シートの上に積み重ねられた後続シートはその重心の作用で同図（ｂ）に示すように基準面に整合される。また、後続シートが先行シートのサイズより小さいときには、図８に示すように先行シートの上に積み重ねられた後続シートは同図（ａ）の状態から（ｂ）の状態に整合される。

Ａ 画像形成装置
Ｂ 後処理装置
Ｃ シート積載装置
Ｓｅ１ 入口センサ
Ｍ１ 巻き上げモータ
１６ 搬送経路
１７ 搬送ローラ
１９ 排紙口
２０ 処理トレイ
２１ スタックトレイ
２５ 綴じ処理手段（ステープラユニット）
２６ 規制ストッパ
４５ 画像形成制御部
４６ モード設定手段
５０ 後処理制御部
５１ 搬送制御部
５８ 判別手段
Ｓｉ１ シートサイズ信号
Ｓｉ２ ジョブエンド信号

Claims (9)

1. 単シート又は束状シートを排紙口から下流側に移送するシート搬送路と、
   前記排紙口の下流側に配置されシートを積載するシート積載手段と、
   前記シート搬送路に配置され、シートを搬送する搬送手段と、
   前記シート積載手段に積載されたシートの高さレベルを検出するレベル検知センサと、
   前記シート積載手段に積載されている先行シートの上に前記排紙口から後続シートを搬入するか否か判断する判別手段と、
   前記搬送手段を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記判別手段は、
   前記シート積載手段に積載されている先行シートのサイズ情報と前記排紙口から搬出される後続シートのサイズ情報から、積載した状態で後続シートの重心位置が先行シートの紙面から外側に外れるか否かを判別するように構成され、
   前記制御手段は、前記判別手段の判別結果に従って前記搬送手段を制御することを特徴とするシート積載装置。
2. 前記制御手段は、
   前記判別手段の判別結果が先行シートの紙面に対して後続シートの重心位置が外側に外れるときには、
   前記搬送手段を停止して前記シート搬送路からのシート搬出を停止するか、又は警告を発することを特徴とする請求項１に記載のシート積載装置。
3. 前記制御手段は、
   前記シート搬送路にシート枚数をカウントするカウント手段を備え、
   前記カウント手段でカウントしたシート束枚数が所定枚数以上のときには、
   前記判別手段の判別結果に従って前記搬送手段を制御し、
   シート束枚数が所定枚数以下のときには、
   前記判断手段の判別結果によらず前記搬送手段を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載のシート積載装置。
4. 前記シート搬送路は、
   搬入口から排紙口にシートを移送する搬送ガイド、又はシートを一時的に載置して後処理する後処理ガイド、或いはシートを一時的に滞留させるバッファガイドで構成されることを特徴とする請求項１に記載のシート積載装置。
5. 前記判別手段は、
   シートの搬送方向長さと、搬送直交方向長さと、シート厚さ、から重心位置を演算すること特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のシート積載装置。
6. 前記シート搬送路は、シートサイズを設定する画像形成装置の排紙口に連結され、
   前記判別手段は、
   シートサイズ情報を、前記画像形成装置から伝送されたデータから知得することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のシート積載装置。
7. 前記シート搬送路には、
   通過するシートサイズを検出するセンサ手段が配置され、
   前記判別手段は、前記センサ手段からの検出値に基づいてシートサイズを識別することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のシート積載装置。
8. 前記制御手段は、
   前記判別手段で後続シートのシートサイズが先行シートのシートサイズより大きいと判断したときには、小さいと判断したときより、前記搬送手段の搬送速度を低速に制御することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のシート積載装置。
9. 前記シート積載手段は、
   積載方向に移動可能なトレイ手段と、
   前記トレイ手段を上下動する昇降手段と、
   て構成され、
   前記昇降手段の制御手段は、
   前記シート積載手段上の積載面と前記シート搬送路の排紙口との間の高低差を、
   前記判別手段によって先行シートより後続シートが大きいサイズと判断したときには、低く設定することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のシート積載装置。

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