JP3932048B2 - 用紙後処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、印刷機等に接続される用紙後処理装置に係り、特にスティプルユニットを備えた用紙後処理装置に関する。

画像形成装置の排紙部から排紙される画像形成済みの用紙を揃えて所定部数ごとにスティプルする用紙後処理装置が広く知られている。

例えば特許文献１には、選択手段によりスティプラの作動位置方向を変更し得るように構成することで、スティプラにより斜め綴じを行う技術が示されている。
特公平７−５２１１号公報

しかし上記従来技術は、用紙端面の１箇所のみに関してのことであり、用紙端面に沿ってスティプラを移動させ、他端面の斜め綴じを行うことは出来ないという不具合があった。

本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、よりコンパクトな綴じ角度変更手段を構築することができる用紙後処理装置を提供することを目的とする。

上記目的は、用紙を揃えた状態でスタックする用紙整合トレイ部と、この用紙整合トレイ部にスタックされた用紙の端面部に位置し用紙を綴じるためのスティプラと、用紙のサイズに応じてその端面に沿って前記スティプラを移動させるスティプラ移動手段と、前記スティプラの綴じ角度を変更するための綴じ角度変更手段とを有するスティプルユニットを備えた用紙後処理装置において、前記綴じ角度変更手段は、ウォームギヤとそれに噛み合う円弧状のウォームホイールを備え、前記スティプラの綴じ角度変更を行う際の制御センサを遮蔽するためのフィラー部を前記ウォームホイールのリブで構成した第１の手段により達成される。

本発明によれば、スティプラの綴じ角度変更を行う際の制御センサを遮蔽するためのフィラー部をウォームホイールのリブで構成したため、よりコンパクトな綴じ角度変更手段を構築することができる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明の実施の形態に係る用紙後処理装置の全体構成図である。

この用紙後処理装置は、画像形成装置１の側部に取り付けられており、画像形成装置１より排出された用紙を偏向爪２により、直接、排紙トレイ３へ導く搬送路Ａ及びスティプル綴じするための搬送路Ｂヘ導くように構成され、スティプル綴じされた用紙も最終的には最下流側に位置する排紙トレイ３にスタックされるようになっている。

４は画像形成装置１より排出された用紙を受け取る搬送ローラであり、その直前部分には入口センサＳ１が設けられており、搬送される用紙の先端及び後端が検知されるようになっている。搬送ローラ４の下流側には前記偏向爪２が配されており、この偏向爪２は図示しないソレノイド及びスプリング等により駆動されるようになっている。

ソート・スタック用搬送路Ａには、複数の搬送ローラ５，６及びそれに従動する従動コロ７，８が配されており、画像形成装置１より排出された用紙を直接、排紙トレイ３へ導く。

また、スティプル綴じするためのスティプル用搬送路Ｂにおいても、複数の搬送ローラ９，１０及び従動ローラ１１，１２が配されており、用紙をスティプルユニットＣへ導く。

次に、スティプルユニットＣの概略について、図２、図３及び前記図１を参照して説明する。

図２は図１のスティプルユニットを示す側面図、図３は同、正面図である。なお、ここで、正面とは図１に示すように、装置設置時の手前面を言い、側面とはその左右側を言う。

本スティプルユニットＣは、用紙サイズに応じて紙面垂直方向に移動可能となっているスティプラ１３、排出された用紙の後端をガイド板１４へ寄せるためのブラシローラ１５及び搬送方向に直交する方向へ揃えるための一対のジョガーフェンス２７、排出された用紙をガイド板１４へ寄せるためのたたきコロ１６、スティプル綴じされた用紙を排紙トレイ３へ排出するための排紙ベルト１７及びそれに固定された排紙爪１８等で構成されている。

なお、たたきコロ１６は、破線の位置まで移動が可能となっており、用紙の排出ごとに移動、回転して、ガイド板１４方向への寄せを行っている。また、排紙ベルト１７、排紙爪１８、ジョガーフェンス２７等で用紙整合トレイ部が構成されている。

次に、排紙トレイ３への用紙排出部の構造を図４及び前記図１を参照して説明する。

図４は排紙トレイ近傍の拡大構成図である。

排出口にはスティプル綴じを行わない用紙とスティプル綴じされた用紙の両者を排紙トレイ３に排出するための排紙ローラ１９，２１があり、その下方部には紙寄せ用スポンジコロ２０が配され、排紙トレイ３に落下した用紙がその回転により突き当てガイド板２４に突き当てられ、これにより用紙の後端が揃えられるようになっている。

また、排紙トレイ３は、上下ガイドコロ２２により上下方向への移動が可能となっており、図示しない駆動機構により駆動される。排紙トレイ３はまた、シフトガイドコロ２３により用紙排出方向に対して直交した方向にも移動可能となっており、これも図示しない駆動機構によりシフト動作が行われる。

ここで、排紙トレイ３の上方には、排出された用紙の上面を検知するための上面検知レバー２６及びセンサＳ４が設けられており、排出されスタックされた用紙の上面が常に排紙ローラ１９に対して一定の位置になるように排紙トレイ３の高さが調整される。

また、排紙従動ローラ２１は、通常は排紙ローラ１９に接触した位置に入るが、必要に応じて支点ａを中心として排紙ガイド板２５と共に一点鎖線の位置までの移動が可能となっており、図示しない駆動機構により移動を行う。

動作としては、スティプルを行わず１枚毎に排紙トレイ３へ用紙を排紙するソート・スタックモードと、スティプル綴じをした後排紙するスティプルモードの２つに分けられる。

（１）ソート・スタックモードのとき偏向爪２は図１において破線の位置となり、画像形成装置１より排紙された用紙は、ソート・スタック用搬送路Ａへ送られ、搬送ローラ５，６により排出口へ送られる。このとき、常に排紙従動ローラ２１は排紙ローラ１９に対して自重またはスプリング等で加圧された状態で接しており、用紙はこれにより排紙トレイ３に排出される。

用紙は、排紙ローラ１９からその後端が排出された後、紙寄せ用スポンジコロ２０の回転によりガイド板２４に突き当てられ、後端が揃えられてスタックされる。用紙は、所定枚数分だけ次々に排紙トレイ３に排出され、センサＳ４によりその上面が検知されることにより積載された用紙の上面が常に一定の位置になるように積載される。

また、必要に応じて、排紙トレイ３は用紙排出方向に対して直交する方向にシフト動作を行い、用紙の仕分けを行う。

（２）スティプルモードのとき偏向爪２は図１において実線の位置となり、画像形成装置１より排出された用紙は、スティプル用搬送路Ｂへ導かれ、スティプルユニットＣへ搬送される。スティプルユニットＣ内では、所定の揃え動作が行われ、スティプル綴じ動作が行われる。

次に、用紙の排出方向ｂ（図１参照）に沿って張設された排出ベルト１７及び、それに固定された排紙爪１８の回転により用紙は排紙ローラ１９方向へ搬送される。このとき、排紙従動ローラ２１は、図４の一点鎖線の位置へ移動しており、排紙ローラ１９より離間した位置にある。

この状態で綴じられた用紙は排紙ローラ１９，２１を通過し、その後端が排紙ローラ１９を通過する前に排紙従動ローラ２１及び排紙ガイド板２５は離間した位置から用紙を押さえ込む位置まで移動し、用紙の排出を行う。

なお、本タイミングはセンサＳ３により検出を行っている。スティプルされた用紙は排出された後、自重及び紙寄せ用スポンジコロ２０の回転によりガイド板２４に突き当てられ、用紙の後端が揃えられてスタックされる。排出された用紙束は、所定部数分だけ次々に排紙トレイ３に排紙され、ソート・スタックモードのときと同様に、用紙の上面が常に一定の位置になるように積載される。

次に、スティプラ１３の移動機構について、図５ないし図７及び前記図１ないし図３に基づいて説明する。

図５はスティプラの移動・角度変更機構の第１の参考例を示す正面図、図６は同、用紙端面と平行な状態の側面図、図７は同、用紙端面に対して傾いた状態の側面図である。

スティプラ１３はスティプラ回転台５０に固定されている。スティプラ回転台５０のスティプラ中心線上には２個所にピン５１が固定されており、これはスティプラ台３１に設けられた長穴６１と円弧形状部６２に嵌め込まれており、スティプラ１３は前記形状に沿ってスライド可能となっている。

なお、前記形状は、スティプラ台３１の中心線に対して左右対称に形成されており、スティプラ１３の回転する際の軌跡も左右対称の動きとなる。また、スティプラ回転台５０の一端には前記円弧形状部６２と同心円上にギヤ部が形成されており、これに噛み合うギヤ列５２，５３を介してモータ５４によりスティプラ１３の回転が行われる構成となっている。

なお、ギヤ列５２，５３及びモータ５４はスティプラ台３１に固定されている。またスティプラ回転台５０の回転角はスティプラ回転台５０に固定されたフィラーとセンサ５５により任意の角度に設定可能となっている。

スティプラ台３１は、スティプラスライダ３０のガイド穴３０ｂにガイドピン３２を介して、図５の矢印方向に移動可能に係合されている。さらにスティプラ台３１の背面側に軸４４が固定されており、その軸４４に対してガイドコロ３４が回転可能に取り付けられている。スティプラスライダ３０の上方部分は両側板４１，４２の間に掛け渡されているガイドロッド３６をガイドとして図１の紙面垂直方向にスライド可能に取り付けられる共に、スティプラスライダ３０の下方部分に取り付けられているガイドコロ３３が本体側のステー４３の面上に転動するように当接されており、これによって、スティプラスライダ３０が回転方向に係止されている。

また、ステー４３にはガイドカム３５が固定されていると共に、このガイドカム３５の上端辺部に形成されているカム面にはガイドコロ３４が転動するように当接されており、これによって、スティプラスライダ３０が図２のｋ方向に往復移動されるようになっている。

このとき、ガイドカム３５の中央部分は下方向に窪むように形成されており、これによってスティプラスライダ３０が移動されるようになっている。スティプラスイダ３０には検知板３０ａが設けられており、この検知板３０ａが本体側に設けられているホームポジションセンサ４０の検知部を遮蔽することによってスティプラ１３のホームポジションが検知されるようになっている。

側板４１にはスティプラ移動用のステッピングモータ３９が取り付けられており、このステッピングモータ３９により駆動されるベルト３８の途中部分が上記スティプラスライダ３０に固定されて、スティプラスライダ３０が図２の左右方向に往復移動されるようになっている。

図８は用紙整合トレイ部にスタックされた用紙の状態を示す説明図である。

図に示すようにスティプラ１３は、用紙端面に沿って、１３ａ，１３ｂ，１３ｃに示す位置に移動し、用紙スタック中心（センタラインＣＬ）に対して左右対称となるように綴じ角度の変更範囲が限定されている。

本参考例では、スティプラ１３が用紙端面に沿って移動する際のホームポジションとなるホームポジションセンサ４０からのステッピングモータ３９へのパルス数による電気的な制御で傾きの範囲を限定している。従って、スティプラ１３の角度移動範囲を左右対称に限定することで無駄な動きを無くし、それに関わる機構も省略できる。

図９は第１の制御内容の動作を示すフローチャートである。

ステッピングモータ３９によりスティプラ１３を移動させる（Ｓ１）。そしてそのパルス数が所定パルス範囲以下の場合は（Ｓ２でＮ）、スティプラ１３の回転範囲を０〜３０度とする（Ｓ３）。以上の場合は（Ｓ２でＹ）、スティプラ１３の回転範囲を０〜−３０度とする（Ｓ４）。その後、スティプル動作を実行する（Ｓ５）。

スティプラ１３が用紙端面に沿って移動し、スタック中心部を通過する際、ガイドカム３５によってガイド板１４を避けるように下方へ移動するように構成されているが、この際、スティプラ１３が傾いていれば、０度になるように角度変更手段を動作させるようにする。

これにより、ガイド板１４への接触を防止すると共に、一端面から他端面への移動の際におけるスティプラ１３の綴じ角度の変更をスムーズにかつ迅速に行うことができる。

なお、本動作は上記の構成動作に示されるように、ホームポジションセンサ４０からのステッピングモータ３９へのパルス数による電気的な制御で決定される。

即ち、本動作はスティプル移動に伴って上記参考例に対して綴じ角度変更手段の傾きを０度にする動作を加えたものである。

図１０は第２の制御内容の動作を示すフローチャートである。

スティプラ１３を移動させた後に（Ｓ１１）、移動距離が所定パルス範囲内か否か判断する（Ｓ１２）。所定パルス範囲内でなければ、所定パルス以上か否か判断する（Ｓ１３）。所定パルス以上でなければ、スティプラ１３の回転範囲を０〜３０度に設定する（Ｓ１４）。所定パルス以上であれば、スティプラ１３の回転範囲を０〜−３０度に設定する（Ｓ１５）。

ステップＳ１２で所定パルス範囲内であると判断された場合はスティプラ１３の角度を０度とする（Ｓ１６）。

このような処理を行った後、スティプル動作を実行する（Ｓ１７）。

図１１はスティプラの移動・角度変更機構の第２の参考例を示す正面図、図１２は同、スティプルユニットを示す側面図、図１３はガイドカムの斜視図である。

本構成は、スティプラ１３が用紙スタック面の中心に対してどちら側に位置しているかをパルス数によって間接的に判断するのではなく、直接的に判断できるようにしたものである。

スティプラスライダ３０にセンサ１００を設け、かつガイドカム３５の片側にセンサ遮蔽部３５ａを設け、これを検知することによりスティプラ１３の作動範囲を限定できるように構成されている。

本構成にすると以下のメリットがある。

ジャム処理等のとき、スティプラ１３を動かしてしまう可能性があり、一般的には、スティプラ１３をホームポジション復帰後改めて移動を行わせ、再び位置合わせを行っている。

しかしながらこの構成だと、ホームポジション復帰の際、回転範囲を判断する基準がなく、ガイド板その他の機構部と接触し、動作不良等の不具合が発生する可能性がある。よって、センサ１００とガイドカム３５にセンサ遮蔽部３５ａを形成することで、スティプラ１３が用紙スタック中心線に対してどちらにあるのかを瞬時に判断することができ、上記不具合を解消できる。

図１４は第３の制御内容の動作を示すフローチャートである。

センサ１００がオンしたか否か判断し（Ｓ２１）、オンしていなければスティプラ回転範囲を０〜３０度とする（Ｓ２２）。オンしていれば、スティプラ回転範囲を０〜−３０度とする（Ｓ２３）。その後、スティプラ１３のホームポジション復帰動作を行う（Ｓ２４）。

図１５は制御ブロック図である。本発明に関係のある個所のみ説明すると、１３０は用紙後処理装置のＣＰＵ、１３１はスティプルユニットとのＩ／Ｏ、３９はスティプラ１３を用紙端面に沿って移動させるためのスティプラ移動モータ、５４は綴じ角度を変更するためのスティプラ綴じ角度変更モータである。

このＣＰＵ１３０は複写機側のＣＰＵと光ファイバにより接続されている。

図１６はスティプラの移動・角度変更機構の実施の形態を示す正面図、図１７は同、用紙端面と平行な状態の側面図、図１８は同、用紙端面に対して傾いた状態の側面図、図１９は同、分解斜視図である。

なお、これらの図において、図５ないし図７と全く同一ではなくても同様の個所には同一符号を付すことにする。

スティプラ１３は固定台５８に固定されている。固定台５８のスティプラ中心線上にはピン５６とピン５７（ピン５６が下方）が固定されており、これはスティプラ回転台３１に設けられた長穴３１ｂと円弧形状部３１ａに嵌め込まれており、スティプラ１３は前記形状に沿ってスライド可能になっている（ピン５６は円弧形状部３１ａに、ピン５７は長穴３１ｂにそれぞれ嵌め込まれている）。

なお、前記形状はスティプラ回転台（スティプラ台）３１の中心線に対して左右対称に形成されており、スティプラ回転軌跡も左右対称の動きとなる。またスティプラ回転台３１にはピン６６が固定されており、これは円弧状のウォームホイール（スティプラ回転台）５０に設けられた丸穴５０ｃに嵌め込まれており、前記円弧状のウォームホイール５０はその丸穴５０ｃを中心に左右に回転する。さらに円弧状のウォームホイール５０に設けられた長穴５０ｂには、スティプラ固定台５８に固定され、スティプラ回転台３１に設けられた円弧形状部３１ａに嵌め込まれているピン５６が嵌め込まれている。

従って、前記円弧状のウォームホィール５０の左右回転に伴って、長穴５０ｂに嵌め込まれているピン５６が左右回転し、ピン５６が固定されているスティプラ固定台５８、さらにはスティプラ１３が左右回転をする構成となっている。

なお、スティプラ固定台５８の回転角は円弧状のウォームホイール５０に設けられたリブ５０ａとスティプラ回転台３１に固定されているセンサ５５により任意の角度に設定可能となっている。また前記円弧状のウォームホイール５０の作動方法を以下に示す。

前記円弧状のウォームホイール５０はスティプラ回転台３１に固定されたウォームギア５２と噛み合っており、さらにウォームギア５２の同軸上にはプーリ６５が固定されている。プーリ６５はステッピングモータ５４に固定されているプーリ５３とタイミングベルト５９を介して駆動伝達をとっている。ステッピングモータ５４はスティプラ回転台３１に固定されている。

スティプラ１３の回転軌跡はスティプラ回転台３１に設けられた円弧形状部３１ａと同軌跡をとり、その際のスティプラ１３の回転中心はピン５６と５７の２軸間距離によって決定されるため、ピン５７は嵌め込まれている長穴３１ｂ上を上下にスライドしながら回転する。

ピン５７を固定の回転中心としてスティプラ１３を回転させると、斜め綴じ後の針の紙に対する位置が良好でないため、上記のような２軸間距離によって決定させている。従って、ピン５７を固定の回転中心とした場合のスティプラ１３の回転軌跡（円弧軌跡）から外れた分の動きを吸収するために、ピン５７は長穴３１ｂ上を上下にスライドする。

図２０は平行綴じ時のウォームホイールの状態を示す側面図、図２１は同、斜め綴じ時の側面図である。円弧状のウォームホイール５０の円弧角度はスティプラ１３が所定角度傾け得る最小角度α°に設定されている。図２１のスティプラ位置における円弧状のウォームホイール５０とウォームギア５２の噛み合いは、それ以上円弧状のウォームホイール５０が回転できないようになっている。つまり、スティプラ１３が所定角度以上回転しようとしても、ウォームギア５２から円弧状のウォームホイール５０には駆動が伝達できないような円弧状のウォームホイール５０の円弧角度に設定されている。

従って、スティプラ１３の角度制御用センサ５５が故障してステッピングモータ５４が回転し続けた場合でも、ある所定角度以上円弧状のウォームホイール５０が回転できないよう駆動が伝達されないので、機構部の破損を防止できる。

図２１のスティプラ１３が所定角度傾いた状態になったらステッピングモータ５４の通電を遮断し、スティプラ１３の傾いた状態での保持は、ウォームギア５２と円弧状のウォームホイール５０との噛み合い機構によって行う。

従って、ステッピングモータ５４によって一旦スティプラ１３を傾けたら、その後は通電を遮断し、電力消費を最小限に抑える。

スティプラ１３の綴じ角度制御センサ５５はスティプラ回転台３１に固定されている訳だが、そのセンサ５５を遮蔽するフィラーは円弧状のウォームホイール５０のリブ５０ａで代用されている。

従って、リブ５０ａはウォームホイール５０の補強を兼ねて綴じ角度制御の手段としても用いており、ウォームホイール５０の背面にセンサ５５を装着して機械のコンパクト化を実現している。

上述したように、図１６以降に示す実施の形態においては、綴じ角度変更手段の駆動系にステッピングモータ５４及びそれに噛み合うウォームギア５２、円弧状のウォームホイール５０等の組み合わせと併せてウォームホイール５０にスティプラ中心線に沿った長穴５０ｂを設け、そこに円弧形状部に嵌合したピン５６をさらに嵌合させる。

それにより、綴じ角度の変更に際し、上記の軌道上を移動した場合でも、ウォームホイール５０のスティプラ中心線に沿った長穴５０ｂに嵌合したピン５６が長穴５０ｂを上下にスライドして円弧運動から外れた分の動きを吸収する。

また、綴じ角度変更手段により、ウォームギア５２から円弧状のウォームホイール５０に駆動が伝達され、その動きと同期してスティプラ１３が所定角度変更される。円弧状のウォームホイール５０の円弧角度はスティプラ１３が所定角度変更され得る最小角度に設定され、ステッピングモータ５４が暴走して回転し続けた場合、ウォームギア５２からウォームホイール５０に駆動が伝達されないようになっている。

つまり、所定角度以上スティプラ１３が回転されないようウォームギア５２とウォームホイール５０が噛み合わない構成にすることで、暴走による機構部破損を防止をしている。

また、綴じ角度変更手段にステッピングモータ５４を使用し、ウォームギア５２から円弧状のウォームホイール５０に駆動を伝達し、所定角度スティプラ１３を変更させた後、ステッピングモータ５４を励磁状態から非励磁状態にする。

つまり、通電を遮断し、電力消費を最小限に抑える訳だが、これはスティプラ１３が所定角度変更された後の保持力をステッピングモータ５４の励磁力で行うのではなく、ウォームギヤの原理を利用したことにより実現する。

また、綴じ角度変更を行う制御センサ５５をウォームホイール５０の背面部分に装着し、かつ制御センサを遮蔽するためのフィラー部をウォームホイール５０のリブ５０ａに代用させることにより、よりコンパクトな綴じ角度変更手段によるユニットが提供できる。

本発明の実施の形態に係る用紙後処理装置の全体構成図である。 図１のスティプルユニットを示す側面図である。 同、正面図である。 排紙トレイ近傍の拡大構成図である。 スティプラの移動・角度変更機構の第１の参考例を示す正面図である。 同、用紙端面と平行な状態の側面図である。 同、用紙端面に対して傾いた状態の側面図である。 用紙整合トレイ部にスタックされた用紙の状態を示す説明図である。 第１の制御内容の動作を示すフローチャートである。 第２の制御内容の動作を示すフローチャートである。 スティプラの移動・角度変更機構の第２の参考例を示す正面図である。 同、スティプラユニットを示す側面図である。 ガイドカムの斜視図である。 第３の制御内容の動作を示すフローチャートである。 制御ブロック図である。 スティプラの移動・角度変更機構の実施の形態を示す正面図である。 同、用紙端面と平行な状態の側面図である。 同、用紙端面に対して傾いた状態の側面図である。 同、分解斜視図である。 平行綴じ時のウォームホイールの状態を示す側面図である。 同、斜め綴じ時の側面図である。

符号の説明

１３ スティプラ
２７ ジョガーフェンス
５０ ウォームホイール
５０ａ リブ
５５ 制御センサ
Ｃ スティプルユニット

Claims (1)

1. 用紙を揃えた状態でスタックする用紙整合トレイ部と、この用紙整合トレイ部にスタックされた用紙の端面部に位置し用紙を綴じるためのスティプラと、用紙のサイズに応じてその端面に沿って前記スティプラを移動させるスティプラ移動手段と、前記スティプラの綴じ角度を変更するための綴じ角度変更手段とを有するスティプルユニットを備えた用紙後処理装置において、
   前記綴じ角度変更手段は、ウォームギヤとそれに噛み合う円弧状のウォームホイールを備え、
   前記スティプラの綴じ角度変更を行う際の制御センサを遮蔽するためのフィラー部を前記ウォームホイールのリブで構成したことを特徴とする用紙後処理装置。

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