(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記アーム部材は、前記作動位置から待機位置に復帰する際に、前記積載面上に収納されたシートから受ける運動負荷が所定値未満のときには前記第1軌跡で、所定値以上のときには前記第2軌跡で復帰動することを特徴とする請求項1に記載のシート収納機構。
【背景技術】
【0002】
一般に、この種の装置は、シートを搬送する搬送経路の下流側にスタックトレイを配置し、トレイ積載面に経路から搬出されたシートを積層状に収納する機構が知られている。この場合スタックトレイの積載面を排紙経路の下方に所定の高低差を形成して固定する機構と、積載面を積載方向に上下動する機構が採用される。
【0003】
シートの積載量に応じてトレイの積載面(以下「紙載面」と云う)を上下動させる収納機構ではシートを収納する都度、若しくは所定数のシートを収納した都度、積載された最上シートの紙面レベルを検出する必要と、収納したシート面を押圧する必要がある。
【0004】
シートを収納したとき、そのシート面を押圧する必要があるのは、カールしたシートが積み重ねられたとき、或いはステープル綴じされたシート束が積み重ねられたときには、シートをスタックトレイに収納するときに膨れ上がり、その後のシートの収納を妨害することがある。
【0005】
例えば特許文献1には、画像形成装置から送られたシートを搬送経路で下流側の処理トレイに集積し、この処理トレイに配置されたステープル装置で綴じ処理した後に、その下流側に配置されたスタックトレイに収納する収納機構が開示されている。
【0006】
同文献には、シートを上流側の処理トレイ又は搬送経路から選択的にスタックトレイに収納するレイアウト構成と、トレイを積載方向に上下動する機構(トレイ昇降機構)と、収納したシートを押圧する紙圧面を備えたアーム部材と、このアーム部材を紙圧面がシートを押圧する作動位置と、トレイ外部に退避した待機位置との間で往復動するシフト手段(図示のものは電磁ソレノイド)が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
上述のように排紙口から段差を有するトレイ紙載面に単シート又は束シートを落下させて収納する際に、紙面高さを検出するため或いは変形したシートを矯正するために収納したシートの表面を押圧してレベル検出すること、あるいはシートの浮き上がり、反り返りを矯正することは特許文献1などで知られている
【0009】
従来は、トレイ上に落下するシートの搬入エリアから退避した待機位置と、収納されたシートの紙面を押圧する作動位置との間でアーム部材を揺動させ、その先端部に設けた紙圧面でシートを押圧している。その揺動運動は、アーム部材の基端部を装置フレームに揺動可能に軸支持し、この軸を中心にモータ、ソレノイドなどで揺動回転させている。
【0010】
そこで上流側の搬送経路若しくは処理トレイから紙載面に向けて送られたシート(束)は紙載面に落下するとバウンドして姿勢が不揃いとなる。そこでトレイ構造は、シートの端縁(例えば後端縁)を突き当て規制するシート端規制面(立ち面、壁面など)を設け、同時に紙載面を所定角度傾斜させている。これによって収納されたシートが傾斜面に沿って滑り(自重落下)端縁が規制面に突き当たるように構成している。
【0011】
このようなシート収納機構では、例えば綴じ処理されたシート束をトレイ紙載面に収納しようとすると、
図9に示す動作不良が生ずる。つまりシート束は落下した衝撃でバウンドしながら、最上紙の上を滑って規制面100側に移動する。このシート束が滑り動作するときにアーム部材101が待機位置から作動位置にシフトしているとアーム部材先端部101aの上にシート束が乗り上げることとなる。
【0012】
このアーム先端部へのシート束の乗り上げ現象が起きると、アーム部材が待機位置に復帰する運動負荷が増大し、正しいタイミングで復帰動作させることができない。また復帰動作のとき乗り上げたシート束の束姿勢を乱れさせることとなる。
【0013】
本発明は、トレイ上にシートを積載収納する際にシート面を押圧する紙押さえ部材を正しいタイミングで、正しく動作させることと、その動作で収納したシートの姿勢を乱すことがないシート収納機構の提供をその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【0014】
本発明は、上記課題を解決するためスタックトレイに積載収納された最上シートを押圧する紙押え手段を、先端部に紙圧面を有するアーム部材の基端部を揺動可能に構成し、紙圧面がシートを押圧する作動位置から待機位置に移動する復路軌跡を、往路軌跡と同一の第1軌跡と、紙圧面がシート端規制面側に接近した第2軌跡のいずれか一方で収納されたシートの状態に応じて復帰動するように構成することを特徴としている。
【0015】
更にその構成を詳述すると、シートを搬送する搬送経路と、前記搬送経路から送られたシートをシート端規制面に整合して積載面上に積載収納するスタックトレイと、前記スタックトレイに積載された最上シートを押圧する紙圧面を有する紙押え手段と、前記紙押え手段を待機位置と、作動位置との間で往復動するシフト手段と、を備える。
【0016】
前記紙押え手段は、先端部に紙圧面を有し基端部を揺動可能に支持されたアーム部材で構成し、前記アーム部材は、前記紙圧面が待機位置から作動位置に往路軌跡で移動し、作動位置から待機位置に復路軌跡で復帰するように構成する。
【0017】
前記復路軌跡は、前記紙圧面が前記往路軌跡と略同一の第1軌跡と、前記紙圧面が前記往路軌跡から前記シート端規制面側に接近した第2軌跡と、に形成し、前記アーム部材は、前記積載面の最上シートの上に収納されたシートの状態に応じて前記第1軌跡と第2軌跡のいずれか一方で復帰動する。
【発明の効果】
【0018】
本発明は、トレイ上の最上シートを押圧する紙押さえ部材を収納されたシートの状態に応じて第1第2の異なる軌跡で作動位置から待機位置に復帰動するようにしたものであるから以下の効果を奏する。
【0019】
収納されたシート(束)が紙押さえ部材の先端部に乗り上っても、アーム状の紙押さえ部材は、シート端規制面側に接近した軌跡で上方の待機位置に移動するため、復帰動作で収納されたシートの姿勢を位置ズレさせることがなくシートを正しい位置に収納することができる。
【0020】
紙押さえ部材は、その先端部にシート束が乗り上がった状態で待機方向に復帰することがなく、その運動負荷が低減する軌跡で待機位置に復帰するから紙押さえ部材を正しいタイミングで作動位置から待機位置に復帰させることが出来る。
【発明を実施するための形態】
【0022】
[シート収納機構]
図1に示すシート収納機構について説明する。上流側から送られるシートSを下流側に搬送する搬送経路22と、この経路の下流側にはシートを積載収納するスタックトレイ30を配置する。図示の装置は搬送経路22の下流側に処理トレイ25を、その下流側にスタックトレイ30を配置している。そして搬送経路22に送られたシートを処理トレイ25に案内して仕上げ処理(後処理)した後にスタックトレイ30に収納する動作モードと、搬送経路22に送られたシートを直接(後処理することなく)スタックトレイ30に収納する動作モードが選択可能に構成されている。
【0023】
上記搬送経路22の搬入口21は、シートを供給する画像形成装置Aなどの本体装置(ホスト装置)に連結される。搬送経路22にはシートを搬送するローラ、ベルトなどの搬送手段が配置され、駆動モータ(搬送モータ;不図示)に連結されている。また経路の搬入口21にはシートの端部(先端又は後端)を検出する入口センサSe1が、排紙口24には、排紙センサSe2が配置されている。
【0024】
上記処理トレイ25は、搬送経路22から送られたシートを部揃え集積して綴じ処理する。このため処理トレイには、シートを載置する紙載面25aと、束状に集積したシートを整合する整合手段(不図示)と、シート束を綴じ処理する綴じ手段(ステープルユニット)26が設けられている。また処理トレイ25には図示しないが、綴じ処理したシート束を下流側に搬送する排紙ローラ或いはコンベア手段が配置されている。
【0025】
上記スタックトレイ30は、シートS(単シート又は束シート;以下同様)を積載収納する紙載トレイ31と、紙載トレイを積載方向に昇降するトレイシフト手段32(昇降機構)で構成されている。紙載トレイ31は装置フレーム20に配置されたガイドレールに昇降可能に支持され、トレイシフト手段32は、例えば上下一対のプーリと、プーリ間に掛け渡された懸架ベルトと、プーリの一方を駆動回転する巻上げモータで構成され、この懸架ベルトに紙載トレイが連結されている。
【0026】
このような構成で巻上げモータを正逆転すると紙載トレイ31は積載方向に昇降し、その昇降量はモータの回転数で制御される。このためモータの回転軸(或いは伝動機構)にはエンコーダなどの移動量検出手段が配置されている。これと共に紙載トレイ31には収納されたシート(最上シート)を押圧して最上シートの高さレベルを検出するレベル検出手段(紙押え手段35)が配置されている。
【0027】
そこで紙押え手段35について説明する。紙押え手段35は、(1)紙載トレイ31に積載された最上シート(搬入シート)を押圧してカールなどの反り返りを防止する(紙押さえ機能)。(2)処理トレイ25に収納される途中で構造物に引っ掛かったシート端部(例えば後端部)を押圧して最上シートの上にランディングさせる(ジャム解除機能)。(3)カールなどで浮き上がった収納シートを押圧してその紙面レベル(堆積高さ)を検出可能にする(紙面検出機能)。これらのいずれか1つ、若しくは複数の目的で配置する。
【0028】
このため紙押え手段35は、紙載トレイ31(図示のものは排紙口24から落下する軌跡)から離れたトレイ外部の待機位置Wpと、紙載トレイに収納されたシートの紙面を押圧する作動位置Apとの間で往復動することが要求され、搬送経路22から紙載トレイ31に落下するシートのインターバル間に、紙押え手段35は待機位置Wpから作動位置Apに移動し、その後、作動位置から待機位置に復帰するように制御される。
【0029】
紙押え手段35は、基端部35aを揺動可能に装置フレーム20に支持(軸受け支持)され、先端部35bには紙載トレイ31に収納されたシート面と係合する紙圧面35xを備えたアーム部材で構成する。図示のアーム部材35は基端部35aを装置フレーム20に回動可能に支持軸36で軸支持されている。そしてアーム部材35の先端部35bには紙圧面35xが一体的に形成されている。アーム部材35は適宜な形状で構成されるが、図示のものは折曲したアーム形状に構成されている。また、
図5(c)に示すように、先端部35bに一体的に形成されている紙圧面35yは、シート端規制面27側に折り返す形状でスタックトレイ30に収納されたシートの紙面を押圧する形状にしても良い。
【0030】
そして基端部35aには、支持軸36を中心に揺動運度を生起する作動レバー37と、作動ソレノイド38と復帰スプリング39が連結してある。そして作動ソレノイド38に通電(ON)すると、復帰スプリング39に抗して作動レバー37が回転し、このレバーの回転でアーム部材35は揺動する(作動レバー37とアーム部材35は一体的に固定されている)。このアーム部材35の回転角度は、紙圧面35xを図示実線状態の待機位置Wpから鎖線状態の作動位置Apに揺動させるように角度設定されている(
図4参照)。
【0031】
以上の構成で作動ソレノイド38に通電(ON)すると紙圧面35xは待機位置Wpから作動位置Apに図示1点鎖線の軌跡Lo1(往路軌跡)で移動する。また、通電遮断(OFF)すると紙圧面35xは復帰スプリング39の作用で図示1点鎖線の軌跡(第1の復路軌跡)で作動位置Apから待機位置Wpに復帰する。
【0032】
そこで本発明は、アーム部材の紙載面35xの復路軌跡を、往路軌跡と同一の第1軌跡(図示1点鎖線)と、往路軌跡とは異なる第2軌跡Lo2(図示2点鎖線)で移動するように構成することを特徴としている。
【0033】
そして収納したシートが
図9に示すようにシート端部(後端部)がアーム部材の先端部に乗り上がったとき、第2軌跡Lo2は第1軌跡Lo1より運動負荷が少ない軌跡で待機位置Wpに復帰するように設定されている。これは第2軌跡Lo2を第1軌跡Lo1よりシート端規制面27側に接近したルートを描くように設定することによって達成される。
【0034】
図示の実施形態について説明する。アーム部材35は、基端アーム35aと先端アーム35bで複数のアームで構成され、互いのアームは揺動可能に軸28で連結されている(図示のものは2軸アーム連結を示すが3軸アーム連結あるいはそれ以上であっても良い)。そして基端アーム35aと先端アーム35bには付勢スプリング29が配置してあり、ストッパー40で常に所定角度(α角度)で軸連結されている(
図3参照)。この付勢スプリング29のバネ力に勝る力が作用すると基端アーム35aと先端アーム35bは屈曲した角度姿勢(β角度;β<α)で作動位置Apから待機位置Wpに移動する。
【0035】
図4にアーム部材35の作用を説明する。アーム部材の先端部(先端アーム)35bに収納シートの後端部が乗り上がって負荷Wが及ぶとき、軸28に作用する回転トルクが、付勢スプリング29による回転トルクより小さいときには、先端アーム35bは第1軌跡Lo1で、作動位置Apから待機位置Wpに復帰する。
【0036】
つまりアーム先端部35bに収納シートが乗り上がらない(正常排紙)ときには、負荷はゼロ(W=0)であり、収納シートの一部が乗り上がっても、その乗り上がり量が少ないときには負荷は小さい(W≒0)となる。このときには、軸28に作用する回転トルクは付勢スプリング29による回転トルクより小さいから基端アーム35aと先端アーム35bは屈曲することなく角度αで作動位置Apから待機位置Wpに復帰する。このとき紙圧面35xは第1軌跡Lo1(p−o;図示1点鎖線)で復帰する。
【0037】
また、負荷Wで軸28に作用する回転トルクが、付勢スプリング29による回転トルクより大きいときには、先端アーム35bは第2軌跡Lo2で作動位置Apから待機位置Wpに復帰する。つまり基端アーム35aに
図4反時計方向の回転力が働くと、先端アーム35bは軸28で屈曲して角度β(β<α)となる。そして紙圧面35xは同図点pから点qに変位する。この変位は紙圧面35xが最上シートに沿ってシート端規制面27側に滑るよう接近し、紙圧面35xに乗り上がったシート端から離れる方向(点p→点q方向)に移動する。この運動で先端アーム35bに作用する負荷は低減若しくはゼロとなる。
【0038】
この軌跡は先端アーム35bが付勢スプリング29の力で軸28を中心に角度βから角度αに戻る。つまり軌跡q−rは軸28を中心とする円弧軌跡を描く(このとき軸28は同図反時計方向に回転している)。そして点rから点oには第1軌跡Lo1と同じ軌跡で待機点oに戻る。このように紙圧面35xは第2軌跡Lo2(p−q−r−o;図示2点鎖線)で待機位置に復帰する。
【0039】
次に紙押え手段35の動作について説明する。
図5(a)(b)は、アーム部材(紙押え手段)35が正常に待機位置Wpから作動位置Apに移動し、収納したシートを押圧したのち、作動位置Apから待機位置Wpに復帰する動作を示す。同図(a)はアーム部材35が待機位置Wpの状態を示す。基端部を支持軸36で軸支された基端アーム35aは復帰スプリング39のバネ力で図示しないストッパーに突き当てられ、その位置に保持されている。この状態で先端アーム35bは付勢スプリング29のバネ力で角度αに保持され、基端と先端の両アーム部材35a、35bは一体的に待機位置Wpに保持されている。
【0040】
同図(b)はアーム部材35を待機位置Wpから作動位置Apに移動した状態を示す。作動ソレノイド38に通電すると、その電磁力で基端アーム35aは、反時計方向に所定角度揺動する。すると紙圧面35xは待機位置Wpから紙載トレイ上の最上シートの上に移動する。そして紙圧面35xがシートを押圧する。この動作で紙載トレイ上に収納されたシート(束)はカールなどで反り返っていても、またステープル針などで部分的に盛り上がっていても正しい姿勢に矯正される。
【0041】
図6及び
図7は紙載トレイ上に落下して収納されたシートの一部が作動位置Apに移動(接地)したアーム部材35の先端部に乗り上がった場合を示す。
図6(a)は待機位置Wpのアーム部材35を示し、前述のように復帰スプリング39でアーム部材35は待機位置Wpに保持されている。
図6(b)は、アーム部材35が作動位置Apに移動した状態を示す。この動作は前述と同様に作動ソレノイド38の作動によって作動位置に移動する。このとき紙載トレイ上に搬入されたシート(束)が、遅れて最上シートの上にランディングすることがある。するとシートの一部(図示のものは後端部)がアーム部材35の先端部に乗り上がった状態となる。
【0042】
このような不正常なランディグは、作動ソレノイド38の作動タイミングが早すぎるとき、トレイ上に落下するシートが遅いとき(滞留するとき)、トレイ上に落下したシートの端部がカールして反り上がっているとき、トレイ上に落下したシートがシート端規制面27に向けて緩やかに滑り下りるとき(スピーディに整合されないとき)、などに起きる。
【0043】
図7(a)は、アーム部材35を作動位置Apから待機位置Wpに復帰する動作を示す。この動作は第2軌跡Lo2として
図4で説明した。同図で説明したようにアーム部材35の先端部(紙圧面)35xは、最上シートの紙面に沿ってシート端規制面27側に移動する。そして
図7(b)に示すように待機位置Wpに復帰する。この際に、アーム部材35の先端部(紙圧面)35xが、シート端規制面27側に移動すると同時又はそれ以前にスタックトレイ30を下降させる事により、アーム部材35をシート規制面27側に移動しやすくしても良い。
【0044】
[センサ構造の説明]
上述のアーム部材35には作動位置に位置するとき、最上シート高さ位置を検出するセンサが配置されている。このアーム部材35は、
図3に示すように装置フレーム20に支持軸36で回動自在に支持され、その先端部には紙圧面35xが、基端部にはフラグ35fが設けられている。紙圧面35xは紙載トレイ31上の最上シートと接するように支持軸36を中心に揺動し、フラグ35fはホトセンサSa,Sbでその位置を検出するように構成されている。そしてアーム部材35は復帰スプリング39で常時待機位置Wpに位置するように付勢され、このスプリングに抗して検知位置(作動位置;以下同様)に移動するように作動ソレノイド38に連結されている。
【0045】
上記アーム部材35のフラグ35fは紙圧面35xが紙載トレイ上のシートに追随して位置移動する際に、その位置で「シート満杯検知」「シートエンプティ検知」「レバー待機位置検知」を行うように第1フラグfr1と第2フラグfr2を備えている。この両フラグfr1、fr2を検知する「センサ」は、第1センサSaと第2センサSbがそれぞれ
図3に示す位置に配置されている。
【0046】
そこで上記第1,第2フラグfr1、fr2と第1,第2センサSa、Sbの位置関係は紙圧面35xが満杯検知位置のとき、(Sa=ON)&(Sb=ON)となり、紙圧面35xが紙載トレイ31上のシートエンプティ検知位置のとき、(Sa=OFF)&(Sb=OFF)となり、紙圧面35xがこれら以外の紙面検知のとき、(Sa=ON)&(Sb=OFF)となり、紙圧面35xが待機位置のとき、(Sa=OFF)&(Sb=ON)となるように設定されている。
【0047】
「スタックトレイ昇降機構」
シート後処理装置Bは
図1に示すよう装置フレーム20に上記スタックトレイ30が備えられている。このスタックトレイ30はシートの積載量に応じて上下昇降するように構成されている。このためスタックトレイ30の基端部には
図8に示すように上下2個所にガイドコロ41が設けてあり、このガイドコロが装置フレーム20に設けた昇降ガイド19に嵌合支持されている。
【0048】
そしてこのスタックトレイ30の基端部は昇降ベルト42に連結され、この昇降ベルトは上下一対のプーリ43a、43bに支持されている。このプーリの一方(駆動側プーリ)43aには昇降モータMが連結されている。
【0049】
従って昇降モータMを回転制御することによってスタックトレイ30はシートの積載量に応じて上下昇降することとなる。図示しない制御手段は昇降モータMを制御してスタックトレイ30の高さ位置(紙面レベル)を調整する。
【0050】
[画像形成システム]
図1に示す画像形成システムは画像形成装置Aと後処理装置Bとで構成され、この後処理装置Bにシート収納装置Cが組み込まれている。画像形成装置Aは給紙スタッカ1と、この給紙スタッカ1からのシートに画像形成する画像形成部2とスキャナ部3と原稿給送部4とから構成されている。画像形成部2は静電印刷機構、インクジェット印刷機構、オフセット印刷機構などで構成され、給紙スタッカ1からのシートにスキャナ部3で光学的に読み取った画像データを複写印刷するように構成される。
【0051】
図示のものは静電印刷機構を示し感光ドラム5の周囲に現像器5aとチャージャ5bと印字ヘッド6が配置してある。そして感光ドラム5上に印字ヘッド6で静電潜像を形成し、現像器5aでトナーインクを付着し、チャージャ5bでシート上に転写印刷する。このトナーインクを転写したシートは定着器7で定着され排紙口8から順次搬出される。図示9は循環経路であり表面に印刷したシートを再び感光ドラム5に給送してシート裏面に画像形成する両面印刷のための循環経路である。
【0052】
また、上記スキャナ部3は原稿を載置するプラテン3aと、このプラテン3aに沿って原稿画像を線順位で走査する読取キャリッジ3bと、光電変換素子3cとから構成されている。また原稿給送部4はスキャナ部3の上方に搭載され、原稿トレイ4a上に載置セットした原稿を1枚ずつ分離してプラテン3aに給送し、排紙トレイ4b上に収納する。この他、前記印字ヘッド6には外部の画像形成装置、例えばコンピュータなどから画像データが転送され、このデータに基づいてシート上に画像形成するネットワークプリンタの機能も備えられている。
【0053】
[後処理装置]
本発明に係わる後処理装置Bは上述の画像形成装置Aの排紙口8に連結され、画像形成されたシートを順次受け取って「製本綴じ処理」「ジョグ処理」「シート搬出(収納)処理」を行う。従って画像形成システムは、複写機・プリント機能・ファクシミリ機能などを備えた画像形成装置本体とこれに連結された後処理装置とで構成される。そして後処理装置Bは画像形成後のシートを頁順に部揃えして綴じ合わせる紙綴じ処理、或いは排紙収納する際に部揃えした状態で区分け収納するジョグ処理等の一連の後処理動作を処理動作モードとして備えている。
【0054】
各動作モードの制御は画像形成装置Aでオペレータが印刷部数、印刷の機能などの印刷モードと同時に「紙綴じ処理」「ジョグ処理」「シート搬出(収納)処理」などの後処理モードを設定し、この画像形成装置Aからのコマンド信号に従って後処理装置Bは各動作モードに応じた処理を実行する。
【0055】
そこで後処理装置Bは、上述の画像形成装置Aから順次排出されるシートを受け入れて下流側に搬出する搬送経路22と、この搬送経路の排紙口24の下方に配置された処理トレイ25と、この処理トレイ25の下流側に配置されたスタックトレイ(シート収納装置;以下同様)30とで構成される。
【0056】
そしてこの処理トレイ25には以下のシート整合機構が組み込まれている。上記搬送経路22には搬入口21に向けて送り出されたシートを搬送する搬送ローラ14が設けられ、この搬送ローラ14は互いに圧接した一対のローラで構成されている。また搬送経路22には搬送されるシートの先端及び後端を検出する入口センサSe1が設けられている。
【0057】
[処理トレイの構成]
上記排紙口24の下方には段差を形成して処理トレイ25が配置され、シートを一時的に載置支持し、この状態でシートに後処理を施す。この処理トレイ25にはシートに施す後処理の機能に応じた機構が組み込まれ、図示のものは「製本綴じ機能」と「ジョグ機能」および排紙口24からのシートを下流側のスタックトレイ30に搬出する「シート搬出機能」とを備えている。
【0058】
「製本綴じ機能」は画像形成装置Aから搬出された一連のシートをページ順に処理トレイ25上に積み重ねてステープル綴じし、処理後のシート束をスタックトレイ30に搬出して収納する。また「ジョグ機能」は画像形成装置Aから搬出された一連のシートをスタックトレイ30に区分け収納して部揃えする。このため処理トレイ25にはシートを搬送方向と直交する方向に所定量シフトするジョグシフト機構を備える。図示のジョグシフト機構は幅寄せ整合手段(不図示)がその機能を兼ね備えている。また上記処理トレイ25には正逆転ローラ手段15が配置されている。