JP5458598B2 - 用紙処理装置、画像形成装置、用紙の搬送制御方法、及びコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、搬入されてきたシート状記録媒体（本明細書では、用紙と称す）に対して所
定の処理を施す用紙処理装置、この用紙処理装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミ
リ、デジタル複合機などの画像形成装置、前記用紙処理装置あるいは前記画像形成装置で
実行される用紙の搬送制御方法、及びこの用紙の搬送制御方法をコンピュータで実行する
ためのコンピュータプログラムに関する。

画像形成装置の普及に伴って画像形成された用紙に対して整合処理、穿孔処理、綴じ処
理、中折り中綴じ（製本）処理などの各種の処理を行う用紙処理装置も普及している。こ
れらの画像形成装置及び用紙処理装置では、省資源、省スペース、高効率化の要求から、
処理の高速化及び装置の小型化が求められている。

このような要求に応じたものとして、例えば特許文献１あるいは２に記載された発明が
知られている。このうち、特許文献１記載の発明は、シート材の搬送路の途中に取り付け
た位置センサによってシート材の前端位置を検出し、この位置センサからの位置情報に基
づいてシート材の後端がプロセス回転系の拘束を脱する脱出時期を電気的に演算し、演算
結果に基づいて排紙回転系を変速することによって、変速遅れを防ぎ、短い搬送路内で必
要な変速動作を完了することができるようにしたものである。具体的には、用紙処理装置
の前段に配置される画像形成装置より搬送される用紙について、用紙が画像形成装置の搬
送手段（搬送ローラ）と用紙処理装置の搬送手段（搬送ローラ）の両方に掛かっている場
合は、画像形成装置と用紙処理装置を同じ速度（第１の速度）で用紙を搬送し、用紙後端
が画像形成装置の搬送手段（搬送ローラ）を抜けたら用紙処理装置の搬送手段（搬送ロー
ラ）により用紙を第２の速度まで加速し、次に画像形成装置より搬送される用紙との間隔
を空けることによって用紙処理に掛かる時間を稼ぎ、短い搬送経路においても高速化に対
応している。

特許文献２記載の発明は、先行の用紙と後続の用紙を重ね合わせて搬送する重ね合わせ
搬送手段を備え、重ね合わせ搬送手段により重ね合わせて搬送される先行の用紙と後続の
用紙の搬送方向の長さの異同に応じて重ね合わせ搬送を行うか否かの選択が行われ、前記
長さが同一のときには重ね合わせ搬送が選択され、重ね合わせ搬送手段としては用紙をプ
レスタックするプレスタック部と、用紙を停止させることなく搬送する通常搬送部とを備
え、前記重ね合わせ搬送手段によって用紙を重ね合わせて搬送する場合、前記プレスタッ
ク部に先行の用紙を導いてプレスタックし、次いで前記通常搬送部に後続の用紙を導き、
後続の搬送に合わせて先行の用紙をプレスタック部から送り出すことによって先行の用紙
と後続の用紙を重ね合わせて搬送するようにしている。

しかし、特許文献１記載の用紙処理装置では、用紙の種類や画像形成状態に拘わらず、
用紙を第１の速度から第２の速度まで加速して搬送するため、画像が定着しにくい用紙の
種類、すなわち画像が削れたり剥がれたりしやすい用紙種類であった場合には、画像への
ダメージが問題となる。

また、特許文献２記載の用紙処理装置では、用紙処理の時間を確保し高速化を達成する
ために、用紙バッファ機構（プレスタック部）を設けているが、小型の用紙処理装置では
、このようなシートバッファ機構を設けるスペースを確保することができず、また、確保
できたとしても装置が大型化し、コストも高くなるという問題があった。

そこで、本発明が解決すべき課題は、短い搬送経路の小型の装置でも用紙処理時間を確
保することが可能で、一定間隔で搬送されてくる用紙の処理能力を維持することができる
ようにすることにある。

前記課題を解決するため、本発明は、画像形成装置から所定の受け渡し速度である第１の速度で搬送されてくる用紙を受け入れ、搬送する搬送手段と、前記搬送手段によって受け入れた用紙を搬送させ、且つ前記搬送手段の搬送速度を前記第１の速度より速い所定の搬送速度である第２の速度に変更する搬送制御手段と、を備え、受け入れた用紙に対して所定の処理手段で処理する際、前記搬送制御手段は、用紙が排紙搬送経路に配置された用紙の先端または後端を検知する用紙検知手段に搬送されたときに、前記第１の速度が画像形成装置の単位時間当たりの印刷枚数によって決定される速度であるプロセス速度より速い場合は、前記搬送速度を前記第２の速度に変更し、前記第１の速度が前記プロセス速度より遅い場合は、前記搬送速度を前記第２の速度より遅く、前記第１の速度より速い第３の速度へ変更することを特徴とする。

なお、後述の実施形態では、画像形成装置は符号１００に、搬送手段は入口ローラ対２０１及びシフト排紙ローラ対２０４に、搬送制御手段はＣＰＵ４０１に、第１の速度は符号Ｖ１，Ｖｎ，Ｖｍに、第２の速度は符号Ｖ２に、第３の速度は符号Ｖα，Ｖβに、用紙処理装置は符号２００に、それぞれ対応する。

本発明によれば、短い搬送経路の小型の装置でも用紙処理時間を確保することが可能で、一定間隔で搬送されてくる用紙の処理能力を維持することができる。また、用紙処理装置２００における搬送速度を最適化することができ、高画質モードや画像が定着しにくい用紙を搬送する場合などに、高速で用紙を搬送した際に発生する虞のある画像の削れや汚れを防止することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成システムのシステム構成の概略を示す図である。 図１における用紙処理装置の概略構成を示す図である。 本実施形態に係るシステムの制御構成を示すブロック図である。 用紙先端が画像形成装置の分岐搬送ローラ位置にあるときの状態を示す図である。 用紙後端が分岐搬送ローラを通過する位置にあるときの状態を示す図である。 用紙を第１の速度から第２の速度に加速しない場合の用紙位置と搬送ローラとの関係を示す説明図である。 用紙の第１の速度から第２の速度に加速する場合の用紙位置と搬送ローラとの関係を示す説明図である。 シフトモードあるいはスティプルモードで用紙の搬送速度を増速する場合の処理手順を示すフローチャートである。 シフトモードあるいはスティプルモードで用紙の搬送速度を増速する場合に特殊紙であることを判定条件に入れた処理手順を示すフローチャートである。 シフトモードあるいはスティプルモードで用紙の搬送速度を増速する場合に特殊紙がＯＨＰシートあるいは厚紙であることを判定条件に入れた処理手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。

１．全体構成
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成システムのシステム構成の概略を示す図であ
る。同図において、本実施形態に係る画像形成システムは画像形成装置１００、用紙処理
装置２００、及び画像読み取り装置３００から構成されている。

画像形成装置１００は、間接転写方式のタンデム型カラー画像形成装置であり、図にお
いてほぼ中央部に４色の作像ステーション１１１が配置された作像部１１０、この作像部
１１０の下方に隣接して設けられた光書き込み部１１１、作像部１１０の下方に設けられ
た給紙部１２０、給紙部１２０でピックアップされた用紙を２次転写部１４０及び定着部
１５０に搬送する給紙搬送路（縦搬送路）１３０、画像が定着された用紙を用紙処理装置
２００側に搬送する排紙経路１６０、一面に画像が形成された用紙を反転し、他面に画像
形成させるための両面搬送路１７０を備えている。

作像部１１０は、前記作像ステーション１１１のＹＭＣＫ各色用の感光体ドラムと、こ
の感光体ドラムの外周に沿って配置された帯電ユニット、現像ユニット、１次転写ユニッ
ト、クリーニングユニット、及び除電ユニットと、感光体ドラムに形成された画像を１次
転写ユニットによって中間転写する中間転写ベルト１１２と、感光体ドラムに各色毎に画
像を書き込む光書き込みユニット１１３とを備えている。光書き込みユニット１１３は、
作像ステーション１１１の下側に配置され、中間転写ベルト１１２は作像ステーション１
１１の上側に配置されている。中間転写ベルト１１２は複数の支持ローラによって回転可
能に支持され、そのうちの１つの支持ローラ１１４は２次転写部１４０で中間転写ベルト
１１２を介して２次転写ローラ１１５と対向し、中間転写ベルト１１２上の画像を用紙に
２次転写できるようになっている。符号１１６は交換可能に配置されたトナー収容容器で
ある。なお、間接転写方式のタンデム型カラー画像形成装置の画像形成プロセスは公知で
あり、本発明の要旨とは直接関係しないので、詳細な説明は省略する。

給紙部１２０は給紙トレイ１２１、ピックアップローラ１２２、給紙搬送ローラ１２３
を備え、給紙トレイ１２１からピックアップした用紙を縦搬送路１３０に沿って上方に送
り出す。送り出された用紙は２次転写部１４０で画像が転写され、定着部１５０に送られ
る。定着部１５０は定着ローラと加圧ローラを備え、用紙が両者間のニップを通過する過
程で、加熱及び加圧が行われ、トナーが用紙に定着される。

定着部１５０の下流には、排紙搬送路１６０と両面搬送路１７０が設けられ、両者は分
岐爪１６１によって２方向に分岐し、用紙処理装置２００側に搬送される場合と、両面搬
送路１７０に搬送される場合とで搬送路が選択される。なお、分岐爪１６１の用紙搬送方
向上流側の直近には分岐搬送ローラ１６２が設けられ、用紙へ搬送力を付与している。

用紙処理装置２００は、画像形成装置１００の内部に配置され、画像形成装置１００か
ら搬送された画像形成済み用紙に所定の処理を施し、最下流に位置する排紙トレイ２０３
に積載するもので、詳細については後述する。

画像読み取り装置３００は、コンタクトガラス上にセットされた原稿を光走査して原稿
面の画像を読み取る公知のものである。画像読み取り装置３００自体の構成及び機能は公
知であり、本発明の要旨とは直接関係しないので、詳細な説明は省略する。

大略前記のように構成された画像形成装置１００では、画像読み取り装置３００から読
み取られた原稿データあるいは外部のＰＣなどから転送された印刷データに基づいて書き
込みに使用する画像データを生成し、その画像データに基づいて光書き込みユニット１１
３から各感光体ドラムに対して光書き込みが行われ、各作像ステーションで各色毎に形成
された画像が順次中間転写ベルト１１２に転写され、中間転写ベルト１１２上に４色の画
像が重畳されたカラー画像が形成される。一方、給紙トレイ１２１からは前記画像形成に
応じて用紙が給送される。用紙は、中間転写部１４０の直前の図示しないレジストローラ
位置で一旦停止し、中間転写ベルト１１２上の画像先端とタイミングを合わせて送り出さ
れ、中間転写部１４０で２次転写され、定着部１５０へと送り込まれる。

定着部１５０で画像が定着された用紙は、片面印刷の場合及び両面印刷の両面印刷後の
場合には、分岐爪１６１の切り替え動作により排紙経路１６０側へ搬送され、両面印刷の
場合には両面搬送路１７０側へ搬送される。両面搬送路１７０に搬送された用紙は、反転
後、最後中間転写部１４０に送り込まれて、他側の面に画像が形成された後、排紙経路１
６０側に返送される。排紙経路１６０側に搬送された用紙は、用紙処理装置２００に搬送
され、用紙処理装置２００で所定の用紙処理を施し、あるいは、処理なしで排紙トレイ２
０３に排紙される。

２．用紙処理装置
図２は用紙処理装置２００の概略構成を示す図である。同図において、用紙処理装置２
００は、用紙搬送方向上流側から入口ローラ対２０１、排紙搬送路２０２、シフト排紙ロ
ーラ対２０４、スティプルトレイ２１９、叩きコロ２１１、戻しコロ２１４、後端基準フ
ェンス２２０、ジョガーフェンス（整合板）２１２、排紙ローラ２０６、及び排紙トレイ
２０３から主に構成されている。

すなわち、用紙処理装置２００の用紙受入れ部には画像形成装置１００の排紙搬送路１
６０から用紙を受け入れる入口ローラ対２０１、受け入れた用紙をシフト排紙ローラ対２
０４側に搬送する排紙搬送路２０２、及び排紙トレイ２０３に用紙をシフトして排紙する
機能を有するシフト処理手段としてのシフト排紙ローラ対２０４が設けられ、入口モータ
２１６により入口ローラ対２０１およびシフト排紙ローラ対２０４を回転させることによ
って排紙搬送路２０２に沿って用紙を搬送する。また、排紙搬送路２０２には入口センサ
２０７が配置され、用紙の先端と後端の検知、および検知した用紙の先端と後端の検知タ
イミングとステッピングモータである入口モータ２１６と後述の排紙モータ２１７の駆動
ステップ数により各用紙処理を行う際のタイミングをとっている。なお、排紙搬送路２０
２に沿って設けられた入口ローラ対２０１及びシフト排紙ローラ対２０４が搬送手段とし
て機能する。

排紙の動作は、用紙をシフトして排紙するシフトモードと、複数の用紙を綴じて排紙す
るスティプルモードで異なるので、各モード毎に各部構成を加えて説明する。

２．１ シフトモード
シフトモードは、用紙を排紙する際に所定枚数毎に用紙反方向と垂直な方向に用紙の排
紙位置をずらし、このずれにより用紙を仕分けするモードである。

シフト搬送ローラ対２０４は、排紙搬送路２０２の最下流の端部に設けられ、不図示の
シフトモータにより用紙搬送方向に対して垂直な方向に往復駆動される。すなわち、シフ
トモードで用紙の仕分けを行う際、所定枚数毎に用紙搬送方向と垂直な方向に移動し、用
紙の搬送方向を垂直な方向に移動した分だけずらして排紙トレイ２０３に排紙する。これ
により排紙トレイ２０３に積載されたとき、前記所定枚数毎に排紙位置が交互にずれ、用
紙の仕分けが行われる。また、シフト搬送ローラ対２０４の下流には排紙ガイド板２０５
と排紙ローラ２０６が配置されている。排紙ローラ２０６は排紙モータ２１７により駆動
され、排紙ガイド板２０５は不図示のステッピングモータにより上下動可能であり、排紙
ローラ２０６と排紙ガイド板２０５に取り付けられた従動コロにより用紙を挟持して搬送
し、用紙を排紙トレイ２０３へと排紙し、排紙トレイ２０３上に積載する。

排紙トレイ２０３の用紙処理装置２００本体部への取り付け部には、排紙トレイ２０３
上に積載された用紙を押えるための用紙押え２０９が配置され、ソレノイド２１８のＯＮ
／ＯＦＦにより用紙押え解除動作と用紙押え動作が行われる。すなわち、用紙の搬送にあ
わせてソレノイド２１８をＯＮして用紙押え２０９の押圧動作を解除し、用紙が排紙ロー
ラ２０６を通過したらソレノイド２１８をＯＦＦして用紙押えを行う。

排紙トレイ２０３は、搬送方向下流側の固定トレイ部２０８ａと上流側の可動トレイ部
２０８ｂを備え、可動トレイ部２０８ｂはトレイＤＣモータ２２１ａおよびカム・リンク
機構２２１ｂにより上下動する。可動トレイ部２０８ｂは上流側の端部が回動端となって
支軸２２１ｃを介して固定トレイ部２０８ａに揺動可能に軸支され、カム・リンク機構２
２１ｂの作動端がこの可動トレイ２０８ｂに連結されている。これにより、トレイＤＣモ
ータ２２１ａが回転し、この回転に応じて可動トレイ部２０８ｂが前記支軸２２１ｃを中
心に揺動する。この可動トレイ２０８ｂは、積載された用紙枚数が一定枚数に達すると、
後述の制御部からの指令によりトレイＤＣモータ２２１ａが回転し、可動トレイ部２０８
の自由端を下降させる。これにより、排紙ローラ２０６のニップから可動トレイ部２０８
の用紙積載部までの距離が大きくなり、多枚数の積載が可能となる。

また、用紙押え２０９には不図示のトレイ紙面センサが配置され、用紙押え２０９が用
紙押えを行っている状態でトレイ紙面センサがＯＦＦであれば排紙トレイ２０３を紙面セ
ンサがＯＮするまで上昇させ、紙面センサがＯＮしていれば一旦紙面センサがＯＦＦする
まで排紙トレイ２０３を下降し、再度ＯＮするまで上昇させることによって用紙が積載さ
れた排紙トレイの高さを一定に保つようになっている。この動作を繰り返すことにより排
紙トレイ２０３上に仕分けされた用紙が積載されることになる。

２．２ スティプルモード
スティプルモードは、用紙を排紙する際に所定枚数毎にスティプラによって綴じて、排
紙するモードである。

排紙搬送路２０２の裁可理由の端部に設けられたシフト搬送ローラ対２０４と排紙トレ
イ２０３に排紙する直前に設けられた排紙ガイド板２０５との間には、不図示のステッピ
ングモータにより上下方向に駆動される叩きコロ２１１が配置されている。叩きコロ２１
１は上下動を行うレバー部分とコロ部分から成り、コロ部分は排紙モータ２１７により、
用紙搬送方向と逆方向に回転駆動される。

スティプルモードでは、用紙後端がシフト搬送ローラ対２０４を通過したタイミングで
叩きコロ２１１を下降させ、コロ部分で用紙を積載手段としてのスティプルトレイ２１９
に押し付け、さらにコロ部分を回転させて用紙後端が後端基準フェンス２２０に突き当た
るまでスイッチバックさせる。また、後端基準フェンス２２０の上部には、入口モータ２
１６で駆動される戻しコロ２１４が配置されており、用紙のスイッチバックの補助を行い
、また用紙搬送方向の整合を行う。この整合は、後端基準フェンス２２０に突き当てるこ
とにより、後端基準フェンス２２０を基準に行われる。

用紙のスイッチバックが完了すると、スティプルトレイ２１９に配置されているジョガ
ーフェンス２１２が用紙搬送方向と垂直な方向に両側から用紙を挟むように移動し、用紙
の端部に当接して用紙を基準位置に揃え、整合する。その際、用紙の後端の一側の端面は
、スティプル処理手段としてのスティプラ２１５の綴じ針の打ち込み位置まで挿入され、
指定枚数の用紙の搬送動作、スイッチバック動作、及び整合動作が完了した後、綴じ処理
される。したがって、本実施形態では、後端基準フェンス２２０及びジョガーフェンス２
１２が整合手段として機能する。

綴じ処理後、図２鎖線で示すように排紙ガイド板２０５を下降させ、排紙ローラ２０６
と排紙ガイド板２０５に取り付けられた従動コロにより用紙束を挟持し、排紙モータ２１
７を駆動することによって用紙束を排紙トレイ２０３に排紙する。用紙束の排紙を開始し
てから排紙モータ２１７を一定ステップ駆動した後、ソレノイド２１８をＯＮして用紙押
え２０９を解除し、さらに排紙トレイ２０３一定量下降させる。用紙束後端が束排紙セン
サ２１０を通過したタイミングで排紙ガイド板２０５を上昇させ、排紙モータ２１７を停
止して次用紙の受入れに備える。また、同じタイミングでソレノイド２１８をＯＦＦして
用紙押えを行う。なお、符号２１３はスティプルトレイ２１９上の用紙の有無の検知する
紙有無センサである。

３．制御装置
図３は本実施形態に係るシステムの制御構成を示すブロック図である。

同図において、画像形成装置１００の制御はＣＰＵ４１１、ＲＯＭ４１２、ＲＡＭ４１３、不揮発ＲＡＭ４１４、シリアルＩ／Ｆ４１５、タイマ４１６などを内蔵した画像形成装置制御部４１０によって実行される。

制御のためのプログラムコードはＲＯＭ４１２に格納され、ＣＰＵ４１１はプログラムコードをＲＡＭ４１３に展開し、制御に必要なデータをＲＡＭ４１３に記憶し、当該ＲＡＭをワークエリアとして使用しながら前記プログラムコードによって定義される制御を実行する。

画像形成装置制御部４１０には、感光体などの作像部１１０で使用されるモータ、給紙部１２０、給紙搬送路１３０、両面搬送路１７０における各種モータやクラッチなどの各種直流負荷４５０、各種交流負荷４７０、定着ローラの温度を検出する温度センサなどの各種センサ４６０が接続されている。また、画像読み取り装置３００、及び操作表示部４４０が接続され、画像形成装置制御部４０７を介して各部が制御される。

用紙処理装置２００の制御は、ＣＰＵ４０１、ＲＯＭ４０２、ＲＡＭ４０３、シリアルＩ／Ｆ４０４、タイマ４０５などを内蔵した用紙処理装置制御部４００によって実行される。制御のためのプログラムコードはＲＯＭ４０２に格納され、ＣＰＵ４０１はプログラムコードをＲＡＭ４０３に展開し、制御に必要なデータをＲＡＭ４０３に記憶し、当該ＲＡＭをワークエリアとして使用しながら前記プログラムコードによって定義される制御を実行し、各種直流負荷４２０の制御を行っている。

画像形成装置１００と用紙処理装置２００は、シリアルＩ/Ｆ４１５および４０４を介して用紙搬送制御に必要なコマンドをやり取りし、用紙処理装置２００では該コマンドおよび各種センサ４３０から得られる用紙位置情報により、用紙搬送制御および後処理を行う。

４．搬送制御
以下、本実施形態における画像形成装置１００と用紙処理装置２００の用紙の受け渡し
から用紙の加速処理までの搬送制御の詳細を説明する。

図４は用紙先端が画像形成装置１００の分岐搬送ローラ１６２位置にあるときの状態を
示す図、図５は用紙後端が分岐搬送ローラ１６２を通過する位置にあるときの状態を示す
図である。

図４において、画像形成装置１００による画像形成処理がスタートすると、画像形成装置１００から用紙処理装置２００に対して起動信号が送信される。この起動信号により用紙処理装置２００は受入れ準備状態となる。前述のような画像形成過程を経て、２次転写部１４０で用紙に画像が転写され、用紙先端が分岐搬送ローラ１６２に到達すると、画像形成装置１００から用紙処理装置２００に対して用紙排紙開始信号（以下、排紙ＯＮ信号と称す）が送信される。

排紙ＯＮ信号により用紙処理装置２００の入口モータ２１６の駆動が開始され、入口ロ
ーラ対２０１およびシフト排紙ローラ対２０４が回転駆動される。このときの入口ローラ
対２０１とシフト排紙ローラ対２０４の回転速度、すなわち用紙の搬送速度（線速、以下
、同様）は、画像形成装置１００で搬送される用紙の搬送速度と同一である（この速度を
第１の速度と称す）。さらに用紙が搬送され、用紙後端が分岐搬送ローラ１６２を通過す
ると、画像形成装置１００から用紙処理装置２００に対して用紙排紙完了信号（以下、排
紙ＯＦＦ信号と称す）が送信される。この状態が図５の状態である。

このとき、用紙処理装置２００の排紙搬送路２０２に配置された入口センサ２０７に用紙が到達していたら用紙を第２の速度まで加速する。加速は入口ローラ対２０１以降の各ローラ対について行われる。用紙が入口センサ２０７に到達していなければ、入口ローラ対２０１のニップに挟持されているかどうか不確定なので、加速の意味がない。そこで、第１の速度で入口センサ２０７まで用紙をさらに搬送し、到達したら用紙を第２の速度まで加速する。用紙は入口センサ２０７に用紙が到達した時点から入口モータ２１６の駆動ステップ数により位置が管理されており、用紙が現在どこを搬送されているかをＣＰＵ４０１は把握している。以降、用紙の位置に応じて前述のように用紙に対して仕分け、整合、綴じなど、各種の処理が施される。

図６及び図７は、用紙を第１の速度から第２の速度に加速する場合と、そうでない場合
とを示す説明図で、図６は加速しない場合、図７は加速する場合をそれぞれ示す。加速し
た場合には、図７（ｂ）に示すように先行する用紙と後行する次用紙との間でΔＸだけ紙
間が広がり、その紙間が広がった分だけ用紙処理に要する時間を稼ぐことができる。

すなわち、図６（ａ）に示すように先行用紙Ｐ１の後端Ｐ１Ｅが分岐搬送ローラ１６２
のニップを通過した時点で先行用紙Ｐ１は後処理装置２００の入口ローラ対２０１によっ
て搬送され、画像形成装置１００側の搬送ローラは関与しなくなる。この時点で、先行用
紙Ｐ１は後処理装置２００のみの制御で加速可能なタイミングとなる。そこで、加速可能
なタイミングになったときの先行用紙Ｐ１の後端Ｐ１Ｅと次用紙Ｐ２の先端Ｐ２Ｆとの紙
間をＸ［ｍｍ］とすると、次用紙Ｐ２が加速可能タイミングとなるまで第１の速度Ｖ１で
両用紙Ｐ１，Ｐ２が搬送されると、図６（ｂ）に示すように両者の紙間はＸ［ｍｍ］のま
まである。その際、第１の速度Ｖ１で用紙をＸ［ｍｍ］搬送した場合に要する時間Ｔ１［
ｓｅｃ］は、
Ｔ１＝Ｘ／Ｖ１ ・・・（１）
である。

一方、図７のように先行用紙Ｐ１を第１の速度Ｖ１から第２の速度Ｖ２に加速すると、
次用紙Ｐ２が加速可能タイミングとなるまでに紙間がΔＸ［ｍｍ］だけ広がる。ここで、
広げることができる紙間時間ΔＴ１２［ｓｅｃ］は、同じ距離を第１の速度Ｖ１で搬送し
た場合と第２の速度Ｖ２で搬送した場合の差であるから、紙間時間は、第１の速度をＶ１
、第２の速度をＶ２とすると、
ΔＴ１２＝Ｘ／Ｖ１−Ｘ／Ｖ２ ・・・（２）
で表される。

なお、図７（ａ）の状態は図６（ａ）の状態と同じ状態で、図７（ｂ）が加速可能なタ
イミングとなった時点で先行用紙Ｐ１を第１の速度Ｖ１から第２の速度に加速したときの
状態である。

用紙を第１の速度Ｖ１から第２の速度Ｖ２まで加速するのは、前にも少し触れたが、用
紙処理装置２００で用紙の仕分け処理や、整合処理を行い、さらに次用紙受入れ可能状態
に復帰するまでの時間を稼ぐためである。それらに必要な時間は、受入れ状態への復帰を
含む用紙に対する各処理に掛かる時間と、次用紙の位置とによって決まり、本実施形態に
おける機械構成では、シフトモードとスティプルモードのそれぞれにおいて、最も処理時
間を必要とする条件は以下の通りである。

シフトモードでは、この条件は、シフト搬送ローラ対２０４による先行用紙のシフトが
完了し、シフト搬送ローラ対２０４が次用紙受入れ位置に復帰するまでに次用紙先端がシ
フト搬送ローラ対２０４に到達しないことである。このために必要な時間をＴｓとすると
、シフトモードでは、
Ｔ１＋ΔＴ１２≧Ｔｓ ・・・（３）
となる。

この条件を満たさないと、シフト搬送ローラ対２０４が用紙受入れ位置に復帰する前に
次用紙先端がシフト搬送ローラ対２０４到達し、ジャムなどの不具合が発生する可能性が
ある。

スティプルモードでは、前記条件は、ジョガーフェンス２１２による先行用紙の整合が
完了するまでに、次用紙に対するジョガーフェンス２１２の受入れ位置移動が開始されな
いことである。このために必要な時間をＴｊとすると、スティプルモードでは、
Ｔ１＋ΔＴ１２≧Ｔｊ ・・・（４）
となる。

この条件を満たさないと、ジョガーフェンス２１２の先行用紙に対する整合動作と、次
用紙に対する受入れ位置移動動作が重複し、用紙の揃え精度を保つことができないなどの
不具合が発生する可能性がある。

なお、第１の速度Ｖ１および紙間Ｘは、画像形成装置１００の仕様、対応速度、達成し
たい生産性（以下、ＣＰＭ−Copy per Minuteと称す）によって決定され、用紙処理装置
２００側では制御できない。そこで、第２の速度Ｖ２は、式（２）及び式（３）の両者を
満たすように決定される。

４．１．モードに応じた搬送速度制御
画像形成装置１００と用紙処理装置２００の用紙受け渡し速度である第１の速度Ｖ１は
、通常、画像形成装置１００内での給紙から画像形成時の速度以下、プロセス速度と同一
に設定され、その速度は達成したいＣＰＭ、すなわち単位時間当たりの印刷枚数により決
定される。しかし、昨今の画像形成装置１００では、高画質モードや画像が定着しにくい
用紙を搬送する場合など、ＣＰＭよりも画像を優先するモードや用紙がある場合、通常の
プロセス速度（以下、通常線速モードと称す）よりも速度を落として用紙を搬送するモー
ド（以下、半速モードと称す）を持つ機器が多く存在する。達成可能なＣＰＭを通常線速
モードと半速モードを比較した場合、半速モードの方が達成可能なＣＰＭが低くなるのは
明白であり、同一サイズ用紙の紙間は半速モードの方が広く設定されることになる。

また式（２）より、第２の速度Ｖ２を固定とした時、第１の速度Ｖ１が遅く小さくなる
と紙間時間ΔＴ１２は大きくなるため、通常線速モードよりも半速モードの方が加速によ
って稼げる時間は大きくなる。しかし、用紙処理装置２００における各種処理に必要な紙
間時間は最大でＴｓもしくはＴｊであり、それ以上の時間を稼ぐ必要はないことから、半
速モードでは通常モードより第２の速度Ｖ２を遅く設定することが可能である。

そこで、本実施形態では、シフト処理を行って排紙する場合に、用紙が受け渡し速度（
第１の速度Ｖ１）から搬送速度（第２の速度Ｖ２）へ増速可能な位置へ搬送されたときに
（図７（ａ））、用紙の受け渡し速度（第１の速度）が通常の速度より遅い場合は、搬送
速度を第２の速度より遅い第３の速度へ増速するようにした。

具体的には、半速モードにおける用紙受け渡し速度（第１の速度）をＶｎ、用紙間隔を
Ｘｎ、用紙処理装置２００の搬送速度をＶα、シフト処理に要する時間をＴｙとしたとき
、前記式（１）ないし（３）により、これらの関係は、
｛Ｘｎ／Ｖｎ＋Ｘｎ／Ｖｎ−Ｘｎ／Ｖα｝≧Ｔｙ ・・・（５）
となる。この式（５）を変形し、搬送速度Ｖαを求めると、
Ｖα≧Ｖｎ＊Ｘｎ／｛２Ｘｎ−Ｖｎ＊Ｔｙ｝ ・・・（６））
となる。なお、シフト処理に要する時間Ｔｙは、ここではシフト排紙ローラ対２０４によ
り用紙を搬送方向と垂直方向に移動させ、用紙受入れ位置までシフト排紙ローラ対２０４
が復帰するのに要する時間である。

また、本実施形態では、綴じ処理を行って排紙する場合に、用紙が受け渡し速度（第１
の速度Ｖ１）から搬送速度（第２の速度Ｖ２）へ増速可能な位置へ搬送されたときに（図
７（ａ））、用紙の受け渡し速度（第１の速度）が通常の速度より遅い場合は、搬送速度
を第２の速度より遅い第３の速度へ増速するようにした。

具体的には、半速モードにおける用紙受け渡し速度（第１の速度）をＶｍ、用紙間隔を
Ｘｍ、用紙処理装置２００の搬送速度をＶβ、整合処理に要する時間をＴｚとしたとき、
前記式（１）ないし（３）により、これらの関係は、
｛Ｘｍ／Ｖｍ＋Ｘｍ／Ｖｍ−Ｘｍ／Ｖβ｝≧Ｔｚ ・・・（７）
となる。この式（７）変形して、搬送速度Ｖβを求めると、
Ｖβ≧Ｖｍ＊Ｘｍ／｛２Ｘｍ−Ｖｍ＊Ｔｚ｝ ・・・（８）
となる。なお、整合処理に要する時間Ｔｚは、用紙を後端基準フェンス２２０とジョガー
フェンス２１２により整合し、ジョガーフェンス２１２が用紙整合後、用紙受入れ位置ま
で復帰するに要する時間である。

図８は、シフトモードあるいはスティプルモードで用紙の搬送速度を増速する場合の処
理手順を示すフローチャートである。同図において、用紙処理装置２００は、画像形成装
置１００から起動信号を受信すると（ステップＳ１０１）、用紙の受入準備を行い（ステ
ップＳ１０２）、画像形成装置１００から用紙処理装置２００に対して出力される用紙排
紙開始信号である排紙ＯＮ信号を用紙処理装置２００が受信すると（ステップＳ１０３）
、入口ローラ対２０１が受け渡し速度となるように入口モータ２１６を駆動する。

次いで、用紙処理装置２００が画像形成装置１００から用紙排紙完了信号である排紙Ｏ
ＦＦ信号を受信し（ステップＳ１０５）、入口センサ２０７がＯＮになると（ステップＳ
１０６）、受け渡し速度（線速）が通常の速度Ｖ１以上かどうかを判断する（ステップＳ
１０７）。通常の速度Ｖ１以上であれば、搬送速度Ｖ２へ加速して（ステップＳ１０８）
、次工程へ進む。

一方、通常の速度Ｖ１より遅い場合には（ステップＳ１０７−ＮＯ）、シフトモードか
スティプルモードのいずれかのモードで処理されるかを判断し（ステップＳ１０９）、シ
フトモードであれば、式（６）から搬送速度Ｖαを算出し（ステップＳ１１０）、搬送速
度ＶαをＶｎ＊Ｘｎ／｛２Ｘｎ−Ｖｎ＊Ｔｙ｝以上の速度に設定して加速し（ステップＳ
１１１）、次工程へ進む。ステップＳ１０９でスティプルモードであれば、式（８）から
搬送速度Ｖβを算出し（ステップＳ１１２）、搬送速度ＶβをＶｍ＊Ｘｍ／｛２Ｘｍ−Ｖ
ｍ＊Ｔｚ｝以上の速度に設定して加速し（ステップＳ１１３）、次工程に進む。

なお式（６）及び式（８）において、計算を簡素化するために用紙間隔Ｘｎを各用紙の
最も短い間隔として計算を行ってもよい。

このように制御すると、用紙処理装置２００における搬送速度を最適化することができ
、高画質モードや画像が定着しにくい用紙を搬送する場合などに、高速で用紙を搬送した
際に発生する虞のある画像の削れや汚れを防止することができる。

また、搬送速度を最適化するため、入口モータ２１６や排紙モータ２１７の駆動電流も
最適化することができ、消費電力を低減することができる。

４．２． 用紙の種類に応じた搬送速度制御
画像形成装置１００から半速モードで搬送された用紙が特殊紙である場合には、用紙が
用紙処理装置２００に到達し、用紙の加速が可能となったタイミングで、シフトモードで
は式（６）、スティプルモードでは式（８）を用いて搬送速度を算出し、用紙搬送速度を
加速する。ここで、特殊紙か否かを判別は、用紙の搬送を開始する際に画像形成装置１０
０から用紙処理装置２００に対して特殊紙コードを送付する方法が一般的である。特殊紙
では、作像条件が異なることから、通常、操作表示部４４０からユーザが特殊紙であるこ
とを入力する場合が多く、その際、特殊紙であることを用紙処理装置２００に伝達する。

なお、特殊紙とは、機器内を搬送中に画像に傷がつきやすいＯＨＰシート、用紙のコシが
強く、カーブした搬送経路を搬送する際に搬送経路に用紙が擦れ、画像が削れ易い厚紙な
どである。

図９は図８のフローチャートに対して特殊紙であることを判定条件に入れた処理手順を
示すフローチャートである。ステップＳ１０１からステップＳ１０８までは図８のフロー
チャートと同様なので説明は省略する。このフローチャートではステップＳ１０７で受け
渡し線速が通常速度より遅い場合（半速モードであれば、通常速度の１／２の速度である
）、まず、特殊紙かどうかを判断し（ステップＳ１２１）、特殊紙でなければステップＳ
１０８に移行して搬送速度Ｖ２に加速して（ステップＳ１０８）次工程に移行する。特殊
紙であれば、その特殊紙がシフトモードかスティプルモードのいずれかのモードで処理さ
れるかを判断し（ステップＳ１２２）、シフトモードであれば、式（６）から搬送速度Ｖ
αを算出し（ステップＳ１２３）、搬送速度ＶαをＶｎ＊Ｘｎ／｛２Ｘｎ−Ｖｎ＊Ｔｙ｝
以上の速度に設定して加速し（ステップＳ１２４）、次工程へ進む。ステップＳ１２２で
スティプルモードであれば、式（８）から搬送速度Ｖβを算出し（ステップＳ１２５）、
搬送速度ＶβをＶｍ＊Ｘｍ／｛２Ｘｍ−Ｖｍ＊Ｔｚ｝以上の速度に設定して加速し（ステ
ップＳ１２６）、次工程に進む。

これにより、前述のように第２の速度Ｖ２を固定としたとき、第１の速度Ｖ１が小さく
なると紙間時間ΔＴ１２は大きくなるため、通常線速モードよりも半速モードの方が加速
によって稼げる時間は大きくなる。

なお、特殊紙としてＯＨＰシートもしくは厚紙を想定している場合には、図１０のフロ
ーチャートに示した処理手順で処理する。このフローチャートでは、図９のフローチャー
トに対して、ステップＳ１２１の後段にＯＨＰシートもしくは厚紙であるか否かを判定す
るステップを設けたもので、ステップＳ１２１で特殊紙であると判定され、ステップＳ１
２２でＯＨＰシートもしくは厚紙であると判定された場合のみステップＳ１２２以降の処
理を実行し、ＯＨＰシートもしくは厚紙でないと判定された場合には、ステップＳ１０８
に移行して搬送速度Ｖ２に加速した後、次工程に進む。その他の処理は図９のフローチャ
ートと同一である。

また、これまでの例では、ステップＳ１０７の判定処理で、すなわち用紙が用紙処理装
置２００に到達し、用紙の加速が可能となったタイミングで、用紙の受け渡し速度が通常
線速未満であると判定された場合、搬送速度ＶαあるいはＶβを算出し、用紙の搬送を搬
送速度Ｖ２よりも遅い搬送速度ＶαあるいはＶβで行うように構成されている。しかし、
用紙の受け渡し速度に拘わらず通常線速時の搬送速度Ｖ２とするかどうかを、用紙処理装
置２００に搭載された図示しない制御基板上のＤＩＰＳＷの設定により選択可能とするこ
ともできる。さらには、ＤＩＰＳＷの設定に代えて、ユーザが画像形成装置１００に設置
された操作表示部４４０の選択画面から選択できるようにすることもできる。従って、Ｄ
ＩＰＳＷ及び操作表示部４４０が搬送制御手段に対して前記第３の速度への増速の可否を
設定する設定手段として機能する。

このようにＤＩＰＳＷの設定、あるいは操作表示部４４０の選択入力により用紙の受け
渡し速度に拘わらず通常線速時の搬送速度Ｖ２とするかどうかが選択可能であるというこ
とは、必要画像を優先するか、ＣＰＭを優先するかというユーザの要求を、ユーザ自身が
設定できるということを意味し、ユーザの使用性を向上させ、よりユーザライクな装置と
することができる。

このように制御することにより、用紙処理装置２００内における搬送速度を、用紙種類
に応じて最適化することができ、高速で用紙を搬送した際に発生する虞のある、画像の削
れや汚れを防止することができる。なお、特にＯＨＰシート及び厚紙のように用紙のコシ
が強いものについては、カーブした搬送経路を搬送する際に搬送経路に用紙が擦れ、画像
が削れ易いが、この種の特殊紙においても画像の削れや汚れを防止することができる。

なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技
術思想に含まれる技術的事項の全てが対象となることは言うまでもない。

１００ 画像形成装置
１６２ 分岐搬送ローラ
２００ 用紙処理装置
２０１ 入口ローラ対
２０４ シフト排紙ローラ対
２１２ ジョガーフェンス
２１５ スティプラ
２１９ 積載手段
２２０ 後端基準フェンス
４０１ ＣＰＵ
Ｐ１ 先行用紙
Ｐ２ 次用紙
Ｖ１，Ｖｎ，Ｖｍ 第１の速度（受け渡し速度）
Ｖ２ 第２の速度（搬送速度）
Ｖα，Ｖβ 第３の速度

特許第２９８６６０２号公報 特許第３９２６５２７号公報

Claims (12)

1. 画像形成装置から所定の受け渡し速度である第１の速度で搬送されてくる用紙を受け入れ、搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段によって受け入れた用紙を搬送させ、且つ前記搬送手段の搬送速度を前記第１の速度より速い所定の搬送速度である第２の速度に変更する搬送制御手段と、
   を備え、
   受け入れた用紙に対して所定の処理手段で処理する際、
   前記搬送制御手段は、用紙が排紙搬送経路に配置された用紙の先端または後端を検知する用紙検知手段に搬送されたときに、
   前記第１の速度が画像形成装置の単位時間当たりの印刷枚数によって決定される速度であるプロセス速度より速い場合は、前記搬送速度を前記第２の速度に変更し、
   前記第１の速度が前記プロセス速度より遅い場合は、前記搬送速度を前記第２の速度より遅く、前記第１の速度より速い第３の速度へ変更すること
   を特徴とする用紙処理装置。
2. 請求項１記載の用紙処理装置であって、
   前記所定の処理手段が、前記搬送手段により排出された用紙を搬送方向と垂直方向に移動させて仕分けするシフト処理手段であること
   を特徴とする用紙処理装置。
3. 請求項２記載の用紙処理装置であって、
   前記第３の速度は、前記シフト処理手段により用紙を搬送方向と垂直方向に移動させ、
   用紙受入れ位置までシフト処理手段を復帰させるのに要する時間から算出されること
   を特徴とする用紙処理装置。
4. 請求項１記載の用紙処理装置であって、
   前記所定の処理手段が、複数枚の前記用紙を綴じ処理するスティプル処理手段であること
   を特徴とする用紙処理装置。
5. 請求項４記載の用紙処理装置であって、
   前記搬送手段により排出された用紙を収納する積載手段と、
   前記積載手段に積載された用紙を整合する整合手段と、
   をさらに備え、
   前記第３の速度は、前記積載手段に積載された用紙を前記整合手段により整合し、前記
   整合手段を用紙受入れ位置に復帰させるのに要する時間から算出されること
   を特徴とする用紙処理装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の用紙処理装置であって、
   前記搬送制御手段に対して前記第３の速度への増速の可否を設定する設定手段を備え、
   前記設定手段は、前記第３の速度へ変更しない設定の場合、前記第１の速度が前記プロセス速度より遅い場合であっても前記搬送速度を前記第２の速度とすること
   を特徴とする用紙処理装置。
7. 請求項６記載の用紙処理装置であって、
   前記設定手段が制御基板上のスイッチ手段であること
   を特徴とする用紙処理装置。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の用紙処理装置を後段に備えていること
   を特徴とする画像形成装置。
9. 請求項８記載の画像形成装置であって、
   前記用紙処理装置は画像形成装置の装置内部に設置されていること
   を特徴とする画像形成装置。
10. 請求項６に記載の用紙処理装置を後段に備えた画像形成装置であって、
    前記設定手段が、前記画像形成装置とのユーザインターフェースである画像形成装置の操作表示部の設定画面であること
    を特徴とする画像形成装置。
11. 画像形成装置から所定の受け渡し速度である第１の速度で搬送されてくる用紙を受け入れ、搬送する搬送手段と、
    前記搬送手段によって受け入れた用紙を搬送させ、且つ前記搬送手段の搬送速度を前記第１の速度より速い所定の搬送速度である第２の速度に変更する搬送制御手段と、を備え、前記搬送制御手段によって制御される用紙の搬送制御方法であって、
    受け入れた用紙に対して所定の処理手段で処理する際、
    用紙が排紙搬送経路に配置された用紙の先端または後端を検知する用紙検知手段に搬送されたときに、
    前記第１の速度が画像形成装置の単位時間当たりの印刷枚数によって決定される速度であるプロセス速度より速い場合は、前記搬送速度を前記第２の速度に変更し、
    前記第１の速度が前記プロセス速度より遅い場合は、前記搬送速度を前記第２の速度より遅く、前記第１の速度より速い第３の速度へ変更すること
    を特徴とする用紙の搬送制御方法。
12. 画像形成装置から所定の受け渡し速度である第１の速度で搬送されてくる用紙を受け入れ、搬送する搬送手段と、
    前記搬送手段によって受け入れた用紙を搬送させ、且つ前記搬送手段の搬送速度を前記第１の速度より速い所定の搬送速度である第２の速度に変更する搬送制御手段と、を備え、前記搬送制御手段による用紙の搬送制御をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
    受け入れた用紙に対して所定の処理手段で処理する際、
    用紙が排紙搬送経路に配置された用紙の先端または後端を検知する用紙検知手段に搬送されたときに、
    前記第１の速度が画像形成装置の単位時間当たりの印刷枚数によって決定される速度であるプロセス速度より速い場合は、前記搬送速度を前記第２の速度に変更し、
    前記第１の速度が前記プロセス速度より遅い場合は、前記搬送速度を前記第２の速度より遅く、前記第１の速度より速い第３の速度へ変更する手順を備えていること
    を特徴とするコンピュータプログラム。

Images