JP5218025B2 - 後処理装置及び画像形成システム - Google Patents

Description

本発明は、電子写真複写機やプリンタや印刷機等の画像形成装置により画像を形成されたシートを受け入れ、ステイプラにより自動的に綴じ合わせ処理した後、排出手段により排紙トレイ上に排出する後処理装置に関する。

画像形成装置から排出される大量の用紙を収容可能な後処理装置では、排出口に駆動機構により昇降可能な排紙トレイを備えるものが一般的である。そして、排出用紙の積載不良及び詰まりをなくす、あるいは用紙処理の操作性を向上させるために、特許文献１などに知られるように、排紙トレイ上に積載された用紙の上位面を検知する用紙面検出手段を設け、その検知結果に応じて排紙トレイを適量下降させるよう制御して、排紙口と積載された用紙の上位面との高さを適正な範囲に維持している。

特許文献１に記載の後処理装置は、昇降可能な排紙トレイＴ上に積載され綴じ合わせ処理された用紙束の最上面位置を検知するトレイ上限センサの検知部材（アクチュエータとも記載される）を、用紙束を綴じ合わせるステープル針の近傍位置に配置するものである。

そして、上記トレイ上限センサの検知結果に基づき、次に排出されるステープル処理済み用紙束が適切に積載できる位置まで排紙トレイを降下させて、排出用紙束の積載不良及び詰まり、排紙ローラの劣化を解消させるものである。

特許文献２に記載の後処理装置は、排紙トレイ上に積載される製本用紙のステープル部分に排紙トレイセンサを配設し、この排紙トレイセンサの検知結果に基づき次に排出される製本用紙が適切に積載済みの製本用紙上に積載できる位置まで排紙トレイを降下させるものである。特許文献１と同様にシングルシートモードあるいはステープルモードといった処理に関わらず、排出シートの積載不良及び詰まりをなくし、複写における作業性を向上させるものである。
特開平１０−３３００２４号公報 特開平５−３１９６７９号公報

特許文献１の後処理装置では、排紙トレイＴに積載する用紙の後端部を規制する用紙後端基準部材６７に対して外側に張り出すように、用紙を排紙トレイＴに排出する排紙ローラ対と、トレイ上昇位置センサの検知部（アクチュエータの先端部）が配設されている。そして、アクチュエータの先端部は、ステープル位置である用紙上の後角が通過する領域に配設され、更にアクチュエータの先端部の直ぐ内側に排出ローラ（下ローラ）を配している。

ところが、特許文献１の後処理装置では、図４の位置ＳＰ２に示す中央２箇所にステープル針を施した場合に、ステープル処理されて排紙トレイＴ上に積載する用紙束の最上用紙の後端両側に用紙角折れが発生する。また、図４に示す位置ＳＰ１のように用紙搬送方向における用紙の後端左側にステープル針を施した場合には、排紙トレイＴ上に積載する用紙束の最上用紙の後端右側に用紙角折れが発生する。そして、同時に用紙上限検知センサが誤作動し、ジャム等の不良が併発するという新たな課題が生じた。

図１１を用いて、上記の課題に関して推察される発生機構を以下に述べる。

図１１は、本発明の課題に係る「最上用紙における用紙角折れ」を示す、用紙束Ｐの最上用紙Ｓの状態図であり、用紙束の排出方向に直交する方向の手前側から観た正面図である。

図１１では、ステープル針が、奥側に、つまり用紙束の排出方向における後端部右側に施されていて、手前側にはステープル針が施されていない。破線で図示されるアクチュエータ６８の先端部６８Ａは、下ローラ５Ｃの近接して排紙トレイＴに積載された用紙束Ｐの最上面を検知するものであり、下ローラ５Ｃの排紙側外径に近い位置まで突き出るように、下ローラ５Ｃの手前側に配設されている。

そして、下ローラ５Ｃと上ローラ５Ａとのニップから排出された用紙束Ｐは自身としての重みが大きく、その後端部の下角が回動する下ローラ５Ｃの表面に当接しながら且つ一体的に移動する。そして、用紙束Ｐは、その後端を押されるようにして傾斜した排紙トレイＴに沿って移動する。更にその後端部は下ローラ５Ｃの回動表面によって下方にしごかれながら、排紙トレイＴに向かって落下する。

他方、ステープル針が施されていない用紙束Ｐの手前側は、ステープル針が施された奥側と異なり、ステープル針の拘束が弱く、個々の用紙として姿勢（カール）及び挙動が現れ易い。最上用紙Ｓの手前側は、特に個々の用紙として姿勢（カール）及び挙動が顕著である。

上記の最上用紙Ｓの手前側がアクチュエータの先端６８Ａに接触すると、その姿勢が容易に変えられ、排出方向への移動が抑制される。更に、個々の用紙Ｓはその面に直交する方向の作用によって一層容易に変形する特性がある。

従って、手前側において最上用紙Ｓがアクチュエータの先端６８Ａに触れる状態の下で、用紙束Ｐの後端部が、排出方向に移動する、あるいは鉛直方向に落下すると、最上用紙Ｓ上に大きな歪みが生じる。

更に、最上用紙Ｓの歪みが進行して下ローラ５Ｃの表面に最上用紙Ｓの後端部が接触すると、その接触部に排紙ローラの回転方向の摩擦作用が発現する。このようなレベルに達すると、アクチュエータの先端６８Ａと下ローラ５Ｃとの間に一気に大きな局所的な用紙歪みに発展する。図示の一点鎖線ａは、最上用紙Ｓ上に生じた上記の局所的な用紙歪みの極大部を示す線分である。このような状態が「最上用紙Ｓの後端角部における用紙折れ」である。

また、アクチュエータに代わって用紙の排出をスムーズに案内するために固定したガイド部材を下ローラ５Ｃの近傍に配設した形態でも、上記と同様の現象、問題が発生する。

特許文献２の後処理装置でも、排紙トレイセンサの検知部（シート用接片と記載される）が排出ローラの近傍に配置し、更にステープル針のある用紙の隅に対応する位置にシート用接片を配設している。用紙及び用紙束のスムーズな排紙を考慮すると、恐らくシート用接片の直ぐ内側に排出ローラが配設されているものと推察される。

従って、特許文献２の後処理装置でも上記のステープル用紙束の用紙角折れが内在するものと推察される。

本発明の目的は、ステープル処理済み用紙束の最上用紙に角折れを発生させることもなく、大容量の用紙を高速に収容できる、昇降可能な排紙トレイを備える後処理装置を提供すること。

前記の本発明の目的は、下記の構成により達成される。
１．画像形成装置から搬入された用紙を一旦収納し、収納された複数枚の用紙からなる用紙束を綴じる用紙綴じ部と、正転により前記用紙綴じ部から搬送された前記用紙束を排出して排紙トレイ上に積載する排紙ローラと、前記用紙綴じ部と前記排紙ローラとを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記用紙束の後端部が前記排紙ローラの位置を通過した後に、前記排紙ローラを所定期間逆転させ、前記用紙綴じ部で処理された用紙束の枚数又は厚みが所定値以下である場合に、前記排紙ローラを所定期間逆転させずに継続して正転させるよう、前記排紙ローラの駆動を制御することを特徴とする後処理装置。
２．用紙上に画像を形成する画像形成装置と、上記１に記載の後処理装置と、を備えて成ることを特徴とする画像形成システム。

本発明は、用紙束の後端部が排紙ローラの位置を通過した後に、該排紙ローラを所定期間逆転させるよう、該排紙ローラの駆動を制御することよって、ステープル処理済み用紙束の最上位紙における用紙角折れの発生を未然に防止できる後処理装置及び該後処理装置を備える画像形成システムの提供を可能にする。

本発明の後処理装置及び画像形成装置を図面に基づいて説明する。

［画像形成装置］
図１は、画像形成装置Ａ、後処理装置ＦＳから成る画像形成システムの全体構成図である。

画像形成装置Ａは、回転する像担持体１の周囲に、帯電手段２、像露光手段（書込手段）３、現像手段４、転写手段５Ａ、除電手段５Ｂ、及びクリーニング手段６を配置した画像形成部を有し、帯電手段２によって像担持体１の表面を一様に帯電する。その後に、該像担持体１上に対し像露光手段３のレーザビームによって原稿から読み取られた画像データに基づく露光走査を行って潜像を形成し、該潜像を現像手段４により反転現像して像担持体１の表面にトナー像を形成する。

一方、用紙収納手段７Ａに収容された用紙Ｓは、給紙手段７Ｂにより給紙され転写位置へと送られる。転写位置において転写手段５Ａによりトナー像が用紙Ｓ上に転写される。その後に、用紙Ｓは除電手段５Ｂにより裏面の電荷が消去され、像担持体１から分離され、中間搬送手段７Ｃ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、排紙手段７Ｄから排出される。

用紙Ｓの両面に画像形成を行う場合には、定着手段８により加熱定着された用紙Ｓを、搬送路切換板７Ｅにより通常の排紙通路から分岐し、反転搬送手段７Ｆにおいてスイッチバックして表裏反転した後、排紙手段７Ｄにより装置外に排出される。排紙手段７Ｄから排出された用紙Ｓは、後処理装置ＦＳに送り込まれる。

一方、像担持体１の画像処理後の表面は、クリーニング手段６により表面に残留している現像剤が除去され、次の画像形成に備える。

後処理装置ＦＳにおいて、画像形成装置Ａから排出された用紙Ｓに、穿孔手段４０による穿孔処理、シフト手段５０によるシフト処理、用紙綴じ部７０の集積部（中間スタッカ）に配置された綴じ手段（以下においてステープル手段７０Ａと称す）による綴じ処理、及び折り処理部８０による折り処理等の後処理が為される。そして、各処理の後に直接排紙手段３０の固定排紙台３３、及び昇降可能な排紙トレイ（以下においてトレイ６２と称す）、下部排紙台８５の何れかに送り込まれる。

画像形成装置Ａの主制御部１００の通信手段１０１と、後処理装置ＦＳの後処理制御部２００の通信手段２０１とは電気的に接続され、制御信号の授受が相互に行われる。

操作部９の選択手段により、後処理装置ＦＳの第１給紙手段２０Ａ、第２給紙手段２０Ｂによる給紙、穿孔手段４０による穿孔処理、シフト手段５０によるシフト処理、用紙綴じ部７０による端綴じ、中綴じの各処理、折り処理部８０による中折り処理が設定される。

主制御部１００はこの設定により、通信手段１０１を介して後処理装置ＦＳに制御信号を送る。制御信号は通信手段２０１を介して後処理制御部２００に伝達される。後処理制御部２００は設定された前記各処理手段を駆動する。

［後処理装置］
図２は、後処理装置ＦＳの断面図である。

〈挿入用紙、表紙用紙の給紙〉
後処理装置ＦＳの受入部１１には、画像形成装置Ａから画像形成処理された用紙Ｓと、第１給紙手段２０Ａから供給される用紙束間を仕切る挿入用紙ＫＡと、第２給紙手段２０Ｂから供給される表紙用紙ＫＢとが導入される。

第１給紙手段２０Ａの給紙皿内に収容された挿入用紙ＫＡは、給紙部２１により分離、給送され、搬送ローラ２２，２３，２４に挟持されて、受入部１１に導入される。また、第２給紙手段２０Ｂの給紙皿内に収容された表紙用紙ＫＢは、給紙部２５により分離、給送され、搬送ローラ２３，２４に挟持されて、受入部１１に導入される。

〈穿孔処理〉
受入部１１の用紙搬送方向下流側に配置された穿孔手段４０は、画像形成装置Ａから送り込まれた用紙Ｓ、及び第１給紙手段２０Ａから搬送された挿入用紙ＫＡ、第２給紙手段２０Ｂから搬送された表紙用紙ＫＢに穿孔処理を行う。

〈用紙分岐〉
穿孔手段４０の用紙搬送方向下流側には、切換手段Ｇ１，Ｇ２から成る用紙分岐手段が設けられている。切換手段Ｇ１，Ｇ２は上段排紙用の第１搬送路ｒ１、中段の第２搬送路ｒ２、下段の第３搬送路ｒ３の何れかに選択的に分岐される。

〈単純排紙〉
この用紙搬送が設定されると、切換手段Ｇ１は第２搬送路ｒ２、第３搬送路ｒ３を遮断し、第１搬送路ｒ１のみを開放する。

第１搬送路ｒ１を通過する用紙Ｓ等は、搬送ローラ３１に挟持されて上昇し、排出ローラ３２により排出され、固定排紙台３３上に載置され、順次積載される。固定排紙台３３には最大約２００枚の用紙Ｓ等を積載することができる。

〈シフト処理〉
この搬送モードに設定されると、切換手段Ｇ１は上方に退避し、切換手段Ｇ２は第３搬送路ｒ３を遮断し、第２搬送路ｒ２を開放し、用紙Ｓの通過を可能にする。用紙Ｓは切換手段Ｇ１，Ｇ２の間に形成された通紙路を通過する。

画像形成装置Ａより排出された画像形成済みの用紙Ｓ、又は、第１給紙手段２０Ａから給送された挿入用紙ＫＡ、或いは、第２給紙手段２０Ｂから給送された表紙用紙ＫＢは、切換手段Ｇ１，Ｇ２の中間通紙路を通過して、シフト手段５０により用紙搬送方向に直交する方向にシフト処理される。

シフト手段５０は所定の枚数毎に、搬送幅方向に用紙の排紙位置を変えるシフト処理を行う。シフト処理された用紙は、排紙部６０の排紙ローラ対６１により挟持されて排出口６０Ａから機外のトレイ６２に排出され、順次載置される。このトレイ６２は多数枚の用紙Ｓを排紙するときには、順次下降するように構成されている。

〈平綴じ処理〉
操作部９（図２参照）において平綴じ処理が設定されると、画像形成装置Ａで画像形成処理されて、後処理装置ＦＳの受入部１１に送り込まれた画像形成済みの用紙Ｓは、穿孔手段４０を通過し、切換手段Ｇ２の下方の第３搬送路ｒ３に送り込まれ、搬送ローラ１２に挟持されて下方に搬送される。

第３搬送路ｒ３において、用紙Ｓは通紙路１３を通過して、搬送ローラ１４に挟持され、下流の入口搬送ローラ対１５により挟持されて送り出されて用紙綴じ部７０に至る。用紙綴じ部７０において、用紙Ｓは傾斜配置された用紙載置台７１の上方空間に排出され、用紙載置台７１または用紙載置台７１上に積載された用紙Ｓの上面に接し、斜め上方に搬送される。用紙Ｓは、その後端が搬送ローラ１４の挟持位置から排出された後には、自重により下降に転じ、用紙載置台７１の傾斜面上を搬送される。そして、ステープル手段７０Ａの近傍に配設された平綴じ用の第１突当部材７２に用紙Ｓの後端部が当接して停止する。

幅整合部材７３は、用紙載置台７１の上流側、且つ両側面に設けられた一対の移動可能な幅整合部材であり、用紙Ｓの幅方向の側縁を軽打して用紙Ｓの幅揃え（幅整合）を行うものである。この停止位置において、用紙載置台７１上に所定枚数の用紙Ｓが積載、整合されると、ステープル手段７０Ａにより平綴じ処理が行われ、所定枚数の用紙Ｓからなる用紙束Ｐが綴じ合わされる。

上記の平綴じ処理が施された用紙束Ｐは、矢印ａの方向に回動する排出ベルト７５に固設する排出爪７６により、その後端部を保持され、用紙載置台７１の載置面上を滑走して斜め上方に押し上げられる。そして、排紙部６０の排紙ローラ対６１の挟持位置に進行する。

回転する排紙ローラ対６１に挟持された用紙束Ｐは、排出口６０Ａから排出され、トレイ６２上に積載される。

〈中綴じ・中折り処理〉
中綴じ処理に設定されると、ステープル手段７０Ａの綴じ針の打針位置近傍に配設される第１突当部材７２が搬送路から待避し、下流の中綴じ中折り兼用の第２突当部材７８が通紙路７７の延長面方向に所定距離移動して通紙路７７を遮断する。

所定枚数の用紙Ｓが用紙載置台７１上に位置決め載置された後、その所定枚数の用紙Ｓからなる用紙束Ｐにステープル手段７０Ａによる中綴じ処理を行う。

用紙綴じ部７０の斜め下方には、折り処理部８０が配置されている。中綴じ処理後、第２突当部材７８が用紙Ｓの搬送下流方向に直線移動する。移動可能な第２突当部材７８は、上方位置において中綴じ処理時の用紙Ｓの停止位置を規制するとともに、下方位置において中折り処理時の用紙Ｓの停止位置を規制する。

折り処理部８０は、折り板８２、折りローラ８３，８４等から成り、用紙Ｓを二つ折り処理する。折り処理後の用紙Ｓは、図示しない排紙手段により装置外に排出され、下部排紙台８５に収容される。

〈トレイ６２の昇降駆動〉
図３は、後処理装置ＦＳの排紙部６０のトレイ昇降手段を示す断面図である。

回転速度可変のモータＭは、減速歯車列Ｚを介して駆動プーリ６３Ａを駆動回転させ、駆動プーリ６３Ａと上方の従動プーリ６３Ｂとを巻回するワイヤ６４を回動させる。トレイ６２の基部がワイヤ６４の一部に係止部材６５で固定されおり、トレイ６２はワイヤ６４の回動により用紙後端基準部材６７に沿って昇降する。

用紙後端基準部材６７の上部には、トレイ６２の上限位置を検出するトレイ上限位置センサＰＳ１と、トレイ６２上に積載される用紙Ｓの上昇位置を検出するトレイ上昇位置センサＰＳ２とが配置されている。

トレイ上限位置センサＰＳ１の検出信号により、モータＭの上昇駆動が停止され、トレイ６２は上限位置で停止される。トレイに用紙が積載されている場合、トレイ６２は、トレイ上昇位置センサＰＳ２の検出信号に基づき、モータＭにより下降駆動されて、積載された用紙Ｓの最上面と排紙ローラ対６１の外周面と間に所定間隙が形成される。

図３に示す破線は、トレイ最下限位置センサＰＳ３であり、トレイ６２の最下限位置を規定するものである。

この最下限位置にトレイ６２がある場合に、トレイ６２上に最大約３０００枚の用紙Ｓを積載可能である。

〈ステープル処理済み用紙束の排出時のトレイ昇降処理〉
図４は、排紙部６０によりトレイ６２上に排出されたステープル処理済み用紙束Ｐの上面図である。

ＳＰは、用紙束Ｐの後端部に施されたステープル針の位置を示す。実線のＳＰ１は右後端部に施されたステープル針の位置である。破線のＳＴ２は左後端部に施されるステープル針の位置であり、破線のＳＴ３は中央の後端部に施されるステープル針の位置である。

図５（ａ）は、トレイ６２上に３部目のステープル処理済み用紙束が積載された状態を示す断面図であり、図５（ｂ）は、３冊の用紙束を上昇させてトレイ上昇位置センサＰＳ２を作動させてトレイ６２が停止した状態を示す断面図である。図５（ｃ）は、次の４部目の用紙束を積載させるために、トレイ６２が図５（ｂ）の状態から所定量Ｄだけ降下して停止した状態を示す断面図である。

図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、用紙後端基準部材６７の上部近傍には、フォトインタラプタ型のトレイ上昇位置センサＰＳ２と揺動可能な用紙上限検出部材（以下ではアクチュエータ６８と称す）とから成る用紙上限検出手段が設置されている。

排紙ローラ対６１は、回転する排紙ローラ（以後下ローラ６１Ａと称す）と、上ローラ６１Ｂとで構成され、用紙綴じ部７０より搬送されたステープル処理済み用紙束をトレイ６２上に排出している。

アクチュエータ６８の先端部６８Ａは、排紙ローラ対６１の下ローラ６１Ａから数ｍｍ外側に離れて設置されている。

図５（ａ）は、トレイ６２上には３部目の用紙束Ｐ３が積載された直後の状態である。Ｇは、２部目の用紙束Ｐ２と下ローラ６１Ａの外周面との距離を示している。

次に、トレイ６２が上昇駆動されて、アクチュエータ６８の先端部６８Ａが、トレイ６２上の用紙束Ｐ３の上面に接したとき、アクチュエータ６８の後端部６８Ｂがトレイ上昇位置センサＰＳ２の光検出部を開放してスイッチオフ状態とし、トレイ６２の上昇駆動を一時停止させる。図５（ｂ）は、この一時停止の状態である。

上記の一時停止状態において、用紙束Ｐ３の最上用紙は、下ローラ６１Ａに適量の圧力で接触され、後端側に送り込まれ、用紙後端基準部材６７で規制されている。

図５（ｂ）のＣは、一時停止状態におけるトレイ６２の下部の位置を示す。

４部目の用紙束を受け付けるために、後処理制御部２００及び駆動手段は、一時停止の後に、引き続きトレイ６２を距離Ｄだけ下降させて停止させる。

図５（ｃ）は、この動作後の状態を示している。Ｂは、トレイ下部の停止位置であり、高さにおける停止位置Ｃと停止位置Ｂの差分である距離Ｄは３０ｍｍである。

図５（ｃ）のＧは、３部目の用紙束Ｐ３と下ローラ６１Ａの外周面との距離を示している。この距離Ｇによって、排紙ローラ対６１から排出される４部目の用紙束は、トレイ６２上の用紙束上を用紙後端基準部材６７に向けて滑降してトレイ６２上に余裕を有して載置される。

上記の距離Ｇ、Ｄは、用紙束Ｐの最大厚みの仕様、あるいは排紙される用紙束の用紙におけるカール量等を考慮して適宜設定されるものである。

〈排紙部の排紙ローラ対〉
図６は、後処理装置ＦＳの排紙ローラ対６１の構成を示す、トレイ６２側から観た場合の断面図である。トレイ６２上に３部の用紙束が積載され、排紙ローラ対６１のニップに４部目の用紙束が挟持されている状態である。

図示のように排紙ローラ対６１は、上ローラ６１Ｂと下ローラ６１Ａとで成る。下ローラ６１Ａは、下支持軸６１Ａ３に支持されたスポンジ材の製作された弾性ローラ（以下においてスポンジローラ６１Ａ１と称す）と、スポンジローラより外径の小さい２つのゴムローラ６１Ａ２とで構成される。そして、下支持軸６１Ａ３の片側に排紙駆動モータＭ２から駆動伝達を受ける歯車６１Ａ４が固設される。

上ローラ６１Ｂは、下ローラ６１Ａのゴムローラ６１Ａ２に対し図示していない付勢手段で付勢され、上支持軸６１Ｂ２で支持された樹脂ローラ６１Ｂ１である。

スポンジローラ６１Ａ１は、下支持軸６１Ａ３に幅方向に渡って固設される。そして、上述のアクチュエータ６８の先端部６８Ａが、中央の２つスポンジローラ６１Ａ１の中間位置と、残りの４つのスポンジローラ６１Ａ１の外側付近とに配設されている。

また、排出される用紙Ｓ及び用紙束Ｐの後端を検知する排紙検知手段の排紙検知部材６９が、図示のように２つの樹脂ローラ６１Ｂ１の間に配設されている。

〈排紙検知手段〉
図７は排紙検知手段の構成を示す断面図である。

排紙検知手段は、後処理装置内における上流側から搬送され排紙ローラ対６１からトレイ６２上に排出される用紙Ｓ及び用紙束Ｐの後端を検知するものであり、排紙ローラ対６１の上ローラ６１Ｂを支持する支持部材６１Ｂ３に支持される。そして、支持部材６１Ｂ３の支点穴Ｈに揺動可能に支持される排紙検知部材６９とフォトインタラプタ型の排紙センサＰＳ４とから構成されている。

排紙検知部材６９は、２つの上ローラ６１Ｂの軸方向における中間に配設されている。そして、上ローラ６１Ｂと下ローラ６１Ａとの軸線上に位置する先端部６９Ａと、支点穴Ｈに回動可能に嵌合される支持軸６９Ｃと、排紙センサＰＳ４の検出部を遮蔽し、あるいは開放する遮蔽片６９Ｂを有する。

先端部６９Ａは、排紙検知部材６９自体の自重モーメントにより矢印のように回転して非図示の規制部材により所定位置に静止する。先端部６９Ａが上記の所定位置にある状態では、排紙センサＰＳ４の検出部は遮蔽片６９Ｂで遮蔽され、用紙Ｓおよぶ用紙束Ｐの通過により先端部６９Ａが図示の位置にある状態では、排紙センサＰＳ４の検出部は開放される。

〈後処理制御部〉
図８は、後処理装置ＦＳの制御を行う後処理制御部２００に係る制御ブロック図である。

後処理装置ＦＳの後処理制御部２００と画像形成装置Ａの主制御部１００は、それぞれの内部にある通信部を介して制御データを通信している。

後処理制御部２００は、バス２０４を介して各センサから信号を入力して、排紙駆動部２０２及び昇降駆動部２０３に各種の制御信号を出力している。

昇降駆動部２０３は、後処理制御部２００から転送された制御信号である、「上昇開始」、「上昇停止」の信号に基づき昇降駆動モータＭ１をトレイ６２の上昇方向に作動させる、あるいは停止させる。そして、「下降開始」、「下降停止」の信号に基づき、昇降駆動モータＭ１をトレイ６２の下降方向に作動させる、あるいは停止させるものである。

排紙駆動部は、後処理制御部２００から転送された制御信号である、排紙駆動モータＭ２の回転速度指令に基づき、排紙ローラ対の下ローラを任意回転速度プロフィールで作動させるものである。ここでは、排紙駆動モータＭ２としてステッピングモータを用いている。

〈下ローラの回転動作の切替〉
図９は、排紙駆動モータＭ２の速度切替の動作を示すタイミングチャートである。

上部には、排紙センサＰＳ４の検知信号と排紙駆動モータＭ２の速度のプロファイルが表示されている。正転は、用紙束Ｐと用紙Ｓをトレイ６２上に排出する排紙駆動モータの回転方向であり、逆転は、正転と逆方向の回転方向であることを意味する。

下部には、昇降駆動モータの状態（上昇、降下及び停止）の変化及び、トレイ上昇位置センサＰＳ２の検知信号の変化を示している。ＯＦＦは、排紙センサＰＳ４及びトレイ上昇位置センサＰＳ２の検知部が遮蔽された状態に対応し、ＯＮは同上の検知部が開放された状態を対応する。

排紙駆動モータＭ２はステッピングモータであるために、正転から逆転等に速度切替る際に脱調させないよう、図示のように傾斜的に切替えられる。

Ｔａは、排紙センサの検知結果が「用紙束有」から「用紙束無」に切り替った時点、つまり用紙束の後端通過を検知した時点ｔ１から、排紙駆動モータＭ２が正転から逆転に切り替えられた時点ｔ２までの時間差に対応する。

Ｔｂは、ｔ２から排紙駆動モータＭ２が逆転から正転に切り替えられた時点ｔ３までの時間差である「逆転期間」に対応する。

Ｔｃは、最終部の用紙束Ｐのみに関連する期間であり、時点ｔ３から正転状態の排紙駆動モータが停止する時点ｔ４までに経過する「正転期間」である。

図９では、Ｎ部の用紙束排紙処理において、（Ｎ−１）部目とＮ部目の用紙束を排出する状態のタイムチャートである。

次に、本発明の課題である「用紙束の後端角折れの防止」に関する検討結果を述べる。具体的には、図１０を用いて、Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃの影響に関するものである。

Ｔａは、排紙ローラ対６１のニップを通過した後の用紙束Ｐをスムーズにトレイ６２上に案内するための回転時間である。用紙束Ｐの下部は下ローラ６１Ａ表面の摩擦力を受けて排出方向に搬送され、特に、その後端部はスポンジローラに対してくい込むような状態を形成して搬送される。従って、Ｔａは、トレイ６２に積載される用紙束Ｐにおいて曲がり、不揃い等の問題が生じない程度の所定期間を必要とするものである。

Ｔｂは、「用紙束の後端角折れの防止」には有効であり、以下に述べる。

前述で図１１を用いて述べたように、ステープル処理済み用紙束の後端角部において「用紙角折れ」が発生する状況では、ステープル針が施されていない側で最上用紙Ｓの後端角部が、アクチュエータ６８の先端部６８Ａに引っ掛かり、更に下ローラ（スポンジローラ）に引き込まれて歪みをもった形態が発生している。

下ローラの逆転によって「用紙束の後端角折れ」が防止される理由は、スポンジローラの逆転期間に応じて上記の最上用紙Ｓの歪みが戻されて、アクチュエータ６８の先端部６８Ａに対する最上用紙Ｓの引っ掛かりが開放されるためと推察される。以下の検証結果を述べる。

図１０は、下ローラ６１Ａの逆転期間Ｔｂと最上用紙の状態との関係を示す、最上紙の状態図である。図１０（ａ）、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）の順番は、逆転期間Ｔｂに応じた順番を示す。

図１０（ａ）は、逆転期間Ｔｂが短すぎる場合であり、上記の最上用紙Ｓの歪みは改善されるが、図示のように残り、アクチュエータ６８の先端部６８Ａに対する最上用紙Ｓの引っ掛かりが開放されるまでに至っていない状態である。一点鎖線ｂは、用紙上における歪みの極大部を示す線分である。

図１０（ａ）の状態では、その後の下ローラの正転により、最上用紙の後端部は、逆転前の引っ掛かり状態に戻り、「用紙束の後端角折れ」は解決されない。

図１０（ｂ）は、図１０（ａ）状態から更に逆転が進行した状態である。この状態では、アクチュエータ６８の先端部６８Ａに対する最上用紙Ｓの引っ掛かりが完全に開放され、最上用紙Ｓの後端面（エッジ）がスポンジローラ６１Ａ１上に当接している。

図１０（ｂ）の状態では、その後の下ローラの正転により最上用紙の後端エッジがスポンジローラに対してくい込む方向に作用するために、最上用紙Ｓに対して十分な搬送力を与えることができ、残った最上用紙を排出方向に十分に変位させて落下させる。最上用紙Ｓは、ステープル処理済み用紙束としての本来姿勢に復帰される。

従って、「用紙束の後端角折れ」は解決される。

図１０（ｃ）は、図１０（ｂ）の状態から更に逆転を進行させた場合における最上用紙Ｓの姿勢を示す状態図である。ここでは、引っ掛かり状態から開放された最上用紙Ｓの後端部がスポンジローラ６１Ａ１の摩擦力で更に逆転方向に搬送されて、図示のように最上用紙Ｓの後端がスポンジローラ６１Ａ１の表面から突き出し、最上用紙Ｓの下面でスポンジローラ６１Ａ１上に接している。

図１０（ｃ）の状態になると、最上用紙Ｓの後端部はその下面が下ローラに接触して形態を為している。スポンジローラに対する上記の形態では、その後の正転によっても、残った最上用紙を排出方向に十分に変位させる程に最上用紙Ｓに対して十分な搬送力を与えることができない。従って、図１０（ｃ）の状態が残存し、そのような状態の下で次の用紙束が排出されるために、アクチュエータ誤作動等の新たな障害を発生させる。

再び図９に戻り、最終部の用紙束Ｐのみ関係する再正転期間Ｔｃについて述べる。

最終部の用紙束Ｐでは、逆転期間Ｔｂの後に所定時間以上の再正転期間Ｔｃが必要である。再正転期間Ｔｃが短すぎると、スポンジローラ６１Ａ１の逆転で引っ掛かり状態から開放された最上用紙Ｓの後端部がスポンジローラ６１Ａ１上に残り、用紙束Ｐの排紙揃いの観点から好ましくない。

上記のように逆転期間Ｔｂは、下ローラの材質、回転速度、アクチュエータとの間隙、及びアクチュエータの形状等によって適宜設定されるものであり、下ローラ６１Ａ（スポンジローラ６１Ａ１）の逆転角度θに置き換え可能である。

鋭意検討したところでは、好ましい逆転角度θの範囲は、２５°以上であり、且つ３６０°以下である。

特に好ましい範囲は、４５°以上であり、且つ１８０°以下である。

上記のように、本発明は、排紙ローラ対を所定期間逆転させるという簡易な機構により、「ステープル処理済み用紙束における最上用紙の後端角折れ」の問題を解決できるものである。

また、ステープル処理済み用紙束の用紙枚数が所定数以下の場合には、本発明の課題であるところの「ステープル処理済み用紙束における最上用紙の後端角折れ」が生じないことも確認されている。

例えば、Ａ４サイズで５５ｋｇ／ｍ^２斤量の用紙が５枚以下の場合には本発明の課題が発生しない。このような場合には、以下のような制御を行うことも有効である。

後処理制御部２００によって、上記のような所定枚数、あるいは所定厚み以下の用紙束が排出される場合に、下ローラ６１Ａを逆転させずに継続して正転させるよう、下ローラ６１Ａの駆動を制御するようにしてもよい。このように制御することによって、排紙手段の部品の長寿命及び高速排紙処理への対応を図ることが可能になる。

なお、上記の実施の形態では、排紙駆動モータＭ２としてステッピングモータを用いているが、これに限定されるものでなく、ＤＣモータ、あるいはメカクラッチ等に回転方向を切り替える駆動手段であってもよい。

また、上記の実施の形態における期間Ｔａ及び逆転期間Ｔｂ及び再正転期間Ｔｃは、排紙駆動モータＭ２及び排紙ローラ（下ローラ）に至る駆動系の形態により適宜設定されるものである。

画像形成装置、後処理装置から成る画像形成システムの全体構成図。 後処理装置の断面図。 後処理装置の排紙部のトレイ昇降手段を示す斜視図。 排紙部のトレイ６２上に排出されたステープル処理済み用紙束Ｐを示す上面図。 トレイ上に積載されたステープル処理済み用紙束の状態を示す断面図。 後処理装置ＦＳの排紙ローラ対６１の構成を示す、トレイ６２側から観た場合の断面図。 後処理装置の排紙検知手段を示す断面図。 後処理装置ＦＳの後処理制御部２００の制御ブロック図。 排紙駆動モータＭ２の速度切替動作を示すタイミングチャート。 下ローラ６１Ａの逆転期間と最上用紙の変位との関係を示す、最上紙の状態図。 本発明の課題に係る「用紙角折れ」を示す最上用紙の状態図。

符号の説明

６０ 排紙部
６１ 排紙ローラ対
６１Ａ 下ローラ
６１Ａ１ スポンジローラ
６１Ｂ 上ローラ
６１Ｂ１ 樹脂ローラ
６２ トレイ（排紙トレイ）
６８ アクチュエータ
６９ 排紙検知部材
７０ 用紙綴じ部
７０Ａ ステープル手段
１００ 主制御部
２００ 後処理制御部
Ａ 画像形成装置
ＦＳ 後処理装置
Ｍ１ 昇降駆動モータ
Ｍ２ 排紙駆動モータ
ＰＳ１ トレイ上限位置センサ
ＰＳ２ トレイ上昇位置センサ
ＰＳ３ トレイ最下限位置センサ
ＰＳ４ 排紙センサ
Ｓ 用紙
Ｐ 用紙束

Claims (7)

1. 画像形成装置から搬入された用紙を一旦収納し、収納された複数枚の用紙からなる用紙束を綴じる用紙綴じ部と、
   正転により前記用紙綴じ部から搬送された前記用紙束を排出して排紙トレイ上に積載する排紙ローラと、
   前記用紙綴じ部と前記排紙ローラとを制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記用紙束の後端部が前記排紙ローラの位置を通過した後に、前記排紙ローラを所定期間逆転させ、前記用紙綴じ部で処理された用紙束の枚数又は厚みが所定値以下である場合に、前記排紙ローラを所定期間逆転させずに継続して正転させるよう、前記排紙ローラの駆動を制御することを特徴とする後処理装置。
2. 前記所定期間が、前記排紙ローラの角度を１°から３６０°までの範囲に回転させる期間であることを特徴とする請求項１に記載の後処理装置。
3. 前記所定期間が、前記排紙ローラの角度を４５°から１８０°までの範囲に回転させる期間であることを特徴とする請求項１に記載の後処理装置。
4. 前記制御部は、前記排紙ローラの逆転後に前記排紙ローラを正転させることを特徴とする請求項１から３までの何れか１項に記載の後処理装置。
5. 前記排紙ローラが軸方向に配設される複数のローラで構成され、前記複数のローラの少なくともひとつが弾性ローラであることを特徴とする請求項１から４までの何れか１項に記載の後処理装置。
6. 前記排紙ローラが駆動ローラであることを特徴とする請求項１から５までの何れか１項に記載の後処理装置。
7. 用紙上に画像を形成する画像形成装置と、請求項１から６までの何れか１項に記載の後処理装置と、を備えて成ることを特徴とする画像形成システム。

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