(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0010】
次に図面を参照しながら、以下に実施形態及び具体例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態及び具体例に限定されるものではない。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
尚、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をX軸方向、左右方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向とする。
【0011】
(1)画像形成システムの全体構成及び動作
図1は本実施形態に係る後処理装置が適用される画像形成システム1を示す概略構成図である。
図1に示す画像形成システム1は、電子写真方式によって画像を形成するプリンタや複写機等の画像形成装置2と、画像形成装置2によってトナー像が形成された用紙Pに後処理を施す用紙処理装置3とを備えている。以下、図面を参照しながら、画像形成システム1の全体構成及び動作を説明する。
【0012】
(1.1)画像形成装置の全体構成と動作
画像形成装置2は、制御装置10、給紙装置20、感光体ユニット30、現像装置40、転写装置50、定着装置60、を備えて構成されている。画像形成装置2の上面(Z方向)には、搬送装置100が配置され、画像が記録された記録材としての用紙Pが後処理装置200へと導かれる。
【0013】
制御装置10は、画像形成装置2の動作を制御する画像形成装置制御部11と、印刷処理要求に応じた画像データを準備するコントローラ部12、露光装置LHの点灯を制御する露光制御部13、電源装置14等を有する。電源装置14は、後述する帯電ローラ32、現像ローラ42、一次転写ローラ52、二次転写ローラ53等に電圧を印加するとともに、露光装置LHに電力を供給する。
【0014】
コントローラ部12は、外部の情報送信装置(例えばパーソナルコンピュータ等)から入力された印刷情報を潜像形成用の画像情報に変換して予め設定されたタイミングで、駆動信号を露光装置LHに出力する。本実施形態の露光装置LHは、LED(Light Emitting Diode)が線状に配置されたLEDヘッドにより構成されている。
【0015】
画像形成装置2の底部には、給紙装置20が設けられている。給紙装置20は、用紙積載板21を備え、用紙積載板21の上面には多数の記録媒体としての用紙Pが積載される。用紙積載板21に積載され、規制板(不図示)で幅方向位置が決められた用紙Pは、上側から1枚ずつ用紙引き出し部22により前方(−X方向)に引き出された後、レジストローラ対23のニップ部まで搬送される。
【0016】
感光体ユニット30は、給紙装置20の上方(Z方向)に、それぞれが並列して設けられ、回転駆動する像保持体としての感光体ドラム31を備えている。感光体ドラム31の回転方向にそって、帯電ローラ32、露光装置LH、現像装置40、一次転写ローラ52、クリーニングブレード34が配置されている。帯電ローラ32には、帯電ローラ32の表面をクリーニングするクリーニングローラ33が対向、接触して配置されている。
【0017】
現像装置40は、内部に現像剤が収容される現像ハウジング41を有する。現像ハウジング41内には、感光体ドラム31に対向して配置された現像ローラ42と、この現像ローラ42の背面側斜め下方には現像剤を現像ローラ42側へ撹拌搬送する一対のオーガ44、45が配設されている。現像ローラ42には、現像剤の層厚を規制する層規制部材46が近接配置されている。
現像装置40各々は、現像ハウジング41に収容される現像剤を除いて略同様に構成され、それぞれがイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)のトナー像を形成する。
【0018】
回転する感光体ドラム31の表面は、帯電ローラ32により帯電され、露光装置LHから出射する潜像形成光により静電潜像が形成される。感光体ドラム31上に形成された静電潜像は現像ローラ42によりトナー像として現像される。
【0019】
転写装置50は、各感光体ユニット30の感光体ドラム31にて形成された各色トナー像が多重転写される中間転写ベルト51、各感光体ユニット30にて形成された各色トナー像を中間転写ベルト51に順次転写(一次転写)する一次転写ローラ52を備えている。さらに、中間転写ベルト51上に重畳して転写された各色トナー像を記録媒体である用紙Pに一括転写(二次転写)する二次転写ローラ53、とから構成されている。
【0020】
各感光体ユニット30の感光体ドラム31に形成された各色トナー像は、画像形成装置制御部11により制御される電源装置14等から所定の転写電圧が印加された一次転写ローラ52により中間転写ベルト51上に順次静電転写(一次転写)され、各色トナーが重畳された重畳トナー像が形成される。
【0021】
中間転写ベルト51上の重畳トナー像は、中間転写ベルト51の移動に伴って二次転写ローラ53が配置された領域(二次転写部T)に搬送される。重畳トナー像が二次転写部Tに搬送されると、そのタイミングに合わせて給紙装置20から用紙Pが二次転写部Tに供給される。そして、二次転写ローラ53には、画像形成装置制御部11により制御される電源装置14から所定の転写電圧が印加され、レジストローラ対23から送り出され、搬送ガイドにより案内された用紙Pに中間転写ベルト51上の多重トナー像が一括転写される。
【0022】
感光体ドラム31表面の残留トナーは、クリーニングブレード34により除去され、廃現像剤収容部に回収される。感光体ドラム31の表面は、帯電ローラ32により再帯電される。尚、クリーニングブレード34で除去しきれず帯電ローラ32に付着した残留物は、帯電ローラ32に接触して回転するクリーニングローラ33表面に捕捉され、蓄積される。
【0023】
定着装置60は加熱モジュール61と加圧モジュール62を有し、加熱モジュール61と加圧モジュール62の圧接領域によって定着ニップ部N(定着領域)が形成される。
転写装置50においてトナー像が転写された用紙Pは、トナー像が未定着の状態で搬送ガイドを経由して定着装置60に搬送される。定着装置60に搬送された用紙Pは、一対の加熱モジュール61と加圧モジュール62により、圧着と加熱の作用でトナー像が定着される。
定着トナー像が形成された用紙Pは、搬送ガイド65a、65bによってガイドされ、排出ローラ対69から画像形成装置2上面に配置された搬送装置100へ排出される。
【0024】
(1.2)用紙処理装置の構成と動作
用紙処理装置3は、画像形成装置2から出力された用紙Pを更に下流側に搬送する搬送装置100と、搬送装置100から搬入された用紙Pに対して、用紙Pを揃えて束ねるコンパイルトレイ210や用紙Pの端部を綴じる端綴じ機構(ステープラ)220、中綴じ折り処理を施して冊子を作製する中綴じ折り処理機構230などを含む後処理装置200とを備えている。
【0025】
搬送装置100は、画像形成装置2の排出ローラ対69を介して出力される用紙Pを受け取る入口ローラ110と、この入口ローラ110にて受け取られた用紙Pを下流側へと搬送する第1搬送ローラ120と、後処理装置200に向けて用紙Pを搬送する第2搬送ローラ130とを有する。
【0026】
後処理装置200は、搬送装置100を介して用紙Pを受け取る受け取りローラ201の下流側に、記録材搬送部として、第1の後処理搬送路S1、第2の後処理搬送路S2、第3の後処理搬送路S3、第4の後処理搬送路S4を有し、第1の後処理搬送路S1、第2の後処理搬送路S2と第4の後処理搬送路S4は切り替えゲートG1により選択されるようになっている。また、第1の後処理搬送路S1と第2の後処理搬送路S2は切り替えゲートG2によって選択される。
【0027】
第1の後処理搬送路S1は、トップトレイTR1に接続されており、この第1の後処理搬送路S1からは後処理がなされない用紙Pが排出される。
第2の後処理搬送路S2は、下流側に設けられたコンパイルトレイ210に接続されており、ステープラ220で作成された用紙束PBがスタッカトレイTR2に排出される。
記録材待機部としての第3の後処理搬送路S3は、第2の後処理搬送路S2の途中から分岐して設けられ、コンパイルトレイ210側から逆転搬送される用紙Pを一時的に保持する。
第4の後処理搬送路S4は、中綴じ折り処理機構230に接続されおり、中綴じ折り処理機構230で作成された冊子が冊子トレイTR3に排出される。
【0028】
(2)記録材搬送経路とコンパイルトレイ周辺の構成と動作
図2は後処理装置200における記録材搬送経路を示す断面模式図、
図3(a)はコンパイルトレイ210周辺の構成を示す断面模式図、(b)は平面模式図、
図4(a)は第2の後処理搬送路S2における第1弾性部材215及び第2弾性部材216の配置を示す拡大断面模式図、(b)は第1弾性部材215及び第2弾性部材216の具体例を示す平面模式図、
図5は第2の後処理搬送路S2における第1弾性部材215及び第2弾性部材216の作用を説明するための模式図である。
【0029】
(2.1)記録材搬送経路
後処理装置200には、搬送装置100の記録材排出口100aを通じて記録材としての用紙Pを受け入れる受け取りローラ201が配設されている。
受け取りローラ201の下流側は、搬送部としての後処理搬送路が2つに分岐しており、後処理搬送路のうち、鉛直方向(
図1においてZ方向)上方に分岐した第1の後処理搬送路S1には、搬送ローラ204と、トップ排出ローラ205が設けられており、画像が形成された用紙Pをそのまま、あるいは不要な用紙PをトップトレイTR1に排出する。
後処理搬送路のうち、搬送ローラ231を備えて下方(
図1において−Z方向)に分岐した第4の後処理搬送路S4は、用紙束PBを中央部で綴じた後、綴じ部で2つに折る中綴じ折り処理を行って排出するためのものである。
【0030】
上方に分岐した後処理搬送路のうち、更に略水平方向(
図1においてX方向)に分岐した第2の後処理搬送路S2は、用紙束PBに対して一端縁に沿った端綴じ処理や角部に綴じ処理を施したり、複数枚の用紙束PBをセット毎にオフセットさせた状態で排出するためのものである。
第2の後処理搬送路S2には、バッファー用の逆転ローラ211と、コンパイル排出ローラ212とが設けられており、コンパイル排出ローラ212によって用紙Pを順次コンパイルトレイ210上に排出するようになっている。
さらに、コンパイルトレイ210上に整列された用紙束PBは、必要に応じて、ステープラ220によって綴じ処理が施された後、イジェクトローラ213によってスタッカトレイTR2上に排出される。
【0031】
(2.2)コンパイルトレイ周辺の構成と動作
コンパイルトレイ210は、用紙Pを積載する底部210aの上面に沿って用紙Pが落下するよう傾斜して設けられ、
図4に示すように、一端側には底部210aに沿って落下する用紙Pの後端側の端部を揃えるよう配置されたエンドガイド210bを有する。
コンパイルトレイ210の上方にはパドル217が設けられている。パドル217は、
図4の矢印方向に回転することで、第1の進行方向F1方向(
図4中に図示)に沿って搬送された用紙Pを、コンパイルトレイ210上で第2の進行方向F2(
図4中に図示)に押し込むよう構成されている。
【0032】
コンパイルトレイ210の中間部には、用紙Pを幅方向に整列するタンパ218が第2の進行方向F2と交差する方向で、モータ(不図示)の駆動を受けて互いの距離が変化するように設けられている。
【0033】
コンパイルトレイ210の先端側には、イジェクトローラ(用紙束搬送ローラ)213が設けられている。イジェクトローラ(用紙束搬送ローラ)213は、第1イジェクトローラ213aと第2イジェクトローラ213bとからなる。
第1イジェクトローラ213aは、モータ等(不図示)の駆動を受けて第2イジェクトローラ213bに対して進退可能に備えられている。第2イジェクトローラ213bは、コンパイルトレイ210の底部210aの用紙Pが積載される面の裏面側に固定して配置されており、回転運動のみを行うよう備えられている。
そして、第1イジェクトローラ213aが用紙Pに接触した状態で第2イジェクトローラ213bが回転駆動され、用紙束PBを上昇させてスタッカトレイTR2上へ搬送する。
【0034】
第2の後処理搬送路S2の逆転ローラ211と切り替えゲートG2の間には、下側に向けて第3の後処理搬送路S3が分岐しており、第3の後処理搬送路S3には、逆転可能なバッファーローラ214が設けられている。
【0035】
(2.3)記録材搬送経路の切り替え構成と作用
第2の後処理搬送路S2の、第3の後処理搬送路S3が接続される接続位置の上流側には、
図4に示すように、受け取りローラ201から順次搬送される用紙Pをコンパイルトレイ210側へ案内し、逆転ローラ211によって逆転して搬送される用紙Pを第3の後処理搬送路S3へ案内する第1弾性部材215と第2弾性部材216が設けられている。
第1弾性部材215は、基端部215aが第2の後処理搬送路S2に固定支持され先端部215bが第2の後処理搬送路S2の用紙搬送領域に突出して配置されている。
第2弾性部材216は基端部216aが第3の後処理搬送路S3に固定支持され先端部216bが第1弾性部材215の先端部215bよりも下流側に突出して配置されている。
【0036】
第1弾性部材215及び第2弾性部材216は、互いに厚みの異なるマイラーフィルムからなり、第1弾性部材215の厚みをt1、第2弾性部材216の厚みをt2としたときに、t1>t2の厚みとされている。
【0037】
具体的には、第1弾性部材215は、厚みt1が0.15mmないし0.3mmの厚みとされ、第2弾性部材216は、厚みt1が0.05mmないし0.14mmの厚みとされている。
図4(b)には、第1弾性部材215及び第2弾性部材216の具体例を示す。第1弾性部材215は、先端部215bが中央部において3か所、矩形状に突出した形状とされている。第2弾性部材216は、第1弾性部材215の先端部215bに対応して、3か所、矩形状に突出して、さらにそれぞれの先端部216bの両側は三角形に切れ込みが形成されている。そのために、第2弾性部材216は、第1弾性部材215に比して、相対的に撓みやすくなっている。
【0038】
その結果、
図5(a)に示すように、用紙Pが第2の後処理搬送路S2内を下流側へ搬送される際には、用紙P先端部の搬送力で第2弾性部材216の先端部216bが下方へ撓んで、第1弾性部材215の先端部215bと第2弾性部材216の先端部216bとの間に隙間が形成され、第2の後処理搬送路S2は下流側へ連通して、用紙Pは下流側へ搬送される。
【0039】
また、
図5(b)に示すように、コンパイルトレイ210側へ一旦搬送された用紙Pが、逆転ローラ211とコンパイル排出ローラ212が逆転して上流側へ搬送される際には、第2弾性部材216の表面側が、厚みが厚く相対的に第2弾性部材216よりも剛性が高い第1弾性部材215に支持されて第2の後処理搬送路S2を閉塞し、逆送される用紙Pの先端(順送される場合の後端)は第2弾性部材216の裏面側に接触して案内され、第3の後処理搬送路S3へ搬送される。
【0040】
(3)後処理時の重ね合わせ動作
図6は後処理装置200における重ね合わせ動作を説明する模式図、
図7は後処理装置200における重ね合わせ動作のタイミングチャートの一例、
図8は後処理装置200における3枚の重ね合わせ動作を説明する模式図である。
以下、図面を参照しながら後処理装置200における重ね合わせ動作について説明する。
【0041】
(3.1)後処理時の重ね合わせ動作
後処理装置200において、後処理の一例として、搬送装置100を介して順次搬送されてくる用紙Pに対して綴じ処理を行う場合には、切り替えゲートG1を第2の後処理搬送路S2側に切り替えて、受け取りローラ201から搬送されてきた用紙Pを、第2の後処理搬送路S2を介して、コンパイルトレイ210へと順次搬送し、所定枚数の用紙Pが用紙束PBとして整列された状態で、ステープラ220によって綴じ処理を施す
【0042】
その際、後処理装置200においては、コンパイルトレイ210上に整列された用紙束PBに対して、ステープラ220によって綴じ処理を施してスタッカトレイTR2に排出するには、所定の処理時間を必要とするが、高速の画像形成装置2からは、連続して次のセットの用紙Pが搬送装置100を介して後処理装置200へ搬送されてくる。
【0043】
そのために、後処理装置200においては、次のセットの1枚目の用紙Pが、受け取りローラ201へ搬送されてくると、受け取りローラ201のニップ出口に設けられた受け取り検知センサSR1によって用紙Pが検知される。
そして、次のセットの1枚目の用紙Pは、切り替えゲートG1が切り替えられて、一旦、第2の後処理搬送路S2へ搬送される((
図6(a)参照))。そして、受け取り検知センサSR1によって用紙Pの後端が検知されて、用紙Pの後端が第2の後処理搬送路S2に対する第3の後処理搬送路S3の接続位置を通過すると、第2の後処理搬送路S2に設けられた逆転ローラ211とコンパイル排出ローラ212を停止させた後に逆転させる。
【0044】
その結果、一旦、第2の後処理搬送路S2へ搬送された用紙Pは、逆転する逆転ローラ211とコンパイル排出ローラ212によって逆送され、用紙Pの後端は第2弾性部材216の裏面側に接触して案内され、第3の後処理搬送路S3へ搬送される(
図6(b)参照)。
そして、第3の後処理搬送路S3に設けられたバッファーローラ214によって搬送されるとともに、第2の後処理搬送路S2に設けられた逆転ローラ211のニップを抜けた後に、バッファーローラ214が停止し、1枚目の用紙Pは、第3の後処理搬送路S3に一旦保持される。
【0045】
次に、次セットの2枚目の用紙Pが、第2の後処理搬送路S2へ搬送されてくると、次セットの2枚目の用紙P先端が、第2の後処理搬送路S2に設けられた逆転ローラ211の直前に搬送されたときに、これに同期して、第3の後処理搬送路S3に一旦保持されていた1枚目の用紙Pは、第3の後処理搬送路S3に設けられたバッファーローラ214を逆転することにより、次セットの2枚目の用紙P先端と重ね合わされた状態で、逆転ローラ211へと搬送される(
図6(c)参照)。
【0046】
そして、次セットの1枚目の用紙Pと2枚目の用紙Pは重ね合わされた状態でコンパイル排出ローラ212によって、コンパイルトレイ210へ搬送される(
図6(d)参照)。
【0047】
本実施形態に係る後処理装置200は、逆転ローラ211によって逆転して搬送される用紙Pを第3の後処理搬送路S3へ案内する第2弾性部材216が設けられている。第2弾性部材216の表面側は、厚みが厚く相対的に第2弾性部材216よりも剛性が高い第1弾性部材215に支持されて第2の後処理搬送路S2を閉塞し、逆送される用紙Pの後端は第2弾性部材216の裏面側に接触して案内され、第3の後処理搬送路S3へ搬送される。
そのために、次セットの1枚目の用紙Pが逆転ローラ211とコンパイル排出ローラ212によって逆送され、第3の後処理搬送路S3内へ搬送される際に、搬送経路を切り替える動作は必要とされず、即時に逆送開始することができる。
【0048】
そして、次セットの2枚目の用紙Pが第2の後処理搬送路S2へ搬送されてくる際には、2枚目の用紙P先端部の搬送力で第2弾性部材216の先端部216bが下方へ撓んで、第1弾性部材215の先端部215bと第2弾性部材216の先端部216bとの間に隙間が形成され、2枚目の用紙Pは下流側へ搬送される。すなわち、重ね合わせにおいても、搬送経路を切り替える動作は必要とされず、第3の後処理搬送路S3内から搬送される1枚目の用紙Pと重ね合わされる。
【0049】
このように、本実施形態に係る後処理装置200によれば、搬送経路を切り替える動作は必要とされず、即時に逆送開始することができるために、高速な画像形成装置2と組み合わせることが可能であるとともに、搬送経路の切り替え動作を必要としないために、切り替え動作に伴う騒音を抑制しつつ、コストの上昇を抑えながら小型化することができる。
【0050】
(3.2)重ね合わせ動作のタイミングチャート
図7にはコンパイルトレイ210において後処理を行う場合に、次セットの1枚目の用紙Pと2枚目の用紙Pを重ね合わせする際の動作のタイミングチャートの一例を実施例として示している。
本実施例において、以下の条件で重ね合わせ動作を実行する。
用紙P:レターサイズ(横送り)
搬送装置100からの用紙受け取りインターバル:400ms
第2の後処理搬送路S2における搬送速度:1000mm/s
逆送時の搬送速度:1300mm/s
【0051】
図7において、t1は、逆転ローラ211とコンパイル排出ローラ212を正転から逆転に切り替えるときのウェイト時間を示している。本実施例によれば、搬送経路の切り替え動作を必要としないために、t1=5msであり、略即時に切り替えることができる。
【0052】
(3.3)3枚の重ね合わせ動作
図8(a)に示すように、次セットの2枚目の用紙Pが、第2の後処理搬送路S2へ搬送されてくると、次セットの2枚目の用紙P先端が、第2の後処理搬送路S2に設けられた逆転ローラ211の直前に搬送されたときに、これに同期して、第3の後処理搬送路S3に一旦保持されていた1枚目の用紙Pは、第3の後処理搬送路S3に設けられたバッファーローラ214を逆転することにより、次セットの2枚目の用紙P先端と重ね合わされた状態で、逆転ローラ211へと搬送される。
【0053】
そして、次セットの1枚目の用紙Pと2枚目の用紙Pは重ね合わされた状態で、用紙P後端が、第2の後処理搬送路S2における第3の後処理搬送路S3の接続位置を超えるまで搬送した後、逆転ローラ211とコンパイル排出ローラ212を逆転させて、1枚目の用紙Pと2枚目の用紙Pが重ね合わされた状態で、用紙Pの後端は第2弾性部材216の裏面側に接触して案内され、第3の後処理搬送路S3へ搬送される(
図8(b)参照)。
【0054】
次に、次セットの3枚目の用紙Pが、第2の後処理搬送路S2へ搬送されてくると、次セットの3枚目の用紙P先端が、第2の後処理搬送路S2に設けられた逆転ローラ211の直前に搬送されたときに、これに同期して、第3の後処理搬送路S3に一旦保持されていた次セットの1枚目の用紙Pと2枚目の用紙Pは重ね合わされた状態で、第3の後処理搬送路S3に設けられたバッファーローラ214を逆転することにより、逆転ローラ211へと搬送される(
図8(c)参照)。
【0055】
そして、次セットの1枚目の用紙P、2枚目の用紙P、3枚目の用紙Pは、3枚重ね合わされた状態でコンパイル排出ローラ212によって、コンパイルトレイ210へ搬送される(
図8(d)参照)。
【0056】
このように、次セットの用紙Pを2枚重ね合わせた状態で、第3の後処理搬送路S3内に保持して、次セットの3枚目の用紙Pと重ね合わせることにより、より高速な画像形成装置2と組み合わせることが可能であるとともに、搬送経路の切り替え動作を必要としないために、切り替え動作に伴う騒音を抑制しつつ、コストの上昇を抑えながら小型化することができる。