JP2018135196A - 後処理装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータ等の駆動源だけで排出トレイの上下移動を行う場合と比較して、少ない駆動力の駆動源を採用することを可能とする。
【解決手段】排出口２６から排出された印刷用紙等の記録媒体を受ける排出トレイ３０を鉛直方向に上下移動させる移動機構として、保持板３２、ラック部材３３、ギヤ３４、３５が示されている。移動機構を駆動するための駆動源としてモータ３８が設けられている。ここで、排出トレイ３０は、保持板３２およびラック部材３３と固定されている。保持板３２はスプリング３６により鉛直方向上側に吊り上げられて付勢されている。つまり、排出トレイ３０は、弾性部材であるスプリング３６により吊り上げられることにより鉛直方向上側に付勢されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、後処理装置および画像形成装置に関する。

特許文献１には、排出トレイを揺動可能に構成して、排出トレイの下面にコイルバネを取り付けることにより、排紙枚数に応じて排出トレイの傾斜角度が変更されるような構成とすることにおり、排出トレイの積載量を増やすようにした自動原稿搬送装置が開示されている。

特開２００８−２８５２６８号公報

印刷用紙に印刷処理や後処理を行って排出する後処理装置や画像形成装置では、排出された印刷用紙等を受けるために排出トレイが設けられている。

このような装置では、排出される印刷用紙等の記録媒体の積載量を増やすために、排出トレイの位置を上下に移動可能にして、積載量に応じて排出トレイの位置を制御することが行われる場合がある。

しかし、この排出トレイの上下移動をモータ等の駆動源の駆動力だけで行おうとするとした場合、最大積載量の印刷用紙や印刷用紙束が排出トレイに積載された状態でも移動可能なような大きな駆動力の駆動源が必要となる。

本発明の目的は、モータ等の駆動源だけで排出トレイの上下移動を行う場合と比較して、少ない駆動力の駆動源を採用することが可能な後処理装置および画像形成装置を提供することである。

［後処理装置］
請求項１に係る本発明は、排出された記録媒体を受ける排出トレイと、
前記排出トレイを鉛直方向上側に付勢する弾性部材と、
前記排出トレイを鉛直方向に上下移動させる移動機構と、
前記移動機構を駆動するための駆動源とを備えた後処理装置である。

請求項２に係る本発明は、前記弾性部材が、前記排出トレイを吊り上げることにより鉛直方向上側に付勢する請求項１記載の後処理装置である。

請求項３に係る本発明は、前記移動機構が、前記駆動源により駆動されていない場合、前記排出トレイおよび当該排出トレイ上に置かれた記録媒体の重量により前記排出トレイの位置が移動するような構成となっており、
前記排出トレイの位置を検出する検出手段と、
前記駆動源への電源供給が行われた場合、前記検出手段により検出された位置に基づいて前記排出トレイに置かれている記録媒体の積載量を推定して、前記排出トレイの上下制御を行う制御手段とをさらに備えた請求項１又は２記載の後処理装置である。

請求項４に係る本発明は、前記検出手段が、
間隔が異なる複数の孔部が設けられ、前記排出トレイの移動に伴い動く部材と、
装置本体に固定され、前記複数の孔部の間隔を測定するための光学センサとから構成された請求項３記載の後処理装置である。

請求項５に係る本発明は、前記排出トレイが、装置本体側に折り畳み可能なヒンジ構造により前記移動機構に取り付けられている請求項１から４のいずれか記載の後処理装置である。

請求項６に係る本発明は、前記ヒンジ構造が、前記排出トレイが装置本体側に折り畳まれた状態と、前記排出トレイが排出された記録媒体を受けるための状態とで固定されるような構成となっている請求項５記載の後処理装置である。

請求項７に係る本発明は、排出された記録媒体を受ける排出トレイと、
前記排出トレイを鉛直方向上側に付勢する弾性部材と、
前記排出トレイを鉛直方向に上下移動させる移動機構と、
前記移動機構を駆動するための駆動源とを備えた画像形成装置である。

請求項１に係る本発明によれば、駆動源だけで排出トレイの上下移動を行う場合と比較して、少ない駆動力の駆動源を採用することが可能な後処理装置を提供することができる。

請求項２に係る本発明によれば、駆動源だけで排出トレイの上下移動を行う場合と比較して、少ない駆動力の駆動源を採用することが可能な後処理装置を提供することができる。

請求項３に係る本発明によれば、移動機構に複雑な構成を用いない場合でも、電源が遮断された後の再度電源が供給された際に、排出トレイの上下制御を継続することが可能な後処理装置を提供することができる。

請求項４に係る本発明によれば、光学センサを用いるだけで容易に排出トレイの位置を検出することが可能な後処理装置を提供することができる。

請求項５に係る本発明によれば、排出トレイを取り外して梱包する構造を採用する場合と比較して、装置を梱包する際の手間を削減することが可能な後処理装置を提供することができる。

請求項６に係る本発明によれば、装置を梱包する際に折り曲げた排出トレイが動いてしまうことを防ぐことが可能な後処理装置を提供することができる。

請求項７に係る本発明によれば、駆動源だけで排出トレイの上下移動を行う場合と比較して、少ない駆動力の駆動源を採用することが可能な画像形成装置を提供することができる。

本発明の一実施形態の後処理装置の構成を示す図である。 本発明の一実施形態の後処理装置１０が、プリンタ９０と接続されて使用される様子を示す図である。 本発明の一実施形態の後処理装置１０における側面カバー、上面カバーを外して内部構造が見えるようにした斜視図である。 排出トレイ３０の上下移動に伴い動くラック部材３３を用いて排出トレイ３０の位置検出を行うための構造を説明するための図である。 排出トレイ３０が下限まで下がった場合の様子を説明するための図である。 制御部６０が光学センサ４１からの検出信号を用いて排出トレイ３０の位置検出を行って、排出トレイ３０の位置制御を行う様子を説明するための図である。 光学センサ４１から出力される検出信号を説明するための図である。 排出トレイ３０を下降させる場合に必要なるモータ３４の駆動力について説明するための図である。 排出トレイ３０を上昇させる場合に必要なるモータ３４の駆動力について説明するための図である。 排出トレイ３０の折り畳み構造について説明するための図である。 排出トレイ３０を装置本体側に折り畳んだ状態を説明するための図である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態の後処理装置１０の外観を示す斜視図である。

本発明の一実施形態の後処理装置１０は、図１に示されるように、プリンタに接続されて使用されるような形状となっている。そして、この後処理装置１０は、プリンタから排出された複数の印刷用紙に対してステープル処理等の後処理を実行して、後処理後の印刷用紙束を排出トレイ３０に排出するような機能を有している。

次に、この後処理装置１０が、プリンタ９０と接続されて使用される様子を図２に示す。

図２を参照すると、後処理装置１０が、プリンタ９０から排出された後の印刷用紙を取り込んで、ステープル等の後処理を行った後の印刷用紙束を排出トレイ３０に排出する様子が示されている。

次に、本実施形態の後処理装置１０における側面カバー、上面カバーを外して内部構造が見えるようにした斜視図を図３に示す。

図３では、排出口２６から排出された印刷用紙等の記録媒体を受ける排出トレイ３０の上下移動を制御するための構造が示されている。図３を参照すると、排出トレイ３０を鉛直方向に上下移動させる移動機構として、保持板３２、ラック部材３３、ギヤ３４、３５が示されている。そして、この移動機構を駆動するための駆動源としてモータ３８が設けられている。

ここで、排出トレイ３０は、保持板３２およびラック部材３３と固定されている。そして、保持板３２はスプリング３６により鉛直方向上側に吊り上げられて付勢されている。つまり、排出トレイ３０は、弾性部材であるスプリング３６により吊り上げられることにより鉛直方向上側に付勢されている。なお、後処理装置１０の反対側にもスプリング３７が設けられており、排出トレイ３０の反対側も同様に、このスプリング３７により鉛直方向上側に付勢されている。

そして、モータ３８が回転するとギヤ３４、３５も駆動されて回転する。そして、ラック部材３３にはギヤ３５と噛み合うような歯が設けられておりギヤ３５の回転に伴い上下方向に移動するよう構成されている。

ここで、保持板３２、ラック部材３３、ギヤ３４、３５等により構成された移動機構は、モータ３８により駆動されていない場合、排出トレイ３０および排出トレイ３０上に置かれた印刷用紙の重量により排出トレイ３０の位置が移動するような構成となっている。

モータ３８への電源供給が遮断された状態でも排出トレイ３０の位置が移動しないようにする移動機構としては、ウォームギヤを用いた機構が知られている。このような移動機構では、減速比が大きいウォームギヤを用いて排出トレイの位置を制御するような構成とすることにより、移動機構だけで排出トレイの下降を妨げることが可能な構造となっている。そのため、このような移動機構を採用することにより、モータによる駆動力が無くなった状態でも排出トレイ３０は位置を保持することが可能である。

しかし、ウォームギヤを用いた移動機構は構造が複雑になるため、コストが高くなるという課題がある。

そこで、本実施形態の後処理装置１０では、通常のギヤ３４、３５を用いた移動機構を採用することにより移動機構の構造を簡素化してコストダウンを実現している。

しかし、このような通常のギヤ３４、３５を用いた移動機構では、上述したようにモータ３８への電源供給が遮断されると、排出トレイ３０の位置が移動してしまう可能性がある。

そのため、本実施形態の後処理装置１０では、上下移動する際の排出トレイ３０の位置を検出する検出手段が設けられている。

具体的には、図４に示すように、排出トレイ３０の上下移動に伴い動くラック部材３３には、間隔が異なる複数の孔部が設けられている。そして、ラック部材に設けられた複数の孔部の間隔を測定するための光学センサ４１が装置本体に固定されている。

つまり、このラック部材３３と光学センサ４１により、排出トレイ３０の位置を検出するための検出手段が構成されている。

具体的には、ギヤ３４を動作させてラック部材３３を上下移動させた際に、光学センサ４１により検出された孔部の幅により現在の排出トレイ３０の位置を判定することが可能となる。つまり、図４に示すような位置に排出トレイ３０がある場合には、例えば検出される孔部の幅が２ｍｍであるのに対して、図５に示すように排出トレイ３０が下限まで下がった場合には、検出される孔部の幅が９ｍｍとなるからである。

このようにして、図６に示すように、排出トレイ３０の位置制御を行っている制御部６０は、光学センサ４１からの検出信号を用いて排出トレイ３０の位置つまり、排出トレイ３０に置かれている印刷用紙の積載量を推定して、排出トレイ３０の上下制御を行う。

つまり、モータ３８への電源供給が遮断されて後に再度電源供給が行われた場合、制御部６０は、光学センサ４１により検出された位置に基づいて排出トレイ３０に置かれている印刷用紙の積載量を推定して、排出トレイ３０の上下制御を行う。

より具体的に説明すると、制御部６０は、図７に示すように光学センサ４１からのパルス状の検出信号のパルス幅を測定し、モータ３８の移動速度から、このパルス幅がラック部材３３のどの孔部に相当するかを判定して位置検出を行う。

なお、モータ３８がスッテッピングモータであり、制御部６０がモータ３８にパルス信号を出力してモータ３８の制御を行っている場合、制御部６０は光学センサ４１からの検出信号におけるパルス幅を、モータ３８に出力するパルス数によりカウントする。

なお、排出トレイ３０の位置を検出する構成としては、上記で説明したような構成に限定されるものではなく、排出トレイ３０の位置を検出することができるような構成であればどのような構成を用いるようにしても良い。

次に、排出トレイ３０を上昇させる場合と下降させる場合とでそれぞれ必要なるモータ３８の駆動力について、それぞれ図８、図９を参照して説明する。

図８、図９では、モータ３８が駆動してギヤ３５が回転することによりラック部材３３が駆動される力をＦｍと表現し、バネ（スプリング）３６により保持板３２が上側方向に引き上げられる力をＦｓと表現する。また、排出トレイ３０および排出トレイ３０上に積載された印刷用紙の重量により排出トレイ３０が鉛直方向の下側に引っ張られる力をＭｇとして表現する。

先ず、図８を参照して排出トレイ３０を下側方向に移動させる下降動作が行われる場合について説明する。

この下降動作が行われる際には、印刷用紙の重量が軽い場合が、モータ３８による駆動力として最も大きな値が必要となる、つまりモータ３８に対する負荷が最も大きな状態となる。

このような場合、下降力は下記のような式（１）により示される。

下降力＝Ｆｍ＋Ｍｇ−Ｆｓ・・・・（１）

印刷用紙が排出トレイ３０上に積載されていくと排出トレイ３０は下降方向に移動してバネ３６による引き上げ力Ｆsも徐々に大きくなるが、バネ３６による引き上げ力Ｆｓから排出トレイ３０と印刷用紙の重量分の力Ｍｇを引いた分の力（Ｆs−Ｍｇ）よりも、モータ３８による下側方向の力Ｆｍの方が大きければ排出トレイ３０を下降させることが可能となる。

次に、図９を参照して排出トレイ３０を上側方向に移動させる上昇動作が行われる場合について説明する。

この上昇動作が行われる際には、印刷用紙の重量が重い場合が、モータ３８による駆動力として最も大きな値が必要となる、つまりモータ３８に対する負荷が最も大きな状態となる。

このような場合、上昇力は下記のような式（２）により示される。

上昇力＝Ｆｍ＋Ｆｓ−Ｍｇ・・・・（２）

この式（２）を参照すると、モータ３８による上側方向の力Ｆｍとバネ３６による引き上げ力Ｆsの合計により、排出トレイ３０と印刷用紙を上側方向に引き上げていることが分かる。つまり、モータ３８による上側方向の力Ｆｍとバネ３６による引き上げ力Ｆsの合計の力（Ｆｍ＋Ｆｓ）が、排出トレイ３０と印刷用紙の重量分の力Ｍｇよりも大きければ排出トレイ３０を上昇させることが可能となる。

上記で説明したように、本実施形態では、バネ３６とモータ３８により排出トレイ３０の上下移動制御を行っているため、モータ３８の駆動力のみで排出トレイ３０の上下移動制御を行う場合と比較して、モータ３８に要求される駆動力を小さな値とすることができる。つまり、バネ３６を用いることにより、より駆動力が小さい駆動源をモータ３８として用いることが可能となる。

次に、排出トレイ３０の折り畳み構造について図１０を参照して説明する。

排出トレイ３０は、図１０に示されるように、装置本体側に折り畳み可能なヒンジ構造７０により移動機構である保持板３２等に取り付けられている。そして、このヒンジ構造７０は、排出トレイ３０が装置本体側に折り畳まれた状態と、排出トレイ３０が排出された印刷用紙を受けるための状態とで固定されるような構成となっている。

そのため、例えば、本実施形態の後処理装置１０を梱包して運搬するような場合には、図１１に示すように排出トレイ３０を装置本体側に折り畳むことが可能な構造となっている。

なお、本実施形態における排出トレイ３０の移動機構はモータ３８への電源供給が遮断されている状態では、外部からの力により容易に移動することが可能な構造となっているため、排出トレイ３０を折り畳んだ状態で上側方向から力を加えることにより排出トレイ３０の先端が装置本体の上面よりも低くなるような状態まで移動させることが可能である。

そして、このように排出トレイ３０が折り畳み可能な構造となっていることにより、梱包先で後処理装置１０を使用する場合でも排出トレイ３０を倒すだけで使用準備を行うことができる。もし、排出トレイ３０を取り外して別梱包する必要があるような構成が採用されている場合には、排出トレイ３０を装置本体にセットする等の手間が発生するが、本実施形態のような折り畳む構造を参照することによりそのような手間を省くことが可能となる。

さらに、排出トレイ３０が装置本体から取り外し可能な構成の場合には、運搬先で排出トレイ３０を紛失する等の問題が発生する可能性があるが、本実施形態の後処理装置１０のように排出トレイ３０を折り畳み可能な構造とすることによりそのような問題の発生を防ぐことが可能となる。

［変形例］
上記実施形態では、後処理装置に対して本発明を適用する場合を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、プリンタ、複写機等の画像形成装置のように排出された印刷用紙を受けるための排出トレイを備えた装置であれば同様に適用することができるものである。

１０ 後処理装置
２６ 排出口
３０ 排出トレイ
３２ 保持板
３３ ラック部材
３４、３５ ギヤ
３８ モータ
４１ 光学センサ
６０ 制御部
７０ ヒンジ構造
９０ プリンタ

Claims (7)

1. 排出された記録媒体を受ける排出トレイと、
   前記排出トレイを鉛直方向上側に付勢する弾性部材と、
   前記排出トレイを鉛直方向に上下移動させる移動機構と、
   前記移動機構を駆動するための駆動源と、
   を備えた後処理装置。
2. 前記弾性部材は、前記排出トレイを吊り上げることにより鉛直方向上側に付勢する請求項１記載の後処理装置。
3. 前記移動機構は、前記駆動源により駆動されていない場合、前記排出トレイおよび当該排出トレイ上に置かれた記録媒体の重量により前記排出トレイの位置が移動するような構成となっており、
   前記排出トレイの位置を検出する検出手段と、
   前記駆動源への電源供給が行われた場合、前記検出手段により検出された位置に基づいて前記排出トレイに置かれている記録媒体の積載量を推定して、前記排出トレイの上下制御を行う制御手段とをさらに備えた
   請求項１又は２記載の後処理装置。
4. 前記検出手段は、
   間隔が異なる複数の孔部が設けられ、前記排出トレイの移動に伴い動く部材と、
   装置本体に固定され、前記複数の孔部の間隔を測定するための光学センサとから構成された請求項３記載の後処理装置。
5. 前記排出トレイは、装置本体側に折り畳み可能なヒンジ構造により前記移動機構に取り付けられている請求項１から４のいずれか記載の後処理装置。
6. 前記ヒンジ構造は、前記排出トレイが装置本体側に折り畳まれた状態と、前記排出トレイが排出された記録媒体を受けるための状態とで固定されるような構成となっている請求項５記載の後処理装置。
7. 排出された記録媒体を受ける排出トレイと、
   前記排出トレイを鉛直方向上側に付勢する弾性部材と、
   前記排出トレイを鉛直方向に上下移動させる移動機構と、
   前記移動機構を駆動するための駆動源と、
   を備えた画像形成装置。

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