JP4182120B2 - シート整合装置およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、ステイプル綴じなどの後処理を施すために積載された記録シートを整合させるためのシート整合装置に関し、そのシート整合装置を装備する画像形成装置に関するものである。

近年、複写機などの画像形成装置では、記録シート上に画像情報を記録後、排出されてきた記録シートを束ねて例えばステイプル綴じなどを施すといった後処理への要望が増加している。ステイプル綴じなどの後処理を施す場合、仕上がりの体裁や見栄えを良くするために、積載された記録シートを直交する二方向に整合させて揃えることが求められる。それに応えるべく、パドル部材のようなシート幅寄せ部材およびジョガー機構によって記録シートを搬入方向とこれに直交する方向のニ方向に整合させるシート処理装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。また、シート搬入方向に対して傾斜した軸に支持されているパドルホイールを回動させ、先端ガイドとサイドガイドに沿って二方向へ同時に整合するようにしたフィニッシャも提案されている（たとえば、特許文献２参照）。

特開２００２−２４１０１９号公報 実開昭６４−５３１７０号公報

ところで、上記特許文献１に開示されたシート処理装置の場合、パドル部材とジョガー機構をそれぞれ独自に駆動させる別々の駆動系が必要となり、コスト的にも不利である。また、特許文献２に開示されたフィニッシャにあっては、シート搬入方向に対して傾斜した軸を駆動させるためのはす歯歯車やはす歯傘歯車など伝達部材が必要である。そのため、駆動伝達系が複雑化してコストアップにつながるほか、画像形成装置本体の内部という限られた設置スペースへの装備が難しい。

本発明の目的は、構造の簡素化と省スペース化、そして低コストを実現でき、画像形成装置本体にて記録後に排出された記録シートへの後処理に好適なシート整合装置ならびに画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のシート整合装置は、シートを積載して収容する積載部を有し、シート整合を行うシート整合装置において、前記積載部に搬入されたシートの一側端を規制する第１規制部材および前記第１規制部材に直交する方向の側端を規制する第２の規制部材と、弾性変形が可能な幅寄せ部材を有し、前記積載部に搬入されたシートを前記第１，第２の規制部材に向けて移動させるシート幅寄せ機構と、前記幅寄せ部材を回転させる駆動手段と、前記幅寄せ部材に捩れを生じさせて、前記幅寄せ部材が捩れた状態でシートに接触するよう案内する案内機構と、を備え、前記シート幅寄せ機構は、前記幅寄せ部材の弾性復元力によってシートを前記第１の規制部材に向かわせ、前記幅寄せ部材の回転によってシートを前記第２の規制部材に向かわせることを特徴とするものである。

また、本発明の画像形成装置は、シート上に画像を形成する画像形成部と、画像形成されたシートを整合するシート整合装置とを備え、前記シート整合装置は請求項１乃至５に記載のいずれか１項に記載のシート整合装置であることを特徴とするものである。

本発明のシート整合装置によれば、画像記録後に積載部に搬入されてきた記録シートを、簡単な機構のシート幅寄せ機構によって発生される捩れ力で、シート搬入方向とこれに直交する方向のニ方向へ簡単に整合できる。

また、本発明の画像形成装置によれば、この画像形成装置本体に接続されるシート整合装置が簡単な機構のシート幅寄せ機構を採用しているので、ステイプル綴じなど後処理機能を備えた画像形成装置を、大型化、複雑化することなく、実現することができる。

以下、本発明のシート整合装置ならびに画像形成装置のそれぞれ好適な実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態においては、例えばレーザビームプリンタのごとき画像形成装置に接続して装備される後処理装置としてのシート整合装置について示す。

［画像形成装置］
はじめに、図１は、本実施形態のシート整合装置への理解が深められるよう、画像形成装置の一例として電子写真方式レーザビームプリンタを概略的に示す。露光手段のスキャナ１は、パーソナルコンピュータやホストコンピュータなどの上位装置から送信されてきた画像情報の信号に基づき、スキャナ１によってレーザ光の強度を変調し、帯電手段の帯電器２によってその表面を一様に帯電された像担持体である感光体ドラム３上に照射して静電潜像を形成する。静電潜像は、感光体ドラム３の矢印方向への回転によって現像装置４と感光体ドラム３との対向部へと搬送され、現像装置４によって順次現像される。そして、現像されたトナー像はシート給送装置５から送られてきた記録紙、この場合は被転写材であるシートＳに転写ローラ６で転写される。トナー像を転写されたシートＳは感光体ドラム３の回転と共に分離され、搬送ガイド７を経由して定着装置８へと送り出される。定着装置８から送り出されたシートＳは、図２以下に示す本実施形態のシート整合装置１０に向けて排出される。

［シート整合装置］
（第１の実施形態）
図２に示すように、シート整合装置１０は積載部１１を有し、定着装置８から排出されてきたシートＳはその積載部１１に図中の座標軸でいうＸ軸方向へ搬入される。積載部１１の上方にはパドル機構（シート幅寄せ機構）１２が設けられている。パドル機構１２には、シート搬入方向に直交する方向へ積載部１１を横切る形で回転シャフト１２ａが設けられている。この回転シャフト１２ａの両端部は軸受（図示せず）によって回転自在に軸支され、回転軸線が定位置に固定されている。回転シャフト１２ａ上には、適宜間隔をおいて２つで一対のパドル１２ｂ，１２ｂが固定して設けられ、シャフト回転と一体に図中矢印で示す正回転方向であるＹ軸回りに回転する。回転シャフト１２ａの一端部には受動の平歯車１４が結合され、その平歯車１４で駆動手段から伝達される回転動力を受ける。回転シャフト１２ａと一体に正回転するパドル１２ｂ，１２ｂは適度な弾性変形が可能な形状を有し、その正回転軌道上で積載部１１に当接できるよう形状および長さに設定されている。

また、積載部１１上には、パドル機構１２の上流側にパドルガイド機構（案内機構）１３が配置されている。このパドルガイド機構１３は、上記パドル１２ｂ，１２ｂと回転軌道上で当接することで、パドル１２ｂ，１２ｂに捩りを生じさせるための機構である。パドル機構１２の回転シャフト１２ａに平行に配置されて積載部１１を横断する固定シャフト１３を有する。この固定シャフト１３上には、パドル１２ｂ，１２ｂに各々対応する二ヶ所にガイド片１３ｂ，１３ｂがパドル１２ｂ，１２ｂの回転軌道内に突出して設けられている。ガイド片１３ｂ，１３ｂには円弧状の案内面が形成され、それらガイド片１３ｂ，１３ｂにパドル１２ｂ，１２ｂを回転途中で当接させて捩られるように案内する（図３）。つまり、ガイド片１３ｂ，１３ｂの円弧状の案内面はパドル１２ｂ，１２ｂが最初に当接する付近では緩やかな傾斜であるが、パドル１２ｂ，１２ｂの回転が進むにつれて次第に急な傾斜の案内面に案内されるため、捩れが生ずる。また図３に示されるように、パドル１２ｂ，１２ｂはガイド片１３ｂ，１３ｂに案内されて図面左側に曲げられる。後段で説明するが、そのようにして生じた捩りモーメント、及び図中左への曲げによりパドル１２ｂ，１２ｂには原形状へ復帰しようとする弾性復元力が働く。パドル１２ｂ，１２ｂは、捩れた形状から原形状へと復帰するときに、シートSと当接することで、シートSをその弾性復元力でもってＸＹ軸ニ方向へ移動させて幅寄せするための部材である。

さらに、積載部１１にはシート搬入方向に沿って延びた第１の規制部材１５が設けられ、シートＳの長辺（側端）を当接させて規制するようになっている。また、その長辺の第１の規制部材15に直交する形でシート搬入方向に直交する方向へ延びた第２の規制部材１６が設けられ、シートＳの短辺（側端）を当接させて規制するようになっている。本実施形態においては、シートＳの長辺、短辺に各々第１の規制部材１５、第２の規制部材１６を対応させているが、シートSの積載部１１上への搬入の向きによっては逆であってもよく、シートSがどのような向きで搬入されようとも対応できるようになっている。

以上の構成により、シート整合装置１０は次のように動作する。画像形成装置本体の定着装置８（図１参照）にて画像定着を終えたシートＳが排出され、シート整合装置１０に搬入されて積載部１１に収容される。シートＳの搬入に同期してパドル機構１２が正回転し、パドル１２ｂ，１２ｂがパドルガイド機構１３のガイド片１３ｂ，１３ｂに当接して捩られるように案内され、捩られた状態でシートＳに接触する（図４の状態）。シートＳはパドル１２ｂ，１２ｂの回転によって第2の規制部材１６の方向へ掻き寄せられて移動し、同時にパドル１２ｂ，１２ｂが捩られた姿勢、曲げられた姿勢から原形状に戻ろうとする弾性復元力でシートＳを第１の規制部材１５の方向にも掻き寄せて移動させる。シートＳは、第１の規制部材１５と第２の規制部材１６に突き当たるまで幅寄せされ、直交するニ方向の所定位置に整合される。そのようにして積載された複数枚のシートＳの長辺と短辺の各エッジはきちんと揃えられ、後処理のステイプル綴じなどを体裁や見栄えを良くするために役立つ。

このように、第１の実施形態のシート整合装置によれば、シート搬入方向に対して直交方向に設けた回転シャフト１２ａとこのシャフト上のパドル１２ｂ，１２ｂだけという簡便なパドル機構１２によって積載部１１上のシートＳを直交する二方向に整合することができる。すなわち、従来のシート整合装置と比べれば部材点数も少なくて済み、コスト的にも有利であり、かつ画像形成装置本体が接続されたときのシステム全体が大型化するのを抑えられる。加えて、本実施形態の回転シャフト１２ａがシート搬入方向に直交しているので、従来のようにはす歯歯車や傘歯車などの複雑な形状の伝達歯車を用いずとも、平歯車１４の組み合わせのみで二方向整合が可能となる。

以上のように構成することで、機構は簡素化され、整合機構の省スペース化及び部品点数の減少によるコストダウンを図ることができる。さらには、パドル１２ｂ，１２ｂの腕部長さを長くすることで、より大きな捩り変形を発生させるようにすれば、シート搬入方向に直交する方向（Ｙ軸方向）へのシート幅寄せの移動量をさらに大きくすることができる。

なお、図５（ａ），（ｂ）は、上記パドル１２ｂ，１２ｂの具体例もしくは変形例ともいうべきものである。捩り変形を与えるパドルのアーム部を円弧状にすることで、積載部１１上のシート積載枚数の増減によるシートへの当接力の変化を抑えることができる。即ち、シート積載枚数の増減に影響されず、安定した力でシートを規制部材に向けて掻き寄せることが可能となる。さらに、アーム部を長くすることで積載部１１に当接する距離が長くなり、より長い距離を幅寄せ可能になる。加えて、アーム部を長くすることで、アーム部が短いときと比べてより小さな捩れ角で同等の距離を掻き寄せることができる。即ち、パドルに無理な捩り変形をさせる必要がなく、歪曲、あるいは破断破損などから免れて耐久性を向上させることができる。また、パドル形状を螺旋形状に形成し、左右いずれかの方向への捩じれが生じるようにすることで、さらに歪曲、あるいは破断破損などから免れて耐久性を向上させることができる。

［シート整合装置］
（第２の実施形態）
図６は、シート整合装置の第２の実施形態を示す。上記第１の実施形態で示された部材と同一または共通するものには同一符号を付してある。

第１の実施形態では、パドル機構１２の回転シャフト１２ａと、パドルガイド機構１３の固定シャフト１３ａのいずれもが位置不動の定位置にて機能する構成である。それに対して、この第２の実施形態の場合、平行な回転シャフト１２ａと固定シャフト１３ａとが一体的に、シート搬入方向に沿うＸ軸方向と、これに直交するＹ軸方向の二方向へ移動できるようにした構成である。それによって、パドル１２ｂ，１２ｂとシートを最適な位置で接触させ、シート整合精度をより一層高めようとするものである。

さらに、かかるシート整合機能に加えて、この第２の実施形態ではシートＳのサイズ情報を整合動作前の段階で予め取得する。すなわち、シートサイズを予め検出センサで検出したサイズ情報、あるいは不図示の操作部から入力されたサイズ情報に基づいて、制御部から出力する作動指示信号でもってパドル機構１２とパドルガイド機構１３を直交するニ方向に、シートのサイズごとに合わせた最適な位置まで移動させる。この場合、回転シャフト１２ａと固定シャフト１３ａの各シャフト端部には、制御部が司る制御によってモータなど回転駆動源から回転動力を受ける駆動機構（駆動手段）２０，２１が設けられている。

なお、図６において、固定シャフト１３ａ上の２つのガイド片１３ｂ，１３ｂを固定して間隔寸法が不変のように図示されているが、その間隔寸法をシートサイズに対応させて可変調整できるようにすることもできる。むろん２つのパドル１２ｂ，１２ｂの間隔寸法においても同様に調整可能にできる。そのように、パドル１２ｂ，１２ｂとガイド片１３ｂ，１３ｂのそれぞれ間隔寸法を可変調整できれば、さらに多種サイズのシートＳに柔軟に対応してＸＹ軸二方向への整合がより高精度で可能となる。

したがって、この第２の実施形態によれば、上記第１の実施形態ではパドル機構１２とパドルガイド機構１３が定位置固定となっていることで、大きなサイズのシートＳを整合するのに対応しづらい点を改善できる利点がある。また同時に、小さなサイズのシートＳを整合する際にパドル部材１２の空振りが生じる可能性も払拭できる。逆に、小さなサイズのシートＳを整合しうる位置に前記両機構１２，１３が定位置にて不動状態であると、大きなサイズのシートＳの整合時にシートの偏った範囲の一部にしかパドル１２ｂ，１２ｂが当接することができない。その場合、第１および第２の規制部材１５，１６に対してシートＳが歪んで当接する懸念が考えられるが、そうした懸念もＸＹ両軸方向への移動によって払拭することができる。

本実施形態において回転シャフト１２ａと固定シャフト１３ａとが一体的に移動する構成について説明したが、移動後の回転シャフト１２ａと固定シャフト１３ａの軸間距離が適正に保たれるようになっていれば各々独立に移動するようにしてもよい。一体で移動させる場合、移動のための駆動手段は共通でもよい。

［シート整合装置］
（第３の実施形態）
図７は、シート整合装置の第３の実施形態を示し、第１，第２の実施形態で示された部材と同一または共通するものには同一符号を付してある。この場合、パドル機構１２とパドルガイド機構１３が座標軸上のＸＹ軸二次元方向への移動に加えて、さらにＺ軸方向へも移動できるようにした構成である。そうしたＸＹＺ軸の三方向へのパドル機構１２とパドルガイド機構１３の移動調整を行う駆動機構（駆動手段）２２，２３がそれぞれのシャフト端部に設けられている。この第３の実施形態においては、整合動作を行う前段階で積載部１１上に積載されたシートＳの積載高さ寸法（シート束の厚さ）を検出する積載高さ検出センサが設けられている。積載高さ検出信号を受け取った制御部ではそれも基づく作動指示信号を駆動機構２２，２３などに出力してその作動を制御するようになっている。シートＳの積載高さに関する情報は、積載部１１上に搬入されるシートＳの枚数カウントにより換算してもよい。

したがって、シート積載高さを検出した信号に基づいて制御が行われ、二方向への整合に好適な位置までパドル機構１２とパドルガイド機構１３を移動させてＸＹ軸方向に平面移動させ、かつＺ軸方向に高さ調整する。両機構１２，１３をそのように移動調整することで、シート積載高さに規制されることなく、高精度の二方向整合を実現できる。すなわち、シート積載高さに対応できるということは次の利点をもたらす。積載部１１にシートＳが積載されるとパドル機構１２のパドル１２ｂ，１２ｂから最上位シートＳとの間の高さ距離が変化する。その変化によってパドル１２ｂ，１２ｂが最上位シートＳに当接する際の当接力も変わることで整合精度が低下する、といった不具合を解消できる。

［シート整合装置］
（第４の実施形態）
図８は、シート整合装置の第４の実施形態を示し、上記第１〜第３の実施形態で示された部材と同一または共通するものには同一符号を付してある。この場合、第３の実施形態を基本にした応用例ともいうべき構成であり、積載部１１の上流側にシート厚さ検出手段２４が設けられている。このシート厚さ検出手段２４は、本体ブロック２４ａにシート一枚程度が通過できる狭いスリット形状の検出孔２４ｂが設けられ、そこにシートＳを潜らせて通過させることでシート厚さを検出するように構成されている。制御部はその検出信号に基づいて作動指示信号を出力し、駆動機構２２，２３を作動させてパドル機構１２とパドルガイド機構１３を当該シートＳに対応できる好適位置や距離まで移動調整する構成である。

したがって、シート厚さ検出後、そのシート厚さ情報に基づいてパドル機構１２とパドルガイド機構１３がシートの重量、あるいは剛性を考慮した好適位置まで移動調整されることで、当該シートＳに対してニ方向整合を行うのに最適な当接力がパドル１２ｂ，１２ｂから付与されるようにする。それによって、シート厚さに規制されることなく高精度の二方向整合を行うことが可能となる。

以上、各実施形態のシート整合装置においては、上記利点が期待できるので接続される画像形成装置としては次のような効果を奏する。

（ａ）積載部１１上方に配置した弾性を有するパドル機構１２のパドル１２ｂ，１２ｂに捩りを加え、弾性復元力を利用してシートＳの二方向の整合を行う。そうした機能を実行する機構は従来構造と比べて各段に部品点数も少なく、小型で安価な二方向シート整合装置を提供でき、画像形成装置本体を含めた省スペース化が実現される。（ｂ）整合対象となるシートＳのサイズ情報、シート厚さ情報、シート積載高さ情報などを取得して、それに適応する位置や距離だけパドル機構１２とパドルガイド機構１３を一体的に積載部１１に対して座標軸でいうＸ・Ｙ・Ｚ軸の三方向へ移動調整することで、整合対象となるシートのサイズに制限を受けることなく高精度の二方向整合を実現でき、ステイプル綴じなど後処理機能を具備する画像形成装置としてトータルな生産能力や機能への有効性が高められる。

なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内でその他の実施形態、応用例および変形例、そしてそれらの組み合わせも可能である。

本発明による実施形態のシート整合装置を備えた画像形成装置例を概略的に示す全体図。 第１の実施形態によるシート整合装置を示す斜視図。 同第１の実施形態によるシート整合装置を示す平面図。 同第１の実施形態によるシート整合装置のシート整合時を示す平面図。 同図（ａ），（ｂ）はパドルの変形例を示す斜視図と側面図。 第２の実施形態によるシート整合装置を示す斜視図。 第３の実施形態によるシート整合装置を示す平面図。 第４の実施形態によるシート整合装置を示す平面図。

符号の説明

１０ シート整合装置
１１ 積載部
１２ パドル機構（シート幅寄せ機構）
１２ａ 回転シャフト
１２ｂ パドル
１３ パドルガイド機構（案内機構）
１３ａ 固定シャフト
１３ｂ ガイド片
１５ 第１の規制部材
１６ 第２の規制部
２０〜２３ 駆動機構
２４ シート厚さ検出手段
Ｓ１ 整合前シート
Ｓ２ 整合後シート

Claims (7)

1. シートを積載して収容する積載部を有し、シート整合を行うシート整合装置において、
   前記積載部に搬入されたシートの一側端を規制する第１規制部材および前記第１規制部材に直交する方向の側端を規制する第２の規制部材と、
   弾性変形が可能な幅寄せ部材を有し、前記積載部に搬入されたシートを前記第１，第２の規制部材に向けて移動させるシート幅寄せ機構と、
   前記幅寄せ部材を回転させる駆動手段と、
   前記幅寄せ部材に捩れを生じさせて、前記幅寄せ部材が捩れた状態でシートに接触するよう案内する案内機構と、
   を備え、
   前記シート幅寄せ機構は、前記幅寄せ部材の弾性復元力によってシートを前記第１の規制部材に向かわせ、前記幅寄せ部材の回転によってシートを前記第２の規制部材に向かわせることを特徴とするシート整合装置。
2. 前記案内機構は、前記幅寄せ部材の回転軌道と交差する円弧状の案内面を有する案内片を備え、
   前記幅寄せ部材は、前記案内片の案内面に案内されつつ回転することによって捩られることを特徴とする請求項１に記載のシート整合装置。
3. 前記シート幅寄せ機構および前記案内機構はシート搬入方向およびこれに直交する方向へ移動可能であることを特徴とする請求項１または２に記載のシート整合装置。
4. 前記シート幅寄せ機構および前記案内機構は、シートのサイズ情報に基づいて移動することを特徴とする請求項３に記載のシート整合装置。
5. 前記シート幅寄せ機構および前記案内機構は、前記積載部に積載されたシートの積載高さ情報に基づいて前記積載部の積載面から所定高さ位置まで移動することを特徴とする請求項３または４に記載のシート整合装置。
6. 前記シート幅寄せ機構および前記案内機構は、記録シートのシート厚さ情報に基づいて所定位置まで移動させることを特徴とする請求項３または４に記載のシート整合装置。
7. シート上に画像を形成する画像形成部と、画像形成されたシートを整合するシート整合装置とを備え、前記シート整合装置は請求項１乃至６に記載のいずれか１項に記載のシート整合装置であることを特徴とする画像形成装置。

Images