JP4147024B2 - 用紙後処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置から排紙される記録紙などの用紙に対して折り、仕分け、綴じなどの処理を選択的に実行する用紙後処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリンタや複写機などの画像形成装置の排紙側に装着され、画像形成後の用紙に対して折り、仕分け（ソート）、綴じ（ステイプル）などの後処理を行なう用紙後処理装置が用いられている。このような用紙後処理装置では、複数枚の用紙をジョブ毎に用紙端を揃える処理、いわゆる整合処理を行ない所定の後処理を実行している。上記画像形成装置は、周知のように複数の異なる用紙サイズ（たとえばＡ５〜Ａ３，Ｂ５〜Ｂ４など）の用紙に画像を形成するものであり、当然のことながら用紙後処理装置側もこの用紙サイズに対応することが要求される。
【０００３】
このため、従来における用紙後処理装置では、種々のサイズの用紙を斜行(回転)することなく整合させる場合、整合部材をそのサイズごとに用紙側面の中心点に移動させる機構を設けている。また、用紙後端を整合するために、用紙後端を加圧手段で押圧している。さらに、従来における装置は、スルーモードと後処理モードそれぞれに対応して搬送経路を切り替える切替爪の駆動手段として電磁ソレノイド・スプリングを用いている。
【０００４】
なお、関連する参考技術文献として、たとえば特開平６−１８３６３５号公報の「シート後処理装置及びこれを備える画像形成装置」が開示されている。この装置は、シート受け皿に排出されるシートの整合を行なう整合部材を、シートを整合基準部材に押圧して整合する整合方向と、シートが排出されるシート排出方向と、の両方向に移動可能にしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記に示されるような従来の用紙後処理装置にあっては、まず、整合部材をサイズ毎に用紙側面の中心点を移動して整合を行なうと、Ａ３などの大きい用紙サイズの場合、用紙側面の中心点距離が長くなり、整合部材が装置幅を大きくする方向に移動するように構成されるため、装置自体が大きくなるという問題点があった。
【０００６】
また、用紙後端を加圧手段で押圧して整合を行なう場合、加圧手段およびそれを駆動させる駆動源が必要となるため、部品コストなどが上昇するという問題点があった。さらに、搬送経路を切り替える切替爪の駆動を電磁ソレノイドとスプリングを用いて行なうと、電磁ソレノイドの吸引力が一定（ストローク一定）であるため、積載枚数の大小や用紙サイズの大小によってスプリング長が変化することにより押圧力が変動し、整合時に用紙が斜行（回転）するといった問題点があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、整合時に用紙を押圧する手段を用紙後端に設けることにより、用紙サイズに依存しない整合を実現すると共に装置の小型化および低コスト化を図ることを第１の目的とする。
【０００８】
また、搬送経路を切り替える切替爪の駆動を用紙の積載枚数およびサイズによらない駆動手段を実現することにより、押圧力を安定させ整合精度の向上を図ることを第２の目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１にかかる用紙後処理装置にあっては、用紙積載面を水平方向と平行な状態で待機し、後処理対象の用紙を一時的に積載する一時積載トレイと、前記一時積載トレイに用紙を排出する用紙排出手段と、前記一時積載トレイに積載された用紙の排出方向と直交する用紙幅方向の端部を押圧して用紙の整合を行なう整合手段と、前記一時積載トレイの上方に配設され、前記排出対象の用紙の排出方向に対して鉛直方向または当該方向に近い角度で用紙後端の上流側を押圧する略鉛直方向用紙押圧手段と、を備えた用紙後処理装置であって、前記用紙の搬送経路を切り替える搬送経路切替面と、前記一時積載トレイ上の用紙後端の上面を押圧する用紙押圧面と、を有する加圧切替爪と、前記加圧切替爪を駆動させる駆動手段と、前記加圧切替爪の先端を用紙面に付勢する付勢手段と、を有し、前記駆動手段により前記付勢手段による前記加圧切替爪への押圧力を用紙の積載枚数にかかわらず一定圧にする略鉛直方向用紙押圧手段を備え、前記略鉛直方向用紙押圧手段は、前記整合手段に対して上流側に配設され、かつ、前記整合手段は、後処理対象の全てのサイズの用紙側面の中心点と前記略鉛直方向用紙押圧手段による押圧点の間に配設され、前記整合手段により基準位置への突き当て動作を行なう際に、前記略鉛直方向用紙押圧手段により用紙後端の上面を押圧するものである。
【００１０】
この発明によれば、整合手段を処理対象の全てのサイズの用紙側面の中心点に対し、上流側に配設し、かつ、用紙押圧手段を整合手段に対し上流側に配設し、用紙押圧手段により用紙後端を押圧しながら整合手段により整合動作を行なうことにより、用紙の中心点に対し内側（短い距離）で押圧することが可能となると共に、用紙の中心点を押圧しなくても精度よい整合が行なわれる。
【００１２】
この発明によれば、整合手段を後処理対象の全てのサイズの用紙側面の中心点と略鉛直方向用紙押圧手段による押圧点の間に配設し、略鉛直方向用紙押圧手段により用紙後端を押圧しながら整合手段により整合動作を行なうことにより、用紙の中心点に対し内側（短い距離）で押圧することが可能となると共に、用紙の中心点を押圧しなくても精度よい整合が行なわれる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる用紙後処理装置の好適な実施の形態について添付図面を参照し、詳細に説明する。なお、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。
【００２４】
図１は、本発明の実施の形態にかかる用紙後処理装置の概略構成を示す説明図である。この用紙後処理装置１は、大きくは、画像形成装置から排紙される用紙を受け入れるための入口ローラ対２，搬送センサ３とを図示のような搬送経路に有する用紙入口部と、後述する搬送ローラ部４と、切替爪５によりモード別の搬送路を切り替える搬送切替部と、底板８に積載された用紙の幅方向の整合を行なうジョガー９と、用紙の搬送方向の整合を行なうタタキコロ部１０と、処理後の用紙が積載される排紙トレイ６と、排紙トレイ６に用紙を排紙する排紙ローラ対７と、用紙束を綴じるステイプラ装置１１と、ステイプル処理後の用紙束を排紙トレイ６に放出する放出部１２と、を備えている。
【００２５】
切替爪５は、非処理モード（スルーモード）、仕分けモード（シフトモード）用の搬送経路Ａと、ステイプルモード用の搬送経路Ｂとに分岐するために設けられている。また、符号５ａが搬送経路Ａ切替面、符号５ｂが搬送経路Ｂの切替面、符号５ｃが用紙押圧面である。
【００２６】
上述した用紙後処理装置１に送り込まれた用紙は、本装置内の入口ローラ対２により上方向へ搬送され、搬送センサ３を通過し搬送ローラ部４へと搬送される。上記用紙は搬送センサ３からの位置情報（通過情報）にしたがって、切替爪５により非処理モード（スルーモード）、仕分けモード（シフトモード）用の搬送経路Ａあるいはステイプルモード用の搬送経路Ｂに分岐され、当該モードに基づいた後処理が行なわれる。
【００２７】
つぎに、上述した図１の用紙後処理装置１の各部の構成などについて詳述する。図２は、図１における搬送ローラ部４の構成を示す説明図である。搬送ローラ部４は、駆動軸４ａに２個の円筒状のコロ４ｂが圧入されている搬送ローラと、コロ４ｂと当接するように配設された円筒状の従動コロ４ｃと、従動コロ４ｃからの駆動を受ける従動軸４ｄとからなる搬送ローラ対と、駆動軸４ａと従動軸４ｄを連結すると共に搬送ローラ対を用紙幅方向に移動させるラックギヤを一体に形成したシフトラックギヤ４ｅと、シフトラックギヤ４ｅを横移動させるシフト駆動源４ｆで構成されている。
【００２８】
この搬送ローラ部４は、スルーモード時には搬送ローラとして機能し、シフトモードあるいはステイプルモード時には、搬送しながら用紙をシフト移動（軸方向に所定量移動）する機能を有している。
【００２９】
図３は、図１における切替爪５部分の構成を示す説明図である。切替爪５は、搬送ローラ部４の下流に配設され、図示するように、用紙の搬送経路を搬送経路Ａに切り替える搬送経路Ａ切替面５ａと、搬送経路Ｂに切り替える搬送経路Ｂ切替面５ｂと、用紙を押圧する用紙押圧面５ｃとを有している。また、用紙押圧面５ｃに対向する部分には切替爪５の回転支点となる回転支点５ｄと、回転支点５ｄを案内棒として用紙を搬送経路Ｂに導く方向に付勢するねじりコイルバネ５ｅと、用紙を搬送経路Ａに導く方向、すなわち用紙を押さえつける方向に付勢する引張スプリング５ｆと、を備えている。なお、切替爪５の用紙接触面は用紙が引っかからないように低摩擦で滑らかな状態になっている。
【００３０】
また、引張スプリング５ｆの他端を係止するボスが一体形成された第１ギヤ５ｇと、第１ギヤ５ｇと歯合し駆動を伝達するギヤ５ｈ，５ｉと、切替爪５を駆動させるステッピングモータ５ｍで構成されている。この実施の形態における切替爪５は、搬送経路を切り替える機能だけでなく、用紙押圧面５ｃにより後述する底板８に積載する用紙を押さえる機能をも有している。すなわち、ステッピングモータ５ｍの回転に応じてギヤ５ｉ，５ｈが回転し、この回転が第１ギヤ５ｇに伝達され、第１ギヤ５ｇの回転に伴って引張スプリング５ｆの張力が変化するように構成されている。
【００３１】
図４は、図１における底板８部分の構成を示す説明図である。搬送ローラ部４の下方に配置された底板８は、図示するように、ジョガー９が用紙幅方向に往来できるスリット状の溝８ａと、タタキコロ部１０による整合を行なうとき用紙後端の整合基準となる後端基準８ｂと、放出部１２を用紙搬送方向に往復移動させると共にそのガイトとなるガイドレール８ｃと、後述する放出部１２を移動させるアームの回転中心となる突設されたボス８ｄと、断面がＤ型にカットされた回転軸８ｅを挿通するＤカット状の挿通穴８ｆが一体で形成されている。
【００３２】
また、回転軸８ｅの長手方向の両端には、それぞれ回転軸８ｅを支持するための軸受８ｇが取付けられており、その一端にギヤ８ｈ，８ｉ，８ｊを介して駆動源であるモータ８ｍが付設されている。なお、この底板８は、モータ８ｍの駆動により回転軸８ｅを回転中心として後述するタタキコロ部１０のタタキ動作と同期して回動するように構成されている。
【００３３】
ジョガー９は、底板８に積載された用紙を整合できるように底板８に形成されたスリット状の溝８ａを挿通した状態で配設されると共に、切替爪５よりも下流側に配設されている。
【００３４】
図５は、図１におけるジョガー９の構成を示す説明図である。このジョガー９は、図示するように、略Ｌ字型に形成された長手方向側面にラックギヤを刻んだラックギヤ９ａと、ラックギヤ９ａの起立した側面部に着脱可能に取り付けられた用紙整合部材９ｂと、ラックギヤ９ａを用紙幅方向に往復移動できるようにガイドする略コの字型に形成されたガイドブラケット９ｃと、ラックギヤ９ａに歯合したギヤ９ｄ，９ｅ，９ｆと、ギヤ９ｄ，９ｅ，９ｆを駆動させるモータ９ｍと、から構成される。
【００３５】
図６は、図１におけるタタキコロ部１０の構成を示す説明図である。このタタキコロ部１０は、図示するように、略円柱状で、かつ用紙を移動させる程度の摩擦体（たとえば、スポンジコロなど）で形成され用紙搬送方向の整合を行なう戻しコロ１０ａと、戻しコロ１０ａを回転自在に支持し中心軸１０ｂに回転自在に取付けられたタタキブラケット１０ｃと、戻しコロ１０ａと一体成形された第１プーリを介して張設された第１ベルト１０ｄと、第１ベルト１０ｄの他端に設けられ駆動を伝達する第２プーリ１０ｅと、第２プーリ１０ｅを介して張設された第２ベルト１０ｆと、第２ベルト１０ｆの他端に中心軸１０ｂを回転中心とした第３プーリ１０ｇと、第３プーリ１０ｇを介して張設された第３ベルト１０ｈと、第３ベルト１０ｈの他端にモータ１０ｍの回転軸に圧入された第４プーリ１０ｉと、戻しコロ１０ａを駆動させるモータ１０ｍと、中心軸１０ｂがカシメ固定されておりモータ１０ｍを取付けるためのモータブラケット１０ｊと、戻しコロ１０ａを用紙に当接させる方向に付勢する引張スプリング１０ｋと、から構成されている。
【００３６】
このタタキコロ部１０は、底板８の上方に用紙排出方向に対して２個並列して配設されており、駆動源（不図示）の上下運動に伴い中心軸１０ｂを回転中心として振り子運動を行ない、戻しコロ１０ａを用紙に当接させたり離間させたりしてタタキ動作を行なう。なお、用紙の整合は戻しコロ１０ａが用紙に当接したときにのみ行なわれる。この実施の形態では、タタキコロ部１０の機構として戻しコロを用いているが、この限りではなくたとえばパドル（断面が放射状を成した回転体）を用いても同様の機能が実現する。
【００３７】
図７は、図１における放出部１２の構成を示す説明図である。この放出部１２は、ステイプル処理された用紙束を放出する放出爪１２ａと、一端を放出爪１２ａとスライド自在に連結し他端が底板８に突設されたボス８ｄに回転自在に取付けられたアーム１２ｂと、放出爪１２ａをホームポジションで待機させる方向に付勢させるねじりコイルバネ（不図示）と、用紙束を放出する方向、すなわちねじりコイルバネの付勢と反対方向にアーム１２ｂを押圧する突起部材１２ｃを一体に形成したギヤ１２ｄと、ギヤ１２ｄを駆動させる駆動源（不図示）と、で構成されている。
【００３８】
なお、放出爪１２ａの下腹部には、底板８のガイドレール８ｃに係合しながら摺動するガイド溝と、アーム１２ｂに設けられた長穴とスライド自在に連結した円柱状の突起を有している。
【００３９】
この放出部１２は、駆動源（不図示）によりギヤ１２ｄを矢印方向に駆動し、突起部材１２ｃがアーム１２ｂを押圧することにより放出爪１２ａが底板８のガイドレール８ｃ上を移動し用紙束を放出する。また、駆動源を逆回転させるとねじりコイルバネの付勢により駆動源が停止する位置（ホームポジション）まで移動するように構成されている。
【００４０】
上述した各機能ユニットの配置構成の詳細を図８および図９に示す。図８は装置要部を上方向からみた斜視図であり、図９は装置要部を下方向（図８と反対側）からみた斜視図である。
【００４１】
つぎに、以上のように構成された用紙後処理装置１におけるステイプルモード動作について上記図１〜図９に加え、図１０〜図１５を参照しながら詳細に説明する。
【００４２】
ステイプルモードが選択されると、図１の実線で示すように、搬送ローラ部４は、ホームポジションまで移動した後に受け入れる用紙のサイズ（シフト量）に応じた位置で待機する。また、切替爪５は搬送経路Ｂをさえぎる位置、すなわち搬送経路Ａに用紙が案内される位置で待機する。
【００４３】
底板８は、図１の実線で示すように用紙積載面を水平方向と平行な状態で待機し、ジョガー９はホームポジションまで移動した後、搬送されてくる用紙のさまたげとならないように用紙幅より若干離れた位置で待機している。また、タタキコロ部１０は、底板８の用紙積載面を滑走してくる用紙のさまたげにならないように底板８から離れた位置で待機している。放出部１２は、タタキコロ部１０による整合のさまたげにならない位置、すなわち底板８の後端基準８ｂ（図２参照）よりも上流側で待機している。
【００４４】
それぞれが用紙受け入れ状態になると、画像形成装置から搬送されてくる用紙が入口ローラ対２により受け入れられる。搬送センサ３が用紙先端を検知すると、切替爪５は用紙を搬送経路Ｂへ案内する位置に移動する（図１の破線位置）。
【００４５】
図１０に示すように、中央基準で搬送されてきた用紙の先端が、搬送ローラ部４のニップに到達した後しばらくすると、搬送ローラ部４は、図１１に示すように、用紙を搬送しながらステイプル装置１１に向かって横移動を行ない、側面基準８ｋの近傍まで第１の整合を行なう。
【００４６】
なお、第１の整合は処理対象のいずれの用紙サイズに対しても側面基準から２ｍｍの位置まで行なうようになっている。第１の整合が行われると、搬送ローラ部４は、用紙を底板８に排出するまで搬送を続ける。用紙が底板８に排紙されると、図１２に示すように、切替爪５は搬送経路Ａに案内する方向に回動し、用紙押圧面５ｃで用紙後端を押さえつける。さらに、図１３に示すように、この状態で残り約２ｍｍの横方向の第２の整合をジョガー９で行なう。このとき、用紙を切替爪５で押圧しているため、用紙側面の中心点を押圧しなくても用紙が回転（斜行）することなく整合することができる。
【００４７】
なお、この実施の形態においては、切替爪５を駆動させる駆動手段をステッピングモータ５ｍのパルス制御で行なうことにより、整合性の向上を図っている。たとえば底板８に積載される用紙の積載枚数が増加すると、押圧力が強くならないように用紙が排出されるたびに押圧力を和らげる方向に所定のパルスをステッピングモータ５ｍに印加することにより、引張スプリング５ｆにかかる張力を一定、すなわち用紙に対する切替爪５の押圧力を常に一定にさせて整合性の向上を図っている（図３参照）。
【００４８】
また、用紙のサイズが大きい場合には、用紙側面の中心点がジョガー９より離れる方向にあり、用紙自身の質量も大きく斜行しやすいので、押圧力を強くする方向に所定のパルスを与えるようになっている。このパルス数でサイズの小さい用紙を整合しようとすると、押圧力が強すぎて抵抗になって斜行してしまうので、サイズの小さい用紙の場合には、押圧力を弱くする方向に所定のパルスを与える。このように、ステッピングモータを用いてパルス制御を行なうことにより、より精度の高い整合が実現する。たとえば、搬送センサ３により用紙枚数をカウントし、さらに画像形成装置からのサイズ情報にしたがって、積載枚数およびサイズごとのパルス制御をＣＰＵ（不図示）により行なう。
【００４９】
ジョガー９によって用紙幅方向の整合が行なわれると、図１４に示すように、タタキコロ部１０により搬送方向の整合が行なう。タタキコロ部１０が駆動源（図示せず）により紙面方向に回動すると、戻しコロ１０ａが用紙面に当接して後端基準８ｂまで整合が行なわれる。このとき、底板８は用紙を搬送しやすいように回転軸８ｅを支点として回動することにより、若干の隙間を設けている。
【００５０】
なお、タタキコロ部１０によるタタキ動作は、戻しコロ１０ａと用紙との間にスリップが生じても確実に整合が行なえるように用紙後端が後端基準８ｂに到達してもしばらく行なわれる。
【００５１】
つぎに、図１５に示すように、用紙が後端基準８ｂに整合されると、開いていた底板８をホームポジションまで回動させて用紙を押さえ部材２０で挟み込み、タタキ動作を終了する。このように、底板８の回動動作により用紙を強制的に押さえつけることにより、カールした用紙のふくらみを小さくすることができるため、カール量を考慮したスペース（高さ）が不要となり、小型化が実現する。また、つぎに排紙されてきた用紙が底板８に積載された用紙を押し出すことがないばかりか、底板８と排紙トレイ６の間に、この実施の形態のように大きな段差があっても用紙がずり落ちることがないので、排紙トレイ６をそのつど底板８まで上昇させる必要がなくなる。
【００５２】
また、用紙が押さえ部材２０に挟持されると、切替爪５を上げてつぎの用紙の受け入れ状態に入る。上述した一連の動作を最終ページが終わるまで繰り返し実行する。最終ページが終了するとステイプラ装置１１によりステイプル処理（綴じ）が行なわれる。その後、放出部１２により綴じられた用紙束を排紙トレイ６に放出する。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる用紙後処理装置（請求項１）によれば、整合手段を後処理対象の全てのサイズの用紙側面の中心点と略鉛直方向用紙押圧手段による押圧点の間に配設し、略鉛直方向用紙押圧手段により用紙後端を押圧しながら整合手段により整合動作を行なうことにより、用紙の中心点に対し内側（短い距離）で押圧することが可能となるため、装置幅が従来に比べて小さくなると共に、用紙の中心点を押圧しなくても精度よい整合が行なわれるので、従来のように整合部材を用紙中心点に移動させる駆動源や制御手段が不要となり、安価な装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる用紙後処理装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】図１における搬送ローラ部の構成を示す説明図である。
【図３】図１における切替爪部分の構成を示す説明図である。
【図４】図１における底板部分の構成を示す説明図である。
【図５】図１におけるジョガーの構成を示す説明図である。
【図６】図１におけるタタキコロ部の構成を示す説明図である。
【図７】図１における放出部の構成を示す説明図である。
【図８】装置要部を上方向からみた斜視図である。
【図９】装置要部を下方向からみた斜視図である。
【図１０】ステイプルモード時における用紙搬入直後の状態を示す説明図である。
【図１１】ステイプルモード時における用紙搬入後の第１の整合状態を示す説明図である。
【図１２】第１の整合後における後端押圧状態を示す説明図である。
【図１３】第２の整合状態を示す説明図である。
【図１４】タタキコロ部による整合動作を示す説明図である。
【図１５】タタキ動作の終了状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 用紙後処理装置
４ 搬送ローラ部
５ 切替爪
５ａ 搬送経路Ａ切替面
５ｂ 搬送経路Ｂ切替面
５ｃ 用紙押圧面
５ｅ ねじりコイルバネ
５ｆ 引張スプリング
５ｍ ステッピングモータ
６ 排紙トレイ
７ 排紙ローラ対
８ 底板
９ ジョガー
１０ タタキコロ部
１１ ステイプラ装置
１２ 放出部

Claims (1)

1. 用紙積載面を水平方向と平行な状態で待機し、後処理対象の用紙を一時的に積載する一時積載トレイと、前記一時積載トレイに用紙を排出する用紙排出手段と、前記一時積載トレイに積載された用紙の排出方向と直交する用紙幅方向の端部を押圧して用紙の整合を行なう整合手段と、前記一時積載トレイの上方に配設され、前記排出対象の用紙の排出方向に対して鉛直方向または当該方向に近い角度で用紙後端の上流側を押圧する略鉛直方向用紙押圧手段と、を備えた用紙後処理装置であって、
   前記用紙の搬送経路を切り替える搬送経路切替面と、前記一時積載トレイ上の用紙後端の上面を押圧する用紙押圧面と、を有する加圧切替爪と、前記加圧切替爪を駆動させる駆動手段と、前記加圧切替爪の先端を用紙面に付勢する付勢手段と、を有し、前記駆動手段により前記付勢手段による前記加圧切替爪への押圧力を用紙の積載枚数にかかわらず一定圧にする略鉛直方向用紙押圧手段を備え、
   前記略鉛直方向用紙押圧手段は、前記整合手段に対して上流側に配設され、かつ、前記整合手段は、後処理対象の全てのサイズの用紙側面の中心点と前記略鉛直方向用紙押圧手段による押圧点の間に配設され、
   前記整合手段により基準位置への突き当て動作を行なう際に、前記略鉛直方向用紙押圧手段により用紙後端の上面を押圧することを特徴とする用紙後処理装置。

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