JP3940008B2 - 用紙処理装置及び画像形成システム - Google Patents
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【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、印刷機等の画像形成装置に一体もしくは別体に設けられ、画像形成済みの用紙(記録媒体)に対して綴じ、穴明け、揃え、折りなどの所定の処理を行って排紙する用紙処理装置及び当該用紙処理装置を含んで構成される画像処理システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
複写機やプリンタ等の画像形成装置から排出される用紙に対して、仕分け/パンチ/スティプル等の処理を自動で行う用紙後処理装置が種々提供されているが、近年では、その各機能の品質に関してニーズが多様化/高度化しており、特にスティプル処理された用紙束の揃え精度(整合状態)に対するニーズは極めて高くなってきている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、整合された用紙束を綴じ位置迄移動する時に用紙束の自重によって束が撓んだりして整合状態が乱れてしまい安定して綴じ処理ができないという不具合が有る。又、上記不具合の対応策としてスティプルトレイに収納されている用紙押さえを行う部材を追加するという策が考えられるが、装置が複雑化し、コスト高になるという不具合を有することになる。
【0004】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、簡単な構成で用紙束が乱れを防止して綴じることが可能で、用紙上の所定位置で正確に綴じることができる用紙処理装置及び画像形成システムを提供することにある。
【0005】
また、他の目的は、最小限のコストで用紙束が乱れることなく綴じることが可能な用紙処理装置及び画像形成システムを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、第1の手段は、搬入されてきた用紙に対して綴じ手段によって綴じ処理を含む所定の処理を施して排出する用紙処理装置において、前記綴じ手段がトレイ上に集積された用紙束に対して綴じ処理を行うときに用紙束の厚み方向から用紙を押さえる押さえ手段を備え、前記押さえ手段が前記トレイ上の用紙を用紙搬送方向に整合させる回転体を有する整合手段からなり、前記回転体は用紙整合時に前記整合手段の駆動源によって回転駆動され、前記用紙を押さえるときは前記駆動源の駆動を停止することを特徴とする。
【0009】
第2の手段は、第1の手段において、前記トレイは用紙搬送方向に対して搬送方向下流側が下側に位置するように傾斜して設けられていることを特徴とする。
【0010】
第3の手段は、第1の手段において、前記綴じ手段による綴じ処理は、用紙束の中央部を綴じる中綴じであることを特徴とする。
【0011】
第4の手段は、第1ないし第3のいずれかの手段に係る用紙処理装置と、入力された画像情報に基づいて記録媒体上に可視画像を形成する画像形成装置とから画像形成システムを構成したことを特徴とする。
【0012】
第1の手段によれば、用紙束の厚み方向から用紙束を押さえるので、綴じ動作を行う際に用紙束が乱れることはない。また、整合手段によって用紙束を押さえるようにするので、構成要素を増やすことなく制御手段のプログラムの変更だけで対応することが可能となる。これにより、コストの上昇は最小限に留めることができる。
【0015】
第2の手段によれば、用紙トレイが用紙搬送方向に対して搬送方向下流側が下側に位置するように傾斜して設けられているので、整合手段によって用紙束を押さえることにより重力によって生じる撓みを抑制することができる。
【0016】
第3の手段によれば、中綴じ時に生じる撓みを抑えることができ、精度のよい中綴じが可能となる。
【0017】
第4の手段によれば、用紙束の乱れを生じることなく綴じることが可能な画像形成システムを構成することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【0019】
1.全体構成
図1は本発明の実施形態に係る用紙処理装置としての用紙後処理装置と画像形成装置とからなる画像形成システムのシステム構成を示す図であり、図では、用紙後処理装置の全体と画像形成装置の一部を示している。
【0020】
図1において、用紙後処理装置PDは、画像形成装置PRの側部に取付けられており、画像形成装置PRから排出された用紙(記録媒体)は用紙後処理装置PDに導かれる。前記用紙は、1枚の用紙に後処理を施す後処理手段(この実施形態では穿孔手段としてのパンチユニット100)を有する搬送路Aを通り、上トレイ201へ導く搬送路B、シフトトレイ202へ導く搬送路C、整合およびスティプル綴じ等を行う処理トレイF(以下、スティプル処理トレイとも称する)へ導く搬送路Dへ、それぞれ分岐爪15および分岐爪16によって振り分けられるように構成されている。
【0021】
搬送路AおよびDを経てスティプル処理トレイFへ導かれ、スティプル処理トレイで整合およびスティプル等を施された用紙は、偏向手段である分岐ガイド板54と可動ガイド55により、シフトトレイ202へ導く搬送路C、折り等を施す処理トレイG(以下、中折り処理トレイとも称する)へ振り分けられるように構成され、中折り処理トレイGで折り等を施された用紙は搬送路Hを通り下トレイ203へ導かれる。また、搬送路D内には分岐爪17が配置され、図示しない低荷重バネにより図の状態に保持されており、用紙後端がこれを通過した後、搬送ローラ9、10、スティプル排紙ローラ11の内少なくとも搬送ローラ9を逆転することによって用紙後端を用紙収容部Eへ導いて用紙を滞留させ、次用紙と重ね合せて搬送することが可能なように構成されている。この動作を繰り返すことによって2枚以上の用紙を重ね合せて搬送することも可能である。
【0022】
搬送路B、搬送路Cおよび搬送路Dの上流で各々に対し共通な搬送路Aには、画像形成装置から受け入れる用紙を検出する入口センサ301、その下流に入口ローラ1、パンチユニット100、パンチかすホッパ101、搬送ローラ2、分岐爪15および分岐爪16が順次配置されている。分岐爪15、分岐爪16は図示しないバネにより図1の状態に保持されており、図示しないソレノイドをONすることにより、分岐爪15は上方に、分岐爪16は下方に、各々回動することによって、搬送路B、搬送路C、搬送路Dへ用紙を振り分ける。
【0023】
搬送路Bへ用紙を導く場合は、分岐爪15は図1の状態で前記ソレノイドはOFF、搬送路Cへ用紙を導く場合は、図1の状態から前記ソレノイドをONすることにより、分岐爪15は上方に、分岐爪16は下方にそれぞれ回動した状態となり、搬送路Dへ用紙を導く場合は、分岐爪16は図1の状態で前記ソレノイドはOFF、分岐爪15は図1の状態から前記ソレノイドをONすることにより、上方に回動した状態となる。
【0024】
この用紙後処理装置では、用紙に対して、穴明け(パンチユニット100)、用紙揃え+端部綴じ(ジョガーフェンス53、端面綴じスティプラS1)、用紙揃え+中綴じ(ジョガーフェンス53、中綴じスティプラS2)、用紙の仕分け(シフトトレイ202)、中折り(折りプレート74、折りローラ81、82)などの各処理を行うことができる。
【0025】
画像形成装置PRは、この実施形態では、入力された画像データに基づいて感光体ドラムなどの画像形成媒体に光書き込みを行って感光体ドラム表面に潜像を形成し、形成された潜像をトナー現像して用紙などの記録媒体に転写し、定着して排紙するいわゆる電子写真プロセスを使用した画像形成装置であり、電子写真プロセスを使用した画像形成装置自体は公知なので、ここでの詳細な構成の説明と図示は省略する。なお、この実施形態では、電子写真プロセスを使用した画像形成装置を例示しているが、そのほかに、インクジェットや印刷機などの公知の画像形成装置および印刷機(プリンタ)を使用したシステムでも良いことはいうまでもない。
【0026】
2.シフトトレイ部
この用紙後処理装置PDの最下流部に位置するシフトトレイ排紙部Iは、シフト排紙ローラ6と、戻しコロ13と、紙面検知センサ330と、シフトトレイ202と、図2に示すシフト機構Jと、図3に示すシフトトレイ昇降機構Kとにより構成される。なお、図2はシフト機構Jの詳細を示す要部を拡大した斜視図、図3はシフトトレイ昇降機構Kの要部を拡大した斜視図である。
【0027】
図1および図3において、符号13はシフト排紙ローラ6から排出された用紙と接して前記用紙の後端を図2に示すエンドフェンス32に突き当てて揃えるためのスポンジ製のコロを示す。この戻しコロ13は、シフト排紙ローラ6の回転力で回転するようになっている。戻しコロ13の近傍にはトレイ上昇リミットスイッチ333が設けられており、シフトトレイ202が上昇して戻しコロ13を押し上げると、前記トレイ上昇リミットスイッチ333がオンしてトレイ昇降モータ168が停止する。これによりシフトトレイ202のオーバーランが防止される。また、戻しコロ13の近傍には、図1に示すように、シフトトレイ202上に排紙された用紙もしくは用紙束の紙面位置を検知する紙面位置検知手段としての紙面検知センサ330が設けられている。
【0028】
図1に詳細には図示していないが、紙面検知センサ330は、図3に示す紙面検知レバー30と、紙面検知センサ(スティプル用)330aと紙面検知センサ(ノンスティプル用)330bとから構成されている。紙面検知レバー30は、レバーの軸部を中心に回動可能に設けられ、シフトトレイ202に積載された用紙の後端上面に接触する接触部30aと扇形の遮蔽部30bとを備えている。上方に位置する紙面検知センサ(スティプル用)330aは主にスティプル排紙制御に用いられ、紙面検知センサ(ノンスティプル用)330bは主にシフト排紙制御に用いられる。
【0029】
本実施形態では、紙面検知センサ(スティプル用)330aおよび紙面検知センサ(ノンスティプル用)330bは、遮蔽部30bによって遮られたときにオンするようになっている。したがって、シフトトレイ202が上昇して紙面検知レバー30の接触部30aが上方に回動すると、紙面検知センサ(スティプル用)330aがオフし、さらに回動すると紙面検知センサ(ノンスティプル用)330bがオンする。用紙の積載量が所定の高さに達したことが紙面検知センサ(スティプル用)330aと紙面検知センサ(ノンスティプル用)330bによって検知されると、シフトトレイ202はトレイ昇降モータ168の駆動により所定量下降する。これにより、シフトトレイ202の紙面位置は略一定に保たれる。
【0030】
2.1 シフトトレイの昇降機構
シフトトレイ202の昇降機構について詳細に説明する。
【0031】
図3に示すようにシフトトレイ202は、駆動ユニットLにより駆動軸21が駆動されることにより昇降する。駆動軸21と従動軸22との間にはタイミングベルト23がタイミングプーリを介してテンションをもって掛けられ、このタイミングベルト23にシフトトレイ202を支持する側板24が固定されている。
【0032】
このように構成することにより、シフトトレイ202を含むユニットが昇降可能にタイミングベルト23に吊り下げられている。
【0033】
駆動ユニットLは、トレイ昇降モータ168とウォームギア25とから構成され、駆動源としての正逆転可能なトレイ昇降モータ168で発生した動力が、ウォームギヤ25を介して駆動軸21に固定されたギヤ列の最終ギヤに伝達され、シフトトレイ202を上下方向に移動させるるようになっている。動力伝達系統がウォームギヤ25を介しているため、シフトトレイ202を一定位置に保持することができ、このギア構成により、シフトトレイ202の不意の落下事故等を防止することが可能となっている。
【0034】
シフトトレイ202の側板24には、遮蔽板24aが一体に形成され、下方には積載用紙の満載を検出する満杯検知センサ334と下限位置を検出する下限センサ335が配置されており、遮蔽板24aによって満杯検知センサ334と下限センサ335とがオン・オフされるようになっている。満杯検知センサ334と下限センサ335はフォトセンサであり、遮蔽板24aによって遮られたときにオンするようになっている。なお、図3において、シフト排紙ローラ6は省略している。
【0035】
シフトトレイ202の揺動(シフト)機構は図2に示すように、シフトモータ169とシフトカム31とからなり、シフトモータ169を駆動源としてシフトカム31を回転させることにより、シフトトレイ202は用紙排紙方向と直交する方向に往復動する。シフトカム31には回転軸中心から一定量離れた位置にピン31aが立てられ、そのピン31aの他端部がエンドフェンス32の係合部材32aの長孔部32bに遊嵌されている。係合部材32aはエンドフェンス32の背面(シフトトレイ202が位置しない側の面)に固定され、前記シフトカム31のピン31aの回動位置に応じて、用紙排紙方向と直交する方向に往復動し、これにともなってシフトトレイ202も用紙排紙方向と直交する方向に移動する。シフトトレイ202は図1において手前側と奥側の2つの位置で停止し(図2のシフトカム31の拡大図に対応)、その停止制御はシフトカム31の切り欠きをシフトセンサ336により検出し、この検出信号に基づいてシフトモータ169をON、OFF制御することにより行われる。
【0036】
エンドフェンス32の前面側には、前記シフトトレイ202の案内用の突条32cが設けられ、シフトトレイ202の後端部がこの突条32cに上下動自在に遊嵌され、これにより、シフトトレイ202は上下動可能かつ用紙搬送方向と直交する方向に往復動可能にエンドフェンス32に支持される。なお、エンドフェンス32はシフトトレイ202上の積載紙の後端をガイドし、後端を揃える機能を有する。
【0037】
2.2 排紙部
図4はシフトトレイ202への排紙部の構造を示す斜視図である。
【0038】
図1および図4において、シフト排紙ローラ6は、駆動ローラ6aと従動ローラ6bを有し、従動ローラ6bは用紙排出方向上流側を支持され、上下方向に揺動自在設けられた開閉ガイド板33の自由端部に回転自在に支持されている。従動ローラ6bは自重または付勢力により駆動ローラ6aに当接し、用紙は両ローラ6a、6b間に挟持されて排出される。綴じ処理された用紙束が排出される時は、開閉ガイド板33が上方に引き上げられ、所定のタイミングで戻されるようになっており、このタイミングはシフト排紙センサ303の検知信号に基づいて決定される。その停止位置は排紙ガイド板開閉センサ331の検知信号に基づいて決定され、排紙ガイド板開閉モータ167により駆動される。なお、排紙ガイド板開閉モータ167は排紙ガイド板開閉リミットスイッチ332のオンオフにより駆動制御される。
【0039】
3 スティプル処理トレイ
3.1 スティプル処理トレイの全体構成
スティプル処理を施すスティプル処理トレイFの構成を詳細に説明する。
【0040】
図5はこのスティプル処理トレイFを用紙搬送面に垂直な方向から見た平面図、図6はスティプル処理トレイFとその駆動機構を示す斜視図、図7は用紙束の放出機構を示す斜視図である。まず、図6に示すように、スティプル排紙ローラ11によってスティプル処理トレイFへ導かれた用紙は、スティプル処理トレイF上に順次積載される。この場合、用紙ごとに叩きコロ12で縦方向(用紙搬送方向)の整合が行われ、ジョガーフェンス53によって横方向(用紙搬送方向と直交する方向−用紙幅方向とも称す)の整合が行われる。ジョブの切れ目、すなわち、用紙束の最終紙から次の用紙束先頭紙までの間で、制御装置350(図23参照)からのスティプル信号により端面綴じスティプラS1が駆動され、綴じ処理が行われる。綴じ処理が行われた用紙束は、ただちに放出爪52aが突設された放出ベルト52によりシフト排紙ローラ6へ送られ、受取り位置にセットされているシフトトレイ202に排出される。
【0041】
3.2 用紙放出機構
放出爪52aは、図7に示すように、放出ベルトHPセンサ311によりそのホームポジションが検知されるようになっており、この放出ベルトHPセンサ311は放出ベルト52に設けられた放出爪52aによりオン・オフする。タイミングベルトからなるこの放出ベルト52の外周上には対向する位置に2つの放出爪52aが配置され、スティプル処理トレイFに収容された用紙束を交互に移動搬送する。また必要に応じて放出ベルト52を逆回転し、これから用紙束を移動するように待機している放出爪52aと対向側の放出爪52a’の背面でスティプル処理トレイFに収容された用紙束の搬送方向先端を揃えるようにすることもできる。したがって、この放出爪52aは用紙束の用紙搬送方向の揃え手段としても機能する。
【0042】
また、図5に示すように、放出モータ157により駆動される放出ベルト52の駆動軸である放出軸65には、用紙幅方向の整合中心に放出ベルト52とその駆動プーリ62とが配置され、駆動プーリ62に対して対称に放出ローラ56が配置、固定されている。さらに、これらの放出ローラ56の周速は放出ベルト52の周速より速くなるように設定されている。
【0043】
放出ベルト52は放出モータ157の駆動力をタイミングベルト、タイミングプーリ62を介して伝達されている。ここではタイミングプーリ(駆動側のプーリ)62と放出ローラ56は同一軸(放出軸65)に配置したことで構成される。放出ローラ56と放出ベルトの速度関係を変更する場合等は放出ローラ56を前記放出軸65上に空転可能とし、放出ローラ56に対し放出モータ157から分割された駆動力を伝達して減速比の設定に自由度を持たせても良い。
【0044】
また、放出ローラ56の円筒面はゴム等の高摩擦部材で形成され、従動ローラである加圧コロ57の自重あるいは付勢力で、両者間に挟持された用紙あるいは用紙束に対して搬送力を発生できる。
【0045】
3.3 処理機構
図6に示すように、叩きコロ12は支点12aを中心に叩きSOL(ソレノイド)170によって振り子運動を与えられ、スティプル処理トレイFへ送り込まれた用紙に間欠的に作用して用紙を後端フェンス51に突き当てる。なお、叩きコロ12は図において反時計回りに回転する。叩きコロ12は叩きコロモータ156によって他の駆動源とは独立して駆動される。駆動制御は後述のCPU360によってモータドライバ380を介して行われる。叩きコロモータ156はステッピングモータからなるので、ステッピングモータ381を駆動するモータドライバ380によって駆動される。また、叩きSOL170もドライバ390を介して駆動され、CPU360によって駆動制御される。
【0046】
ジョガーフェンス53は、正逆転可能なジョガーモータ158によりタイミングベルトを介して駆動され、用紙幅方向に往復移動する。
【0047】
端面綴じスティプラS1は、図8のステイプラS1を移動機構とともに示す斜視図から分かるように、正逆転可能なスティプラ移動モータ159によりタイミングベルトを介して駆動され、用紙端部の所定位置を綴じるために用紙幅方向に移動する。その移動範囲の一側端には、端面綴じスティプラS1のホームポジションを検出するスティプラ移動HPセンサ312が設けられており、用紙幅方向の綴じ位置は、前記ホームポジションからの端面綴じスティプラS1移動量により制御される。端面綴じスティプラS1は、図9の斜視図に示すように針の打ち込み角度を用紙端部と平行あるいは斜めに変更できるように、さらには、前記ホームポジション位置でスティプラS1の綴じ機構部だけを所定角度斜めに回転させ、スティプル針の交換が容易にできるように構成されている。スティプラS1は斜めモータ160によって斜め回転し、針交換位置センサ313によって所定の斜めの角度に、あるいは、前記針の交換位置まで達したことが検出されると、斜めモータ160は停止する。斜め打ちが終了し、あるいは針交換が終了すると、元の位置まで回転して次のスティプルに備える。
【0048】
中綴じスティプラS2は図1および図5に示すように、後端フェンス51から中綴じスティプラS2の針打ち位置までの距離が、中綴じ可能な最大用紙サイズの搬送方向長の半分に相当する距離以上となるように配置され、かつ、用紙幅方向の整合中心に対して対称に2つ配置され、ステー63に固定されている。中綴じスティプラS2自体は公知の構成なので、ここでは詳細についての説明は省略するが、中綴じを行う場合、ジョガーフェンス53で用紙の搬送方向に直交する方向が整合され、後端フェンス51と叩きコロ5で用紙の搬送方向が整合された後、放出ベルト52を駆動して放出爪52で用紙束の後端部を持ち上げ、中綴じスティプラS2の綴じ位置に用紙束の搬送方向の中央部が位置するようにし、この位置で停止して、綴じ動作を実行させる。そして、綴じられた用紙束は、中折り処理トレイG側に搬送され、中折りされる。詳細は後述する。
【0049】
なお、図中符号64aは前側板、64bは後側板であり、符号310はスティプル処理トレイF上の用紙の有無を検出する紙有無センサである。
【0050】
4.用紙束偏向機構
前記スティプル処理トレイFで中綴じが行われた用紙束は用紙の中央部で中折りされる。この中折りは中折り処理トレイGで行われる。そのためには、綴じた用紙束を中折り処理トレイGに搬送する必要がある。この実施形態では、スティプル処理トレイFの搬送方向最下流側に、用紙束偏向手段が設けられ、中折り処理トレイG側に用紙束を搬送する。
【0051】
用紙束偏向機構は、図1および図15のスティプル処理トレイFと中折り処理トレイG部分の拡大図に示すように分岐ガイド板54と可動ガイド55とからなる。分岐ガイド板54は図10ないし図12の動作説明図に示すように支点54aを中心に上下方向に揺動自在に設けられ、その下流側に回転自在な加圧コロ57が設けられ、スプリング58により放出ローラ56側に加圧される。また、分岐ガイド板54の位置は、束分岐駆動モータ161より駆動力を得て回転するカム61のカム面61aとの当接位置によって規定される。
【0052】
可動ガイド55は放出ローラ56の回転軸に揺動自在に支持され、可動ガイド55の一端(分岐ガイド板54とは反対側の端部)には連結部60aで回動自在に連結されたリンクアーム60が設けられている。リンクアーム60は図5に示す前側板64aに固定された軸と長孔部60bでされており、これにより可動ガイド55の揺動範囲は規制される。また、スプリング59により下方に付勢されることによって図10の位置に保持される。さらに、束分岐駆動モータ161より駆動を得て回転するカム61のカム面61bによりリンクアーム60が押されると、連結されている可動ガイド55は上方へ回動する。束分岐ガイドHPセンサ315はカム61の遮蔽部61cを検知してカム61のホームポジションを検知する。これにより、カム61はそのホームポジションを基準として束分岐駆動モータ161の駆動パルスをカウントすることにより、停止位置の制御が行われる。
【0053】
図10は、カム61がホームポジションに位置した時の分岐ガイド板54と可動ガイド55の位置関係を示す動作説明図である。可動ガイド55のガイド面55aはシフト排紙ローラ6への経路において、用紙をガイドする機能を有する。
【0054】
図11は、カム61が回転することにより、分岐ガイド板54が支点54aを中心として図において反時計方向(下方)へ回動し、加圧コロ57が放出ローラ56側に接触して加圧している状態を示す動作説明図である。
【0055】
図12は、カム61がさらに回転することにより、可動ガイド55が図において時計方向(上方)に回動し、スティプル処理トレイFから中折り処理トレイGに導く経路を分岐ガイド板54と可動ガイド55とで形成した状態を示す動作説明図である。また、図5には奥行き方向の位置関係を示す。
【0056】
この実施形態では、分岐ガイド板54と可動ガイド55は1つの駆動モータにより動作するが、個々に駆動モータを設けて、用紙サイズや綴じ枚数に応じて、移動タイミングや停止位置を制御可能に構成しても良い。
【0057】
5.中折り処理トレイ
図13および図14は中折りを行うための折りプレート74の移動機構の動作説明図である。
【0058】
折りプレート74は前後側板64a、64bに立てられた各2本の軸64cに長孔部74aを遊嵌することにより支持され、さらに、折りプレート74から立設された軸部74bがリンクアーム76の長孔部76bに遊嵌され、リンクアーム76が支点76aを中心に揺動することにより、折りプレート74は図13および図14中を左右に往復移動する。すなわち、リンクアーム76の長孔部76cに折りプレート駆動カム75の軸部75bは遊嵌されており、折りプレート駆動カム75の回転運動によりリンクアーム76は揺動し、これに応じて、図15において、折りプレート74は束搬送ガイド板下上91,92に対して垂直な方向に往復動する。
【0059】
折りプレート駆動カム75は折りプレート駆動モータ166により図13中の矢印方向に回転する。その停止位置は半月形状の遮蔽部75a両端部を折りプレートHPセンサ325により検知することで決定される。
【0060】
図13は、処理トレイGの用紙束収容領域から完全に退避したホームポジション位置を示す。折りプレート駆動カム75を矢印方向に回転させると折りプレート74は矢印方向に移動し、処理トレイGの用紙束収容領域に突出する。図14は、処理トレイGの用紙束中央を折りローラ81のニップに押し込む位置を示す。折りプレート駆動カム75を矢印方向に回転させると折りプレート74は矢印方向に移動し、処理トレイGの用紙束収容領域から退避する。
【0061】
なお、この実施形態では、中折りについては用紙束を折ることを前提にしているが、この発明は1枚の用紙を折る場合でも適用できる。この場合は、1枚だけで中綴じが不要なので、1枚排紙された時点で中折り処理トレイG側に送り込み、折りプレート74と折りローラとによって折り処理を実行して下トレイに排紙するようにする。
【0062】
6.制御装置
制御装置350は、図16に示すように、CPU360、I/Oインターフェース370等を有するマイクロコンピュータからなり、画像形成装置PR本体のコントロールパネルの各スイッチ等、および入口センサ301、上排紙センサ302、シフト排紙センサ303、プレスタックセンサ304、スティプル排紙センサ305、紙有無センサ310、放出ベルトホームポジションセンサ311、スティプル移動ホームポジションセンサ312、スティプラ斜めホームポジションセンサ313などの各センサからの信号がI/Oインターフェース370を介してCPU360へ入力される。 CPU360は、入力された信号に基づいて、シフトトレイ202用のトレイ昇降モータ168、開閉ガイド板を開閉する排紙ガイド板開閉モータ167、シフトトレイ202を移動するシフトモータ169、叩きコロ12を駆動する叩きコロモータ156、叩きSOL170等の各ソレノイド、各搬送ローラを駆動する搬送モータ、各排紙ローラを駆動する排紙モータ、放出ベルト52を駆動する放出モータ157、端面綴じスティプラS1を移動させるスティプラ移動モータ159、端面綴じスティプラS1を斜めに回転させる斜めモータ160、ジョガーフェンス53を移動するジョガーモータ158等の駆動を制御する。叩きコロモータ156はステッピングモータからなるので、ステッピングモータ381用のモータドライバ380を介して駆動され、叩きSOL170はSOL用のドライバ390を介して駆動される。モータスティプル排紙ローラを駆動する図示しないスティプル搬送モータのパルス信号はCPU360に入力されてカウントされ、このカウントに応じて叩きSOL170およびジョガーモータ158が制御される。また、パンチユニット100もクラッチやモータを制御することによりCPU360の指示によって穴明けを実行する。
【0063】
なお、用紙後処理装置PDの制御は前記CPU360が図示しないROMに書き込まれたプログラムを、図示しないRAMをワークエリアとして使用しながら実行することにより行われる。
【0064】
7.動作
以下、前記CPU360によって実行される本実施形態に係る用紙後処理装置の動作について説明する。
【0065】
7.1 処理モードに応じた動作
本実施形態では、後処理モードに応じて下記の排出形態をとる。
【0066】
本実施例では、後処理モードに応じて下記の排出形態をとる。
【0067】
▲1▼ ノンスティプルモードa:搬送路A搬送路Bを通り上トレイ201へ排出される。
【0068】
▲2▼ ノンスティプルモードb:搬送路A搬送路Cを通りシフトトレイ202へ排出される。
【0069】
▲3▼ ソート、スタックモード:搬送路A搬送路Cを通りシフトトレイ202へ排出される。その際、シフトトレイ202が、部の区切れ毎に排紙方向と直交方向に揺動する事で排出される用紙は仕分けられる。
【0070】
▲4▼ スティプルモード:搬送路A搬送路Dを経て処理トレイFで整合及び綴じを施され搬送路Cを通りシフトトレイ202へ排出される。
【0071】
▲5▼ 中綴じ製本モード:搬送路A搬送路Dを経て処理トレイFで整合及び中央綴じを施され、更に処理トレイGで中央折りを施され搬送路Hを通り下トレイ203へ排出される。
【0072】
また、各モードでの動作は以下のようになる。
【0073】
▲1▼のノンスティプルモードaでは、搬送路Aから分岐爪15で振り分けられた用紙は、搬送路Bに導かれ搬送ローラ3と上排紙ローラ4によって上トレイ201へ排出される。また上排紙ローラ4の近傍に配置され用紙の排出を検出する上排紙センサ302によって排紙の状態を監視する。
【0074】
▲2▼のノンスティプルモードbでは、搬送路Aから分岐爪15分岐爪16で振り分けられた用紙は、搬送路Cに導かれ搬送ローラ5、シフト排紙ローラ6によってシフトトレイ202へ排出される。またシフト排紙ローラ6の近傍に配置され用紙の排出を検出するシフト排紙センサ303によって排紙の状態を監視する。
【0075】
▲3▼のソート、スタックモードでは、ノンスティプルモードb時と同様の搬送排紙を行う。その際、シフトトレイ202が、部の区切れ毎に排紙方向と直交方向に揺動する事で排出される用紙は仕分けられる。
【0076】
▲4▼のスティプルモードでは、搬送路Aから分岐爪15、分岐爪16で振り分けられた用紙は、搬送路Dに導かれ、搬送ローラ7、搬送ローラ9、搬送ローラ10、スティプル排紙ローラ11により処理トレイFに排出される。前記処理トレイFでは、排紙ローラ11により順次排出される用紙を整合し所定枚数に達すると端面綴じスティプラS1により綴じ処理を行う。その後、綴じられた用紙束は放出爪52aにより下流へ搬送されシフト排紙ローラ6によりシフトトレイ202へ排出される。またシフト排紙ローラ6の近傍に配置され用紙の排出を検出するシフト排紙センサ303によって排紙の状態を監視する。
【0077】
このスティプルモード時の処理トレイFは以下のように動作する。
【0078】
スティプルモードが選択されると、図6に示すように、ジョガーフェンス53はホームポジションより移動し、処理トレイFに排出される用紙幅より片側7mm離れた待機位置で待機する。用紙がスティプル排紙ローラ11によって搬送され、用紙後端がスティプル排紙センサ305を通過すると、ジョガーフェンス53が待機位置から5mm内側に移動して停止する。
【0079】
また、スティプル排紙センサ305は用紙後端通過時点にそれを検知し、その信号がCPU360に入力される。CPU360ではこの信号の受信時点からスティプル排紙ローラ11を駆動する図示しないスティプル搬送モータ155からの発信パルス数をカウントし、所定パルス発信後に叩きSOL170をオンさせる。叩きコロ12は、叩きコロモータ156により駆動され、叩きSOL170のオン・オフにより振り子運動をし、オン時には用紙を叩いて下方向に戻し、後端フェンス51に突き当てて紙揃えを行う。このとき、処理トレイFに収容される用紙が入口センサ101あるいはスティプル排紙センサ305を通過するたびにその信号がCPU360に入力され、用紙枚数がカウントされる。
【0080】
叩きSOL170がオフされて所定時間経過後、ジョガーフェンス53は、ジョガーモータ158によってさらに2.6mm内側に移動して一旦停止し、横揃えが終了する。ジョガーフェンス53はその後7.6mm外側に移動して待機位置に戻り、次の用紙を待つ。この動作を最終頁まで行う。その後再び7mm内側に移動して停止し、用紙束の両側端を押えてスティプル動作に備える。その後所定時間後に図示しないスティプルモータにより端面綴じスティプラS1が作動し、綴じ処理が行われる。このとき2ヶ所以上の綴じが指定されていれば、1ヶ所の綴じ処理が終了した後、スティプル移動モータ159が駆動され、端面綴じスティプラS1が用紙後端に沿って適正位置まで移動され、2ヶ所目の綴じ処理が行なわれる。また、3ヶ所目以降が指定されている場合は、これを繰返す。
【0081】
綴じ処理が終了すると、放出モータ157が駆動され、放出ベルト52が駆動される。このとき、排紙モータも駆動され、放出爪52aにより持ち上げられた用紙束を受け入れるべくシフト排紙ローラ6が回転し始める。このとき、ジョガーフェンス53は用紙サイズ及び綴じ枚数により異なるように制御される。例えば、綴じ枚数が設定枚数より少ない、あるいは設定サイズより小さい場合には、ジョガーフェンス53により用紙束を押えながら放出爪52aにより用紙束後端を引っかけ搬送する。
【0082】
そして、紙有無センサ310あるいは放出ベルトHPセンサ311による検知より所定パルス後にジョガーフェンス53を2mm退避させジョガーフェンス53による用紙への拘束を解除する。この所定パルスは、放出爪52aが用紙後端と接触してからジョガーフェンス53の先端を抜ける間で設定されている。
【0083】
また、綴じ枚数が設定枚数より多い、あるいは設定サイズより大きい場合には、予めジョガーフェンス53を2mm退避させ、放出を行う。いずれの場合も用紙束がジョガーフェンス53を抜けきると、ジョガーフェンス53は、更に5mm外側に移動して待機位置に復帰し、次の用紙に備える。なお、用紙に対するジョガーフェンス53の距離により拘束力を調整することも可能である。
【0084】
▲5▼の中綴じ製本モードでは、搬送路Aから分岐爪15分岐爪16で振り分けられた用紙は、搬送路Dに導かれ、搬送ローラ7搬送ローラ9搬送ローラ10スティプル排紙ローラ11により処理トレイFに排出される。処理トレイFでは、▲4▼スティプルモード時と同様に排紙ローラ11により順次排出される用紙を整合し、スティプルする直前までは同様の動作をする(図17)。その後、放出爪52aにより用紙束は図18の位置(用紙サイズ毎に設定された所定距離下流位置)へ運ばれ、その時にSOL170をオンして叩きコロ12が用紙束を押さえる。又、この時叩きコロ12の回転駆動(図6の矢印で示す方向への回転)は停止している。整合状態が保たれた用紙束は図18の位置で中綴じスティプラS2により綴じ処理される。綴じられた用紙束は放出爪52aにより下流へ用紙サイズ毎に設定された所定距離搬送され一旦停止する(図19)。この移動距離は放出モータ157の駆動パルスにより管理される。その後、図19に示すように、用紙束先端部は放出ローラ56と加圧コロ57により挟持され、分岐ガイド板54と可動ガイド55とが回動することによって処理トレイGへ導かれる経路を通過するべく、再度放出爪52aと放出ローラ56により下流へ搬送される。この放出ローラ56は放出ベルト52の駆動軸に設けられており放出ベルト52と同期して駆動される。そして、図20に示すように、その用紙束は束搬送ローラ上71と束搬送ローラ下72により、予めその用紙サイズに応じた位置にホームポジションから移動し下側の端面をガイドするべく停止している可動後端フェンス73まで搬送される。このとき、放出爪52aは、放出ベルト52の外周上に対向する位置に配置されたもう1つの放出爪52a′が後端フェンス51近傍に達した位置で停止し、分岐ガイド板54と可動ガイド55はホームポジションへ復帰し、次の用紙に備える。
【0085】
図21に示すように、可動後端フェンス73に突き当てられた用紙束は、束搬送ローラ下72の加圧を解除される。その後、図22に示すように、綴じられた針部近傍は略直角方向に折りプレート74により押され、その対向する折りローラ81のニップへと導かれる。予め回転していた折りローラ81はその用紙束を加圧搬送することによって用紙束中央に折りを施す。図23に示すように、折りを施された用紙束は第2の折りローラ82により折りぐせを強化され、下排紙ローラ83により下トレイ203へ排出される。このとき、用紙束後端が折り部通過センサ323に検知されると、折りプレート74可動後端フェンス73はホームポジションに復帰し、束搬送ローラ下72の加圧は復帰され、次の用紙に備える。また、次のジョブが同用紙サイズ同枚数であれば、可動後端フェンス73はその位置で待機しても良い。
【0086】
このような上記中綴じモード時には、図24に示すように綴じ処理される位置から放出爪52a迄の間で用紙が撓んでしまうことがある。このように撓みが発生すると、図25(a)に示すように狙いの綴じ位置(用紙の長手方向中央部)から3〜5mm程度ずれた位置で綴じてしまったり、図25(b)に示すように綴じられた用紙束の端部が揃わずに束の最初の用紙と最後の用紙で3〜5mm程度ずれてしまうという問題が生じる。
【0087】
また、用紙搬送方向の整合動作を行う叩きコロ12の叩きコロモータ156の回転動作を停止ないと、用紙押さえ動作時に叩きコロ12に接触した用紙が図6に示す矢印の方向(反時計方向)に動かされて他の用紙との整合状態が乱されてしまう。
【0088】
そこで、本実施形態では、叩きコロ12で用紙束を押さえて用紙束が図24に示すように撓むことがないようにし、また、用紙を押さえている間、叩きコロモータ12を止めて用紙がずれないようにしている。この処理を図26のフローチャートに示す。
【0089】
図26はスティプル/中綴じ製本モード時に実行されるスティプルトレイ部の制御手順を示すフローチャートである。
【0090】
この処理では、まず、各搬送ローラ1,2、7,8,9,10,11等及び叩きコロ12が回転を開始し(ステップS1)、分岐爪15,16が共に上方向(図1において反時計方向)に切り替えられ、搬送路D側が開放される(ステップS2)。そして、放出爪52aのホームポジション位置をホームポジション検知センサ311によって検知し、ホームポジションから待機位置に放出爪52aを移動させる(ステップS3)。この移動は、放出ベルト52を回動させることにより行われる。同様にジョガーフェンス53も図示しないホームポジション検知センサによってホームポジション位置を検知し、ホームポジションから待機位置に移動する(ステップS4)。
【0091】
この状態で入口センサ301位置を用紙が通過するのを待ち(ステップS5,S6)、用紙が通過する(用紙が搬入される)と(ステップS6−YES)、スティプル排紙センサ305位置を用紙が通過するのを待つ(ステップS7,S8)。そして、スティプル排紙センサ305を通過して所定時間経過し、用紙がスティプル処理トレイF上に排紙されたタイミングで叩きSOL170を所定時間ONし(ステップS9)、叩きコロ12によって用紙を後端フェンス51側に確実に落とす。後端フェンス51に用紙の搬送方向後端を押し当て、用紙搬送方向の整合を取る。叩きコロ12が紙面から離れた後、ジョガーフェンス53を前述のように所定量内側に移動させて用紙搬送方向に平行な方向の揃え動作を行った後、待機位置に戻す(ステップS10)。このステップS5〜S10までの動作を部の最終紙まで繰り返し(ステップS11)、ジョガーフェンス53を所定量内側に移動させて用紙束を挟んだ状態で(ステップS12)端面綴じを行うかどうかチェックする(ステップS13)。
【0092】
ステップS13のチェックで、端面綴じを行うのであれば、端面綴じスティプラS1を移動させて指示された位置に対して綴じ針を打ち込んで端面綴じを実行し(ステップS14)、放出爪52aを所定量移動させて用紙束を少なくともシフト排紙ローラ6のニップ位置まで押し上げて排紙する(ステップS20)。一方、端面綴じを行わないのであれば、叩きコロ12の回転を止め(ステップS15)、中綴じを行うために放出爪52aを所定量移動させて用紙束の中心を中綴じスティプラS2の綴じ位置まで移動させる(ステップS16)。そして、叩きSOL170をONにして(ステップS17)叩きコロ12を回転させない状態で用紙束の上面に押し当て、用紙束が撓まないように押さえつけて中綴じスティプラS2によって綴じ動作を行う(ステップS18)。綴じが終了すると、叩きSOL170をオフして(ステップS19)叩きコロ12を用紙束から離間させ、放出爪52aを所定量移動させて用紙束を少なくともシフト排紙ローラ6のニップ位置まで押し上げて排紙する(ステップS20)。そして、放出爪52aが取り付けられている放出ベルト52のホームポジションセンサ311がONになり(ステップS21)放出ベルト52のホームポジション位置が認識されると、放出爪52aが待機位置に達するまで放出ベルト52を駆動し(ステップS22)、ジョガーフェンス53を待機位置に戻して(ステップS23)次の動作を待つ。これらのステップS5からステップS23までの処理をジョブの最終部が終了するまで繰り返し(ステップS24)、最終部まで処理した時点で放出爪52aとジョガーフェンス53をホームポジション位置に移動させ(ステップS25,S26)、各搬送ローラの回転を停止させ、また、叩きコロ12が回転していれば、叩きコロ12の回転も停止させる(ステップS27)。その後、分岐爪15,16を切り替えてシフトトレイ202へ導く搬送路C側を開放し、用紙がシフトトレイ202に排紙させるようにして(ステップS287)この処理を終える。
【0093】
叩きコロ12は、用紙がスティプル処理トレイFに進入した直後に整合動作を行うため、図27に示すようスティプル排紙ローラ11より下流側に配置する必要があり、さらに、B5横サイズのスティプル処理、ここでは端面綴じが可能となるようにすると、後端フェンス51から搬送方向下流側に182mmまでの間で用紙に接触するように配置される。すなわち、図22に示すように叩きコロ12の用紙への接触位置は、スティプル排紙ローラ11のニップ位置から後端フェンス51の用紙支持部から182mmまでの間に設定される。これにより、中綴じ時の用紙束の押さえと、用紙の整合を確実に行うことができる。
【0094】
なお、この実施形態では、用紙搬送方向の整合手段を叩きコロ12として説明しているが、コロに限定せずベルトやパドルローラやブラシローラであっても良い。
【0095】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、綴じ手段が前記トレイ上に集積された用紙束に対して綴じ処理を行う際に用紙束の厚み方向から用紙を押さえる押さえ手段を備えているので、綴じ動作の際に用紙束が乱れることなく用紙束の所定の位置で精度良く綴じることができる用紙処理装置及び画像形成システムを提供することが可能となる。
【0096】
また、本発明によれば、整合手段が押さえ手段を兼ねるので、新たな構成を付加することなくプログラムの変更で対応することが可能であり、最小限のコストで綴じ動作の際に用紙束が乱れることなく用紙束の所定の位置で精度良く綴じることができる用紙処理装置及び画像形成システムを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る用紙後処理装置を主に示す用紙処理装置と画像形成装置とからなる画像処理システムのシステム構成を示す図である。
【図2】実施形態に係る用紙後処理装置のシフト機構の詳細を示す要部を拡大した斜視図である。
【図3】実施形態に係る用紙後処理装置のシフトトレイ昇降機構の要部を拡大した斜視図である。
【図4】実施形態に係る用紙後処理装置のシフトトレイへの排紙部の構造を示す斜視図である。
【図5】実施形態に係る用紙後処理装置のスティプル処理トレイを用紙搬送面に垂直な方向から見た平面図である。
【図6】実施形態に係る用紙後処理装置のスティプル処理トレイとその駆動機構及び叩きコロの独立した駆動源との関係を示す斜視図である。
【図7】実施形態に係る用紙後処理装置の用紙束の放出機構を示す斜視図である。
【図8】実施形態に係る用紙後処理装置の端面綴じステイプラを移動機構とともに示す斜視図である。
【図9】図8における端面綴じスティプラの斜め回動機構を示す斜視図である。
【図10】実施形態に係る用紙後処理装置の用紙束偏向機構の動作説明図で、用紙あるいは用紙束をシフトトレイに排紙するときの状態を示す。
【図11】実施形態に係る用紙後処理装置の用紙束偏向機構の動作説明図で、図10の状態から分岐ガイド板が放出ローラ側に回動した状態を示す。
【図12】実施形態に係る用紙後処理装置の用紙束偏向機構の動作説明図で、図11の状態から可動ガイドが分岐ガイド板側に回動し、中折り処理トレイ側に用紙束を偏向する経路を形成した状態を示す。
【図13】実施形態に係る用紙後処理装置の折りプレートの移動機構の動作説明図で、中折り動作に入る前の状態を示す。
【図14】実施形態に係る用紙後処理装置の折りプレートの移動機構の動作説明図で、中折り後、初期位置に戻るときの状態を示す。
【図15】実施形態に係る用紙後処理装置のスティプル処理トレイと中折り処理トレイの詳細を示す図である。
【図16】実施形態に係る画像形成システムの制御系の構成、特に用紙後処理装置の制御構成を主に示すブロック図である。
【図17】 中綴じ製本モードにおいてスティプル処理トレイにスタックされた用紙束の状態を示す動作説明図である。
【図18】中綴じ製本モードにおいてスティプル処理トレイでスタックされ、中綴じされるときの状態を示す動作説明図である。
【図19】中綴じ製本モードにおいてスティプル処理トレイで中綴じされた用紙束を用紙束偏向機構によって偏向させる状態を示す動作説明図である。
【図20】中綴じ製本モードにおいてスティプル処理トレイで中綴じされた用紙束を用紙束偏向機構によって偏向させ、中折り処理トレイに送り込んだときの状態を示す動作説明図である。
【図21】中綴じ製本モードにおいて中折り処理トレイで用紙束を中折り位置に位置させたときの状態を示す動作説明図である。
【図22】中綴じ製本モードにおいて中折り処理トレイで中折りプレートを作動させて用紙束の中折り動作を開始した時の状態を示す動作説明図である。
【図23】中綴じ製本モードにおいて中折り処理トレイからで用紙束を中折りローラによって中折りして排紙するときの状態を示す動作説明図である。
【図24】スティプル処理トレイ上の用紙束が撓んだ状態を示す図である。
【図25】用紙束が撓んだ状態で綴じたときの問題点を示す図である。
【図26】スティプル処理トレイで中綴じ時に用紙束を押さえて処理するときの処理手順を示すフローチャートである。
【図27】用紙束を押さえる機能を発揮できる叩きコロの位置を説明するための図である。
【符号の説明】
12 叩きコロ
51 後端フェンス
52 放出ベルト
52a 放出爪
53 ジョガーフェンス
156 叩きコロモータ
170 叩きコロSOL
350 制御回路
360 CPU
370 I/O
380 モータドライバ
390 ドライバ
F スティプル処理トレイ
G 中折り処理トレイ
PD 用紙後処理装置
PR 画像形成装置
S1 端面綴じスティプラ
S2 中綴じスティプラ
Claims (4)
- 搬入されてきた用紙に対して綴じ手段によって綴じ処理を含む所定の処理を施して排出する用紙処理装置において、
前記綴じ手段がトレイ上に集積された用紙束に対して綴じ処理を行うときに用紙束の厚み方向から用紙を押さえる押さえ手段を備え、
前記押さえ手段が前記トレイ上の用紙を用紙搬送方向に整合させる回転体を有する整合手段からなり、
前記回転体は用紙整合時に前記整合手段の駆動源によって回転駆動され、前記用紙を押さえるときは前記駆動源の駆動を停止することを特徴とする用紙処理装置。 - 前記トレイは用紙搬送方向に対して搬送方向下流側が下側に位置するように傾斜して設けられていることを特徴とする請求項1記載の用紙処理装置。
- 前記綴じ手段による綴じ処理は、用紙束の中央部を綴じる中綴じであることを特徴とする請求項1記載の用紙処理装置。
- 請求項1ないし3のいずれか1項に記載の用紙処理装置と、
入力された画像情報に基づいて記録媒体上に可視画像を形成する画像形成装置と、
から構成されていることを特徴とする画像形成システム。
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