以下、本発明の実施形態のシート処理装置と、このシート処理装置を装置本体に備えた画像形成装置である例えば複写機を図に基づいて説明する。
図1は、本発明のシート処理装置を装置本体に備えた複写機の概略構成正面図である。
なお、画像形成装置には、複写機、ファクシミリ、プリンタおよびこれらの複合機等がある。したがって、画像形成装置は、複写機に限定されるものではない。
また、本発明のシート処理装置400は、複写機500の装置本体500Aのみに接続されるものではない。また、シート処理装置400は、複写機500の装置本体500Aと別体になっているが、装置本体500A内に組み込まれていてもよい。
さらに、本実施形態のシート処理装置は、ステイプラユニット420(図2、図4参照)を備えてシート束を綴じるようになっているが、ステイプラユニット420の代わりに穿孔装置を備えてシート束に孔をあけるようになっていてもよい。したがって、シート処理装置は、シート束を綴じることのみに限定されるものではない。さらに、ステイプラユニットや穿孔装置は必ずしも必要としない。シート処理装置は、少なくとも、シートの後端を整合する機能のみ備えていてもよい。
なお、本発明において、シートのシート搬送方向の上流側端を後端、下流側端を先端、シートの搬送方向に沿った端を側端という。さらに、シート搬送方向に対して交差する方向をシートの幅という。したがって、シートの後端を揃えることを後端整合、側端を揃えることを側端整合という。シートの幅を揃えることを幅整合という。同じ幅同士のシートの幅を揃えるとき、側端整合と幅整合は、同じ整合のことを意味している。
複写機500は、リーダ部120、画像形成手段である例えばプリンタ部200、シート処理装置400等で構成されている。複写機500の装置本体500Aの上部には、原稿を1枚ずつプラテンガラス102上に供給する自動原稿給送装置300(以下、「ADF」という)を設けてある。複写機500の装置本体500Aには、複写機500から排出されたシートの後処理を行うシート処理装置400が接続されている。
複写機500は、ADF300によって供給された原稿の画像をリーダ部120で読み取ったり、ユーザがリーダ部120のプラテンガラス102に置いた原稿の画像をリーダ部120で読み取ったりして、その画像をプリンタ部200でシートに複写する複写機として機能する他に、外部のパソコンから送られてきた画像信号をプリンタ部200で受けて、その画像信号をシートに形成するプリンタとしても機能するようになっている。さらに、複写機500は、リーダ部120で読み取った画像信号を他のファクシミリに送信したり、他のファクシミリからのファクシミリ信号をプリンタ部200で受け取ったりして、その信号に基づいてシートに画像を形成するファクシミリとしても機能するようになっている。
複写機500は、原稿画像を読み取って画像を形成する場合には、まず自動原稿給送装置(ADF)300上に積載された不図示の原稿を、ADF300によって、1枚ずつ順次リーダ部120のプラテンガラス102上に搬送する。
次に、原稿がプラテンガラス102上の所定位置へ搬送されると、リーダ部120のランプ103が点灯し、かつスキャナユニット104が移動して原稿を照射する。そして、この原稿からの反射光は、ミラー105,106,107及びレンズ108を通してCCDイメージセンサ部109に入力され、このCCDイメージセンサ部109において光電変換等の電気処理が行われ、通常のデジタル処理が施される。
次に、このように電気処理が施された画像信号はプリンタ200の露光制御部201にて、変調された光信号に変換される。露光制御部201は、光信号をレーザ光として感光体ドラム202を照射する。そして、この照射光によって感光体ドラム202上に潜像が形成される。この潜像は、現像器203によって現像され、感光体ドラム202上でトナー像となる。
次に、このトナー像の先端とタイミングを合わせて、シートカセット204,205からシートSが搬送され、転写部206にてトナー像がシートSに転写される。そして、このシートSに転写されたトナー像は、定着部207で定着される。この後、シートSはシート排出部208から装置本体500Aの外部に排出される。
次に、このように画像形成を終えて、シート排出部208から排出されたシートSは、シート処理装置400に搬送され、このシート処理装置400であらかじめ指定された動作モードに応じて仕分け、綴じ等の処理が行われて、所望するシート積載手段である例えばスタックトレイ(下ビンのスタックトレイ421または上ビンのスタックトレイ422)に積載される。
次に、シート処理装置400について説明する。
シート処理装置400は、図1に示すように、複写機500の装置本体500Aの側部に形成された空間SPに、複写機の装置本体500Aからはみだすことなく収納されている。シート処理装置400は、シートを仕分けるソート機能に加えて、例えば、図4に示すステイプラユニット420による綴じ動作であるステイプル機能を備えている。シート処理装置は、図2に示すように、複写機500の装置本体500A(図1参照)から順次排出されるシートSを処理するための処理トレイ410と、処理トレイ410上で処理されたシート束を最終的に積載するスタックトレイ(下ビン)421及びスタックトレイ(上ビン)422等を備えており、原稿枚数に対応した枚数のシート束を処理トレイ410上で形成し、シート束毎にスタックトレイ(下ビン)421またはスタックトレイ(上ビン)422へ排出、積載できるようになっている。
シート処理装置400は、複数個(本実施形態のシート処理装置400においては、2個)のスタックトレイ421,422が独立して昇降できるという、従来にない構成になっている。さらに、シート処理装置400は、単なるコピージョブだけでなく、プリンタやファクシミリなどの画像形成装置から離れてシートを出力するのに、スタックトレイ421,422を分けた分別積載が可能となり、ユーザニーズに大いに貢献することができる構造にもなっている。
なお、図1に示す、複写機500の装置本体500Aの上部には、リーダ部120と自動原稿給送装置(ADF)300とを設けてあるが、これらの代わりにシート処理装置400を設けてもよい。このように、シート処理装置400を装置本体の設置スペース内にシート処理装置400を設けることによって、複写機の設置スペースを狭くすることができる。
次にシート処理装置400の構成について説明する。
図2において、シート受け入れ部401は、複写機の装置本体500Aから排出されたシートSを受け取るようになっている。このシート受け入れ部401で受け取ったシートSは、入口センサ403により検知された後、搬送ローラ405及びオフセットローラ407によって処理トレイ410に搬送されて積載される(図3参照)。処理トレイ410は、シートを処理するシート処理部400Bに設けられている。処理トレイ410に積載されたシートSは、図2に示すシート束排出センサ415により検知される。
オフセットローラ407は、円筒部材で構成されている。円筒部材は、外周部がゴムもしくは発泡体等、ゴムに近い弾性を備えた弾性体で形成されている。このオフセットローラ407は、オフセットローラホルダ406に支持されている。オフセットローラホルダ406は、図4に示す、オフセット軸511を支点にして、ピックアップソレノイド433によって上下方向に回動するようになっている。つまり、オフセットローラ407は、このピックアップソレノイド433のオン・オフにより、ソレノイドアーム512、レバーホルダ513、離間レバー514、オフセットローラホルダ406を介して上昇及び下降するようになっている。
また、オフセットローラ407は、処理トレイ410にシートSが排出されるとき、ピックアップソレノイド433のオンによりソレノイドアーム512、レバーホルダ513、離間レバー514、オフセットローラホルダ406を介してシートSの排出を妨げない上方の位置に移動するようになっている。これによりシートSはオフセットローラ407に邪魔されることなく、処理トレイ410上に排出されて積載される。
また、このオフセットローラ407は、図4に示す搬送ローラ405を駆動する正逆転可能な搬送モータ431によりタイミングベルト523、ローラギヤ524、アイドラギヤ525、オフセットギヤ526、オフセットプーリ527、タイミングベルト522を介して回転するようになっている。オフセットローラ407は、搬送モータ431が回転すると、搬送モータ431の回転量に応じた量だけ搬送方向に回転(正転)、或いは搬送方向と逆方向に回転(以下、逆転という)するようになっている。
なお、ピックアップソレノイド433は、図2で示す入口センサ403を搬送されたシート後端が抜けると、オフされるようになっている。ピックアップソレノイド433がオフされると、オフセットローラ407は、シート搬送方向に回転しながら自重で下降してシート上に着地(当接)し、所定時間シートをシート搬送方向の下流側に搬送した後、さらに所定時間が経過すると逆転してシートをシート搬送方向の上流側に戻すようになっている。
このように、オフセットローラ407は、逆転することにより、シートの後端(上流端)をシート後端ストッパ411に突き当ててシートSの後端の整合を行うようにしている。シート後端ストッパ411は、処理トレイ410の搬送方向上流側端部に立設されて、シートの後端を受け止めるようになっている。したがって、シートの後端整合は、オフセットローラ407がシートの後端をシート後端ストッパ411に突き当てることによって行われる。
なお、図4において、幅方向位置決め壁416は、シートの側端を受け止めてシートの側端整合を行えるようになっている。ステイプラユニット420は、幅方向位置決め壁416付近に配設されて、処理トレイ410上に形成されたシート束を綴じるようになっている。
オフセットローラ407は、正逆転可能なオフセットモータ432の駆動により、オフセットモータギヤ432a、オフセットピニオン516、オフセットラック515を介してシートの幅方向に移動して、幅方向位置決め壁416に接近離間するようになっている。
シート後端ストッパ411に突き当てられて後端整合されたシートは、オフセットローラ407が幅方向位置決め壁416に接近するのに伴って、オフセットローラ407の摩擦力によって幅方向位置決め壁416方向に引き摺られるようにして移動させられながら、シート押さえ510によってカールが矯正されて幅方向位置決め壁416に当接することで、側端整合されるようになっている。シートSが幅方向位置決め壁416に突き当たった後、オフセットローラ407は、シート上を多少滑りながら幅方向位置決め壁416方に所定量移動して停止するようになっている。
したがって、シート処理装置400が上記の動作をするオフセットローラ407を備えていることにより、処理トレイ410上に排出されたシートは、図5(a)に示すように、シート搬送方向に回転するオフセットローラ407によりスタックトレイ421,422側(シート搬送方向の下流側)に一旦搬送されてから、図5(b)に示すようにオフセットローラ407の逆転により上流側に搬送されてシート後端ストッパ411に突き当てられて、後端を揃えられる。
後端を揃えられたシートは、その後、図5(c)に示すようにシートに接触したオフセットローラ407がオフセット軸511に沿って幅方向位置決め壁416側に移動させられることによって引き摺られて幅方向位置決め壁416に突き当てられて、側端整合が行われる。
なお、この図5乃至図7、及び図24に示すオフセットローラ407は、図4に示したオフセットローラ407と異なり、1対のオフセットローラホルダ406の間に位置しているが、この構成の違いは単に設計上の違いに過ぎず、図4に示したオフセットローラ407と構成、及び動作が同じである。
図4,図5において、シートクランプ部材412は、整合されたシートSの後端部を付勢部560(図4参照)による付勢力により1対の爪412c、412dで挟むようになっている。上側の爪412cが下側の爪412dに対して開いたり閉じたりするようになっている。シートクランプ部材412は、シートSの側端整合が行われた後、図6(a)に示すように、オフセットローラ407がピックアップソレノイド433(図4参照)によって持ち上げられたとき、側端整合されたシートSを図6(b)に示すように挟むようになっている。
シートクランプ部材412は、シートSを挟持することにより、処理トレイ410に先に排出(搬送)されたシートSが、その後、順次送られてくるシートSによって下流側に連れ送りされるのを防止するようになっている。
また、シートクランプ部材412は、オフセットローラ407が逆転しているときにはシートSを受け入れることができるように、図7(a)に示すように上方に回動して開いている。また、シートクランプ部材412は、オフセットローラ407が側端整合をするシートを幅方向位置決め壁416の方へ移動させるときも、シートSの移動の負荷とならないよう図7(b)に示すように上方に回動して開いている。
また、図9において、シート束排出部材413は、処理されたシート束をスタックトレイ(下ビン)421またはスタックトレイ(上ビン)422に排出するようになっている。このシート束排出部材413は、シートクランプ部材412の上側の爪412cを回動自在に備えている。このシート束排出部材413は、整合されたシート束を、或は整合された後、ステイプルされたシート束を、シートクランプ部材412により保持したままでで、図9に示すように処理トレイ410の下流側に設けられたスタックトレイ(下ビン)421またはスタックトレイ(上ビン)422の方へ移動するようになっている。
シート束排出部材413は、図9の実線で示すシート排出位置である処理トレイ410の先端部に到達すると、シートクランプ部材412によりシート束SAを保持したまま、スタックトレイ421,422上で停止する。そして、シート束排出部材413は、シートクランプ部材412がシート束SAを開放するのにともなって、シート後端ストッパ411の方へ戻るようになっている。開放されたシート束SAは、トレイ421,422に落下する。
このように本実施形態のシート処理装置400は、シートクランプ部材412によってシート束SAをスタックトレイ421,422に運んで落下させるようになっているので、従来、スタックトレイを約30度程度、傾けていたのを、それよりも少ない角度の約9度で安定した状態でシート束を積載することができて、高さ方向が限られた空間に設置することができるようになっている。
なお、スタックトレイ421,422に排出されて積載されたシート束SAは、図2に示す押さえ部材421Aによりスタックトレイ421,422に押さえられるようになっている。このように、シート処理装置400は、押さえ部材421Aが、シート束SAをスタックトレイ421,422に押さえるようになっているので、シートのカールによる積載量の低下を防止できるばかりか、すでに積載された先行シートが後続シートに押されて先行シートの積載位置がずれる等の積載性能の低下を防止することもできる。この結果、シート処理装置400は、従来からある約30度程度傾斜したスタックトレイ角度を設けることなく本実施の形態のような少ない略水平な角度で安定した積載性能を、限られた空間で達成することができる。
ここで、図8に示すシート束排出モータ430の駆動によりベルト551、プーリギヤ552を介して回転するスライドギヤA553及びスライドギヤB554に垂設されているピンA553a及びピンB554aが、スライドギヤA553及びスライドギヤB554と一体に回転しながら、シート束排出部材413に形成されている不図示のガイド用スリット内を移動することによってシート束排出部材413が移動するようになっている。
そして、このように構成することにより、シート束排出部材413は、シート束排出モータ430によってスタックトレイ(1下ビン)421またはスタックトレイ(2上ビン)422にシートを排出する位置(図8(b)参照)、及びシート後端ストッパ411(図2乃至図7参照)付近のホームポジションにスライドレール555(図8(a)、(b)参照)に沿って往復移動するようになっている。なお、このシート束排出部材413は、通常シート束排出モータ430の励磁によってホームポジションに固定されている。
図10において、クランプソレノイド434は、シートクランプ部材412を回動させるようになっている。クランプソレノイド434は、オフセットローラ407がシートを下流側に搬送した後、回転を停止したとき、及びオフセットローラ407が幅方向に移動するとき、オンとされ、レバー434a、及びシートクランプ部材412に設けられた解除レバー部412aを介してシートクランプ部材の上側の爪412cを上方に回動させるようになっている。
なお、図2に示す押さえ部材421Aは、図11(a)に示すように、スライドギヤB554の下部に設置されているカムB554bによって、プレス部材556、レバー部材557、コイルばね558を介して動力が伝達され、上下方向に回動するようになっている。また、押さえ部材421Aは、動力が伝達されていないとき、図11(b)に示すように、戻しコイルばね559により、スタックトレイ421,422のシートの積載面から離れて、上方に待避するようになっている。
押さえ部材421Aは、シート束排出モータ430の回転によってスライドギヤA553とスライドギヤB554が回転することによりシート束排出部材413がシート束をスタックトレイ421、422に排出した後、カムB554bによるプレス部材556に対する押さえが解除されると、戻しコイルばね559によって、シート積載面に対し、シート束がスタックトレイ421、422に落下を可能な状態になるようにする。
この後、シート束がスタックトレイ421,422に落下し、シート束排出部材413がシート後端ストッパ411に戻る間際に、スライドギヤB554下部のカムB554bがプレス部材556を動作させ、レバー部材557、コイルばね558を介して押さえ部材421Aを回動させ、押さえ部材421Aによってシート束を保持する。
ところで、本実施の形態のシート処理装置400は、既述したようにシートSを幅方向に移動して、側端整合をした後、シートの後端整合のずれを補正するため、オフセットローラ407を再度逆転させて後端整合を再度行うようになっている。これにより、本実施の形態のシート処理装置400は、シートの高精度な後端整合と側端整合とを行えるようになっている。そして、指定された枚数のシートの整合処理が完了すると、このクランプソレノイド434は、シートクランプ部材412を閉じてシート束を保持するようにしている。
次に、図12は、スタックトレイを昇降させる昇降手段である例えば昇降装置507の図である。この昇降装置507は、各トレイ毎に設けられている。図12に基づいて、スタックトレイ421,422の動作を説明する。まず、スタックトレイ昇降モータ530の回転力が、ベルト531、プーリ532、回転軸533を介して、回転軸両端にあるウォームギヤa534、ウォームギヤb535に伝達される。
そして、ウォームギヤa534の回転力は、ウォームホイールa536、ウォームホイールa536に一体に形成されたギヤ1a537からギヤ2a538に伝達され、さらに、ギヤ2a538と一体に形成されたギヤ3a539からラックa540へと直線運動として伝達される。
同様に、ウォームギヤb535の回転力は、ウォームホイールb541、ウォームホイールb541に一体に形成されたギヤ1b542からギヤ2b544に伝達され、さらに、ギヤ2b544と一体に形成されたギヤ3b543からラックb545へと直線運動として伝達される。最後、固定のラックa540、ラックb545上をギヤ3a539とギヤ3a543が転動することによって、スタックトレイ421,422が昇降する。
図12において、クラッチa560は、プーリ532に連動して回転するようになっている。このクラッチa560にはコイルばね561が巻きつけられている。コイルばね561の反対側はクラッチb562に巻き付いている。さらに、クラッチb562の溝には、回転軸533に圧入されているピン563が係合している。このような構成によって、回転軸533にスタックトレイ昇降モータ530の所望の回転トルクが伝達され、回転軸533の両端にあるウォームギヤa534及びウォームギヤb535に回転力が伝達されるようになっている。
ところで、後述するシート積載空間SP1にスタックトレイ421,422を昇降可能に設けた場合、何らかの原因によりスタックトレイ421,422が所定の位置で停止せずに上昇をし続けた場合、スタックトレイ421,422、或はスタックトレイ421,422に積載されたシートが上方のスタックトレイに突き当たるだけでなく、最上位のスタックトレイ(上ビン)422或はシートがシート積載空間SP1の上面となるリーダ部120の底面(図1参照)に突き当たるおそれがある。このため、本実施の形態のシート処理装置420は、後述するようにスタックトレイ(上ビン)422の移動を規制するためのセンサの一例として到達検知手段であり上端到達検知手段である例えば上限検知センサ547を備えている。
しかし、例えば、スタックトレイ(上ビン)422上に異物が混入してしまった場合、或は多量のシートが積載された場合、スタックトレイ(上ビン)422が上限検知センサ547により検知される前に、異物やシートがシート積載空間SP1の上面に突き当たるおそれがある。
ここで、このように異物やシートが突き当たった後も、スタックトレイ(上ビン)422が上昇を続けると、異物やシート、或はスタックトレイ(上ビン)422が破損したりする恐れがあるが、本実施の形態のシート処理装置400においては、既述したように、スタックトレイ昇降モータ530とスタックトレイ(上ビン)422(421)との間にコイルばね561を設け、スタックトレイ(上ビン)422を上昇させる際のトルクが所定トルク以上になった場合には、スタックトレイ昇降モータ530の駆動をスタックトレイ(上ビン)422に伝えないようにしている。
すなわち、異物やシートがシート積載空間SP1の上面に突き当たり、この後、コイルばね561の設定したトルク以上の負荷が生じると、スタックトレイ昇降モータ530の駆動をスタックトレイ(上ビン)422に伝達する回転軸533が回転を停止するようになっており、それ以上スタックトレイ(上ビン)422は上昇しなくなる。なお、この後、所定時間経過しても上限検知センサ547がスタックトレイ(上ビン)422を検知しない場合、後述するCPU100はスタックトレイ昇降モータ530の駆動を停止してスタックトレイ(上ビン)422の上昇を停止するようにしている。
このように、異物やシートがシート積載空間SP1の上面に突き当たると、コイルばね561によってスタックトレイ(上ビン)422の上昇を規制することにより、スタックトレイ(上ビン)422、或はスタックトレイ(上ビン)422に積載されたシート等の破損を防ぐことができる。
なお、図23には、異物やシートがシート積載空間SP1の上面に突き当たった際、スタックトレイ(上ビン)422の上昇を停止させる他の昇降装置509を示してある。この構成は、クラッチb562の円盤部に等間隔のスリット(エンコーダ)を設け、回転軸533の回転及び停止をエンコーダ562aとエンコーダセンサ564で検知するようになっている。エンコーダ562aとエンコーダセンサ564は、パルス発生手段の一例である。
ここで、このような構成においては、スタックトレイ(上ビン)422が上昇しきる前に異物が混入してしまった場合、負荷が重くなり、設定したトルク以上の負荷で回転軸533が回転を停止すると、エンコーダセンサ564のON,OFF動作が止まり、これを昇降制御手段である例えばCPU100が検知するとスタックトレイ昇降モータ530の駆動を停止してスタックトレイ(上ビン)422の上昇を停止するようにしている。
次に、スタックトレイ(下ビン)421とスタックトレイ(上ビン)422のトレイ切り換え時の動作を説明する。
図12で説明したように、スタックトレイ(下ビン)421、スタックトレイ(上ビン)422は、スタックトレイ昇降モータ530によって、ラックアンドピニオンを介してそれぞれ独立に昇降が可能である。そして、スタックトレイ(下ビン)421、スタックトレイ(上ビン)422は、それぞれが独立に駆動源を有して、上下に昇降することにより、シート束排出部材413によって排出される処理されたシートを、選択的に受け取ることができる。
通常は複数(N)個(本実施の形態は2個)のスタックトレイを、シート束排出部材により排出されるシートのシート排出口400Aをはさんで待機させた図1又は図2の状態では、スタックトレイ(下ビン)421の下側に空間が設けられているので、多くのシートを積載できるばかりか、スタックトレイ(上ビン)422が待避状態でも後述する内容により、上下ビンを切り替えて上ビンにも積載できるので、より多くのシートを積載しておくことが可能である。
ここで、スタックトレイ(下ビン)421がシートを受け取ることができる位置にあり、スタックトレイ(上ビン)422が上側に待避している場合(図13(a))において、スタックトレイ(上ビン)422がシート排出口400Aの下方のシートを受け取り可能な位置に移動する動作について説明する。
スタックトレイ(下ビン)421の下方には、複写機の装置本体500Aの内部移動範囲の下限を検知する到達検知手段であり下端到達検知手段である例えば下限検知センサ546が設けられている。まず、スタックトレイ(下ビン)421が下限検知センサ546に検知される位置まで下降する。なお、このとき押さえ部材421Aは、実線で示す待避位置に移動する(図13(b))。
次に、図4に示すピックアップソレノイド433がONされ、オフセットローラホルダ406を介してオフセットローラ407が上方の待機位置に移動した状態で電磁クラッチ517がONすることにより搬送モータ431の駆動がつながる状態になった後、搬送モータ431を所定量回転することにより、図14(b)に示すように電磁クラッチ517のギヤ部517a、アイドラギヤ518、カムギヤ519、シャッターレバー520を介してシャッタ521が下降する。
そして、このようにシャッタ521が下降して、処理トレイ410のシート排出口400Aを塞さぐことによって、シッター521によってシート後端部のガイド面が形成される(図15(a))。この結果、本実施形態のシート処理装置400は、スタックトレイ(上ビン)422の昇降時にスタックトレイ(上ビン)422に既に積載されているシートが、処理トレイ410の方に逆流して入り込まないようになっている。
シャッタ521の下降が終了すると、スタックトレイ(上ビン)422は、下降を開始し、押さえ部材421Aを通過した位置で停止する(図15(b))。この後、シャッタ521は上昇して、所望の位置で停止する。そして、待避していた押さえ部材421Aが、シートを押さえることのできる位置に回転する。スタックトレイ(上ビン)422は、シートを受け取る位置まで上昇して停止する(図16(a))。その後、スタックトレイ(上ビン)422は、スタックトレイ(下ビン)421と同様にシートを受け取ることができる。
次に、スタックトレイ(上ビン)422がシートを受け取ることができる位置にいて、スタックトレイ(下ビン)421が下側に待避している状態(図16(a))から、スタックトレイ(下びん)421がシートを受け取る位置に昇降するトレイ切り替え動作を説明する。
まず、押さえ部材421Aは待避位置に戻る。シャッタ521は、下降して、スタックトレイ(上ビン)422に既に積載されているシートがシート排出口400Aから処理トレイ方向に逆流して入り込まないようにする(図16(b))。この後、スタックトレイ(上ビン)422は、上昇を開始する。スタックトレイ422は、シート排出口400Aを通過して、シート排出口400Aの上方に設けられた空間SPUに上昇する。
そして、スタックトレイ(上ビン)422は、シート排出口400Aの上方に設けられた空間SPUを上昇して、空間SPUの上限近傍(本実施の形態においては、リーダ部120の底面(図1参照)近傍)に設けた上限検知センサ547に検知されると、スタックトレイ昇降モータ530が停止するので、上昇を停止する(図17(a))。
次に、シャッタ521が所望の位置まで上昇して、シート排出口400Aを開放した後、停止する(図17(b))。次に、待避していた押さえ部材421Aが、シートを押さえることのできる状態に回動する。スタックトレイ(下ビン)421はシート受け取る位置まで上昇して停止する(図13(a))。この位置に移動することにより、スタックトレイ(下ビン)421はシートを受け取ることができる。
このように複写機の装置本体500Aの側部に形成された空間SP(図1参照)に収納されているシート処理装置400に複数のスタックトレイ421,422を独立して昇降可能に設けるとともに、これらスタックトレイ421,422にシートを選択的に積載することができるようにすることによって、シート処理装置400が複写機、プリンタ、ファクシミリ等のモードを備えた複合プリンタに内蔵された場合でも、省スペースが可能で、かつどのモードで出力されたシートなのかを容易に区別することができる。
また、コピー、プリンタ、ファクシミリ等のモードに応じた分別積載が可能になり、オフィスニーズに最適な装置を提供することができる。
また、スタックトレイ(上ビン)422をシート排出口400Aよりも上方に移動させることにより、複写機の装置本体500Aの側部に形成された空間SPのうち、スタックトレイ421,422を昇降可能とするシート積載空間SP1におけるシート排出口400Aの上方の空間SPUをシート積載用の空間として利用することができ、これにより多量のシートを積載することができる。
なお、シート排出口400Aの上方の空間SPUをシート積載用の空間として利用する場合には、シート排出口400Aをシート積載空間SP1の高さ方向の略中央に設けることが好ましい。そして、このような位置にシート排出口400Aを設けることにより、シート積載空間SP1を効率的に使用して多量のシートを積載することができる。
これまでの説明においては、スタックトレイを2個備えた場合について述べてきたが、スタックトレイを複数(N)個設け、シート排出口400Aの上方の空間SPUを、複数(N)個のスタックトレイのうち(n−1)個のスタックトレイを移動可能にすると、限られたシート積載空間SP1を効率的に使用して多量のシートを積載することもできる。
さらに、シート排出口400Aを複写機、プリンタ、ファクシミリ等のモードにおける共通のシート排出口とし、この共通のシート排出口400Aから複数のスタックトレイに選択的にシートを排出するようにすると、省スペースが可能で、かつ高さ寸法を抑えることができる。
また、シート排出口400Aを共通のシート排出口とするとともに、1つのシート束排出部材413によってシートをそれぞれシート排出口400Aからスタックトレイに排出するようにすると、構成をシンプルにすることができ、コストダウンを図ることもできる。
なお、スタックトレイ421,422のシート排出方向下流端部には、図18(a)に示すように、予備スタックトレイとしてのサブトレイ421aが引き出し可能に収納されている。このスタックトレイ421,422は複写機の装置本体500Aからはみ出すことなく配置され、ユーザ頻度の高いA4、B5、レターサイズ(またはこれらより小さいサイズのシート)などはこのままの状態で積載できるようになっている。
一方、スタックトレイ421,422は、図18(a)(b)に示すように、A3サイズやB4サイズ、リーガルサイズなどの大きいサイズのシートが積載される場合は、必要に応じてスタックトレイ421,422の内側に収納されているサブトレイ421aを引き出せるようになっている。さらに、スタックトレイ421,422は、このサブトレイ421aに、他のサブトレイ421bをスライド自在に有しており、シートのサイズに応じて図18(b)に示すように2つのサブトレイ421a,421bを引き出せるようになっている。このため、スタックトレイ421,422は、シートを良好に積載することができる。
図19は、シート処理装置400の制御部の構成を示すブロック図である。CPU100は、内部にROM110を有し、ROM110には、後述する図20、図21及び図24に示す制御手順に対応するプログラムが格納されている。CPU100は、このプログラムを読み出しながら各部の制御を行うようになっている。
また、CPU100は、作業用データや入力データが格納されたRAM121を内蔵している。CPU100は、RAM121に格納されたデータをもとに制御を行うようになっている。さらに、CPU100の入力ポートには、入口センサ403、シート束排出センサ415、下限検知センサ546、上限検知センサ547等のセンサが接続されている。
また、CPU100の出力ポートには、搬送モータ431、オフセットモータ432、シート束排出モータ430、スタックトレイ昇降モータ530等のモータ、ピックアップソレノイド433、クランプソレノイド434等のソレノイドが接続されている。CPU100は、これらのセンサの状態に基づき、ROM110に格納されたプログラムに従って出カポートに接続された各種モータ、ソレノイド等の負荷を制御するようになっている。
また、CPU100は、シリアルインターフェイス部(I/O)130を備えており、複写機の装置本体500Aの制御部140と制御データの授受を行うとともに、シリアルインターフェイス部(I/O)130を介して複写機の装置本体500Aの制御部140から送られてくる制御データをもとに各部の制御を行うようになっている。
なお、複写機の装置本体500Aがシート排出部208から排出するシートのサイズを把握しているので、例えば、マイクロコンピュータシステムからなるシート処理装置400のCPU100は複写機の装置本体500Aの制御部140とシリアル通信をすることにより、処理トレイ410上に積載されたシートのサイズを把握することができるようになっている。
したがって、シート処理装置400のCPU100は、複写機の装置本体500AからシートSが排出されるたびに、そのサイズを把握し、オフセットモータ432を制御することにより、オフセットローラ407の幅方向の移動量をシートサイズの応じた移動量となるように制御することができる。これにより、オフセットローラ407は処理トレイ410上に排出されているシートSのサイズに応じた量だけ移動し、シートの側部を幅方向位置決め壁416に確実に当接させることができる。
なお、本実施の形態においては、スタックトレイ421に積載されたシート束が処理トレイ410の一部を構成していることから、処理トレイ410からシート束SAの排出がなされると、スタックトレイ421は、積載されたシート束の最上面が処理トレイ410とほぼ合致するまで、スタックトレイ昇降モータ530(図12参照)により下降するようになっている。
次に、図1乃至図18、図22、図23に示す構成図と、図19に示すシート処理装置400の制御部の構成を示すブロック図と、図20、図21に示すシート処理装置400の動作を説明するフローチャートとに基づいてシート処理装置400の動作を説明する。
まず、複写機の装置本体500Aによる画像形成動作が開始されると、シート処理装置400のCPU100(図19参照)は、複写機の装置本体500Aからシート排出信号を受信したか否かをチェックする(S100)。ここで、シート排出信号を受信した場合(S100のYES)、ピックアップソレノイド433をオンし(S110)、オフセットローラホルダ406によって支えられているオフセットローラ407を引き上げる。
次に、CPU100は、搬送モータ431をオンし(S120)、排紙パス途中に設置されている搬送ローラ405が、複写機の装置本体500Aの排紙方向と同じ方向にシートを搬送できるようにする。ここで、最初のシートは、先端で入口センサ403をオンにして(S130のYES)、搬送ローラ405に到達する。そして、シートは、搬送ローラ405によって複写機の装置本体500Aのシート排出部208(図1参照)からシートが離れると(S140のYES)、シート処理装置に受け渡されたことになる。
次に、CPU100は、搬送ローラ405によりシートを処理トレイ410まで搬送しつつ、シートの後端が入口センサ403を抜ける入口センサ403のオフ信号を受けるとピックアップソレノイド433をオフする(S150)。オフセットローラ407を自重でシートの上に着地する。この後、CPU100は、図5(a)に示すように、オフセットローラ407によりシートSを所定位置まで搬送させる(S160)。そして、CPU100は、シートSが所定の位置まで搬送されると(S160のYES)、搬送モータ431の回転を停止し(S170)、シートSの搬送を停止させる。
次に、CPU100は、オフセットローラ407の回転が止まった時点でクランプソレノイド434をオンし(S180)、図5(b)に示すように、シート後端ストッパ411の近傍に設置されているシートクランプ部材412を開く。この後、CPU100は、搬送モータ431を搬送方向とは逆方向に回転させ、オフセットローラ407によってシートSを引き戻し(S190)、シート後端をシート後端ストッパ411に突き当てる。
なお、シートの後端をシート後端ストッパ411に突き当てるときのオフセットローラ407の回転量は、複写機の装置本体500Aから送られてくるときに生じるシートSの斜行を考慮し、シートSの搬送を止めてスイッチバックさせる地点からシート後端ストッパ411までの距離よりも若干多く搬送できるようにCPU100によって制御されている。つまり、CPU100は、オフセットローラ407を、シートSをシート後端ストッパ411に当接させる距離だけ搬送した後も、所定時間逆転させるようにしている。
これにより、シートSをシート後端ストッパ411に確実に当接させることができる。なお、このように所定時間逆転させる間にシートSがシート後端ストッパ411に当接した場合、オフセットローラ407はシート上を空回り(スリップ)するようになっている。
次に、CPU100は、複写機の装置本体500Aからのサイズ情報により排出されるシートサイズをチェックし(S200)、排出されるシートSのサイズに応じたオフセット移動量、即ち処理トレイ上410に排出されたシートSを幅方向位置決め壁416に押し付けるために必要なシートSの幅方向の移動距離を算出する(S210)。
そしてCPU100は、オフセットローラ407を、図5(c)に示すようにオフセットモータ432により、オフセットピニオン516(図4参照)とオフセットラック515を介して幅方向位置決め壁416までオフセット移動させる(S220)。ここで、オフセットローラ407が移動するとき、オフセットローラ407に接したシートSは、オフセットローラ407の摩擦力によって幅方向位置決め壁416の方に、オフセットローラ407と共に移動する。なお、このときシートクランプ部材412は、シートSの移動の負荷とならないように図7(b)に示すように開いている。
次に、オフセットローラ407は、シートSを図5(c)に示すように、幅方向位置決め壁416に突き当てた後、若干シートSの上を滑りながら移動して止まる。この後、CPU100は、シートをオフセット移動させたことによって生じるシート後端の整合ズレを補正するため、オフセットローラ407を再び逆転させてシートSの引き戻しを行う(S230)。これによって、1枚目のシートSの後端が再整合されて、シートの整合が完了する。
次に、このように1枚目のシートSの整合が完了すると、CPU100は、ピックアップソレノイド433をオンにして(S240)、図6(a)に示すように、オフセットローラ407を上昇させた後、クランプソレノイド434をオフにする(S250)。これにより、図6(b)に示すようにシートクランプ部材412が閉られ、整合済みのシートSは、シートクランプ部材412に挟持保持される。この結果、最初に排出されたシートSが、次に排出される後続シートによって、シート搬送方向の下流側に連れ送りされることを防ぐことができる。
次に、図6(b)に示すように、オフセットローラ407は、持ち上げられたまま、オフセットモータ432により、オフセットピニオン516(図4参照)とオフセットラック515を介してホームポジションまで復帰移動する(S260)。
CPU100は、処理トレイ410上に収容されたシートSが、複写原稿の最終ページに対応した最終のシートか否かをチェックし(S270)、複写機の装置本体500Aから送られてきた情報に基づいて最終のシートSでないと判断した場合(S270のNO)、S100の処理に戻って、次に複写機の装置本体500Aから送られるシート排出信号を受信し、最終のシートSが処理トレイ410に積載される、前述のフローを繰り返す。
これにより、シート処理装置400のCPU100は、複写機の装置本体500AからシートSが排出される毎に、シートSのサイズを把握するとともに、そのシートSに適したオフセット移動量を算出して、そのオフセット移動量に基づいて、オフセットローラ407を移動させ、シートの側端を幅方向位置決め壁416に整合させる。
CPU100は、最終シートであると判断された場合(S270のYES)、処理トレイ410上に複写原稿に対応したシート束が形成されていることになるので、次に、ステイプル処理が選択されているか否かをチェックし(S280)、選択されている場合には(S280のYES)、ステイプラユニット420を駆動して、図22に示すステイプル処理を実行する(S290)。
ステイプル処理が選択されていない場合(S280のNO)、或いはステイプル処理が完了した場合、CPU100は、図9に示すように、シート束SAをシートクランプ部材412により掴んだシート束排出部材413を、シート束排出モータ430によりスタックトレイ421,422の方に前進させ、シート束SAを排出させる(S300)。
次に、CPU100は、シート束SAの排出動作にあわせてスタックトレイ421の下降処理を行い(S310)、この後、シート束排出部材413をホームポジションに戻す(S320)。さらに、この後、CPU100は、搬送ローラ405、オフセットローラ407の回転を止めるため搬送モータ431を停止させ(S330)、ピックアップソレノイド433をオフさせることにより(S340)、オフセットローラ407を下げて一連の処理を終了する。
本実施形態のシート処理装置400は、シートの後端をシート後端ストッパ411に突き当てるときのオフセットローラ407の回転量を、シートSの搬送を止めてスイッチバックさせる地点から、シート後端ストッパ411までの距離よりも若干多く搬送できるような回転量にしてあるので、言い換えれば、オフセットローラ407の逆転によりシートSをシート後端ストッパ411に当接させる距離だけ搬送した後も、オフセットローラ407を所定時間逆転させるようになっているので、シートSをシート後端ストッパ411に確実に当接させることができる。
次に、下ビンのスタックトレイ421から上ビンのスタックトレイ422へのトレイ切り替え時における、本実施形態のシート処理装置400のトレイの障害物退避動作を、図1乃至図18、図22に示す構成図、図19の制御ブロック図、及び図24に示すフローチャートにもとづいて説明する。
トレイを切り替える場合、CPU100は、下ビンのスタックトレイ421を下限位置まで下降させる(S500)。そのとき、CPU100は、カウント手段としての例えばエラータイマ131をセットする(S501)。このエラータイマ131は、下ビンのスタックトレイ421がタイムアップする前に通常目的地まで移動することのできる時間に設定される。下ビンのスタックトレイ421は、タイムアップする前に、図13(b)に示すように、下限検知センサ546に検知されて下限まで到達した場合に、その下限位置に停止する(S510)。すなわち、下ビンのスタックトレイ421は、正常に下降したことになる。
CPU100は、下ビンのスタックトレイ421が正常に下降すると、上ビンのスタックトレイ422を下降させるため、図15(a)、(b)に示すように、押さえ部材421Aを待避させる紙面処理、シャッタ521を閉じるシャッタ処理を行う(S520)。
そして、CPU100は、上ビンのスタックトレイ422を図15(b)より多少下方の下限位置まで一旦下降させ(S530)、上ビンのスタックトレイ422を停止させる(S540)。その後、CPU100は、上ビンのスタックトレイ422を、図16(a)に示す位置に上昇させてシートを受け入れるため、シャッタ521を開くシャッタ処理、押さえ部材421でシートを押さえることができる状態にする紙面処理を行い(S550)、上ビンのスタックトレイ422をシート受取り位置まで上昇させて(S560)、スタックトレイ422の上昇を停止させる(S570)。これにより、正常な処理動作が終了する。
ところで、上記の処理動作において、CPU100が、下ビンのスタックトレイ421を図13(b)に示す下限位置まで下降させるのに(S500)、エラータイマ131をセットして(S501)、スタックトトレイ421を下降させたが、スタックトレイ421が下限位置に到達する前にタイムアップした場合(S502でNO)、CPU100は、スタックトレイ421の移動経路に障害物があったり、経路に異常があったりして、移動処理が妨げられているものと判断して、スタックトレイ421を緊急停止させる(S610)。
このような場合、CPU100は、スタックトレイ421を上昇させる(S620)。スタックトレイ421が上昇するときの移動距離は、障害物、或いは障害個所から離れる程度の回避距離である。CPU100は、下ビンのスタックトレイ421を回避距離だけ上昇させた後、停止させる(S630)。その後、CPU100は、下ビンのスタックトレイ421の移動に異常が発生していることを、ユーザに報知する報知手段である例えば図1に示す操作パネル580(図1参照)の表示部に表示する(S640)。報知手段としては、操作パネルの表示部を使用する他に、合成音声、ベル等がある。
なお、上ビンのスタックトレイ422から下ビンのスタックトレイ421へのトレイ切り替えも同様にして行われるが、CPU100が、エラータイマ131をセットして、上ビンのスタックトレイ422がセットした時間内に、上限検知センサ547に到達しない場合、図示しないスタックトレイ422のモータを逆転させて、上ビンのスタックトレイ422を下降させるようにしてもよい。
なお、スタックトレイの昇降異常検知は、上記のエラータイマ131と、下限検知センサ546、上限検知センサ547を使用する代わりに、スタックトレイ421,422の昇降にともなって回転するエンコーダとこのエンコーダの回転を検知するセンサとを使用して、センサによってエンコーダのクロック数をカウントし、スタックトレイ421,422の下限位置、上限位置を検知して、スタックトレイ421,422が上限位置、下限位置に到達しないうちに、エンコーダの回転が停止したとき、スタックトレイ421,422の昇降に異常状態が発生したものとしてCPUで判断できるようにしてもよい。すなわち、パルスを利用してスタックトトレイの昇降異常状態を検知するようにしてもよい。上記エンコーダとセンサは、パルス発生手段の一例である。
また、スタックトレイ421,422の昇降にパルスモータを使用して、パルスをパルスモータでカウントすることによって、スタックトレイ421,422の下限位置、上限位置を検知し、スタックトレイ421,422が上限位置、下限位置に到達しないうちに、パルスを発しなくなったとき、スタックトレイ421,422の昇降に異常状態が発生したものとしてCPUで判断できるようにしてもよい。すなわち、パルスを利用してスタックトトレイの昇降異常状態を検知するようにしてもよい。パルスモータは、パルス発生手段の一例である。
あるいは、スタックトレイ421,422の下限位置、上限位置の検知に上記下限検知センサ546、上限検知センサ547を使用し、スタックトレイ421,422の昇降状態の検知に、上記エンコーダとセンサ、或いはパルスモータのパルスを使用してもよい。上記エンコーダとセンサは、パルス発生手段の一例である。
以上のシート処理装置は、スタックトレイを2つ備えているが、3つ以上,或いは1つだけ備えている場合においても、同様にして、トレイの昇降異常を検知して、回避動作をさせることができる。すなわち、パルスを利用してスタックトトレイの昇降異常状態を検知するようにしてもよい。
本実施形態のシート処理装置400は、多くの部材を必要としない簡素な構成で、安定してシートSの後端を整合することができる。また、シートを飛ばすように排出しないため、暴れの少ない安定したシートの搬送を行うことができる。
なお、オフセットローラ407は、ステイプル処理モードの場合、シートを幅方向に移動させて位置決め壁416に突き当てているが、ステイプル処理モードでない(シートを綴じない)場合、シートの仕分けを行うことなく、そのまま排出するようにしてもよい。
また、ステイプラユニット420は、固定式となっており、幅方向位置決め壁416付近に配設されているが、これに限らず、移動式にして、シート搬送方向又は幅方向に移動できるようにしてもよい。このようにステイプラユニット420を移動式にすると、ステイプラユニット420は、シート束SAのシート搬送方向、或は幅方向の別箇所や複数箇所を綴じるステイプル処理を行うことができる。
さらに、本実施の形態のシート処理装置は、シートの後端と側端を整合するのに、オフセットローラ407を使用したが、ローラ部材でなく、部材自体がシート搬送方向に移動してシートを搬送するシート搬送方向移動手段と、シート搬送方向に対して直交する方向(幅方向)へ移動してシートを幅方向へ移動させるシート直交方向移動手段を用いても同様の効果が得られる。
さらに、本実施形態のシート処理装置は、図20、図21、図24のフローチャートに示す制御手順に対応するプログラムをROM110に記憶し、そのプログラムをCPU100が読み出しながら制御を行なっているが、制御プログラム上の処理をハードウェアが行うように構成しても同様の効果が得られる。
なお、これまでの説明においては、スタックトレイ421,422の昇降制御、ステイプル動作制御等をシート処理装置400のCPU100により行う場合について述べてきたが、本発明は、これに限らず、複写機の装置本体に設けられた制御部140により行うようにしてもよい。