JP6410397B2 - シート集積装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機やイメージスキャナなどの画像形成装置によって画像が形成されたシートを順次集積するシート集積装置に関する。

従来、画像形成装置などにおいて処理が終了したシートは、シート集積装置によって所定のシート種類ごと又は所定の枚数ごとに集積トレイに積載される。前記シート集積装置としては、画像形成装置から順次排出されてくるシートの先端をグリッパ部材等によって把持しながら集積トレイ上に案内して収容する構造のものが知られている（特許文献１）。

前記グリッパ部材を用いたシート集積装置では、画像形成装置から排出されてくるシートを入口側のローラ対で受け入れた後、そのシートの先端をグリッパ部材で把持しながら集積トレイ上の端部に向けて引き出すようにして案内し、所定位置に待機しているストッパ部材に当接させる。このストッパ部材に当接されたシートは、グリッパ部材の把持から解放されてそのまま集積トレイ上に積載される。このようにして、所定枚数のシートが集積トレイに積載されたことがセンサによって検出されると、この集積トレイを所定量下降させ、新たな集積スペースを確保するようになっている。

特開２００６−１２４０５１号公報

上記グリッパ部材を備えたシート集積装置にあっては、シートの先端を把持したグリッパ部材がストッパ部材を通過してシートを解放する際、先にこのシートの後端が集積トレイに積載されているシートの最上位面に接触し、その後にシートの先端が前記最上位面のシート上に落下して収容されることになる。このため、前記グリッパ部材によって案内されてくるシートの後端が集積トレイの後端基準位置に達しない状態で積載される場合がある。一方、前記シートの先端は集積トレイの先端規制部によって規制されるため、シートの先端側が大きく湾曲したままの状態で順次集積トレイ上に積載されるおそれがあった。

上記特許文献１に開示されているシート集積装置にあっては、集積されるシートが標準的な厚みを有し、比較的コシの強いものであれば、集積トレイへの収容時に湾曲した状態となっていても順次積載されていく過程で自然に平坦状態に解消されていく。しかしながら、コシの弱い薄いシートの場合にあっては、収容時に湾曲したままの状態であると、その状態が解消されずに集積トレイに収容され、さらにその上に次のシートが積載されることになる。このため、集積トレイに積載されたシートにしわや折り目などが生じ、整列性を損なうといった問題がある。

そこで、本発明は、シートの種類に応じた移動軌道に沿って集積トレイへ案内することで、複数のシートを整列性よく積載することのできるシート集積装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のシート集積装置は、シートを集積する集積トレイを有する集積手段と、この集積手段に向けてシートを排出する排出手段と、この排出手段によって排出されるシートの先端を把持する把持手段と、この把持手段を前記集積トレイに向けて移動させる移動手段と、この移動手段により移動する前記把持手段で把持されたシートの先端が当接し、該把持手段からシートを解放させる当接手段とを備えたシート集積装置において、前記移動手段は、前記把持手段の移動軌道を上下に変更させ、シートの種類や紙質に応じてシートの先端が前記当接手段に当接する当接位置を可変する。

本発明のシート集積装置によれば、集積トレイに向けたシートの移動軌道をシートの厚み等に応じて上下に変更することができるので、前記集積トレイに積載させる際のシートの先端と後端の着地位置を均等にすることができる。これによって、コシの弱い薄いシートであっても、位置ずれすることなく、集積トレイへ整列性よく積載することができる。

本発明に係るシート集積装置を備えた画像形成処理システムの構成図である。 シート集積装置の内部構成を示す断面図である。 シート集積装置の内部構成を示す平面図である。 平行軌道モードによってシートが搬送される状態（ａ）及び傾斜軌道モードによってシートが搬送される状態（ｂ）を示す断面図である。 シート集積装置のブロック図である。 シート集積装置の初期動作のフロー図である。 シート集積装置のテンションローラの動作を示すフロー図である。 第１のテンション補助機構（ａ）及び第２のテンション補助機構（ｂ）を備えたシート集積装置の要部断面図である。

以下、本発明に係るシート集積装置の実施形態を詳細に説明する。図１は大量のシート処理に対応した画像形成処理システム１０の構成例を示したものである。この画像形成処理システム１０は、画像形成装置１１を中心にシート供給装置１２と本発明のシート集積装置１３とを組み合わせた構成となっている。前記画像形成装置１１は、プラテンガラス１４及びＡＤＦ１５からなる読取手段１６、画像形成手段１７及び内蔵カセット１８からシートを給紙して搬送する搬送手段１９を備えている。また、前記シート供給装置１２は、前記画像形成装置１１に対して外部から大量のシートを連続して供給するためのものである。このシート供給装置１２は、大容量のシートを積載可能な給紙トレイ２１を備え、この給紙トレイ２１の供給路２２を画像形成装置１１の搬送手段１９に繋げることによって、画像形成処理が行われる。

前記シート集積装置１３は、前記画像形成装置１１によって画像形成されたシートを整合させた状態で一括して集積トレイ２３に積載する。このシート集積装置１３は、図２に示したように、シートＰを積載するための集積トレイ２３を有する集積手段３１と、この集積手段３１に向けてシートＰを排出する排出手段（排出ローラ対）３２と、前記シートＰの先端（シート先端）Ｐａを把持する把持手段（グリッパ）３３と、このグリッパ３３を前記集積トレイ２３上に移動させる移動手段３４と、前記グリッパ３３によって把持されたシートＰの先端Ｐａを当接させることで、このシートＰの先端Ｐａを解放する当接手段（ストッパ）３５とを備えている。また、前記移動手段３４には、集積されるシートＰの種類や厚み等の紙質に応じて、前記グリッパ３３の移動軌道を上下に変更させるための軌道変更手段３６を備えている。

前記集積手段３１に備わる集積トレイ２３は、昇降機構２４に取り付けられ、シートＰの積載量に応じて上下移動する。前記昇降機構２４は、シート集積装置１３の内壁面２５に設けられたスライド溝（図示せず）に係合し、昇降駆動モータＭ３によって上下動する。前記内壁面２５は、集積トレイ２３に順次積載されるシートＰの後端Ｐｂを整合させるための規制面となっている。また、積載されたシートＰが集積トレイ２３の所定の高さに達すると、上方に新たな積載スペースを確保するために、前記昇降機構２４を所定量下降するように制御される。

前記排出ローラ対３２は、一方が駆動ローラ、他方が駆動ローラによって構成されており、前記排紙路２６側に備わる排紙ローラ対２７と連動して、集積トレイ２３に向けてシートＰを送り出す。

図２に示したように、前記排出ローラ対３２によって排出されてくるシートＰの先端Ｐａは、移動手段３４によって周回するグリッパ３３で把持され、集積トレイ２３上に案内される。そして、前記シートＰの先端Ｐａがストッパ３５に当接することで、グリッパ３３からの把持が解放されると共に、シートＰの後端Ｐｂも前記排出ローラ対３２のニップ状態から解放される。これによって、シートＰが完全に解放状態（フリー）となり、そのまま集積トレイ２３に着地して積載される。

図２及び図３に示したように、前記移動手段３４は、集積トレイ２３上を横断する位置に対向配置されている一対のベルトローラ３７と、この一対のベルトローラ３７に架け渡されているループ状のタイミングベルト３８とによって構成されている。図３に示したように、前記一対のベルトローラ３７は、シートＰの排出方向と直交する方向に沿って３基平行配置され、それぞれのベルトローラ３７に対してタイミングベルト３８が架け渡されている。前記ベルトローラ３７は、一方が駆動ローラ、他方が従動ローラによって構成され、前記タイミングベルト３８がシートＰの排出方向に向かう方向に回転する。このベルトローラ３７は、排出ローラ対３２の駆動と連動して駆動される。

前記グリッパ３３は、前記各タイミングベルト３８の全長を等分する位置に対してそれぞれ設けられ、双方のグリッパ３３が集積トレイ２３の上方を交互に通過するように周回している。この周回は前記排出ローラ対３２の下流側に配置されている入口センサＳ１を通過したシートＰを検出することによって開始される。このとき、前記グリッパ３３はシートＰの先端Ｐａを把持する位置に待機される。この動作を連続して行うことで、シートＰを順次集積トレイ２３に積載することができる。

前記ストッパ３５は、プレート４７に設けられている第３シャフト４６によって一端が回転可能に支持され、他端が集積トレイ２３に向けて突出する当接面となっている。この当接面は、タイミングベルト３８の移動方向と直交するように配置され、シートＰの先端Ｐａを規制するものである。このストッパ３５に前記グリッパ３３で把持されたシートＰの先端Ｐａが突き当たることでシートＰは停止するが、グリッパ３３はそのままタイミングベルト３８に沿って周回する。前記シートＰが停止した際の衝撃によって、グリッパ３３によるシートＰの把持が解放され、そのまま集積トレイ２３に積載される。

前記軌道変更手段３６は、前記タイミングベルト３８の周回運動に沿って移動するグリッパ３３の移動軌道を変更させるためのものであり、前記タイミングベルト３８の内側面に当接するテンション部材（テンションローラ）４１を備えている。このテンションローラ４１は、前記ストッパ３５の下流側に設けられており、このストッパ３５に対するシートＰの当接位置を変更させることができる。

前記テンションローラ４１は、前記タイミングベルト３８の内側から外側に所定の付勢力を掛けることで、外側に張りを持たせ、これによってタイミングベルト３８の周回軌道を変更するものである。このテンションローラ４１は、図３に示したように、前記それぞれのベルトローラ３７の下流側のベルトローラと、前記ストッパ３５との間に設けられ、３基のテンションローラ４１を回転自在に支持する第１シャフト４２と、この第１シャフト４２に一端が連結される可動アーム４３と、この可動アーム４３の他端を搖動可能に支持する第２シャフト４４と、この第２シャフト４４の回転を規制するギア群４５と、このギア群４５を介して回転力を前記第２シャフトに付与するテンションモータＭ４とを備えている。

前記テンションモータＭ４は、第２シャフト４４を正転駆動又は逆転駆動させることで、可動アーム４３を介して取り付けられた第１シャフト４２及びテンションローラ４１を上下に搖動させることができる。これによって、図４（ａ）に示すように、前記テンションローラ４１が付勢されておらず、一対のベルトローラ３７による２点間の平行駆動による平行軌道モードＡと、図４（ｂ）に示すように、前記テンションローラ４１の付勢点を加えた３点間の三角駆動による傾斜軌道モードＢとのいずれかを選択することができる。前記平行軌道モードＡは、コピー用紙などの一定の厚みとコシを有した普通紙や写真用紙などのシート類に適しており、傾斜軌道モードＢは、前記普通紙よりも薄く比較的コシの弱いシート類に適している。

次に、上記構成からなるシート集積装置１３の制御を図５乃至図７に基づいて説明する。図５はシート集積装置１３を制御するための制御ブロックを示したものである。ＣＰＵやメモリ等からなる制御部を中心として、画像形成装置１１との間で情報をやり取りするインターフェイス部と、複数のセンサからなる入力部と、複数のモータからなる出力部とを備えている。前記インターフェイス部は、画像形成装置１１との間でシートの種類やサイズ等の情報が伝達される。入力部は、画像形成装置１１からのシートの排出を検出する入口センサＳ１と、テンションローラ４１の初期位置を検出するホームポジション（ＨＰ）センサＳ２とを備えている。また、出力部は、排出ローラ対３２を駆動するローラ駆動モータＭ１、タイミングベルト３８を駆動するベルト駆動モータＭ２、集積トレイ２３を昇降させる昇降駆動モータＭ３及びテンションローラ４１を駆動するテンションモータＭ４を備えている。

図６は、シート集積装置１３を起動した際の初期動作のフローを示したものである。このフローでは、最初にＨＰセンサＳ２の状態を検出し、このＨＰセンサＳ２がＯＮであれば、テンションモータＭ４を駆動させてテンションローラ４１に所定の付勢力を与える。この状態から前記ＨＰセンサＳ２がＯＦＦになると、テンションモータＭ４の駆動が停止したロック状態となる。この初期動作設定では、図４（ａ）に示したように、シートＰの先端Ｐａを排出ローラ対３２のニップ位置から僅かに下降させた状態にするため、前記排出ローラ対３２のニップ位置からシート１枚分程度僅かに下がった第１当接位置Ｐ１でストッパ３５に当接させるようにテンションローラ４１が下向きに付勢される。そして、前記取得したシート情報に基づき、集積されるシートＰが所定の厚み及びコシを有した普通紙である場合、前記初期設定された状態での平行軌道モードＡに沿ってストッパ３５に当接させる。これによって、シートＰの後端Ｐｂが先に集積トレイ２３に着地するが、シートＰにコシがあるため、先端Ｐａが大きく湾曲したり、撓んだりしないので、シートＰが略平面状態を維持した状態で集積トレイ２３に着地させることができる。

前記初期動作においては、ＨＰセンサＳ２がＯＦＦ状態でなければ、テンションローラ４１によって傾斜軌道モードＢが形成されていると判断してテンションモータＭ４を逆回転駆動する。そして、前記ＨＰセンサＳ２がＯＮ状態となった時点でテンションモータＭ４を停止する。これによって、テンションローラ４１が図４（ａ）に示したようなホームポジション（ＨＰ）に位置付けられる。このように、シート集積装置１３に向けてシートの排出動作が実行される際には、確実にテンションローラ４１がＨＰに位置付けられるので、シートＰの集積動作に迅速に対応させることができる。

図７は、テンションローラ４１の動作フローを示したものである。ここでは、画像形成装置１１から取得したシート情報に基づいて制御が行われる。このシート情報によって、集積されるシートＰが薄紙であると認識された場合は、テンションモータＭ４を駆動させる。そして、図４（ｂ）に示したように、タイミングベルト３８に対するテンションローラ４１の付勢力が所定量に達するまで駆動し、所定量に達した時点でテンションモータＭ４を停止させてその付勢力を保持する。なお、前記シート情報が薄紙でないと認識された場合は、テンションモータＭ４は駆動されず、テンションローラ４１には付勢力が付与されない。

前記テンションモータＭ４が駆動することによって、タイミングベルト３８は前記傾斜軌道モードＢに沿って周回する。この傾斜軌道モードＢに変更されたことで、前記ストッパ３５に向かうグリッパ３３の移動軌道が下方側に傾斜し、ストッパ３５に対するシートＰの当接位置を前記第１当接位置Ｐ１からシート集積トレイ２３に積載されている最上位のシート面に近い第２当接位置Ｐ２に設定することができる。これによって、シートＰの先端Ｐａと、先に排出ローラ対３２のニップから解除される後端Ｐｂとの落差を解消することができるので、シートＰの撓みが少ない状態で着地させ、且つ、シートＰの先端Ｐａと後端Ｐｂとが整合した状態で集積トレイ２３に順次積載させることが可能となる。

前記軌道変更手段３６には、図３に示したように、テンションローラ４１のホームポジション（ＨＰ）を検出するＨＰ検出手段がタイミングベルト３８の軌道内に配置されているプレート４７に設けられている。このＨＰ検出手段は、例えば、第２シャフト４４の回転軌道上に配置されるフォトインタラプタからなるＨＰセンサＳ２と、前記第２シャフト４４に取り付けられるフラグＦＧとによって構成することができる。

本発明のシート集積装置１３では、集積トレイ２３に案内するシートＰの軌道を可変可能とするためにテンションローラ４１を採用したが、このテンションローラ４１を駆動させることによって、タイミングベルト３８に掛かるテンションが一定せず、シートの搬送や耐久性に問題をきたす場合がある。これを改善するための構成例を図８に示す。

図８（ａ）は、第１のテンション補助機構５１を示したものである。このテンション補助機構５１は、テンションローラ４１の付勢方向をタイミングベルト３８の下側と上側とで交互に切り替え可能としたものである。この機構によれば、図４（ｂ）に示したように、集積トレイ２３上に案内されるシートを傾斜軌道モードＢに沿って搬送する場合は、前記テンションローラ４１を下向きに付勢する。また、図４（ａ）に示したように、シート集積装置１３の初期起動時や平行軌道モードＡに沿ってシートを搬送する場合には、図８（ａ）に示すように、前記テンションローラ４１を上向きに付勢する。これによって、前記平行軌道モードＡ及び傾斜軌道モードＢのいずれを選択した場合であっても、タイミングベルト３８の掛かるテンションを一定にすることができる。

図８（ｂ）は、第２のテンション補助機構５２を示したものである。このテンション補助機構５２は、ベルトローラ３７のいずれか一方を搖動可能に軸支持するように構成したものである。例えば、前記ベルトローラ３７に設ける軸孔５４を長孔状に形成し、ベルトローラ３７を回転支持するローラシャフト５３と前記軸孔５４の一端との間にバネなどの緩衝部材５５を配置する。これによって、前記テンションローラ４１による付勢力がタイミングベルト３８に掛かった場合であっても、前記緩衝部材５５によって、前記付勢力を吸収することができるので、図４（ａ），（ｂ）に示したような平行軌道モードＡ及び傾斜軌道モードＢのいずれの場合であっても、タイミングベルト３８に掛かるテンションを一定に保持することが可能となる。

本発明のシート集積装置１３では、集積トレイ２３上に案内されたシートＰを順次その自重で着地させる際の整合性を改善するため、前記テンションローラ４１によってシートＰの移動軌道を変更させ、特にシートＰの先端Ｐａからの着地幅を短くするようにした。一方、集積トレイ２３側では、前述したように、シートＰが一定量集積したならば下降し、新たなシートの集積スペースを確保するように制御される。しかしながら、前記集積トレイ２３の昇降制御が多くなると、その分、制御が複雑になると共に、消費電力の低減効果が図れないこととなる。

このような問題を改善する手段として、上記実施形態における構成に以下の制御方法を適用することができる。例えば、初期状態において、シートＰのストッパ３５に対する当接位置を集積トレイ２３に積載されている最上位のシートＰの表面から極力短い距離に設定する。そして、この状態からテンションローラ４１を所定量上昇させる。このテンションローラ４１の上昇によって、グリッパ３３の軌道が変更されてストッパ３５に対するシートＰの当接位置がテンションローラ４１の上昇分だけ上方に移動する。これによって、所定枚数分の収納スペースを確保することができる。

上記動作をテンションローラ４１による付勢力が及ばない初期位置（平行軌道モードＡ）に到達するまで複数回繰り返す。そして、テンションローラ４１が前記初期位置に到達すると、集積トレイ２３を下降させ、集積されたシートの上面位置を最初のシート集積装置１３の起動時の状態に戻す。このように、前記テンションローラ４１と集積トレイ２３との連係による動作をシートの排出量や積載量に応じて繰り返すことによって、シートの集積効率の向上と低消費電力化を同時に図ることができる。

Ａ 平行軌道モード
Ｂ 傾斜軌道モード
Ｐ シート
Ｐａ 先端
Ｐｂ 後端
Ｐ１ 第１当接位置
Ｐ２ 第２当接位置
Ｍ１ ローラ駆動モータ
Ｍ２ ベルト駆動モータ
Ｍ３ 昇降駆動モータ
Ｍ４ テンションモータ
Ｓ１ 入口センサ
Ｓ２ ホームポジションセンサ
１０ 画像形成処理システム
１１ 画像形成装置
１２ シート供給装置
１３ シート集積装置
１４ プラテンガラス
１５ ＡＤＦ
１６ 読取手段
１７ 画像形成手段
１８ 内蔵カセット
１９ 搬送手段
２１ 給紙トレイ
２２ 供給路
２３ 集積トレイ
２４ 昇降機構
２５ 内壁面
２６ 排紙路
２７ 排紙ローラ対
３１ 集積手段
３２ 排出ローラ対（排出手段）
３３ グリッパ（把持手段）
３４ 移動手段
３５ ストッパ（当接手段）
３６ 軌道変更手段
３７ ベルトローラ
３８ タイミングベルト
４１ テンションローラ
４２ 第１シャフト
４３ 可動アーム
４４ 第２シャフト
４５ ギア群
４６ 第３シャフト
４７ 取付プレート
５１ 第１のテンション補助機構
５２ 第２のテンション補助機構
５３ ローラシャフト
５４ 軸孔
５５ 緩衝部材

Claims (7)

1. シートを集積する集積トレイを有する集積手段と、この集積手段に向けてシートを排出する排出手段と、この排出手段によって排出されるシートの先端を把持する把持手段と、この把持手段を前記集積トレイに向けて移動させる移動手段と、この移動手段により移動する前記把持手段で把持されたシートの先端が当接し、該把持手段からシートを解放させる当接手段とを備えたシート集積装置において、
   前記移動手段は、前記把持手段の移動軌道を上下に変更させ、シートの種類や紙質に応じてシートの先端が前記当接手段に当接する当接位置を可変することを特徴とするシート集積装置。
2. 前記移動手段は、前記把持手段の移動軌道を上下に変更させる軌道変更手段を有し、この軌道変更手段にて前記当接位置を可変する請求項１に記載のシート集積装置。
3. 前記軌道変更手段は、前記当接手段におけるシートの当接位置が第１当接位置に設定される軌道モードＡと、
   前記第１当接位置よりも低い第２当接位置に設定させる軌道モードＢとに切り替え可能とした請求項２に記載のシート集積装置。
4. 前記軌道変更手段は、前記シートの厚みが所定厚みより厚い場合は前記軌道モードＡが選択され、所定の厚みより薄い場合は前記軌道モードＢが選択される請求項３に記載のシート集積装置。
5. 前記移動手段は、前記集積トレイを隔てて対向する一対のベルトローラと、この一対のベルトローラ間で前記把持手段を周回移動させるタイミングベルトとを備え、
   前記軌道変更手段は、前記タイミングベルトの内側面に当接し、該タイミングベルトを所定の押圧力によって外側に張り出させることで、前記把持手段の軌道を前記軌道モードＡから軌道モードＢに変更させるテンション部材を備える請求項３に記載のシート集積装置。
6. 前記軌道変更手段は、前記軌道モードＡと、軌道モードＢとで前記タイミングベルトに掛かるテンションを調整するテンション補助機構を備える請求項５に記載のシート集積装置。
7. 前記集積トレイに積載されるシートの積載量に応じて、前記把持手段の移動軌道を変更する請求項１に記載のシート集積装置。

Images