JP2903667B2 - 用紙収容装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、用紙収容装置、特に電子写真複写機、レー
ザプリンタ等の画像形成装置本体から排出される用紙を
トレイ上に積み重ねて収容していく用紙収容装置に関す
る。

従来の技術 レーザプリンタにおいては１度に大量のプリントを行
なう場合があり、そのために大容量のトレイを複数備え
た用紙収容装置が種々提案されている。一般に、この種
の用紙収容装置は用紙積載量に応じてトレイをステップ
的に下降させるエレベータ機構及び所定のタイミングで
トレイをシフトさせる機構を備え、さらに、各トレイに
用紙を選択的に送り込むように構成されている。

一方、プリンタ本体では極力プリント稼働効率を高め
るため、連続的にプリント処理が行なわれ、異サイズ用
紙であっても連続的に排出される。ところで、異サイズ
の用紙を同一のトレイに重ねて収容すると、例えば小サ
イズ用紙の上に大サイズ用紙を重ねて収容すると、大サ
イズ用紙が小サイズ用紙からずり落ち、用紙の整列性が
乱れ、シフト機構による用紙の仕分けが不能になる問題
点を有している。

用紙サイズに関連しては、特開昭63−180680号公報に
記載のように、トレイに既に積載されている用紙上によ
り大サイズの用紙を積載する場合、用紙サイズにより満
載量を変えることが知られている。しかし、この装置に
おいても、大サイズ用紙が小サイズ用紙からずり落ちる
おそれは残されている。

発明の目的、構成及び作用 そこで、本発明の目的は、用紙の整列性を乱すことな
く複数の異なるサイズの用紙を積載、収容することがで
き、結果的にプリンタ本体のプリント稼働効率を高める
ことのできる用紙収容装置を提供することにある。

以上の目的を達成するため、本発明に係る用紙収容装
置は、用紙を収容するための複数のトレイと、前記各ト
レイを所定のタイミングでシフトさせるためのシフト機
構と、前記トレイのいずれかに選択的に用紙を送り込む
ための用紙搬送手段と、画像形成装置本体から排出され
る用紙のサイズを検出するための検出手段と、用紙をそ
のサイズに応じて少なくとも二つのグループに分類し、
同一グループに属するサイズの用紙を特定のトレイに送
り込むように前記用紙搬送手段を制御すると共に、排出
する用紙のサイズが前記特定のトレイに既に収容されて
いる用紙のサイズと比較して同一である場合には前記シ
フト機構を動作させるよう制御する制御手段と、を備え
たことを特徴とする。

例えば、上下２段のトレイを有する場合には、用紙を
大サイズ（A3,B4）と小サイズ（A4,B5）の二つのグルー
プに分類し、大サイズ用紙は下段トレイへ、小サイズ用
紙は上段トレイへ収容する。これによって、一つのトレ
イについては同サイズの用紙ないしは異サイズであって
もあまり大きさの異ならない用紙が収容されることとな
り、用紙のずれやトレイをシフトさせることによる仕分
けの乱れが解消される。

さらに、排出する用紙のサイズが既に収容されている
用紙のサイズと比較して同一である場合にはシフト機構
を動作させ、同一サイズ用紙であっても別のジョブとし
て画像が形成されたものの仕分けを行う。

実施例 以下、本発明に係る用紙収容装置の実施例を添付図面
に従って説明する。以下の実施例は、それぞれ独立した
エレベータ機構、シフト機構を備えた上段と下段の用紙
収容トレイからなるデュアルジョブスタッカとして構成
した用紙収容ユニットを示す。

第１図は本発明の一実施例である用紙収容ユニット
（60）を、レーザプリンタ本体（１）に用紙反転ユニッ
ト（50）を介して取り付けた状態を示す。

プリンタ本体（１）は、デスク（40）上にセットさ
れ、略中央部には感光体ドラム（10）が矢印（ａ）方向
に回転駆動可能に設置されている。感光体ドラム（10）
の周囲には帯電チャージャ（11）、磁気ブラシ式の現像
装置（12），（13）、転写チャージャ（14）、用紙分離
チャージャ（15）、残留トナーのクリーニング装置（1
6）、残留電荷のイレーサランプ（17）等が設置されて
いる。画像はレーザビーム走査光学系（２）にて感光体
ドラム（10）上に帯電処理の直後に露光される。なお、
これらのエレメントによるプリント処理は周知であり、
その説明は省略する。

一方、プリンタ本体（１）の図中左側には自動給紙カ
セット（21），（22），（23）が三段に設けられ、また
デスク（40）にはオプションとしてのエレベータ方式の
自動給紙ユニット（24）が設置されている。各カセット
（21），（22），（23）及び給紙ユニット（24）内に装
填されている用紙のサイズはそれぞれセンサ（SE11）〜
（SE14）にて検出される。用紙は各カセット（21），
（22），（23）、給紙ユニット（24）からそれぞれの給
紙ローラ（25）〜（28）によって選択的に１枚ずつ給紙
される。図中、太線は通紙経路を示す。各用紙はタイミ
ングローラ（30）で一旦レジストされ、感光体ドラム
（10）上に形成された画像と同期をとって転写部へ送り
込まれる。トナー画像転写後の用紙は、搬送ベルト（3
1）にて定着装置（32）へ搬送され、ここでトナーの加
熱定着を施された後、排出ローラ（33）からプリンタ本
体（１）外へ、即ち用紙反転ユニット（50）へ導入され
る。

用紙反転ユニット（50）は、片面プリント済み用紙を
他の一面にもプリントする両面プリント又は同一面に重
ねてプリントする合成プリントのため、ローラ（36），
（37）等で構成される再給紙通路（35）へ用紙を送り込
む機能、用紙収容ユニット（60）へ用紙をストレートに
搬送するフェースアップ排紙（非反転モード）と表裏反
転させて搬送するフェースダウン排紙（反転モード）を
選択的に処理する機能を合わせ持っている。

以上の機能を達成するうえで、用紙反転ユニット（5
0）は受入れローラ（51）、送出しローラ（52）、正逆
転切換えローラ（53），（54）、再給紙ローラ（55）、
通紙切換え爪（56），（57）及びスイッチバック通路
（58）を有している。切換え爪（56），（57）は図示し
ないソレノイドで回動角度を二位置に切り換え可能とさ
れている。

非反転モードにおいて、用紙は受入れローラ（51）か
ら切換え爪（56）の上面でガイドされ、送出しローラ
（52）から用紙収容ユニット（60）にフェースアップの
状態で送り出される。反転モードにおいて、用紙は受入
れローラ（51）から切換え爪（56）の左側面でガイドさ
れ、正転するローラ（53）から切換え爪（57）の右側面
でガイドされ、さらにローラ（54）の正転にて用紙先端
部がスイッチバック通路（58）まで達する。用紙の後端
が反転ポイント（Ｑ）へ到達すると、ローラ（53），
（54）が逆転に切り換えられる。ここで、用紙はそれま
での後端を先頭にして切換え爪（56）の右側面でガイド
され、送出しローラ（52）から用紙収容ユニット（60）
にフェースダウンの状態で送り出される。

一方、両面プリントモードにおいて、用紙は前記反転
モードと同様にスイッチバック通路（58）へ搬送され、
用紙の後端が反転ポイント（Ｐ）へ到達すると、ローラ
（54）が逆転に切り換えられる。ここで、用紙はそれま
での後端を先頭にして切換え爪（57）の左下面でガイド
され、再給紙ローラ（55）から再給紙通路（35）へ送り
込まれる。合成プリントモードにおいて、用紙はローラ
（53）から切換え爪（57）の左上面でガイドされ、再給
紙ローラ（55）から再給紙通路（35）へ送り込まれる。

用紙収容ユニット（60）は二段に設けたトレイ（7
0），（70a）と用紙搬送部（61）とで構成され、トレイ
（70），（70a）はそれぞれ用紙搬送方向と直交する方
向にシフト可能であると共に、用紙の積載量に応じて昇
降可能とされている。

用紙搬送部（61）は搬送ローラ（62）〜（66）と搬送
ローラ（62），（63）間に設置した通紙切換え爪（67）
を備えている。切換え爪（67）は図示しないソレノイド
で回動角度を二位置に切り換え可能とされ、その上面に
よって用紙を搬送ローラ（63）へガイドし、上段トレイ
（70）へ収容させる。さらに、切換え爪（67）はその左
側面によって用紙を下方へガイドし、搬送ローラ（64）
〜（66）を通じて下段トレイ（70a）へ収容させる。ま
た、搬送ローラ（63），（66）の直後には通過する用紙
を検出するためのセンサ（SE1），（SE1a）が設置され
ている。

トレイ（70），（70a）はそれぞれボックス（71），
（71a）に用紙収容方向に対して直交方向にシフト可能
かつ昇降可能に設置されている、即ち、トレイ（70），
（70a）の直下にはシフトモータ（73），（73a）及びエ
レベータモータ（74），（74a）が設置され、シフト機
構及び図示しないエレベータ機構によりシフト動作、昇
降動作が可能となっている。シフト機構は、シフトモー
タ（73）から回転力を伝達される支軸（80）にカム（8
1）を固定し、カム（81）の偏心位置に設けたピン（8
2）をシフトプレートの長孔（85）に係合させたもの
で、シフトプレートはトレイ（70）と一体的に矢印
（Ａ），（Ａ′）方向（用紙収容方向と直交する方向）
に移動自在である。また、カム（81）の外周面には180
゜の間隔で切欠き（80a），（80b）が形成され、センサ
（SE6）のアクチュエータ（86）がこの切欠き（80a），
（80b）に係合可能となっている。プリンタ本体（１）
にて所定のプリント処理が終了すると、シフトモータ
（73）が起動され、カム（81）が矢印（ｂ）方向に回転
駆動されると共にトレイ（70）が（Ａ）又は（Ａ′）方
向に移動し、アクチュエータ（86）が切欠き（80a）又
は（80b）に落ち込むと、センサ（SE6）がオフし、これ
にてシフトモータ（73）がオフされる。即ち、トレイ
（70）はカム（81）が180゜ずつ間欠的に回転すること
により矢印（Ａ），（Ａ′）方向にシフト（往復移動）
する。一方、エレベータ機構は、エレベータモータ（7
4）にて回転駆動されるピニオンとトレイ（70）に設け
たラックとによる周知の機構で構成されており、その詳
細については省略する。

なお、トレイ（70），（70a）自体の構成及びその周
囲の構成は全く同一であり、以下上段トレイ（70）につ
いて説明し、下段トレイ（70a）部分に関しては図中に
符号（ａ）を付し、その説明は省略する。

ボックス（71）に設けた上下に対となった排出ローラ
（75）は、前記搬送部（61）から送り込まれた用紙をト
レイ（70）上に送り出す。排出ローラ対（75）の下ロー
ラには図示しないパドルホイールが下ローラと一体的に
回転可能に設置され、トレイ（70）上に収容される用紙
の後端部に収容方向とは逆方向の付勢力を付与し、用紙
をトレイ（70）上で整合させる。用紙の後端はトレイ
（70）の下端に対向して位置する背面板にて規制され
る。トレイ（70）にはトレイ（70）上での用紙の有無を
検出するセンサ（SE2）が設置されている。

さらに、トレイ（70）の適正位置（高さ）を維持する
ため、トレイ（70）の積載面自体及び収容された用紙の
上面を検出するセンサ（SE3）、アクチュエータ（76）
が設置されている。トレイ（70）の適正位置とは、用紙
が前記パドルホイールによって整合性よく収容される高
さ、具体的には、排出ローラ対（75）のニップ部からト
レイ（70）の積載面ないしは収容されている用紙上面ま
での高さを意味し、一定の上下許容幅がある。センサ
（SE3）は適正位置の上限を検出するためのものであ
る。即ち、アクチュエータ（76）はピン（77）を支点と
して回動自在であり、先端部は排出ローラ対（75）の下
ローラの外周面に沿った形状をなし、トレイ（70）の下
端部上面に対向配置され、後端部はセンサ（SE3）の光
軸に進退可能とされている。このアクチュエータ（76）
は図示しないスプリングによってピン（77）を支点とし
て常時時計回り方向に付勢され、第１図中実線位置にセ
ットされ、このときセンサ（SE3）はオフ状態である。
用紙がトレイ（70）上に順次収容され、用紙上面が適正
位置の上限に達するとアクチュエータ（76）が用紙上面
に付勢されて反時計回り方向に若干回動し、センサ（SE
3）がオンすることとなる。このオン信号に基づいてエ
レベータモータ（74）が下降方向にオンされ、トレイ
（70）が下降する。トレイ（70）の下降に応じてアクチ
ュエータ（76）が時計回り方向に復帰し、センサ（SE
3）がオフすると、エレベータモータ（74）がオフされ
る。このようにトレイ（70）は用紙の積載量が増加し、
用紙上面が上限高さに達したときに所定量１ステップ下
降される。

用紙の容量オーバーは、ボックス（71）の下部に設け
たセンサ（SE4）又は（SE5）が下降したトレイ（70）を
検出することにより判定される。サイズの大きい用紙に
対しては上側のセンサ（SE4）が使用され、サイズの小
さい用紙に対しては下側のセンサ（SE5）が使用され
る。

トレイ（70）から用紙が取り去られると、トレイ内セ
ンサ（SE2）がオフし、このオフ信号に基づいてエレベ
ータモータ（74）が上昇方向にオンされ、上限センサ
（SE3）がオンするまでトレイ（70）が上昇し、初期位
置へ復帰する。

一方、一群の情報がプリントアウトされるごとに、シ
フトモータ（73）が前記センサ（SE6）がオフするまで
駆動され、トレイ（70）が収容方向とは直交方向にピン
（82）の偏心量に応じた一定のピッチで移動し、この往
復移動によって一群の用紙が仕分けられる。

本実施例において、プリンタ本体（１）でプリント処
理可能な用紙サイズはA3,A4,B4,B5であり、A3,B4は縦送
りのみであり、A4,B5は縦送りと横送りに分かれる。縦
送りとは、搬送方向に対して用紙をその長辺方向が平行
な状態で搬送することをいう。横送りとは搬送方向に対
して用紙をその短辺方向が平行な状態で搬送することを
いう。そして、大サイズ（A3,B4）の用紙は一律に下段
トレイ（70a）に収容し、小サイズ（A4,B5）の用紙は一
律に上段トレイ（70）に収容する。これによって、極端
にサイズの異なる用紙が一つのトレイに混在することを
防止し、小サイズ用紙の上に積載された大サイズ用紙が
ずり落ちて整列が乱れることが防止される。

上段トレイ（70）にはA4,B5の用紙が送り方向（縦／
横）の差を含めて４種類の用紙が収容され、下段トレイ
（70a）にはA3,B4（縦送りのみ）の２種類のサイズの用
紙が収容される。そこで、さらに本実施例では、収容さ
れる用紙のサイズと既に収容されている用紙のサイズを
比較し、同一サイズであればトレイをシフトさせて用紙
を切分けし、異サイズであれば、用紙幅の差によって仕
分けされることとなるため、シフトさせることなく用紙
を収容することとした。なお、このような制御に関して
は、フローチャートを参照して詳述する。

第３図はシステム全体の制御回路を示す。

プリンタ側にはプリンタ本体（１）を制御する制御プ
ロセッサ（100）、レーザビーム光学系（２）を制御す
る制御プロセッサ（101）、用紙反転ユニット（50）を
制御する制御プロセッサ（102）、用紙収容ユニット（6
0）を制御する制御プロセッサ（103）を有する。印字情
報はホストコンピュータ（110）からホストインターフ
ェイス（111）を経由して画像作成コントローラ（112）
へ送信される。画像作成コントローラ（112）はプリン
トすべき画像情報をビデオライン（113）を経由して光
学系制御プロセッサ（101）へ送信すると共に、制御ラ
イン（114）を介してプリントモード等をインターフェ
イス制御プロセッサ（115）へ送信する。このインター
フェイス制御プロセッサ（115）はシリアルインターフ
ェイス（116）を介して各プロセッサ（100）〜（103）
と種々のモードを通信し合う。即ち、インターフェイス
制御プロセッサ（115）は各プロセッサ（100）〜（10
3）から用紙サイズ、用紙のジャム、用紙の通過等の種
々の情報を受信し、各プロセッサ（100）〜（103）へ必
要な情報を送信する。さらに、インターフェイス制御プ
ロセッサ（115）はプリンタ本体（１）上の操作パネル
の表示部（117）をオン，オフ制御する。表示部（117）
は各プロセッサ（100）〜（103）の状態をプロセッサ
（115）からの指示に基づいて外部に表示する。

第４図は用紙収容ユニット（60）を制御するプロセッ
サ（103）の概略構成を示す。

このプロセッサ（103）はCPU（120）を中心に構成さ
れ、RAM（121）、PROM（122）を備えている。RAM（12
1）は、上段トレイ（70）及び下段トレイ（70a）のエン
プティをメモリするＣメモリ、上段トレイ（70）の最新
用紙サイズデータをメモリするＤメモリ、下段トレイ
（70a）の最新用紙サイズデータをメモリするＥメモ
リ、プロセッサ（115）から現在送信されている用紙サ
イズデータをメモリするＦメモリ等を有する。CPU（12
0）の出力ポートには切換え爪（67）の駆動ソレノイ
ド、用紙搬送モータ、シフトモータ（73），（73a）、
エレベータモータ（74），（74a）の駆動回路が接続さ
れている。また、CPU（120）の入力ポートには各センサ
（SE1）〜（SE5），（SE1a）〜（SE5a）、トレイ（7
0），（70a）のシフトポジションセンサ（SE6），（SE6
a）が接続されている。

次に、用紙収容ユニット（60）を制御するプロセッサ
（103）の制御手順を第５図ないし第７図を参照して説
明する。

第５図はCPU（120）のメインルーチンを示し、電源が
投入されてプログラムがスタートすると、まずステップ
（S1）で初期設定を行ない、各種フラグ、タイマ、カウ
ンタをリセットする。次に、ステップ（S2），（S3）で
シリアルインターフェイス（116）を通じて他のプロセ
ッサ（100），（101），（102），（115）との通信を実
行し、ステップ（S4）でプリント処理のシーケンス制御
が開始されたと判定すると、ステップ（S5）で用紙収容
処理のサブルーチンを実行する。

第６図は前記ステップ（S5）で実行される用紙収容処
理のサブルーチンを示す。

まず、ステップ（S11）では用紙を収容すべきトレイ
を用紙サイズに応じて選択する。ステップ（S12），（S
13）ではトレイを下降／上昇させてトレイの高さを適正
位置に設定する。ステップ（S14）ではトレイをシフト
させて用紙を切分けし、ステップ（S15）では用紙の搬
送、紙詰まり（ジャム）等他のシーケンス制御を処理す
る。

第７図は前記ステップ（S11）で実行されるトレイ選
択処理のサブルーチンを示す。

まず、ステップ（S21）でプリンタ本体（１）から排
出される用紙のサイズが大サイズ（A3又はB4）か小サイ
ズ（A4又はB5）かを判断し、大サイズであれば大サイズ
フラグを「１」にセットし、小サイズであれば大サイズ
フラグを「０」にリセットする。続いて、ステップ（S2
2）で大サイズフラグが「１」か否かを判定し、YESであ
ればステップ（S23）で切換え爪（67）を下段ガイド位
置へセットし、NOであればステップ（S30）で切換え爪
（67）を上段ガイド位置へセットする。即ち、大サイズ
用紙は下段トレイ（70a）へ、小サイズ用紙は上段トレ
イ（70）へ収容するように制御する。

大サイズ用紙を収容する場合、ステップ（S24）でト
レイ上でのセンサ（SE2a）のオン，オフにより下段トレ
イ（70a）上での用紙の有無を判定し、用紙が無ければ
［ステップ（S24）でNO］、ステップ（S29）で用紙２フ
ラグを「０」にリセットし、このサブルーチンを終了す
る。用紙２フラグは「１」にセットされているとき、既
に収容されている一群の用紙とその後に収容される用紙
のサイズが同一であることを表示する。一方、用紙が有
れば［ステップ（S24）でYES］、ステップ（S25）で一
群の用紙に対する収容処理が終了したことを確認のう
え、ステップ（S26）で前回収容された用紙のサイズと
今回収容される用紙のサイズとを比較し、［表１］に基
づいて用紙２フラグを「１」にセット又は「０」にリセ
ットする。即ち、前回の用紙サイズと今回の用紙サイズ
とが同じであれば用紙２フラグを「１」にセットし、異
なっていれば「０」にリセットする。

次に、ステップ（S27）で用紙２フラグが「１」か否
かを判定し、「０」にリセットされていれば下段トレイ
（70a）のシフトは必要ないため、そのままこのサブル
ーチンを終了し、「１」にセットされていれば下段トレ
イ（70a）をシフトさせるため、ステップ（S28）でシフ
ト２フラグを「１」にセットする。

一方、小サイズ用紙を収容する場合には、ステップ
（S30）〜（S36）を実行する。これらのステップは大サ
イズ用紙を収容する場合の前記ステップ（S23）〜（S2
9）と同様であり、ステップ（S33）で前回収容された用
紙のサイズと今回収容される用紙のサイズと比較し、
［表２］に基づいて用紙１フラグが同一であれば用紙１
フラグを「１」にセットし、上段トレイ（70）をシフト
させるため、ステップ（S35）でシフト１フラグを
「１」にセットする。

なお、シフト１フラグ及びシフト２フラグはステップ
（S5）のサブルーチン中のステップ（S14）のサブルー
チンで用いられ、トレイ（70）又は（70a）のシフトを
指示する。

［他の実施例］ なお、本発明に係る用紙収容装置は前記実施例に限定
されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更可
能である。

例えば、用紙をそのサイズによって二つ以上のグルー
プに分類してもよく、その場合にはトレイの数をグルー
プの数だけ設置すればよい。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、本発明によれば、用紙
をそのサイズに応じて少なくとも二つのグループに分類
し、同一グループに属する用紙を特定のトレイに送り込
むようにしたため、一つのトレイ上には同一サイズの用
紙ないしは異サイズであってもあまり大きさの異ならな
い用紙が収容されることとなり、トレイ上で用紙がずれ
たり、切分けに乱れを生じることがなくなり、トレイ上
での用紙の整列性が良好となる。

さらに、排出する用紙のサイズが既に収容されている
用紙のサイズと比較して同一である場合にはシフト機構
を動作させるようにしたため、同一サイズであっても別
のジョブとして画像が形成された用紙の仕分けが確実な
ものとなる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る用紙収容装置の一実施例を示し、第
１図はプリンタを含むシステムの全体構成図、第２図は
トレイシフト機構の要部を示す斜視図である。第３図、
第４図は制御回路のブロック図である。第５図、第６
図、第７図は制御手順を示すフローチャート図である。 （１）……プリンタ本体、（60）……用紙収容ユニッ
ト、（67）……切換え爪、（70），（70a）……トレ
イ、（73），（73a）……シフトモータ、（74），（74
a）……エレベータモータ、（103）……収容ユニット制
御プロセッサ、（115）……インターフェイス制御プロ
セッサ、（120）……マイクロコンピュータ。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−130859（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−86558（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−187173（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B65H 31/24 B65H 33/08 B65H 39/11

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像形成装置本体から１枚ずつ排出される
   用紙を順次積み重ねて収容していく用紙収容装置におい
   て、 用紙を収容するための複数のトレイと、 前記各トレイを所定のタイミングでシフトさせるための
   シフト機構と、 前記トレイのいずれかに選択的に用紙を送り込むための
   用紙搬送手段と、 画像形成装置本体から排出される用紙のサイズを検出す
   るための検出手段と、 用紙をそのサイズに応じて少なくとも二つのグループに
   分類し、同一グループに属するサイズの用紙を特定のト
   レイに送り込むように前記用紙搬送手段を制御すると共
   に、排出する用紙のサイズが前記特定のトレイに既に収
   容されている用紙のサイズと比較して同一である場合に
   は前記シフト機構を動作させるよう制御する制御手段
   と、 を備えたことを特徴とする用紙収容装置。