JP5845695B2

JP5845695B2 - 用紙処理装置及び画像形成システム

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Publication number: JP5845695B2
Application number: JP2011168588A
Authority: JP
Inventors: 真矢山田; 杉山　吉秀; 吉秀杉山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2011-08-01
Filing date: 2011-08-01
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2031-08-01
Also published as: JP2013032197A

Description

本発明は、用紙処理装置、画像形成装置及び用紙整合方法に係り、特に、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、及びこの用紙処理装置と複写機、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を備えた画像形成システムに関する。

画像形成装置から排紙された複数枚の用紙について、用紙整合手段によって用紙搬送方向及び用紙幅方向（用紙搬送方向と直行する方向）を整合し、綴じ処理など、所定の後処理を施して排出する用紙処理装置、所謂、用紙後処理装置がある。このような用紙後処理装置では、画像形成装置により画像が形成された用紙を複数枚排出して、排紙トレイに積載する場合、用紙後処理装置から排出した用紙が、先に排出され積載されている用紙をずらしてしまい、積載用紙の揃え品質を低下させるということがあった。これを防ぐため、用紙押さえレバーを設け、排出口から用紙が排出されるときに、先に積載されている用紙の後端を用紙押さえレバーで押え付けることにより、積載用紙のずれを防ぐようにした発明が、例えば、特許文献１（特開２０１１−０２０７７５号公報）に記載されている。

前記特許文献１に記載された発明では、排紙トレイに排出された用紙の後端を押さえる用紙押さえレバーを駆動させるために、モータやソレノイドなど独立した駆動源を設ける必要があった。また、前記特許文献１に記載されているような構成では、用紙押さえレバーの退避位置は用紙搬送の妨げにならないよう、排紙ローラと同じか、より低い位置にしなければならなかった。そのため用紙のカールなどによって用紙後端が大きく浮き上がって、排紙ローラ付近まで達していると、用紙押さえレバーでは押さえられなかった。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、用紙を押さえるために独立した駆動源が不要で、用紙後端の浮き上がりが大きい場合でも後端の浮き上がりを押さえて用紙又は用紙束を精度よく積載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、搬入されてきた用紙に予め設定された処理を施して排紙する用紙処理装置であって、排紙された用紙又は用紙束を積載する第１の積載手段と、搬入されてきた用紙を一時的に積載する第２の積載手段と、搬入されてきた用紙を前記第１の積載手段に排紙し、あるいは前記第２の積載手段に積載された用紙束を前記第１の積載手段に排出する駆動ローラ及び従動ローラを含む排出手段と、前記排出手段の回転駆動軸に取り付けられ、前記第１の積載手段の用紙搬送方向上流側の端部との相対的な距離に応じて前記用紙又は用紙束の搬送方向後端部を押さえ、あるいは前記第１の積載手段の用紙搬送方向上流側の端部と接触することなく駆動軸を中心として回転し、回転駆動力を限定して伝達する駆動力限定伝達手段を介して前記回転駆動軸に取り付けられた用紙押さえ手段と、前記第１の積載手段の後端部側を前記駆動軸に対して近接離間させる駆動手段と、前記駆動手段を駆動制御し、前記第１の積載手段の用紙搬送方向上流側の端部と前記用紙押さえ手段との間の相対的な距離を、前記用紙又は用紙束の後端部を押さえる用紙押さえ位置と、前記回転駆動軸を中心として回転し、用紙押さえを回避する用紙押さえ回避位置に設定する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記用紙又は用紙束の後端が前記排出手段を通過した後、前記第１の積載手段の後端部側を前記用紙押さえ回避位置に設定し、前記駆動ローラの回転と同期して回転する前記用紙押さえ手段が前記第１の積載手段の後端部側と接触しない位置まで移動したら、当該第１の積載手段の後端部側を上昇させて用紙押さえ位置に設定し、継続して回転している前記用紙押さえ手段により前記第２の積載手段上で前記用紙又は用紙束を押さえ付けることを特徴とする。

本発明によれば、用紙を押さえるために独立した駆動源が不要で、用紙後端の浮き上がりが大きい場合でも後端の浮き上がりを押さえて用紙又は用紙束を精度よく積載することができる。

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。本発明の実施形態に係る用紙後処理装置の概略構成を示す図である。本発明の実施形態に係る用紙後処理装置における用紙押さえ機構を示す図である。本発明の実施形態に係る画像形成システムの制御構成を示すブロック図である。シフトモード時の動作を示す動作説明図で、用紙が用紙後処理装置に搬送されてきたときの状態を示す。シフトモード時の動作を示す動作説明図で、用紙がシフト搬送ローラから排紙ローラに受け渡されたときの状態を示す。シフトモード時の動作を示す動作説明図で、用紙が排紙ローラから排紙トレイに排紙されたときの状態を示す。シフトモード時の動作を示す動作説明図で、可動トレイ部が下降し、用紙押さえ部材が回転を開始したときの状態を示す。シフトモード時の動作を示す動作説明図で、可動トレイ部が用紙押さえ回避位置への移動を完了し、排紙モータが所定ステップ数駆動されるときの状態を示す。シフトモード時の動作を示す動作説明図で、用紙押さえ部材が可動トレイ部に接触しない位置まで移動し、可動トレイ部が用紙押さえ位置に上昇したときの状態を示す。シフトモード時の動作を示す動作説明図で、用紙押さえ部材が可動トレイに当接するまで回転したときの状態を示す。シフトモード時の動作を示す動作説明図で、用紙が排紙トレイ上に積載され、次紙の先端が排紙トレイに達したときの状態を示す。スティプルモード時の動作を示す動作説明図で、用紙が用紙後処理装置に搬送されてきたときの状態を示す。スティプルモード時の動作を示す動作説明図で、用紙の後端がシフト搬送ローラを通過したタイミングで叩きコロを下降させたときの状態を示す。スティプルモード時の動作を示す動作説明図で、叩きコロによって用紙をスイッチバックさせたときの状態を示す。スティプルモード時の動作を示す動作説明図で、ジョガーフェンスによる用紙幅方向の整合を行うときの状態を示す。スティプルモード時の動作を示す動作説明図で、綴じ処理後、排紙開閉ガイド板を下降させたときの状態を示す。スティプルモード時の動作を示す動作説明図で、閉じられた用紙束を排紙トレイに排紙するときの状態を示す。スティプルモード時の動作を示す動作説明図で、用紙押さえ動作開始時の状態を示す。スティプルモード時の動作を示す動作説明図で、可動トレイ部の自由端側を下降させ、用紙押さえ回避位置に移動させたときの状態を示す。スティプルモード時の動作を示す動作説明図で、用紙押さえ部材が可動トレイ部に接触しない用紙押さえ回避位置まで移動したときの状態を示す。スティプルモード時の動作を示す動作説明図で、可動トレイ部を上昇させ、用紙押さえ位置に移動させたときの状態を示す。スティプルモード時の動作を示す動作説明図で、浮き上がった状態の用紙後端に上方から当接し、可動トレイ部に当接するまで回転して用紙束を押さえたときの状態を示す。シフトモード時の排紙、用紙押さえ、積載動作時の動作タイミングを示すタイミングチャートである。スティプルモード時の排紙、用紙押さえ、積載動作時の動作タイミングを示すタイミングチャートである。用紙押さえ機構の他の例を示す図である。

本発明は、用紙を排紙トレイに排出する排出手段の駆動軸に所謂トルクリミッタを介して用紙押さえ部材を設け、排紙トレイが用紙押さえ位置にあるとき、用紙押さえ部材の回転を排紙トレイによって規制し、積載されている用紙の後端を排紙トレイ上に押し当てるようにしたことを特徴とする。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、同等な各部には同一の参照符号を付し、重複する説明は適宜省略する。

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（本実施形態では、画像形成された用紙の後処理を行うので、以下「用紙後処理装置」と称す。）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（不図示）、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後処理装置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、感光体ドラムに色毎に画像を書き込む光書き込みユニットとを備えている。光書き込みユニットは、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１１１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。

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とからなるローラ対１５１を備え、用紙が当該ローラ対１５１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、用紙後処理装置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。

用紙後処理装置２００は、画像形成装置１００の内部に配置され、あるいは画像形成装置１００の排紙トレイ（筐体トレイ）上に装着され、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。なお、図１に示すように画像読み取り装置３００を備えた場合には、用紙後処理装置２００は、画像形成装置１００と画像読み取り装置３００との間であって、画像形成装置１００の筐体の上面に形成された排紙トレイ、所謂筐体トレイ上の本来空間部であった部分に装着される。これにより、空間の有効利用を図り、省スペース化を促進することができる。

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１１１で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１６０側に返送される。排紙経路１６０側に搬送された用紙は、用紙後処理装置２００に搬送され、用紙後処理装置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２０３に排紙される。

排紙ローラ２０６の下流に配置された排紙トレイ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は排紙トレイモータ２２１ａ及びカム・リンク機構２２１ｂにより上下動する。可動トレイ部２０８ｂは上流側の端部を支点として支軸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２２１ｂ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、排紙トレイモータ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。

図２は本実施形態に係る用紙後処理装置２００の概略構成を示す図である。
用紙後処理装置２００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、後端基準フェンス２２０、ジョガーフェンス２１２、排出手段としての排紙ローラ２０６及び排紙従動ローラ２０５ａを備えた排紙開閉ガイド板２０５、並びに排紙トレイ２０３から主に構成されている。

すなわち、用紙後処理装置２００の用紙受け入れ部には画像形成装置１００の排紙搬送路１６０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２０４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及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には用紙位置検出手段としての入口センサ２０７が配置され、用紙の先端と後端を検知し、後述のＣＰＵ４０１が検知され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及び後述の排紙モータ２１７の駆動ステップ数に基づいて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２０２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。

図３は、本実施形態に係る用紙後処理装置における用紙押さえ機構を示す図である。

用紙押さえ機構Ｍ１は、排紙ローラ２０６の（回転）駆動軸２２３に設けられたトルクリミッタ２３０と、トルクリミッタ２３０を介して前記駆動軸２２３に設けられた用紙押さえ部材２０９とから構成されている。

用紙押さえ部材２０９は、本実施形態では、駆動軸２２３に並列に２個配置されている。用紙押さえ部材２０９の用紙Ｐ又は用紙束Ｐ’に接触する先端（接触部）には図３（ａ）に示すようにスポンジ材２２４が取り付けられている。駆動軸に矢印Ｒ２１方向の回転力を与えた場合、排紙トレイ２０３の可動トレイ部２０８ｂが、用紙押さえ部材２０９の先端と接触する位置、すなわち用紙押さえ位置にあるとき、用紙押さえ部材２０９の回転は排紙トレイ可動部２０８ｂによって規制される。このとき排紙トレイ２０３上に用紙があれば、図３（ｂ）に示すように排紙トレイ２０３に積載されている用紙の後端が可動トレイ部２０８ｂに押し当てられる。

可動トレイ部２０８ｂは前述のように排紙トレイモータ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。そこで、用紙の後端が用紙押さえ部材２０９によって可動トレイ部２０８ｂに押し当てられると、可動トレイ部２０８ｂの自由端をＱ２１のように下降させることができる。そして、可動トレイ部２０８ｂが、用紙押さえ部材２０９の先端と接触しない位置、すなわち用紙押さえ回避位置に移動すると、用紙押さえ部材２０９は、図３（ｃ）に示すように排紙ローラ２０６の駆動軸２２３の動き（矢印Ｒ２１方向）に従って矢印Ｒ２１ａに回転可能となる。

図４は本実施形態に係る画像形成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たプログラムを実行し、各部を制御する。

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。

用紙後処理装置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。各種直流負荷４２０としては、例えば入口モータ２１６、排紙モータ２１７、シフトモータ４２０ａ、排紙開閉ガイド板駆動モータ４２０ｂ、排紙トレイモータ２２１ａ等々がある。

画像形成装置１００と用紙後処理装置２００は、シリアルＩ/Ｆ４１５及び４０４を介して用紙搬送制御に必要なコマンドを送受し、用紙後処理装置２００のＣＰＵ４０１は該コマンド及び各種センサ４３０から得られる用紙位置情報により、排紙開閉ガイド板２０４の駆動制御、スティプル排紙ローラ２０３の駆動制御、図示しないシフト機構のシフト駆動制御、排紙トレイ２０６の高さ位置の制御、排紙トレイ可動部２０７の回動制御、用紙後端押さえ２０８の回動制御、ジョガーフェンス２１２の整合制御、叩きコロ２１１による整合制御、ソレノイド２２９による揺動部材２２８の揺動制御、リンクによる排紙ローラ２０６の昇降制御、叩きコロ２１１による用紙の突き当て制御、スティプラ２１５の綴じ制御を含む各種制御を実行する。

本実施形態では、画像読み取り装置３００と画像形成装置１００の画像形成部を有する本体部との間の空間に用紙後処理装置２００が設けられているが、用紙後処理装置２００の取り付け空間は、この実施形態に限られるものではなく、例えば、画像形成装置１００本体側面から排紙される形式のものでは、本体側面に設置される。いずれにしても、画像形成装置１００の本体形状、本体構造、排紙位置に応じて設置位置は設定される。但し、どの位置に設置しても、画像形成装置１００の排紙トレイ（筐体トレイ）上に装着しても、用紙後処理装置２００の構成、動作、及び制御は同等である。

画像形成装置１００から排紙された用紙を受け入れた後の用紙後処理装置２００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、モード毎に各部構成を加えて説明する。

図５ないし図１２は本実施形態に係る用紙後処理装置のシフトモード時の用紙搬送、排紙、用紙押さえ、積載動作の各動作を示す動作説明図である。

シフトモードは、画像形成装置１００から排紙された用紙Ｐを所定枚数毎に用紙搬送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Ｐ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Ｐの仕分けを行う際、シフト搬送ローラ対２０４は所定枚数毎に用紙搬送方向と垂直な方向に移動し、用紙Ｐ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。これにより用紙Ｐが排紙トレイ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Ｐの仕分けが行われる。

また、シフト搬送ローラ対２０４の下流には排紙開閉ガイド板２０５と排紙手段としての排紙ローラ２０６が配置されている。排紙ローラ２０６は排出手段の駆動源としての排紙モータ２１７により駆動され、排紙開閉ガイド板２０５は不図示の排紙開閉ガイド板駆動モータにより上下動可能であり、排紙ローラ２０６と排紙開閉ガイド板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Ｐを排紙トレイ２０３へと排紙し、排紙トレイ２０３上に積載する。

すなわち、図５に示すように、画像形成装置１００から排紙搬送路２０２に搬送されてきた用紙Ｐはシフト搬送ローラ対２０４によって搬送される間に用紙搬送方向を直交する方向に予め設定された量移動し、排紙ローラ２０６と排紙従動ローラ２０５ａに受け渡す。このとき、用紙押さえ部材２０９の先端部は上昇した可動トレイ部２０８ｂと接触している。

シフト搬送ローラ対２０４から排紙ローラ２０６と排紙従動ローラ２０５ａに受け渡された用紙Ｐは図６に示すように両ローラ２０６，２０５ａによって排紙トレイ２０３側に排紙され、図７に示すように排紙トレイ２０３上に放出される。

用紙押さえ動作は、排紙された用紙Ｐの後端が用紙押さえ開始位置を通過したときに実行する。用紙押さえ開始位置は、用紙位置検出手段としての入口センサ２０７がＯＦＦしてから、排紙モータ２１７が所定のステップ数ＳＴ１駆動したら、用紙後端が排紙ローラ２０６位置を通過する距離Ｄ１ｍｍ搬送されたと見なす（図２４参照）。

次いで、図８に示すように可動トレイ部２０８ｂが下降（回転）し（矢印Ｄ２１方向）、用紙押さえ部材２０９は図示反時計回り方向（矢印Ｒ１１方向）に回転する。図では、用紙Ｐの後端はカールして排紙ローラ２０６とほぼ同じ高さに位置している。

次いで、図９に示すように可動トレイ部２０８ｂが最下端まで下降し、可動トレイ部２０８ｂが用紙押さえ回避位置への移動を完了後、排紙モータ２１７が所定のステップ数ＳＴ２駆動されるのを待つ。用紙押さえ部材２０９がさらに反時計回り方向に回転し、可動トレイ部２０８ｂに接触しない位置まで移動したら、図１０に示すように可動トレイ部２０８ｂを上昇させ（矢印２２方向）、用紙押さえ位置に移動させる。

この動作を並行して用紙押さえ部材２０９は駆動軸２２３の回転に従って一回転し、図１０に示すように浮き上がった状態の用紙後端に上方から当接し、図１１に示すようにさらに可動トレイ部２０８ｂに当接するまで回転する。用紙押さえ部材２０９はトルクリミッタ２３０を介して駆動軸２２３に取り付けられているため、排紙ローラ２０６の回転を阻害することなく、可動トレイ部２０８ｂに当接した状態で停止する。

このようにして用紙の後端は、用紙押さえ部材２０９によって可動トレイ部２０８ｂに押し当てられ、図１２に示すように排紙トレイ２０３上に積載される。用紙Ｐの積載が完了し、後続の用紙がなければ、排紙モータ２１７の動作を停止する。なお、図１２は排紙トレイ２０３上に積載された用紙の上に次紙が搬送されてきたときの状態を示す。

図１３ないし図２３は本実施形態に係る用紙後処理装置のスティプルモード時の用紙搬送、排紙、用紙押さえ、積載動作の各動作を示す動作説明図である。

スティプルモードは、画像形成装置１００から排紙された用紙Ｐをスティプルトレイ２１９に一時積載し、所定枚数毎にスティプラ２１５によって綴じて、綴じた用紙束Ｐ’を排紙トレイ２０３に排紙するモードである。

排紙搬送路２０２の最下流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開閉ガイド板２０５との間には、不図示のステッピングモータ（叩きコロ駆動モータ：図２５−４２０ｃ）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２１１は上下動を行うレバー部分とコロ部分からなり、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、図１３に示すように画像形成装置１００から排紙搬送路２０２に搬送されてきた用紙Ｐは、図１４に示すように用紙Ｐの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（矢印Ｄ３１方向）、図１５に示すようにコロ部分で用紙Ｐをスティプルトレイ２１９に押し付け、さらにコロ部分を回転させて用紙Ｐの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２１６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、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、図１６に示すように叩きコロ２１１を上昇させ（矢印Ｄ３２方向Ｄ）、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による用紙搬送方向と垂直な用紙幅方向の整合を行う。ジョガーフェンス２１２は、固定側と可動側の２つの部分からなり、可動側の部分が不図示のジョガー駆動モータ（図２５−符号４２０ｄ）用紙搬送方向と垂直な方向に移動して用紙Ｐの端部を固定側の部分と挟むように移動し、用紙Ｐの側端部に当接して用紙を基準位置に揃え、整合する。その際、用紙後端の一側の端面は、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、不図示のスティプラモータ（図２５−符号４２０ｅ）綴じ処理される。

綴じ処理後、図２において鎖線で示すように排紙開閉ガイド板２０５を下降させ（図１７：矢印Ｄ１１方向）、排紙ローラ２０６と排紙従動ローラ２０５ａによって用紙束Ｐ’を挟持し、排紙モータ２１７を駆動することにより、図１８に示すように用紙束Ｐ’を排紙トレイ２０３に排紙する。なお、紙有無センサ２１３はスティプルトレイ２１９上に一時積載された用紙の有無の検知するセンサであり、電源ＯＮ時やジャム発生時の機内残紙検知に使用される。

図１９以降の用紙押さえ動作は、排紙された用紙束Ｐ’の後端が用紙押さえ開始位置を通過したときに実行する。後端が用紙押さえ開始位置を通過したときとは、用紙位置検出手段としての排紙センサ２１０がＯＦＦしてから排紙モータ２１７の駆動ステップ数が予め設定されたステップ数ＳＴ３だけ駆動された場合に、用紙束Ｐ’が排紙ローラ２０６位置を通過する距離Ｄ２ｍｍ搬送されたと見なす。

用紙束Ｐ’が前記排紙ローラ２０６位置と見なされた位置を通過したら、制御部からの指令により排紙トレイモータ２２１ａが所定の時間Ｔａの間だけ回転し、図２０に示すように可動トレイ部２０８ｂの自由端側を下降させ（矢印Ｄ２１方向）、用紙押さえ回避位置に移動させる。可動トレイ部２０８ｂが用紙押さえ回避位置にあるとき、用紙押さえ部材２０９は排紙ローラ２０６の駆動軸２２３の動きに従って回転可能になる。

可動トレイ部２０８ｂの用紙押さえ回避位置への移動完了後、排紙モータ２１７が予め設定されたステップ数ＳＴ４駆動されるのを待つ。そして、図２１に示すように用紙押さえ部材２０９が可動トレイ部２０８ｂに接触しない用紙押さえ回避位置まで移動したら、可動トレイ部２０８ｂを上昇させ、図２２に示すように用紙押さえ位置に移動させる。

用紙押さえ部材２０９は駆動軸２２３の動きに従って一回転して、浮き上がった状態の用紙後端に上方から当接し、図２３に示すようにさらに可動トレイ部２０８ｂに当接するまで回転する。用紙押さえ部材２０９はトルクリミッタ２３０を介して駆動軸２２３に取り付けられているため、排紙ローラ２０６の回転を阻害することなく、可動トレイ部２０８ｂに当接した状態で停止する。このようにして用紙束Ｐ’の後端は、用紙押さえ部材２０９によって可動トレイ部２０８ｂに押し当てられ、排紙トレイ２０３上に積載される。用紙束Ｐ’の積載が完了し、後続の用紙がなければ、排紙モータ２１７の動作を停止する。

以上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、及び綴じ処理された用紙束が積載される。

なお、本実施形態においては、用紙後端が排紙ローラ２０６位置（排紙センサ２１０で用紙束Ｐ’後端を検知した位置：図２５参照）を通過する位置を用紙押さえ開始位置としている。これにより、薄紙などの腰の弱い用紙が排紙されてきた際、用紙Ｐは図２０に示したように排紙トレイ２０３の可動トレイ部２０８ｂ上で停止している用紙押さえ部材２０９の上を通過するため、用紙Ｐがへたって折れてしまうのを防ぎ、スタック不良を発生させず、用紙Ｐを排紙トレイ２０３上に良好に排出できる。

図２４はシフトモード時の排紙、用紙押さえ、積載動作時の動作タイミングを示すタイミングチャートである。

このタイミングチャートは、画像形成装置１００のＣＰＵ４１１から用紙後処理装置２００のＣＰＵ４０１のコマンドのタイミングと、入口センサ２０７、入口モータ２１６、排紙モータ２１７、シフトモータ４２０ａ、排紙開閉ガイド板駆動モータ４２０ｂ、排紙トレイモータ４２０ｃの駆動タイミングの関係を示している。

このタイミングチャートでは、画像形成装置１００から用紙後処理装置２００に排紙信号ＯＮが入力されると（Ｔ１）、入口モータ２１６がＯＮされ（Ｔ２）、本体排紙速度（線速）で駆動され、画像形成装置１００からの用紙Ｐを受け入れて搬送する。そして、入口センサ２０７が用紙Ｐの先端を検知し（Ｔ３）、予め設定されたタイミングが経過した時点で排紙モータ２１７が本体排紙速度と同速で搬送方向に回転を開始する（Ｔ４）。画像形成装置１００からの排紙信号がＯＦＦになると（Ｔ５）、すなわち、用紙Ｐが画像形成装置１００を抜けると、入口モータ２１６と排紙モータ２１７が増速され、シフトモータ４２０ａが駆動され（Ｔ６）、用紙搬送方向を直交する方向（ここでは、装置の手間側から奥側）にシフトローラ２０４を予め設定された距離だけ移動させ、用紙Ｐのシフト動作を行う。

シフト動作開始後、入口センサ２０７を用紙後端が抜けると（Ｔ７）排紙開閉ガイド板２０５を下降させ（Ｔ８）閉じ、排紙モータ２１７によって増速された排紙ローラ２０６と排紙従動ローラ２０５ａによって用紙Ｐを排紙トレイ２０３側に排紙する。

次いで、用紙押さえ動作を実行するが、用紙押さえ動作は排紙された用紙Ｐの後端が用紙押さえ開始位置を通過したとき（Ｔ９）に実行する。用紙押さえ開始位置は、入口センサ２０７がＯＦＦしてから、排紙モータ２１７が所定のステップ数ＳＴ１駆動されたら、用紙後端が排紙ローラ２０６位置を通過する距離Ｄ１ｍｍ搬送されたと見なし、排紙トレイモータ２２１ａを下降方向に駆動して（Ｔ１０）可動トレイ部２０８ｂを下降させ、用紙押さえ回避位置へ移動させる。そして、排紙モータ２１７が排紙線速で所定のステップ数ＳＴ２駆動されると（Ｔ１１）、排紙トレイモータ２２１ａを上昇方向に駆動して可動トレイ部２０８ｂを上昇させ、用紙Ｐを押さえる。なお、排紙モータ２１７が前記所定のステップ数ＳＴ２駆動されている間に、排紙ガイド板駆動モータ４２０ｂが上昇方向に駆動され（Ｔ１２）、排紙従動ローラ２０５ａは用紙Ｐから離間する。また、この押さえ動作の間に次ぎの用紙Ｐが画像形成装置１００から搬入され、シフトＯＮ信号（Ｔ１３）によって逆方向のシフト動作が行われ、搬送されてくる枚数分同じ動作が繰り返される。

図２５はスティプルモード時の排紙、用紙押さえ、積載動作時の動作タイミングを示すタイミングチャートである。

このタイミングチャートは、画像形成装置１００のＣＰＵ４１１から用紙後処理装置２００のＣＰＵ４０１のコマンドのタイミングと、入口センサ２０７、入口モータ２１６、排紙モータ２１７、シフトモータ４２０ａ、排紙開閉ガイド板駆動モータ４２０ｂ、叩きコロ駆動モータ４２０ｃ、ジョガー駆動モータ４２０ｄ、排紙トレイモータ２２１ａ、排紙センサ２１０及びスティプラモータ４２０ｅの駆動タイミングの関係を示している。

このタイミングチャートでは、画像形成装置１００から用紙後処理装置２００に排紙信号ＯＮが入力されると（Ｔ２１）、入口モータ２１６がＯＮされ（Ｔ２２）、本体排紙速度（線速）で駆動され、画像形成装置１００からの用紙Ｐを受け入れて搬送する。そして、入口センサ２０７が用紙Ｐの先端を検知し（Ｔ２３）、予め設定されたタイミングが経過した時点で排紙モータ２１７が本体排紙速度と同速で回転を開始する（Ｔ２４）。画像形成装置１００からの排紙信号がＯＦＦになり（Ｔ２５）、用紙Ｐが画像形成装置１００を抜けると、入口モータ２１６と排紙モータ２１７が増速され、シフトモータ４２０ａが駆動され（Ｔ２６）、用紙搬送方向と直交する方向（ここでは、装置の手間側から奥側）にシフトローラ２０４を予め設定された距離だけ移動させ、用紙Ｐのシフト動作を行う。なお、スティプルモードでは、複数枚同じ位置で用紙Ｐを揃えて用紙束Ｐ’とスティプルので、シフト方向は同じ方向である。

シフト動作開始後、叩きコロ駆動モータ４２０ｃを駆動し（Ｔ２７）、用紙Ｐを後端フェンス２２０側に移動させて搬送方向の整合を行うと共に、ジョガー駆動モータ４２０ｄを駆動して（Ｔ２８）幅方向の整合も行う。ジョガーフェンス２１２は待機（ホーム）位置と揃え位置（ホーム外）との間を往復動し、固定側のジョガーフェンスに用紙を押し当て、用紙の幅方向が揃えられる。

排紙モータ２１７は１回目のシフト動作を行った時点で叩きコロ２１１のローラ部を用紙搬送方向とは逆方向に回転駆動し（Ｔ２９）、叩きコロ駆動モータ４２０ｃが駆動され、ローラ部が用紙Ｐに接触したときに、用紙を戻し方向に移動させる。これらの動作はここでは２枚分繰り返し、２枚で１部の整合された用紙束Ｐ’を作成する。

２枚の整合された用紙束Ｐ’が作成されると、スティプル動作が開始される。スティプル開始信号が出力され（Ｔ３０）、スティプル動作が開始されると、ジョガー駆動モータ４２０ｄが駆動され（Ｔ３１）、用紙束Ｐ’の幅方向を整合し、その後、排紙モータ２１７が停止して（Ｔ３２）スティプル可能な状態となる。この状態となった後、スティプルモータ４２０ｅが駆動され（Ｔ３３）、スティプルの実打、すなわちスティプル処理が行われる。

スティプル処理が行われた後、排紙開閉ガイド駆動モータ４２０ｂが駆動され（Ｔ３４）、叩きコロ２１１を下降させる。そして、下降が完了すると排紙モータ２１７を用紙束Ｐ’の排紙線速で駆動し（Ｔ３５）、用紙束Ｐ’を排紙トレイ２０３側に移動させる。

次いで、用紙束Ｐ’の押さえ処理が実行される。押さえ処理は、前述のように排紙センサ２１０がＯＦＦして（Ｔ３６）から排紙モータ２１７の駆動ステップ数が予め設定されたステップ数ＳＴ３だけ駆動されると（Ｔ３７）、排紙トレイモータ２２１ａを所定の時間Ｔａの間だけ回転させ（Ｔ３８）、可動トレイ部２０８ｂの自由端側を用紙押さえ回避位置に移動させる。

可動トレイ部２０８ｂの用紙押さえ回避位置への移動完了後、排紙モータ２１７が予め設定されたステップ数ＳＴ４駆動されると（Ｔ３９）、可動トレイ部２０８ｂを上昇させ、用紙押さえ位置に移動させる。なお、排紙モータ２１７は、前記ステップ数ＳＴ３分の駆動が終了すると停止し（Ｔ４０）、その後、排紙開閉ガイド板駆動モータ４２０ｂが駆動され排紙従動ローラ２０５ａを上昇させる（Ｔ４１）。

図２６は、用紙押さえ機構の他の例を示す図である。
同図に示した用紙押さえ機構Ｍ２は、図３に示した用紙押さえ機構Ｍ１に対して、排紙ローラ２０６の駆動軸２２３からの駆動力を、トルクリミッタ２３０及び変速手段としての歯車列２４０を介して用紙押さえ部材２０９に伝達するように構成したものである。

歯車列２４０は、第１歯車２４１、第２歯車２４２、第３歯車２４４、第４歯車２４５及び回転軸２４３から構成される減速機構２５０である。回転軸２４３には、第２歯車２４２と第３歯車２４４が取り付けられており、第２歯車２４２の回転に従い、回転軸２４３及び第３歯車２４４が回転する。第２歯車２４２は大歯車と小歯車からなる２段歯車であり、第２歯車２４２の小歯車２４２ａは第３歯車２４４と等しい直径と歯数を備えている。

第４歯車２４５ａ，２４５ｂはそれぞれ、第２歯車２４２の小歯車２４２ａ及び第３歯車２４４から駆動力を受け、用紙押さえ部材２０９ａ，２０９ｂを回転駆動する。

トルクリミッタ２３０の外輪には第１歯車２４１が取り付けられており、排紙ローラ２０６の駆動軸２２３の動きに従い、Ｖ１の速度で矢印Ｒ７１の方向に回転駆動される。第１歯車２４１は第２歯車２４２に駆動力を伝達し、第２歯車２４２は、Ｖ２の速度で排紙ローラ２０６とは逆の矢印Ｒ７２の方向に回転駆動される。第２歯車２４２は回転軸２４３を介して第３歯車２４４に駆動力を伝達し、さらに第２歯車２４２の小歯車２４２ａ及び第３歯車２４４は第４歯車２４５に駆動力を伝達し、第４歯車２４５は用紙押さえ部材２０９に駆動力を伝達する。最終的に用紙押さえ部材２０９ａ，２０９ｂは、Ｖ１よりも低いＶ３の速度で、排紙ローラ２０６と同じ矢印Ｒ７３方向に回転駆動される。

このような減速機構２５０を設けると、用紙押さえ部材２０９の回転速度が排紙ローラ２０６の回転速度よりも低いため、用紙押さえ部材２０９を用紙に当接する際の衝撃を小さくすることができ、従って用紙にダメージを与えることがない。

以上のように、本実施形態によれば、以下のような効果を奏する。

１）排紙ローラ２０６と同期して回転する押さえ部材２０９の用紙Ｐとの接触部２２４が、排紙ローラ２０６の配置位置よりも高い位置から降りてきて、用紙Ｐ又は用紙束Ｐ’を押さえるので、独立した駆動源を設けることなく用紙カールなどによる用紙後端の浮き上がりを確実に押さえることができる。

２）その際、入口センサ２０７による用紙Ｐの後端検知信号、あるいは排紙センサ２１０による用紙束Ｐ’の後端検知信号をトリガーとして所定の駆動ステップをカウントし、そのカウント値に基づいて可動トレイ部２０８ｂを下降（排紙ローラ２０６から離間）させるので、独立した制御信号を用いることなく用紙カールなどによる用紙後端の浮き上がりを確実に押さえることができ、また、排紙トレイ上に排出された用紙を精度よく積載できる。

３）用紙Ｐ又は用紙束Ｐ’の後端が排出ローラ２０６を通過した後、排紙トレイ２０３の後端部側である可動トレイ部２０８ｂを用紙押さえ回避位置に設定するので、排紙トレイ２０３上で停止している前記用紙押さえ部材がガイドの役割を果たし、薄紙などの腰の弱い用紙が折れてしまい、スタック不良が発生するのを防ぐことができる。

４）用紙押さえ部材２０９の先端部であって、用紙Ｐ又は用紙束Ｐ’の後端に当接する接触部２２４を弾性素材によって構成したので、用紙押さえ部材２０９が用紙Ｐ又は用紙束Ｐ’の後端にある程度の荷重で接触したとき弾性変形することができる。これにより、用紙Ｐ又は用紙束Ｐ’にダメージを与えることなく用紙後端を押さえることができる。

５）排紙ローラ２０６の（回転）駆動軸２２３に、当該駆動軸２２３の回転速度よりも低い回転速度で用紙押さえ手段を回転させる減速機構２５０を設けたので、排出ローラ２０６の排紙時の回転速度が速くても、用紙押さえ部材２０９の回転速度を適切に減速することができる。その結果、用紙にダメージを与えることなく用紙後端を押さえることが可能となる。

６）本実施形態に係る画像形成システムにおいては、独立した駆動源及び制御信号を用いることなく、画像形成装置１００によって画像が形成された用紙を、用紙処理装置２０の排紙トレイ２０３上に１枚ずつ、あるいは用紙束として精度よく排紙トレイ２０３上に積載することができる。

なお、後述の特許請求の範囲における用紙処理装置は本実施形態では、符号２００に、用紙は符号Ｐに、用紙束は符号Ｐ’に、第１の積載手段は排紙トレイ２０３に、第２の積載手段はスティプルトレイ２１９に、排出手段は排紙ローラ２０６に、回転駆動軸は駆動軸２２３に、用紙押さえ手段は用紙押さえ部材２０９に、駆動力限定伝達手段はトルクリミッタ２３０に、第１の積載手段の後端部側は可動トレイ部２０８ｂに、用紙押さえ位置は図３（ｂ）に示す位置に、用紙押さえ回避位置は図３（ｃ）に示す位置に、接触部は符号２２４に、減速手段は減速機構２５０に、それぞれ対応する。

さらに、本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、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本発明の対象となる。前記実施形態例は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

１００画像形成装置
２００用紙後処理装置（用紙処理装置）
２０３排紙トレイ
２０６排紙ローラ
２０８ｂ可動トレイ部
２０９用紙押さえ部材
２１９スティプルトレイ
２２３駆動軸
２２４接触部
２３０トルクリミッタ
２５０減速機構
Ｐ用紙
Ｐ’ 用紙束

特開２０１１−０２０７７５号公報

Claims

搬入されてきた用紙に予め設定された処理を施して排紙する用紙処理装置であって、
排紙された用紙又は用紙束を積載する第１の積載手段と、
搬入されてきた用紙を一時的に積載する第２の積載手段と、
搬入されてきた用紙を前記第１の積載手段に排紙し、あるいは前記第２の積載手段に積載された用紙束を前記第１の積載手段に排出する駆動ローラ及び従動ローラを含む排出手段と、
前記排出手段の回転駆動軸に取り付けられ、前記第１の積載手段の用紙搬送方向上流側の端部との相対的な距離に応じて前記用紙又は用紙束の搬送方向後端部を押さえ、あるいは前記第１の積載手段の用紙搬送方向上流側の端部と接触することなく駆動軸を中心として回転し、回転駆動力を限定して伝達する駆動力限定伝達手段を介して前記回転駆動軸に取り付けられた用紙押さえ手段と、
前記第１の積載手段の後端部側を前記駆動軸に対して近接離間させる駆動手段と、
前記駆動手段を駆動制御し、前記第１の積載手段の用紙搬送方向上流側の端部と前記用紙押さえ手段との間の相対的な距離を、前記用紙又は用紙束の後端部を押さえる用紙押さえ位置と、前記回転駆動軸を中心として回転し、用紙押さえを回避する用紙押さえ回避位置に設定する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記用紙又は用紙束の後端が前記排出手段を通過した後、前記第１の積載手段の後端部側を前記用紙押さえ回避位置に設定し、前記駆動ローラの回転と同期して回転する前記用紙押さえ手段が前記第１の積載手段の後端部側と接触しない位置まで移動したら、当該第１の積載手段の後端部側を上昇させて用紙押さえ位置に設定し、継続して回転している前記用紙押さえ手段により前記第２の積載手段上で前記用紙又は用紙束を押さえ付けること
を特徴とする用紙処理装置。
請求項１に記載の用紙処理装置であって、
前記用紙押さえ手段は、前記用紙又は用紙束の後端に当接する部分に弾性素材からなる接触部を備えていること
を特徴とする用紙処理装置。
請求項１又は２に記載の用紙処理装置であって、
前記回転駆動軸に、当該回転駆動軸の回転速度よりも低い回転速度で前記用紙押さえ手段を回転させる減速手段が設けられていること
を特徴とする用紙処理装置。
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の用紙処理装置を備えていること
を特徴とする画像形成システム。