JP3886135B2 - シート処理装置及びシート処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、搬送されるシートを積載するシート処理装置及びシート処理方法に関する。

従来、シート処理装置は、画像形成装置から排出されたシートを１枚ずつ中間処理トレイに搬送し、中間処理トレイ上に積載されたシート束に対し、画像形成装置の操作画面上で予め設定された後処理（ステイプル処理等）を行い、後処理されたシート束を中間処理トレイ上から束排出した後、画像形成装置から次のシートを受け入れていた。

また、画像形成装置から排出されるシートの間隔を一定に保ちつことにより、後処理及びシート束排出処理の時間を確保するために、シートバッファ機構が設けられたシート処理装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−９７６３１号公報

しかしながら、上記従来のシート処理装置では、以下に掲げる問題があり、その改善が要望されていた。すなわち、中間処理トレイ上で処理されるシート束の束処理時間が必要であるため、シート束の処理が終了するまで、画像形成装置から排出されるシートを待機させる必要があり、その分だけ生産性が低下する。

また、シート処理装置内にシートバッファ機構を設ける場合、そのスペースを確保しなければならず、装置が大型化してしまったり、高コストになってしまうため、比較的低処理速度の画像形成装置に装着するシート処理装置としては不向きであった。

そこで、本発明は、短い搬送経路でもシート束処理時間を確保できて、一定間隔で搬送されてくるシートの処理能力を維持できるシート処理装置及びシート処理方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載のシート処理装置は、シートに画像を形成する画像形成装置に接続されるシート処理装置において、前記画像形成装置から受け取ったシートを搬送する搬送手段と、前記搬送手段により搬送されるシートを後続のシートから距離を広げるべく、第１のタイミングで前記搬送手段のシートの搬送速度を第１の速度から第２の速度へ増速させる制御手段と、前記搬送手段により搬送されたシートが排出される第１のトレイと、前記第１のトレイに排出されたシートを整合する整合手段と、前記第１のトレイに積載されたシートが排出される第２のトレイと、前記第１のトレイ上で整合され、積載されたシート束を束の状態で前記第２のトレイへ排出する排出手段とを有し、前記制御手段は、前記搬送手段により搬送されるシートの前を先行するシートが１セットの最終ページである場合、前記第１のタイミングよりも遅い第２のタイミングで前記搬送手段のシートの搬送速度を前記第１の速度から前記第２の速度へ増速させることを特徴とする。

請求項２記載のシート処理装置は、請求項１記載のシート処理装置において、前記整合手段は、前記第１トレイへ排出されたシートを前記第２トレイへの排出方向とは逆方向に引き戻し、シートをストッパに突き当てることによりシートを整合することを特徴とする。

請求項３記載のシート処理装置は、請求項１記載のシート処理装置において、前記制御手段は、前記第１又は第２のタイミングでシートの搬送速度を増速した後、シートを前記第１トレイへ排出するまでに、シートの搬送速度を減速することを特徴とする。

請求項４記載のシート処理装置は、請求項１記載のシート処理装置において、前記制御手段は、前記第１のタイミングでシートを増速させることにより前記整合手段の整合動作の時間を稼ぎ、前記第２のタイミングでシートを増速させることにより前記整合手段の整合動作の時間及び前記排出手段のシート束の排出時間を稼ぐことを特徴とする。

請求項５記載のシート処理装置は、請求項１記載のシート処理装置において、前記第１のタイミングは、前記搬送手段によりシートが第１の位置に搬送されたタイミングであり、前記第２のタイミングはシートが前記第１の位置よりも下流側の第２の位置に搬送されたタイミングであることを特徴とする。

本発明によれば、短い搬送経路でもシート束処理時間を確保でき、一定間隔で搬送されてくるシートの処理能力を確実に維持できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施の形態に係るシート処理装置を備える画像形成装置の構成を示す断面図である。本実施の形態に係るシート処理装置は画像形成装置に搭載される。図１において、２００は画像形成装置本体である。画像形成装置本体２００の上方には、原稿読み取り部１５０が設けられており、原稿読み取り部１５０の上部には、自動原稿読取装置１００が装着されている。また、画像形成装置本体２００内の上部かつ原稿読み取り部１５０の下方には、画像形成装置の筐体内に収納された本実施の形態に係るシート処理装置としてのシート処理装置５００が設けられている。

自動原稿読取装置１００は、原稿トレイ１０１上に上向きにセットされた原稿を上から分離し、先頭頁から順に１枚ずつ図中左方向に給紙し、図示しない湾曲したパスを通ってプラテンガラス１０２上に搬送し、原稿を読み取った後、排紙トレイ１１２に排出する。

プラテンガラス１０２上に載置された原稿に対し、スキャナユニット１０４のランプの光が照射され、その原稿からの反射光がミラー１０５、１０６、レンズ１０７を介してイメージセンサ１０９に導かれることで、原稿の読み取りが行われる。イメージセンサ１０９により読み取られた原稿の画像データは、画像処理された後、露光制御部２０２に送られる。露光制御部２０２では、画像データを基にレーザ光の発射が行われる。

このレーザ光は、回転しているポリゴンミラーによって反射され、さらに反射ミラーにより再び折り返され、表面が一様に帯電された感光体ドラム２０３上に照射される。このレーザ光の照射により、感光体ドラム２０３上には、静電潜像が形成される。感光体ドラム２０３上の静電潜像は、現像器２０５により現像された後、厚紙やＯＨＰシート等のシートＳ上にトナー画像として転写される。

シートＳは、ピックアップローラ２３８によりシートカセット２３１、２３２、２３３、２３４から選択的に繰り出され、分離部２３７により１枚ずつ分離されて給送される。さらに、レジ前ローラ対により斜行が矯正された後、感光体ドラム２０３の回転に同期して転写位置に送り込まれると、感光体ドラム２０３に形成されたトナー画像が転写ベルト２１１を介してシートＳに転写される。

その後、シートＳは、定着ローラ対２０６に導かれ、定着ローラ対２０６により加熱・加圧処理されると、シートＳに転写されたトナー画像が定着する。定着ローラ対２０６には、それぞれ定着上分離爪、定着下分離爪が当接しており、定着ローラ対２０６からシートＳを分離する。分離されたシートＳは、本体側排出ローラ対２０７により搬送され、画像形成装置の筐体内に収納されたシート処理装置５００に導かれる。

図２は図１の画像形成装置におけるシート処理装置５００の構造を示す正面図である。図３はシート処理装置５００の構造を示す平面図である。シート処理装置５００は、上流側に位置し、画像形成装置本体２００から排出された画像形成済みのシートＳを一時的に積載する処理トレイ５４０、および下流側に略水平に位置し、処理トレイ５４０から排出されるシートＳを積載するスタックトレイ５０４を有する。

画像形成装置本体２００の本体側排出ローラ対２０７により排出されたシートＳは、シート処理装置５００側の排出ローラ５０８ａとこれに従動する排出コロ５０８ｂとからなる排出部５０８により、スタックトレイ５０４に向かって排出される。このとき、シートＳの後端が排出部５０８を通過するタイミングで、シートＳの後端は、揺動ローラ５５０により処理トレイ５４０上に落とし込まれ、さらに揺動ローラ５５０と従動コロ５７１により挟持される。この揺動ローラ５５０の動作の詳細については後述する。

こうして、シートＳがシート処理装置５００内の処理トレイ５４０に排出されると、処理トレイ５４０上で針綴じ、整合等の後処理が行われた後、スタックトレイ５０４に積載される。この処理トレイ５４０で行われる後処理モードには、複数部に仕分けを行うソートモード、複数枚のシートをステイプルユニット５１０により綴じる針綴じ（ステイプル）モードなどがある。この後処理モードは、後処理ジョブの開始前、操作部３８０（図１１参照）を介してオペレータにより選択・設定される。ステイプルモードでは、１箇所綴じ、２箇所綴じ、針綴じ位置等の選択が可能である。ステイプルユニット５１０は、シートのサイズ、綴じ位置等の設定内容に合わせて、実際の針綴じ位置に移動する。尚、排出部５０８の動作の詳細については後述する。

図４（Ａ）〜図４（Ｃ）はシート処理装置５００における揺動ローラ５５０の動作を説明するための図である。この揺動ローラ５５０は、揺動ローラ軸５５２を中心に上下方向に揺動自在な揺動アーム５５１に取り付けられている。揺動カム５５４を軸支する揺動アーム軸５５３には、揺動アーム駆動モータ６４３（図１２参照）からの動力が伝達されており、揺動アーム駆動モータ６４３が回転すると、揺動カム５５４と一体的に、揺動アーム５５１は揺動ローラ軸５５２を中心に上下方向に揺動する。また、揺動アーム５５１には、上方への揺動を補助するための揺動アーム引張りばね５５５が装着されている。

揺動ローラ５５０は、揺動ローラ駆動ベルト５５６（図３参照）、揺動ローラ従動プーリ５５７および揺動ローラ軸５５２を介して揺動ローラ駆動モータ６４２（図１２参照）に連結されており、図１２で後述するＣＰＵ６１１から揺動ローラ駆動モータドライバ６２２を介して伝達される駆動信号にしたがって、揺動ローラ駆動モータ６４２が回転すると、その回転動力は揺動ローラ５５０に伝達され、揺動ローラ５５０は回転する。

図４（Ａ）に示すように、揺動ローラ５５０のホームポジションは、排出部５０８により処理トレイ５４０上に排出されるシートＳと当接しないように、上方に設定されている。そして、シートＳが排出部５０８から排出され、揺動アーム５５１が揺動アーム駆動モータ６４３の動力を受けて揺動ローラ軸５５２を中心に反時計周りに回転すると、同図（Ｂ）に示すように、揺動ローラ５５０は下降し、排出されるシートＳの後端部を押し付け、処理トレイ５４０側に落とし込む。これと同時に、揺動ローラ５５０は、従動コロ５７１との間でニップ部を形成し、揺動ローラ駆動モータ６４２の動力を受けて反時計周りに回転することで、処理トレイ５４０上に落とし込まれたシートＳの後端が戻しベルト５６０に当接するまで、同図（Ｃ）に示すように、それまでのシートの搬送方向とは逆方向に、下ガイド５６１に沿ってシートＳを引き込む。この後、揺動ローラ５５０は、再び、同図（Ａ）に示すホームポジションまで上昇し、次のシートＳの排出に備える。尚、揺動アーム５５１および排出ローラ５０８ａによる排出動作の詳細については、後述する。

図５（Ａ）、図５（Ｂ）はシート処理装置５００における戻しベルト５６０の動作を説明するための図である。戻しベルト５６０は、排出ローラ軸５０９に支持され、この排出ローラ軸５０９に軸支された排出ローラ５０８ａと、ハウジング５６３に支持された戻しベルトプーリ５６４と、これらの間に巻かれたベルト部材５６５とから構成される（図２参照）。戻しベルト５６０は、少なくとも１つのシート送り回転体であり、シート後端ストッパ５６２にシートＳを突き当てるように、通常、処理トレイ５４０上のシートＳに接触する位置に設けられている。

図５（Ａ）に示すように、排出ローラ軸５０９が反時計周りに回転すると、ベルト部材５６５はシートＳをシート後端ストッパ５６２側に搬送する。また、同図（Ｂ）に示すように、戻しベルト５６０は、処理トレイ５４０上に積載されたシートＳの厚みから逃げるように揺動する。

このように、揺動ローラ５５０および戻しベルト５６０によって反時計周りの方向に押されたシートＳは、処理トレイ５４０の端部に位置するシート後端ストッパ５６２で受け止められると、１枚ずつシート搬送方向の整合が行われる。

シート処理トレイ５４０の上には、排出ローラ軸５０９と平行に移動自在な前整合板５４１および後整合板５４２が設けられている（図３参照）。前整合板５４１および後整合板５４２は、それぞれ前整合モータ６４６（図１２参照）および後整合モータ６４７（図１２参照）により駆動される。

シート処理装置５００が動作中で無い場合、前整合板５４１および後整合板５４２は、それぞれ前整合ホームポジションセンサ５３０（図１２参照）および後整合ホームポジションセンサ５３１（図１２参照）によって検知される位置に待機する。この位置は、整合ホームポジション（基準位置）と呼ばれ、シートＳが搬送されてくる際にシートＳが前整合板５４１及び後整合板５４２に当たらない位置に設定されている。

前整合板５４１および後整合板５４２は、画像形成装置からシートＳが搬送されてくる前、シートＳのサイズに合わせた待機位置に移動する。シートＳが前述したようにシートの搬送方向に整合された後、ジョブ開始前に設定された後処理モードにおける整合位置に、前整合板５４１および後整合板５４２を移動させることで、シートの幅方向の整合が行われる。

例えば、ソートモードの場合、Ｎ部目のシートを幅方向に整合する場合、前整合板５４１を基準位置で待機させ、後整合板５４２を待機位置からシート整合位置に移動させることで、前側(手前側)を基準とした整合が行われる。そして、後述するように、整合されたシートＳをスタックトレイ５０４に排出する。

Ｎ＋１部目のシートを整合する場合、後整合板５４２を基準位置で待機させ、前整合板５４１を待機位置からシート整合位置に移動させることで、奥側を基準とした整合が行われる。そして、同様に、整合されたシートＳをスタックトレイ５０４に排出する。これにより、スタックトレイ５０４上では、束排出を行う毎に仕分けされた状態で、シートを積載することができる。尚、シートの中央位置を基準に整合することも可能である。その場合、前整合板５４１および後整合板５４２の両方を待機位置から中央位置基準となる整合位置に移動させることで、整合が行われる。

また、針綴じモードが選択されている場合、設定された針綴じ位置に合わせた位置で前述した幅方向の整合動作が行われ、続いて針綴じ動作が行われる。このとき、ステイプラユニット５１０は、ステイプルクリンチモータ６４８（図１２参照）により駆動され、針綴じ動作を行う。また、ステイプラユニット５１０はステイプルスライドモータ６４９（図１２参照）により駆動され、図５（Ａ）紙面垂直（シート搬送方向に対して直角方向）に移動自在である。そして、ステイプラユニット５１０は、ジョブが開始されると、ジョブ開始前に設定された針綴じ位置とシートサイズとから決定された針綴じ位置に移動する。この後、前述した幅方向の整合動作を終えた整合済シート束Ｓに対し、ステイプラユニット５１０は針綴じ動作を行う。

図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は揺動ローラ５５０による束排出動作を示す図である。前述したシート搬送方向の整合、シート幅方向の整合、および針綴じ動作の終了後、揺動ローラ５５０は、同図（Ａ）に示すように、揺動アーム駆動モータ６４３により駆動され、揺動ローラ軸５５２を中心にシート束Ｓに当接するまで下降する。そして、揺動ローラ５５０は、従動コロ５７１との間でニップを形成した後、時計周りに回転し、シート束Ｓの後端が後端整合壁５７０上端付近に達するまで、シート束Ｓを搬送して停止させる（同図（Ｂ）参照）。

その後、揺動ローラ５５０は、シート束Ｓから離間してホームポジションに戻る（同図（Ｃ）参照）。これと同時に、後端整合壁５７０の下方に位置するカム５７２がカム揺動回転軸５７３を中心に回動すると、後端整合壁５７０は、揺動軸５７０ａを中心にシート束Ｓから離れる方向に揺動する。この端整合壁５７０およびカム５７２の動作については後述する。

図７（Ａ）〜図７（Ｃ）はシート処理装置５００における処理トレイ５４０上のシート束Ｓをスタックトレイ５０４に排出し、スタックトレイ５０４上で整合・積載する動作を示す図である。後端整合壁５７０は、揺動回転軸５７０ａを中心に揺動自在であり、その一端部５７０ｂがバネ５１２で付勢されている。また、一端部５７０ｂはカム揺動回転軸５７３を中心に回動自在なカム５７２に当接しており、ホームポジション（図６（Ａ）参照）にあるカム５７２が回動すると、後端整合壁５７０はシート束Ｓの搬送方向に対して逆方向に揺動する。

排出されたシート束Ｓの後端が後端整合壁５７０の上端に当接した状態に達すると（図６（Ｂ）参照）、後端整合壁５７０をシート搬送方向の上流側に退避させ、後端整合壁５７０の斜面部にシート束Ｓの後端を当接させる（図６（Ｃ）、図７（Ａ）参照）。

退避した後端整合壁５７０を揺動回転軸５７０ａを中心にホームポジション（図６（Ａ）参照）に復帰させる過程では、シート束Ｓの後端を後端整合壁５７０が水平方向に押圧することで、シート束Ｓの後端の整合を行いつつ、スタックトレイ５０４にシート束Ｓを積載する（図７（Ｂ）、図７（Ｃ）参照）。

スタックトレイ５０４上に積載されたシート束Ｓは、シート戻し部材５８３によって後端整合壁５７０側に引き戻され、その上面を押さえ付けられる。シート戻し部材５８３は、パドル状の部材であり、後端整合壁５７０に設けられたパドル回転軸５９０を中心に回転自在である。シート戻し部材（パドル）５８３は、揺動ローラ５５０によってシート束Ｓがスタックトレイ５０４上に束排出される度に反時計周りに１回転し、排出されたシート束Ｓを後端整合壁５７０側に毎回引き戻し、シート束の後端を押さえる動作を行う。

ここで、シート戻し部材５８３は、シート戻し動作を行う動作以外の時、図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示す状態を維持しており、シート束Ｓを押さえ付けている。このシート戻し部材５８３の位置は、パドルホームポジションセンサ（図示せず）によって検知される。また、スタックトレイ５０４は、積載されたシート束Ｓの上面高さを一定に保つため、駆動部（図示せず）により昇降自在に構成されている。

尚、本実施の形態では、スタックトレイ５０４のシート積載面は略水平に設定されているが、傾斜して設定されてもよく、この場合でも後端整合部材５７０は有効に作用する。また、後端整合壁５７０側に向かって、シート積載面を下側に傾斜させることにより（本実施の形態では、傾斜角１８゜に設定されている）、スタックトレイ５０４上にある積載済みのシート束Ｓの後端と、処理トレイ５４０から排出される後続のシート束Ｓとの干渉を回避させることが容易である。また、シート処理装置を小型化できる。

図８（Ａ）〜図８（Ｆ）は排出部５０８によるシートの排出動作を示す図である。図中のシートＳ１はＮ部目のシート束の最終紙、シートＳ２は（Ｎ＋１）部目のシート束の先頭紙である。シート処理装置５００の中継ローラ５９１は、画像形成装置本体２００の排出速度と等速で回転することにより、画像形成装置本体２００から排出されたシートＳ１を受け取る（図８（Ａ）参照）。つまり、中継ローラ５９１および排出ローラ５０８ａは、排紙モータ６４１（図１２参照）によって、画像形成装置本体２００の本体側排出ローラ対２０７により排出されたシートの排出速度と等速になるように、駆動される。

中継ローラ５９１と排出ローラ５０８ａの間の所定位置（第１の加速位置５９６又は第２の加速位置５９７）にシートの先端が到達したことに応じて、シート間の距離（紙間）を広げるために、先行シートを加速させて後続シートから引き離す。第１の加速位置５９６はシート束の先頭紙以外のシートを加速するための基準位置で、第２の加速位置５９７はシート束の先頭紙を加速するための基準位置である。第１の加速位置５９６は、第２の加速位置５９７よりシート搬送方向の上流側に設定されている。第１の加速位置５９６及び第２の加速位置５９７は中継ローラ５９１と排出ローラ５０８ａとの間に設けられている。Ｎ部目の最終紙であるシートＳ１の先端が第１の加速位置５９６に達すると（図８（Ｂ）参照）、排紙モータ６４１によって、シートＳ１の搬送速度を、受渡し速度ν１から引離し速度ν２まで加速し、シートＳ１を引離し速度ν２で所定時間搬送し、シートＳ１を処理トレイ５４０へ排出するまでに速度ν１まで減速する（図９参照）。この加速制御によって、Ｎ部目の最終紙であるシートＳ１と、（Ｎ＋１）部目の先頭紙であるシートＳ２との紙間は、広がり（図８（Ｃ）参照）、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）を用いて説明した、処理トレイ５４０上のシートＳ１の引き戻し処理時間を稼ぐことができる。

つづいて、画像形成装置本体２００から排出された、（Ｎ＋１）部目の先頭紙であるシートＳ２は、シート処理装置５００の中継ローラ５９１に受け渡されると、Ｎ部目の最終紙と同様、画像形成装置本体２００の排出速度と等速である受渡し速度ν１で搬送される（図８Ｄ参照）。（Ｎ＋１）部目の先頭紙であるシートＳ２の先端が第２の加速位置５９７に達すると（図８Ｅ参照）、排紙モータ６４１によって、シートＳ２の搬送速度を、受渡し速度ν１から引離し速度ν２まで加速し、シートＳ２を引離し速度ν２で所定時間搬送し、シートＳ２を処理トレイ５４０へ排出するまでに速度ν１まで減速する（図９参照）。この加速制御によって、（Ｎ＋１）部目の先頭紙であるシートＳ２と、（Ｎ＋１）部目の２枚目であるシートＳ３との紙間は、広がり（図８Ｆ参照）、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）を用いて説明した、処理トレイ５４０上のシートＳ２の引き戻し処理時間を稼ぐことができる。

第２の加速位置５９７を第１の加速位置５９６よりシート搬送方向の下流側に設定している、すなわち前の（Ｎ部目）のシート束に続く（Ｎ＋１）部目のシート束の先頭紙であるシートＳ２の増速タイミングを他のシート（例えばシートＳ１）の増速タイミングより遅らせる理由は、Ｎ部目のシート束の処理時間を稼ぐ（確保する）ためである。シート束の処理時間とは、処理トレイ５４０上のシート束をステイプラユニット５１０による綴じ動作、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）及び図７（Ａ）〜図７（Ｃ）用いて説明した処理トレイ５４０からの束排出動作、及びスタックトレイ５０４上での整合・積載動作に要する時間である。

（Ｎ＋１）部目の２枚目であるシートＳ３の速度制御は、前述したＮ部目の最終紙であるシートＳ１と同様に行われる。ここで、（Ｎ＋１）部目の先頭紙（シートＳ２）の加速位置である第２の加速位置５９７は、（Ｎ＋１）部目の２枚目の紙（シートＳ３）の搬送処理に影響を与えないような加速位置となっている。つまり、（Ｎ＋１）部目の先頭紙であるシートＳ２の加速に比べ、（Ｎ＋１）部目の２枚目のシートＳ３の加速が早過ぎる場合、（Ｎ＋１）部目のシートＳ２の後端と２枚目のシートＳ３の先端とが衝突してしまうおそれがあるので、このような不具合が生じないような加速位置に、第２の加速位置は設定されている。

また、第１の加速位置５９６および第２の加速位置５９７は、シートの先端が所定位置に設けられたセンサ（例えば、受渡し検知センサ５２０）によって検知されてから、排紙モータ６４１のパルス数が所定カウント値に達するまでの距離や、タイマが所定時間に達するまでの距離に決定することができる。尚、ここでは、受渡し検知センサ５２０は中継ローラ５９１よりシート搬送方向上流側の適当な位置に設けられる。

ここで、排紙モータ６４１の速度制御について簡単に説明する。図９は排紙モータ６４１の駆動電圧の変化を示すタイミングチャートである。ここで、排紙モータ６４１の駆動電圧は、排紙モータ６４１によって駆動されるシートの搬送速度νに対応する。

画像形成装置本体２００からＮ部目の最終紙であるシートＳ１が排出されると、シート処理装置５００の中継ローラ５９１に受け渡され、搬送速度（受渡し速度）ν１で搬送される。中継ローラ５９１によってシートＳ１の先端が第１の加速位置５９６に達すると（時間ｔ１経過）、シートＳ１の搬送速度は受渡し速度ν１から引離し速度ν２まで加速される。

つづいて、画像形成装置本体２００から（Ｎ＋１）部目の先頭紙であるシートＳ２が排出されると、シート処理装置５００の中継ローラ５９１に受け渡され、搬送速度（受渡し速度）ν１で搬送される。中継ローラ５９１によってシートＳ２の先端が第２の加速位置５９７に達すると（時間ｔ２経過）、シートＳ２は受渡し速度ν１から引離し速度ν２まで加速される。

ここで、第１の加速位置５９６は、第２の加速位置５９７よりシート搬送方向の上流側に設定されているので、Ｎ部目の最終紙であるシートＳ１における排紙モータ６４１の起動からシートＳ１の先端が第１の加速位置５９６に達するまでの時間ｔ１と、（Ｎ＋１）部目の先頭紙であるシートＳ２における排紙モータ６４１の起動から第シートＳ２の先端が第２の加速位置５９７に達するまでの時間ｔ２とは、ｔ１＜ｔ２の関係にある。つまり、排紙モータ６４１の動作時間がＴ１＜Ｔ２となるように、加速位置は決定される。ここで、Ｔ１、Ｔ２は、それぞれシートＳ２の加速終了からシートＳ３の加速終了までの時間、およびシートＳ１の加速終了からシートＳ２の加速終了までの時間を表す。

つづいて、画像形成装置本体２００から（Ｎ＋１）部目の２枚目のシートＳ３が排出されると、シート処理装置５００の中継ローラ５９１に受け渡され、搬送速度（受渡し速度）ν１で搬送される。中継ローラ５９１によってシートＳ３の先端が第１の加速位置５９６に達すると、シートＳ３の搬送速度は受渡し速度ν１から引離し速度ν２まで加速される。

このように、（Ｎ＋１）部目の先頭紙の加速位置を第１の加速位置から第２の加速位置に変更することで、Ｎ部目の束処理時間を稼ぐ（確保する）ことができる。ここで、束処理時間とは、前述した針綴じ動作及び束排出動作に要する時間のことをいう。尚、この加速位置の変更処理については後述する。

つぎに、画像形成装置本体２００から受け渡されたシートの排紙動作と処理トレイ５４０上で後処理されたシート束の束排出動作を示す。図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）はシートの排出動作およびシート束の排出動作を示す図である。Ｎ部目の最終紙であるシートＳ１の先端が第１の加速位置５９６に到達すると、シートＳ１は前述した通り、加速されて（同図（Ａ）参照）処理トレイ５４０上に排出される。処理トレイ５４０上に排出されたシートＳ１は、下降した揺動アーム５５１によってその先端に取り付けられた揺動ローラ５５０と従動コロ５７１との間に挟持され、揺動ローラ５５０の逆回転によってシート搬送方向とは逆方向に押されて整合される（同図（Ｂ）参照）。

処理トレイ５４０上に積載されたシート束に対し、画像形成装置本体２００の操作画面（図示せず）上で予め設定された後処理が行われた後、シート束は揺動ローラ５５０の正回転によって処理トレイ５４０からスタックトレイ５０４上に押し出され（束排出され）る。

このとき、（Ｎ＋１）部目の先頭紙であるシートＳ２は第２の加速位置５９７に到達していないので、この間に束排出動作を完了する（同図（Ｃ）参照）。この後、（Ｎ＋１）部目の先頭紙であるシートＳ２が第２の加速位置５９７に到達すると、シートＳ２は加速される。この時点では、既にシート束の束排出動作が完了しているので、シートＳ２が処理トレイ５４０内に進入できるように、揺動アーム５５１は上昇動作を開始する。揺動アーム５５１の上昇動作が完了すると、シートＳ２が処理トレイ５４０内にスムーズに入り込めるようになる。尚、このシートの整合・積載処理については後述する。

図１１は画像形成装置全体の制御を司るコントローラ（制御部）の構成を示すブロック図である。このコントローラは、ＣＰＵ回路部３５０、操作部３８０、シート処理装置制御部６００、原稿給送装置制御部３６０、イメージリーダ制御部３７０、画像信号制御部３３０およびプリンタ制御部３４０を有する。画像信号制御部３３０には、外部インタフェース（Ｉ／Ｆ）３２０を介して外部のコンピュータ３１０が接続されている。

ＣＰＵ回路部３５０は、ＣＰＵ３５１、ＲＯＭ３５２およびＲＡＭ３５３を内蔵し、ＣＰＵ３５１がＲＯＭ３５２に格納されている制御プログラムを実行することによって、このコントローラの各部を総括的に制御する。ＲＡＭ３５３は、制御データを一時的に保持したり、ＣＰＵ３５１が制御プログラムを実行する際、演算処理の作業領域として用いられる。

原稿給送装置制御部３６０は、ＣＰＵ回路部３５０からの指示にしたがって、自動原稿給送装置１００を制御する。イメージリーダ制御部３７０は、スキャナユニット１０４、イメージセンサ１０９などを制御し、イメージセンサ１０９から出力されたアナログ画像信号を画像信号制御部３３０に転送する。

画像信号制御部３３０は、イメージセンサ１０９からのアナログ画像信号をデジタル信号に変換した後、このデジタル信号に各種処理を施し、各種処理が施されたデジタル信号をビデオ信号に変換してプリンタ制御部３４０に出力する。また、外部Ｉ／Ｆ３２０を介してコンピュータ３１０から入力されたデジタル画像信号に各種処理を施し、各種処理が施されたデジタル画像信号をビデオ信号に変換してプリンタ制御部３４０に出力する。この画像信号制御部３３０の動作は、ＣＰＵ回路部３５０により制御される。

プリンタ制御部３４０は、入力されたビデオ信号に基づき、レーザスキャナユニット（露光制御部）２０２を駆動する。操作部３８０は、画像形成に関する各種機能を設定する複数のキー、設定情報を表示する表示部などを有し、各キーの操作に対応するキー信号をＣＰＵ回路部３５０に出力し、ＣＰＵ回路部３５０からの信号に基づき、対応する情報を表示部に表示する。

シート処理装置制御部６００は、シート処理装置５００に搭載され、ＣＰＵ回路部３５０と情報のやり取りを行って、シート処理装置５００全体の制御を行う。この制御内容については後述する。

図１２はシート処理装置制御部６００の構成を示すブロック図である。シート処理装置制御部６００は、各種ドライバおよび各種センサが接続されたＣＰＵ回路部６１０を有する。ＣＰＵ回路部６１０は、ＣＰＵ６１１、ＲＯＭ６１２およびＲＡＭ６１３を有し、ＣＰＵ６１１がＲＯＭ６１２に格納されている制御プログラムを実行することにより、シート処理装置５００を制御する。また、ＣＰＵ回路部６１０は、通信ＩＣ６１４を介して画像形成装置本体側のＣＰＵ回路部３５０と通信してデータ交換を行い、画像形成装置本体側のＣＰＵ回路部３５０からの指示に基づき、シート処理装置５００を制御する。

シート処理装置５００を制御する際、ＣＰＵ回路部６１０は、各種センサからの検出信号を取り込む。各種センサとしては、受渡し検知センサ５２０、入口センサ５２１、揺動ホームポジションセンサ５２２、揺動スノコホームポジションセンサ５２３、トレイ検知センサ５２４、紙面検知センサ５２５、戻しベルト退避センサ５２６、ステイプルスライドホームポジションセンサ５２７、ステイプルクリンチホームポジションセンサ５２８、処理トレイ紙検知センサ５２９、前整合ホームポジションセンサ５３０、後整合ホームポジションセンサ５３１、パドルホームポジションセンサ５３２、スタックトレイ紙検知センサ５３３、スタックトレイエンコーダクロックセンサ５３４、紙面検知上センサ５３５、紙面検知下センサ５３６、トレイ上限センサ５３７、トレイ下限センサ５３８、前カバー開閉検知センサ５３９、シート検知センサ５９５等が挙げられる。

また、ＣＰＵ回路部６１０には、各種モータドライバ６２１〜６３０が接続されており、各種モータドライバ６２１〜６３０は、ＣＰＵ回路部６１０からの信号に基づき、対応する各種モータを夫々駆動する。各種モータとしては、排紙モータ６４１、揺動ローラ駆動モータ６４２、揺動アーム駆動モータ６４３、後端整合壁駆動モータ６４４、パドルモータ６４５、前整合モータ６４６、後整合モータ６４７、ステイプルクリンチモータ６４８、ステイプルスライドモータ６４９、及びスタックトレイモータ６５０が挙げられる。

排紙モータ６４１は、入口搬送ローラ対（排出部５０８）や戻しベルト５６０を構成する排出ローラ５０８ａを駆動する。揺動ローラ駆動モータ６４２は、揺動アーム５５１の先端に取り付けられ、入口搬送ローラ対によって搬送されたシートを戻す動作および処理トレイ５４０上で処理されたシート束をスタックトレイ５０４に束排出する動作を行う揺動ローラ５５０を駆動する。揺動アーム駆動モータ６４３は、処理トレイ５４０上に排出されたシートの後端部をキャッチするために揺動アーム５５１を上下方向に駆動する。

後端整合壁駆動モータ６４４は、スタックトレイ５０４上に束排出されたシート束の後端整合を行う後端整合壁５７０を駆動する。パドルモータ６４５は、スタックトレイ５０４上に積載されたシート束の後端部を押さえるシート戻し部材５８３を駆動する。前整合モータ６４６および後整合モータ６４７は、処理トレイ５４０上に積載されたシートをシート搬送方向に対して垂直方向に整合する前整合板５４１および後整合板５４２をそれぞれ駆動する。

ステイプルクリンチモータ６４８は、ステイプラ５１０を駆動して針綴じを行わせる。ステイプルスライドモータ６４９は、ステイプルユニット５１０を前後方向に移動させる。スタックトレイモータ６５０は、スタックトレイ５０４を上下方向に移動させる。

ここで、排紙モータ６４１、揺動ローラ駆動モータ６４２、揺動アーム駆動モータ６４３、後端整合壁駆動モータ６４４、パドルモータ６４５、前整合モータ６４６、後整合モータ６４７およびステイプルスライドモータ６４９は、ステッピングモータから構成され、励磁パルスレートを制御することによって、各モータにより駆動されるローラ対を等速で回転させたり、独自の速度で回転させることが可能である。

また、排紙モータ６４１、揺動ローラ駆動モータ６４２、揺動アーム駆動モータ６４３、前整合モータ６４６、後整合モータ６４７およびステイプルスライドモータ６４９は、それぞれ排紙モータドライバ６２１、揺動ローラ駆動モータドライバ６２２、揺動アーム駆動モータドライバ６２３、前整合モータドライバ６２６、後整合モータドライバ６２７およびステイプルスライドモータドライバ６２９により、正回転方向および逆回転方向に駆動自在である。また、ステイプルクリンチモータ６４８、スタックトレイモータ６５０はＤＣモータから構成される。

図１３は排出されたシートの整合・積載処理手順を示すフローチャートである。この処理プログラムは、シート処理装置制御部６００内のＲＯＭ６１２に格納されており、ＣＰＵ６１１によって実行される。

排出ローラ５０８ａによって排出速度νで排出されるシートの後端が排出ローラ５０８ａの上流側に設けられたシート検知センサ５９５によって検知されるまで待機し（ステップＳ１１）、シート検知センサ５９５によってシートの後端が検知されると、揺動アーム５５１を待機位置から挟持位置に下降させる動作を開始する（ステップＳ１２）。

排出ローラ５０８ａによって排出されたシートの後端は、揺動アーム５５１の先端に取り付けられた揺動ローラ５５０と従動コロ５７１とによって、挟持位置で挟持されると、揺動ローラ５５０の反時計周りの回転動力によってシートの後端がシート後端ストッパ５６２まで押し戻されるように、処理トレイ５４０上で戻し整合動作を行う（ステップＳ１３）。

戻し整合動作が行われたシートが束最終紙であるか否かを判別する（ステップＳ１４）。束最終紙である場合、処理トレイ５４０上で所定の処理が行われた後、揺動ローラ５５０の時計周りの回転動力によってシート束の束排出動作を行う（ステップＳ１５）。シート束の束排出動作が完了したか否かを判別し（ステップＳ１６）、シート束の束排出動作が完了すると、揺動アーム５５１を挟持位置から待機位置に向かって上昇させる動作を開始する（ステップＳ２０）。この後、ステップＳ１１の処理に戻る。このステップＳ２０における揺動アーム５５１の上昇動作は、後続するシートの先端が揺動アーム５５１と干渉しないようにするために行われるものであって、揺動アーム５５１が挟持位置から待機位置に復帰するまでの復帰時間、およびシートの排出後、後続するシートの先端がシート検知センサ５９５の検知位置に到達するまでの移動時間を基に、その上昇開始時期が決定される。

一方、ステップＳ１４で戻し整合動作が行われたシートが束最終紙でない場合、排出ローラ５０８ａによって排出される後続するシートの先端がシート検知センサ５９５によって検知されたか否かを判別する（ステップＳ１７）。後続するシートの先端が検知されない場合、ステップＳ１７の処理を繰り返し、シートの先端が検知されるまで待機する。そして、シートの先端が検知されると、ステップＳ２０で揺動アーム５５１を上昇させる動作を開始する。

また一方、ステップＳ１６でシート束の束排出動作が完了していない場合、束排出後送り中であるか否かを判別する（ステップＳ１８）。束排出動作を終了して束排出後送り中である場合、後続するシートの先端がシート検知センサ５９５によって検知されたか否かを判別する（ステップＳ１９）。後続するシートの先端が検知された場合、ステップＳ２０で揺動アーム５５１を上昇させる動作を開始する。

一方、ステップＳ１８で束排出後送り中でない場合、あるいはステップＳ１９で後続するシートの先端が検知されない場合、ステップＳ１６の処理に戻り、束排出動作が完了するまで揺動アーム５５１を挟持位置で待機させる。

図１４はシートの加速位置変更手順を示すフローチャートである。この処理プログラムは、シート処理装置制御部６００内のＲＯＭ６１２に格納されており、ＣＰＵ６１１によって実行される。

画像形成装置本体２００で画像が形成されたシートがシート処理装置５００側に搬送される（受け渡される）際、画像形成装置本体２００内の所定位置に設けられたセンサ（例えば、受渡し検知センサ５２０）によって、シートの先端が検出されるまで待機し、シートの先端が検知されると、シートの搬送速度が受渡し速度となるように、排紙モータ６４１を起動する（ステップＳ２１）。

排紙モータ６４１よって搬送されるシートが束先頭紙であるか否かを判別し（ステップＳ２２）、束先頭紙である場合、シートの先端が第２の加速位置５９７に到達するまで待機する（ステップＳ２３）。ここで、シートの先端が第２の加速位置５９７に到達したか否かの判別は、第２の加速位置５９７に設けられたシート検知センサ（図示せず）によりシートを直接検知することで行ってもよいが、シートの先端が所定位置に設けられたセンサ（例えば、受渡し検知センサ５２０）によって検知されてから、排紙モータ６４１のパルス数が所定カウント値に達することで、あるいはタイマが所定時間に達することで行ってもよい。そして、第２の加速位置５９７に到達すると、シートの搬送速度を引離し速度まで加速させるように、排紙モータ６４１の加速制御を開始する（ステップＳ２４）。ステップ２４において、シートの搬送速度を引離し速度まで加速させた後、シートを引離し速度で所定時間搬送させ、シートが処理トレイ５４０へ排出されるまでにシートの搬送速度を減速させる。この後、本処理を終了する。

一方、ステップＳ２２で、排紙モータ６４１によって搬送されるシートが束先頭紙でない場合、シートの先端が第１の加速位置５９６に到達するまで待機する（ステップＳ２５）。ここで、シートの先端が第１の加速位置５９６に到達したか否かの判別は、前述した第２の加速位置５９７に到達したか否かの判別と同様に行われる。第１の加速位置５９６に到達すると、ステップＳ２４でシートの搬送速度を引離し速度まで加速させるように、排紙モータ６４１の加速制御を開始する。ステップ２４において、シートの搬送速度を引離し速度まで加速させた後、シートを引離し速度で所定時間搬送させ、シートが処理トレイ５４０へ排出されるまでにシートの搬送速度を減速させる。この後、本処理を終了する。

上述のステップＳ２２では、シート束の先頭紙かどうかを判別したが、別の実施の形態として、最初の束のみはステップＳ２２の判別によらずステップ２５へ進み、第２束以降の束においてステップＳ２２の処理を行うようにしてもよい。

本実施の形態によれば、束排出後に搬送される１枚目（先頭）のシートの処理トレイ５４０上への進入を遅らせることにより、短い搬送経路であっても、処理トレイ５４０上の束処理時間を確保でき、一定間隔で搬送されてくるシートの処理能力を維持できる。この結果、シート処理装置の生産性を上げることができる。

以上が本発明の実施の形態の説明であるが、本発明は、これら実施の形態の構成に限られるものではなく、特許請求の範囲で示した機能、または実施の形態の構成が持つ機能が達成できる構成であればどのようなものであっても適用可能である。例えば、上記実施の形態では、受渡し速度から引離し速度に一気に切り換えていたが、段階的に切り換えるように制御してもよい。

本発明の実施の形態に係るシート処理装置を備える画像形成装置の構成を示す断面図である。 図１におけるシート処理装置の構造を示す正面図である。 図２のシート処理装置の構造を示す平面図である。 シート処理装置における揺動ローラの動作を説明するための図である。 シート処理装置における戻しベルトの動作を説明するための図である。 揺動ローラによる束排出動作を説明するための図である。 シート処理装置における処理トレイ上のシート束をスタックトレイに排出し、スタックトレイ上でシート束を整合・積載する動作を説明するための図である。 シート処理装置における排出部によるシートの排出動作を説明するための図である。 シート処理装置における排出部によるシートの排出動作を説明するための図である。 シート処理装置における排紙モータの駆動電圧の変化を示すタイミングチャートである。 シート処理装置によるシートの排出動作およびシート束の排出動作を説明するための図である。 画像形成装置全体の制御を司るコントローラの構成を示すブロック図である。 図１１のコントローラにおけるシート処理装置制御部の構成を示すブロック図である。 シート処理装置制御部により実行される排出されたシートの整合・積載処理手順を示すフローチャートである。 シート処理装置制御部により実行されるシートの加速位置変更手順を示すフローチャートである。

符号の説明

２００ 画像形成装置本体
２０７ 排出ローラ対
５００ シート処理装置
５０４ スタックトレイ
５０８ 排出部
５０８ａ 排出ローラ
５０８ｂ 排出コロ
５２０ 受渡し検知センサ
５４０ 処理トレイ
５９１ 中継ローラ
５９５ シート検知センサ
５９６ 第１の加速位置
５９７ 第２の加速位置
６００シート処理装置制御部
６４１排紙 モータ

Claims (5)

1. シートに画像を形成する画像形成装置に接続されるシート処理装置において、
   前記画像形成装置から受け取ったシートを搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段により搬送されるシートを後続のシートから距離を広げるべく、第１のタイミングで前記搬送手段のシートの搬送速度を第１の速度から第２の速度へ増速させる制御手段と、
   前記搬送手段により搬送されたシートが排出される第１のトレイと、
   前記第１のトレイに排出されたシートを整合する整合手段と、
   前記第１のトレイに積載されたシートが排出される第２のトレイと、
   前記第１のトレイ上で整合され、積載されたシート束を束の状態で前記第２のトレイへ排出する排出手段とを有し、
   前記制御手段は、前記搬送手段により搬送されるシートの前を先行するシートが１束の最終ページである場合、前記第１のタイミングよりも遅い第２のタイミングで前記搬送手段のシートの搬送速度を前記第１の速度から前記第２の速度へ増速させることを特徴とするシート処理装置。
2. 前記整合手段は、前記第１トレイへ排出されたシートを前記第２トレイへの排出方向とは逆方向に引き戻し、シートをストッパに突き当てることによりシートを整合することを特徴とする請求項１記載のシート処理装置。
3. 前記制御手段は、前記第１又は第２のタイミングでシートの搬送速度を増速した後、シートを前記第１トレイへ排出するまでに、シートの搬送速度を減速することを特徴とする請求項１記載のシート処理装置。
4. 前記制御手段は、前記第１のタイミングでシートを増速させることにより前記整合手段の整合動作の時間を稼ぎ、前記第２のタイミングでシートを増速させることにより前記整合手段の整合動作の時間及び前記排出手段のシート束の排出時間を稼ぐことを特徴とする請求項１記載のシート処理装置。
5. 前記第１のタイミングは、前記搬送手段によりシートが第１の位置に搬送されたタイミングであり、前記第２のタイミングはシートが前記第１の位置よりも下流側の第２の位置に搬送されたタイミングであることを特徴とする請求項１記載のシート処理装置。

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