JP6341332B2 - シート後処理装置及びそれを備えた画像形成システム - Google Patents

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置によって画像形成された用紙等のシートにパンチ穴形成処理や綴じ処理等の後処理を行うシート後処理装置及びそれを備えた画像形成システムに関する。

従来、複写機、プリンター等の画像形成装置によって画像が形成された用紙を複数枚スタックして、スタックされた用紙束をまとめてステープルで綴じる綴じ処理、及びパンチ穴形成装置でパンチ穴（穿孔）を空けるパンチ穴形成処理等を実行可能な用紙後処理装置が利用されている。

このような用紙後処理装置においては、綴じ処理を行う際に用紙束を整合して積載する必要がある。例えば特許文献１、２には、処理トレイ上に用紙を搬入する搬入ローラー対と、処理トレイから排出トレイに用紙を排出する排出ローラー対と、を備えた用紙後処理装置が開示されている。

排出ローラー対は、排出コロと排出コロに対して圧接または離間する排出ローラーとで構成されており、排出ローラーと排出コロを離間させた状態で搬入ローラー対により処理トレイ上に用紙を搬入する。そして、用紙の後端が搬入ローラー対を通過した後に排出ローラーと排出コロを圧接させて逆回転させる。これにより、用紙が搬送方向上流側に引き込まれ、処理トレイの後端規制面に当接することにより処理トレイ上の用紙束が整合される。

特開平９−１５６８２０号公報 特開２０１３−２２４２２１号公報

しかしながら、特許文献１及び２の方法では、既に処理トレイ上に用紙が積載されている状態で後続の用紙の引き込みを行う場合、積載されている用紙ごと引き込みを行ってしまい用紙束の整合性を低下させるという問題点があった。

具体的には、図５に示すように、排出ローラー対２９を逆回転させて処理トレイ３０に用紙Ｐ２を引き込む際に、排出ローラー対２９を構成する排出ローラー２９ａと排出コロ２９ｂを共に逆回転させた場合、既に処理トレイ３０の突き当て部３０ａに突き当てられて整合された用紙束Ｐ１も同時に引き込まれることがある。その結果、図５の破線で示すように用紙束Ｐ１が撓んでしまい、用紙束の整合性が低下するおそれがあった。

本発明は、上記問題点に鑑み、排出ローラー対を用いて処理トレイ上へシートを引き込んでシート束を整合させる際に、シート束の整合不良を防止可能なシート後処理装置及びそれを備えた画像形成システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、処理トレイと、排出トレイと、排出ローラー対と、を備えたシート後処理装置である。処理トレイは、所定枚数のシートを受け入れて積載する。排出トレイは、処理トレイのシート搬送方向下流側に配置され、処理トレイ上に積載されたシートが排出される。排出ローラー対は、処理トレイに積載されるシートの最上面に接触する排出ローラーと、処理トレイに積載されるシートの最下面に接触する排出コロと、で構成される。シート後処理装置は、排出ローラー対を正回転させることにより処理トレイから排出トレイへシートを排出し、排出コロの回転を停止させた状態で排出ローラーを逆回転させることにより処理トレイへのシートの引き込みを行う。

本発明の第１の構成によれば、処理トレイにシートの引き込みを行う際、排出コロの回転を停止させた状態で排出ローラーのみを逆回転させるため、引き込み力は新たに搬入されるシートのみに作用し、既に処理トレイ上に整合されたシート束には作用しない。従って、既に整合されたシート束が新たに搬入されるシートと共に引き込まれて撓んでしまうおそれがなく、処理トレイ上におけるシート束の整合性の低下を効果的に防止することができる。

画像形成装置１００及び本発明の用紙後処理装置２０の内部構成を示す概略図 図１における用紙後処理装置２０内の処理トレイ３０周辺の部分拡大図であり、排出ローラー２９ａが離間位置に配置された状態を示す図 図１における用紙後処理装置２０内の処理トレイ３０周辺の部分拡大図であり、排出ローラー２９ａが当接位置に配置された状態を示す図 本発明の用紙後処理装置において、処理トレイ４０上に用紙束Ｐ１が積載されている状態で後続の用紙Ｐ２の引き込みを行う様子を示す側面断面図 従来の用紙後処理装置において、処理トレイ４０上に用紙束Ｐ１が積載されている状態で後続の用紙Ｐ２の引き込みを行う様子を示す側面断面図

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。先ず、図１を参照して画像形成装置１００、及び本発明の用紙後処理装置２０から構成される画像形成システムについて説明する。図１は、本発明の画像形成装置１００及び用紙後処理装置２０の内部構成を示す概略図である。なお、本実施形態においては画像形成装置１００の一例として複合機を例示しているが、本発明の用紙後処理装置２０は、デジタル複合機以外の、例えばレーザープリンターやインクジェットプリンター、ファクシミリ装置等にも同様に連結可能である。

図１に示すように、画像形成装置１００は、いわゆる胴内排紙型のデジタル複合機であって、大まかには、本体ハウジング２ａと、その上部に配設された上ハウジング２ｂとで構成されている。上ハウジング２ｂには、原稿の画像を電気信号として読み取るための後述する各種機構が設けられ、上ハウジング２ｂの上部には原稿搬送装置３が付設されている。他方、本体ハウジング２ａには、読み取った原稿画像の電気信号に基づいて用紙に画像を転写するための後述する各種機構が設けられ、本体ハウジング２ａの左側部には用紙後処理装置２０が付設されている。

本実施形態では、本体ハウジング２ａは、下ハウジング２ａａと、その上方で右側部に沿って位置し上ハウジング２ｂに連結される連結ハウジング２ａｂと、より構成される。下ハウジング２ａａには、用紙Ｐの給紙部４や、用紙Ｐ上にトナー画像を形成する画像形成部６や、用紙上のトナー画像を定着するための定着装置７等が設けられる。連結ハウジング２ａｂには、定着後の用紙Ｐを搬送して本体ハウジング２０から排出するための用紙排出部（排出部）１８が設けられている。

また、上ハウジング２ｂの直下における連結ハウジング２ａｂの左側方には、左側面及び正面に向けて大きく開放された胴内排紙空間１６が形成されている。この胴内排紙空間１６には、連結ハウジング２ａｂの左側面から排出される用紙Ｐを受け入れて積載するとともに、用紙Ｐに所定の後処理を施す場合には用紙後処理装置２０への搬送を可能とする中継ユニット１９が設けられている。

本体ハウジング２ａ内には、下部に配設された給紙部４と、給紙部４の側方及び上方に配設された用紙搬送部５と、給紙部４の上方に配設された画像形成部６と、画像形成部６の用紙搬送方向下流側（図２の右側）に配設された定着部７とが備えられている。

給紙部４には、用紙搬送方向下流側に給紙ローラー等の分離給送手段が設けられた複数の給紙カセット４ａが備えられている。この給紙カセット４ａに載置された用紙Ｐの束を、給紙ローラーの回転動作によって、最上位の用紙Ｐから１枚ずつ用紙搬送部５に給紙する。用紙搬送部５は、給紙部４から給紙された用紙Ｐを、各搬送ローラー対５ａによって画像形成部６へと搬送する。

画像形成部６及び定着部７は、装置本体１００の内部で用紙搬送方向と直交する幅方向（前後方向、図１の紙面に直交する方向）に細長く配設される。画像形成部６及び定着部７は、下ハウジング２ａａ内の上部において図１における左側から画像形成部６、定着部７の順に用紙Ｐの搬送方向（左から右方向）に沿って並設されている。

画像形成部６は、電子写真プロセスによって、用紙Ｐ上に所定のトナー像を形成する。画像形成部６は、回転可能に軸支された像担持体である感光体ドラム９と、この感光体ドラム９の周囲にその回転方向に沿って配設される帯電装置１１、露光装置１２、現像装置１３、転写装置１４、クリーニング装置１５及び不図示の除電装置を備えている。定着部７は、画像形成部６においてトナー像が転写された用紙Ｐを、加熱ローラーと加圧ローラーとからなる一対の定着ローラー対７ａに挟持させて加熱及び加圧して、未定着トナー像を用紙Ｐ上に定着させる。

上ハウジング２ｂ内には、画像読取部８が設けられている。画像読取部８は、原稿の画像情報を読み取る。１枚ずつの原稿を手置きして画像読取部８に読み取らせる場合には、原稿搬送装置３を開いて上ハウジング２ｂの上面に設けられたコンタクトガラス８ａ上に原稿を載置する。原稿束から原稿を１枚ずつ自動的に供給して画像読取部８に読み取らせる場合には、原稿束を、閉じた状態の原稿搬送装置３の給紙トレイ上３ａに載置する。原稿束が給紙トレイ３ａ上に載置された場合は、当該原稿束から原稿が１枚ずつ自動的に順次コンタクトガラス８ａ上に送り込まれるようになっている。いずれの場合でもコンタクトガラス８ａ上に位置した原稿に、不図示の露光ランプから光が照射され、その反射光は画像光として反射鏡及び結像レンズ等の光学系（いずれも図示せず）を介して光電変換部（ＣＣＤ）へ導かれる。

以下、上記のように構成された画像形成装置１００の基本的な動作を説明する。先ず、図１で反時計回りに回転する感光体ドラム９の表面が帯電装置１１によって一様に帯電される。続いて、画像読取部８で読み取られた画像情報に基づいて露光装置１２（レーザー装置等）からのレーザービームが感光体ドラム９の周面に照射され、これによって感光体ドラム９の表面に静電潜像が形成される。この静電潜像に現像装置１３から現像剤としてのトナーが供給されることによりトナー像が形成される。

次いで、給紙部４からの用紙Ｐは、用紙搬送路５を通過し、所定のタイミングでトナー像が形成された感光体ドラム９に向けて搬送される。そして、転写ローラー等からなる転写装置１４により感光体ドラム９の表面のトナー像が用紙Ｐに転写される。そして、トナー像が転写された用紙Ｐは感光体ドラム９から分離され、定着部７に向けて搬送される。用紙Ｐは、定着ローラー対７ａを通過する際に加熱、加圧処理されてトナー像が定着される。

トナー像の用紙Ｐへの転写処理が完了した感光体ドラム９は、クリーニング装置１５で外周面に残留している残留トナーが取り除かれた後、除電装置（図示せず）で残留電荷を除去する除電処理が施される。その後、帯電装置１１により再び感光体ドラム９の外周面に帯電処理が施され、以下同様にして画像形成が行われることとなる。

定着部７を通過した用紙Ｐは、そのまま垂直上方に向けて用紙搬送路５に沿って連結ハウジング２ａｂ内に搬送される。用紙搬送路５の上部は連結ハウジング２ａｂ内で左方に向かって上下２つの搬送路に分岐しており、分岐部に配置された切り替え爪１７によって、用紙Ｐの搬送方向が切り替えられる。

この連結ハウジング２ａｂ内には、用紙排出部１８が設けられている。用紙排出部１８は、上排出ローラー対１８ａと、上排出ローラー対１８ａの直下に配置された下排出ローラー対１８ｂと、を有しており、用紙搬送路５を搬送された用紙Ｐが切り替え爪１７によって上方の搬送路若しくは下方の搬送路に案内される。

切り替え爪１７によって上方の搬送路に案内された用紙Ｐは、上排出ローラー対１８ａから左方に排出される。切り替え爪１７によって下方の搬送路に案内された用紙Ｐは、下排出ローラー対１８ｂによって左方に排出される。切り替え爪１７は、図示しない制御部によって案内方向を切り替えるようになっている。

中継ユニット１９は、胴内排紙空間１６の底面１６ａに着脱可能に装着される。胴内排紙空間１６には、中継ユニット１９の装着を検知する検知センサー（図示せず）が設けられている。検知センサーは、ＰＩセンサー等から構成されており、検知結果を制御部に送信する。

また、底面１６ａには、用紙排出方向下流側（図１の左側）に向かって上方に傾斜する傾斜面が形成されている。中継ユニット１９が胴内排紙空間１６から離脱されているとき、底面１６ａが用紙排出トレイとして用いられる。この場合、検知センサーは中継ユニット１９が装着されていないことを検知し、検知結果が制御部に送信されると、切り替え爪１７は用紙Ｐを上排出ローラー対１８ａに案内する。そして、上排出ローラー対１８ａから排出された用紙Ｐは底面１６ａ上に排出される。

一方、中継ユニット１９が胴内排紙空間１６に装着されていることを検知センサーが検知し、検知結果が制御部に送信されると、切り替え爪１７は用紙Ｐを下排出ローラー対１８ｂに案内する。そして、下排出ローラー対１８ｂから排出された用紙Ｐは中継ユニット１９に搬入される。中継ユニット１９内に搬入された用紙Ｐは、中継ユニット１９内を通過し、用紙後処理装置２０に搬入される。

なお、検知結果を操作部（図示せず）に表示し、ユーザーが操作パネル上で用紙Ｐの案内方向を切り替えることもできる。また、中継ユニット１９の上面部は、上排出ローラー対１８ａから排出された用紙Ｐが載置される用紙排出トレイとしての機能も有している。

用紙後処理装置２０内部には、搬入された用紙Ｐに対してパンチ穴形成を行うパンチ穴形成装置２１、搬入された用紙Ｐを複数枚積載（スタック）する処理トレイ３０、及び処理トレイ３０上に積載された用紙束をステープルで綴じるステープラー４０が備えられている。用紙後処理装置２０の側面には、用紙Ｐの排出に適した位置に昇降可能な排出トレイ５０が設けられている。

パンチ穴形成装置２１は、用紙後処理装置２０の上部に配置されており、用紙Ｐの搬送方向と平行な一方の側端縁（装置前側または後側）に沿って複数のパンチ穴を形成する。パンチ穴形成装置２１の上流側かつ用紙搬送方向と直交する方向（図１の紙面と垂直な方向）の略中央部には、中継ユニット１９内の用紙搬入ローラー対によって用紙後処理装置２０内に搬入される用紙Ｐの先端を検知する搬入検知センサー（図示せず）が配置されている。

制御部（図示せず）は、搬入検知センサーによる用紙Ｐの先端の検知タイミングに基づいて中継ユニット１９内の用紙搬入ローラー対の駆動を制御することにより、パンチ穴形成装置２１に搬送される用紙Ｐの搬送方向のパンチ穴形成位置を調整する。具体的には、搬入検知センサーによる用紙Ｐの先端または後端の検知から用紙搬入ローラー対を停止するまでの基準搬送パルス値を加減算する搬送方向パルス調整値を設定する。

図２及び図３は、用紙後処理装置２０内の処理トレイ３０周辺の部分断面図である。用紙搬送方向に対しパンチ穴形成装置２１（図１参照）の下流側には第１排出ローラー対２７が配設されている。第１排出ローラー対２７の上流側には用紙Ｐの通過を検知するアクチュエーター型の用紙検知センサー２８が配置されている。

更に、第１排出ローラー対２７の下方には第１排出ローラー対２７によって搬送される用紙Ｐを所定枚数整合して積載する処理トレイ３０と、処理トレイ３０上に積載された用紙Ｐの束（用紙束）に綴じ処理を行うステープラー４０（図１参照）が設けられている。

用紙搬送方向に対し処理トレイ３０の下流側には、処理トレイ３０から排出トレイ５０に用紙束を排出する第２排出ローラー対２９が配設されている。第２排出ローラー対２９は、駆動モーター（図示せず）により正逆回転可能なゴム製の排出ローラー２９ａと、排出ローラー２９ａに従動して回転する樹脂製の排出コロ２９ｂとで構成されている。排出ローラー２９ａは、回動軸３１ａを支点として上下に揺動可能なローラーホルダー３１に支持されている。

処理トレイ３０の上方であって第１排出ローラー対２７の下流側（図２の左側）には、第１排出ローラー対２７によって搬入される用紙Ｐを処理トレイ３０方向に叩いてトレイ面に沿わせるための叩き部材３３が配設されている。処理トレイ３０は積載される用紙Ｐの後端側（処理トレイ３０への用紙の引き込み方向に対し下流側、図２の右側）に向かって下向きに傾斜するように設けられており、第２排出ローラー対２９が逆回転することによって用紙Ｐが後端側から処理トレイ３０上に引き込まれ、用紙Ｐの後端が突き当て部３０ａに当接する。これにより、用紙束の後端が揃った状態で処理トレイ３０上に積載される。また、処理トレイ３０には、処理トレイ３０上に積載された用紙束を幅方向（図２の紙面と垂直な方向）に整合する一対の側端整合カーソル６０が設けられている。

ステープラー４０は、移動機構（図示せず）によって搬送方向と直交する用紙幅方向に移動可能であり、綴じ処理の内容に応じて処理トレイ３０の下端部に沿って所定位置に移動する。

次に、用紙後処理装置２０の動作について説明する。画像形成装置１００で画像形成処理がなされた用紙Ｐ（図２、図３の破線で表示）が搬入されると、パンチ穴形成が指示されている場合には、パンチ穴形成装置２１によって搬送される用紙Ｐの所定位置（例えば装置前側の側端縁に沿った２個所）にパンチ穴が形成される。パンチ穴形成が指示されていない場合は、用紙Ｐはそのままパンチ穴形成装置２１を通過する。

そして、用紙Ｐは第１排出ローラー対２７によってさらに下流側に搬送される。このとき、図２に示すように、ローラーホルダー３１は上方に揺動しており、排出ローラー２９ａは排出コロ２９ｂから離間した位置（退避位置）に配置されている。そのため、第１排出ローラー対２７によって搬送されてきた用紙Ｐは排出ローラー２９ａと排出コロ２９ｂの隙間を通って排出トレイ５０に突出する。

用紙Ｐの後端が第１排出ローラー対２７を通過したタイミングで、ローラーホルダー３１を下方に揺動させて排出ローラー２９ａを排出コロ２９ｂに当接した位置（当接位置）に配置する。その後、叩き部材３３を駆動して用紙Ｐを処理トレイ３０に沿わせる。この状態で排出ローラー２９ａを逆回転（図３の反時計回り方向）させることで、用紙Ｐが処理トレイ３０に沿って引き込まれ、突き当て部３０ａにより後端が整合される。突き当て部３０ａは、用紙幅方向全域に亘って連続的に形成されているのではなく、部分的に切り欠きが形成されている。このとき、用紙Ｐの上部は第２排出ローラー対２９にニップされた状態であり、用紙Ｐの先端は第２排出ローラー対２９から排出トレイ５０上に突出している。用紙Ｐを処理トレイ３０に沿って引き込むときは、用紙Ｐを必要以上に引き込むことのないように、ローラーホルダー３１の自重だけで排出ローラー２９ａを排出コロ２９ｂに圧接させた状態で用紙Ｐをニップする。

そして、１束分の用紙Ｐの受け入れが終了すると、突き当て部３０ａの切り欠き位置にステープラー４０を移動させて用紙束の後端をステープル部４０ａに挿入し、ステープル部４０ａで用紙束の綴じ処理が行われる。ステープル部４０ａで用紙束の綴じ処理を行った後、用紙束は第２排出ローラー対２９を正回転（図３の矢印方向）させることにより処理トレイ３０に沿って上方へ搬送され、排出トレイ５０上に排出される。用紙束を排出トレイ５０に排出するときは、ローラーホルダー３１の自重だけでなく、ローラーホルダー３１をバネ等の付勢部材により下方に付勢して排出ローラー２９ａを排出コロ２９ｂに圧接させる。これにより、用紙Ｐの引き込み時よりも強い力で用紙束がニップされるため、用紙束を排出トレイ５０に確実に排出することができる。

また、シフト排出が指示されている場合は、第２排出ローラー対２９を駆動して用紙束を排出トレイ５０へと排出する際に、先ずローラーホルダー３１を退避位置に移動させる。その後、側端整合カーソル６０を、用紙Ｐを受け入れた位置（基準位置）、または基準位置から排出方向と直交する方向（用紙幅方向）に所定量シフトした位置（シフト位置）に配置する。そして、ローラーホルダー３１を当接位置に移動させて用紙を排出する。これにより、用紙束は排出トレイ５０上の基準排出位置と、基準排出位置から排出方向と直交する方向（用紙幅方向）に所定量シフトしたシフト排出位置とに交互に排出され、各用紙束は排出トレイ５０（図２参照）上に排出される際に用紙幅方向に互い違いに積載されて仕分けされる。

本実施形態の用紙後処理装置２０では、第２排出ローラー対２９を構成する排出コロ２９ｂを、排出トレイ５０に用紙Ｐを排出する正方向（図２、３の反時計回り方向）にのみ回転可能としている。

この構成により、図４に示すように、第２排出ローラー対２９を用いて処理トレイ３０に用紙Ｐ２の引き込みを行う際、排出コロ２９ｂの回転を停止させた状態で排出ローラー２９ａのみを逆回転させる。その結果、引き込み力は新たに搬入される用紙Ｐ２のみに作用し、既に処理トレイ３０の突き当て部３０ａに突き当てられて整合された用紙束Ｐ１には作用しない。従って、用紙Ｐ２と共に用紙束Ｐ１が引き込まれて撓んでしまうおそれがなく、処理トレイ３０上における用紙束の整合性の低下を効果的に防止することができる。

排出コロ２９ｂを正回転のみ可能とする方法としては、例えば排出コロ２９ｂの回転軸に一方向にのみ回転可能なワンウェイギアやワンウェイクラッチ等のワンウェイ機構を組み込む方法が挙げられる。

また、排出ローラー２９ａを支持するローラーホルダー３１を揺動可能とすることにより、排出ローラー２９ａの配置を、排出コロ２９ｂから離間した位置（退避位置）と、排出コロ２９ｂに当接した位置（当接位置）とに容易に切り替えることができる。

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態においては、画像形成装置１００と用紙後処理装置２０とを直接接続した構成を例に挙げて説明したが、画像形成装置１００と用紙後処理装置２０の間に合紙を挿入するインサート装置が搭載された構成においても本発明を適用することができる。

本発明は、排出ローラー対を用いて処理トレイ上にシートを整合して積載するシート後処理装置に利用可能である。本発明の利用により、排出ローラー対により処理トレイ上へシートを引き込んでシート束を整合させる際に、シート束の整合不良を防止可能なシート後処理装置及びそれを備えた画像形成システムを提供することができる。

Claims (6)

1. 所定枚数のシートを受け入れて積載する処理トレイと、
   該処理トレイのシート搬送方向下流側に配置され、前記処理トレイ上に積載されたシートが排出される排出トレイと、
   前記処理トレイに積載されるシートの最上面に接触する排出ローラーと、前記処理トレイに積載されるシートの最下面に接触し、前記排出トレイへシートを排出する方向にのみ回転可能な排出コロと、で構成される排出ローラー対と、
   を備えたシート後処理装置において、
   前記排出ローラー対を正回転させることにより前記処理トレイから前記排出トレイへシートを排出し、前記排出コロの回転を停止させた状態で前記排出ローラーを逆回転させることにより前記処理トレイへのシートの引き込みを行うことを特徴とするシート後処理装置。
2. 前記排出ローラーを回転可能に支持する揺動可能なローラーホルダーを備えており、前記ローラーホルダーの揺動により、前記排出ローラーが、前記排出コロから離間した退避位置と、前記排出コロに当接した当接位置とに選択配置されることを特徴とする請求項１に記載のシート後処理装置。
3. 前記ローラーホルダーを下向きに付勢する付勢部材を備え、
   前記処理トレイへのシートの引き込みを行う場合は、前記ローラーホルダーの自重のみで前記排出ローラーを前記当接位置に配置し、
   前記排出トレイにシートを排出する場合は、前記ローラーホルダーの自重に加えて、前記付勢部材により前記ローラーホルダーを下方に付勢して前記排出ローラーを前記当接位置に配置することを特徴とする請求項２に記載のシート後処理装置。
4. 前記排出コロは、前記排出ローラーに従動して正回転するとともに、前記排出コロの逆回転を規制するワンウェイ機構が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のシート後処理装置。
5. 前記処理トレイは、前記処理トレイへのシートの引き込み方向に対し下流側に向かって下向きに傾斜するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載のシート後処理装置。
6. 請求項１に記載のシート後処理装置と、
   該シート後処理装置に連結され、シートに画像を形成するとともに画像が形成されたシートを前記シート後処理装置に搬送する画像形成装置と、
   を備えた画像形成システム。

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