JP4319967B2 - 用紙処理装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は画像形成装置等に併設され、当該装置から排出されたシート状記録媒体、例えば転写紙（用紙）の仕分け、綴じ、スタック等を行う用紙処理装置、及びこの用紙処理装置を一体または別体に備えた画像形成装置に関する。

この種の技術として例えば特許文献１に開示された技術が知られている。この文献には、搬送路内に分岐爪が配置され、用紙後端がこれを通過した後、搬送ローラを逆転することによって用紙後端を用紙収容部へ導いて用紙を滞留させ、次用紙と重ね合せて搬送することが可能なように構成された用紙処理装置が記載され、この用紙処理装置では、前記動作を繰り返すことによって２枚以上の用紙を重ね合せて搬送することも可能となっている。

また、特許文献２には、スティプルトレイに排紙される用紙の先端を排紙爪で規制することにより用紙をスティプルトレイ上で揃え、スティプルトレイ上で揃えた後、スティプルし、スティプル後、排紙爪を用紙排紙方向に移動させ、用紙束を排紙トレイに送り出すことが開示されている。

また、特許文献３には、画像形成装置から排出される用紙を積載する用紙載置台、この用紙載置台上に載置された用紙の後端部を用紙後端突き当て部材の突き当て面に当接させて位置決め整列させる整合手段と、用紙後端突き当て部材を用紙搬送方向に振動させる振動手段と、この振動手段の振動タイミングを制御する制御手段とを備えた用紙後処理装置が開示されている。

さらに、特許文献４には、後処理装置に整合トレイを配置した用紙整合手段を設け、前記整合トレイに対して用紙整合用の部材を設け、この部材に対応させて複数の用紙の側部を保持する手段を配置し、前記用紙に対する整合を行った後に、綴じ込みなどの処理を行う記録紙後処理装置が開示されている。
特開２００４−００１９９８号公報 特開平１０−５９６１０号公報 特開２００３−１２２０７４号公報 特開平０６−２１１４１６号公報

ところで、前記特許文献１記載の用紙処理装置では、用紙収容部に用紙を多枚数滞留させると枚数により搬送方向の用紙束の長さが異なってしまう。そのため、スティプルトレイ上で用紙を放出する放出爪の待機位置が一定であると、用紙の搬送方向の先端が放出爪を越え、通過してしまう場合がある。用紙が放出爪を通過すると放出爪の上側に用紙が乗り上げてしまい、自重での後端フェンス側への落下の妨げになってしまう。また、放出爪をすべてのサイズで通過しない位置で待機させると逆転する距離がサイズにより異なり、小サイズの用紙ではスティプル処理時間が長くなってしまう。

また、放出爪の動作タイミングは、用紙束がスティプルトレイに排紙されてから用紙束が自重により落下し始めたときに設定されている。滞留（プレスタック）枚数が複数枚のとき、一番内側の用紙の落下する距離が多くなっていて、少枚数と同様のタイミングで叩き落とすと用紙の先端が座屈してしまい、放出爪による叩き落としが意図した通りにできない場合がある。また、特殊紙の場合もズレ量が異なるため、先端が座屈し、同様の現象が生じる。

本発明は、このような背景に鑑みてなされたもので、その目的は、用紙搬送方向を整合する整合手段の空振りによる綴じズレや綴じ抜け、あるいは叩き落とし不良を未然に防ぐことができるようにすることにある。

前記目的を達成するため、第１の手段は、処理トレイへ用紙を案内する間に当該用紙を所定位置から逆方向に搬送して一時的にスタック紙、あるいは後行する用紙の先端部を先行する用紙の先端部とずらした状態で逆方向に搬送して一時的にスタックするプレスタック経路と、前記処理トレイで用紙搬送方向の整合動作を行う整合手段と、を備え、前記プレスタック経路に一時的にスタックされていた先行する用紙に後行する用紙の先端をずらせた状態で後行する用紙を重ね合わせて搬送する機能を有する用紙処理装置において、前記プレスタック経路にスタックされている用紙の枚数に応じて前記整合手段の待機位置を変更することを特徴とする。

第２の手段は、第１の手段において、前記整合手段は前記用紙のサイズに応じて用紙先端を叩くことができる位置に待機位置を変更することを特徴とする。

第３の手段は、第１または第２の手段において、前記整合手段は前記用紙が特殊紙の場
合に用紙先端のずれ量に応じて用紙先端を叩くことができる位置に待機位置を変更することを特徴とする。

第４の手段は、第１ないし第３のいずれかの手段において、前記整合手段は前記用紙の
サイズに応じて用紙先端を叩くことができるタイミングに動作開始タイミングを変更することを特徴とする。

第５の手段は、第１ないし第４のいずれかの手段において、前記整合手段は前記第２の
搬送路に退避している前記用紙の枚数に応じて用紙先端を叩くことができるタイミングに動作開始タイミングを変更することを特徴とする。

第６の手段は、第１ないし第５のいずれかの手段において、前記整合手段は用紙が特殊
紙の場合に用紙先端を叩くことができるタイミングに動作開始タイミングを変更することを特徴とする。

第７の手段は、第１ないし第６のいずれかの手段において、前記整合手段は前記処理トレイに排紙されてくる用紙束の先端よりも上側に待機していることを特徴とする。

第８の手段は、第１ないし第７のいずれかの手段に係る用紙処理装置を一体または別体
に画像形成装置が備えていることを特徴とする。

なお、後述の実施形態において、処理トレイはスティプルトレイ１４に、プレスタック経路は符号２ｄに、整合手段は放出爪１３ａ，１３ｂにそれぞれ対応し、動作の制御はＣＰＵ３６０により行われる。また、この発明でいう用紙はシート状の記録媒体である記録シート全般を含む。

本発明によれば、用紙搬送方向を整合する整合手段の空振りによる綴じズレや綴じ抜け、あるいは叩き落とし不良を未然に防ぐことができる。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。

図１は本発明の実施形態に係る用紙処理装置としての用紙後処理装置を画像形成装置に連結して使用する用紙処理システムのシステム構成を示す図である。同図において用紙後処理装置２は画像形成装置１に接続され、両者間にはインサータ１５が配置されている。画像形成装置１の排紙口１ａとインサータ１５の給紙口１５ａと用紙後処理装置２の搬入口２ａが直線上に配置され、画像形成装置１からの用紙はインサータ１５の給紙口１５ａを介して用紙後処理装置２の搬入口２ａに導かれる。

用紙後処理装置２は、第１及び第２の搬送路２ｂ，２ｃ、プレスタック経路２ｄ、搬送ローラ５，７、回転ガイド６、トレイ排紙ローラ８、放出ベルト１３、スティプルトレイ１４、整合フェンス１０、後端フェンス１１、端面綴じスティプラ１２、放出ローラ２１、可動ガイド２２、分岐ガイド板２３、排紙ローラ２４及び排紙トレイ３から主に構成されている。また、インサータ１５は、表紙や合紙の載置台２０、ピックアップローラ１６、搬送路１５ｂ、搬送ローラ１７，１８，１９から構成されている。

前記第１の搬送路２ｂは、搬入口２ａに搬入された用紙あるいは表紙（合紙）からそのままスティプルトレイ１４に用紙を導き、第２の搬送路２ｃはスティプルトレイ１４に用紙を導く経路で、第１の搬送路２ｂの途中で分岐し、分岐点で分岐爪２ｅにより用紙の分岐方向が制御される。この第２の搬送路２ｃにはプレスタック経路２ｄが設けられ、このプレスタック経路２ｄには回転ガイド６および搬送ローラ７を逆転させることにより用紙を逆方向に搬送し、用紙が一時収容される。

画像形成装置１から出力された用紙は排紙口１ａ、給紙口１５ａ及び搬入口２ａから用紙後処理装置２に入り、入り口センサＳＮ１により用紙を検知し、入り口ローラ４によって分岐爪２ｅを図示反時計方向に回動させることにより第２の搬送路２ｃに導かれる。第２の搬送路２ｃに導かれた用紙は、当該用紙の移動力で切換爪９を図示反時計方向に回動させ、それにより確保された第２の搬送路２ｃを通り、搬送ローラ７、トレイ排紙ローラ８によりスティプルトレイ１４へ搬送される。搬送された用紙は矢印Ｂ方向へ自重落下し、また、叩きコロ１４ａで下方に叩き落とされ、後端フェンス１３で搬送方向の後端が揃えられる。そして、予め用紙の後端をセンサＳＮ２で検知し、用紙搬送方向が揃えられ得る時間の後、整合フェンス１０により幅方向が揃えられる。この動作を繰り返すことにより多枚数の用紙が１枚ずつ整合される。

１部の場合は以上のように動作するが、２部以上の場合には、以下のようにして動作する。
画像形成装置１から出力される用紙の間隔は一定でありジョブ間の間隔も一定に出力されてくる。画像形成装置１からは１部目が出力されるときに用紙のサイズ、枚数、搬送速度、処理モードなどの信号が送られてくる。その信号を用紙後処理装置が受け取ることにより用紙をスタックさせる枚数や増速ポイント、増速線速、逆流ポイント、スタック時の停止ポイント、が決定される。

実際の用紙の処理動作を図２（ａ）〜（ｄ）に示す。画像形成装置１から出力されたジョブの先頭用紙が用紙後処理装置２の入り口ローラ４、搬送ローラ５により搬送され、切り換え爪９を通過し図２（ａ）の位置まで搬送される。このとき画像形成装置１からの信号により用紙を逆流させる必要がある場合は、搬送ローラ７、回転ガイド６が一度停止し、図２（ｂ）に示す矢印の方向（図示時計方向）に逆転をはじめる。その際、切り換え爪９が作動し、用紙はプレスタック経路２ｄに導かれ、プレスタックされる。このプレスタック経路２ｄに搬送される距離は入り口センサＳＮ１からのパルスカウントやタイマ等によって制御タイミングをとり、どの用紙サイズでも先端の位置が同じ位置になるところで停止する。この時、用紙は搬送ローラ７のニップにかんだ状態で停止している。

次に、図２（ｃ）に示すように搬送ローラ５により２枚目の用紙が搬送されてくる。そして入り口センサＳＮ１の検知情報により２枚目の用紙先端が搬送ローラ７から上流側に所定の距離、例えば１０ｍｍの位置まで搬送されると、図２（ｄ）矢印方向（図示反時計方向）に搬送ローラ７および回転ガイド６が回転を開始し、図２（ｃ）に示すようにプレスタック経路２ｄにスタックされていた用紙の搬送を開始する。ジョブの先頭用紙は搬送ローラ７のニップにかんだ状態で再搬送されるのでジョブの先頭用紙の先端のほうが２枚目の用紙先端よりも先行した状態で２枚同時にスティプルトレイ１４上に排出される。

排出された用紙束は、スティプルトレイ１４の中央部の用紙搬送方向に平行に設置された放出ベルト１３が回転し、放出ベルト１３の対称な位置に設置された１対の放出爪１３ａ，１３ｂが矢印Ｂ方向に移動し、一方の放出爪１３の背で用紙先端をたたき、用紙を後端フェンス１１まで落として搬送方向のずれを整合する。このことにより、本体の生産性および綴じ品質を落とさず後処理を行なうことができる。放出ベルト１３は、放出ローラ２１と従動ローラ２１ａとの間に掛け渡され、用紙の放出動作を整合動作を行う。

以上が２枚の場合の搬送状況である。スティプルトレイ１４における処理内容によって２枚、３枚と用紙をスタックし、ジョブ間を稼ぐ場合は、上記の動作を繰返すことにより本体のＣＰＭを落とすことなく後処理を行なうことが可能である。

なお、プレスタック経路２ｄに待機していた用紙の再搬送のタイミングがこの実施形態では、前述のように搬送ローラ７の上流側１０ｍｍ位置に設定されているが、このタイミングは必ずしも搬送ローラ７から１０ｍｍの位置でなくてもよく、搬送ローラ７のスローアップ中にＮ＋１枚目の用紙先端が搬送ローラ７に進入しないという条件を満たすことを前提とし、できるだけ搬送ローラ７に近い位置に設定する。

さらに、前述の説明では、回転ガイド６と搬送ローラ７，８は同一駆動であるが、別駆動でも同様の動作が可能となる。また、回転ガイド６に駆動を持たせず紙の自重でガイドを回転するように構成することも可能であり、これらの構成により画像形成装置１本体の生産性を落とさず後処理をすることが可能となる。

次にプレスタック時のスティプルトレイ１４における放出爪１３ａ，１３ｂによる整合動作について説明する。

《放出爪の待機位置の設定》
放出爪１３ａまたは１３ｂによって用紙を後端フェンス１２側に叩き落とすためには、放出爪１３ａまたは１３ｂの待機位置を設定する必要がある。この実施形態では、この待機位置を、
用紙サイズ＋（用紙間のズレ量×プレスタック枚数）＋１２５ｍｍ ・・・（１）
の位置に設定している。この設定位置に基づいて用紙サイズごとに待機位置を変更する。これによりスティプルトレイ１４に用紙が排紙されてきたときに放出爪１３ａまたは１３ｂの逆転距離が用紙サイズを問わず一定となり、スティプル処理時間が短縮される。

また、プレスタック経路２ｄにプレスタックされるプレスタック枚数によって用紙束の搬送方向の長さが異なるため、用紙束の先端の位置から放出爪１３ａまたは１３ｂの位置を固定すると、多枚数の用紙がプレスタックされた場合、用紙の先端が放出爪１３ａまたは１３ｂを通過する可能性がある。そこで、プレスタック枚数により放出爪１３ａ（１３ｂ）の待機位置を変更する。

最後に、前記（１）式の値が図３（ａ）に示すＬ（トレイ排紙ローラ８のニップから放出ローラ２１と加圧ローラ２３ａのニップ間の距離）よりも長くなった場合は、図３（ｂ）に示すようにスティプルトレイ１４の最上部Ａ（放出ローラ２１と加圧ローラのニップよりも更に用紙搬送方向上流側の位置）に待機させる。Ａ部では用紙の先端が通過した場合でも放出爪１３ａ（１３ｂ）は用紙に接しない位置にいるため、用紙の自由落下の妨げになることはない。例えば、特殊紙（厚紙）の場合、プレスタックする際に用紙間のズレ量を普通紙よりも長く設定するため、多枚数になった場合前記（１）式で設定される待機位置を超えることがある。また、用紙のサイズ及びプレスタック枚数が多枚数になった場合も超えることがある。そのため用紙サイズ、プレスタック枚数、特殊紙の場合で待機位置を変更し、放出爪１３ａまたは１３ｂを用紙が越えない位置に前記放出爪１３ａ，１３ｂを待機させることにより、未然に放出爪１３ａまたは１３ｂの空振りを防ぐことができる。

《放出爪起動タイミングの設定》
放出爪１３ａ，１３ｂの起動タイミングは図４（ａ）に示すように用紙束がスティプルトレイ１４に排紙された後、図４（ｂ）に示すように用紙が矢印方向に自重で落下したあと、図４（ｃ）に示すように放出爪１３ａ（１３ｂ）で用紙の先端を叩くように設定している。用紙はスティプルトレイに下から上に向けて飛び出すように排紙されて来るため、フェースのとき用紙の先端は放出爪１３ａ（１３ｂ）から逃げる方向に行く。その状態で放出爪１３ａ（１３ｂ）により叩く動作をすると、放出爪１３ａ（１３ｂ）が用紙の先端を空振りしてしまう。そのため、用紙束が自重で後端フェンス１１側に落下していくタイミングで叩き動作を開始している。

このような意図で叩き動作のタイミングを決定しているので、プレスタック枚数により１枚目の用紙の落下距離が異なる。そこでプレスタック枚数により放出爪１３ａ（１３ｂ）の起動タイミングを変更（遅く）している。また、特殊紙の場合も１枚目の用紙が落下する距離が異なるため起動タイミングを変更（遅く）している。また、待機位置が図３（ｂ）に示すＡ部の場合は用紙の先端が放出爪１３ａ（１３ｂ）の下側に来てから起動をするため、用紙サイズでも起動タイミングを変更している。この場合、用紙サイズが大サイズになるほど遅くしている。起動タイミングを遅らせる時間はスティプル排紙後１０ｍｓ〜９０ｍｓとなっており、用紙のズレ量や紙種、紙サイズにより変更する。

なお、前記起動タイミングの変更は、以下のような理由で行われる。
すなわち、用紙サイズが大きいと用紙の先端と放出爪１３ａ（１３ｂ）との間の距離が短くなる場合があることから、用紙サイズが大きい場合には動作開始タイミングを小サイズの用紙の場合よりも遅くする。プレスタックの枚数が多い場合は、複数枚同時にスティプルトレイ１４に排紙すると、一番内側の用紙が自重で落下する距離が長くなることから、少ない場合よりも動作開始タイミングを遅くする。特殊紙（厚紙）の場合、前述のようにプレスタックする際に用紙間のズレ量を普通紙よりも長く設定することから、普通紙の場合よりも動作開始タイミングを遅くする。

図５はこれらの制御を実現するための制御装置３５０を示すブロック図で、ＣＰＵ３６０、Ｉ／Ｏインターフェース３７０等を有するマイクロコンピュータからなり、画像形成装置１本体のコントロールパネルの各スイッチ等、および入口センサＳＮ１、センサＳＮ２などの各センサからの信号がＩ／Ｏインターフェース３７０を介してＣＰＵ３６０へ入力される。なお、図５ではパンチユニット１００が図示されているが、このパンチユニットは図１の入口ローラ４の下流側に配置される。

ＣＰＵ３６０は、入力された信号に基づいて、回転ガイド６、搬送ローラ４，５，７、トレイ排紙ローラ８、放出ローラ２１（放出ベルト１３）を駆動する放出モータ、スティプラ１２を移動させるスティプル移動モータ、スティプル動作を行わせるスティプル駆動モータ、排紙ローラ２４を駆動する排紙モータ、整合フェンス１０を駆動する整合モータ等の駆動を制御する。なお、用紙後処理装置２の制御は前記ＣＰＵ３６０が図示しないＲＯＭに書き込まれたプログラムを、図示しないＲＡＭをワークエリアとして使用しながら実行することにより行われる。また、プログラムデータは前記ＲＯＭに代えて、あるいは加えてネットワークを介してサーバから、あるいはＣＤ−ＲＯＭ、ＳＤカードなどの記録媒体から記録媒体駆動装置を介して図示しないハードディスク装置などの記憶媒体にダウンローラされ、あるいはバージョンアップされて使用することもできる。

このように本実施形態によれば、放出爪１３ａ，１３ｂの待機位置を用紙サイズ、プレスタック枚数、特殊紙により変更することにより放出爪の空振りによる綴じズレや綴じ抜けを未然に防止することができる。

また、一番内側の用紙と一番外側の用紙のズレ量に基づいて放出爪１３ａ，１３ｂの動作起動タイミングを変更することにより放出爪１３ａ，１３ｂの空振りおよび、一番内側の先端座屈による叩き落し不良を未然に防止することができる。

本発明の実施形態に係る用紙処理システムのシステム構成を示す図である。 用紙の待機動作と重ね合わせ動作を示す説明図である。 スティプルトレイ上の排紙長と放出爪との関係を示す説明図である。 スティプルトレイ上の用紙長さと放出爪の動作開始タイミングとの関係を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る用紙処理システムの制御構成の一例を示すブロック図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 用紙後処理装置
２ｄ プレスタック経路
５，７ 搬送ローラ
６ 回転ガイド
８ トレイ排紙ローラ
１１ 後端フェンス
１３ 放出ベルト
１３ａ，１３ｂ 放出爪
１４ スティプルトレイ
２１ 放出ローラ
２２ 可動ガイド
２３ 分岐ガイド板
２３ａ 加圧ローラ
３６０ ＣＰＵ

Claims (8)

1. 処理トレイへ用紙を案内する間に当該用紙を所定位置から逆方向に搬送して一時的にスタックし、あるいは後行する用紙の先端部を先行する用紙の先端部とずらした状態で逆方向に搬送して一時的にスタックするプレスタック経路と、
   前記処理トレイで用紙搬送方向の整合動作を行う整合手段と、
   を備え、前記プレスタック経路に一時的にスタックされていた先行する用紙に後行する用紙の先端をずらせた状態で後行する用紙を重ね合わせて搬送する機能を有する用紙処理装置において、
   前記プレスタック経路にスタックされている用紙の枚数に応じて前記整合手段の待機位置を変更することを特徴とする用紙処理装置。
2. 前記整合手段は前記用紙のサイズに応じて用紙先端を叩くことができる位置に待機位置を変更することを特徴とする請求項１記載の用紙処理装置。
3. 前記整合手段は前記用紙が特殊紙の場合に用紙先端のずれ量に応じて用紙先端を叩くことができる位置に待機位置を変更することを特徴とする請求項１または２記載の用紙処理装置。
4. 前記整合手段は前記用紙のサイズに応じて用紙先端を叩くことができるタイミングに動作開始タイミングを変更することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の用紙処理装置。
5. 前記整合手段は前記第２の搬送路に退避している前記用紙の枚数に応じて用紙先端を叩くことができるタイミングに動作開始タイミングを変更することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の用紙処理装置。
6. 前記整合手段は用紙が特殊紙の場合に用紙先端を叩くことができるタイミングに動作開始タイミングを変更することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の用紙処理装置。
7. 前記整合手段は前記処理トレイに排紙されてくる用紙束の先端よりも上側に待機していることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の用紙処理装置。
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一体または別体に備えていることを特徴とする画像形成装置。

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