JP2004184813A - 画像形成装置、後処理装置、および、画像形成システム - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置と後処理装置から構成されるシステムの、処理速度の向上。
【解決手段】電子写真方式による画像形成装置であって、定着器の上流側の用紙搬送路に用紙の後端を検知するセンサを設け、前記センサによる検知情報を、用紙の後端が定着器の定着ローラを通過する時機に出力するように、制御部が制御することを特徴とする画像形成装置。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式による複写機、プリンタ等の画像形成装置、画像形成された用紙を分類、綴じ、折り曲げ処理等を行う後処理装置、および、前記画像形成装置と前記後処理装置とからなる画像形成システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の画像形成システムの多くは、用紙の両面への画像形成をはじめ、多機能を有する画像形成装置と、それに適合する機能を備えた後処理装置から構成されている。
【０００３】
前記後処理装置は、画像形成された用紙の分類、仕分けを行う機能だけでなく、これらの用紙に対して多様なハンドリング処理を施すことにより、ファイル用の孔をあける穿孔処理、二つ折りまたは三つ折りを行う折りたたみ処理、複数枚の用紙をステープラで綴じる綴じ処理、前記用紙の前後、あるいは、中程に、表紙、裏表紙、仕切り紙を付加するインターシート処理等ができるようにしているものも多い。
【０００４】
電子写真方式による画像形成装置における用紙の搬送速度は、感光体から用紙へのトナー画像の転写や、前記トナー画像を用紙への加圧、加熱により定着をするための一定の速度、即ち、プロセス速度と呼ばれる速度である。
【０００５】
一方、後処理装置においては、前記の多様な用紙のハンドリング処理に適合した搬送速度と、搬送の停止が要求されるが、その搬送速度は、前記プロセス速度に比較し、２倍以上速い場合が多い。
【０００６】
従って、画像形成装置と後処理装置から構成されるシステムにおいては、画像形成装置の定着器にて画像定着され、プロセス速度から解放された用紙を、後処理装置が、画像形成装置の用紙排出部から完全に排出されるのを待つことなく、なるべく早期に前記用紙を引き込み、所定の後処理を実行することが、システムの処理能力を向上させることにつながる。
【０００７】
このために、画像形成装置の定着器の下流に画像定着がなされた用紙の後端を検知するセンサを設け、センサにより検知した用紙の後端の検知信号を後処理装置に送り、この検知信号を受けた後処理装置は、画像形成装置のプロセス速度に合わせていた用紙の搬送速度を、後処理装置の速度に増速するように構成したシステムが一般に多く供されている。
【０００８】
しかしながら、高温になっている定着器の直近に前記のセンサを設けることは困難であるので、定着器による熱の影響を受けないように、充分な距離を置いた用紙搬送路上にセンサを設けざるを得ないことから、用紙の後端を検知したことを知らせるセンサの検知信号は、用紙の後端が定着器のローラを離れてしばらく後に出ることになる。この問題の解決のために、前記センサにより、用紙の先端を検知して、あらかじめ取得してある用紙のサイズ情報から、用紙後端が定着器ローラを通過する時機を演算により予測し、予測されたタイミングで、後端検知信号を出力する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
【特許文献１】
特許２９８６６０２号公報（１−２頁、第１図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、用紙の先端を検出してから後端の通過時期を予測することは、用紙のサイズが大きい場合には、用紙の搬送上のばらつきを考慮した余裕時間をとることが必要であり、また、規格外のサイズの用紙については予測ができないことから、結果として、定着器のローラから用紙の後端が離れた直後に後端通過の情報を出すことは難しい。
【００１１】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたもので、定着器の上流側の用紙搬送路に、用紙の後端を検知するセンサを設け、このセンサによる後端検知情報を、用紙の後端が定着器の定着ローラを通過した情報として、あらかじめ設定されている遅延時間の後に出力をするものである。
【００１２】
前記センサと定着ローラの距離は、センサが定着ローラの熱の影響を受けない距離ではあるが、一般的に使用される用紙のサイズに比較し相当に小さいことから、この間における用紙の搬送上の誤差は極めて小さく、前記センサによる用紙後端の検知情報から用紙の後端が定着ローラを通過する時機を計算にて求める際に、不都合回避のためのマージンを最小にすることができる。従って、用紙の後端が定着ローラを通過した直後に、検知情報を出力するように遅延時間を設定することが可能である。
【００１３】
また、この予測方法は用紙のサイズに依存しないことから、規格外のサイズの用紙に対しても何ら問題なく適用できる。
【００１４】
前記情報を受けた後処理装置は、直ちに自身の搬送速度で用紙を画像処理装置から引き込み、所定の処理を行うが、この二つの装置からなるシステムにおいては、画像形成装置、あるいは、後処理装置の機種が変わっても、情報の授受に関わる手段の変更が最少になるように構成されることが望ましい。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
（１） 電子写真方式による画像形成装置であって、定着器の上流側の用紙搬送路に用紙の後端を検知するセンサを設け、前記センサによる検知情報を、用紙の後端が定着器の定着ローラを通過する時機に出力するように、制御部が制御することを特徴とする画像形成装置。
【００１６】
（２） 画像形成装置により画像形成されて排出された用紙の後処理をする後処理装置であって、前記後処理装置の制御部が、用紙の後端が定着器の定着ローラを通過したことを知らせる情報を、前記画像形成装置から受け取るまでは、前記画像形成装置の用紙搬送速度に同期した速度で前記用紙を搬入し、前記情報の入手後は、前記後処理装置の用紙搬送速度にて前記用紙を搬入するように用紙搬送手段を制御することを特徴とする後処理装置。
【００１７】
（３） 電子写真方式による画像形成装置であって、定着器の上流側の用紙搬送路に用紙の後端を検知するセンサを設け、前記センサによる検知情報を、用紙の後端が定着器の定着ローラを通過する時機に出力するように、制御部が制御する画像形成装置と、画像形成装置により画像形成されて排出された用紙の後処理をする後処理装置であって、前記後処理装置の制御部が、前記画像形成装置から、用紙の後端が定着器の定着ローラを通過する時機に出力された検知情報を受け取るまでは、前記画像形成装置の用紙搬送速度に同期した速度で前記用紙を搬入し、前記検知情報の入手後は、前記後処理装置の用紙搬送速度にて前記用紙を搬入するように用紙搬送手段を制御することを特徴とする後処理装置とが、通信手段にて接続されていることを特徴とする画像形成システム。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態に係る画像形成装置、後処理装置、および、前記二つの装置からなるのシステムの説明を図１を基にして、また、適宜に、前記システムの制御関係を示すブロック図である図２を参照しながら行う。
【００１９】
図示の画像形成装置Ａは、画像読み取り部１、画像書き込み部２、画像形成部３、カセット給紙部４、大容量給紙部５、搬送ベルト６、定着器７、排紙部８、反転手段８５、自動両面コピー給紙部９、画像形成装置制御部１０を備えている。
【００２０】
画像形成装置Ａの上部には、自動原稿送り装置ＤＦが搭載されている。また、画像形成装置Ａの左側面には、後処理装置Ｆが連結されている。
【００２１】
自動原稿送り装置ＤＦの原稿台上に載置された原稿ｄは矢印方向に搬送され画像読み取り部１の光学系により原稿の片面又は両面の画像が読みとられ、ＣＣＤイメージセンサ１Ａに読み込まれる。
【００２２】
ＣＣＤイメージセンサ１Ａにより光電変換された画像情報は、図２で示されるところの画像形成装置制御部１０にある画像入力部１１において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等がなされた後、画像出力部１２を通じて画像書き込み部２に出力される。
【００２３】
画像書き込み部２においては、画像形成部３の感光体ドラム３１へのレーザビームによる走査露光により、潜像が形成される。
【００２４】
画像形成部３においては、帯電、露光、現像、転写、分離、クリーニング等の公知の電子写真プロセスによる処理が行われ、カセット給紙部４又は大容量給紙部５から搬送された用紙Ｐにトナー画像が転写される。
【００２５】
トナー画像を担持した用紙Ｐは、定着器７のローラにより加圧、加熱を受けてトナー画像が定着され、図の実線位置にある搬送路切換ガイド８Ａに導かれ、排紙部８の排紙ローラ８Ｂにより後処理装置Ｆに送り込まれる。用紙Ｐの裏面への画像形成を行う両面コピーの場合には、用紙Ｐは排紙部８の点線位置にある搬送路切換ガイド８Ａに導かれ、用紙検知センサＳ４、および、反転ローラ８５０等から構成される反転手段８５に搬送され、表裏が反転されて、自動両面コピー給紙部９に送り込まれ、再び、画像形成部３に給紙される。裏面への画像形成が終了し、両面に画像形成された用紙Ｐは排紙部８の実線位置にある搬送路切換ガイド８Ａに導かれ、排紙ローラ８Ｂにより後処理装置Ｆに送り込まれる。
【００２６】
後処理装置Ｆには、穿孔手段２０、シフト手段３０、中間スタッカ４０、中間スタッカ４０に用紙Ｐを揃えて堆積させるストッパ４１、ステープラ５０、及び、折り畳み手段６０と、用紙搬送のための複数のローラとセンサからなる用紙搬送手段と、これらを制御する後処理装置制御部２００と、前記後処理装置制御部２００に各種設定情報を入力するための操作部とが設けられている。
【００２７】
穿孔手段２０は、画像形成装置Ａから送られてきた用紙Ｐ、および、後処理装置Ｆの用紙トレイ７０Ａ、７０Ｂより給送されてきた第２用紙Ｐ２にファイリング用の孔をあけるもので、操作部にて設定された条件に従って、用紙Ｐ、および、第２用紙Ｐ２のサイズに応じて穿孔位置を変えて穿孔処理を行い、各サイズに対して適正な位置に穿孔処理を行うことができる。
【００２８】
シフト手段３０は、用紙Ｐ、および、第２用紙Ｐ２を搬送幅方向に、所定の設定枚数から構成される部毎に排紙位置を変えて排紙する処理ユニットであり、何枚毎にシフトするかは操作部から送られた情報により設定される。
【００２９】
ステープラ５０は中間スタッカ４０に積載された用紙Ｐ、および、第２用紙Ｐ２の束を針で綴じる手段ある。綴じ枚数、綴じ位置（縦辺部か横辺部か）及び綴じ数等の処理条件は後処理装置Ｆの操作部から送られた情報により設定される。
【００３０】
なお、穿孔手段２０、シフト手段３０、および、及びステープラ５０の処理条件は、画像形成装置Ａの操作部からも設定可能である。
【００３１】
後処理装置Ｆには、次に説明する各種のトレイが設けられている。
第２用紙給紙トレイ７０Ａ、７０Ｂは画像形成装置Ａから排紙された用紙Ｐに付加するための用紙である第２用紙Ｐ２、あるいは、画像処理装置Ａとはオフラインの状態で単独に後処理装置Ｆを使用する場合に各種用紙を載置する用紙給紙トレイであり、本実施の形態は２個の用紙給紙トレイを持つが、３個以上の複数の用紙給紙トレイを設けることもできる。
【００３２】
排紙トレイ８０Ａは画像形成装置Ａから排紙されて、処理された用紙Ｐ、および、用紙給紙トレイ７０Ａ、７０Ｂから給紙されて、処理された第２用紙Ｐ２を受ける排紙トレイである。排紙トレイ８０Ｂはシフト手段３０、または、ステープラ５０により処理されて排紙された用紙Ｐ、および、第２用紙Ｐ２を受ける排紙トレイであり、排紙トレイ８０Ｃは折り畳み手段６０により折り畳み処理された用紙Ｐ、および、第２用紙Ｐ２を受ける排紙トレイである。
【００３３】
次に、画像形成装置Ａから排紙された用紙Ｐの後処理装置Ｆ内における搬送、および、処理を用紙Ｐの流れにそって説明をする。
【００３４】
画像形成装置Ａから排紙された用紙Ｐを排紙順に排紙する場合には、搬送ローラ９０、９１、９２、および、９３より用紙Ｐを搬送し、排紙トレイ８０Ａに排紙する。穿孔処理を行う場合には、搬送ローラ９０と９１との間で穿孔手段２０により穿孔処理を行う。
【００３５】
部毎にシフト処理を行う場合には、画像形成装置Ａから排紙された記録紙を搬送ローラ９０、９１によりシフト手段３０に搬送し、シフト処理した後に排紙ローラ９７により排紙トレイ８０Ｂに排紙する。なお、部毎に第２用紙Ｐ２を差し込むか、あるいは、用紙Ｐの頁の間に第２用紙Ｐ２を差し込む処理を行う場合には、設定された条件に従って、用紙給紙トレイ７０Ａ、または、７０Ｂから第２２用紙Ｐ２を給紙して、第２用紙Ｐ２の挿入を行う。
【００３６】
綴じ処理においては、画像形成装置Ａから排紙された用紙Ｐを、搬送ローラ９０、９１、９４、９５、および、９６により搬送し、中間スタッカ４０上に設定枚数の用紙Ｐを堆積させた後に、ステープラ５０により綴じ処理を行う。綴じ処理後の用紙Ｐは、中間スタッカ４０により押し上げられ、端部が排紙ローラ９７に挟持された後、排紙トレイ８０Ｂ上に排紙される。
【００３７】
折り畳み処理においては、中間スタッカ４０に堆積された用紙Ｐを折り畳み手段６０にて折り畳み、排紙トレイ８０Ｃに排紙する。
【００３８】
綴じ処理及び折り畳み処理においても、用紙Ｐに対して、用紙給紙トレイ７０Ａ、あるいは、７０Ｂから第２用紙Ｐ２を給紙して、仕切、表紙、裏表紙等にすることができるので、これらの処理により小冊子の作成が可能である。
【００３９】
次に、本発明の実施の形態に関わる詳細説明を、図３を基に行う。
図３は、定着装置、および、排紙部近傍の用紙Ｐの搬送路を模式的に示す図である。
【００４０】
トナー画像を担持した用紙Ｐ（不図示）は、図のａからｆに向かう直線にて示される搬送路に沿って搬送される。その搬送速度は、用紙Ｐをニップしている定着器７の定着ローラ７１、７２の回転速度により決めらている、即ち、画像形成装置Ａのプロセス速度（Ｖ１）であり、一定のものである。従って、用紙Ｐは、その後端が前記定着ローラ７１、７２によるニップ部を通過するまでは、プロセス速度で搬送される必要がある。そのため、画像形成装置Ａから後処理装置Ｆに用紙Ｐを排出する排出ローラ８Ｂ、および、画像形成装置Ａから排出される用紙Ｐを後処理装置Ｆに搬入する搬送ローラ９０による用紙Ｐの搬送速度も、用紙Ｐの後端が前記ニップ部を通過するまでは、前記プロセス速度と同じでなければならない。
【００４１】
用紙Ｐの後端がニップ部を通過したという情報を画像形成装置制御部１０から後処理装置制御部２００が通信により得た後は、前記搬送ローラ９０は、後処理装置Ｆで設定されている搬送速度（Ｖ２）で用紙Ｐを搬入するように制御される。なお、排紙部８の排紙ローラ８Ｂは、一方向クラッチにより支持され回転しているので、前記搬送ローラ９０の搬送速度が、排紙ローラ８Ｂの排紙速度よりも速い場合には、搬入される用紙Ｐにより、用紙の搬送速度で回転させられる。
【００４２】
一般に、搬送速度（Ｖ２）はプロセス速度（Ｖ１）に比較し、２倍以上の速さであるので、画像形成装置Ａと後処理装置Ｆからなる画像形成システムの処理速度向上のためには、画像形成装置Ａが、用紙Ｐの画像形成装置Ａのプロセス速度から自由になった状態を、できる限り早期に認識して、その状態を後処理装置Ｆに伝え、その状態を認識した後処理装置Ｆが直ちにＶ２の速度で用紙Ｐを搬入することが重要になる。
【００４３】
このために、画像形成装置Ａの排紙ローラ８Ｂによる排紙を待つことなく、用紙Ｐが前記ニップ部を通過したことを検知する手段として、定着器７の下流の搬送路に、用紙Ｐの後端を検知するセンサＳ２を設け、前記センサＳ２による後端検知の情報を後処理装置Ｆが受けると、直ちに、搬送ローラ９０により前記の搬送速度（Ｖ２）で用紙Ｐを搬入するように構成するが、実際には、高温の定着器７の直近にセンサＳ２を設けることは困難であるので、図３に示すように、定着ローラの下流のある距離（ａ）の位置に置かれる。
【００４４】
この結果、用紙Ｐの後端が前記ニップ部を通過した後も、センサＳ２による前記用紙Ｐの後端の検知がなされるまでは、画像形成装置制御部１０から後処理装置制御部２００に後端通過の情報が送られないことになる。従って、前記情報を受けていない後処理装置Ｆは、未だ、用紙Ｐの後端がニップ部を通過していないという認識をすることとなり、画像形成装置Ａが用紙Ｐを搬送速度（Ｖ２）で搬送しても良い状況になったにも関わらず、プロセス速度に同期した搬送速度であるＶ１で搬入を続ける。この結果、画像形成システムの処理速度が低下することになる。
【００４５】
本発明は、用紙Ｐの後端を検知するセンサＳ１を定着器７の上流側ａの距離の位置に設け、後端を検知するので、用紙Ｐのサイズによらず、用紙Ｐの後端はセンサＳ１による後端検知後、常に一定の時間の後にニップ部を通過することになる。また、ａは用紙Ｐのサイズに比較し小さいので、搬送上の誤差を見込んだマージンは、前述の公知例にて提案されている、先端をセンサＳ２により検出する方法に比較し、遙かに小さくすることができる。その結果、あらゆるサイズの用紙Ｐに対し、用紙の後端がニップ部を通過した直後に後端の通過情報を出力することができるので、結果として、画像形成システムの処理能力を向上させることができる。
【００４６】
図３の例においては、上述のセンサＳ１による方法は、一般的に行われている、センサＳ２による用紙Ｐの後端を検知してから、後処理装置Ｆが搬送速度（Ｖ２）で用紙Ｐを搬入する方法よりも、下記の式で表されるような用紙一枚当たりの時間短縮が実現される。
Ｔ＝ａ／Ｖ１−ａ／Ｖ２
Ｔ：用紙一枚当たり短縮される時間
ａ：ニップ部中心からセンサまでの距離
Ｖ１：画像形成装置Ａのプロセス速度
Ｖ２：後処理装置Ｆの用紙Ｐを搬入する搬送速度
なお、反転手段８５により表裏反転されて送られてくる用紙Ｐは、必ず、既にプロセス速度を離れている状態にあるので、後処理装置制御部２００は画像形成装置制御部１０より反転情報をあらかじめ受けることにより、搬送速度（Ｖ２）で用紙を搬入するように搬送ローラ９０を制御する。
【００４７】
図４は、後処理装置の用紙Ｐを搬入する速度を決定するフローチャートである。
【００４８】
後処理装置Ｆの用紙Ｐの搬入口に設けられた用紙検知センサＳ４が、用紙Ｐの先端を検知すると（Ｓ１１）、後処理装置制御部２００は用紙Ｐが画像形成装置Ａの反転手段８５から送られてきたものか否かを判断する（Ｓ１２）、反転手段８５から送られたものであれば、搬送ローラ９０を用紙Ｐを搬送速度（Ｖ２）にて搬入するように制御し、もし、反転手段８５を経由せずに送られてきたものであれば、プロセス速度（Ｖ１）にて搬入し、後端検知信号が送られるまでこの速度を維持するように制御する（Ｓ１３、Ｓ１４）。用紙Ｐの後端が定着器７のニップ部を通過したことを知らせる検知情報を後処理装置制御部２００が画像形成装置制御部１０から通信により受け取ると、後処理装置制御部２００は、搬入の速度をＶ１からＶ２に上げるように制御する（Ｓ１５）。
【００４９】
前述のフローの動作を実行させるために必要な制御を行う、画像形成装置制御部１０、後処理装置制御部２００は図２で示されるように、複数の制御部から構成されており、各制御部は独自にＣＰＵとメモリを持ち、各制御部間はバスライン、パラレル通信ライン、シリアル通信ライン等、適宜な手段にて接続されている。但し、画像形成装置制御部１０と後処理装置制御部２００の間の情報伝送は、シリアル通信にて行われ、情報伝送用の配線の簡略化を図ると共に、機器が変更になった際のハードウエアの変更が必要ないようにしてある。なお、前記シリアル通信は、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）、ＥＩＡ２３２、ＥＩＡ４２２、ＩＥＥＥ１３９４等、適宜のものでよい。
【００５０】
【発明の効果】
本発明により、電子写真方式による画像形成装置と、画像形成装置にて画像形成された用紙を処理する後処理装置とから構成されるシステムの処理能力の向上を図ることができると共に、装置の機種が変更になった際に付随する作業の簡易化が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置と後処理装置とからなる画像形成システムを模式的に示す図である。
【図２】システムの制御関係を示すブロック図である。
【図３】定着装置、および、排紙部近傍の用紙の搬送路を示す模式図である。
【図４】後処理装置の用紙を搬入する速度を決定するフローチャートである。
【符号の説明】
１ 画像読み取り部
２ 画像書き込み部
３ 画像形成部
４ カセット給紙部
５ 大容量給紙部
６ 搬送ベルト
７ 定着器
８ 排紙部
９ 自動両面コピー給紙部
１０ 画像形成装置制御部
２０ 穿孔手段
３０ シフト手段
４０ 中間スタッカ
５０ ステープラ
６０ 折り畳み手段
８５ 反転手段
２００ 後処理装置制御部
Ａ 画像形成装置
Ｆ 後処理装置
Ｐ 用紙
Ｐ２ 第２用紙
Ｓ１ センサ

Claims (3)

1. 電子写真方式による画像形成装置であって、定着器の上流側の用紙搬送路に用紙の後端を検知するセンサを設け、前記センサによる検知情報を、用紙の後端が定着器の定着ローラを通過する時機に出力するように、制御部が制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 画像形成装置により画像形成されて排出された用紙の後処理をする後処理装置であって、前記後処理装置の制御部が、用紙の後端が定着器の定着ローラを通過したことを知らせる情報を、前記画像形成装置から受け取るまでは、前記画像形成装置の用紙搬送速度に同期した速度で前記用紙を搬入し、前記情報の入手後は、前記後処理装置の用紙搬送速度にて前記用紙を搬入するように用紙搬送手段を制御することを特徴とする後処理装置。
3. 電子写真方式による画像形成装置であって、定着器の上流側の用紙搬送路に用紙の後端を検知するセンサを設け、前記センサによる検知情報を、用紙の後端が定着器の定着ローラを通過する時機に出力するように、制御部が制御する画像形成装置と、画像形成装置により画像形成されて排出された用紙の後処理をする後処理装置であって、前記後処理装置の制御部が、前記画像形成装置から、用紙の後端が定着器の定着ローラを通過する時機に出力された検知情報を受け取るまでは、前記画像形成装置の用紙搬送速度に同期した速度で前記用紙を搬入し、前記検知情報の入手後は、前記後処理装置の用紙搬送速度にて前記用紙を搬入するように用紙搬送手段を制御することを特徴とする後処理装置とが、通信手段にて接続されていることを特徴とする画像形成システム。

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