用紙処理装置及び画像形成装置
【課題】より小型化と低コスト化を図ることができる用紙処理装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】搬入されてきた用紙又は用紙束に対して所定の処理を実行する用紙処理装置において、用紙又は用紙束に対してスティプル処理を施すスティプルトレイ４０１上の紙有無検知と、スティプルトレイ４０１から用紙又は用紙束を放出するための放出爪４３０のホームポジション検知を一組の用紙検知センサ５００によって行うようにした。その際、用紙検知センサ５００は放出爪４３０が取り付けられ、放出爪４３０を駆動するタイミングベルト４３１を検出可能な位置から外れた位置であって、かつ、放出爪４３０から突設された爪を検知可能な位置に設ける。
【解決手段】搬入されてきた用紙又は用紙束に対して所定の処理を実行する用紙処理装置において、用紙又は用紙束に対してスティプル処理を施すスティプルトレイ４０１上の紙有無検知と、スティプルトレイ４０１から用紙又は用紙束を放出するための放出爪４３０のホームポジション検知を一組の用紙検知センサ５００によって行うようにした。その際、用紙検知センサ５００は放出爪４３０が取り付けられ、放出爪４３０を駆動するタイミングベルト４３１を検出可能な位置から外れた位置であって、かつ、放出爪４３０から突設された爪を検知可能な位置に設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙放出を行う機能を有する用紙処理装置、及びこのような用紙処理装置を備えた複写機、印刷機、プリンタ、ファクシミリ、さらにこれらの機能を複合して有するデジタル複合機などの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像形成装置の普及に伴い、用紙の整合、仕分け、折りなどの各種処理機能を備えた用紙処理装置も普及している。このような用紙処理装置として例えば特許文献１あるいは２に記載された発明が知られている。いずれの用紙処理装置においてもスティプルトレイ上に排紙され、あるいは積載された用紙を検知する用紙検知センサと、用紙又は用紙束を排紙トレイ側に排紙するための放出爪のホームポジションを検出ホームポジションセンサとを備えている。すなわち、スティプルトレイ上の用紙検知のためのセンサと、放出爪のホームポジション検知のためのセンサとを備えている。
【特許文献１】特開２００４−２１０４１９号公報
【特許文献２】特開２００４−３４５８３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このように前記特許文献１及び２に記載の形式の用紙処理装置では、装置が比較的大ききこと、レイアウト上検出位置が離れていることなどの理由で、用紙検知とホームポジション検知のために２組のセンサが必要であった。
【０００４】
一方、このような用紙処理装置の普及に伴って、用紙処理装置の小型化及び低コスト化の要求も大きくなっている。
【０００５】
そこで、本発明が解決すべき課題は、より小型化と低コスト化を図ることができる用紙処理装置及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、第１の手段は、搬入されてきた用紙又は用紙束に対して所定の処理を実行する用紙処理装置において、用紙又は用紙束に対して所定の処理を施す用紙処理トレイ上の紙有無検知と、前記用紙処理トレイから用紙又は用紙束を放出するための用紙放出用部材のホームポジション検知を行う一組の検出手段を備えていることを特徴とする。
【０００７】
第２の手段は、第１の手段において、前記用紙放出用部材が取り付けられ、当該用紙放出用部材を駆動する駆動部材を備え、前記検出手段が、前記駆動部材を検出可能な位置から外れた位置であって、かつ、前記用紙放出用部材の一部を検知可能な位置に設けられていることを特徴とする。
【０００８】
第３の手段は、第２の手段において、前記駆動部材が前記用紙放出部材を支持し、用紙搬送方向に平行に移動するベルトであることを特徴とする。
【０００９】
第４の手段は、第１ないし第３のいずれかの手段において、電源投入時において、前記検出手段が前記用紙又は前記用紙放出用部材を検出した場合、前記用紙放出部材を前記検出手段の検出位置から一定量ずらす制御手段を備えていることを特徴とする。
【００１０】
第５の手段は、第４の手段において、前記制御手段が、動作可能な待機状態で前記検出手段が前記用紙又は前記用紙放出用部材を検出したとき、前記用紙放出部材を用紙排出方向とは逆側にずらすことを特徴とする。
【００１１】
第６の手段は、第４の手段において、前記制御手段が、動作可能な待機状態で前記検出手段が前記用紙又は前記用紙放出用部材を検出したとき、すでに１回以上前記用紙放出部材を移動させている場合には、前回の動作方向とは逆方向にずらすことを特徴とする。
【００１２】
第７の手段は、第１ないし第６の手段において、前記検出手段は前記用紙処理トレイの背後側に設けられた光反射式のセンサからなることを特徴とする。
【００１３】
第８の手段は、第１ないし第６の手段において、前記検出手段は前記用紙処理トレイを挟んで設けられた光透過式のセンサからなることを特徴とする。
【００１４】
第９の手段は、第１ないし第８のいずれかの手段に係る用紙処理装置を画像形成装置が備えていることを特徴とする。
【００１５】
なお、後述の実施形態では、用紙処理トレイはスティプルトレイ４０１に、用紙放出用部材は放出爪４３０に、駆動部材（ベルト）はタイミングベルト４３１に、用紙放出用部材の一部は爪４３２に、検出手段は用紙検知センサ５００に、制御手段はＣＰＵ６２０に、それぞれ対応する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、１組の検出手段だけで用紙処理トレイ上の用紙の有無と用紙放出用部材のホームポジション位置を検出することが可能となる。これにより小型化と低コスト化をより促進することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施形態に係る用紙処理装置として用紙後処理装置を画像形成装置の一部とともに示す概略構成図である。この用紙後処理装置１は画像形成装置ＰＲの排紙口ＰＥに搬入口２０５が接続されて使用される。
【００１９】
図１において、用紙後処理装置１は、スティプラ２００、搬送路２０４、スティプルトレイ４０１、叩きコロ２１４、及び排紙トレイ３０１を備えている。搬送路２０４は、搬送ガイド板２０１、開閉ガイド板２０２、及び排紙ガイド板２０３からなり、前記搬送路２０４の最上流には搬入口２０５が設けられている。この搬入口２０５は搬送ガイド板２０１と開閉ガイド板２０２の用紙搬送方向最上流側の端部に対応する。前記搬入口２０５の開口端の用紙搬送方向下流側近傍には用紙の位置を検知する入口センサ２０６が設けられ、さらにその下流近傍に搬送ローラ対２０７が設けられている。搬送路２０４の最下流側には排紙ローラ対２０８が設けられ、排紙ローラ対２０８の上流近傍に排紙センサ２０９が設けられている。
【００２０】
図２は前記搬送ローラ対２０７及び排紙ローラ対２０８の駆動機構を示す斜視図である。同図において、搬送ローラ対２０７及び排紙ローラ対２０８の駆動側ローラ２０７ａ，２０８ａは、プーリ２１０及びタイミングベルト２１１を介してステッピングモータ２１２に連結されており、ステッピングモータ２１２の回転駆動力により各ローラ対２０７，２０８が回転する。
【００２１】
図３は排紙ローラ対２０８と叩きコロ２１４の構成を示す斜視図である。同図（ａ）は叩きコロ２１４配設側から、同図（ｂ）は同図ａの背面側から見た図である。これらの図に示すように、前記排紙ローラ対２０８の駆動側ローラ２０８ａの同軸上に、揺動アーム２１３が揺動可能に設けられている。この揺動アーム２１３にはさらに弾性摩擦部材スポンジからなる叩きコロ２１４が設けられている。叩きコロ２１４は揺動アーム２１３の自由端側から用紙排出方向下流側に延びるアームの先端部に取り付けられている。
【００２２】
この叩きコロはタイミングベルト２１５、プーリ２１６、軸２１７、プーリ２１８、タイミングベルト２１９を介して、前記駆動側排紙ローラ２０８ａ軸上に固定されたプーリ２２０に連結されており、前記駆動側排紙ローラ２０８ａの回転により叩きコロ２１４が同一方向に回転する構成になっている。プーリ２１６は軸２１７の揺動アーム２１３のほぼ中央部に位置する端部に、プーリ２１８は軸２１７の揺動アーム２１３の端部側に位置する端部にそれぞれ固設され、一体に回転する。また、前記揺動アーム２１３は自身の重みもしくはスプリング（図示せず）によって、常時スティプルトレイ４０１方向に荷重を受けた状態にあり、逆方向に荷重を負荷されたレバー２２１によってストッパ部２２２に突き当てられた位置にて保持されている。前記レバー２２１の往復回動により揺動アーム２１３がスティプルトレイ４０１方向に回動して前記叩きコロ２１４がスティプルトレイ４０１に当接し、さらに回動して再びストッパ部２２２に突き当てられて停止する。
【００２３】
図４及び図５はレバー２２１の駆動機構を示す斜視図である。図４に示した例はＤＣ／ＳＯＬを使用した例であり、図５はステッピングモータを使用した例である。すなわち図４に示す例では、前記レバー２２１は、前記レバーに連結されたＤＣ／ＳＯＬ２２３によって揺動駆動される。また、図５に示す例では、ステッピングモータ２２４の回転駆動により、タイミングベルト２２５を介して連結されたカム２２６を回転させ、前記レバー２２１ａのリンク部２２７に挿入されているカム突起部２２６ａの回転により駆動される。
【００２４】
図６は駆動側ローラ２０８ａ近傍の構成を示す斜視図である。同図に示すように、排紙ローラ対２０８の駆動側ローラ２０８ａ軸にはギア２２８が嵌合されており、また前記排紙ローラ対２０８の駆動側ローラ軸にはホルダ２２９が回転可能に設けられている。このホルダ２２９には弾性摩擦部材スポンジからなる戻しコロ２３０が設けられており、中間ギア２３１を介して前記ギア２２８に連結されている。これにより前記戻しコロ２３０は前記駆動側排紙ローラ２０８ａの回転が伝達される。また前記ホルダ２２９は自身の重みと前記戻しコロ２３０の重みによって、常時スティプルトレイ４０１方向に荷重が負荷されており、戻しコロ２３０の外周がスティプルトレイ４０１に常時接触した状態で、前記戻しコロ２３０は回転する。
【００２５】
図７は用紙整合部の構成を示す斜視図である。同図において、前記スティプルトレイ４０１の用紙搬送方向と直交する方向の両端部には一対のジョガーフェンス４０２，４０３が設けられている。前記ジョガーフェンス４０２，４０３はスティプルトレイ４０１に固定されたガイド軸４０４，４０５に挿入されている。さらにジョガーフェンス４０２，４０３は図示しなしタイミングベルトを介してステッピングモータ（ジョガーモータ）４０６，４０７に連結されており、前記ステッピングモータ４０６，４０７も正逆回転駆動により直線往復移動する。また、前記スティプルトレイ４０１には前記ジョガーフェンス４０２，４０３の待機位置を検出するホームセンサ４０８，４０９が設けられている。また前記スティプルトレイ４０１には基準フェンス４１０，４１１が設けられている。
【００２６】
スティプルトレイ４０１の中央部には、用紙搬送方向に平行に移動するタイミングベルト４３１が設けられている。このタイミングベルト４３１は後述の図２０に示すプーリ４４０，４４１間に張設され、放出爪４３０はこのタイミングベルト４３１の外周面から外側に向かって立設され、タイミングベルト４３１と一体に回転する。駆動側のプーリ４４０はモータ（ステッピングモータ）４４２の駆動軸に連結されたプーリ４４３との間に掛け渡されたタイミングベルト４４４によって駆動される。その駆動力は駆動側のプーリ４４０からタイミングベルト４３１に伝達され、放出爪４３０が駆動されることになる（図１参照）。
【００２７】
用紙搬入から整合までの各部は以下のように動作する。
図８は各部の動作タイミングを示すタイミングチャートで、図８Ａはソートモード時の、図８Ｂはスティプルモード時の動作タイミングをそれぞれ示す。両者のタイミングはジョガーフェンス４０２，４０３を駆動するジョガーモータ４０６，４０７の動作タイミングが異なるだけで、他の各部の動作タイミングを同一である。図８において、画像形成装置ＰＲから排出された用紙は、用紙の搬送方向長さが小サイズの場合（Ｂ５Ｙ／Ａ４Ｙ）、用紙後処理装置１の搬入口２０５に進入し、前記入口センサ２０６が用紙先端を検出してから一定量（２０ｍｍ）搬送後、前記ステッピングモータ２１２が加速し、用紙を受入れ線速１３８ｍｍ／ｓから５００ｍｍ／ｓに加速して搬送する。また用紙の搬送方向長さが大サイズ（上記以外のサイズ）の場合は、用紙後端が画像形成装置排紙センサ（図示せず）を通過してから一定量搬送後、加速して搬送する。
【００２８】
前記搬送路２０４内を加速搬送された用紙は、用紙後端が前記入口センサ２０６を通過してから一定量搬送後（用紙後端が前記排紙ローラ対２０８の上流３０ｍｍに達した位置）、前記ステッピングモータ２１２の減速により用紙を減速搬送し、小サイズの場合２００ｍｍ／ｓに、大サイズの場合３００ｍｍ／ｓに減速する。そして、用紙は前記線速で前記排紙ローラ対２０８からスティプルトレイ４０１上に排出される。
【００２９】
用紙後端が前記入口センサ２０６を通過して一定量搬送し、前記排紙ローラ対２０８を抜けた後（用紙後端が前記排紙ローラ対２０８を通過して約５ｍｍ搬送後）、前記ＤＣ／ＳＯＬ２２３もしくはステッピングモータ２２４の駆動により前記レバー２２１が回動開始し、前記揺動アーム２１３がスティプルトレイ４０１方向に回動して前記叩きコロ２１４がスティプルトレイ４０１上に排出された用紙後端付近に当接する。当接した前記叩きコロ２１４は、自身の回転により用紙後端を基準フェンス４１０，４１１に当接させるべく搬送する。また、前記叩きコロ２１４により後端が基準フェンス４１０，４１１に当接した用紙は、前記戻しコロ２３０の回転によってさらに基準フェンス方向４１０，４１１方向に搬送され、姿勢を保持する。
【００３０】
図９はソート（シフト）モード時のジョガーフェンス４０２，４０３の用紙整合動作を示す動作説明図、図１０はスティプルモード時のジョガーフェンス４０２，４０３の用紙整合動作を示す動作説明図である。
【００３１】
画像形成装置による用紙排紙信号を受けると同時に、前記ジョガーフェンス４０２，４０３は搬入される用紙の幅方向サイズにより受入れ位置に移動する（図９（ａ）、図１０（ａ））。このときのジョガーフェンス４０２，４０３の移動は、シフトモードの場合は用紙幅＋１５ｍｍ、スティプルモード時の場合は用紙幅＋７ｍｍの位置まで移動し、停止して受入れ位置とする。
【００３２】
シフトモード時の場合、用紙後端が排紙ローラ対２０８を通過し（図９（ｂ））、前記叩きコロ２１４及び戻しコロ２３０によって基準フェンス４１０，４１１に当接した後（図９（ｃ））、寄せ側ジョガーフェンス４０２が３０ｍｍ基準側ジョガーフェンス４０３方向に移動し、用紙側端を基準側ジョガーフェンス４０３に当接させて整合する。次いで、再び３０ｍｍ後退して受入れ位置にて停止して次用紙の排出を待ち、順次排出用紙に対して同様の動作を繰り返し、用紙束を前記基準側ジョガーフェンス４０３に整合する（図９（ｄ））。また、所定枚数の用紙を整合し、後述する放出爪４３０の動作により用紙束を排紙トレイ３０１に放出した（図９（ｅ））後、次部用紙は上記ジョガーフェンス４０２，４０３の寄せ側と基準側が入れ替わり動作を行うことにより、直前部の用紙束と逆方向に寄せ動作を行う（図９（ｆ），（ｇ），（ｈ），（ｉ））。これを所定の部数繰り返すことにより、用紙束は排紙トレイ３０１上にシフトされた状態で積載される。また、上記ジョガーフェンス４０２，４０３の動作タイミングは全て、前記入口センサ２０６の用紙後端通過検出からの時間管理により制御されている。
【００３３】
スティプルモード時の場合、用紙後端が前記排紙ローラ対２０８を通過し（図１０（ｂ））、前記叩きコロ２１４が回動開始すると同時に、ジョガーフェンス４０２，４０３が５ｍｍ前進して用紙幅＋２ｍｍの位置にて停止する（図１０（ｃ））。さらに用紙後端が前記基準フェンス４１０，４１１に当接すると同時に２．５ｍｍ前進し、用紙を中央に整合し（図１０（ｄ））、再び受入れ位置に後退して停止し次用紙の排出を待ち（図１０（ｅ））、順次排出用紙に対して上記動作を繰り返し、用紙束を中央に整合する。
【００３４】
所定枚数の整合動作が終了すると（図１０（ｆ））、綴じ装置４５０によって用紙束の後端付近所定位置に綴じ処理が施され（図１０（ｇ））、放出爪４３０によって排紙トレイ３０１上に放出される（図１０（ｈ））。これを所定の部数繰り返すことにより、用紙束は排紙トレイ３０１上にスティプルされた状態で積載される（図１０（ｉ），（ｊ））。また、上記ジョガーフェンス４０２，４０３の動作タイミングは全て、前記入口センサ２０６の用紙後端通過検出からの時間管理により制御されている。
【００３５】
図１１は排紙トレイ部の構成を示す外部側から見た斜視図、図１２は排紙トレイ部の構成を示す内部側から見た斜視図、図１３は排紙トレイ部に設けられた押さえ部材の斜視図である。図１１及び図１２において、排紙トレイ３０１は装置の後側及び前側に設けられた支持部材３０２，３０３に固定されている。支持部材３０２，３０３には上下方向に配置されたタイミングベルト３０４，３０５が取り付けられ、これらのタイミングベルト３０４，３０５が掛け渡されたプーリ３０７，３０７ａのうち駆動側プーリ３０７には駆動軸３０６が連結されている。さらに前記駆動軸３０６にはギア３０８が軸着されており、前記ギア３０８にはＤＣモータ３０９の駆動ギアが連結され、前記ＤＣモータの回転により排紙トレイ３０１の昇降動作が行われる。
【００３６】
前記排紙トレイ３０１の用紙後処理装置１本体側の端部にはエンドフェンス３１０が略垂直に設けられている。前記エンドフェンス３１０にはレバー３１３が嵌合した軸３１２が回動可能に取り付けられている。前記軸３１２両端付近には一対の用紙押さえ部材３１１が軸着されている（図１３）。また、前記用紙押さえ部材３１１には、先端部を前記エンドフェンス３１０方向に加圧するスプリングが設けられている（不図示）。さらに、前記軸３１２の一端付近にはＤＣ／ＳＯＬ３１５が固定されており、このＤＣ／ＳＯＬ３１５の動作により前記軸３１２が一定角度揺動し、これにより前記レバー３１３が回動して前記用紙押さえ部材３１１を回動させる。また前記エンドフェンス３１０には用紙高さ検知センサ３１４が設けられている。
【００３７】
前記用紙押さえ部材３１１は通常、前記加圧スプリングによって先端押圧部３１１ａが前記エンドフェンス３１０の用紙整合面より突出した位置に停止しており、前記ＤＣ／ＳＯＬ３１５の吸引動作により、前記先端押圧部３１１ａがエンドフェンス３１０用紙整合面より完全に退避する位置まで回動する。前記排紙トレイ３０１の積載用紙高さ検出は、排紙トレイ３０１の上昇により積載された用紙上面が、エンドフェンス３０１より突出した前記用紙押さえ部材３１１の先端押圧部３１１ａを押し上げることにより、前記用紙押圧部材３１１の一部に設けられた検出部を前記用紙高さ検知センサ３１４が検出することにより行われる。
【００３８】
図１４及び図１５は用紙排出時の排紙トレイ部の動作を示す動作説明図である。これらの図から分かるように、排紙トレイ部では、以下のような用紙排出動作が行われる。
【００３９】
前記排紙ローラ対２０８によって用紙整合部に用紙が排出される際の前記排紙トレイ３０１の待機位置は、排紙トレイ３０１が前記用紙押さえ部材３１１の先端押圧部３１１ａを押し上げて前記用紙高さ検知センサ３１４が検出した位置、もしくはその位置より所定の高さ上昇させた位置であり、この位置にて用紙束の整合動作及び綴じ動作を行う。
【００４０】
前記ジョガーフェンス４０２，４０３によって整合され、ソート処理及びスティプル処理された用紙束は、放出爪４３０が前進することによって排紙トレイ３０１に放出される（図１４（ａ），（ｂ），（ｃ）、図１５（ａ），（ｂ），（ｃ））。前記放出爪３０１が前進し、停止すると同時に、前記ＤＣ／ＳＯＬ３１５が吸引し、前記用紙押さえ部材３１１がエンドフェンス３１０より完全に退避する位置まで回動する（図１４（ａ），（ｂ））。また、前記放出爪３０１が停止すると同時に、前記ＤＣモータ３０９が駆動開始し、排紙トレイ３０１を所定の距離下降させ、用紙束を排紙トレイ３０１上に落下積載させる（図１４（ｃ），（ｄ））。さらに前記排紙トレイ３０１の所定量下降後停止と同時に、前記ＤＣ／ＳＯＬ３１５がＯＦＦし、用紙押さえ部材３１１が再びエンドフェンス３１０から突出し（図１４（ｅ））、直後に再び排紙トレイ３０１が再上昇して、排紙トレイ３０１上に積載された用紙束上面が前記用紙押さえ部材３１１を押し上げ、前記用紙高さ検知センサ３１４が検出する位置にて停止し、もしくは検出してから所定の高さ上昇後停止し（図１４（ｆ），（ｇ））、用紙束後端付近を前記用紙押さえ部材３１１の先端押圧部３１１ａにて押さえ、次部の用紙排出に備える（図１４（ｈ））。
【００４１】
または、前記放出爪３０１が前進し、停止すると同時に、前記ＤＣモータ３０９が駆動開始し、排紙トレイ３０１を所定の距離下降させて（図１５（ｃ））、用紙束を排紙トレイ３０１上に落下積載させる。その際、前記排紙トレイ３０１の所定量下降後停止と同時に、前記ＤＣ／ＳＯＬ３１５が吸引動作を行い、前記用紙押さえ部材３１１をエンドフェンス３１０より完全に退避する位置まで回動させる（図１５（ｄ））。直後前記ＤＣ／ＳＯＬ３１５がＯＦＦし、用紙押さえ部材３１１を再びエンドフェンス３１０から突出させる（図１５（ｅ），（ｆ））。次いで、再び排紙トレイ３０１が上昇して、排紙トレイ３０１上に積載された用紙束上面によって前記用紙押さえ部材３１１を押し上げ（図１５（ｇ））、前記用紙高さ検知センサ３１４が検出する位置で停止し。もしくは検出してから所定の高さ上昇後停止し、用紙束後端付近を前記用紙押さえ部材３１１の先端押圧部３１１ａにて押さえ、次部の用紙排出に備える（図１５（ｈ））。
このようにして排紙トレイ３０１上に用紙束が積載される。
【００４２】
図１６は用紙検知センサ５００の取り付け位置を示す斜視図で、図７に示したスティプルトレイ４０１の中央部に対応する。この用紙検知センサ５００はスティプルトレイ４０１上に用紙が積載されているかどうかを検出するセンサである。図の例は反射型フォトセンサであるが、フィラーと透過型センサとを組み合わせて構成することもできる。図１６では、反射型フォトセンサはスティプルトレイ４０１の表面から後退した位置に設置され、スティプルトレイ４０１上への用紙排紙、あるいは用紙積載の障害にならないようになっている。透過型センサを使用した場合には、スティプルトレイ４０１の表面から後退した位置に一方が、当該位置に対向し、用紙もしくは用紙束が十分通過するに足る間隔を保持した位置に他方がそれぞれ設置される。
【００４３】
図１７は、スティプルトレイ４０１上に用紙５０１が積載された状態を示す。この場合、用紙５０１が用紙検知センサ５００の上にきているため、用紙検知センサ５００によって用紙が検知され、用紙ありと判断することができる。
【００４４】
図１８は本実施形態における用紙検知センサ５００と放出爪４３０との関係の概略を示す平面図である。本実施形態では、放出爪４３０の基部には、図７に示す放出爪４３０に対して用紙放出時に進行下流側にある用紙検出センサ５００によって検出可能な位置まで爪（突起、フィラー）４３２が突設されている。これにより、用紙放出方向（矢印Ｆ方向）に移動したときに、用紙検知センサ５００によって確実に爪４３２を検知することができる。図１９は図１８を正面側から見た図である。同図から分かるように放出爪４３０の爪４３２が用紙検出センサ５００の真上を通過し、その際に用紙検知センサ５００によって検知可能なことが理解される。このように構成することにより、従来放出爪４３０のホームポジション検出として使用していたホームポジションセンサ５０３を不要とすることができる。これにより、図２０に示すように１個の用紙検知センサ５００で用紙検知と放出爪４３０のホームポジションを検出することが可能となる。
【００４５】
図２０に示すように１個の用紙検知センサ５００で用紙検知と放出爪４３０のホームポジション検知を行うように構成した場合、図２１に示すように、例えば電源投入時に放出爪４３０が用紙検出センサ５００と重なってしまう場合がある。この場合、用紙検出センサ５００は用紙ありの状態となるが、この状態では用紙があって用紙ありとなったのか、放出爪４３０があるため用紙ありの状態となったのかの判断は不可能である。そこで本実施形態では、図２２に示すように電源投入時に放出爪４３０を一定量動かすようにした。これにより、仮に放出爪４３０が用紙検出センサ５００上にあれば、電源投入時に用紙検知センサ５００から離れるので、用紙の有無を検出することができる。すなわち、もし用紙がスティプルトレイ４０１に積載されていた場合、放出爪４３０を動作させても用紙検知センサ５００は用紙ありを検出したままとなることから、このような状態であると、用紙ありと判断することができる。このときの動作手順を図２４のフローチャートに示す。また、図２３は、このような動作を実行する本実施形態に係る画像形成装置のシステム構成における電気的（制御）構成を示すブロック図である。
【００４６】
図２３に示すように画像形成装置ＰＲと用紙後処理装置１にはそれぞれＣＰＵ６１０，６２０が搭載され、両ＣＰＵ６１０，６２０間で必要な通信（ＴｘＤ、ＲｘＤ、ＺＥＳＭ）が行われる。その際、画像形成装置ＰＲ側から用紙後処理装置１側に駆動電量（２４Ｖ）や制御電力（５Ｖ）の供給が行われ、両者は同電位に設置されている（ＧＮＤ）。用紙後処理装置１には、クロック発生器６２１、ソレノイド６０２駆動用のドライバ６２２、ステッピングモータ６０３駆動用のモータドライバ６２３、直流モータ６０４制御用のドライバ６２４が設けられ、各センサ６０１からの検知出力に応じてＣＰＵ６２０が各ドライバ６２２，６２３，６２４に駆動信号を出力し、用紙後処理装置１の各部を制御している。なお、ＣＰＵ６２０は図示しないＲＯＭに格納されたプログラムコードに従って、用紙後処理装置１の各部を制御し、図２４及び図２９に示すような動作を実行させる。
【００４７】
そこで、図２４のフローチャートでは、用紙検知センサ５００がＯＮである場合には（ステップＳ１０１ーＹＥＳ）、放出爪４３０を一定量に移動させ（ステップＳ１０２）、用紙検知センサ５００のＯＮ／ＯＦＦをチェックする。このチェックで、用紙検知センサ５００がＯＮであれば（ステップＳ１０３−ＹＥＳ）、用紙はスティプルトレイ４０１上にありと判断し、ＯＦＦであれば（ステップＳ１０３−ＮＯ）、用紙なしと判断する（ステップＳ１０５）。また、ステップＳ１０１で用紙検知センサがＯＮでなければ、スティプルトレイ４０１上に用紙はなく、また、放出爪４３０も用紙検知センサ５００位置にないことが分かる。これにより、図２４のフローチャートを抜ける。
【００４８】
このように用紙検知センサ５００がＯＮのときに図２１の状態か用紙ありの状態か不明のため、図２２のように動作させるが、この動作は電源投入時のみならず、待機モードでも必要に応じて行うことが可能である。しかし、実際に放出爪４３０を動作させる場合、図２６に示すように放出爪４３０を前方（用紙搬送方向）に動作させてしまうと、実際に用紙があった場合に用紙を押し出し、あるいは、用紙端部を破損する虞がある。そこで、このような場合を考慮して、図２５に示すようにステップＳ１０２の放出爪４３０の動作時に、放出爪４３０を用紙搬送方向とは逆方向に移動させるようにすることもできる。このように用紙搬送方向とは逆方向に移動させると、移動する方向には用紙は存在しないので、前述の用紙の押し出し、あるいは用紙破損の発生を未然に防止することが可能となる。
【００４９】
ところで、図２５に示すように放出爪４３０を後退させると、放出爪４３０が用紙を押し出すこと、あるいは用紙破損を回避することができるが、この動作を図２７の状態から複数回行うと、図２８に示すように、放出爪４３０が用紙排出側まで戻ってきて用紙を持ち上げてしまうという不具合を起す場合がある。このような不具合の発生を防止するため、本実施形態では、図２９のフローチャートに示すような動作手順で放出爪４３０を動作させるようにしている。すなわち、奇数回目は搬送方向と逆、偶数回目は搬送方向というように、放出爪４３０の位置が累積してずれていかないようにしている。
【００５０】
具体的には、図２９に示すように、用紙検知センサ５００がＯＮである場合には（ステップＳ２０１）、放出爪４３０の移動回数をチェックし（ステップＳ２０２）、移動回数が奇数回数目であれば（ステップＳ２０２−ＹＥＳ）、用紙搬送方向とは逆の方向に放出爪４３０を移動させて（ステップＳ２０３）用紙検知センサ５００のＯＮ／ＯＦＦをチェックし（ステップＳ２０５）、偶数回目であれば（ステップＳ２０２−ＮＯ）、用紙搬送方向に放出爪を移動させて（ステップＳ２０４）、用紙検知センサ５００のＯＮ／ＯＦＦをチェックする（ステップＳ２０４）。このチェックで用紙検知センサ５００がＯＮであれば（ステップＳ２０５−ＹＥＳ）、スティプルトレイ４０１上に用紙があると判断し（ステップＳ２０６）、ＯＦＦであれば（ステップＳ２０５−ＮＯ）、スティプルトレイ４０１上に用紙はないと判断する（ステップＳ２０７）。
【００５１】
なお、このフローチャートでは、放出爪４３０の移動が奇数回であれば反用紙搬送方向、偶数回であれば用紙搬送方向としているが、反用紙搬送方向を２回行ったら用紙搬送方向を２回というように変更することも可能である。いずれにしても、放出爪４３０が逆方向に戻りすぎて用紙を持ち上げるようなことがない範囲で反用紙搬送方向と用紙搬送方向の移動を繰り返せばよい。
【００５２】
このように本実施形態によれば、１組の用紙検知センサ５００によってスティプルトレイ４０１上の用紙の有無と、放出爪４３０のホームポジションを検出することができるので、従来に比べてより小型化を図ることが可能となり、部品点数も減ることから、より低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態に係る用紙処理装置として用紙後処理装置を画像形成装置の一部とともに示す概略構成図である。
【図２】搬送ローラ対及び排紙ローラ対の駆動機構を示す斜視図である。
【図３】排紙ローラ対と叩きコロの構成を示す斜視図である。
【図４】ＤＣ／ＳＯＬを使用してレバーを駆動する駆動機構を示す斜視図である。
【図５】ステッピングモータを使用してレバーを駆動する駆動機構を示す斜視図である。
【図６】駆動側ローラ近傍の構成を示す斜視図である。
【図７】用紙整合部の構成を示す斜視図である。
【図８Ａ】ソートモード時における各部の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図８Ｂ】スティプルモード時における各部の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図９】ソート（シフト）モード時のジョガーフェンスの用紙整合動作を示す動作説明図である。
【図１０】スティプルモード時のジョガーフェンス４０２，４０３の用紙整合動作を示す動作説明図である。
【図１１】排紙トレイ部の構成を示す外部側から見た斜視図である。
【図１２】排紙トレイ部の構成を示す内部側から見た斜視図である。
【図１３】排紙トレイ部に設けられた押さえ部材の斜視図である。
【図１４】用紙排出時の排紙トレイ部の動作例を示す動作説明図である。
【図１５】用紙排出時の排紙トレイ部の他の動作例を示す動作説明図である。
【図１６】用紙検知センサの取り付け位置を示す斜視図である。
【図１７】スティプルトレイ上に用紙が積載された状態を示す斜視図である。
【図１８】用紙検知センサと放出爪との関係の概略を示す平面図である。
【図１９】図１８を正面側から見た図である。
【図２０】本発明による１組のセンサで用紙と放出爪とを検出する構成を示す図である。
【図２１】図２０の構成の場合に不都合が生じる場合がある例を示す図である。
【図２２】図２１のような不都合が生じた場合に、この不都合を解消する例を示す図である。
【図２３】本実施形態に係る用紙後処理装置と画像形成装置との制御構成を示すブロック図である。
【図２４】用紙有無の検知動作の動作手順を示すフローチャートである。
【図２５】図２１及び図２６に示したような不都合が生じた場合に、この不都合を解消する他の例を示す図である。
【図２６】図２１に示した例とは異なる不都合が生じる場合がある例を示す図である。
【図２７】図２１、図２６に示した例とはさらに異なる不都合が生じる場合を説明するための図である。
【図２８】図２１、図２６に示した例とはさらに異なる不都合が生じた場合の例を示す図である。
【図２９】図２８に示すような不都合を解消するための動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５４】
１ 用紙後処理装置
４０１ スティプルトレイ
４３０ 放出爪
４３１ タイミングベルト
４３２ 爪
５００ 用紙検知センサ
６２０ ＣＰＵ
ＰＲ 画像形成装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙放出を行う機能を有する用紙処理装置、及びこのような用紙処理装置を備えた複写機、印刷機、プリンタ、ファクシミリ、さらにこれらの機能を複合して有するデジタル複合機などの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像形成装置の普及に伴い、用紙の整合、仕分け、折りなどの各種処理機能を備えた用紙処理装置も普及している。このような用紙処理装置として例えば特許文献１あるいは２に記載された発明が知られている。いずれの用紙処理装置においてもスティプルトレイ上に排紙され、あるいは積載された用紙を検知する用紙検知センサと、用紙又は用紙束を排紙トレイ側に排紙するための放出爪のホームポジションを検出ホームポジションセンサとを備えている。すなわち、スティプルトレイ上の用紙検知のためのセンサと、放出爪のホームポジション検知のためのセンサとを備えている。
【特許文献１】特開２００４−２１０４１９号公報
【特許文献２】特開２００４−３４５８３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このように前記特許文献１及び２に記載の形式の用紙処理装置では、装置が比較的大ききこと、レイアウト上検出位置が離れていることなどの理由で、用紙検知とホームポジション検知のために２組のセンサが必要であった。
【０００４】
一方、このような用紙処理装置の普及に伴って、用紙処理装置の小型化及び低コスト化の要求も大きくなっている。
【０００５】
そこで、本発明が解決すべき課題は、より小型化と低コスト化を図ることができる用紙処理装置及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、第１の手段は、搬入されてきた用紙又は用紙束に対して所定の処理を実行する用紙処理装置において、用紙又は用紙束に対して所定の処理を施す用紙処理トレイ上の紙有無検知と、前記用紙処理トレイから用紙又は用紙束を放出するための用紙放出用部材のホームポジション検知を行う一組の検出手段を備えていることを特徴とする。
【０００７】
第２の手段は、第１の手段において、前記用紙放出用部材が取り付けられ、当該用紙放出用部材を駆動する駆動部材を備え、前記検出手段が、前記駆動部材を検出可能な位置から外れた位置であって、かつ、前記用紙放出用部材の一部を検知可能な位置に設けられていることを特徴とする。
【０００８】
第３の手段は、第２の手段において、前記駆動部材が前記用紙放出部材を支持し、用紙搬送方向に平行に移動するベルトであることを特徴とする。
【０００９】
第４の手段は、第１ないし第３のいずれかの手段において、電源投入時において、前記検出手段が前記用紙又は前記用紙放出用部材を検出した場合、前記用紙放出部材を前記検出手段の検出位置から一定量ずらす制御手段を備えていることを特徴とする。
【００１０】
第５の手段は、第４の手段において、前記制御手段が、動作可能な待機状態で前記検出手段が前記用紙又は前記用紙放出用部材を検出したとき、前記用紙放出部材を用紙排出方向とは逆側にずらすことを特徴とする。
【００１１】
第６の手段は、第４の手段において、前記制御手段が、動作可能な待機状態で前記検出手段が前記用紙又は前記用紙放出用部材を検出したとき、すでに１回以上前記用紙放出部材を移動させている場合には、前回の動作方向とは逆方向にずらすことを特徴とする。
【００１２】
第７の手段は、第１ないし第６の手段において、前記検出手段は前記用紙処理トレイの背後側に設けられた光反射式のセンサからなることを特徴とする。
【００１３】
第８の手段は、第１ないし第６の手段において、前記検出手段は前記用紙処理トレイを挟んで設けられた光透過式のセンサからなることを特徴とする。
【００１４】
第９の手段は、第１ないし第８のいずれかの手段に係る用紙処理装置を画像形成装置が備えていることを特徴とする。
【００１５】
なお、後述の実施形態では、用紙処理トレイはスティプルトレイ４０１に、用紙放出用部材は放出爪４３０に、駆動部材（ベルト）はタイミングベルト４３１に、用紙放出用部材の一部は爪４３２に、検出手段は用紙検知センサ５００に、制御手段はＣＰＵ６２０に、それぞれ対応する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、１組の検出手段だけで用紙処理トレイ上の用紙の有無と用紙放出用部材のホームポジション位置を検出することが可能となる。これにより小型化と低コスト化をより促進することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施形態に係る用紙処理装置として用紙後処理装置を画像形成装置の一部とともに示す概略構成図である。この用紙後処理装置１は画像形成装置ＰＲの排紙口ＰＥに搬入口２０５が接続されて使用される。
【００１９】
図１において、用紙後処理装置１は、スティプラ２００、搬送路２０４、スティプルトレイ４０１、叩きコロ２１４、及び排紙トレイ３０１を備えている。搬送路２０４は、搬送ガイド板２０１、開閉ガイド板２０２、及び排紙ガイド板２０３からなり、前記搬送路２０４の最上流には搬入口２０５が設けられている。この搬入口２０５は搬送ガイド板２０１と開閉ガイド板２０２の用紙搬送方向最上流側の端部に対応する。前記搬入口２０５の開口端の用紙搬送方向下流側近傍には用紙の位置を検知する入口センサ２０６が設けられ、さらにその下流近傍に搬送ローラ対２０７が設けられている。搬送路２０４の最下流側には排紙ローラ対２０８が設けられ、排紙ローラ対２０８の上流近傍に排紙センサ２０９が設けられている。
【００２０】
図２は前記搬送ローラ対２０７及び排紙ローラ対２０８の駆動機構を示す斜視図である。同図において、搬送ローラ対２０７及び排紙ローラ対２０８の駆動側ローラ２０７ａ，２０８ａは、プーリ２１０及びタイミングベルト２１１を介してステッピングモータ２１２に連結されており、ステッピングモータ２１２の回転駆動力により各ローラ対２０７，２０８が回転する。
【００２１】
図３は排紙ローラ対２０８と叩きコロ２１４の構成を示す斜視図である。同図（ａ）は叩きコロ２１４配設側から、同図（ｂ）は同図ａの背面側から見た図である。これらの図に示すように、前記排紙ローラ対２０８の駆動側ローラ２０８ａの同軸上に、揺動アーム２１３が揺動可能に設けられている。この揺動アーム２１３にはさらに弾性摩擦部材スポンジからなる叩きコロ２１４が設けられている。叩きコロ２１４は揺動アーム２１３の自由端側から用紙排出方向下流側に延びるアームの先端部に取り付けられている。
【００２２】
この叩きコロはタイミングベルト２１５、プーリ２１６、軸２１７、プーリ２１８、タイミングベルト２１９を介して、前記駆動側排紙ローラ２０８ａ軸上に固定されたプーリ２２０に連結されており、前記駆動側排紙ローラ２０８ａの回転により叩きコロ２１４が同一方向に回転する構成になっている。プーリ２１６は軸２１７の揺動アーム２１３のほぼ中央部に位置する端部に、プーリ２１８は軸２１７の揺動アーム２１３の端部側に位置する端部にそれぞれ固設され、一体に回転する。また、前記揺動アーム２１３は自身の重みもしくはスプリング（図示せず）によって、常時スティプルトレイ４０１方向に荷重を受けた状態にあり、逆方向に荷重を負荷されたレバー２２１によってストッパ部２２２に突き当てられた位置にて保持されている。前記レバー２２１の往復回動により揺動アーム２１３がスティプルトレイ４０１方向に回動して前記叩きコロ２１４がスティプルトレイ４０１に当接し、さらに回動して再びストッパ部２２２に突き当てられて停止する。
【００２３】
図４及び図５はレバー２２１の駆動機構を示す斜視図である。図４に示した例はＤＣ／ＳＯＬを使用した例であり、図５はステッピングモータを使用した例である。すなわち図４に示す例では、前記レバー２２１は、前記レバーに連結されたＤＣ／ＳＯＬ２２３によって揺動駆動される。また、図５に示す例では、ステッピングモータ２２４の回転駆動により、タイミングベルト２２５を介して連結されたカム２２６を回転させ、前記レバー２２１ａのリンク部２２７に挿入されているカム突起部２２６ａの回転により駆動される。
【００２４】
図６は駆動側ローラ２０８ａ近傍の構成を示す斜視図である。同図に示すように、排紙ローラ対２０８の駆動側ローラ２０８ａ軸にはギア２２８が嵌合されており、また前記排紙ローラ対２０８の駆動側ローラ軸にはホルダ２２９が回転可能に設けられている。このホルダ２２９には弾性摩擦部材スポンジからなる戻しコロ２３０が設けられており、中間ギア２３１を介して前記ギア２２８に連結されている。これにより前記戻しコロ２３０は前記駆動側排紙ローラ２０８ａの回転が伝達される。また前記ホルダ２２９は自身の重みと前記戻しコロ２３０の重みによって、常時スティプルトレイ４０１方向に荷重が負荷されており、戻しコロ２３０の外周がスティプルトレイ４０１に常時接触した状態で、前記戻しコロ２３０は回転する。
【００２５】
図７は用紙整合部の構成を示す斜視図である。同図において、前記スティプルトレイ４０１の用紙搬送方向と直交する方向の両端部には一対のジョガーフェンス４０２，４０３が設けられている。前記ジョガーフェンス４０２，４０３はスティプルトレイ４０１に固定されたガイド軸４０４，４０５に挿入されている。さらにジョガーフェンス４０２，４０３は図示しなしタイミングベルトを介してステッピングモータ（ジョガーモータ）４０６，４０７に連結されており、前記ステッピングモータ４０６，４０７も正逆回転駆動により直線往復移動する。また、前記スティプルトレイ４０１には前記ジョガーフェンス４０２，４０３の待機位置を検出するホームセンサ４０８，４０９が設けられている。また前記スティプルトレイ４０１には基準フェンス４１０，４１１が設けられている。
【００２６】
スティプルトレイ４０１の中央部には、用紙搬送方向に平行に移動するタイミングベルト４３１が設けられている。このタイミングベルト４３１は後述の図２０に示すプーリ４４０，４４１間に張設され、放出爪４３０はこのタイミングベルト４３１の外周面から外側に向かって立設され、タイミングベルト４３１と一体に回転する。駆動側のプーリ４４０はモータ（ステッピングモータ）４４２の駆動軸に連結されたプーリ４４３との間に掛け渡されたタイミングベルト４４４によって駆動される。その駆動力は駆動側のプーリ４４０からタイミングベルト４３１に伝達され、放出爪４３０が駆動されることになる（図１参照）。
【００２７】
用紙搬入から整合までの各部は以下のように動作する。
図８は各部の動作タイミングを示すタイミングチャートで、図８Ａはソートモード時の、図８Ｂはスティプルモード時の動作タイミングをそれぞれ示す。両者のタイミングはジョガーフェンス４０２，４０３を駆動するジョガーモータ４０６，４０７の動作タイミングが異なるだけで、他の各部の動作タイミングを同一である。図８において、画像形成装置ＰＲから排出された用紙は、用紙の搬送方向長さが小サイズの場合（Ｂ５Ｙ／Ａ４Ｙ）、用紙後処理装置１の搬入口２０５に進入し、前記入口センサ２０６が用紙先端を検出してから一定量（２０ｍｍ）搬送後、前記ステッピングモータ２１２が加速し、用紙を受入れ線速１３８ｍｍ／ｓから５００ｍｍ／ｓに加速して搬送する。また用紙の搬送方向長さが大サイズ（上記以外のサイズ）の場合は、用紙後端が画像形成装置排紙センサ（図示せず）を通過してから一定量搬送後、加速して搬送する。
【００２８】
前記搬送路２０４内を加速搬送された用紙は、用紙後端が前記入口センサ２０６を通過してから一定量搬送後（用紙後端が前記排紙ローラ対２０８の上流３０ｍｍに達した位置）、前記ステッピングモータ２１２の減速により用紙を減速搬送し、小サイズの場合２００ｍｍ／ｓに、大サイズの場合３００ｍｍ／ｓに減速する。そして、用紙は前記線速で前記排紙ローラ対２０８からスティプルトレイ４０１上に排出される。
【００２９】
用紙後端が前記入口センサ２０６を通過して一定量搬送し、前記排紙ローラ対２０８を抜けた後（用紙後端が前記排紙ローラ対２０８を通過して約５ｍｍ搬送後）、前記ＤＣ／ＳＯＬ２２３もしくはステッピングモータ２２４の駆動により前記レバー２２１が回動開始し、前記揺動アーム２１３がスティプルトレイ４０１方向に回動して前記叩きコロ２１４がスティプルトレイ４０１上に排出された用紙後端付近に当接する。当接した前記叩きコロ２１４は、自身の回転により用紙後端を基準フェンス４１０，４１１に当接させるべく搬送する。また、前記叩きコロ２１４により後端が基準フェンス４１０，４１１に当接した用紙は、前記戻しコロ２３０の回転によってさらに基準フェンス方向４１０，４１１方向に搬送され、姿勢を保持する。
【００３０】
図９はソート（シフト）モード時のジョガーフェンス４０２，４０３の用紙整合動作を示す動作説明図、図１０はスティプルモード時のジョガーフェンス４０２，４０３の用紙整合動作を示す動作説明図である。
【００３１】
画像形成装置による用紙排紙信号を受けると同時に、前記ジョガーフェンス４０２，４０３は搬入される用紙の幅方向サイズにより受入れ位置に移動する（図９（ａ）、図１０（ａ））。このときのジョガーフェンス４０２，４０３の移動は、シフトモードの場合は用紙幅＋１５ｍｍ、スティプルモード時の場合は用紙幅＋７ｍｍの位置まで移動し、停止して受入れ位置とする。
【００３２】
シフトモード時の場合、用紙後端が排紙ローラ対２０８を通過し（図９（ｂ））、前記叩きコロ２１４及び戻しコロ２３０によって基準フェンス４１０，４１１に当接した後（図９（ｃ））、寄せ側ジョガーフェンス４０２が３０ｍｍ基準側ジョガーフェンス４０３方向に移動し、用紙側端を基準側ジョガーフェンス４０３に当接させて整合する。次いで、再び３０ｍｍ後退して受入れ位置にて停止して次用紙の排出を待ち、順次排出用紙に対して同様の動作を繰り返し、用紙束を前記基準側ジョガーフェンス４０３に整合する（図９（ｄ））。また、所定枚数の用紙を整合し、後述する放出爪４３０の動作により用紙束を排紙トレイ３０１に放出した（図９（ｅ））後、次部用紙は上記ジョガーフェンス４０２，４０３の寄せ側と基準側が入れ替わり動作を行うことにより、直前部の用紙束と逆方向に寄せ動作を行う（図９（ｆ），（ｇ），（ｈ），（ｉ））。これを所定の部数繰り返すことにより、用紙束は排紙トレイ３０１上にシフトされた状態で積載される。また、上記ジョガーフェンス４０２，４０３の動作タイミングは全て、前記入口センサ２０６の用紙後端通過検出からの時間管理により制御されている。
【００３３】
スティプルモード時の場合、用紙後端が前記排紙ローラ対２０８を通過し（図１０（ｂ））、前記叩きコロ２１４が回動開始すると同時に、ジョガーフェンス４０２，４０３が５ｍｍ前進して用紙幅＋２ｍｍの位置にて停止する（図１０（ｃ））。さらに用紙後端が前記基準フェンス４１０，４１１に当接すると同時に２．５ｍｍ前進し、用紙を中央に整合し（図１０（ｄ））、再び受入れ位置に後退して停止し次用紙の排出を待ち（図１０（ｅ））、順次排出用紙に対して上記動作を繰り返し、用紙束を中央に整合する。
【００３４】
所定枚数の整合動作が終了すると（図１０（ｆ））、綴じ装置４５０によって用紙束の後端付近所定位置に綴じ処理が施され（図１０（ｇ））、放出爪４３０によって排紙トレイ３０１上に放出される（図１０（ｈ））。これを所定の部数繰り返すことにより、用紙束は排紙トレイ３０１上にスティプルされた状態で積載される（図１０（ｉ），（ｊ））。また、上記ジョガーフェンス４０２，４０３の動作タイミングは全て、前記入口センサ２０６の用紙後端通過検出からの時間管理により制御されている。
【００３５】
図１１は排紙トレイ部の構成を示す外部側から見た斜視図、図１２は排紙トレイ部の構成を示す内部側から見た斜視図、図１３は排紙トレイ部に設けられた押さえ部材の斜視図である。図１１及び図１２において、排紙トレイ３０１は装置の後側及び前側に設けられた支持部材３０２，３０３に固定されている。支持部材３０２，３０３には上下方向に配置されたタイミングベルト３０４，３０５が取り付けられ、これらのタイミングベルト３０４，３０５が掛け渡されたプーリ３０７，３０７ａのうち駆動側プーリ３０７には駆動軸３０６が連結されている。さらに前記駆動軸３０６にはギア３０８が軸着されており、前記ギア３０８にはＤＣモータ３０９の駆動ギアが連結され、前記ＤＣモータの回転により排紙トレイ３０１の昇降動作が行われる。
【００３６】
前記排紙トレイ３０１の用紙後処理装置１本体側の端部にはエンドフェンス３１０が略垂直に設けられている。前記エンドフェンス３１０にはレバー３１３が嵌合した軸３１２が回動可能に取り付けられている。前記軸３１２両端付近には一対の用紙押さえ部材３１１が軸着されている（図１３）。また、前記用紙押さえ部材３１１には、先端部を前記エンドフェンス３１０方向に加圧するスプリングが設けられている（不図示）。さらに、前記軸３１２の一端付近にはＤＣ／ＳＯＬ３１５が固定されており、このＤＣ／ＳＯＬ３１５の動作により前記軸３１２が一定角度揺動し、これにより前記レバー３１３が回動して前記用紙押さえ部材３１１を回動させる。また前記エンドフェンス３１０には用紙高さ検知センサ３１４が設けられている。
【００３７】
前記用紙押さえ部材３１１は通常、前記加圧スプリングによって先端押圧部３１１ａが前記エンドフェンス３１０の用紙整合面より突出した位置に停止しており、前記ＤＣ／ＳＯＬ３１５の吸引動作により、前記先端押圧部３１１ａがエンドフェンス３１０用紙整合面より完全に退避する位置まで回動する。前記排紙トレイ３０１の積載用紙高さ検出は、排紙トレイ３０１の上昇により積載された用紙上面が、エンドフェンス３０１より突出した前記用紙押さえ部材３１１の先端押圧部３１１ａを押し上げることにより、前記用紙押圧部材３１１の一部に設けられた検出部を前記用紙高さ検知センサ３１４が検出することにより行われる。
【００３８】
図１４及び図１５は用紙排出時の排紙トレイ部の動作を示す動作説明図である。これらの図から分かるように、排紙トレイ部では、以下のような用紙排出動作が行われる。
【００３９】
前記排紙ローラ対２０８によって用紙整合部に用紙が排出される際の前記排紙トレイ３０１の待機位置は、排紙トレイ３０１が前記用紙押さえ部材３１１の先端押圧部３１１ａを押し上げて前記用紙高さ検知センサ３１４が検出した位置、もしくはその位置より所定の高さ上昇させた位置であり、この位置にて用紙束の整合動作及び綴じ動作を行う。
【００４０】
前記ジョガーフェンス４０２，４０３によって整合され、ソート処理及びスティプル処理された用紙束は、放出爪４３０が前進することによって排紙トレイ３０１に放出される（図１４（ａ），（ｂ），（ｃ）、図１５（ａ），（ｂ），（ｃ））。前記放出爪３０１が前進し、停止すると同時に、前記ＤＣ／ＳＯＬ３１５が吸引し、前記用紙押さえ部材３１１がエンドフェンス３１０より完全に退避する位置まで回動する（図１４（ａ），（ｂ））。また、前記放出爪３０１が停止すると同時に、前記ＤＣモータ３０９が駆動開始し、排紙トレイ３０１を所定の距離下降させ、用紙束を排紙トレイ３０１上に落下積載させる（図１４（ｃ），（ｄ））。さらに前記排紙トレイ３０１の所定量下降後停止と同時に、前記ＤＣ／ＳＯＬ３１５がＯＦＦし、用紙押さえ部材３１１が再びエンドフェンス３１０から突出し（図１４（ｅ））、直後に再び排紙トレイ３０１が再上昇して、排紙トレイ３０１上に積載された用紙束上面が前記用紙押さえ部材３１１を押し上げ、前記用紙高さ検知センサ３１４が検出する位置にて停止し、もしくは検出してから所定の高さ上昇後停止し（図１４（ｆ），（ｇ））、用紙束後端付近を前記用紙押さえ部材３１１の先端押圧部３１１ａにて押さえ、次部の用紙排出に備える（図１４（ｈ））。
【００４１】
または、前記放出爪３０１が前進し、停止すると同時に、前記ＤＣモータ３０９が駆動開始し、排紙トレイ３０１を所定の距離下降させて（図１５（ｃ））、用紙束を排紙トレイ３０１上に落下積載させる。その際、前記排紙トレイ３０１の所定量下降後停止と同時に、前記ＤＣ／ＳＯＬ３１５が吸引動作を行い、前記用紙押さえ部材３１１をエンドフェンス３１０より完全に退避する位置まで回動させる（図１５（ｄ））。直後前記ＤＣ／ＳＯＬ３１５がＯＦＦし、用紙押さえ部材３１１を再びエンドフェンス３１０から突出させる（図１５（ｅ），（ｆ））。次いで、再び排紙トレイ３０１が上昇して、排紙トレイ３０１上に積載された用紙束上面によって前記用紙押さえ部材３１１を押し上げ（図１５（ｇ））、前記用紙高さ検知センサ３１４が検出する位置で停止し。もしくは検出してから所定の高さ上昇後停止し、用紙束後端付近を前記用紙押さえ部材３１１の先端押圧部３１１ａにて押さえ、次部の用紙排出に備える（図１５（ｈ））。
このようにして排紙トレイ３０１上に用紙束が積載される。
【００４２】
図１６は用紙検知センサ５００の取り付け位置を示す斜視図で、図７に示したスティプルトレイ４０１の中央部に対応する。この用紙検知センサ５００はスティプルトレイ４０１上に用紙が積載されているかどうかを検出するセンサである。図の例は反射型フォトセンサであるが、フィラーと透過型センサとを組み合わせて構成することもできる。図１６では、反射型フォトセンサはスティプルトレイ４０１の表面から後退した位置に設置され、スティプルトレイ４０１上への用紙排紙、あるいは用紙積載の障害にならないようになっている。透過型センサを使用した場合には、スティプルトレイ４０１の表面から後退した位置に一方が、当該位置に対向し、用紙もしくは用紙束が十分通過するに足る間隔を保持した位置に他方がそれぞれ設置される。
【００４３】
図１７は、スティプルトレイ４０１上に用紙５０１が積載された状態を示す。この場合、用紙５０１が用紙検知センサ５００の上にきているため、用紙検知センサ５００によって用紙が検知され、用紙ありと判断することができる。
【００４４】
図１８は本実施形態における用紙検知センサ５００と放出爪４３０との関係の概略を示す平面図である。本実施形態では、放出爪４３０の基部には、図７に示す放出爪４３０に対して用紙放出時に進行下流側にある用紙検出センサ５００によって検出可能な位置まで爪（突起、フィラー）４３２が突設されている。これにより、用紙放出方向（矢印Ｆ方向）に移動したときに、用紙検知センサ５００によって確実に爪４３２を検知することができる。図１９は図１８を正面側から見た図である。同図から分かるように放出爪４３０の爪４３２が用紙検出センサ５００の真上を通過し、その際に用紙検知センサ５００によって検知可能なことが理解される。このように構成することにより、従来放出爪４３０のホームポジション検出として使用していたホームポジションセンサ５０３を不要とすることができる。これにより、図２０に示すように１個の用紙検知センサ５００で用紙検知と放出爪４３０のホームポジションを検出することが可能となる。
【００４５】
図２０に示すように１個の用紙検知センサ５００で用紙検知と放出爪４３０のホームポジション検知を行うように構成した場合、図２１に示すように、例えば電源投入時に放出爪４３０が用紙検出センサ５００と重なってしまう場合がある。この場合、用紙検出センサ５００は用紙ありの状態となるが、この状態では用紙があって用紙ありとなったのか、放出爪４３０があるため用紙ありの状態となったのかの判断は不可能である。そこで本実施形態では、図２２に示すように電源投入時に放出爪４３０を一定量動かすようにした。これにより、仮に放出爪４３０が用紙検出センサ５００上にあれば、電源投入時に用紙検知センサ５００から離れるので、用紙の有無を検出することができる。すなわち、もし用紙がスティプルトレイ４０１に積載されていた場合、放出爪４３０を動作させても用紙検知センサ５００は用紙ありを検出したままとなることから、このような状態であると、用紙ありと判断することができる。このときの動作手順を図２４のフローチャートに示す。また、図２３は、このような動作を実行する本実施形態に係る画像形成装置のシステム構成における電気的（制御）構成を示すブロック図である。
【００４６】
図２３に示すように画像形成装置ＰＲと用紙後処理装置１にはそれぞれＣＰＵ６１０，６２０が搭載され、両ＣＰＵ６１０，６２０間で必要な通信（ＴｘＤ、ＲｘＤ、ＺＥＳＭ）が行われる。その際、画像形成装置ＰＲ側から用紙後処理装置１側に駆動電量（２４Ｖ）や制御電力（５Ｖ）の供給が行われ、両者は同電位に設置されている（ＧＮＤ）。用紙後処理装置１には、クロック発生器６２１、ソレノイド６０２駆動用のドライバ６２２、ステッピングモータ６０３駆動用のモータドライバ６２３、直流モータ６０４制御用のドライバ６２４が設けられ、各センサ６０１からの検知出力に応じてＣＰＵ６２０が各ドライバ６２２，６２３，６２４に駆動信号を出力し、用紙後処理装置１の各部を制御している。なお、ＣＰＵ６２０は図示しないＲＯＭに格納されたプログラムコードに従って、用紙後処理装置１の各部を制御し、図２４及び図２９に示すような動作を実行させる。
【００４７】
そこで、図２４のフローチャートでは、用紙検知センサ５００がＯＮである場合には（ステップＳ１０１ーＹＥＳ）、放出爪４３０を一定量に移動させ（ステップＳ１０２）、用紙検知センサ５００のＯＮ／ＯＦＦをチェックする。このチェックで、用紙検知センサ５００がＯＮであれば（ステップＳ１０３−ＹＥＳ）、用紙はスティプルトレイ４０１上にありと判断し、ＯＦＦであれば（ステップＳ１０３−ＮＯ）、用紙なしと判断する（ステップＳ１０５）。また、ステップＳ１０１で用紙検知センサがＯＮでなければ、スティプルトレイ４０１上に用紙はなく、また、放出爪４３０も用紙検知センサ５００位置にないことが分かる。これにより、図２４のフローチャートを抜ける。
【００４８】
このように用紙検知センサ５００がＯＮのときに図２１の状態か用紙ありの状態か不明のため、図２２のように動作させるが、この動作は電源投入時のみならず、待機モードでも必要に応じて行うことが可能である。しかし、実際に放出爪４３０を動作させる場合、図２６に示すように放出爪４３０を前方（用紙搬送方向）に動作させてしまうと、実際に用紙があった場合に用紙を押し出し、あるいは、用紙端部を破損する虞がある。そこで、このような場合を考慮して、図２５に示すようにステップＳ１０２の放出爪４３０の動作時に、放出爪４３０を用紙搬送方向とは逆方向に移動させるようにすることもできる。このように用紙搬送方向とは逆方向に移動させると、移動する方向には用紙は存在しないので、前述の用紙の押し出し、あるいは用紙破損の発生を未然に防止することが可能となる。
【００４９】
ところで、図２５に示すように放出爪４３０を後退させると、放出爪４３０が用紙を押し出すこと、あるいは用紙破損を回避することができるが、この動作を図２７の状態から複数回行うと、図２８に示すように、放出爪４３０が用紙排出側まで戻ってきて用紙を持ち上げてしまうという不具合を起す場合がある。このような不具合の発生を防止するため、本実施形態では、図２９のフローチャートに示すような動作手順で放出爪４３０を動作させるようにしている。すなわち、奇数回目は搬送方向と逆、偶数回目は搬送方向というように、放出爪４３０の位置が累積してずれていかないようにしている。
【００５０】
具体的には、図２９に示すように、用紙検知センサ５００がＯＮである場合には（ステップＳ２０１）、放出爪４３０の移動回数をチェックし（ステップＳ２０２）、移動回数が奇数回数目であれば（ステップＳ２０２−ＹＥＳ）、用紙搬送方向とは逆の方向に放出爪４３０を移動させて（ステップＳ２０３）用紙検知センサ５００のＯＮ／ＯＦＦをチェックし（ステップＳ２０５）、偶数回目であれば（ステップＳ２０２−ＮＯ）、用紙搬送方向に放出爪を移動させて（ステップＳ２０４）、用紙検知センサ５００のＯＮ／ＯＦＦをチェックする（ステップＳ２０４）。このチェックで用紙検知センサ５００がＯＮであれば（ステップＳ２０５−ＹＥＳ）、スティプルトレイ４０１上に用紙があると判断し（ステップＳ２０６）、ＯＦＦであれば（ステップＳ２０５−ＮＯ）、スティプルトレイ４０１上に用紙はないと判断する（ステップＳ２０７）。
【００５１】
なお、このフローチャートでは、放出爪４３０の移動が奇数回であれば反用紙搬送方向、偶数回であれば用紙搬送方向としているが、反用紙搬送方向を２回行ったら用紙搬送方向を２回というように変更することも可能である。いずれにしても、放出爪４３０が逆方向に戻りすぎて用紙を持ち上げるようなことがない範囲で反用紙搬送方向と用紙搬送方向の移動を繰り返せばよい。
【００５２】
このように本実施形態によれば、１組の用紙検知センサ５００によってスティプルトレイ４０１上の用紙の有無と、放出爪４３０のホームポジションを検出することができるので、従来に比べてより小型化を図ることが可能となり、部品点数も減ることから、より低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態に係る用紙処理装置として用紙後処理装置を画像形成装置の一部とともに示す概略構成図である。
【図２】搬送ローラ対及び排紙ローラ対の駆動機構を示す斜視図である。
【図３】排紙ローラ対と叩きコロの構成を示す斜視図である。
【図４】ＤＣ／ＳＯＬを使用してレバーを駆動する駆動機構を示す斜視図である。
【図５】ステッピングモータを使用してレバーを駆動する駆動機構を示す斜視図である。
【図６】駆動側ローラ近傍の構成を示す斜視図である。
【図７】用紙整合部の構成を示す斜視図である。
【図８Ａ】ソートモード時における各部の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図８Ｂ】スティプルモード時における各部の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図９】ソート（シフト）モード時のジョガーフェンスの用紙整合動作を示す動作説明図である。
【図１０】スティプルモード時のジョガーフェンス４０２，４０３の用紙整合動作を示す動作説明図である。
【図１１】排紙トレイ部の構成を示す外部側から見た斜視図である。
【図１２】排紙トレイ部の構成を示す内部側から見た斜視図である。
【図１３】排紙トレイ部に設けられた押さえ部材の斜視図である。
【図１４】用紙排出時の排紙トレイ部の動作例を示す動作説明図である。
【図１５】用紙排出時の排紙トレイ部の他の動作例を示す動作説明図である。
【図１６】用紙検知センサの取り付け位置を示す斜視図である。
【図１７】スティプルトレイ上に用紙が積載された状態を示す斜視図である。
【図１８】用紙検知センサと放出爪との関係の概略を示す平面図である。
【図１９】図１８を正面側から見た図である。
【図２０】本発明による１組のセンサで用紙と放出爪とを検出する構成を示す図である。
【図２１】図２０の構成の場合に不都合が生じる場合がある例を示す図である。
【図２２】図２１のような不都合が生じた場合に、この不都合を解消する例を示す図である。
【図２３】本実施形態に係る用紙後処理装置と画像形成装置との制御構成を示すブロック図である。
【図２４】用紙有無の検知動作の動作手順を示すフローチャートである。
【図２５】図２１及び図２６に示したような不都合が生じた場合に、この不都合を解消する他の例を示す図である。
【図２６】図２１に示した例とは異なる不都合が生じる場合がある例を示す図である。
【図２７】図２１、図２６に示した例とはさらに異なる不都合が生じる場合を説明するための図である。
【図２８】図２１、図２６に示した例とはさらに異なる不都合が生じた場合の例を示す図である。
【図２９】図２８に示すような不都合を解消するための動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５４】
１ 用紙後処理装置
４０１ スティプルトレイ
４３０ 放出爪
４３１ タイミングベルト
４３２ 爪
５００ 用紙検知センサ
６２０ ＣＰＵ
ＰＲ 画像形成装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬入されてきた用紙又は用紙束に対して所定の処理を実行する用紙処理装置において、
用紙又は用紙束に対して所定の処理を施す用紙処理トレイ上の紙有無検知と、前記用紙処理トレイから用紙又は用紙束を放出するための用紙放出用部材のホームポジション検知を行う一組の検出手段を備えていることを特徴とする用紙処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の用紙処理装置において、
前記用紙放出用部材が取り付けられ、当該用紙放出用部材を駆動する駆動部材を備え、
前記検出手段が、前記駆動部材を検出可能な位置から外れた位置であって、かつ、前記用紙放出用部材の一部を検知可能な位置に設けられていることを特徴とする用紙処理装置。
【請求項３】
請求項２記載の用紙処理装置において、
前記駆動部材が前記用紙放出部材を支持し、用紙搬送方向に平行に移動するベルトであることを特徴とする用紙処理装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の用紙処理装置において、
電源投入時において、前記検出手段が前記用紙又は前記用紙放出用部材を検出した場合、前記用紙放出部材を前記検出手段の検出位置から一定量ずらす制御手段を備えていることを特徴とする用紙処理装置。
【請求項５】
請求項４記載の用紙処理装置において、
前記制御手段は、動作可能な待機状態で前記検出手段が前記用紙又は前記用紙放出用部材を検出したとき、前記用紙放出部材を用紙排出方向とは逆側にずらすことを特徴とする用紙処理装置。
【請求項６】
請求項４記載の用紙処理装置において、
前記制御手段は、動作可能な待機状態で前記検出手段が前記用紙又は前記用紙放出用部材を検出したとき、すでに１回以上前記用紙放出部材を移動させている場合には、前回の動作方向とは逆方向にずらすことを特徴とする用紙処理装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の用紙処理装置において、
前記検出手段は前記用紙処理トレイの背後側に設けられた光反射式のセンサからなることを特徴とする用紙処理装置。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の用紙処理装置において、
前記検出手段は前記用紙処理トレイを挟んで設けられた光透過式のセンサからなることを特徴とする用紙処理装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の用紙処理装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
搬入されてきた用紙又は用紙束に対して所定の処理を実行する用紙処理装置において、
用紙又は用紙束に対して所定の処理を施す用紙処理トレイ上の紙有無検知と、前記用紙処理トレイから用紙又は用紙束を放出するための用紙放出用部材のホームポジション検知を行う一組の検出手段を備えていることを特徴とする用紙処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の用紙処理装置において、
前記用紙放出用部材が取り付けられ、当該用紙放出用部材を駆動する駆動部材を備え、
前記検出手段が、前記駆動部材を検出可能な位置から外れた位置であって、かつ、前記用紙放出用部材の一部を検知可能な位置に設けられていることを特徴とする用紙処理装置。
【請求項３】
請求項２記載の用紙処理装置において、
前記駆動部材が前記用紙放出部材を支持し、用紙搬送方向に平行に移動するベルトであることを特徴とする用紙処理装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の用紙処理装置において、
電源投入時において、前記検出手段が前記用紙又は前記用紙放出用部材を検出した場合、前記用紙放出部材を前記検出手段の検出位置から一定量ずらす制御手段を備えていることを特徴とする用紙処理装置。
【請求項５】
請求項４記載の用紙処理装置において、
前記制御手段は、動作可能な待機状態で前記検出手段が前記用紙又は前記用紙放出用部材を検出したとき、前記用紙放出部材を用紙排出方向とは逆側にずらすことを特徴とする用紙処理装置。
【請求項６】
請求項４記載の用紙処理装置において、
前記制御手段は、動作可能な待機状態で前記検出手段が前記用紙又は前記用紙放出用部材を検出したとき、すでに１回以上前記用紙放出部材を移動させている場合には、前回の動作方向とは逆方向にずらすことを特徴とする用紙処理装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の用紙処理装置において、
前記検出手段は前記用紙処理トレイの背後側に設けられた光反射式のセンサからなることを特徴とする用紙処理装置。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の用紙処理装置において、
前記検出手段は前記用紙処理トレイを挟んで設けられた光透過式のセンサからなることを特徴とする用紙処理装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の用紙処理装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【公開番号】特開２００９−１４０９（Ｐ２００９−１４０９Ａ）
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１６６３９５（Ｐ２００７−１６６３９５）
【出願日】平成１９年６月２５日（２００７．６．２５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月８日（２００９．１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月２５日（２００７．６．２５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]