JP4955590B2 - シート後処理装置、画像形成装置及び画像形成システム - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置等に併設され、この画像形成装置から排出されたシート（転写紙）の仕分け、綴じ、スタック等を行なうソータあるいはフィニッシャ装置であるシート後処理装置、画像形成装置及びこれらを含む画像形成システムに関するものである。

複写機、プリンタ等の画像形成装置の下流側に配置され、この画像形成装置から排出されるシートに仕分け、綴じ、スタック等の後処理を行なうシート後処理装置は一般に広く知られている。
かかるシート後処理装置において、ステイプルトレイ内へ搬送されたシートの搬送方向の整合はステイプルトレイ下部に配置された後端フェンスへシート端面を突き当てて行ない、放出時には放出爪にて直接シート束端面を掬って放出するような構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１には、シート（用紙）束の後端縁に当接した時の放出爪の線速とシート束の後端縁が放出爪から離れる時の線速を変化させることにより、放出時に放出爪による傷を防止する技術が開示されている。
特開平１１−１３９６７３号公報

しかしながら、従来技術では、ステイプルトレイ内へ搬送されたシート束を放出する際の放出制御は常に同一の制御パターンによる動作を行なっていた。しかし、実際には、搬送されるシートのサイズや種類及び綴じ枚数等の諸条件の変化によりシート束を放出する際の放出爪に掛かる負荷は異なっている。
このため、かかるシート束の放出を常に一定の放出制御で行なっていると、とくに高精度かつ高生産性が要求される高速機においては生産性が達成できない場合が発生する。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、シート束放出時の放出モータの動作線速及び放出制御を諸条件に合せて可変させて、常に最適な制御を選択することにより生産性及び信頼性の向上を図るシート後処理装置、画像形成装置及び画像形成システムを提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、上流機から搬送されたシートを受け入れてスタックするシート積載手段と、前記シート積載手段内にスタックされた前記シート又はシート束を搬送方向と直交する方向に整合する整合手段と、前記シート又はシート束の端面を掬う放出部材と、整合後の前記シート束を排出し、前記シート束の放出時に前記放出部材の動作軌跡範囲内まで前記シート束を上昇させる可動部材と、を備えるシート後処理装置において、前記放出部材を駆動する放出モータは、前記シート束に含まれる前記シートの枚数がｎ枚以上の場合は、前記シート束を前記可動部材から受け取る時は低速で、受け取った後に所定の放出時の駆動線速まで増速して前記シート束を放出するパターンにて動作し、前記シート束に含まれる前記シートの枚数がｎ枚未満の場合は、前記放出モータを放出時の駆動線速まで立ち上げた後に、前記可動部材により動作中の前記シート束を受け取って放出するパターンにて動作し、前記シート束放出時の前記駆動線速は、前記シートが小サイズの時の線速をｖ１、前記シートが大サイズで枚数がｎ枚以上の時の線速をｖ２、前記シートが大サイズで枚数がｎ枚未満の時の線速をｖ３とした場合に、ｖ１＞ｖ２＞ｖ３の関係を満たしていることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、給紙された記憶媒体であるシートに形成された画像を転写し、前記シート上に転写された画像を定着して下流機に向けて排出する画像形成装置において、前記下流機として請求項１記載のシート後処理装置を併設することを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、上流機として画像形成装置をかつ下流機としてシート後処理装置を備えている画像形成システムにおいて、請求項２記載の画像形成装置を含んでいることを特徴とする。

本発明によれば、シート束放出時の放出制御を諸条件に合せて可変とすることによりシート束放出時の放出モータの駆動線速を一定にすることで放出に要する処理時間を短縮することができ、生産性及び信頼性の向上を図ることができる。
また、本発明によれば、可動フェンスからシート束を受け取る時の放出モータの駆動線速を低速とすることで放出モータのトルク力が上り、モータの脱調を防ぐことができ、信頼性の向上を図ることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態に係るシート後処理装置を示す全体構成図である。図１では、シート後処理装置Ａは、給紙された記憶媒体であるシートに形成された画像を転写し、前記シート上に転写された画像を定着して下流機に向けて排出する画像形成装置Ｂに併設されて画像形成（処理）システムを構成している。
シート後処理装置Ａは画像形成装置Ｂから排出されてきたシートＰを受け入れる導入経路１と、この導入経路１から分岐する２つの搬送経路、すなわち排紙トレイ４へ向かう上搬送経路２と、ステイプル処理を行なう下搬送経路３とを有している。
下流機であるシート後処理装置Ａと被処理シートを排出する上流機である画像形成装置Ｂは画像形成（処理）システムを構成している。画像形成装置Ｂでの画像形成動作の開始時に、排紙トレイ４が規定の高さまで達し、満杯時の高さが識別された場合には、図示しない制御部によりシステムの画像形成動作を停止させる。
導入経路１には、導入ローラ１０、入口センサ１１が配置され、導入経路１の終端部の分岐部に位置する分岐爪２０は回動することにより上搬送経路２と、下搬送経路３へシートＰの搬送方向を仕分ける。

上搬送経路２には、搬送ローラ２１、排紙センサ２２、排紙ローラ２３、寄せローラ２４が配置されている。下搬送経路３に搬送されなかったシートＰを、上搬送経路２を経て排紙トレイ４に排出し、排紙されたシートＰは、順次、排紙トレイ４にスタックされていく。
排紙口上方付近には、その先端がスタックされた時のシートＰの中央付近位置にあるフィラー５１が設けられている。このフィラー５１はスタックされた時のシートＰの中央付近位置に回動自由に配置され、フィラー５１の先端はシートＰの上面に接している。
フィラー５１の根元付近には、シートＰの上面に接しているこのフィラー５１の先端の高さ位置を検知する上面検知センサ５２、５３が配置されており、これらの上面検知センサ５２、５３によりスタックされたシートＰの紙面高さを検知している。
２つの上面検知センサ５２、５３はフィラー５１の根元付近部を上下に挟む状態で配置されている。フィラー５１の根元付近部が２つの上面検知センサ５２、５３の真中になる状態（２つの上面検知センサ５２、５３がともにオフ）で、下側の上面検知センサ５３に近い位置、すなわち、下側の上面検知センサ５３がオンからオフになった位置をホーム位置としている。

排紙トレイ４上のシート積載枚数の増大に伴って、すなわち、排紙トレイ４上のシートＰの高さが上昇するに従って、上面検知センサ５３がオンすると、図示してない制御部は、排紙トレイ４を上下動させる、同様に図示してない駆動手段を制御して排紙トレイ４を下降させる。
排紙トレイ４が下降し、上面検知センサ５３がオフすると、排紙トレイ４の下降を停止する。この動作を繰り返し、排紙トレイ４が規定のトレイ満杯高さまで達すると、シート後処理装置Ａから画像形成装置Ｂに停止信号を出し、画像形成システムの画像形成動作を停止させる。
下搬送経路３には、下搬送ローラ３０、排紙センサ３１、排出ローラ３２が配置されている。下搬送経路３の終端位置にはステイプルユニット５が配置されている。このステイプルユニット５は、シート（紙）面と直交する方向へ進退する端綴じステイプラＳ１と、ステイプルトレイ３４とを含んでいる。

ステイプルユニット５は、さらに、シート面と直交する方向に進退してステイプルトレイ３４上のシートの整合を行なうジョガーフェンス３６、叩きコロ３７、放出ベルト３８、放出爪３８ａ、後端フェンス３９、シートの厚み方向へ進退する後端押え４０等を有している。
このように、ステイプルユニット５は、放出するシートを載置するステイプルトレイ３４、放出ベルト３８、放出爪３８ａ、これらの放出ベルト３８、放出爪３８ａを駆動する放出モータ３５等を包含しているので、放出ユニットも兼ねている。なお、符号４２は、後述する可動フェンスを示している。
画像形成装置Ｂから端綴じステイプルモード信号が送られると、ステイプラＳ１がシート面と直交する方向に移動してシート束の下端部の適所まで移動し待機する。下搬送経路３を経て搬送されてきたシートＰは、排紙ローラ３２によりステイプルトレイ３４上に排出され、叩きコロ３７によりシート上面を叩き落とされ、シート束の縦方向位置を揃えられる。
また、幅方向位置はジョガーフェンス３６によって揃えられる。この時、シートＰが後端フェンス３９に入ってきたら、このシートＰの後端は、再び次のシートが後端フェンス３９へ入り易いように、後端押え４０によってステイプルトレイ３４側へ押えられる。
シートＰが所定の枚数まで揃えられた後、ステイプラＳ１が待機位置からステイプル位置まで移動し、シート束はステイプラＳ１によりステイプルされる。ステイプリングされたシート束は、放出爪３８ａにより下縁部を支持された状態で、放出ベルト３８上を反時計廻り方向へ走行させることにより、上方に移動し、排紙トレイ４上に排紙される。

ステイプルモード時には、フィラー５１の根元付近部が上側の上面検知センサ５２に近い位置、すなわち、上側の上面検知センサ５２がオフからオンになった位置を放出爪３８ａのホーム位置としている。従って、この上側の上面検知センサ５２は放出爪３８ａのホーム位置を検知する放出爪ホームセンサとして役立っている。
上述したように、排紙トレイ４上のシート束数の増大に伴って、すなわち、上面のシート高さが上昇するに従って、放出爪ホームセンサである上面検知センサ５２がオフすると、図示してない制御部は、排紙トレイ４を上下動させる、同様に図示してない駆動手段を制御して排紙トレイ４を下降させる。
排紙トレイ４が下降し、上面検知センサ５２がオンすると、排紙トレイ４の下降を停止する。この動作を繰り返し、排紙トレイ４が規定のトレイ満杯高さまで達すると、シート後処理装置Ａから画像形成装置Ｂに停止信号を出し、画像形成システムの画像形成動作を停止させる。

図２は本発明によるシート後処理装置のステイプルトレイ部をシート搬送面に垂直な方向から見た概略平面図である。次に、図２を参照してステイプルトレイ３４内のシート束放出動作の詳細を説明する。
上流機である画像形成装置（図１）から受け入れたシートの幅方向の整合はジョガーフェンス３６ａ及び３６ｂによって実施される。縦方向は先端ストッパ４１ａ、４１ｂによって後端フェンス３９ａ、３９ｂに突き当てて整合される。
整合動作の完了後は、端綴じステイプラＳ１にて綴じ処理が施され、綴じ処理後のシート束は可動フェンス４２ａ、４２ｂにて持ち上げられる。なお、この可動フェンス４２ａ、４２ｂのシート束を掬う受け部は後端フェンス３９ａ、３９ｂのシート束を受ける受け部より若干下方に位置した所にある。
従って、可動フェンス４２ａ、４２ｂは、先端ストッパ４１ａ、４１ｂが後端フェンス３９ａ、３９ｂにシート束を突き当てて縦揃えを実施する場合に、障害とならないように配置されている。
このように、後端フェンス３９ａ、３９ｂの位置をステイプルトレイ３４下部よりさらに下側へ配置することによって整合時の不具合を解消させるようにする。同時にシート束を放出爪３８ａの動作軌跡範囲内まで持ち上げる機構として可動フェンス４２ａ、４２ｂが追加されている。

可動フェンス４２ａ、４２ｂによってシート束が持ち上げられた後、放出ベルト３８が反時計方向に回転駆動して、図示していないこの放出ベルト３８に取り付けられたここでは図示してない放出爪により、可動フェンス４２ａ、４２ｂにて持ち上げられたシート束を掬い、ステイプルトレイ３４からの放出動作を行なう。
なお、本動作は整合処理後に綴じ処理を実施しない未綴じシート束においても同様の動作が可能である。図２には、さらに、放出ベルト３８のプーリ３８ｃ、前側板４３ａ、後側板４３ｂ、可動ガイド４４、束分岐駆動モータ４５、放出ローラ４６、搬送ベルト４７ａ、４７ｂ、シート有無センサ４８、ステイプラＳ１等が示されている。

図３は先端ストッパ、放出爪、後端フェンス、及び可動フェンスの位置関係を示す概略図である。図３を参照して、この図には、先端ストッパ４１、放出ベルト３８に取り付けられた放出爪３８ａ、後端フェンス３９、及び可動フェンス４２についての位置関係を示している。
ステイプルトレイに搬送されて整合処理の完了したシート束の枚数は、図示していないシート後処理装置に搭載されたＣＰＵにてカウントするか、或いは画像形成装置からの情報を受け取ることにより把握する。

図４は本発明のシート後処理装置の実施の形態における制御回路を示すブロック図である。次に、放出爪とこの放出爪を駆動させる放出モータを含む機構の制御部について詳細に説明する。
制御回路７０は、図４に示すように、画像形成装置Ｂの制御回路でもあり、ＣＰＵ７１、Ｉ／Ｏインターフェース７２等を有するマイクロコンピュータを含んでいる。画像形成装置Ｂの個々の部材の制御に関しては、ここでは特定して行なう詳細な説明は省略する。
パンチユニット７３、図示してない画像形成装置本体のコントロールパネルの各スイッチ等、及び紙面検知センサ等の各センサからの信号がＩ／Ｏインターフェース７２を介してＣＰＵ７１へ入力される。
ＣＰＵ７１は、入力された信号に基づいて、図示してないシフトトレイ用のトレイ昇降モータ、開閉ガイド板を開閉する排紙ガイド板開閉モータ、シフトトレイを移動するシフトモータ、叩きコロ３７（図１）を駆動する叩きコロモータ、叩きＳＯＬ等の各ソレノイド、各搬送ローラを駆動する搬送モータ、各排紙ローラを駆動する排紙モータを制御する。

ＣＰＵ７１は、また、放出ベルト３８及びこれに取り付けられた放出爪３８ａ（図１）を駆動する放出モータ、端面綴じステイプラＳ１（図２）を移動するステイプラ移動モータ、端面綴じステイプラＳ１を斜めに回転する斜めモータ、ジョガーフェンス３６ａ、３６ｂ（図２）を移動するジョガーモータ、可動ガイド４４を回動する束分岐駆動モータ４５（図２）、その束を搬送する搬送ローラを駆動する束搬送モータを制御するようになっている。
ＣＰＵ７１は、さらに、可動後端フェンス４２ａ、４２ｂ（図２）を移動する後端フェンス移動モータ、折りプレートを移動する折りプレート駆動モータ、折りローラを駆動する折りローラ駆動モータ等の駆動を制御するようになっている。
ステイプル排紙ローラを駆動する図示してないステイプル搬送モータのパルス信号はＣＰＵ７１に入力されてカウントされる。このカウントに応じて叩きＳＯＬ及びジョガーモータが制御される。

図５はシート束を放出する場合の第１のパターンを説明するタイミングチャートである。図６はシート束を放出する場合の第２のパターンを説明するタイミングチャートである。
まず、図５の第１のパターンでは、放出モータ３５（図１）を放出時の所定の駆動線速まで立ち上げた後に可動フェンス４２（図１）よりシート束を受け取って放出する。
シート束の枚数が少ない場合などシート束を掬う時に放出爪に掛かる負荷が低い場合においては、放出に要する処理時間を短縮することにより生産性の向上を図ることができる。

次に、図６の第２のパターンでは、シート束を可動フェンス４２より受け取る時に、放出モータ３５（図１）は低速で動作し、受け取った後に放出時の所定の駆動線速まで増速してシート束を放出する。
ステイプルトレイ３４（図２）内に搬送され、整合処理の完了したシート束の枚数をシート処理装置に搭載されたＣＰＵ７１（図４）にてカウントするか、或いは画像形成装置（図１）より受け取ることにより把握する。
シート束の枚数が放出時に放出爪に掛かる負荷が高くなる所定枚数以上と判断した場合は、第２のパターンである可動フェンス４２よりシート束を受け取る時のモータの線速をトルク力が高い低速とし、受け取った後に放出時の線速へ増速させる制御を実行させる。
また、シート束の枚数が所定枚数以下と判断した場合は、第１のパターンである放出時の線速でシート束を可動フェンス４２より受け取って放出を行なう制御を実行させる。
さらには、シート束を放出する際の駆動線速をシートサイズ及び綴じ枚数により判別して可変させる。具体的には、まず、シートサイズにて小サイズと大サイズに大別し、小サイズ時の線速をｖ１、大サイズ時の線速をｖ２とした場合にｖ１＞ｖ２の関係が成り立つように各線速値を決定して制御する。
次に、大サイズのシートにおいて綴じ枚数にて大別し、綴じ枚数が所定枚数以上の場合の線速をｖ２、所定枚数以下の場合の線速をｖ３とした場合にｖ２＞ｖ３の関係が成り立つように各線速値を決定して制御する。
このように、シート束の枚数が多い場合などシート束を掬う時に放出爪に掛かる負荷が高い場合においては、可動フェンス４２からシート束を受け取る時の放出モータのトルクを上げて脱調を防止することにより信頼性の向上を図ることができる。

図７は本発明による画像形成システムにおけるシート束排出処理の流れを示す制御フローチャートである。以下、シート束排出処理の流れを図１とともに図７を参照して説明する。
まず、上流機の画像形成装置Ｂから画像が形成されたシートＰを下流機であるシート後処理装置に受け入れる（Ｓ１）。次に、シートＰの整合処理をジョガーフェンス３６、先端ストッパ４１ａ、４１ｂ（図２）、後端フェンス３９によって幅方向及び縦方向に実施する（Ｓ２）。
次いで、綴じ枚数分のすべてのシートの受け入れ完了したかどうかを判断し（Ｓ３）、完了ならば、ステイプラＳ１で綴じ処理を実施する（Ｓ４）。次に、シートサイズが大きいサイズかどうかを判断する（Ｓ５）。
大きいサイズならば、綴じ枚数がＮより大きい（綴じ枚数≧Ｎ）かどうかを判断する（Ｓ６）。綴じ枚数≧Ｎならば、シート束放出時の放出モータ３５の線速値をｖ２に設定する（Ｓ７）。次に、綴じ枚数がＮより大きい（綴じ枚数≧Ｎ）かどうかを判断する（Ｓ８）。
綴じ枚数≧Ｎならば、放出モータ３５をシート束放出時の線速（低速）にて駆動する（Ｓ９）。続いて、可動フェンス４２からシート束の完了かどうかを判断し（Ｓ１０）、完了ならば、放出モータ３５をシート束放出時の線速に増速し（Ｓ１１）、シート束排紙処理を行なう（Ｓ１２）。

上記のステップＳ５で大きいサイズでないならば、シート束放出時の放出モータ３５の線速値をｖ１に設定する（Ｓ１３）。また、上記のステップＳ６で綴じ枚数≧Ｎでないならば、シート束放出時の放出モータ３５の線速値をｖ３に設定して（Ｓ１４）、ステップＳ８を実行する。
上記のステップＳ８で綴じ枚数≧Ｎでないならば、放出モータ３５をシート束放出時の線速にて駆動し（Ｓ１５）、次いで、動作中の可動フェンス４２から放出爪３８ａによってシート束を受け取る（Ｓ１６）。最後に、シート束排紙処理を行なう（Ｓ１２）。
従って、本発明では、放出するシート束の条件に応じて、シート束放出時の動作モードを切り換えることで信頼性と生産性の向上との両立を図るようにしている。
なお、放出時に放出爪３８ａに掛かる負荷はシート束の枚数の他、シートの厚みやサイズによっても異なってくるため、受け入れるシートの情報をその都度検知或いは上流の画像形成装置から受け取り、常に最適な制御を行なうようにするのが好ましい。

本発明によれば、シート束放出時の放出制御を諸条件に合せて可変とすることにより生産性及び信頼性の向上を図ることができる。また、本発明によれば、シート束放出時の放出モータ３５の駆動線速を諸条件に合せて可変とすることにより生産性及び信頼性の向上を図ることができる。
さらに、本発明によるシート後処理装置を適用すれば、上述したシート後処理の信頼性と生産性の向上を図ることができる、画像形成（処理）装置、画像形成（処理）システムを提供することができる。

本発明の実施の形態に係るシート後処理装置を示す全体構成図である。 本発明によるシート後処理装置のステイプルトレイ部をシート搬送面に垂直な方向から見た概略平面図である。 先端ストッパ、放出爪、後端フェンス、及び可動フェンスの位置関係を示す概略図である。 本発明のシート後処理装置の実施の形態における制御回路を示すブロック図である。 シート束を放出する場合の第１のパターンを説明するタイミングチャートである。 シート束を放出する場合の第２のパターンを説明するタイミングチャートである。 本発明による画像形成システムにおけるシート束排出処理の流れを示す制御フローチャートである。

符号の説明

Ａ シート後処理装置、Ｂ 画像形成装置、Ｐ シート、５ 放出ユニット（ステイプルユニット）、３４ シート載置手段（ステイプルトレイ）、３５ 放出モータ、３６ 整合手段（ジョガーフェンス）、３８ 放出手段（放出ベルト）、３８ａ 放出部材（放出爪）、３９ａ 整合手段（後端フェンス）、４１ａ 整合手段（先端ストッパ）、４２ 可動部材（可動フェンス）、５２ 上面検知センサ（放出爪ホームセンサ）、７０ 制御手段（マイクロコンピュータ）、７１ ＣＰＵ、Ｓ１ 端綴じステイプラ

Claims (3)

1. 上流機から搬送されたシートを受け入れてスタックするシート積載手段と、前記シート積載手段内にスタックされた前記シート又はシート束を搬送方向と直交する方向に整合する整合手段と、前記シート又はシート束の端面を掬う放出部材と、整合後の前記シート束を排出し、前記シート束の放出時に前記放出部材の動作軌跡範囲内まで前記シート束を上昇させる可動部材と、を備えるシート後処理装置において、
   前記放出部材を駆動する放出モータは、前記シート束に含まれる前記シートの枚数がｎ枚以上の場合は、前記シート束を前記可動部材から受け取る時は低速で、受け取った後に所定の放出時の駆動線速まで増速して前記シート束を放出するパターンにて動作し、前記シート束に含まれる前記シートの枚数がｎ枚未満の場合は、前記放出モータを放出時の駆動線速まで立ち上げた後に、前記可動部材により動作中の前記シート束を受け取って放出するパターンにて動作し、
   前記シート束放出時の前記駆動線速は、前記シートが小サイズの時の線速をｖ１、前記シートが大サイズで枚数がｎ枚以上の時の線速をｖ２、前記シートが大サイズで枚数がｎ枚未満の時の線速をｖ３とした場合に、ｖ１＞ｖ２＞ｖ３の関係を満たしていることを特徴とするシート後処理装置。
2. 給紙された記憶媒体であるシートに形成された画像を転写し、前記シート上に転写された画像を定着して下流機に向けて排出する画像形成装置において、前記下流機として請求項１記載のシート後処理装置を併設することを特徴とする画像形成装置。
3. 上流機として画像形成装置をかつ下流機としてシート後処理装置を備えている画像形成システムにおいて、請求項２記載の画像形成装置を含んでいることを特徴とする画像形成システム。

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