(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置によって画像形成された用紙を所定の排出位置に向けて排出する用紙排出機構と、
多段に配列された複数のビントレイを有し、前記用紙排出機構によって排出される前記用紙の排出タイミングに応じて前記排出位置に各々のビントレイを順次配置させる用紙分配機構と、
前記用紙分配機構によって前記各々のビントレイに分配収容された前記用紙の一端縁に対して進退移動可能に支持され且つ前記排出位置に対応した位置に前記用紙の一端縁から離間する方向に屈曲又は湾曲した逃げ部が形成された棒状の揃え部材を有し、前記ビントレイ上の用紙に対して前記揃え部材の進退移動により用紙揃えを行う用紙揃え機構とを備え、
前記排出位置に配置されたビントレイに後続の用紙を排出しているときに、前記揃え部材の進退移動により用紙揃えを行う
ことを特徴とする画像形成装置の後処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置から送出される用紙を複数のビントレイに分配収容するとともに、各々のビントレイに収容された用紙を揃える用紙揃え機構を備えた画像形成装置の後処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置から送出された画像形成済の用紙を受け入れて、仕分け、集積、綴じ、孔開け等の後処理を行う後処理装置として種々のものが提案されている。例えば、上下方向に複数のビントレイを多段に配列するとともに、各々のビントレイに対して複写機等から送出された用紙を順次分配することにより所定の仕分け（丁合、スタック）を行うソータと称される後処理装置が周知である。このような後処理装置においては、ビントレイに収容された用紙に対して用紙揃えを行い、その後でステープラによって用紙にステープル針を打ち込むようにしている。
【０００３】
ところで、用紙揃えを行う用紙揃え機構としては、例えば特開平３−９８９４９号公報、特開平４−７５９６２号公報に開示されたものが知られている。これらの公報に開示された用紙揃え機構では、図９に示すように、各々のビントレイ８０に開口８１を穿設し、この開口８１を通して各ビントレイ８０を貫通するように棒状の揃え部材（タンパー）８２を配設している。そして、実際の用紙揃え動作では、先ず図９（ａ）に示すように、ビントレイ８０に排出される用紙サイズに対応した位置に揃え部材８２を進出させ、ビントレイ８０に用紙８３が収容された段階で、図９（ｂ）に示すように揃え部材８２を所定の揃え位置へと進出させる。このとき、用紙８３の一端縁８３ａが揃え部材８２で押し出されることで、用紙８３の他端縁８３ｂが基準ガイド８４に突き当たり、これによってビントレイ８０上の用紙８３が規定の位置に揃えられる。また、用紙揃え後は揃え部材８２が最初の位置（退避位置）まで戻る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の後処理装置においては、用紙の分配を行うにあたって、各々のビントレイ８０を所定の排出位置に順次配置し、その排出位置で用紙揃えを行うようにしているため、用紙揃え動作中にはビントレイ８０に用紙を排出することができなかった。そのため、高速度の画像形成装置に接続した場合は、画像形成装置側の処理速度に後処理装置側の用紙揃え動作が追いつかなくなり、結果として、後続の用紙が紙揃え動作中の揃え部材にぶつかり、用紙詰まり（ジャム）が発生するという問題があった。そこで、画像形成装置側の処理速度に合わせて用紙揃え機構の動作速度を速めることも考えられるが、そうした場合は揃え部材による揃え動作が雑になるため、用紙の揃え精度が著しく低下し、ステープル処理の仕上がり具合が悪化するなどの弊害を招くことになる。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、用紙の揃え精度を低下させることなく、画像形成装置の高速化に対応できる後処理装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る画像形成装置の後処理装置では、画像形成装置によって画像形成された用紙を所定の排出位置に向けて排出する用紙排出機構と、多段に配列された複数のビントレイを有し、用紙排出機構によって排出される用紙の排出タイミングに応じて上記排出位置に各々のビントレイを順次配置させる用紙分配機構と、この用紙分配機構によって各々のビントレイに分配収容された用紙の一端縁に対して進退移動可能に支持され且つ上記排出位置に対応した位置に用紙の一端縁から離間する方向に屈曲又は湾曲した逃げ部が形成された棒状の揃え部材を有し、ビントレイ上の用紙に対して揃え部材の進退移動により用紙揃えを行う用紙揃え機構とを備え、排出位置に配置されたビントレイに後続の用紙を排出しているときに、揃え部材の進退移動により用紙揃えを行う構成となっている。
【０００７】
上記構成からなる画像形成装置の後処理装置では、用紙揃え機構の揃え部材を進退移動させても、排出位置に配置されたビントレイ上の用紙と上記揃え部材とが位置的に干渉せず、上記排出位置からずれたところで揃え部材による用紙揃えが行われる。これにより、用紙揃え動作中でもビントレイに用紙を排出することが可能になる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１及び図２は画像形成装置としての複写機本体１に本発明が適用される後処理装置（以下、ソータという）２を付設したものである。
図において、ソータ２の筐体部分となるハウジング３は、その底部に取り付けられたキャスタ４にて移動自在に設置されている。そして、上記ハウジング３の複写機本体１の反対側には横断面コ字状の凹所５が上下方向に沿って形成されるとともに、その凹所５の複写機本体１側面にはハウジング３内に通じる開口６が設けられている。また、上記凹所５に面した箇所には複数のビントレイ７が多段に配列されており、各ビントレイ７の突出端が凹所５内から突出した状態に配置されている。
【０００９】
一方、上記ハウジング３の頂部には、ソーティング処理不要時において使用されるトップトレイ８が配置されている。さらに、上記複写機本体１の用紙排出口９に対応するハウジングプレート１１には用紙導入口１２が設けられており、この用紙導入口１２から導入された画像形成済の用紙１３が用紙排出機構１４によって各ビントレイ７若しくはトップトレイ８のいずれかに収容されるようになっている。加えて、上記ビントレイ７の近傍には用紙揃え機構１５が配設されており、ソーティング処理時にはこの用紙揃え機構１５によってビントレイ７上の用紙１３を揃えるようになっている。
【００１０】
用紙排出機構１４は、図２に示すように、用紙導入口１２からハウジング３内に向かう共通搬送路１６を有し、この共通搬送路１６から下側に向かう第１搬送路１７及び上側に向かう第２搬送路１８が分岐し、第１搬送路１７は所定の排出位置Ｓ（用紙１３が排出される位置）まで通じており、第２搬送路１８は上記トップトレイ８位置まで通じている。また、上記第１及び第２搬送路１７，１８の途中には適宜数の搬送ローラ１９，２０が所定間隔毎に配設されており、各搬送路１７，１８の終端部にはそれぞれ排出ローラ２１，２２が配設されている。さらに、第１搬送路１７の排出ローラ２１の直後には用紙１３が通過する際に例えばハイレベル信号を出力する排出センサ２３が配設されている。なお、符号２４は上記共通搬送１６内に配設され、いずれかの搬送路１７，１８を切り換え選択する切り換えゲートである。
【００１１】
一方、各々のビントレイ７は、図３に示すように、用紙１３を載置支持するためのトレイベース７ａと、このトレイベース７ａの一端縁から起立した位置決めフランジ７ｂと、用紙揃え機構１５の揃え部材２５を貫通させるための開口７ｃと、用紙取り出し用の切欠７ｄとを有しており、ハウジング３に対しては上記凹所５の開口６側に向かって斜め下方に傾斜した状態で配置されている。そして、ハウジング３の凹所５の手前側部分を画成するハウジングプレート３ａが、上記ビントレイ７に収容された用紙１３を揃える際の基準ガイドとして機能するようになっている。なお、用紙揃え用の基準ガイドについては、ビントレイ７に一体形成することも可能である。
【００１２】
また、上述のごとく多段に配列された各ビントレイ７は、図３に示す用紙分配機構２６によって昇降可能に支持されている。図示した用紙分配機構２６においては、ビントレイ７の位置決めフランジ７ｂ寄りの幅方向両側に一対の係合ピン２７，２８が直接突設され、ビントレイ７の突出方向寄りの幅方向一側には、Ｖ字状の支持アーム２９が取り付けられ、この支持アーム２９の下端部に係合ピン３０が突設されている。そして、各係合ピン２７，２８，３０に対応した凹所５の幅方向両側に位置するハウジング３部分にはそれぞれカムスクリュー３１〜３３が回転自在に立設されており、各係合ピン２７，２８，３０がそれぞれのカムスクリュー３１〜３３のカム溝３１ａ〜３３ａに係合している。
【００１３】
一方、上記カムスクリュー３１〜３３の駆動系は、正逆回転可能なビン駆動モータ（本形態ではステッピングモータ）３４と、このビン駆動モータ３４の出力軸に固着された駆動プーリ３５と、上記カムスクリュー３１〜３３の下端部に取り付けられた従動プーリ３６〜３８と、上記駆動プーリ３５と従動プーリ３８との間に掛け渡された駆動ベルト３９と、各従動プリーリ３６〜３８間に架け渡されて上記ピン駆動モータ３４からの駆動力を各カムスクリュー３１〜３３へ同一タイミングで伝達するタイミングベルト４０とによって構成されている。そして、ビン駆動モータ３４が駆動すると、その駆動力が駆動ベルト３９，タイミングベルト４０を介して各カムスクリュー３１〜３３に伝達され、この動力伝達により各カムスクリュー３１〜３３が１回転する毎に、各ビントレイ７が１ピッチ分だけ上昇又は下降するようになっている。
【００１４】
図４は本発明に係る後処理装置の用紙揃え機構の構成を示す斜視図である。
図示した用紙揃え機構１５は、先述のごとく各ビントレイ７の開口７ｃに貫通配置された棒状の揃え部材（タンパ）２５と、この揃え部材２５の上下端に連結され且つビントレイ７の幅方向に沿って揃え部材２５を進退移動可能に支持する一対の可動支持ユニット４１，４１と、これらの可動支持ユニット４１を駆動する用紙揃え駆動ユニット４２とを備えている。各々の可動支持ユニット４１は、左右一対の軸受ブラケット４３（一方は図示せず）間にボールねじ軸４４を回転自在に支承し、このボールねじ軸４４にナット４５を螺合させ、このナット４５を上記揃え部材２５の上下端に固着するようにしたものである。
【００１５】
用紙揃え駆動ユニット４２は、タンパ駆動モータ４６（本形態ではステッピングモータ）と、このタンパ駆動モータ４６の出力軸に固着された二つの駆動プーリ４７，４８と、上記可動支持ユニット４１のボールねじ軸４４に固着された従動プーリ４９，５０と、上記駆動プーリ４７，４８と従動プーリ４９，５０との間にそれぞれ掛け渡されたタイミングベルト５１，５２とによって構成されている。そして、タンパ駆動モータ４６が駆動すると、その駆動力がタイミングベルト５１，５２を介して上下端のボールねじ軸４４に伝達され、その動力伝達により各ボールねじ軸４４が正逆回転することにより、揃え部材２５がビントレイ７の幅方向に進退移動するようになっている。
【００１６】
また、下側の可動支持ユニット４１のナット４５には位置検出用の検出片５３が取り付けられている。これに対して揃え部材２５のホームポジションに対応した位置には、例えば発光素子と受光素子を対向配置した透過型光学センサからなるホームセンサ５４が配設されている。そして、上記タンパ駆動モータ４６の駆動に伴い、下側のナット４５に取り付けられた検出片５３がホームセンサ５４の光軸を遮ることで、ホームセンサ５４から例えばローレベル信号が出力され、これによって揃え部材２５がホームポジションに到達したことを検出できるようになっている。
【００１７】
ここで本実施形態においては、図４に示すビントレイ７が上記用紙分配機構２６によって排出位置Ｓ（図２参照）に配置され、この排出位置Ｓに配置されたビントレイ７に上記用紙排出機構１４によって用紙７が排出されるものであるとすると、各ビントレイ７の開口７ｃを貫通する揃え部材２５には上記排出位置Ｓに対応した位置に逃げ部２５ａが形成された構成となっている。この逃げ部２５ａは、ビントレイ７に収容される用紙１３の一端縁１３ａから離間する方向（遠ざかる方向）にコ字状に屈曲したかたちで形成されている。
【００１８】
また、用紙揃え機構１５の構成では、図５に示すように、揃え部材２５の逃げ部２５ａの奥行き寸法Ｌが、用紙サイズに対応した所定の揃え位置に揃え部材２５を進出させた状態でも、排出位置Ｓに配置されたビントレイ７上の用紙１３（図中実線表示）に位置的に干渉しないように適宜設定されている。ちなみに、上記逃げ部２５ａの奥行き寸法Ｌを設定するにあたっては、用紙排出機構１４によってビントレイ７に排出される用紙１３の排出位置精度や、規定サイズ用紙の寸法バラツキ等を考慮して設定することが肝要である。
【００１９】
上記構成からなる用紙揃え機構１５では、排出位置Ｓに配置されたビントレイ７に用紙排出機構１４によって一枚目の用紙１３が排出されると、用紙分配機構２６によるビントレイ７の昇降移動により、例えば図６（ａ）に示すようにビントレイ７（図示せず）上の用紙１３が一段下げられる。その間、揃え部材２５は、ビントレイ７上の用紙１３にぶつからないよう、用紙サイズに対応した所定の退避位置に待機している。
【００２０】
次に、上述のごとく１枚目の用紙１３が一段下げられると、図６（ｂ）に示すように、揃え部材２５が上記退避位置から所定の揃え位置へと進出する。このとき、揃え部材２５は、排出位置Ｓから一段下がったビントレイ７上の用紙１３に接触し、そのまま用紙１３を押し出すようにして基準ガイド３ａに突き当てる。また、こうして用紙揃えがなされたあとは、揃え部材２５が用紙１３から後退して上記退避位置に戻る。一方、排出位置Ｓには、上記ビントレイ７の昇降移動によって次のビントレイ７が配置され、このビントレイ７に対して用紙排出機構１４により２枚目の用紙１３が排出される。このとき、揃え部材２５には逃げ部２５ａが形成されているため、上述の揃え動作（進退移動動作）を行っても揃え部材２５が排出位置Ｓの用紙１３にぶつかることはない。
【００２１】
このように本実施形態においては、排出位置Ｓで用紙揃えを行う従来方式とは異なり、用紙１３を収容したビントレイ７が排出位置Ｓから一段下がった位置（又は一段上がった位置）で揃え部材２５の進退移動により用紙揃えを行うようになっている。また、排出位置Ｓに配置された次のビントレイ７に後続の用紙１３が排出されている最中でも、揃え部材２５による用紙揃えを実施できるようになっている。
【００２２】
図７は用紙揃え機構の動作タイミングを説明する図である。
図７においては、縦軸に距離をとり、横軸に時間をとって動作タイミングを表している。また、排出位置Ｓに配置されたビントレイ７に対しては、先の図２にも示したように、用紙排出機構１４の第１搬送路１７を通して用紙１３が搬送され、さらに一対の排出ローラ２１の回転によって用紙１３が図中矢印方向からビントレイ７に排出されるようになっている。また、用紙１３の排出タイミングは、排出ローラ２１の近傍に配置された排出センサ２３で検出されるようになっている。
【００２３】
先ず、１枚目の用紙１３が排出ローラ２１によってビントレイ７に排出されると、これに続く２枚目の用紙１３が所定のタイミングピッチＴｐで排出ローラ２１により排出され、以後同一のタイミングピッチＴｐで３枚目以降の用紙１３が排出される。このとき、それぞれの用紙１３の排出タイミングピッチＴｐは、複写機等の画像形成装置の処理速度に対応したものとなる。これに対して、従来における揃え部材２５の揃え動作では、１枚目の用紙１３が排出ローラ２１によりビントレイ７に徐々に排出されていき、その用紙後端が排出ローラ２１を抜けてから排出センサ２３のセンシング位置を通過するまでの時間Ｔａ、さらには用紙後端が排出センサ２３のセンシング位置を通過してから所定の時間Ｔｂ（用紙１３がビントレイ７に完全に収容されるまでの所要時間）が経過した後、揃え部材２５による揃え動作（進出動作）を開始し、これによって用紙揃えを行った後に退避位置への戻り動作（後退動作）を開始する。
【００２４】
したがって、一連の揃え動作を実施できる許容時間は、用紙１３間の排出タイミングピッチＴｐから上記時間Ｔａ，Ｔｂを差し引いた時間｛Ｔｐ−（Ｔａ＋Ｔｂ）｝に制限されるため、図示のごとく時間的に余裕のない動作タイミングでは、これ以上画像形成装置の処理速度が速くなると（排出タイミングピッチＴｐが短くなると）、揃え動作が間に合わなくなる。また、揃え部材２５による揃え動作は、１回よりも複数回行う方が揃え精度は向上するものの、その分だけ動作所要時間が長くなるため、図示のように１回の揃え動作では間に合っていても、複数回の揃え動作を行うと間に合わなくなる。
【００２５】
これに対して本実施形態では、先の図４〜図６に示したように、揃え部材２５に逃げ部２５ａ（図４，図６参照）を形成することで、排出位置Ｓでの用紙１３との位置的干渉を回避し、これによって、排出位置Ｓに配置されたビントレイ７に後続の用紙１３が排出されている最中でも、揃え部材２５による揃え動作を実施できるようにしたので、上記時間Ｔａ，Ｔｂ分だけ揃え動作の許容時間を長くとることができる。
その結果、画像形成装置の高速化に対応できることは勿論、その分の時間的余裕を利用して複数回の揃え動作を行わせることも可能となる。
【００２６】
ところで、用紙揃え性能は、多段に配列された各ビントレイ７間のピッチが狭くなるほど低下する傾向にある。これは、ビントレイ７間のピッチが狭くなると、任意のビントレイ７に収容された用紙１３がその直上のビントレイ７に接触し、これに伴う接触抵抗の増加によって用紙１３を揃え難くなるためである。
これに対して、各ビントレイ７間のピッチを十分に広く設定すると、その分だけ最上位置から最下位置までのビントレイ７間の垂直距離が長くなるため、ソータ２の高さ寸法を画像形成装置側に対応させるにはビントレイの数を大幅に減らす必要がある。しかし、ビントレイ数の減少は用紙分配機能の低下につながるため、各ビントレイ７間のピッチを広く設定するにも自ずと限界がある。
【００２７】
そこで本実施形態においては、上述した用紙分配機構２６のカムスクリュー３１（他のカムスクリュー３２，３３も同様）として、図８に示す構造のものを採用することとした。図示したカムスクリュー３１では、係合ピン２７に係合する螺旋状のカム溝３１ａが、排出位置Ｓに対応した位置Ｐ１と、そこから上下方向にそれぞれ１ピッチ分ずれた用紙揃え実施位置Ｐ２，Ｐ３と、上側の用紙揃え実施位置Ｐ２からさらに１ピッチ分だけ上方にずれた位置Ｐ４との間だけ十分に広いピッチで形成され、それ以外は狭いピッチで形成されている。これにより、各ビントレイ７間のピッチはカムスクリュー３１のカム溝ピッチに対応して設定され、排出位置Ｓから一段上がった位置又は下がった位置では、そこに配置されたビントレイ７の上方に十分な空間が確保されるようになるため、高精度に用紙１３を揃えることが可能となる。
【００２８】
なお、上記実施形態においては、揃え部材２５にコ字状に屈曲した逃げ部２５ａを形成するようにしたが、これ以外にも、例えば揃え部材２５の一部（排出位置Ｓに対応した位置）を横Ｕ字状に湾曲させて形成するなど、逃げ部２５ａの曲げ形状としては種々の変形例が考えられる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る画像形成装置の後処理装置によれば、用紙揃え機構の揃え部材に逃げ部を形成することにより、用紙揃え動作中でもビントレイに用紙を排出できるようにしたので、従来よりも用紙揃え動作の実施許容時間を長くとることができる。これにより、用紙の揃え精度を低下させることなく、画像形成装置の高速化に対応することが可能となる。また、用紙揃え動作の実施許容時間が長くなることで、揃え部材による揃え動作を複数回行わせることも可能となる。これにより、用紙揃え精度の向上が図られるとともに、ステープル処理の仕上がり具合もきわめて良好なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される装置の概要を説明する図である。
【図２】用紙排出機構を説明する図である。
【図３】用紙分配機構を説明する図である。
【図４】用紙揃え機構を説明する図である。
【図５】揃え部材の構成を説明する図である。
【図６】用紙揃え機構の動作を説明する図である。
【図７】用紙揃え機構の動作タミングを説明する図である。
【図８】トレイ昇降用のカムスクリューを説明する図である。
【図９】従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
７  ビントレイ
１３  用紙
１４  用紙排出機構
１５  用紙揃え機構
２５  揃え部材
２５ａ  逃げ部
２６  用紙分配機構
Ｓ  排出位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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