用紙後処理装置
【課題】設置環境が外気温度並みの超低温になっても用紙後処理装置などの装置を破壊、破損させることなく、迅速に正常動作させること。
【解決手段】駆動モータと、この駆動モータの駆動力を各回転体に伝達する駆動伝達部と、この駆動伝達部による駆動を受けて回転される用紙搬送系と、機内温度を検知する温度検知手段と、を有し、用紙を搬送処理する用紙後処理装置であって、前記駆動モータの駆動トルクを可変する駆動トルク可変手段と、前記温度検知手段の検知温度が、あらかじめ設定した温度以下である場合、初期動作時において通常駆動時の動作とは異なる低温時駆動モードで駆動制御を実行するメイン制御部１０と、を備え、メイン制御部１０は、前記駆動トルク可変手段により駆動トルクを変更し、前記駆動モータを正転動作させた後、この正転動作と同じ回転数だけ逆転動作する駆動制御を繰り返し実行する。
【解決手段】駆動モータと、この駆動モータの駆動力を各回転体に伝達する駆動伝達部と、この駆動伝達部による駆動を受けて回転される用紙搬送系と、機内温度を検知する温度検知手段と、を有し、用紙を搬送処理する用紙後処理装置であって、前記駆動モータの駆動トルクを可変する駆動トルク可変手段と、前記温度検知手段の検知温度が、あらかじめ設定した温度以下である場合、初期動作時において通常駆動時の動作とは異なる低温時駆動モードで駆動制御を実行するメイン制御部１０と、を備え、メイン制御部１０は、前記駆動トルク可変手段により駆動トルクを変更し、前記駆動モータを正転動作させた後、この正転動作と同じ回転数だけ逆転動作する駆動制御を繰り返し実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙後処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置などに接続される用紙後処理装置は、用紙搬送部、用紙揃え部、用紙パンチ部、用紙ステイプル部などの用紙後処理機能を有している。これらの用紙搬送部、用紙揃え部、用紙パンチ部、用紙ステイプル部の駆動源には、ステッピングモータ、ＤＣブラシモータ、ＤＣブラシレスモータ、など様々な種類のモータが使用されており、駆動源であるモータからプーリ、ギヤ、タイミングベルトなどを介して用紙搬送、用紙スタック、用紙パンチ、用紙ステイプルとった用紙後処理動作を行っている。これらモータの制御は、モータからみた機械的負荷に応じたモータトルクを設定し、モータの制御は、定電圧制御、定電流制御など用途に応じて使い分ける方法が知られている。
【０００３】
たとえば、特許文献１には、ステッピングモータからの駆動列中に樹脂製ギヤが存在し、機内温度が低温になると、樹脂製ギヤなどが収縮し、ステッピングモータからみた抵抗負荷が大きくなり、動作できなくなるとあり、それを防止するために、装置内の温度を検知する温度検知手段を設け、温度検知手段で検知した温度に基づいてステッピングモータの駆動電流値を制御する構成が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、機内の温度・湿度があらかじめ定義された湿度図内のどの領域に該当するかを決定し、各領域ごとの所定の重み係数を用いてステッピングモータにかかる負荷を推定し、テーブルを参照して当該推定値に対応する駆動電流をステッピングモータに供給することが記載されている。
【０００５】
また、特許文献３には、環境温度が低い場合ほど、各ステッピングモータに供給する電流を大きくして、各ステッピングモータの発生トルクを大きくすることで、ゴム層と用紙との摩擦力低下を補い、低温低湿環境下においても用紙を正常に搬送されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３２８６７7号公報
【特許文献２】特開２００７−５３８７１号公報
【特許文献３】特開２００１−３１５９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記に示されるような従来の技術にあっては、装置内部の機構が凍結した場合、温度を検知してモータ駆動電流を可変しても、タイミングベルトの硬化と凍結により、タイミングプーリや歯車とタイミングベルトといった駆動伝達部品が接合するため、温度変化で想定される負荷変動以上の負荷が発生し、装置が正常動作できないという問題は解消できていない。
【０００８】
すなわち、用紙後処理装置が低温環境下に長時間放置された場合、たとえば、極寒地のオフィスに画像形成装置と用紙後処理装置が設置され、前日に画像形成装置と用紙後処理装置の電源が完全にオフされ、翌朝にオフィスの画像形成装置と用紙後処理装置の電源を立ち上げてもオフィスの温度が低温のため、用紙後処理装置内のモータに接続されるギヤなどの連結部分が凍結したり、モータからベルトにより駆動力を伝達する機構では、低温環境によりベルトが硬化・接合するため、モータからみた負荷が想定以上に大きくなり、用紙後処理装置を正常に動作させることができないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、設置環境が外気温度並みの超低温になっても用紙後処理装置などの装置を破壊、破損させることなく、迅速に正常動作させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、駆動モータと、この駆動モータの駆動力を各回転体に伝達する駆動伝達部と、この駆動伝達部による駆動を受けて回転される用紙搬送系と、機内温度を検知する温度検知手段と、を有し、用紙を搬送処理する用紙後処理装置であって、前記駆動モータの駆動トルクを可変する駆動トルク可変手段と、前記温度検知手段の検知温度が、あらかじめ設定した温度以下である場合、初期動作時において通常駆動時の動作とは異なる低温時駆動モードで駆動制御を実行する駆動制御手段と、を備え、前記駆動制御手段は、前記駆動トルク可変手段により駆動トルクを変更し、前記駆動モータを正転動作させた後、この正転動作と同じ回転数だけ逆転動作する駆動制御を繰り返し実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかる用紙後処理装置は、機内温度の低下により、用紙後処理装置内のモータとの連結部であるギヤが凍結したり、モータからベルトを介した伝達機構などのベルトが硬化したりして装置が正常動作できない場合、各モータの動作トルクを変更し、通常の用紙後処理動作とは異なるモードで装置を暖機運転する。この動作によって各モータの連結部の硬化や凍結を解除できるため、設置環境が外気温度並みの超低温になっても用紙後処理装置などの装置を破壊、破損させることなく、迅速に正常動作させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、この実施の形態にかかる用紙積載装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、この実施の形態にかかるスタッカーの構成を示す説明図である。
【図３】図３は、図２におけるスタッカーの搬送経路の構成を示す説明図である。
【図４】図４は、図３における分岐爪の構成を示す説明図である。
【図５】図５は、図２におけるスタッカーの先端揃え部の構成を示す説明図である。
【図６】図６は、図２におけるスタッカーのメインジョガーの構成を示す説明図である。
【図７】図７は、図２におけるスタッカーのメインジョガーの構成を示す斜視図である。
【図８】図８は、メインジョガーの揃え部の構成を示す説明図である。
【図９】図９は、図２におけるスタッカーのサブジョガーの構成を示す説明図である。
【図１０】図１０は、この実施の形態にかかるスタッカーの駆動制御動作を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、この実施の形態にかかる駆動系温度検知部のセンサの構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる用紙後処理装置の一実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
（実施の形態）
本発明は、低温時において用紙後処理装置内の駆動部であるモータから各機構への伝達部が凍結したり、伝達機構が硬化した場合など、モータからみた負荷が想定以上に大きくなった場合、モータを通常の動作モードとは異なるモードで駆動させ、各機構伝達部の凍結解除や、伝達機構を軟化させることで正常動作を行うことが特徴になっている。これらの特徴について、以下の図面を用いて具体的に説明する。
【００１５】
図１は、この実施の形態にかかる用紙積載装置のシステム構成を示すブロック図である。この図１において、この実施の形態にかかる用紙積載装置(以下、スタッカーという)１００は、複写機、プリンタ、複合機などの画像形成装置５００の排紙側に機械的および電気的に接続されたシステムである。
【００１６】
スタッカー１００は、メイン制御部１０、分岐爪切替部２０、プルーフ排紙機構２３、ストレート排紙機構２６、シフト排紙機構３０、駆動電流検知部８０、駆動動作確認部８１、駆動系温度検知部８２を備える。
【００１７】
メイン制御部１０は、何れも不図示であるがＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，タイマーなどを含むマイクロコンピュータシステムで構成されている。メイン制御部１０は、画像形成装置５００のシステムコントローラ５０１からの制御信号にしたがった所定のモード、すなわち、プルーフ排紙モード、ストレート排紙モード、シフト排紙モードでスタッカー１００の各部を制御する。
【００１８】
メイン制御部１０は、スタッカー１００を構成する駆動系に対して駆動モータの駆動トルクを可変する駆動トルク可変手段（不図示）を有し、プログラムにそれぞれ従うことにより後述する低温時駆動モード１１、通常駆動モード１８にしたがった駆動制御を実行する。低温時駆動モード１１は、後述する第１駆動モード１２、第２駆動モード１３、第３駆動モード１４、第４駆動モード１５、第５駆動モード１６、第６駆動モード１７、各機能を実現するものである。なお、上記の駆動トルク可変手段は、たとえば、あらかじめメイン制御部１０に駆動トルクのテーブル値が記憶され、メイン制御部１０が、この機内温度に応じてテーブル値を参照して後述する駆動制御を行うものである。
【００１９】
分岐爪切替部２０は、駆動部２１、駆動制御部２２を有する。プルーフ制御機構２３は、駆動部２４、駆動制御部２５を有する。ストレート排紙機構２６は、駆動部２７、駆動制御部２８を有する。シフト排紙機構３０は、先端揃え部７０、駆動部４１、駆動制御部４２、メインジョガー機構部５０、駆動部５１、駆動制御部５２、サブジョガー機構部６０、駆動部６１、駆動制御部６２を有する。これらの機構については後述する。
【００２０】
分岐爪切替部２０は、駆動制御部２２がメイン制御部１０からのプルーフ排紙モード、ストレート排紙モード、シフト排紙モードいずれかの信号を受けて駆動部２１を制御する。この分岐爪については図２以降で具体的な構成・動作を説明する。プルーフ制御機構２３は、駆動制御部２５がメイン制御部１０からのプルーフ排紙モードの信号を受けて駆動部２４を制御する。このプルーフ制御機構２３の動作については図２以降で説明する。ストレート排紙機構２６は、駆動制御部２８がメイン制御部１０からのストレート排紙モードの信号を受けて駆動部２７を制御する。このプルーフ制御機構２３の動作については図２以降で説明する。シフト排紙機構３０は、メイン制御部１０からのシフト排紙モードの信号を受け、先端揃え部７０、メインジョガー機構部５０、サブジョガー機構部６０によりシフトトレイ１０２上に用紙をシフトスタックで積載する。このシフト排紙機構３０の詳細については図５〜図９を参照して後述する。
【００２１】
駆動電流検知部８０は、スタッカー１００内に配置される各駆動モータでの駆動電流を検知する。駆動動作確認部８１は、各駆動系の動きを、たとえば、光学センサを用いて検知する。駆動系温度検知部８２は、単数あるいは複数のサーミスタなどを機内の駆動系に配置し、その部分での温度を検知する。また、複数個のセンサ配置の場合にはその平均値あるいは最低温度を用いるか、あるいは処理モードに対応した部分の駆動系の検知温度を用いてもよい。
【００２２】
また、駆動系温度検知部８２において、単数のセンサ配置の場合、装置の最も下部になる駆動モータなどにセンサを配置する。これにより、用紙後処理装置内にあるモータの内、モータの取り付け位置高さが最も下に位置するモータ付近の温度を検知するので、最も低温となる駆動系の温度を検知することが可能となり、シンプルな回路構成、回路制御にできる。
【００２３】
画像形成装置５００は、画像形成装置５００の全体制御および周辺機器との制御信号のやり取りを司るシステムコントローラ５０１、ユーザによる各種の入力設定および装置の状態などを表示する操作表示部５０２、作像プロセスを用い、画像データに応じて最終的に用紙上に画像を形成する作像エンジン５０３を備える。
【００２４】
低温時駆動モード１１は、電源投入直後において駆動系温度検知部８２の検知温度があらかじめ定めた温度値以下であった場合、たとえば、下記第１駆動モード１２〜第６駆動モード１７を実行するモードである。また、通常駆動モード１８は、電源投入時において駆動系温度検知部８２の検知温度があらかじめ定めた温度値をこえた値であった場合、スタッカー１００各部の動作を通常の動作で駆動するモードである。
【００２５】
第１駆動モード１２は、駆動系温度検知部８２の検知結果に基づいて、あらかじめ設定した温度以下であることを検出した場合、駆動トルク可変手段により駆動トルクを変更し、モータを正転動作させた後、同じ回転数だけ逆転動作するモードである。第２駆動モード１３は、通常の用紙後処理動作とは異なるモードの初期は、モータ回転量をわずかとし、この動作を繰り返す度にモータの回転量を徐々に増加させるモードである。
【００２６】
また、第３駆動モード１４は、通常の用紙後処理動作とは異なるモードの初期は、各モータ回転時間を短くし、この動作を繰り返す度にモータの回転動作時間を徐々に増加させるモードである。第４駆動モード１５は、通常の用紙後処理動作とは異なるモードの初期は、モータの設定電流を通常時より増加し、暖機運転動作を繰り返す毎にモータの設定電流を増加するモードである。
【００２７】
また、第５駆動モード１６は、通常の用紙後処理動作とは異なるモードの初期は、モータの設定電流を通常時より増加させ、暖機運転動作を繰り返す毎にモータの設定電流を増加し、最大設定電流になった後、モータが動作しない場合に、モータをホールド動作させるモードである。第６駆動モード１７は、通常の用紙後処理動作とは異なるモードの初期は、モータの設定電流を通常時より増加させ、暖機運転動作を繰り返す毎にモータの設定電流を増加し、最大設定電流になった後もモータが動作しない場合に、モータをホールド動作させつつ、かつ、用紙後処理装置内にある他の動作可能なモータおよび機構を動作させるモードである。
【００２８】
第１駆動モード１２では、機内温度の低下により、用紙後処理装置内のモータとの連結部であるギヤが凍結したり、モータからベルトを介した伝達機構などのベルトが硬化したりして装置が正常動作できない場合、各モータの動作トルクを変更し、通常の用紙後処理動作とは異なるモードで装置を暖機運転する。この動作によって各モータの連結部の硬化や凍結を解除できるため、この凍結状態に起因して電源投入直後から各機構位置が変化せずに、暖機運転終了後、各機構部は、電源投入直後の位置に戻るため用紙後処理装置の機構部の位置がずれることがなく、用紙後処理装置の立上り起動時間が短縮でき、ユーザを待たせる時間も短縮できる。
【００２９】
第２駆動モード１３では、モータ回転角度を徐々に増加させることで、凍結したモータとの連結機構部である歯車やベルトを徐々に動かす。これによって、連結機構部である歯車やベルトを無理に動かすことによる、歯車の歯欠け、ベルトの断裂などの不具合発生を防止できるので、用紙後処理装置の機構部の劣化の進行が抑制され、用紙後処理装置寿命を長くできる。
【００３０】
第３駆動モード１４では、モータ回転時間を徐々に増加させることで、凍結したモータとの連結機構部である歯車やベルトを徐々に動かし、連結機構部である歯車やベルトを無理に動かすことによる、歯車の歯欠け、ベルトの断裂などを防止できるので、用紙後処理装置の機構部の劣化の進行が抑制され、かつ、動作時間を管理するため用紙後処理装置の立上り起動時間の遅れが回避される。
【００３１】
第４駆動モード１５では、モータ動作電流を徐々に増加させることで、モータとの連結機構部の凍結を解除でき、また、ベルトの場合は、モータ動作電流を徐々に増加させることにより、モータから発生する熱などにより硬化したベルトを軟化できるため、暖機運転時、必要最小限の電流でモータを動作させるため省電力となる。
【００３２】
第５駆動モード１６では、通常の用紙後処理動作とは異なるモードの初期は、モータの設定電流を通常時より増加させ、暖機運転動作を繰り返す毎にモータの設定電流を増加し、最大設定電流になった後もモータが動作しない場合、モータを一定時間ホールド動作させることにより、モータから熱が発生し、モータに接続される機構および機内温度が上昇するため、用紙後処理装置の使用開始までの立上り起動時間の遅れが回避される。
【００３３】
第６駆動モード１７では、通常の用紙後処理動作とは異なるモードの初期は、モータの設定電流を通常時より増加させ、暖機運転動作を繰り返す毎にモータの設定電流を増加し、最大設定電流になった後もモータが動作しない場合に、動作できないモータをホールド動作させる。この動作によってモータ自身を自己発熱させ、かつ、用紙後処理装置内にある他の動作可能なモータ及び機構を動作させることで用紙後処理装置内の熱を循環させ、用紙後処理装置内の温度分布を均一するので、動作不可のモータも自己発熱以外に、用紙後処理装置内から伝導される熱により、温度を上昇させることができるため、用紙後処理装置の立上り起動時間の遅れが回避される。
【００３４】
図２は、この実施の形態にかかるスタッカー１００の構成を示す説明図である。図２において、スタッカー１００は、複写機等の不図示の画像形成装置から排出されたシートを矢印Ａ方向から導入する。本例のスタッカー１００は、画像形成装置５００の操作表示部５０２あるいはＰＣなどの外部機器（不図示）からの入力情報に基づいてプルーフ排紙モード、ストレート排紙モード、およびシフト排紙モードの動作モードを選択し、後述する機構・動作によって所定の後処理を行う。
【００３５】
図２において、符号５０はメインジョガー、符号６０はサブジョガー、符号７１はストッパー、符号１０１はプルーフトレイ、符号１０２はシフトトレイ、符号１０３はトレイ昇降部、符号１０４はタイミングベルト、符号１０５はベルト、符号１０６はウォームギア、符号１０７はモータ、符号１０７ａは出力軸プーリ、符号１０７ｂはタイミングベルト、符号１０７ｃ、１０７ｄ、１０７ｅはギア、符号１０７ｆはタイミングベルト、符号１０８はスタッカー移動テーブル、符号１１０はガイド板、符号１１１は排紙ローラ、符号１２０は下分岐爪、符号１２１は上分岐爪、符号Ｓ１は入口センサ、符号Ｓ２はシフト排紙センサ、符号Ｓ３はセンサ、符号Ｓ４はプルーフ排紙センサ、符号Ｓ５は満杯検知センサ、符号Ｓ６，Ｓ７はセンサ、符号Ｌ１〜Ｌ３はシート搬送路である。これらの構成部品による各部に動作については後述する。
【００３６】
なお、本例では、スタッカー１００の各所にモータが取付いているが、地面より最も低い位置に取付いているモータ１０７の付近に駆動系温度検知部８２のセンサを取り付け、この近辺の温度を検知する。
【００３７】
図３は、図２におけるプルーフ排紙経路およびシフト排紙経路の構成を示す説明図である。図４は、図３における分岐爪の構成を示す説明図である。図２、３において、符号１２０は下分岐爪、符号１２１は上分岐爪であり、下分岐爪１２０、上分岐爪１２１の構造はどちらも同じである。よって、図４において、下分岐爪１２０を用いて分岐爪の構造について説明する。
【００３８】
図３に示すように分岐爪１２０が下を向き、ガイド板１１０から送られてきた用紙が分岐爪１２０の上面側を通過すると、用紙はガイド板１１０を通り上方の搬送経路Ｌ１をたどる。一方、分岐爪１２０が上を向き、ガイド板１１０から送られてきた用紙が分岐爪１２０の下面側を通過すると、用紙はガイド板１３を通り下方の搬送経路Ｌ３をたどる。図４のモータ１２２によってギア１２３とギア１２５が回転し、軸１２７と軸１２８を支点にして分岐爪１２０が回転する。分岐爪１２０の回転量は、フォトインタラプタ型のセンサＳ８にフィラー１２６を通過させることによって制御している。なお、図４の符号１２４は各部品を支持するブラケットである。
【００３９】
つぎに、搬送経路について説明する。本例のスタッカー１００は、プルーフ排紙モード、ストレート排紙モード、およびシフト排紙モードの動作モードを選択することができる。以下にそれぞれの排紙モードの動作を図２を参照して説明する。
【００４０】
＜プルーフ排紙＞
プルーフ排紙モードは、シート搬送路Ｌ１を通して、プルーフトレイ１０１上にシートを導いてスタックする動作モードである。図３において、用紙は搬送ローラ１，２，３，４によって搬送され、プルーフトレイ１０１に排出される。入口センサＳ１およびプルーフ排紙センサＳ４によって用紙の通過を検知している。プルーフトレイ１０１に用紙が積載され、満杯検知センサＳ５の位置まで用紙が積載されるとプルーフトレイ１０１に積載された用紙を取り除くまで印刷ジョブが一時停止する。
【００４１】
＜ストレート排紙＞
ストレート排紙モードは、シート搬送路Ｌ２を通して、本スタッカー１００の後段に備えられた別のスタッカーや別機能の用紙後処理装置等に用紙を搬送する動作モードである。図３において、用紙は搬送ローラ１，２，５，６，７，８，９，１０によって搬送され、後段に備えられた別のスタッカーや別機能の用紙後処理装置に送られる。入口センサＳ１，センサＳ６，Ｓ７によって用紙の通過を検知している。
【００４２】
＜シフト排紙＞
シフト排紙モードは、シート搬送路Ｌ３を通して、矢印Ｄ方向からシフトトレイ１０２上にシートを排出してスタックする動作モードである。図３において、用紙は、搬送ローラ１,シフト排紙ローラ１１１によって搬送され、シフトトレイ１０２に排出される。入口センサＳ１およびシフト排紙センサＳ２によって用紙の通過を検知している。シフト排紙モードにおいては、シフトトレイ１０２上の異なるシフト位置にシートをスタックする。
【００４３】
つぎに先端揃え機構７０の構成について説明する。図５は、先端揃え機構７０の構成を示す説明図である。図５に示す先端揃え機構７０は、シフトトレイ１０２上に排出されるシートの先端部を揃えるための機構であり、矢印Ｈ１，Ｈ２方向に位置調整可能なストッパー７１を備えている。ストッパー７１はスライダ７２に取り付けられており、スライダ７２は、図５のように、矢印Ｈ１方向に延在するシャフト７３にスライド可能にガイドされている。スライダ７２は、プーリ７４，７５の間に掛け渡されたベルト７６に連結されている。そして、モータ７７によってベルト７６が移動することにより、スライダ７２がストッパー７１と共に矢印Ｈ１方向に移動して、その位置が調整される。スライダ７２には遮蔽板７８が備えられており、ストッパー７１がホームポジションに移動したときに、その遮蔽板７８が光学式のホームポジションセンサＳ５によって検出される。
【００４４】
つぎにメインジョガー機構５０の構成について説明する。図６〜図８に示すメインジョガー機構部５０は、幅方向（用紙排出方向と垂直で水平な方向）の移動を制御するステッピングモータ２０１，２０２と、上下方向移動を制御するステッピングモータ２０３と、ステッピングモータ２０３の出力ギヤに噛合するギヤ２０４と、ギヤ２０４が取り付けられる回転軸２０５と、回転軸２０５に平行な駆動軸２０６と、駆動軸２０６に連結されたスライダ２０７Ｆ，２０７Ｒ(図７参照)と、スライダ２０７Ｆ，２０７Ｒ(図７参照)を検出するセンサＳ６Ｆ，Ｓ６Ｒと、回転軸２０５の回転状態を示すギヤ２０４に備えられたフィラー２０８と、そのフィラー２０８を検出するセンサＳ７と、を有する。本構成では、メインジョガー２１０Ｆ，２１０Ｒを両者間が広狭になるように、またこれらを上下するように動かす。センサＳ７にてフィラー２０８を検出する状態がホームポジションであり、メインジョガー２１０Ｆ，２１０Ｒは下がった状態位置となる。
【００４５】
図８に示すように、メインジョガー２１０Ｆ，２１０Ｒは板状体からなる。揃え部２１１Ｆ，２１１Ｒは、これらメインジョガー２１０Ｆ，２１０Ｒの最下部に位置し、互いの対向面はシフト方向Ｇと直交する平坦面からなる。このように揃え部２１１Ｆ，２１１Ｒを、互いの対向面がシフト方向Ｇと直交する平坦面で構成したことにより、メインジョガー２１０Ｆ，２１０Ｒをシフト方向Ｇに移動することによって、シフトトレイ１０２上に積載された用紙Ｓの端面に揃え部２１１Ｆ，２１１Ｒを確実に接離させて用紙束を揃えることができる。
【００４６】
図８において後述するように、メインジョガー２１０Ｆ，２１０Ｒは、図２に示した排紙ローラ１１１から排出された用紙Ｓをこれらメインジョガー２１０Ｆ，２１０Ｒの対向間隔内に導く際に該排出される用紙との干渉を避けるために、各揃え部２１１Ｆ，２１１Ｒの上方部分がこれら揃え部２１１Ｆ，２１１Ｒの対向間隔よりも広い間隔で形成された段状の逃げ部２１２Ｆ，２１２Ｒを構成している。
【００４７】
メインジョガー２１０Ｆ，２１０Ｒは、スライダ２０７Ｆ，２０７Ｒにより根元を挟み込み押さえ付けるように構成されており、スライダ２０７Ｆ，２０７Ｒの位置によってメインジョガー２１０Ｆ，２１０Ｒが所定状態以上には下に垂れ下がらないようになっているが、上方向には可動がフリーな構成である。
【００４８】
メインジョガー２１０Ｆ，２１０Ｒは、シフト排紙ローラ１１１から排出される用紙Ｓを受け入れることができる所定の対向間隔をあけた受け入れ位置で待機している。用紙Ｓがシフト排紙ローラ１１１より排出されシフトトレイ１０２上に積載される毎に受け入れ位置から対向間隔をせばめる動作をして用紙Ｓの端面位置まで移動したのち、対向間隔を広げる動作をして前記受け入れ位置に復帰する。この一連の揃え動作を行うことにより用紙の端面を揃える。
【００４９】
シフト排紙ローラ１１１は用紙ごとに矢印Ｇ１方向に１０ｍｍシフト動作を繰り返しながら第一の用紙束を構成する所定枚数の排出を終了した後、矢印Ｇ２方向に１０ｍｍシフト動作を繰り返し、用紙を積載していく。シフト方向切り換えの際、メインジョガー２１０Ｆ，２１０Ｒが退避回転位置に移動することにより揃え部材退避状態となり、この退避状態のもとでメインジョガー２１０Ｆ，２１０Ｒはシフト動作を行う。
【００５０】
たとえば、シフト排紙ローラ１１１がメインジョガー２１０Ｆ側にシフトする場合、メインジョガー２１０Ｒはシフトトレイ１０２上に積載された排出用紙奥側面かつ前の「部」の用紙束上に当接する位置に配置されることとなる。他方のメインジョガー２１０Ｆはシフトトレイ１０２上に積載されている用紙手前側面に位置し、上下位置としてはホームポジションをとっている。シフト排紙ローラ１１１のシフト動作が逆方向になる毎に回転軸２０５を、回転軸２０５に取り付けられたアーム２０９Ｆ，２０９Ｒがメインジョガー２１０Ｆ，２１０Ｒの根元を下に押し付ける方向に回転させることにより退避位置へ移動させる。シフト動作が発生する毎に反対側の揃え部材を前の「部」の用紙束上に当接させる（乗せる）ようにし、排出された用紙束を揃えていく。このとき、メインジョガー２１０Ｆ，２１０Ｒによって用紙がずれない摩擦係数に設定することで、用紙を安定して揃えることが可能となる。
【００５１】
メインジョガー２１０Ｆ，２１０Ｒの退避量については、センサＳ６Ｆ，Ｒにてフィラー２０６を検出するホームポジションからの退避量となるため上昇量としては常に一定の量となる。ホームポジションから排出束最上位面＋αの移動（上昇）をさせないと、シフト動作してくる積載された用紙束と干渉（接触）して、揃え束が崩れてしまうこととなる。＋αは最上位位置までの間のある地点となるが、α値が大きければ排出用紙のカール・折りによる膨らみには対応余裕度が増えるが、紙間が詰まった場合の次用紙受け入れに際しての復帰時間もかかってしまうことになる。
【００５２】
つぎにサブジョガー機構６０の構成について説明する。図９に示すサブジョガー機構部６０は、シフトトレイ１０２上に排出されるシートの先端部側を揃えるための機構であり、ステッピングモータ３０１によって幅方向に位置調整可能なサブジョガー３１０Ｆ，３１０Ｒを備えている。サブジョガー３１０Ｆ，３１０Ｒは、それぞれスライダ３１１Ｆ，３１１Ｒに取り付けられており、スライダ３１１Ｆ，３１１Ｒは、幅方向に延在するシャフト３０２にスライド可能にガイドされている。スライダ３１１Ｆ，３１１Ｒは、プーリ３０４，３０５の間に掛け渡されたベルト３０６に連結されている。そして、ステッピングモータ３０１によってベルト３０６が移動されることにより、スライダ３１１Ｆ，３１１Ｒがサブジョガー３１０Ｆ，３１０Ｒと共に幅方向に移動する。スライダ３１１Ｒがホームポジションに移動したときに、光学式のホームポジションセンサによって検出される。
【００５３】
この実施の形態にかかるスタッカー１００は、多種多数のモータとモータに接続されたタイミングプーリにより、歯車、タイミングベルトなどを介して各機構を動作させており、本例のスタッカー１００が、超低温になったときの動作を、つぎに示すフローチャートを用いて説明する。
【００５４】
図１０は、この実施の形態にかかるスタッカー１００の駆動制御動作を示すフローチャートである。この制御動作はスタッカー１００のメイン制御部１０（図１参照）によって統括的に実行される。まず、画像形成装置５００などに接続されるスタッカー１００の電源を投入（電源ＯＮ）する(ステップＳ１)。電源投入後、スタッカー１００内の駆動系温度検知部８２にて装置内の温度を検知し、この検知した温度があらかじめ定めた所定の温度以下であるか否かを判断する（ステップＳ２）。ここで、あらかじめ定めた所定の温度以下でない場合（判断Ｎｏ）、通常動作モードで駆動を行う（ステップＳ８）。
【００５５】
一方、ステップＳ２において、あらかじめ定めた所定の温度以下である場合（判断Ｙｅｓ）、スタッカー１００の内部機構であるモータを徐々に動作させることによりスタッカー１００の暖機運転（低温時駆動モード）を行う（ステップＳ３）。つぎに、スタッカー１００の内部機構が正常に動作したか否かをモータに連結するプーリ、歯車、ベルトなどの動作を光学式センサなどを用いた駆動動作確認部８１（図１参照）の出力を見ることで正常動作であるか否かを判断する（ステップＳ４）。ここで正常動作していない場合（判断Ｙｅｓ）、スタッカー１００の内部機構の駆動源であるモータの設定電流を増加する（ステップＳ５）。
【００５６】
一方、ステップＳ４において、正常動作した場合（判断Ｎｏ）、スタッカー１００の内部機構の駆動源であるモータの設定電流を維持したまま、ステップＳ２へ戻る。続いて、設定電流値を増加したら、駆動電流検知部８０（図１参照）により設定電流値が最大となっているか否かを判断する（ステップＳ６）。ここで、最大電流値となっている場合（判断Ｙｅｓ）、これ以上の設定電流値を増加ができないので、スタッカー１００の表示部にアラートを表示し、もしくは、画像形成装置５５０の操作表示部５０２にアラートを送信する（ステップＳ７）。一方、最大電流値となっていない場合（判断Ｎｏ）、ステップＳ２へ戻る。ステップＳ２で、機内があらかじめ定めた所定温度以上になり、通常動作モードに移行するまで上記動作を繰り返し実行する。
【００５７】
つぎに、低温環境下における駆動にかかる具体的な例で説明する。スタッカー１００内のモータからみて、低温環境になると、モータ１０７に接続される負荷が最も大きくなる。モータ１０７は、シフトトレイ１０２を上下動させるモータであり、モータ１０７からの接続形態は、モータ１０７−プーリ１０７ａ−タイミングベルト１０７ｂ−ギアＡ１０７ｃ−ウォームギア１０６−ギアＢ１０７ｄ−ギアＣ１０７ｅ−ギアＤ１０５−タイミングベルト１０７ｆ−タイミングベルト１０４−トレイ昇降部１０３となっている。
【００５８】
各ギア間は、滑らかに回転させるため、グリスなどの潤滑油が塗布してある。グリスは、低温環境下になると硬化する特性があることは周知である。また、各タイミングベルトも低温環境下になると、硬化するためモータ１０７からみた負荷は著しく増加する。さらに、高湿度環境下から低温環境になると、このギアなどの連結部分が固着・凍結してしまい、負荷が増加する。このような環境下にて、スタッカー１００の電源を投入し、スタッカー１００をイニシャル動作させると、モータ１０７からみた負荷が増加しているためスタッカー１００が停止してしまい、複写機などの本体は、スタッカー１００の異常表示をしてしまう。
【００５９】
そのため、スタッカー１００が異常停止になる前に、スタッカー１００内の温度を検知し、検出した温度がある閾値の温度以下であれば、モータへ供給する電流値を通常の電流値ＡからＢへ増加することでモータをトルクアップさせ、通常のスタッカー１００の処理動作とは異なる動作で、モータを数回転ＣＷ（時計回り）／ＣＣＷ（反時計回り）の往復動作させることで、硬化した部分を徐々に軟化させ、スタッカー１００が正常動作できるように機械の連結部を馴染ませ、機械の停止を防止する。
【００６０】
なお、通常の用紙後処理動作とは、モータ１０７に限定すれば、シフトトレイ１０２の上昇時の約２０秒間のＣＣＷ回転、シフトトレイ１０２が上昇しきった後、シフトトレイ１０２に約１０枚程度の用紙を積載する度に数十ｍ秒間のＣＷ回転を行う。また、イニシャル動作時、ＣＷ回転させて、シフトトレイ１０２を降下させ、シフトトレイ１０２の降下をセンサで検出した後、再度、シフトトレイ１０２のホームポジションに戻すためのＣＣＷ回転との動作である。他方、異なる動作とは、上記動作とは異なるモードで動作させることである。
【００６１】
図１１に駆動系温度検知部８２に用いるセンサの回路構成を示す。図１１に示すように、抵抗器Ｒ１とサーミスタＮＴＣ１を直列に接続する。サーミスタＮＴＣ１は、検知温度が低下すると、抵抗値が増加する。機内温度が所定の温度以下になると、抵抗器Ｒ１とサーミスタＮＴＣ１の接続点の電圧が、増加し、抵抗器Ｒ４を介して、コンパレーターＣｏｍｐ１の非反転入力端子側Ｖ１に供給される。一方、反転入力端子側Ｖ２には、抵抗器Ｒ２及びＲ３で構成される分圧電圧が供給されている。非反転入力端子電圧Ｖ１が反転入力端子電圧Ｖ２を上回ると、コンパレーターＣｏｍｐ１がオンして、ＣＰＵ側へ下限温度以下であることを出力する。ＣＰＵ側では、コンパレーターＣｏｍｐ１のオンを確認した後に、各モータの暖機運転を行い、モータが動作できない場合は、モータに流す電流値を通常より大きくなるように変更する。なお、図１１の符号Ｒ５，Ｒ６は抵抗器、符号Ｃ１はコンデンサである。
【００６２】
さらに、本回路例では、サーミスタＮＴC１の検知温度が、いったん、所定の温度を下回ると、ヒステリシスにより、所定の温度よりもわずかに高くなったぐらいでは、コンパレーターＣｏｍｐ１出力は、オフせず、抵抗器Ｒ４とＲ５で設定するヒステリシス電圧よりも高くなる、すなわち、サーミスタ検出温度が所定の温度よりヒステリシス幅温度よりも大きくなると、コンパレーターＣｏｍｐ１の出力がオフするため、機内温度は、各モータに連結されるベルト、歯車などが十分に動作できる温度となる。
【００６３】
なお、本例では、温度を検知する素子をサーミスタとしているが、温度を検知できる素子であれば、白金測温抵抗体、熱電対など何でもよい。また、本例では、サーミスタが検地した温度をコンパレーターＣｏｍｐ１で閾値温度判定をしたが、サーミスタＮＴC１の出力電圧をＡ／Ｄコンバーター（不図示）などで検知して、メイン制御部１０のＣＰＵ内部で温度換算しても構わない。
【００６４】
ところで、通常の用紙後処理動作とは異なるモードとは、少なくともモータを１回転以上正転動作させた後、正転動作の回転数と同じ回転数だけ逆転回転することを繰り返す。
本実施例では、正転回転させた後、この正転回転と同じ量で逆転回転させているが、逆転回転させた後、正転回転しても良く、特に順番は関係ない。目的は、各モータの先にある機構部の位置を暖機運転によりずらさないようにすることである。
【００６５】
さらに、上述した低温時の環境下において駆動制御を行う駆動制御例１〜６について詳述する。
【００６６】
［駆動制御例１］
通常の用紙後処理動作とは異なるモードの初期は、モータ回転量をわずかとし、具体的には、始めは、モータを＋４５度回転させ、つぎに、−４５度回転させる。この動作を数回行った後、つぎにモータを＋６０度回転させ、つぎに−６０度回転させ、徐々に回転量を増加させる。このように動作させることで凍結したモータとの連結機構部である歯車やベルトが徐々に動作可能となるため、連結機構部である歯車やベルトを無理に動かすことによる、歯車の歯欠け、ベルトの断裂などを防止でき、用紙後処理装置の機構部の劣化を防止でき、用紙後処理装置の寿命を長くすることができる。
【００６７】
［駆動制御例２］
通常の用紙後処理動作とは異なるモードの初期は、各モータ回転時間を短くし、この動作を繰り返す度にモータの回転動作時間を徐々に増加させる。たとえば、動作させたいモータがＤＣブラシモータであったとすると、エンコーダーなどを付加しない限り、回転角度制御ができない。そのため、簡単にＣＷ／ＣＣＷ回転させるためにＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御を行う。すなわち、周期一定で、ＤＣレベルの入力信号に応じてパルス幅のＤｕｔｙサイクル（パルス幅のＨとＬの比）を変えてＤＣブラシモータの制御を行う。
【００６８】
［駆動制御例３］
通常の用紙後処理動作とは異なるモードの初期は、モータの設定電流を通常時より増加し、暖機運転動作を繰り返す毎にモータの設定電流を増加する。つまり、モータの温度を徐々に増加させ、モータに接続される連結部も徐々に温度上昇させ、機械の動作を徐々に馴染ませる。
【００６９】
［駆動制御例４］
用紙後処理装置内にあるモータのうち、モータの取り付け位置高さが最も下に位置するモータ付近の温度を検知し、この検知温度にしたがって低温時駆動モードを実行する。通常、暖かい空気は、上方に行くため、室内において温度が一番低いところは、床面になる。その床面より最も近い位置に位置するモータ付近の温度を検知することで温度検知部が１つで済み、単純な構成にすることができる。
【００７０】
［駆動制御例５］
通常の用紙後処理動作とは異なるモードの初期は、モータの設定電流を通常時より増加させ、暖機運転動作を繰り返す毎にモータの設定電流を増加する。初期の電流値、つまり、機械の設定電流値Ｉ０より、暖機運転動作を繰り返す度に、Ｉ１→Ｉ２→・・・→ＩＮとし、最大設定電流になった後、モータが動作しない場合に、モータをホールド動作させることで、モータの発熱によりモータに連結される機構の温度を上昇させ、連結機構部の硬化を軟化させ、滑らかに動作させるようにする。
【００７１】
［駆動制御例６］
通常の用紙後処理動作とは異なるモードの初期は、モータの設定電流を通常時より増加させ、暖機運転動作を繰り返す毎にモータの設定電流を増加し、最大設定電流になった後もモータが動作しない場合に、モータをホールド動作させつつ、かつ、用紙後処理装置内にある他の動作可能なモータおよび機構を動作させるようにする。そのようにすることで、モータ自身を自己発熱させ、かつ、用紙後処理装置内にある他の動作可能なモータおよび機構を動作させることで用紙後処理装置内の熱を循環させ、用紙後処理装置内の温度分布を均一するので、動作不可のモータも自己発熱以外に、用紙後処理装置内から伝導される熱により、温度を上昇させることができ、用紙後処理装置が正常動作できるようになる。
【００７２】
したがって、上述した実施の形態では、画像形成装置５００などから排紙された用紙をスタックするスタッカー１００において、環境温度変化により、駆動用ベルトの収縮、歯車に注入された潤滑油が硬化などにより、モータから見た駆動負荷が大きくなった場合、装置内の温度を検知して、所定の温度以下であれば、モータ動作を徐々に行う暖機運転を行う。これにより、スタッカー１００内のモータとの連結部であるギヤが凍結したり、モータからベルトを介した伝達機構などのベルトが硬化したりして装置が正常動作できない場合においても、通常動作モードとは別モードで暖機運転することで、各モータの凍結部を徐々に融解させ、装置を無理に動作させることなく動作させることができる。また、ベルトが硬化している場合には、モータを少しずつ動作させることにより硬化したベルトを少しずつ動作させてベルトを軟化させ、スタッカー１００が正常動作できるようにするためスタッカー１００内のモータに連結される機構部を破壊や破損させることなく、また、装置にアラート（警告表示）も出すことなく、正常動作ができる。
【００７３】
また、低温により、スタッカー１００内のモータに必要以上の負荷が発生した場合でも、徐々にモータを動作させ、必要以上のトルクで機械的負荷を動作させることがないため機械を傷めず、長寿命という効果も期待できる。さらに、スタッカー１００内のモータを動作させて発生した熱量により、スタッカー１００の機内温度が上昇するため電源投入直後から装置が立ち上がるまでの時間が早くなり、ユーザの待機時間を短くさせる効果も期待できる。
【００７４】
ところで、以上に説明した例では、用紙後処理装置として、用紙積載装置であるスタッカーを一例として説明したが、スタッカーに限定されるものではなく、モータが駆動源になっている用紙後処理装置であれば、何でもあってもよい。さらに、上述したような駆動機構を有するものであれば、用紙後処理装置に限らず、複写機やプリンタ、複合機などの画像形成装置、およびこれらに装着される各種の周辺機器に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
以上のように、本発明にかかる用紙後処理装置は、ステイプラ、ソータ、スタッカーなどの用紙後処理装置に有用であり、特に、低温環境下において、各駆動モータ出力から駆動伝達系を構成する各駆動部品同士の固着などによる負荷増大や部品破損などを回避する駆動制御に適している。
【符号の説明】
【００７６】
１０ メイン制御部
１１ 低温時駆動モード
１２ 第１駆動モード
１３ 第２駆動モード
１４ 第３駆動モード
１５ 第４駆動モード
１６ 第５駆動モード
１７ 第５駆動モード
１８ 通常駆動モード
２０ 分岐爪切替部
２３ プルーフ排紙機構
２６ ストレート排紙機構
３０ シフト排紙機構
８０ 駆動電流検知部
８１ 駆動動作確認部
８２ 駆動系温度検知部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙後処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置などに接続される用紙後処理装置は、用紙搬送部、用紙揃え部、用紙パンチ部、用紙ステイプル部などの用紙後処理機能を有している。これらの用紙搬送部、用紙揃え部、用紙パンチ部、用紙ステイプル部の駆動源には、ステッピングモータ、ＤＣブラシモータ、ＤＣブラシレスモータ、など様々な種類のモータが使用されており、駆動源であるモータからプーリ、ギヤ、タイミングベルトなどを介して用紙搬送、用紙スタック、用紙パンチ、用紙ステイプルとった用紙後処理動作を行っている。これらモータの制御は、モータからみた機械的負荷に応じたモータトルクを設定し、モータの制御は、定電圧制御、定電流制御など用途に応じて使い分ける方法が知られている。
【０００３】
たとえば、特許文献１には、ステッピングモータからの駆動列中に樹脂製ギヤが存在し、機内温度が低温になると、樹脂製ギヤなどが収縮し、ステッピングモータからみた抵抗負荷が大きくなり、動作できなくなるとあり、それを防止するために、装置内の温度を検知する温度検知手段を設け、温度検知手段で検知した温度に基づいてステッピングモータの駆動電流値を制御する構成が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、機内の温度・湿度があらかじめ定義された湿度図内のどの領域に該当するかを決定し、各領域ごとの所定の重み係数を用いてステッピングモータにかかる負荷を推定し、テーブルを参照して当該推定値に対応する駆動電流をステッピングモータに供給することが記載されている。
【０００５】
また、特許文献３には、環境温度が低い場合ほど、各ステッピングモータに供給する電流を大きくして、各ステッピングモータの発生トルクを大きくすることで、ゴム層と用紙との摩擦力低下を補い、低温低湿環境下においても用紙を正常に搬送されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３２８６７7号公報
【特許文献２】特開２００７−５３８７１号公報
【特許文献３】特開２００１−３１５９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記に示されるような従来の技術にあっては、装置内部の機構が凍結した場合、温度を検知してモータ駆動電流を可変しても、タイミングベルトの硬化と凍結により、タイミングプーリや歯車とタイミングベルトといった駆動伝達部品が接合するため、温度変化で想定される負荷変動以上の負荷が発生し、装置が正常動作できないという問題は解消できていない。
【０００８】
すなわち、用紙後処理装置が低温環境下に長時間放置された場合、たとえば、極寒地のオフィスに画像形成装置と用紙後処理装置が設置され、前日に画像形成装置と用紙後処理装置の電源が完全にオフされ、翌朝にオフィスの画像形成装置と用紙後処理装置の電源を立ち上げてもオフィスの温度が低温のため、用紙後処理装置内のモータに接続されるギヤなどの連結部分が凍結したり、モータからベルトにより駆動力を伝達する機構では、低温環境によりベルトが硬化・接合するため、モータからみた負荷が想定以上に大きくなり、用紙後処理装置を正常に動作させることができないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、設置環境が外気温度並みの超低温になっても用紙後処理装置などの装置を破壊、破損させることなく、迅速に正常動作させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、駆動モータと、この駆動モータの駆動力を各回転体に伝達する駆動伝達部と、この駆動伝達部による駆動を受けて回転される用紙搬送系と、機内温度を検知する温度検知手段と、を有し、用紙を搬送処理する用紙後処理装置であって、前記駆動モータの駆動トルクを可変する駆動トルク可変手段と、前記温度検知手段の検知温度が、あらかじめ設定した温度以下である場合、初期動作時において通常駆動時の動作とは異なる低温時駆動モードで駆動制御を実行する駆動制御手段と、を備え、前記駆動制御手段は、前記駆動トルク可変手段により駆動トルクを変更し、前記駆動モータを正転動作させた後、この正転動作と同じ回転数だけ逆転動作する駆動制御を繰り返し実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかる用紙後処理装置は、機内温度の低下により、用紙後処理装置内のモータとの連結部であるギヤが凍結したり、モータからベルトを介した伝達機構などのベルトが硬化したりして装置が正常動作できない場合、各モータの動作トルクを変更し、通常の用紙後処理動作とは異なるモードで装置を暖機運転する。この動作によって各モータの連結部の硬化や凍結を解除できるため、設置環境が外気温度並みの超低温になっても用紙後処理装置などの装置を破壊、破損させることなく、迅速に正常動作させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、この実施の形態にかかる用紙積載装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、この実施の形態にかかるスタッカーの構成を示す説明図である。
【図３】図３は、図２におけるスタッカーの搬送経路の構成を示す説明図である。
【図４】図４は、図３における分岐爪の構成を示す説明図である。
【図５】図５は、図２におけるスタッカーの先端揃え部の構成を示す説明図である。
【図６】図６は、図２におけるスタッカーのメインジョガーの構成を示す説明図である。
【図７】図７は、図２におけるスタッカーのメインジョガーの構成を示す斜視図である。
【図８】図８は、メインジョガーの揃え部の構成を示す説明図である。
【図９】図９は、図２におけるスタッカーのサブジョガーの構成を示す説明図である。
【図１０】図１０は、この実施の形態にかかるスタッカーの駆動制御動作を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、この実施の形態にかかる駆動系温度検知部のセンサの構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる用紙後処理装置の一実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
（実施の形態）
本発明は、低温時において用紙後処理装置内の駆動部であるモータから各機構への伝達部が凍結したり、伝達機構が硬化した場合など、モータからみた負荷が想定以上に大きくなった場合、モータを通常の動作モードとは異なるモードで駆動させ、各機構伝達部の凍結解除や、伝達機構を軟化させることで正常動作を行うことが特徴になっている。これらの特徴について、以下の図面を用いて具体的に説明する。
【００１５】
図１は、この実施の形態にかかる用紙積載装置のシステム構成を示すブロック図である。この図１において、この実施の形態にかかる用紙積載装置(以下、スタッカーという)１００は、複写機、プリンタ、複合機などの画像形成装置５００の排紙側に機械的および電気的に接続されたシステムである。
【００１６】
スタッカー１００は、メイン制御部１０、分岐爪切替部２０、プルーフ排紙機構２３、ストレート排紙機構２６、シフト排紙機構３０、駆動電流検知部８０、駆動動作確認部８１、駆動系温度検知部８２を備える。
【００１７】
メイン制御部１０は、何れも不図示であるがＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，タイマーなどを含むマイクロコンピュータシステムで構成されている。メイン制御部１０は、画像形成装置５００のシステムコントローラ５０１からの制御信号にしたがった所定のモード、すなわち、プルーフ排紙モード、ストレート排紙モード、シフト排紙モードでスタッカー１００の各部を制御する。
【００１８】
メイン制御部１０は、スタッカー１００を構成する駆動系に対して駆動モータの駆動トルクを可変する駆動トルク可変手段（不図示）を有し、プログラムにそれぞれ従うことにより後述する低温時駆動モード１１、通常駆動モード１８にしたがった駆動制御を実行する。低温時駆動モード１１は、後述する第１駆動モード１２、第２駆動モード１３、第３駆動モード１４、第４駆動モード１５、第５駆動モード１６、第６駆動モード１７、各機能を実現するものである。なお、上記の駆動トルク可変手段は、たとえば、あらかじめメイン制御部１０に駆動トルクのテーブル値が記憶され、メイン制御部１０が、この機内温度に応じてテーブル値を参照して後述する駆動制御を行うものである。
【００１９】
分岐爪切替部２０は、駆動部２１、駆動制御部２２を有する。プルーフ制御機構２３は、駆動部２４、駆動制御部２５を有する。ストレート排紙機構２６は、駆動部２７、駆動制御部２８を有する。シフト排紙機構３０は、先端揃え部７０、駆動部４１、駆動制御部４２、メインジョガー機構部５０、駆動部５１、駆動制御部５２、サブジョガー機構部６０、駆動部６１、駆動制御部６２を有する。これらの機構については後述する。
【００２０】
分岐爪切替部２０は、駆動制御部２２がメイン制御部１０からのプルーフ排紙モード、ストレート排紙モード、シフト排紙モードいずれかの信号を受けて駆動部２１を制御する。この分岐爪については図２以降で具体的な構成・動作を説明する。プルーフ制御機構２３は、駆動制御部２５がメイン制御部１０からのプルーフ排紙モードの信号を受けて駆動部２４を制御する。このプルーフ制御機構２３の動作については図２以降で説明する。ストレート排紙機構２６は、駆動制御部２８がメイン制御部１０からのストレート排紙モードの信号を受けて駆動部２７を制御する。このプルーフ制御機構２３の動作については図２以降で説明する。シフト排紙機構３０は、メイン制御部１０からのシフト排紙モードの信号を受け、先端揃え部７０、メインジョガー機構部５０、サブジョガー機構部６０によりシフトトレイ１０２上に用紙をシフトスタックで積載する。このシフト排紙機構３０の詳細については図５〜図９を参照して後述する。
【００２１】
駆動電流検知部８０は、スタッカー１００内に配置される各駆動モータでの駆動電流を検知する。駆動動作確認部８１は、各駆動系の動きを、たとえば、光学センサを用いて検知する。駆動系温度検知部８２は、単数あるいは複数のサーミスタなどを機内の駆動系に配置し、その部分での温度を検知する。また、複数個のセンサ配置の場合にはその平均値あるいは最低温度を用いるか、あるいは処理モードに対応した部分の駆動系の検知温度を用いてもよい。
【００２２】
また、駆動系温度検知部８２において、単数のセンサ配置の場合、装置の最も下部になる駆動モータなどにセンサを配置する。これにより、用紙後処理装置内にあるモータの内、モータの取り付け位置高さが最も下に位置するモータ付近の温度を検知するので、最も低温となる駆動系の温度を検知することが可能となり、シンプルな回路構成、回路制御にできる。
【００２３】
画像形成装置５００は、画像形成装置５００の全体制御および周辺機器との制御信号のやり取りを司るシステムコントローラ５０１、ユーザによる各種の入力設定および装置の状態などを表示する操作表示部５０２、作像プロセスを用い、画像データに応じて最終的に用紙上に画像を形成する作像エンジン５０３を備える。
【００２４】
低温時駆動モード１１は、電源投入直後において駆動系温度検知部８２の検知温度があらかじめ定めた温度値以下であった場合、たとえば、下記第１駆動モード１２〜第６駆動モード１７を実行するモードである。また、通常駆動モード１８は、電源投入時において駆動系温度検知部８２の検知温度があらかじめ定めた温度値をこえた値であった場合、スタッカー１００各部の動作を通常の動作で駆動するモードである。
【００２５】
第１駆動モード１２は、駆動系温度検知部８２の検知結果に基づいて、あらかじめ設定した温度以下であることを検出した場合、駆動トルク可変手段により駆動トルクを変更し、モータを正転動作させた後、同じ回転数だけ逆転動作するモードである。第２駆動モード１３は、通常の用紙後処理動作とは異なるモードの初期は、モータ回転量をわずかとし、この動作を繰り返す度にモータの回転量を徐々に増加させるモードである。
【００２６】
また、第３駆動モード１４は、通常の用紙後処理動作とは異なるモードの初期は、各モータ回転時間を短くし、この動作を繰り返す度にモータの回転動作時間を徐々に増加させるモードである。第４駆動モード１５は、通常の用紙後処理動作とは異なるモードの初期は、モータの設定電流を通常時より増加し、暖機運転動作を繰り返す毎にモータの設定電流を増加するモードである。
【００２７】
また、第５駆動モード１６は、通常の用紙後処理動作とは異なるモードの初期は、モータの設定電流を通常時より増加させ、暖機運転動作を繰り返す毎にモータの設定電流を増加し、最大設定電流になった後、モータが動作しない場合に、モータをホールド動作させるモードである。第６駆動モード１７は、通常の用紙後処理動作とは異なるモードの初期は、モータの設定電流を通常時より増加させ、暖機運転動作を繰り返す毎にモータの設定電流を増加し、最大設定電流になった後もモータが動作しない場合に、モータをホールド動作させつつ、かつ、用紙後処理装置内にある他の動作可能なモータおよび機構を動作させるモードである。
【００２８】
第１駆動モード１２では、機内温度の低下により、用紙後処理装置内のモータとの連結部であるギヤが凍結したり、モータからベルトを介した伝達機構などのベルトが硬化したりして装置が正常動作できない場合、各モータの動作トルクを変更し、通常の用紙後処理動作とは異なるモードで装置を暖機運転する。この動作によって各モータの連結部の硬化や凍結を解除できるため、この凍結状態に起因して電源投入直後から各機構位置が変化せずに、暖機運転終了後、各機構部は、電源投入直後の位置に戻るため用紙後処理装置の機構部の位置がずれることがなく、用紙後処理装置の立上り起動時間が短縮でき、ユーザを待たせる時間も短縮できる。
【００２９】
第２駆動モード１３では、モータ回転角度を徐々に増加させることで、凍結したモータとの連結機構部である歯車やベルトを徐々に動かす。これによって、連結機構部である歯車やベルトを無理に動かすことによる、歯車の歯欠け、ベルトの断裂などの不具合発生を防止できるので、用紙後処理装置の機構部の劣化の進行が抑制され、用紙後処理装置寿命を長くできる。
【００３０】
第３駆動モード１４では、モータ回転時間を徐々に増加させることで、凍結したモータとの連結機構部である歯車やベルトを徐々に動かし、連結機構部である歯車やベルトを無理に動かすことによる、歯車の歯欠け、ベルトの断裂などを防止できるので、用紙後処理装置の機構部の劣化の進行が抑制され、かつ、動作時間を管理するため用紙後処理装置の立上り起動時間の遅れが回避される。
【００３１】
第４駆動モード１５では、モータ動作電流を徐々に増加させることで、モータとの連結機構部の凍結を解除でき、また、ベルトの場合は、モータ動作電流を徐々に増加させることにより、モータから発生する熱などにより硬化したベルトを軟化できるため、暖機運転時、必要最小限の電流でモータを動作させるため省電力となる。
【００３２】
第５駆動モード１６では、通常の用紙後処理動作とは異なるモードの初期は、モータの設定電流を通常時より増加させ、暖機運転動作を繰り返す毎にモータの設定電流を増加し、最大設定電流になった後もモータが動作しない場合、モータを一定時間ホールド動作させることにより、モータから熱が発生し、モータに接続される機構および機内温度が上昇するため、用紙後処理装置の使用開始までの立上り起動時間の遅れが回避される。
【００３３】
第６駆動モード１７では、通常の用紙後処理動作とは異なるモードの初期は、モータの設定電流を通常時より増加させ、暖機運転動作を繰り返す毎にモータの設定電流を増加し、最大設定電流になった後もモータが動作しない場合に、動作できないモータをホールド動作させる。この動作によってモータ自身を自己発熱させ、かつ、用紙後処理装置内にある他の動作可能なモータ及び機構を動作させることで用紙後処理装置内の熱を循環させ、用紙後処理装置内の温度分布を均一するので、動作不可のモータも自己発熱以外に、用紙後処理装置内から伝導される熱により、温度を上昇させることができるため、用紙後処理装置の立上り起動時間の遅れが回避される。
【００３４】
図２は、この実施の形態にかかるスタッカー１００の構成を示す説明図である。図２において、スタッカー１００は、複写機等の不図示の画像形成装置から排出されたシートを矢印Ａ方向から導入する。本例のスタッカー１００は、画像形成装置５００の操作表示部５０２あるいはＰＣなどの外部機器（不図示）からの入力情報に基づいてプルーフ排紙モード、ストレート排紙モード、およびシフト排紙モードの動作モードを選択し、後述する機構・動作によって所定の後処理を行う。
【００３５】
図２において、符号５０はメインジョガー、符号６０はサブジョガー、符号７１はストッパー、符号１０１はプルーフトレイ、符号１０２はシフトトレイ、符号１０３はトレイ昇降部、符号１０４はタイミングベルト、符号１０５はベルト、符号１０６はウォームギア、符号１０７はモータ、符号１０７ａは出力軸プーリ、符号１０７ｂはタイミングベルト、符号１０７ｃ、１０７ｄ、１０７ｅはギア、符号１０７ｆはタイミングベルト、符号１０８はスタッカー移動テーブル、符号１１０はガイド板、符号１１１は排紙ローラ、符号１２０は下分岐爪、符号１２１は上分岐爪、符号Ｓ１は入口センサ、符号Ｓ２はシフト排紙センサ、符号Ｓ３はセンサ、符号Ｓ４はプルーフ排紙センサ、符号Ｓ５は満杯検知センサ、符号Ｓ６，Ｓ７はセンサ、符号Ｌ１〜Ｌ３はシート搬送路である。これらの構成部品による各部に動作については後述する。
【００３６】
なお、本例では、スタッカー１００の各所にモータが取付いているが、地面より最も低い位置に取付いているモータ１０７の付近に駆動系温度検知部８２のセンサを取り付け、この近辺の温度を検知する。
【００３７】
図３は、図２におけるプルーフ排紙経路およびシフト排紙経路の構成を示す説明図である。図４は、図３における分岐爪の構成を示す説明図である。図２、３において、符号１２０は下分岐爪、符号１２１は上分岐爪であり、下分岐爪１２０、上分岐爪１２１の構造はどちらも同じである。よって、図４において、下分岐爪１２０を用いて分岐爪の構造について説明する。
【００３８】
図３に示すように分岐爪１２０が下を向き、ガイド板１１０から送られてきた用紙が分岐爪１２０の上面側を通過すると、用紙はガイド板１１０を通り上方の搬送経路Ｌ１をたどる。一方、分岐爪１２０が上を向き、ガイド板１１０から送られてきた用紙が分岐爪１２０の下面側を通過すると、用紙はガイド板１３を通り下方の搬送経路Ｌ３をたどる。図４のモータ１２２によってギア１２３とギア１２５が回転し、軸１２７と軸１２８を支点にして分岐爪１２０が回転する。分岐爪１２０の回転量は、フォトインタラプタ型のセンサＳ８にフィラー１２６を通過させることによって制御している。なお、図４の符号１２４は各部品を支持するブラケットである。
【００３９】
つぎに、搬送経路について説明する。本例のスタッカー１００は、プルーフ排紙モード、ストレート排紙モード、およびシフト排紙モードの動作モードを選択することができる。以下にそれぞれの排紙モードの動作を図２を参照して説明する。
【００４０】
＜プルーフ排紙＞
プルーフ排紙モードは、シート搬送路Ｌ１を通して、プルーフトレイ１０１上にシートを導いてスタックする動作モードである。図３において、用紙は搬送ローラ１，２，３，４によって搬送され、プルーフトレイ１０１に排出される。入口センサＳ１およびプルーフ排紙センサＳ４によって用紙の通過を検知している。プルーフトレイ１０１に用紙が積載され、満杯検知センサＳ５の位置まで用紙が積載されるとプルーフトレイ１０１に積載された用紙を取り除くまで印刷ジョブが一時停止する。
【００４１】
＜ストレート排紙＞
ストレート排紙モードは、シート搬送路Ｌ２を通して、本スタッカー１００の後段に備えられた別のスタッカーや別機能の用紙後処理装置等に用紙を搬送する動作モードである。図３において、用紙は搬送ローラ１，２，５，６，７，８，９，１０によって搬送され、後段に備えられた別のスタッカーや別機能の用紙後処理装置に送られる。入口センサＳ１，センサＳ６，Ｓ７によって用紙の通過を検知している。
【００４２】
＜シフト排紙＞
シフト排紙モードは、シート搬送路Ｌ３を通して、矢印Ｄ方向からシフトトレイ１０２上にシートを排出してスタックする動作モードである。図３において、用紙は、搬送ローラ１,シフト排紙ローラ１１１によって搬送され、シフトトレイ１０２に排出される。入口センサＳ１およびシフト排紙センサＳ２によって用紙の通過を検知している。シフト排紙モードにおいては、シフトトレイ１０２上の異なるシフト位置にシートをスタックする。
【００４３】
つぎに先端揃え機構７０の構成について説明する。図５は、先端揃え機構７０の構成を示す説明図である。図５に示す先端揃え機構７０は、シフトトレイ１０２上に排出されるシートの先端部を揃えるための機構であり、矢印Ｈ１，Ｈ２方向に位置調整可能なストッパー７１を備えている。ストッパー７１はスライダ７２に取り付けられており、スライダ７２は、図５のように、矢印Ｈ１方向に延在するシャフト７３にスライド可能にガイドされている。スライダ７２は、プーリ７４，７５の間に掛け渡されたベルト７６に連結されている。そして、モータ７７によってベルト７６が移動することにより、スライダ７２がストッパー７１と共に矢印Ｈ１方向に移動して、その位置が調整される。スライダ７２には遮蔽板７８が備えられており、ストッパー７１がホームポジションに移動したときに、その遮蔽板７８が光学式のホームポジションセンサＳ５によって検出される。
【００４４】
つぎにメインジョガー機構５０の構成について説明する。図６〜図８に示すメインジョガー機構部５０は、幅方向（用紙排出方向と垂直で水平な方向）の移動を制御するステッピングモータ２０１，２０２と、上下方向移動を制御するステッピングモータ２０３と、ステッピングモータ２０３の出力ギヤに噛合するギヤ２０４と、ギヤ２０４が取り付けられる回転軸２０５と、回転軸２０５に平行な駆動軸２０６と、駆動軸２０６に連結されたスライダ２０７Ｆ，２０７Ｒ(図７参照)と、スライダ２０７Ｆ，２０７Ｒ(図７参照)を検出するセンサＳ６Ｆ，Ｓ６Ｒと、回転軸２０５の回転状態を示すギヤ２０４に備えられたフィラー２０８と、そのフィラー２０８を検出するセンサＳ７と、を有する。本構成では、メインジョガー２１０Ｆ，２１０Ｒを両者間が広狭になるように、またこれらを上下するように動かす。センサＳ７にてフィラー２０８を検出する状態がホームポジションであり、メインジョガー２１０Ｆ，２１０Ｒは下がった状態位置となる。
【００４５】
図８に示すように、メインジョガー２１０Ｆ，２１０Ｒは板状体からなる。揃え部２１１Ｆ，２１１Ｒは、これらメインジョガー２１０Ｆ，２１０Ｒの最下部に位置し、互いの対向面はシフト方向Ｇと直交する平坦面からなる。このように揃え部２１１Ｆ，２１１Ｒを、互いの対向面がシフト方向Ｇと直交する平坦面で構成したことにより、メインジョガー２１０Ｆ，２１０Ｒをシフト方向Ｇに移動することによって、シフトトレイ１０２上に積載された用紙Ｓの端面に揃え部２１１Ｆ，２１１Ｒを確実に接離させて用紙束を揃えることができる。
【００４６】
図８において後述するように、メインジョガー２１０Ｆ，２１０Ｒは、図２に示した排紙ローラ１１１から排出された用紙Ｓをこれらメインジョガー２１０Ｆ，２１０Ｒの対向間隔内に導く際に該排出される用紙との干渉を避けるために、各揃え部２１１Ｆ，２１１Ｒの上方部分がこれら揃え部２１１Ｆ，２１１Ｒの対向間隔よりも広い間隔で形成された段状の逃げ部２１２Ｆ，２１２Ｒを構成している。
【００４７】
メインジョガー２１０Ｆ，２１０Ｒは、スライダ２０７Ｆ，２０７Ｒにより根元を挟み込み押さえ付けるように構成されており、スライダ２０７Ｆ，２０７Ｒの位置によってメインジョガー２１０Ｆ，２１０Ｒが所定状態以上には下に垂れ下がらないようになっているが、上方向には可動がフリーな構成である。
【００４８】
メインジョガー２１０Ｆ，２１０Ｒは、シフト排紙ローラ１１１から排出される用紙Ｓを受け入れることができる所定の対向間隔をあけた受け入れ位置で待機している。用紙Ｓがシフト排紙ローラ１１１より排出されシフトトレイ１０２上に積載される毎に受け入れ位置から対向間隔をせばめる動作をして用紙Ｓの端面位置まで移動したのち、対向間隔を広げる動作をして前記受け入れ位置に復帰する。この一連の揃え動作を行うことにより用紙の端面を揃える。
【００４９】
シフト排紙ローラ１１１は用紙ごとに矢印Ｇ１方向に１０ｍｍシフト動作を繰り返しながら第一の用紙束を構成する所定枚数の排出を終了した後、矢印Ｇ２方向に１０ｍｍシフト動作を繰り返し、用紙を積載していく。シフト方向切り換えの際、メインジョガー２１０Ｆ，２１０Ｒが退避回転位置に移動することにより揃え部材退避状態となり、この退避状態のもとでメインジョガー２１０Ｆ，２１０Ｒはシフト動作を行う。
【００５０】
たとえば、シフト排紙ローラ１１１がメインジョガー２１０Ｆ側にシフトする場合、メインジョガー２１０Ｒはシフトトレイ１０２上に積載された排出用紙奥側面かつ前の「部」の用紙束上に当接する位置に配置されることとなる。他方のメインジョガー２１０Ｆはシフトトレイ１０２上に積載されている用紙手前側面に位置し、上下位置としてはホームポジションをとっている。シフト排紙ローラ１１１のシフト動作が逆方向になる毎に回転軸２０５を、回転軸２０５に取り付けられたアーム２０９Ｆ，２０９Ｒがメインジョガー２１０Ｆ，２１０Ｒの根元を下に押し付ける方向に回転させることにより退避位置へ移動させる。シフト動作が発生する毎に反対側の揃え部材を前の「部」の用紙束上に当接させる（乗せる）ようにし、排出された用紙束を揃えていく。このとき、メインジョガー２１０Ｆ，２１０Ｒによって用紙がずれない摩擦係数に設定することで、用紙を安定して揃えることが可能となる。
【００５１】
メインジョガー２１０Ｆ，２１０Ｒの退避量については、センサＳ６Ｆ，Ｒにてフィラー２０６を検出するホームポジションからの退避量となるため上昇量としては常に一定の量となる。ホームポジションから排出束最上位面＋αの移動（上昇）をさせないと、シフト動作してくる積載された用紙束と干渉（接触）して、揃え束が崩れてしまうこととなる。＋αは最上位位置までの間のある地点となるが、α値が大きければ排出用紙のカール・折りによる膨らみには対応余裕度が増えるが、紙間が詰まった場合の次用紙受け入れに際しての復帰時間もかかってしまうことになる。
【００５２】
つぎにサブジョガー機構６０の構成について説明する。図９に示すサブジョガー機構部６０は、シフトトレイ１０２上に排出されるシートの先端部側を揃えるための機構であり、ステッピングモータ３０１によって幅方向に位置調整可能なサブジョガー３１０Ｆ，３１０Ｒを備えている。サブジョガー３１０Ｆ，３１０Ｒは、それぞれスライダ３１１Ｆ，３１１Ｒに取り付けられており、スライダ３１１Ｆ，３１１Ｒは、幅方向に延在するシャフト３０２にスライド可能にガイドされている。スライダ３１１Ｆ，３１１Ｒは、プーリ３０４，３０５の間に掛け渡されたベルト３０６に連結されている。そして、ステッピングモータ３０１によってベルト３０６が移動されることにより、スライダ３１１Ｆ，３１１Ｒがサブジョガー３１０Ｆ，３１０Ｒと共に幅方向に移動する。スライダ３１１Ｒがホームポジションに移動したときに、光学式のホームポジションセンサによって検出される。
【００５３】
この実施の形態にかかるスタッカー１００は、多種多数のモータとモータに接続されたタイミングプーリにより、歯車、タイミングベルトなどを介して各機構を動作させており、本例のスタッカー１００が、超低温になったときの動作を、つぎに示すフローチャートを用いて説明する。
【００５４】
図１０は、この実施の形態にかかるスタッカー１００の駆動制御動作を示すフローチャートである。この制御動作はスタッカー１００のメイン制御部１０（図１参照）によって統括的に実行される。まず、画像形成装置５００などに接続されるスタッカー１００の電源を投入（電源ＯＮ）する(ステップＳ１)。電源投入後、スタッカー１００内の駆動系温度検知部８２にて装置内の温度を検知し、この検知した温度があらかじめ定めた所定の温度以下であるか否かを判断する（ステップＳ２）。ここで、あらかじめ定めた所定の温度以下でない場合（判断Ｎｏ）、通常動作モードで駆動を行う（ステップＳ８）。
【００５５】
一方、ステップＳ２において、あらかじめ定めた所定の温度以下である場合（判断Ｙｅｓ）、スタッカー１００の内部機構であるモータを徐々に動作させることによりスタッカー１００の暖機運転（低温時駆動モード）を行う（ステップＳ３）。つぎに、スタッカー１００の内部機構が正常に動作したか否かをモータに連結するプーリ、歯車、ベルトなどの動作を光学式センサなどを用いた駆動動作確認部８１（図１参照）の出力を見ることで正常動作であるか否かを判断する（ステップＳ４）。ここで正常動作していない場合（判断Ｙｅｓ）、スタッカー１００の内部機構の駆動源であるモータの設定電流を増加する（ステップＳ５）。
【００５６】
一方、ステップＳ４において、正常動作した場合（判断Ｎｏ）、スタッカー１００の内部機構の駆動源であるモータの設定電流を維持したまま、ステップＳ２へ戻る。続いて、設定電流値を増加したら、駆動電流検知部８０（図１参照）により設定電流値が最大となっているか否かを判断する（ステップＳ６）。ここで、最大電流値となっている場合（判断Ｙｅｓ）、これ以上の設定電流値を増加ができないので、スタッカー１００の表示部にアラートを表示し、もしくは、画像形成装置５５０の操作表示部５０２にアラートを送信する（ステップＳ７）。一方、最大電流値となっていない場合（判断Ｎｏ）、ステップＳ２へ戻る。ステップＳ２で、機内があらかじめ定めた所定温度以上になり、通常動作モードに移行するまで上記動作を繰り返し実行する。
【００５７】
つぎに、低温環境下における駆動にかかる具体的な例で説明する。スタッカー１００内のモータからみて、低温環境になると、モータ１０７に接続される負荷が最も大きくなる。モータ１０７は、シフトトレイ１０２を上下動させるモータであり、モータ１０７からの接続形態は、モータ１０７−プーリ１０７ａ−タイミングベルト１０７ｂ−ギアＡ１０７ｃ−ウォームギア１０６−ギアＢ１０７ｄ−ギアＣ１０７ｅ−ギアＤ１０５−タイミングベルト１０７ｆ−タイミングベルト１０４−トレイ昇降部１０３となっている。
【００５８】
各ギア間は、滑らかに回転させるため、グリスなどの潤滑油が塗布してある。グリスは、低温環境下になると硬化する特性があることは周知である。また、各タイミングベルトも低温環境下になると、硬化するためモータ１０７からみた負荷は著しく増加する。さらに、高湿度環境下から低温環境になると、このギアなどの連結部分が固着・凍結してしまい、負荷が増加する。このような環境下にて、スタッカー１００の電源を投入し、スタッカー１００をイニシャル動作させると、モータ１０７からみた負荷が増加しているためスタッカー１００が停止してしまい、複写機などの本体は、スタッカー１００の異常表示をしてしまう。
【００５９】
そのため、スタッカー１００が異常停止になる前に、スタッカー１００内の温度を検知し、検出した温度がある閾値の温度以下であれば、モータへ供給する電流値を通常の電流値ＡからＢへ増加することでモータをトルクアップさせ、通常のスタッカー１００の処理動作とは異なる動作で、モータを数回転ＣＷ（時計回り）／ＣＣＷ（反時計回り）の往復動作させることで、硬化した部分を徐々に軟化させ、スタッカー１００が正常動作できるように機械の連結部を馴染ませ、機械の停止を防止する。
【００６０】
なお、通常の用紙後処理動作とは、モータ１０７に限定すれば、シフトトレイ１０２の上昇時の約２０秒間のＣＣＷ回転、シフトトレイ１０２が上昇しきった後、シフトトレイ１０２に約１０枚程度の用紙を積載する度に数十ｍ秒間のＣＷ回転を行う。また、イニシャル動作時、ＣＷ回転させて、シフトトレイ１０２を降下させ、シフトトレイ１０２の降下をセンサで検出した後、再度、シフトトレイ１０２のホームポジションに戻すためのＣＣＷ回転との動作である。他方、異なる動作とは、上記動作とは異なるモードで動作させることである。
【００６１】
図１１に駆動系温度検知部８２に用いるセンサの回路構成を示す。図１１に示すように、抵抗器Ｒ１とサーミスタＮＴＣ１を直列に接続する。サーミスタＮＴＣ１は、検知温度が低下すると、抵抗値が増加する。機内温度が所定の温度以下になると、抵抗器Ｒ１とサーミスタＮＴＣ１の接続点の電圧が、増加し、抵抗器Ｒ４を介して、コンパレーターＣｏｍｐ１の非反転入力端子側Ｖ１に供給される。一方、反転入力端子側Ｖ２には、抵抗器Ｒ２及びＲ３で構成される分圧電圧が供給されている。非反転入力端子電圧Ｖ１が反転入力端子電圧Ｖ２を上回ると、コンパレーターＣｏｍｐ１がオンして、ＣＰＵ側へ下限温度以下であることを出力する。ＣＰＵ側では、コンパレーターＣｏｍｐ１のオンを確認した後に、各モータの暖機運転を行い、モータが動作できない場合は、モータに流す電流値を通常より大きくなるように変更する。なお、図１１の符号Ｒ５，Ｒ６は抵抗器、符号Ｃ１はコンデンサである。
【００６２】
さらに、本回路例では、サーミスタＮＴC１の検知温度が、いったん、所定の温度を下回ると、ヒステリシスにより、所定の温度よりもわずかに高くなったぐらいでは、コンパレーターＣｏｍｐ１出力は、オフせず、抵抗器Ｒ４とＲ５で設定するヒステリシス電圧よりも高くなる、すなわち、サーミスタ検出温度が所定の温度よりヒステリシス幅温度よりも大きくなると、コンパレーターＣｏｍｐ１の出力がオフするため、機内温度は、各モータに連結されるベルト、歯車などが十分に動作できる温度となる。
【００６３】
なお、本例では、温度を検知する素子をサーミスタとしているが、温度を検知できる素子であれば、白金測温抵抗体、熱電対など何でもよい。また、本例では、サーミスタが検地した温度をコンパレーターＣｏｍｐ１で閾値温度判定をしたが、サーミスタＮＴC１の出力電圧をＡ／Ｄコンバーター（不図示）などで検知して、メイン制御部１０のＣＰＵ内部で温度換算しても構わない。
【００６４】
ところで、通常の用紙後処理動作とは異なるモードとは、少なくともモータを１回転以上正転動作させた後、正転動作の回転数と同じ回転数だけ逆転回転することを繰り返す。
本実施例では、正転回転させた後、この正転回転と同じ量で逆転回転させているが、逆転回転させた後、正転回転しても良く、特に順番は関係ない。目的は、各モータの先にある機構部の位置を暖機運転によりずらさないようにすることである。
【００６５】
さらに、上述した低温時の環境下において駆動制御を行う駆動制御例１〜６について詳述する。
【００６６】
［駆動制御例１］
通常の用紙後処理動作とは異なるモードの初期は、モータ回転量をわずかとし、具体的には、始めは、モータを＋４５度回転させ、つぎに、−４５度回転させる。この動作を数回行った後、つぎにモータを＋６０度回転させ、つぎに−６０度回転させ、徐々に回転量を増加させる。このように動作させることで凍結したモータとの連結機構部である歯車やベルトが徐々に動作可能となるため、連結機構部である歯車やベルトを無理に動かすことによる、歯車の歯欠け、ベルトの断裂などを防止でき、用紙後処理装置の機構部の劣化を防止でき、用紙後処理装置の寿命を長くすることができる。
【００６７】
［駆動制御例２］
通常の用紙後処理動作とは異なるモードの初期は、各モータ回転時間を短くし、この動作を繰り返す度にモータの回転動作時間を徐々に増加させる。たとえば、動作させたいモータがＤＣブラシモータであったとすると、エンコーダーなどを付加しない限り、回転角度制御ができない。そのため、簡単にＣＷ／ＣＣＷ回転させるためにＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御を行う。すなわち、周期一定で、ＤＣレベルの入力信号に応じてパルス幅のＤｕｔｙサイクル（パルス幅のＨとＬの比）を変えてＤＣブラシモータの制御を行う。
【００６８】
［駆動制御例３］
通常の用紙後処理動作とは異なるモードの初期は、モータの設定電流を通常時より増加し、暖機運転動作を繰り返す毎にモータの設定電流を増加する。つまり、モータの温度を徐々に増加させ、モータに接続される連結部も徐々に温度上昇させ、機械の動作を徐々に馴染ませる。
【００６９】
［駆動制御例４］
用紙後処理装置内にあるモータのうち、モータの取り付け位置高さが最も下に位置するモータ付近の温度を検知し、この検知温度にしたがって低温時駆動モードを実行する。通常、暖かい空気は、上方に行くため、室内において温度が一番低いところは、床面になる。その床面より最も近い位置に位置するモータ付近の温度を検知することで温度検知部が１つで済み、単純な構成にすることができる。
【００７０】
［駆動制御例５］
通常の用紙後処理動作とは異なるモードの初期は、モータの設定電流を通常時より増加させ、暖機運転動作を繰り返す毎にモータの設定電流を増加する。初期の電流値、つまり、機械の設定電流値Ｉ０より、暖機運転動作を繰り返す度に、Ｉ１→Ｉ２→・・・→ＩＮとし、最大設定電流になった後、モータが動作しない場合に、モータをホールド動作させることで、モータの発熱によりモータに連結される機構の温度を上昇させ、連結機構部の硬化を軟化させ、滑らかに動作させるようにする。
【００７１】
［駆動制御例６］
通常の用紙後処理動作とは異なるモードの初期は、モータの設定電流を通常時より増加させ、暖機運転動作を繰り返す毎にモータの設定電流を増加し、最大設定電流になった後もモータが動作しない場合に、モータをホールド動作させつつ、かつ、用紙後処理装置内にある他の動作可能なモータおよび機構を動作させるようにする。そのようにすることで、モータ自身を自己発熱させ、かつ、用紙後処理装置内にある他の動作可能なモータおよび機構を動作させることで用紙後処理装置内の熱を循環させ、用紙後処理装置内の温度分布を均一するので、動作不可のモータも自己発熱以外に、用紙後処理装置内から伝導される熱により、温度を上昇させることができ、用紙後処理装置が正常動作できるようになる。
【００７２】
したがって、上述した実施の形態では、画像形成装置５００などから排紙された用紙をスタックするスタッカー１００において、環境温度変化により、駆動用ベルトの収縮、歯車に注入された潤滑油が硬化などにより、モータから見た駆動負荷が大きくなった場合、装置内の温度を検知して、所定の温度以下であれば、モータ動作を徐々に行う暖機運転を行う。これにより、スタッカー１００内のモータとの連結部であるギヤが凍結したり、モータからベルトを介した伝達機構などのベルトが硬化したりして装置が正常動作できない場合においても、通常動作モードとは別モードで暖機運転することで、各モータの凍結部を徐々に融解させ、装置を無理に動作させることなく動作させることができる。また、ベルトが硬化している場合には、モータを少しずつ動作させることにより硬化したベルトを少しずつ動作させてベルトを軟化させ、スタッカー１００が正常動作できるようにするためスタッカー１００内のモータに連結される機構部を破壊や破損させることなく、また、装置にアラート（警告表示）も出すことなく、正常動作ができる。
【００７３】
また、低温により、スタッカー１００内のモータに必要以上の負荷が発生した場合でも、徐々にモータを動作させ、必要以上のトルクで機械的負荷を動作させることがないため機械を傷めず、長寿命という効果も期待できる。さらに、スタッカー１００内のモータを動作させて発生した熱量により、スタッカー１００の機内温度が上昇するため電源投入直後から装置が立ち上がるまでの時間が早くなり、ユーザの待機時間を短くさせる効果も期待できる。
【００７４】
ところで、以上に説明した例では、用紙後処理装置として、用紙積載装置であるスタッカーを一例として説明したが、スタッカーに限定されるものではなく、モータが駆動源になっている用紙後処理装置であれば、何でもあってもよい。さらに、上述したような駆動機構を有するものであれば、用紙後処理装置に限らず、複写機やプリンタ、複合機などの画像形成装置、およびこれらに装着される各種の周辺機器に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
以上のように、本発明にかかる用紙後処理装置は、ステイプラ、ソータ、スタッカーなどの用紙後処理装置に有用であり、特に、低温環境下において、各駆動モータ出力から駆動伝達系を構成する各駆動部品同士の固着などによる負荷増大や部品破損などを回避する駆動制御に適している。
【符号の説明】
【００７６】
１０ メイン制御部
１１ 低温時駆動モード
１２ 第１駆動モード
１３ 第２駆動モード
１４ 第３駆動モード
１５ 第４駆動モード
１６ 第５駆動モード
１７ 第５駆動モード
１８ 通常駆動モード
２０ 分岐爪切替部
２３ プルーフ排紙機構
２６ ストレート排紙機構
３０ シフト排紙機構
８０ 駆動電流検知部
８１ 駆動動作確認部
８２ 駆動系温度検知部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動モータと、この駆動モータの駆動力を各回転体に伝達する駆動伝達部と、この駆動伝達部による駆動を受けて回転される用紙搬送系と、機内温度を検知する温度検知手段と、を有し、用紙を搬送処理する用紙後処理装置であって、
前記駆動モータの駆動トルクを可変する駆動トルク可変手段と、
前記温度検知手段の検知温度が、あらかじめ設定した温度以下である場合、初期動作時において通常駆動時の動作とは異なる低温時駆動モードで駆動制御を実行する駆動制御手段と、
を備え、
前記駆動制御手段は、前記駆動トルク可変手段により駆動トルクを変更し、前記駆動モータを正転動作させた後、この正転動作と同じ回転数だけ逆転動作する駆動制御を繰り返し実行することを特徴とする用紙後処理装置。
【請求項２】
前記駆動制御手段は、前記駆動モータの回転量を通常駆動時よりわずかとし、この動作を繰り返す度に前記駆動モータの回転量を徐々に増加させることを特徴とする請求項１に記載の用紙後処理装置。
【請求項３】
前記駆動制御手段は、前記駆動モータの回転時間を通常駆動時より短くし、この動作を繰り返す度に駆動モータの回転動作時間を徐々に増加させることを特徴とする請求項１に記載の用紙後処理装置。
【請求項４】
前記駆動制御手段は、前記駆動モータの設定電流を通常駆動時より増加し、前記低温時処理モードでの動作を繰り返す毎に前記駆動モータの設定電流を増加することを特徴とする請求項１に記載の用紙後処理装置。
【請求項５】
前記駆動制御手段は、前記駆動モータの設定電流を通常駆動時より増加させ、前記低温時処理モードでの動作を繰り返す毎に前記駆動モータの設定電流を増加し、最大設定電流になった後、前記駆動モータが動作しない場合に、前記駆動モータをホールド動作させることを特徴とする請求項１に記載の用紙後処理装置。
【請求項６】
前記駆動制御手段は、前記駆動モータの設定電流を通常駆動時より増加させ、前記低温時処理モードでの動作を繰り返す毎に前記駆動モータの設定電流を増加し、最大設定電流になった後も前記駆動モータが動作しない場合に、前記駆動モータをホールド動作させつつ、かつ、装置内にある他の動作可能な駆動モータおよび機構を動作させることを特徴とする請求項１に記載の用紙後処理装置。
【請求項７】
前記温度検知手段は、装置内の駆動モータのうち、前記駆動モータの取り付け位置高さが最も下に位置する前記駆動モータ付近の温度を検知する位置に配置されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の用紙後処理装置。
【請求項１】
駆動モータと、この駆動モータの駆動力を各回転体に伝達する駆動伝達部と、この駆動伝達部による駆動を受けて回転される用紙搬送系と、機内温度を検知する温度検知手段と、を有し、用紙を搬送処理する用紙後処理装置であって、
前記駆動モータの駆動トルクを可変する駆動トルク可変手段と、
前記温度検知手段の検知温度が、あらかじめ設定した温度以下である場合、初期動作時において通常駆動時の動作とは異なる低温時駆動モードで駆動制御を実行する駆動制御手段と、
を備え、
前記駆動制御手段は、前記駆動トルク可変手段により駆動トルクを変更し、前記駆動モータを正転動作させた後、この正転動作と同じ回転数だけ逆転動作する駆動制御を繰り返し実行することを特徴とする用紙後処理装置。
【請求項２】
前記駆動制御手段は、前記駆動モータの回転量を通常駆動時よりわずかとし、この動作を繰り返す度に前記駆動モータの回転量を徐々に増加させることを特徴とする請求項１に記載の用紙後処理装置。
【請求項３】
前記駆動制御手段は、前記駆動モータの回転時間を通常駆動時より短くし、この動作を繰り返す度に駆動モータの回転動作時間を徐々に増加させることを特徴とする請求項１に記載の用紙後処理装置。
【請求項４】
前記駆動制御手段は、前記駆動モータの設定電流を通常駆動時より増加し、前記低温時処理モードでの動作を繰り返す毎に前記駆動モータの設定電流を増加することを特徴とする請求項１に記載の用紙後処理装置。
【請求項５】
前記駆動制御手段は、前記駆動モータの設定電流を通常駆動時より増加させ、前記低温時処理モードでの動作を繰り返す毎に前記駆動モータの設定電流を増加し、最大設定電流になった後、前記駆動モータが動作しない場合に、前記駆動モータをホールド動作させることを特徴とする請求項１に記載の用紙後処理装置。
【請求項６】
前記駆動制御手段は、前記駆動モータの設定電流を通常駆動時より増加させ、前記低温時処理モードでの動作を繰り返す毎に前記駆動モータの設定電流を増加し、最大設定電流になった後も前記駆動モータが動作しない場合に、前記駆動モータをホールド動作させつつ、かつ、装置内にある他の動作可能な駆動モータおよび機構を動作させることを特徴とする請求項１に記載の用紙後処理装置。
【請求項７】
前記温度検知手段は、装置内の駆動モータのうち、前記駆動モータの取り付け位置高さが最も下に位置する前記駆動モータ付近の温度を検知する位置に配置されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の用紙後処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−５１６６９（Ｐ２０１２−５１６６９Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９４４６７（Ｐ２０１０−１９４４６７）
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（０００００６９３２）リコーエレメックス株式会社 (708)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（０００００６９３２）リコーエレメックス株式会社 (708)
【Ｆターム（参考）】
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