JP4135722B2 - シート後処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置により画像を記録された記録紙（シート）を、ステイプラなどのシート後処理装置により自動的に後処理して排出するシート後処理装置に関し、特に、スタッカ上でシートの幅方向を揃える整合手段に関する。

画像形成装置より排紙される画像記録済の複数枚のシートを、コピー部数ごとに丁合してステイプラにより綴じ合わせる装置としてフィニッシャと呼ばれるシート後処理装置が利用される。

このフィニッシャは画像形成装置本体と機能が接続されていて、コピープロセスのシーケンス作動に対応して駆動されるようになっている。

従ってコピープロセスを高速で処理することの可能な画像形成装置に対しては、そのスピードに追従して機能を果すことの出来る高速処理の可能なフィニッシャが必要とされる。

このような高速処理の可能なフィニッシャに関しては、すでに特開昭６０−１４２３５９号、同６０−１５８４６３号、同６２−２３９１６９号さらに特開昭６２−２８８００２号、同６３−２６７６６７号、特開平２−２７６６９１号、特開平２−２７６６９２号、特公平５−４１９９１号の各公報に開示されている。

画像形成装置本体から搬出された画像記録済みのシートは、中間スタッカ内に整合されながら順次積載されて１セット分のシート束収納後に、ステイプラ等のシート後処理が行われ、綴じ合わせられたシート束は、前記中間スタッカの底部に設けられた排出ベルトに載せて搬送され、さらに上下１対の排紙ローラ対等の挟持排出手段によって挟持されて排紙トレイ上に排出される。

特開平２−２７６６９１号公報及び特開平２−２７６６９２号公報に記載の後処理装置には、中間スタッカが後端から先端に向かって高くなるようにシート載置面が傾斜配置されるとともに、中間スタッカの後端側にシート後端突き当て基準部材とステイプラ装置とが設けられ、中間スタッカの後端側から排出されたシートの先端が中間スタッカの先端の方向に排出され、シートの後端が前記中間スタッカ上に搬送された後に、シートの自重により中間スタッカ上の上面を滑落して前記シート後端突き当て基準部材に当接することによりシートの搬送方向の後端揃えを行う。このシート後端揃え時に、ジョガーフェンス（可動整合部材）の移動によりシートの幅方向の整合動作が行われる。
（本発明の課題）前記整合動作において、シートサイズにより、中間スタッカに搬送されてから中間スタッカ上を滑落して前記シート後端突き当て基準部材に当接するまでの時間が異なる。即ち、大サイズシート（１１″×１７″、Ａ３、Ｂ４、Ｆ４、８．５″×１４″等）ほど中間スタッカ上で落下する時間が多くかかる。この大サイズシート落下時間を整合動作基準時間に設定すると、小サイズシート（Ａ４Ｒ、８．５″×１１″Ｒ、Ａ４、８．５″×１１″、Ｂ５等）の中間スタッカ上での落下時間が少ないため、事後のステイプル処理開始までの待ち時間を生じ、コピー生産性が低下する。

本発明の目的は、上記の問題点を解決して改良した結果、中間スタッカ上に載置されるシートの後端揃え及びシート幅方向揃えを安定して実施し、かつコピー生産性の高いシート後処理装置（フィニッシャ）を提供することにある。

上記目的は下記の発明により達成される。
（１）
画像形成装置から搬出された各種サイズのシートを導入して搬送する搬送手段と、該搬送手段により搬送されたシートを所定位置に積載して一時収納する中間スタッカと、該中間スタッカ上のシートをシート搬送方向に直交する方向に整合する整合手段と、前記中間スタッカ上に積載され整合されたシート束を綴じ合わせるステイプル手段と、該綴じ合わされたシート束を移送、排出する排出手段と、該排出手段により排出されたシート束を収納する排紙トレイとから構成され、シートを前記搬送手段により搬送した後に、前記中間スタッカ上を滑落させて前記中間スタッカ上に収納するシート後処理装置であって、シートを前記中間スタッカに収納する際に、前記搬送手段はシートを前記排紙トレイ上にも載置されうるように搬送するシート後処理装置において、
前記整合手段が、シート搬送方向と直交する幅方向に移動可能に設けられシートの少なくとも一方の幅方向の側端面に当接して整合する可動整合部材と、該可動整合部材をシート幅方向に往復動させる駆動手段と、前記駆動手段による可動整合部材の往復動を制御する制御手段とから構成され、
該制御手段は、シートサイズ信号に基づいて、大サイズシートに対しては遅いタイミングとなり、小サイズシートに対して早いタイミングとなるように、前記可動整合部材の整合動作の開始タイミングを決定するタイマーを有し、前記制御手段は、前記タイマーにより決定されたタイミングで前記整合部材の整合を開始させることを特徴とするシート後処理装置。
（２）
前記搬送手段により導入されるシートの先端を検知するセンサを有し、前記タイマーは前記センサによるシート先端検知信号に基づいて時間をカウントすることを特徴とする（１）に記載のシート後処理装置。

本発明のシート後処理装置により、大サイズシートの整合性が向上し、かつ小サイズシートの生産性を確保する、高性能のシート後処理装置（フィニッシャ）が達成された。

次に、本発明のシート後処理装置の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は前記シート後処理装置（フィニッシャ）の構成を示す断面図である。該シート後処理装置はシートＰの受け入れ部が画像形成装置（複写機、プリンタ等）本体の排紙口と合致するよう位置と高さを調節して設置され、画像形成装置本体の作動に対応して駆動されるよう制御系に接続される。

前記受け入れ部の入口部ローラ対１のシート搬送下流に接続するシートＰの搬送路は上段の第１搬送路１００と中段の第２搬送路２００および下段の第３搬送路３００の３系統に分岐されていて、切替ゲートＧ１、Ｇ２、Ｇ３の占める角度の選択によりシートＰが何れかの搬送路に給送されるようになっている。

図２（ａ）は第１搬送路１００によるシートＰの搬送経路を示す（一点鎖線）模式図、図２（ｂ）は第２搬送路２００によるシートＰの搬送経路を示す（一点鎖線）模式図、図３（ａ）は第３搬送路３００によるシートＰの搬送経路を示す（一点鎖線）模式図、図３（ｂ）は第４搬送路４００によるシートＰの搬送経路を示す（一点鎖線）模式図である。
（１）第１搬送路１００（プリンタモード、画像面下向き排紙）
図２（ａ）において、画像形成装置本体から画像面上向きで排出されたシートＰは、前記入口部ローラ対１により搬送されて、上方の第１の切り替えゲートＧ１の下方の通路１１を通過して、搬送ローラ対２に挟持されて第２搬送路２００である斜め下方の第２の切り替えゲートＧ２の上方の通路１２を通過して、搬送ローラ対３、通路１３、搬送ローラ対４を経て、一旦停止した後、逆転駆動に変換された搬送ローラ対２、３、４によりスイッチバックして、第１の切り替えゲートＧ１の上方の通路１５、さらに上方の通路１６を通過して、排出ローラ対７により機外上部の排紙トレイ８上に画像面下向き（フェースダウン）で排出され、頁順に載置される。
（２）第２搬送路２００（コピーモード、画像面上向き排紙、オフセット排紙を含むノンステイプルモード）
図２（ｂ）において、画像形成装置本体から画像面上向き（フェースアップ）で排出されたシートＰは、前記入口部ローラ対１により搬送されて、上方の第１の切り替えゲートＧ１の下方の通路１１を通過して、搬送ローラ対２に挟持されて第２搬送路２００である斜め下方の第２の切り替えゲートＧ２の上方の通路１２を通過して、搬送ローラ対３、通路１３、搬送ローラ対（シフトローラ対）４、通路１４を経て、排出ローラ対（挟持排出手段）５により機外の排紙トレイ６上に画像面上向きで排出、載置される。なお、前記画像形成装置に接続された自動原稿送り装置（ＡＤＦ）では、最終原稿から露光処理され、画像形成処理された最終頁のコピーから順次シート後処理装置に送り込まれて、画像面上向きで排紙トレイ６上に頁順に積載される。
（３）第３搬送路３００（コピーモード、画像面上向き排紙、ステイプルモード）
図３（ａ）において、画像形成装置本体内で画像形成処理された最終頁のコピーから画像面上向き（フェースアップ）で排出されて、順次、シート後処理装置に送り込まれたシートＰは、前記入口部ローラ対１により搬送されて、上方の第１の切り替えゲートＧ１の下方の通路１１を通過して、搬送ローラ対２に挟持されて、第３搬送路３００である斜め下方の第３の切り替えゲートＧ３の下方の通路１８を通過して、搬送ローラ対９、通路１９を経て、ステイプル処理部２０に送り込まれる。

通路１９の下流の搬送ローラ対２１に挟持されて搬送されたシートＰは、傾斜配置された中間スタッカ２２の上方空間に放出され、該中間スタッカ２２の上面または該中間スタッカ２２上に積載されたシートＰの上面に接し、さらに滑走上昇したのち、搬送ローラ対２１からシート後端が排出されたのちには、シートＰの自重により下降に転じ、中間スタッカ２２の傾斜面上を滑落し、ステイプラ（綴じ手段）３０近傍のシート突き当て面（ストッパ部材）３１に当接して停止する。前記搬送ローラ対２１の下ローラ２１Ｂと同軸に回転するプーリに巻回するベルトにより回転する搬送補助回転部材（巻き込み部材）２３は、前記滑落するシートＰの上面に摺接することにより、シートＰがスイッチバックするとき該搬送補助回転部材２３の摺接作用によりストッパ部材３１に確実に当接するようにする。

２４は前記中間スタッカ２２の両側面に移動可能に設けた一対の整合部材である。該整合部材２４はシート搬送方向と直交する方向に移動可能であり、シートＰが中間スタッカ２２上に放出されるシート受け入れ時には、シート幅より広く開放され、中間スタッカ２２上を滑落してストッパ部材３１に当接して停止するときには、シートの幅方向の側縁を軽打してシート束の幅揃え（整合）を行う。この停止位置において、中間スタッカ２２上に所定枚数のシートＰが積載、整合されると、ステイプラ３０により綴じ合わせ処理（ステイプル処理）が行われ、シート束が綴じ合わされる。

前記中間スタッカ２２のシート積載面の一部には切り欠き部が形成されていて、駆動プーリ２５と従動プーリ２６に巻回された複数の排出ベルト２７が回動可能に駆動される。該排出ベルト２７の一部には、排出爪２８が一体に形成されていて、その先端部は、図示一点鎖線のように長円軌跡を描く。ステイプル処理されたシート束Ｐは、排出ベルト２７の排出爪２８によりシートＰの後端を保持されて、排出ベルト２７上に載せられ、中間スタッカ２２の載置面上を滑走して斜め上方に押し上げられ、排出ローラ対（挟持排出手段）５のニップ位置に進行する。回転する排出ローラ対５に挟持されたシート束Ｐは、画像面上向きで排紙トレイ６上に排出、積載される。
（４）第４搬送路４００（コピーモード、画像面上向き排紙）
図３（ｂ）において、画像形成装置本体から画像面上向きで排出されたシートＰは、前記入口部ローラ対１により搬送され、ほぼ垂直上方に搬送されて、前記切り替えゲートＧ１の背面の通路（第４搬送路）４００を通過して、さらに上方の通路１６を経て、排出ローラ対７により機外上部の排紙トレイ８上に画像面上向き（フェースアップ）で排出される。

図４はシート後処理装置の駆動系を示す構成図である。モータＭ１は、タイミングベルトＢ１、Ｂ２を介して第３搬送路３００の搬送ローラ対９の駆動ローラ（左ローラ）９Ａを回転させるとともに、ギア列を経て第２搬送路２００の搬送ローラ対２の駆動ローラ（下ローラ）２Ａ、搬送ローラ対３の駆動ローラ（下ローラ）３Ａ及び搬送ローラ対４の駆動ローラ（上ローラ）４Ａを回転させる。さらにタイミングベルトＢ３を介して受け入れローラ対１の駆動ローラ（右ローラ）１Ａを回転させ、さらにタイミングベルトＢ４を経て排出ローラ対７の駆動ローラ（下ローラ）７Ａを回転させる。

モータＭ２は、タイミングベルトＢ５、Ｂ６を介して排出ローラ対５の上駆動ローラ（以下、上ローラと称す）５Ａを回転させるとともに、ギア列とタイミングベルトＢ７を経て排出ローラ対５の下駆動ローラ（以下、下ローラ称す）５Ｂを回転させる。さらに、前記下ローラ５Ｂを駆動するプーリは、タイミングベルトＢ８を介して前記駆動プーリ２５を回転させ、排出ベルト２７を回動させる。

モータＭ４は、ギア列を介して駆動プーリ６１を駆動回転させ、該駆動プーリ６１と上方の従動プーリ６２とを巻回するワイヤ６３を回動させる。該ワイヤＷの一部には、前記排紙トレイ６の基部が係止部材６４により固定されている。該排紙トレイ６は、その基部に回転自在に支持されたローラ６５がレール部材６６に摺動し、前記ワイヤ６３が回動することにより、レール部材６６に沿って昇降可能である。

図５はステイプル処理部２０と排紙部を示す断面図、図６はステイプル処理部２０の平面図である。

図６において、２個の整合部材２４Ａ、２４Ｂからなる整合部材２４は中心線ＣＬに対して左右対称に配置され、シートＰの搬送方向と直交する方向に同時に移動可能である。左右の整合部材２４はそれぞれタイミングベルト３２に固定され、ガイドバー３３に摺動して移動する。タイミングベルト３２は、ステッピングモータＭ６から中間ギア列を介して回動する。図６に示す整合部材２４は、ホームポジション位置にある状態を示す。このホームポジション位置は、整合部材２４Ｂに設けた突起部（被検出部）２４Ｃと、中間スタッカ２２に設けたホームポジション検出用センサＰＳ８とにより検出、制御される。なお、図６に示す一点鎖線は各種サイズのシートＰを示す。本実施の態様では、一例としてＡ３判、Ｂ４判、１１″×１７″、８．５″×１４″の各長手方向の長さを有する各種サイズのシートＰを大サイズシートと設定し、これより短い長さを有するシートＰを小サイズシートと設定した。そして前記ステイプラ３０近傍のストッパ部材３１のシートを突き当てるストッパ面（突き当て面）ｍから、排出ローラ対５のニップ位置ｎまでの距離Ｌを、前記大サイズと小サイズとを区別する位置に設定した。即ち、前記小サイズの各種シートＰは、何れも搬送方向の長さが、距離Ｌより短いから、排出ローラ対５の上流側に載置される。これに対して、大サイズの各種シートＰは、何れも搬送方向の長さが、距離Ｌより長いから、先端部が排出ローラ対５のニップ位置から下流側に突出して、排紙トレイ６上にも載置される。この大サイズのシートＰを載置して整合、ステイプル処理するために、前記排出ローラ対５のニップ部を開閉制御する。

図５において、排出ローラ対５は、図４に示すモータＭ２にそれぞれ接続して駆動回転する上ローラ５Ａと下ローラ５Ｂとから成る。下ローラ５Ｂは定位置で駆動回転する。駆動回転可能な上ローラ５Ａは、保持部材５１に支持され、支軸５２を中心にして装置本体の側板に設けた円弧状の長溝５３に沿って揺動可能である。即ち、モータＭ５の駆動軸上のピニオンギアｇ１は、ギアｇ２、ｇ３、ｇ４、ｇ５から成るギア列を介して減速され、円板５４を回転させる。該円板５４の偏心位置に植設された偏心ピン５５はクランクレバー５６の一端に回転可能に接続する。該クランクレバー５６の他端は前記保持部材５１の上部に設けたピン５７に回転可能に係合する。モータＭ５のピニオンギアｇ１が駆動回転し、前記ギア列を経て円板５４が半回転すると、クランクレバー５６が移動して、前記上ローラ５Ａを保持する保持部材５１を、支軸５２を中心にして長溝５３に沿って時計方向に揺動させる。前記回転する円板５４が半回転して、該円板５４に設けた被検出部５８がフォトインタラプタ型のセンサＰＳ５の光路を通過すると、モータＭ５の駆動が停止され、上ローラ５Ａはシート排出通路を開放した状態で停止する。

図７は、排出ローラ対開閉駆動手段５０の上ローラ５Ａが開放されて停止した状態を示す断面図である。この排出通路開放状態で、大サイズシートが中間スタッカ入口部ローラ対２１から中間スタッカ２２上へ搬入され、整合、ステイプル処理される。

図８は本発明の実施の形態による整合手段のブロック図、図９は整合動作を示すフローチャート、図１０は整合動作のタイミングチャート、図１１は可動整合部材２４Ａ、２４Ｂの整合動作を示す模式図である。

前記シート後処理装置により後処理される各種サイズのシートＰを、大サイズシート（１１″×１７″、Ａ３、Ｂ４、Ｆ４、８．５″×１４″等）と小サイズシート（Ａ４Ｒ、８．５″×１１″Ｒ、Ａ４、８．５″×１１″、Ｂ５等）の二つのグループに区分、識別し、前記大サイズシートのグループは前記可動整合部材の整合動作の開始タイミングを遅いタイミングで、小サイズシートのグループは前記可動整合部材の整合動作の開始タイミングを早いタイミングで駆動、制御することにより、コピー生産性を向上させる。

画像形成装置からシートサイズ信号及びシート後処理指定信号が、シート後処理装置の制御手段７０に入力されると、前記シート整合用モータＭ６の駆動開始により、可動整合部材２４Ａ、２４ＢがホームポジションＨＰから第１の位置Ｋ１に移動する。該第１の位置Ｋ１は、画像形成装置から搬出されたシートの幅方向のバラツキ（例えば幅方向でプラス、マイナス約５ｍｍ）を考慮し、可動整合部材２４Ａ、２４Ｂが搬入されるシートに接触しないように、シート幅の両側にそれぞれ１０ｍｍ離間した待機位置に設定してある（図１１（ａ）、（ｂ）参照）。

シート後処理装置に導入されたシートの先端部が、スタッカ入口部センサＰＳ３を通過してスイッチオンしてから所定時間ｔ０（例えば１６０ｍｓ）経過すると、前記シート整合用モータＭ６の駆動により可動整合部材２４Ａ、２４Ｂが第２の位置Ｋ２に移動する。この第２の位置Ｋ２の開始位置は、前記搬送ローラ対２１から中間スタッカ２２上に搬出されたシートが、傾斜配置された中間スタッカ２２の面上で滑落し始めるタイミングである（図１１（ｃ）参照）。

前記画像形成装置から入力されたシートサイズ信号により、制御手段７０は、搬送されるシートが予め設定された大サイズシートグループＡか小サイズシートグループＢかを比較判断し、大サイズシートグループＡならタイマーｔ１（例えば２５０ｍｓ）を設定し、小サイズシートグループＢならタイマーｔ２（例えば１５０ｍｓ）を設定する。これは、シートサイズにより中間スタッカ２２に入ってからストッパ部材３１に到達するまでのシート通過時間が異なり、大サイズシートほど、前記シート通過時間が長く、小サイズシートの通過時間が短いため、大サイズシートの整合開始時間を遅くし、小サイズシートの整合開始時間を早く設定することにより、小サイズシートの生産性を向上させた。図１０（ａ）は大サイズシートのタイミングチャートを示し、図１０（ｂ）は小サイズシートのタイミングチャートを示す。

前記所定時間ｔ０の経過後、タイマーｔ１またはタイマーｔ２をスタートさせる。タイマーｔ１またはタイマーｔ２が所定時間をカウントアップすると、モータ制御、駆動手段７１により、シート整合用モータＭ６が駆動回転を開始し、可動整合部材２４Ａ、２４Ｂを移動させ、第３の位置Ｋ３に達し、シートＰを整合する。この第３の位置Ｋ３はシート幅Ｗよりやや狭い位置（シート幅Ｗ−３ｍｍ、片側１．５ｍｍ）に設定されている。この第３の位置Ｋ３では、中間スタッカ２２上を滑落してきたシートＰの後端は、ステイプラ３０の近傍に設けたストッパ部材３１の突き当て面に当接するとともに、シートＰの両側端は可動整合部材２４Ａ、２４Ｂにより軽打、押圧されて、幅揃えが行われる（図１１（ｄ）参照）。

モータＭ６への整合パルスがカウントアップすると、モータＭ６は逆転駆動して可動整合部材２４Ａ、２４Ｂを移動させ、前記第１の位置Ｋ１に戻す。

なお、上記実施の形態では、シートサイズを大小２分類としたが、本発明は、これに限定されるものではなく、大中小３分類またはそれ以上の分類数、あるいはシートサイズ毎に分類してもよい。

上述のシート後処理装置においては、画像形成装置から排出されるシートＰがセンターラインＣＬ基準で、可動整合部材がシート幅方向に移動可能な２個１組の両基準方式であるが、本発明は、固定整合板と可動整合板とから成る片側基準方式にも適用可能である。

本発明のシート後処理装置の構成を示す断面図。 第１搬送路によるシートの搬送経路を示す模式図、及び第２搬送路によるシートの搬送経路を示す模式図。 第３搬送路によるシートの搬送経路を示す模式図、及び第４搬送路によるシートの搬送経路を示す模式図。 シート後処理装置の駆動系を示す構成図。 ステイプル処理部と排紙部を示す断面図。 ステイプル処理部の平面図。 排出ローラ対の上ローラが開放されて停止した状態を示す断面図。 本発明の実施の形態による整合手段のブロック図。 上記整合手段の整合動作を示すフローチャート。 上記整合手段による整合動作のタイミングチャート。 上記整合手段の可動整合部材の整合動作を示す模式図。

符号の説明

１ 入口部ローラ対
２、３、４、５、９ 搬送ローラ対
５、７ 排出ローラ対
６、８ 排紙トレイ
１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９ 通路
２０ ステイプル処理部
２１ 搬送ローラ対（中間スタッカ入口部ローラ対）
２２ 中間スタッカ
２４、２４Ａ、２４Ｂ 可動整合部材
２７ 排出ベルト
２８ 排出爪
３０ ステイプラ
３１ ストッパ部材
７０ 制御手段
１００ 第１搬送路
２００ 第２搬送路
３００ 第３搬送路
４００ 第４搬送路
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６ モータ
Ｐ シート、シート束
ＰＳ１ 入口部センサ
ＰＳ２ 排紙センサ
ＰＳ３ スタッカ入口部センサ
ＰＳ８ ホームポジション検出用センサ

Claims (2)

1. 画像形成装置から搬出された各種サイズのシートを導入して搬送する搬送手段と、該搬送手段により搬送されたシートを所定位置に積載して一時収納する中間スタッカと、該中間スタッカ上のシートをシート搬送方向に直交する方向に整合する整合手段と、前記中間スタッカ上に積載され整合されたシート束を綴じ合わせるステイプル手段と、該綴じ合わされたシート束を移送、排出する排出手段と、該排出手段により排出されたシート束を収納する排紙トレイとから構成され、シートを前記搬送手段により搬送した後に、前記中間スタッカ上を滑落させて前記中間スタッカ上に収納するシート後処理装置であって、シートを前記中間スタッカに収納する際に、前記搬送手段はシートを前記排紙トレイ上にも載置されうるように搬送するシート後処理装置において、
   前記整合手段が、シート搬送方向と直交する幅方向に移動可能に設けられシートの少なくとも一方の幅方向の側端面に当接して整合する可動整合部材と、該可動整合部材をシート幅方向に往復動させる駆動手段と、前記駆動手段による可動整合部材の往復動を制御する制御手段とから構成され、
   該制御手段は、シートサイズ信号に基づいて、大サイズシートに対しては遅いタイミングとなり、小サイズシートに対して早いタイミングとなるように、前記可動整合部材の整合動作の開始タイミングを決定するタイマーを有し、前記制御手段は、前記タイマーにより決定されたタイミングで前記整合部材の整合を開始させることを特徴とするシート後処理装置。
2. 前記搬送手段により導入されるシートの先端を検知するセンサを有し、前記タイマーは前記センサによるシート先端検知信号に基づいて時間をカウントすることを特徴とする請求項１に記載のシート後処理装置。

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