JP6875210B2 - シート後処理装置 - Google Patents
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Description
他方、排紙トレイの下方に障害物がある場合には、障害物に対する挟み込みを防止することが要求される。
図1は、実施形態に係るシート後処理装置1を示す斜視図である。図1においては、シート後処理装置1の外形を二点鎖線で示す。
図1に示すように、シート後処理装置1は、排紙トレイ2と、ガイド機構3と、駆動モータ4と、動力伝達部5と、負荷軽減機構6と、を備える。
排紙トレイ2は、排出されたシートを積載可能である。例えば、排紙トレイ2には、不図示の搬送ベルトによって、ステープル処理またはソート処理が行われたシート(シート束)が排出される。排紙トレイ2は、駆動モータ4の回転力を利用して昇降される。排紙トレイ2は、排出されるシートを受け止める。排紙トレイ2は、シートの排出方向V1及び鉛直方向V2と直交するシート幅方向V3に長手を有する矩形板状をなす。
ガイド機構3は、排紙トレイ2を上下に案内可能である。ガイド機構3は、ガイドプレート3aと、ガイドレール3bと、を備える。
駆動モータ4は、排紙トレイ2を昇降させる。駆動モータ4は、回転角度、回転速度の制御が可能なモータである。例えば、駆動モータ4は、DCモータである。シート後処理装置1は、駆動モータ4の回転を制御する不図示の制御部を備える。例えば、駆動モータ4には、不図示の制御部によって駆動制御される駆動回路が設けられている。
動力伝達部5は、駆動モータ4から排紙トレイ2まで動力を伝達可能である。
図2は、実施形態に係る動力伝達部5の構成を示す斜視図である。図3は、実施形態に係る動力伝達部5の構成を示す平面図である。図2においては、駆動モータ4を併せて示す。
図2に示すように、動力伝達部5は、第1動力伝達部10、第2動力伝達部20及び動力伝達遮断機構30を備える。
第1動力伝達部10は、駆動モータ4から動力伝達遮断機構30まで動力を伝達する。第1動力伝達部10は、モータプーリ11、モータ駆動ベルト12、ウオームギアプーリ13、ウオームギア14、ウオームホイール15、ウオームホイールシャフト16及び歯車17を備える。図2において、符号C1は駆動モータ4の回転軸の軸線、符号C2はウオームギア14の軸部の軸線、符号C3はウオームホイールシャフト16の軸線をそれぞれ示す。
第2動力伝達部20は、動力伝達遮断機構30から排紙トレイ2(図1参照)まで動力を伝達する。図1に示すように、第2動力伝達部20は、主軸歯車21、トレイ駆動シャフト22、タイミングプーリ23、タイミングベルト24及びタイミングアイドラ25を備える。図2において、符号C4はトレイ駆動シャフト22の軸線を示す。
図2に示すように、動力伝達遮断機構30は、第1動力伝達部10と第2動力伝達部20との間に配置されている。動力伝達遮断機構30は、排紙トレイ2(図1参照)に上向きの外力が加わったときに、駆動モータ4から排紙トレイ2までの動力伝達を遮断する。
図2に示すように、駆動モータ4の回転動力は、モータプーリ11、モータ駆動ベルト12及びウオームギアプーリ13を介してウオームギア14に伝達される。ウオームギア14の動力は、ウオームホイール15に伝達される。ウオームホイール15は、ウオームギア14の回転に連動して回転する。歯車17は、ウオームホールと一体的に回転する。
負荷軽減機構6は、シートの積載により排紙トレイ2に生じる負荷とは逆方向の逆負荷を排紙トレイ2に与える。排紙トレイ2には、シート束の重量などの鉛直方向下向きの負荷が作用する。排紙トレイ2に生じる負荷は、排紙トレイ2に対し下方に作用する負荷である。逆負荷は、排紙トレイ2に対し上方に作用する負荷である。
ワイヤ41の一端(上端)は、ワイヤプーリ40に取り付けられている。図1に示すように、ワイヤ41の他端(下端)は、定荷重バネ43に取り付けられている。排紙トレイ2が下方へ移動すると、ワイヤ41はワイヤプーリ40に巻き取られる。
図1に示すように、駆動モータ4は、排紙トレイ2上のシート(一番上のシート)の位置が所定の高さになるように、排紙トレイ2を昇降させる。以下、排紙トレイ2上のシート(一番上のシート)の位置を「シート位置」ともいう。シート後処理装置1には、シート位置を検知する不図示のシート位置検知センサが設けられている。駆動モータ4は、シート位置検知センサの検知結果に基づいて、シート位置が所定の高さになるように排紙トレイ2を昇降させる。
図4及び図5は、実施形態に係る排紙トレイ2に生じる負荷と、排紙トレイ2の位置との関係を示す図である。図4は、排紙トレイ2に小量のシートが積載された低負荷状態を示す。図5は、排紙トレイ2に大量のシートが積載された高負荷状態を示す。排紙トレイ2に生じる負荷は、排紙トレイ2に積載されるシート束の総重量である。以下、排紙トレイ2に生じる負荷を「トレイ負荷」、排紙トレイ2の上下位置を「トレイ位置」ともいう。
図6及び図7は、実施形態に係る負荷軽減機構6の効果を説明する図である。
図6において、横軸はトレイ負荷(トレイ位置)、縦軸は排紙トレイ2の昇降速度(以下「トレイ速度」ともいう。)を示す。図7において、横軸はトレイ負荷(トレイ位置)、縦軸は消費電力を示す。図6及び図7において、実線L1は負荷軽減機構6を有する場合(実施形態)、破線LXは負荷軽減機構6を有しない場合(以下「比較例」ともいう。)をそれぞれ示す。図6のトレイ速度は、排紙トレイ2の昇降運動を想定した平均値である。
具体的に、図7に示すように、比較例の場合(破線LX参照)、消費電力はトレイ負荷が高くなるほど大きくなる。
図6及び図7において、折り返し点P1はトレイ負荷と逆負荷とがつり合う点である。
まず、実施形態の第1変形例について図8から図12を参照して説明する。
図8は、実施形態の第1変形例に係る負荷軽減機構6Aの構成を示す斜視図である。
図8に示すように、負荷軽減機構6Aは、逆負荷非伝達状態と逆負荷伝達状態とを切り替え可能な切替機構50を更に備えていてもよい。ここで、逆負荷非伝達状態は、排紙トレイ2に逆負荷が伝達されない状態である。逆負荷伝達状態は、排紙トレイ2に逆負荷が伝達される状態である。
第1ワイヤ41aの一端(上端)は、ワイヤプーリ40に取り付けられている。第1ワイヤ41aの他端(下端)は、切替機構50に取り付けられている。
第2ワイヤ41bの一端(上端)は、切替機構50に取り付けられている。第2ワイヤ41bの他端(下端)は、定荷重バネ43に取り付けられている。
図9(a)に示すように、切替機構50は、切替バー51、切替ストッパ52及び切替ベース53を備える。
図9(b)及び図9(c)は、実施形態の第1変形例に係る切替機構50の動作を説明する図である。
以下、排紙トレイ2(図1参照)が上方に位置し且つ排紙トレイ2にシート束が積載されていない状態を「トレイ負荷がない状態」ともいう。トレイ負荷がない状態では、図9(a)に示すように、切替ストッパ52は、切替ベース53の内側下面に接触している。加えて、トレイ負荷がない状態では、切替バー51の大部分は、切替ベース53の内側空間53aに収容された状態である。
図10から図12は、実施形態の第1変形例に係る負荷軽減機構6Aの効果を説明する図である。
図10及び図12において、横軸はトレイ負荷(トレイ位置)、縦軸はトレイ速度を示す。図11において、横軸はトレイ負荷(トレイ位置)、縦軸は消費電力を示す。図10から図12において、実線L2は負荷軽減機構6Aを有する場合(第1変形例)を示す。一方、一点鎖線L1は切替機構50を有しない場合、さらに破線LXは負荷軽減機構6Aを有しない場合(比較例)をそれぞれ示す。図10及び図12のトレイ速度は、排紙トレイ2の昇降運動を想定した平均値である。
図10中の点P11(第1の折り返し点)は、切替ストッパ52が切替ベース53の内側上面に接触した状態(図9(b)参照)に相当する。
図10中の点P12(第2の折り返し点)は、切替ストッパ52とともに切替ベース53が上方へ移動する状態(図9(c)参照)に相当する。すなわち、図10中の点P12は、定荷重バネ43による逆負荷が排紙トレイ2に伝わっている状態である。
図10中の点Pbは、点P12よりも高いトレイ負荷側の点である。
図11に示すように、第1変形例の場合(実線L2参照)、消費電力は出発点Paからトレイ負荷が高くなるほど大きくなった後、第1の折り返し点P11を経て、トレイ負荷が高くなるほど小さくなる。さらに、消費電力は、第2の折り返し点P12を経て、トレイ負荷が高くなるほど大きくなる。
図10及び図11において、第2の折り返し点P12は、トレイ負荷と逆負荷とがつり合う点である。
例えば、図12の拡大されたトレイ動作範囲を設定することで、図10の例よりも広い範囲において、トレイ速度を目標速度以上に維持することができる。
図13(a)は、実施形態の第2変形例に係る切替機構50Aの構成を示す正面図である。
図13(a)に示すように、切替機構50Aは、2つの切替ベース53,55を備えた二段式切替機構である。
第2切替ベース55の下端部には、上下に開口する下貫通孔55iが形成されている。下貫通孔55iは、第2ワイヤ接続部54を収容可能であり、第2ワイヤ接続部54の上下動(進退移動)を許容する大きさを有する。
第2切替ベース55の下端部には、第3ワイヤ41cの上端が取り付けられる第3ワイヤ接続部56が設けられている。
図13(b)及び図13(c)は、実施形態の第2変形例に係る切替機構50Aの動作を説明する図である。
トレイ負荷がない状態では、図13(a)に示すように、切替ストッパ52は、切替ベース53の内側下面に接触している。加えて、トレイ負荷がない状態では、切替バー51は、切替ベース53の内側空間53aに収容された状態である。
図14は、実施形態の第2変形例に係る負荷軽減機構の効果を説明する図である。
図14において、横軸はトレイ負荷(トレイ位置)、縦軸はトレイ速度を示す。図14において、実線L3は第2変形例の負荷軽減機構(二段式切替機構50)を有する場合(第2変形例)を示す。一方、破線LXは負荷軽減機構を有しない場合(比較例)、一点鎖線L1は切替機構50を有しない場合、二点鎖線は一点鎖線L1の逆負荷を高くした場合をそれぞれ示す。図14のトレイ速度は、排紙トレイ2の昇降運動を想定した平均値である。
図14中の点P21(第1の折り返し点)は、切替ストッパ52が切替ベース53の内側上面に接触した状態(図13(b)参照)に相当する。
図14中の点P22(第2の折り返し点)は、切替ストッパ52とともに切替ベース53が上方へ移動する状態に相当する。すなわち、図14中の点P22は、第1定荷重バネによる逆負荷が排紙トレイ2に伝わっている状態である。点P22は、第1定荷重バネによる逆負荷とトレイ負荷とがつり合っている状態である。
図14中の点P23(第3の折り返し点)は、切替ベース53が第2切替ベース55の内側上面に接触した状態(図13(c)参照)に相当する。例えば、図14中の点P23が図12の実線L2と一点鎖線L1との交点となるように、第2切替ベース55の内側空間53aにおける切替ベース53の動作範囲を設定する。
図14中の点P24(第4の折り返し点)は、切替ベース53とともに第2切替ベース55が上方へ移動する状態に相当する。すなわち、図14中の点P24は、第1定荷重バネ及び第2定荷重バネの合成逆負荷が排紙トレイ2に伝わっている状態である。点P24は、合成逆負荷とトレイ負荷とがつり合っている状態である。
図15は、実施形態の第3変形例に係る負荷軽減機構6Cの構成を示す斜視図である。
図15に示すように、負荷軽減機構6Cは、定荷重バネに替えて線形バネ62を備えていてもよい。負荷軽減機構6Cは、排紙トレイ2(図1参照)に生じる負荷の大きさに応じて、排紙トレイ2に与える逆負荷の大きさを変化させてもよい。すなわち、負荷軽減機構6Cは、排紙トレイ2の位置に応じて、排紙トレイ2に与える逆負荷の大きさを変化させてもよい。
減速機ボックス60は、不図示の歯車、歯車列及びワイヤプーリを備える。
歯車は、ウオームホイールシャフト16(図2参照)に取り付けられている。
歯車列は、歯車に噛み合う。
ワイヤプーリは、歯車列の最終段と同軸上に接続されている。
ワイヤ41の上端は、ワイヤプーリに取り付けられている。ワイヤ41はワイヤプーリに巻き取られる。ワイヤ41の下端は、線形バネ62の上端に取り付けられている。
図16及び図17は、実施形態の第3変形例に係る負荷軽減機構6Cの効果を説明する図である。図16において、横軸はトレイ負荷(トレイ位置)、縦軸はトレイ速度を示す。図17において、横軸はトレイ負荷(トレイ位置)、縦軸は消費電力を示す。図16及び図17において、実線L4は負荷軽減機構6Cを有する場合(第3変形例)を示す。一方、破線LXは負荷軽減機構6Cを有しない場合(比較例)を示す。図16のトレイ速度は、排紙トレイ2の昇降運動を想定した平均値である。
図17に示すように、第3変形例の場合(実線L4参照)、消費電力はトレイ負荷の高低に関わらず一定となる。
なお、上述の実施形態では、シート後処理装置1が動力伝達遮断機構30を備えている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、シート後処理装置1は、動力伝達遮断機構30を備えていなくてもよい。
外力検知センサは、排紙トレイ2(図1参照)に加わる外力を検知する。
電磁クラッチは、外力検知センサの検知結果に基づいて、外力が閾値を超えたときに排紙トレイ2の下向きへの移動を制限する。
本変形例によれば、排紙トレイ2に加わる外力が閾値を超えたときに、電磁クラッチによって排紙トレイ2の移動方向が上向きに制限される。したがって、排紙トレイ2の下方の障害物に対する挟み込みをより一層効果的に防止することができる。
本変形例によれば、排紙トレイ2の上下位置に対応して、排紙トレイ2に対する逆負荷の伝達と非伝達とが切り替えられるため、トレイ位置が低いときのトレイ負荷による駆動モータ4のアシスト力を効率良く活用することができる。加えて、トレイ位置が高いときは逆負荷のアシストを利用することができる。したがって、消費電力を抑えることができる。
本変形例によれば、排紙トレイ2の上昇時と下降時とに対応して、排紙トレイ2に対する逆負荷の伝達と非伝達とが切り替えられるため、排紙トレイ2の下降時のトレイ負荷による駆動モータ4のアシスト力を効率良く活用することができる。加えて、排紙トレイ2の上昇時は逆負荷のアシストを利用することができる。したがって、消費電力を抑えることができる。
Claims (12)
- シートを積載可能な排紙トレイと、
前記排紙トレイを昇降させる駆動モータと、
前記駆動モータから前記排紙トレイまで動力を伝達可能な動力伝達部と、
前記シートの積載により前記排紙トレイに生じる負荷とは逆方向の逆負荷を前記排紙トレイに与える負荷軽減機構と、を備え、
前記動力伝達部は、第1動力伝達部と、前記第1動力伝達部よりも低い減速比を有する第2動力伝達部と、を備え、
前記負荷軽減機構は、前記第1動力伝達部に接続されている
シート後処理装置。 - 前記排紙トレイに上向きの外力が加わったときに、前記駆動モータから前記排紙トレイまでの動力伝達を遮断する動力伝達遮断機構を更に備える
請求項1に記載のシート後処理装置。 - 前記動力伝達遮断機構は、前記排紙トレイに上向きの外力が加わったときに、前記排紙トレイの下向きへの移動を制限するラチェットギアを備える
請求項2に記載のシート後処理装置。 - 前記動力伝達遮断機構は、
前記排紙トレイに加わる外力を検知する外力検知センサと、
前記外力検知センサの検知結果に基づいて、前記外力が閾値を超えたときに前記排紙トレイの下向きへの移動を制限する電磁クラッチと、を備える
請求項2に記載のシート後処理装置。 - 前記第1動力伝達部は、
前記駆動モータにより回転駆動されるウオームギアと、
前記ウオームギアが噛み合うウオームホイールと、
前記ウオームホイールが取り付けられるとともに、前記ウオームギアの軸部とねじれの位置関係にあるウオームホイールシャフトと、
前記ウオームホイールシャフトに取り付けられるとともに、前記動力伝達遮断機構に接続される歯車と、を備える
請求項2から4の何れか一項に記載のシート後処理装置。 - 前記負荷軽減機構は、前記ウオームホイールシャフトに接続されている
請求項5に記載のシート後処理装置。 - 前記負荷軽減機構は、前記排紙トレイに前記逆負荷が伝達されない逆負荷非伝達状態と、前記排紙トレイに前記逆負荷が伝達される逆負荷伝達状態と、を切り替え可能な切替機構を備える
請求項1から6の何れか一項に記載のシート後処理装置。 - 前記負荷軽減機構は、前記シートの積載により前記排紙トレイに生じる負荷と、前記逆負荷から前記排紙トレイに生じる負荷を引いた差引負荷とが同じになるタイミングで、前記逆負荷伝達状態に切り替える
請求項7に記載のシート後処理装置。 - 前記負荷軽減機構は、前記排紙トレイに生じる負荷の大きさに関わらず一定の前記逆負荷を前記排紙トレイに与える定荷重バネを備える
請求項1から8の何れか一項に記載のシート後処理装置。 - 前記負荷軽減機構は、前記排紙トレイに生じる負荷の大きさに応じて、前記排紙トレイに与える前記逆負荷の大きさを変化させる
請求項1から8の何れか一項に記載のシート後処理装置。 - 前記負荷軽減機構は、前記排紙トレイの変位量に応じて反力が変化するバネを備える
請求項10に記載のシート後処理装置。 - 前記第1動力伝達部は、
前記駆動モータにより回転駆動されるウオームギアと、
前記ウオームギアが噛み合うウオームホイールと、を備える
請求項1から11の何れか一項に記載のシート後処理装置。
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