JP4857623B2 - 用紙集積装置及び後処理装置 - Google Patents

Description

本発明はシート状の用紙を集積する用紙集積装置及び用紙集積装置を有する後処理装置に関する。

電子写真画像形成装置のような高速の画像形成装置は、画像を形成した用紙に対して、ステープル、穿孔、折り畳み、シフト等の後処理を行う後処理装置との組み合わせで使用されることが多いが、後処理装置で代表される用紙処理装置には、複数枚の用紙を集積して、用紙の束を形成する用紙集積装置が装備されているのが一般的である。

多くの用紙集積装置は、１枚ずつ或いは数枚ずつ送り込まれる用紙の縁を上下左右に関して揃えて集積する機能が必要であり、上下方向、即ち、送り込まれる用紙の搬送方向の縁を簡便に揃えることを目的として、或いは、装置を小型にするために、集積台を傾斜面に形成として集積装置が多い。

集積台を傾斜面とする集積装置では、用紙の整合性が向上する反面、用紙を密に重ねる性能が低下するという問題がある。これは、集積される用紙が傾斜する結果として、用紙に作用する重力が減少することにより、集積用紙にふくらみが生じたり、用紙が座屈するという問題である。

特許文献１では、用紙のふくらみ、座屈を防止するために、集積台に近接してブラシローラを用いており、該ブラシローラの構成が工夫されている。
特開平１０−２９７８１５号公報

特許文献１の方法によっては、用紙のふくらみ、座屈を十分に防止することができない。集積台上の用紙のふくらみは種々の形態で派生し、傾斜した集積台の場合、下部、即ち、用紙端部においてのみでなく、用紙の中央部においてもふくらみや座屈が起こる場合がある。ブラシローラを用いた場合、下部におけるふくらみ、座屈の防止には有効であるが、上方部におけるふくらみ、座屈の防止には十分でない。上方におけるふくらみ、座屈を防止するために、ブラシローラを上方に設けると、用紙を集積装置に導入する際に、ブラシローラが障害となり、円滑に用紙を集積出来ない場合が生じる。

また、集積された用紙の束を排出するには、導入時に用紙先端を排出時の後端として、該後端を押し上げることにより、用紙の束を上昇させ排出するが、用紙がふくらんでいると、押上が円滑に行われず、ジャム等の搬送不良を起こす場合がある。用紙にふくらみが生じない場合でも、用紙の腰が弱い場合には、押し上げ排出が円滑に行われず、ジャムが発生する場合がる。

本発明は、傾斜した集積台に用紙を円滑に導入し、且つ、集積された用紙の束を円滑に排出し、搬送不良の発生確率が十分に低く、安定して作動する用紙集積装置及びかかる用紙集積装置を有する後処理装置を提供することを目的とする。

前記目的は下記の発明により達成される。
１．
傾斜した集積台、該集積台に用紙を送り込む集積部給紙手段、用紙の束を押し上げ排出する排出手段及び前記集積台上の用紙を押さえる押さえローラを有する用紙集積装置であって、
前記押さえローラを前記集積台に接触又は近接した押さえ位置と、前記集積台から離れ、前記集積台への搬送路を形成する離間位置とに移動させる制御手段を有し、該制御手段は、用紙を前記集積台に給紙するときに、前記押さえローラを前記離間位置に位置させて、給紙用の搬送路を形成し、用紙が前記集積台を落下する給紙時期において、前記押さえローラを前記離間位置から前記押さえ位置に移動させるとともに、前記押さえローラが、用紙に対して用紙導入の搬送力を持つように、前記押さえロ−ラを回転駆動し、集積された用紙の束を前記排出手段により排出する排出時には、前記押さえ部材を前記押さえ位置に位置させることを特徴とする用紙集積装置。
２．
前記制御手段は、前記排出時において、前記押さえローラが、用紙に対して排出方向の搬送力を持つように、前記押さえローラを回転駆動することを特徴とする前記１に記載の用紙集積装置。
３．
前記制御手段は、前記用紙集積装置に用紙が給紙されることを示す給紙信号に基づいて、前記押さえローラを前記離間位置に位置させることを特徴とする前記１又は前記２に記載の用紙集積装置。
４．
前記集積台は水平に対して６０°以上傾斜した用紙集積面を有することを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の用紙集積装置。
５．
前記１〜４のいずれか１項に記載の用紙集積装置及び前記集積台に集積された用紙の束を綴じ処理する綴じ手段を有することを特徴とする後処理装置。
６．
前記３に記載の用紙集積装置及び用紙を受け入れる入口部に設けられた用紙センサを有し、前記給紙信号が前記用紙センサの用紙検知信号であることを特徴とする後処理装置。

請求項１〜６の何れかの発明により、傾斜した集積台からの用紙の排出が確実に行われ、用紙がふくらんだり、腰の弱い用紙の場合に発生しやすい排出不良が確実に防止される。

請求項２の発明により、用紙を押さえる押さえローラにより用紙の押し上げ、排出を補助することにより、用紙の排出が更に、円滑、且つ確実に行われる。

請求項３の発明により、用紙を集積台に供給する給紙が確実に行われ、用紙集積装置への給紙及び用紙集積装置からの排出が確実に行われる安定した用紙集積装置が実現される。

以下に図示の実施の形態ににより本発明を説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。
＜画像形成装置＞
図１は、本発明の実施の形態に係る用紙集積装置及び後処理装置を有する画像形成装置の全体構成図である。

画像形成装置本体Ａは、回転する感光体１の周囲に、帯電手段２、像露光手段３、現像手段４、転写手段５Ａ、除電手段５Ｂ、分離爪５Ｃ、及びクリーニング手段６を配置した画像形成部ＧＫを有し、帯電手段２によって感光体１の表面に一様帯電を行った後に、像露光手段３のレーザビームによってコピーする原稿Ｇｅから読み取りにより得られた画像データ又はネットワークを介して外部から受信した画像データに基づく露光により潜像を形成し、該潜像を現像手段４により反転現像をして感光体１の表面にトナー像を形成する。

一方、給紙収納手段である給紙トレイ７Ａから給紙された記録紙ＲＳは転写位置へと送られ、転写位置において転写手段５Ａにより前記トナー像が記録紙ＲＳ上に転写される。その後、記録紙ＲＳは除電手段５Ｂにより裏面の電荷が消去され、分離爪５Ｃにより感光体１から分離され、中間搬送部７Ｂにより搬送され、引き続き定着手段８により加熱定着され、排紙ローラ７Ｃにより排出される。

記録紙ＲＳの片面に画像形成を行う場合には、用紙搬送手段の一つである搬送路切り替え板７Ｄが点線で示す位置に切り替えられている。

また、感光体１の画像形成後の表面は、分離爪５Ｃの下流においてクリーニング手段６により表面に残留している現像剤、即ちトナーが除去され、次の画像形成に備える。

一方、記録紙ＲＳの両面に画像形成を行う場合には、搬送路切り替え板７Ｄを実線で示す状態の位置に切り替えることにより、定着手段８により加熱定着された記録紙ＲＳは下方に搬送され、用紙搬送手段の一つである反転搬送手段７Ｅにおいてスイッチバックして表裏反転された後、転写位置において新たなトナー像が裏面に転写される。

更に後述するように、穿孔処理、折り処理、及び綴じ合わせ処理等を行うときには、搬送路切り替え板７Ｄを実線で示す位置に切り替えることにより、定着手段８により加熱定着された記録紙ＲＳは下方に搬送され、反転搬送手段７Ｅにおいてスイッチバックして表裏反転された後に、用紙後端を先頭にして上昇し、排紙ローラ７Ｃにより排出される。

排紙ローラ７Ｃから排出される記録紙ＲＳは第１後処理装置ＦＳ１に送り込まれる。

なお、画像形成装置本体Ａの上部前面側には、画像形成モード、用紙後処理モード等の各種を選択して設定できる操作表示部９が配置されており、画像形成装置本体Ａの上部には、原稿移動型読み取り方式の自動原稿搬送装置Ｇを備えた画像読取部である画像読み取り装置Ｂが設置されている。該画像読み取り装置Ｂの読取で得られた画像データ及びファクシミリ通信又はネットワーク通信により外部から受信した画像データは記憶装置（図示せず）にストアされる。

第１後処理装置ＦＳ１は、穿孔処理及び折り処理を行う後処理装置であり、第２後処理装置ＦＳ２はシフト処理、綴じ処理及び中折り処理を行う後処理装置である。

第１後処理装置ＦＳ１は穿孔処理部１２及び折り処理部１４を有し、入口部１０に画像形成装置本体Ａから排出された記録紙ＲＳ及び表紙給紙皿１１から供給された表紙ＨＳに対して穿孔処理又は折り畳み処理を行う。

折り処理部１４は図示のように、幾つかの分岐搬送路を有し、分岐搬送路を使い分けることにより、二つ折り、三つ折り等各種の折り処理を行う。

第２後処理装置ＦＳ２の上段にはサブトレイとして使用される固定排紙皿３０が配置され、シフト手段５０と排紙手段６０がほぼ水平な搬送路ｈ２に沿って配置され、下段に綴じ手段７０及び中折り手段８０が配置されている。

又、第２処理装置ＦＳ２内の左側部には、シフト処理済みの用紙、及び端綴じ合わせ（ステープル）処理済みの用紙束を積載するメイントレイ９０が配置され、左下部には中折り処理した用紙が排紙される下部トレイ９１が配置される。

次に、第２処理装置ＦＳ２の構成を図１〜３に基づいて説明する。図２は本発明の実施の形態に係る用紙集積装置の要部を示す図、図３は集積台の平面図である。なお、以下の説明においては、記録紙ＲＳ及び表紙ＨＳを総称して用紙Ｓと言う。

第１後処理装置ＦＳ１から排出される用紙Ｓは、第２後処理装置ＦＳ２の入口部２０に導入される。

入口部２０の下流側に切り替えゲートＧ１，Ｇ２からなる用紙分岐手段が設けられている。切り替えゲートＧ１，Ｇ２は図示しないソレノイドの駆動により、三つの搬送路、即ち、上段排紙用の第１搬送路ｈ１、中段の第２搬送路ｈ２、下段の第３搬送路ｈ３の何れかを選択する。

少数枚の画像形成においては、切り替えゲートＧ１は第２搬送路ｈ２、第３搬送路ｈ３を遮断し、第１搬送路ｈ１のみを開放する。用紙Ｓは、第１搬送路ｈ１を進み、下流側にある搬送ローラ３１に狭持されて上昇し、排出ローラ３２により排出され、サブトレイ３０上に順次、積載される。

なお、サブトレイ３０には最大２００枚の用紙Ｓを積載可能である。

また、ステープル処理を行わない大量画像形成モードでは、切り替えゲートＧ１は第１搬送路ｈ１を遮断し、切り替えゲートＧ２は第３搬送路ｈ３を遮断し、第２搬送路ｈ２を開放して用紙Ｓの通過を可能にする。そして、用紙Ｓを案内し、メイントレイ９０に排紙する。第２搬送路ｈ２を経てメイントレイ９０に用紙Ｓを排紙するモードにおいては、シフト手段５０により用紙Ｓをシフトさせるシフト処理を行うことができる。シフト手段５０は所定の枚数毎に、幅方向に用紙Ｓの排紙位置を変えるシフト処理を行う。メイントレイ９０は多数枚の用紙Ｓを積載する場合には、順次下降するように構成されており、Ａ４やＢ５の場合、最大３０００枚を収容可能である。

前記排紙手段６０を構成する排紙ローラ６１の近傍には、メイントレイ９０に排紙される用紙Ｓの通過を検知する用紙センサＰＳ２が配置されている。

中間スタッカ７１に集積された用紙Ｓの束は、また、斜め下方に搬送され、中折り手段８０により中折りされ、下部トレイ９１に排出される。
＜用紙の集積＞
用紙の集積について、図１〜５を用いて説明する。図４は用紙の集積制御を行う制御系のブロック図、図５は用紙集積装置の各部の作動タイミングを示す図である。なお、以下の説明から明らかなように、用紙Ｓは中間スタッカ７１上でスイッチバック搬送されるので、搬送方向の反転により用紙Ｓの先端と後端とが入れ代わるが、以下の説明においては、メイントレイ９０に排出する方向を基準として、先端・後端を定義する。即ち、図１においては、用紙Ｓの左端が先端であり、右端が後端である。また、図２においては、中間スタッカ７１上にある用紙Ｓの左上端が先端であり、右下端が後端である。

ステープル処理モードにおいては、第２後処理装置ＦＳ２の入口部２０に送り込まれた画像形成済み用紙Ｓは、切り替えゲートＧ２で案内され、下方の第３搬送路ｈ３に送り込まれ、搬送ローラ２２に狭持されて下方に搬送され、次いで搬送ローラ２３に狭持されて搬送される。更に、下流のスタッカ排出ローラ２４により狭持・搬送されて傾斜した中間スタッカ７１に沿って斜め上方に搬送される。スタッカ排出ローラ２４は用紙Ｓを集積台に供給する集積部給紙手段であり、給紙された用紙を集積する集積台は中間スタッカ７１及びストッパ７６で構成される。中間スタッカ７１は、ステープル処理される用紙Ｓが積載されるものであり、用紙Ｓの搬送方向の整合を良好にすること及び後処理装置の小型化を目的として水平に対して大きな傾斜角度、即ち、水平線ＨＬに対する傾斜角度θ≧６０°に設定されている。

搬送される用紙Ｓの進行方向に対する後端がスタッカ排出ローラ２４を通過した後、用紙Ｓは自重により落下して、スイッチバックし、中間スタッカ７１の傾斜面上を滑り落下し、綴じ手段７０近傍のストッパ７６の用紙突き当て面に当接して停止する。

７３は、中間スタッカ７１の両側面に移動可能に設けた一対の幅整合部材である。幅整合部材７３は用紙搬送方向と直行する幅方向Ｘに移動可能な１対の整合板からなり、モータＭ２により駆動されるベルト７４に固定され、中間スタッカ７１上への用紙Ｓの受け入れ時には、該１対の整合板は用紙幅より広い間隔を形成し、ストッパ７２に当接して停止したときに、モータＭ２の駆動で用紙Ｓの幅方向、即ち、図３のＸ方向に往復動して用紙束の幅方向の整合を行う。

中間スタッカ７１上に設定枚数が積載され、整合されると、綴じ手段７０により綴じ合わせ即ちステープル処理が行われ、用紙Ｓの束を形成する。

排出手段としての排出爪７２はベルト７４に固定されており、ステープル処理後に、モータＭ１で駆動されるベルト７４の移動で図３のＹ方向に上昇して用紙Ｓの束を上方に押し上げ、メイントレイ９０に排出する。排出爪７２は図示の位置がホームポジションであり、用紙排出時には、ベルト７４とともに上昇して用紙Ｓを押し上げ排出し、１巡して図示のホームポジションに戻る。

押さえ部材としての押さえローラ７５は中間スタッカ７１のほぼ中央部において、中間スタッカ７１上の用紙Ｓを押さえる。押さえローラ７５は軸７５ａを中心に旋回可能に取り付けられ、また、モータＭ３（図４参照）により、用紙Ｓをストッパ７６に向けて下方に又は排紙部に向けて上方に搬送する方向に回転駆動されるが、スポンジローラからなり、用紙Ｓに軽く接触し、用紙Ｓに対して軽い搬送力で作用する。即ち、押さえローラ７５が用紙Ｓを下方に搬送するように回転するときは、後端をストッパ７６により係止された用紙Ｓが押さえローラ７５の搬送力で座屈したり、押さえローラ７５が用紙Ｓを上方に搬送するように回転するときに、用紙Ｓが押さえローラ７５の搬送力で上方に移動することがない程度の接触圧で押さえローラ７５は用紙Ｓを押さえる。このために、押さえローラ７５は点線で示す位置にあるときには、中間スタッカ７１に接触又は接触しないが近接している。

押さえローラ７５はソレノイドＳＤにより図の実線位置と点線位置とに旋回する。

次に、ステープル処理における動作について図５を用いて説明する。

初期状態で、押さえロ−ラ７５は図の実線で示す位置（離間位置）にあり、スタッカ排出ローラ２５と中間スタッカ７１との間に間隔を形成し、用紙Ｓを中間スタッカ７１に導入できる搬送路を形成する。用紙Ｓは第３搬送路ｈ３を搬送され、スタッカ排出ローラ２４により中間スタッカ７１に沿って上方に進行する。用紙Ｓの後端がスタッカ排出ローラ２４から離れると、用紙Ｓは重力により落下するが、スタッカ排出ローラ２４の位置に用紙センサＰＳ３が配置され、用紙Ｓの後端の通過を検知する。

用紙センサＰＳ３の用紙後端検知信号により、ソレノイドＳＤが作動して押さえローラ７５が点線の位置（押さえ位置）に移動して、用紙Ｓを中間スタッカ７１に押圧すると同時に、モータＭ３が正転し押さえローラ７５が反時計方向に回転（正回転）して、用紙Ｓの下方への落下を補助する。このような押さえローラ７５の押さえ位置への移動及び正回転により用紙Ｓは確実にストッパ７６に到達して停止し、用紙Ｓの後端が揃うとともに、用紙Ｓが中間スタッカ７１に密着した状態で停止する。次に、押さえローラ７５の正回転が停止するとともに、モータＭ２が作動して整合部材７３が往復動し、用紙Ｓを幅方向に整合する。押さえローラ７５の停止及び整合部材７３の作動開始は、用紙センサＰＳ３の後端検知から所定時間経過時に行われる。

次の用紙Ｓが第１後処理装置ＦＳ１から排出され、入口部２０に配置された用紙センサＰＳ１が用紙Ｓの先端通過を検知した給紙信号としての検知信号に基づいて、ソレノイドＳＤが停止し、押さえローラ７５が実線の離間位置に移動する。用紙Ｓが更に進行し、用紙センサＰＳ３が後端を検知した信号に基づいて、ソレノイドＳＤが作動して押さえローラ７５が実線の離間位置から点線の押さえ位置に移動するとともに、モータＭ３が正転して用紙Ｓを下方に搬送する方向の正回転を開始する。即ち、スタッカ排出ローラ２４から中間スタッカ７１に用紙Ｓが供給され、ストッパ７６に到達する期間である給紙時期において、押さえローラ７５が押さえ位置に位置する。更に、先行用紙Ｓについて説明した動作が行われ、後行の用紙Ｓが中間スタッカ７１の先行用紙Ｓの上に整合した状態で積載される。

このように、押さえ部材７５は給紙信号により離間位置に位置し、中間スタッカ７１に達する直前で、押さえ位置に移動して用紙を押さえる。給紙信号は第２後処理装置ＦＳ２に用紙が供給されることを示す信号であり、図示のように、第２後処理装置ＦＳ２の入口部２０に設けられて用紙センサＰＳ１からの信号の他に、第１後処理装置の入口部１０に設けられた用紙センサからの信号或いは画像形成装置本体Ａの排紙部に設けられた用紙センサからの信号でもよい。また、押さえ部材が押さえ位置に設定される給紙時期は、少なくとも用紙Ｓが中間スタッカ７１を落下する時期を含む時期である。

以上説明した動作が設定枚数の用紙Ｓに対して行われ、中間スタッカ７１に設定枚数の用紙Ｓが整合状態で積載される。

次に、綴じ手段７０が作動して、用紙Ｓの束に対してステープル処理を行う。

ステープル処理が完了ると、モータＭ１が回転して排出爪７２が上昇し、用紙Ｓの束を押し上げる。排出爪７２の作動と同時にモータＭ３が逆転し押さえローラ７５が時計方向に回転（逆回転）して、用紙Ｓの押上を補助する。排出爪７２により押し上げられた用紙Ｓの束は排紙ローラ６０によりメイントレイ９０に排出される。

メイントレイ９０への排出後、モータＭ１が更に回転して、排出爪７２をホームポジションに戻すとともに、モータＭ３が停止して、押さえローラ７５の回転が停止するとともに、ソレノイドＳＤが停止して押さえローラ７５が離間位置に上昇する。

前記に説明したように、第２後処理装置ＦＳ２に連続して用紙Ｓが供給される場合、先行用紙Ｓと後行用紙Ｓ間の間隔において、押さえローラ７５が点線で示す押さえ位置にあり、用紙Ｓを押さえている。中間スタッカ７１の傾斜角度θが大きい場合、用紙Ｓが中間スタッカ７１上で座屈する傾向があり、座屈した場合に、中間スタッカ７１への用紙Ｓの進入空間が先行用紙Ｓにより狭められ、ジャム等の搬送不良を起こす場合があるが、前記に説明したように、押さえローラ７５により、用紙間の間隔において、用紙Ｓを押さえることにより、座屈を防止することができる。なお、用紙Ｓを押さえている間は、押さえローラ７５の回転を停止することが好ましい。

複数枚の用紙Ｓを束ねる連続画像形成において、両面画像形成モードや、第１後処理装置ＦＳ１における折り畳み処理モードでは、給紙間隔、即ち、前後して搬送される用紙間の間隔が広くなって、用紙Ｓが中間スタッカ７１上に積載されている時間が長くなり、ふくらみや座屈が起きやすくなるが、給紙間隔において、押さえローラ７５が用紙を押さえているので、このような現象が確実に防止される。

また、図５に示すように、押さえローラ７５は排出爪７２が用紙Ｓの束を押し上げる間、押さえ位置にあり、逆回転して用紙Ｓの束の押上・排出を補助している。これにより、用紙Ｓの束が確実に排出される。

用紙Ｓが薄紙であったり、折り畳まれたものである場合には、排出爪７２による後端の押上のみによっては、用紙Ｓの束が排出されず、ジャムを起こす場合があるが、押さえローラ７５で用紙Ｓの束を抑えつつ押し上げることにより、押上・排出が確実になる。このとき、押さえローラ７５を逆回転駆動、即ち排出方向に回転駆動することにより、排出が更に確実になる。

本発明の実施の形態に係る用紙集積装置及び後処理装置を有する画像形成装置の全体構成図である。 本発明の実施の形態に係る用紙集積装置の要部を示す図である。 集積台の平面図である。 用紙の集積制御を行う制御系のブロック図である。 用紙集積装置の各部の作動タイミングを示す図である。

符号の説明

Ａ 画像形成装置（本体）
ＦＳ１ 第１後処理装置
ＦＳ２ 第２後処理装置
１５ スタッカ排出ローラ
７０ 綴じ手段
７１ 中間スタッカ
７６ ストッパ
７３ 整合部材
７５ 押さえローラ
ＣＲ 制御手段
ＰＳ１〜ＰＳ３ 用紙センサ

Claims (5)

1. 傾斜した集積台、該集積台に用紙を送り込む集積部給紙手段、用紙の束を押し上げ排出する排出手段及び前記集積台上の用紙を押さえる押さえローラを有する用紙集積装置であって、
   前記集積台のほぼ中央部において、前記押さえローラを前記集積台に接触又は近接した押さえ位置と、前記集積台から離れ、前記集積台への搬送路を形成する離間位置とに移動させる制御手段を有し、該制御手段は、用紙を前記集積台に給紙するときに、前記押さえローラを前記離間位置に位置させて、給紙用の搬送路を形成し、用紙が前記集積台を落下する給紙時期において、前記押さえローラを前記離間位置から前記押さえ位置に移動させるとともに、前記押さえローラが、用紙に対して用紙導入の搬送力を持つように、前記押さえロ−ラを回転駆動し、集積された用紙の束を前記排出手段により排出する排出時には、前記押さえローラを前記押さえ位置に位置させ、
   前記制御手段は、前記排出時において、前記押さえローラが、用紙に対して排出方向の搬送力を持つように、前記押さえローラを回転駆動することを特徴とする用紙集積装置。
2. 前記制御手段は、前記用紙集積装置に用紙が給紙されることを示す給紙信号に基づいて、前記押さえローラを前記離間位置に位置させることを特徴とする請求項１に記載の用紙集積装置。
3. 前記集積台は水平に対して６０°以上傾斜した用紙集積面を有することを特徴とする請求項１または２に記載の用紙集積装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の用紙集積装置及び前記集積台に集積された用紙の束を綴じ処理する綴じ手段を有することを特徴とする後処理装置。
5. 請求項２に記載の用紙集積装置及び用紙を受け入れる入口部に設けられた用紙センサを有し、前記給紙信号が前記用紙センサの用紙検知信号であることを特徴とする後処理装置。

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