(57)【要約】【課題】スタックトレイ上に高精度に用紙束をスタックすることができるシート処理装置を提供すること。【解決手段】積載トレイ上に積載する用紙を排出する用紙排出手段と、排出中の用紙の位置を認識する用紙位置認識手段と、認識された用紙位置の整合基準位置までの必要補正量を算出する制御部と、必要補正量に応じて用紙位置を整合基準位置まで移動する位置補正手段と、排出された用紙を積載トレイ上に押圧し規制する複数の押圧手段とを含んでシート処理装置を構成する。ここで、用紙積載動作時には積載トレイ上の用紙の一部を少なくとも１つの押圧手段が押さえ付ける。又、一方の押圧手段は、用紙排出手段が用紙を拘束している状態時に用紙の一端をトレイ上で押圧し、その後用紙排出手段が用紙後端を排出した後に、他方の押圧手段がトレイ上で用紙の他端を押圧する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積載トレイ上に積載する用紙を排出する用紙排出手段と、排出中の用紙の位置を認識する用紙位置認識手段と、認識された用紙位置の整合基準位置までの必要補正量を算出する制御部と、必要補正量に応じて用紙位置を整合基準位置まで移動する位置補正手段と、排出された用紙を積載トレイ上に押圧し規制する複数の押圧手段とを備えることを特徴とするシート処理装置。
【請求項２】
用紙積載動作時には積載トレイ上の用紙の一部を少なくとも１つの押圧手段が押さえ付けることを特徴とする請求項１記載のシート処理装置。
【請求項３】
一方の押圧手段は、用紙排出手段が用紙を拘束している状態時に用紙の一端をトレイ上で押圧し、その後用紙排出手段が用紙後端を排出した後に、他方の押圧手段がトレイ上で用紙の他端を押圧することを特徴とする請求項２記載のシート処理装置。
【請求項４】
前記一方の押圧手段が用紙搬送方向先端を、他方の押圧手段が用紙搬送方向後端をそれぞれ押圧することを特徴とする請求項３記載のシート処理装置。
【請求項５】
前記一方の押圧手段が用紙搬送方向に向かって左端を、他方の押圧手段が用紙搬送方向に向かって右端をそれぞれ押圧することを特徴をする請求項３記載のシート処理装置。
【請求項６】
用紙位置認識手段が撮像素子を備えたカメラ部から成ることを特徴とする請求項１記載のシート処理装置。
【請求項７】
用紙位置認識手段がラインセンサーから成ることを特徴とする請求項１記載のシート処理装置。
【請求項８】
位置補正手段が独立した駆動系を持つ同軸上に配置された２個のローラから成り、積載トレイ上への用紙排出手段を兼ねることを特徴とする請求項１記載のシート処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート処理装置に係り、詳細には、画像形成装置に装着され、シート材の整合、スタック処理を行うシート処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の処理装置（以下、フィニッシャ−）においては、１つのスタックトレイ上に、シートの綴じを行わないでシートの仕分けをするソートモードでは、スタックトレイ上に１枚ずつシートを排出して積載し、シート束の１部ごとにスタックトレイが前後にオフセットして束の仕分けを行っていた。この方式ではシートを１枚ずつ整合せずに排出するため、シートの整合性が悪いという欠点があった。
【０００３】
又、スタックトレイを前後にオフセットさせる機構のため、大量枚数積載可能なスタックトレイでは、大きな伝達トルクを持つモータが必要になり、装置がコスト高になるという欠点があった。これらの欠点を解決するために少数枚のシートを一旦処理トレイにて整合し、それをスタックトレイに束排出して積載する方式が提案された（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特許第２０５１６８５号公報
【特許文献２】特開平１０−１９４５６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来例ではシート排出後は用紙、用紙束は排出ローラの拘束を受けないで空中に放り出され、重力によりトレイ上に落下し、トレイの傾斜に合わせ積載されていくため、シートの受ける空気抵抗、紙厚差による排出速度のばらつき等でシートの落下位置を一定にすることが困難でシートの整合性にばらつきが出てしまうという欠点があった。
【０００６】
本発明は、スタックトレイ上に高精度に用紙束をスタックすることができるシート処理装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、積載トレイ上に積載する用紙を排出する用紙排出手段と、排出中の用紙の位置を認識する用紙位置認識手段と、認識された用紙位置の整合基準位置までの必要補正量を算出する制御部と、必要補正量に応じて用紙位置を整合基準位置まで移動する位置補正手段と、排出された用紙を積載トレイ上に押圧し規制する複数の押圧手段とを含んでシート処理装置を構成したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、用紙積載動作時には積載トレイ上の用紙の一部を少なくとも１つの押圧手段が押さえ付けることを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、一方の押圧手段は、用紙排出手段が用紙を拘束している状態時に用紙の一端をトレイ上で押圧し、その後用紙排出手段が用紙後端を排出した後に、他方の押圧手段がトレイ上で用紙の他端を押圧することを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記一方の押圧手段が用紙搬送方向先端を、他方の押圧手段が用紙搬送方向後端をそれぞれ押圧することを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記一方の押圧手段が用紙搬送方向に向かって左端を、他方の押圧手段が用紙搬送方向に向かって右端をそれぞれ押圧することを特徴をする。
【００１２】
請求項６記載の発明は、請求項１記載の発明において、用紙位置認識手段が撮像素子を備えたカメラ部から成ることを特徴とする。
【００１３】
請求項７記載の発明は、請求項１記載の発明において、用紙位置認識手段がラインセンサーから成ることを特徴とする。
【００１４】
請求項８記載の発明は、請求項１記載の発明において、位置補正手段が独立した駆動系を持つ同軸上に配置された２個のローラから成り、積載トレイ上への用紙排出手段を兼ねることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、シートの位置を認識し、用紙位置補正手段であるスキューローラで用紙位置を制御しながら積載しつつ、トレイ上のシートは常にその一部をグリップされているので次紙の進入による用紙束のズレを防ぐことができ、積載精度を高めることが可能である。又、重力に頼らずに積載整合するので、紙種や紙サイズ等で異なり、整合性悪化の原意となる摩擦力の違いによる影響を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１７】
＜実施の形態１＞
図１は本発明に係るシート処理装置を備えた画像形成装置本体の一例を示している。
【００１８】
画像形成装置本体（複写機本体）３００には、自動原稿給送装置５００を備える原稿読み取り部６００、給紙部９０９、画像形成部９０２等が備えられている。画像形成部９０２には、円筒状の感光ドラム９１４とその周りの現像器９１５、転写用帯電器９１６、分離帯電器９１７、クリーナ９１８、一次帯電器９１９等がそれぞれ備えられている。又、画像形成部９０２の下流側には、搬送装置９２０、定着装置９０４、排出ローラ対３９９等が配設されている。
【００１９】
この画像形成装置本体の動作を説明すると、装置本体３００側に設けられている不図示の制御装置から給紙信号が出力されると、給紙部９０９からシートＰが給送される。一方、原稿読み取り部６００で読み取られた画像情報は、レーザースキャナー７００で感光ドラム９１４に画像情報を走査される。感光ドラム９１４は、予め一次帯電器９１９により帯電されていて、レーザー光が照射されることによって静電潜像が形成され、次いで現像器９１５により静電潜像を現像してトナー像が形成される。給紙部９０９から給送されたシートＰは、レジストローラ９０１で斜行が補正され、更にタイミングが合わされて画像形成部９０２の転写部９１６へ送られる。転写部９１６ではシートＰにトナー像が転写され、搬送装置９２０を経て定着装置９０４に送られ、シートＰ上にトナー画像が定着される。シートＰは、排紙ローラ３９９によりシート処理装置に送られる。
【００２０】
次に、スタックトレイについて図１及び図２を用いて説明する。
【００２１】
トレイ１００の端部１００ａ，１００ｂにはワイヤー１０１が取り付けられ固定されている。ワイヤー１０１は、プーリ１０２に架け回され、その端部は巻き取りプーリ１０３に接続されている。巻き取りプーリ１０３の回転軸１０４は、駆動系に接続され、モータ１０５で回転駆動される。モータ１０５の回転に応じ接続したワイヤー１０１が巻き取られ、トレイ１００が上昇する。
【００２２】
又、モータ１０５を逆回転させればワイヤー１０１が繰り出され、トレイ１００は、下降する。通常トレイ１００は図示の位置（実線）にあり、この位置がホームポジションとなる。トレイ１０１上にシートＰが積載されるに連れて後述のシート上面検出によりトレイは下降し、最下段（破線）位置にて不図示の下限センサーが作動し、新たなシートＰの供給を停止し、作業者にスタックされたシート材の取り出しを促す表示を出す。
【００２３】
次に、撮像部の構成について説明する（図１１）。
【００２４】
撮像部は、シート先端押さえ３０１の横上方に配置されている。撮像部に備えられたＣＣＤカメラ２０１により矢印Ａの領域でシート材先端位置を検出し、認識パターンとして後述のシート位置制御部へ出力する。カメラ３０１の位置は使用されるシートサイズ全てを撮影できる位置に配置するか、又はサイズに応じてその位置を移動させたり、図７のように複数のカメラ２０１ａ，２０１ｂを用いて用紙の位置を撮影しても良い。本実施の形態では、中央部に１台カメラを設置し、紙先端の角部をそれぞれ認識できるように配置した。
【００２５】
次に、スキューローラについて図３及び図４を用いて説明する。
【００２６】
スキューローラ４０１は、前後に同軸上に配置され、前後で独立した駆動系を備える。駆動系は、パルスモータ４０２で構成されており、搬送中にも随時速度を微変化させることが可能である。ここで、前後のローラに異なる回転数ｖ１，ｖ２（ｖ１＞ｖ２）を与えると、搬送されるシートＰは、その速度差に応じて回転しながら搬送される。後述の紙位置制御部からの制御信号により紙位置をコントロールしながら搬送し、目標位置にシートを搬送する。スキューローラの上流側のローラ対４０３は、離間手段を有し、シートがスキューローラにより回転動作を行う際は上流ローラを離間させ、シートの回転を妨げない。
【００２７】
次に、用紙押さえについて図５を用いて説明する。
【００２８】
用紙押さえ３０１，３０２はシートＰの先端位置と後端位置に配置され、トレイ１００上のシートＰを上方より押さえ付けることでトレイ１００上のシートＰの位置を固定する。固定開放の切替えは用紙押さえそれぞれに独立して設けられたアクチュエータ３０５にて行う。特に、後端側の用紙押さえ３０２の押さえ面３０３の一部にはポリアミド繊維等の可撓性の繊維が一定の斜め方向に植えられたブラシ３０４を貼り付けてある。この用紙押さえがシートＰを押さえ付けるとブラシ３０４により用紙Ｐが斜めの傾いた方向に引っ張られ、弛みＴを取り除き位置精度の向上が図られる。用紙を押さえる際に上下に何度か振動させるとその効果はより高いものになる。
【００２９】
次に、ステイプラについて図６を用いて説明する。
【００３０】
５０１はステイプラ上ユニット、５０２はステイプラ下ユニットである。ステイプラユニットは、レール５０３とラックピニオンによって移動可能に構成されている。シート積載中は退避位置に退避している。積載が終了すると、シート束を固定している用紙押さえで用紙を押さえたまま、ステイプルユニットをステイプル位置まで移動させる。ステイプル位置に到達すると、用紙を押さえたままステイプラを押し下げステイプルする。ステイプラの位置を撮像部で捕らえたシートの位置に応じて微調整してより高精度なステイプルが行われる。５０４はステイプルした後の束を別トレイに搬送するための搬送グリッパで、シートを押さえ付けている先端、後端の用紙押さえを開放した後に作動させ、トレイ上からシート束を搬出する。
【００３１】
次に、シートの流れとシート処理装置全体の動作について図８を用いて説明する。
【００３２】
ユーザーが画像形成装置本体の操作部（図示略）で、ノンソートモードを指定したときには、図３で示すようにスキューローラから上流のローラを回転させててシートを搬送する。このときは前後のスキューローラに回転差を与えないで直進させる（図８ａ）。
【００３３】
用紙先端がトレイ上の矢印Ａ領域（図１１）に達したとき撮像部で捕らえられた（図８ｃ）シートの先端位置とその向きをパターン認識し（図８ｄ）、その位置情報をシート位置制御部へ送り、目標基準位置との位置ずれ量ΔＸ，ΔＹ，Δθを算出する（図４）。そのずれ量に応じてスキューローラに与える回転数を計算し、スキューローラを駆動する（図８ｅ）。制御は単純な一定速度を与えるのではなく、図１４のようにシートの向きを変えてから、位置を合わせるというように２段階で搬送する。
【００３４】
撮像部でのパターン認識をＡ領域内で複数回行い、その都度スキューローラの駆動制御することでフィードバック制御を掛けてより精度の高い位置合わせを可能にする。又、実際の紙位置を認識しているので、摩擦や紙厚の影響等を受けて位置がずれるのを防止できる。用紙が基準位置に達すると、先端用紙押さえ３０１を作動させ（図８ｇ）、シートＰをトレイ１００上に押し付ける。そのままスキューローラ４０１をシート後端が排出されるまで回転させる。シート後端はスキューローラ４０１によりトレイ右側に流され、シート後端はトレイ上に落下する（図９破線）（図８ｈ）。
【００３５】
トレイ上にシートが落下すると、後端用紙押さえ３０２を作動させてトレイ上にシートを固定する（図８ｉ）。押し付ける際は前述のように何度かポンピングさせることでブラシによる引っ張り効果で、シートの弛みを取り、シート位置のばらつき要因を除去する。
【００３６】
次に２枚目のシートが同じくスキューローラによる搬送を開始したならば、シート先端が基準位置に到達する前に先端用紙押さえ３０１を開放する。そして、同じくシートＰが基準位置に達したならば先端用紙押さえを３０１作動させ、シートＰをトレイ１００上に固定する。スキューローラ４０１がシート後端を排出する前に後端用紙押さえ３０２を開放し次の固定に備える。以上を繰り返すことで、ノンソートの用紙束が作製される。
【００３７】
次に、ステイプルソートモードについて説明する。
【００３８】
ステイプルモードではノンソート時と同様にトレイ１００上に束を積み重ねていく。所定枚数が積載されたならば、ステイプラユニット５００が移動してきて所定位置にステイプルを行う。ステイプルの終了後、先端、後端の用紙押さえ３０１，３０２を開放し、搬送グリッパ５０４にて別トレイ１５０上に搬送し、次のシートの積載準備を行う。
【００３９】
次に、ソートモードについて図１０を用いてて説明する。
【００４０】
ソートモードでもシート搬送、グリッパ動作は同様であるが、シート束をオフセットさせて積載しなければならない。従って、積載基準位置を２箇所持ち、一部ごとに基準位置を切替えて積載していく。又、オフセット量はカメラの撮影可能範囲で任意の量に設定可能で、３段階以上の位置にオフセットして積載することも可能である。
【００４１】
＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２について図１２、図１５及び図１６を参照して説明する。
【００４２】
実施の形態１では積載トレイ上の用紙を固定する用紙押さえ３０１，３０２が用紙の搬送方向の先端と後端を押さえるように構成されていたが、本実施の形態では、用紙搬送方向の先端部の左端と右端を固定するように用紙押さえ３５１，３５２が配置されている。この用紙押さえ３５１，３５２の先端にはテーパー部分が設けてあり、トレイ上の用紙を押さえているときに用紙が排出されても、用紙押さえのアーム部の上に乗り上げ積載を妨げない。例えば、１枚目の用紙が排出されてきたら、位置補正手段により目標位置に紙を移動し、その後、手前側用紙押さえ３５１で手前側角部を押さえ付ける。
【００４３】
次に、奥側用紙押さえ３５２で用紙をトレイ上に押さえ付けたならば、手前側用紙押さえ３５１はトレイから離れ回転してトレイ上から退避する。退避しているところに次の用紙が侵入して手前側角を基準に位置合わせをする。このとき、後端側の用紙押さえ３５２は前の用紙を押さえ付けているが、アーム部の先端のテーパーにより排出されてきた用紙は乗り上げ、手前側角部での位置合わせの邪魔をしない。
【００４４】
図１７（図１２の左視図）は手前側用紙押さえ３５１が退避し、奥側用紙押さえ３５２が前紙を押さえ、その上に次紙が乗り上げている状態である。このように先端側にのみ用紙押さえが配置されても、交互に用紙を押さえてトレイ上に用紙を固定することにより実施の形態１と同様に積載することができる。
【００４５】
＜実施の形態３＞
次に、本発明の実施の形態３について図１３を参照して説明する。
【００４６】
実施の形態１では用紙位置認識手段としてＣＣＤを備えたカメラを用いていたが、本実施の形態では、ラインセンサー３７１，３７２をスキューローラ４０１の前後に設け、用紙の斜行と位置ズレを検知し用紙の位置を認識する。
【００４７】
先ず、搬送ローラ４０３で搬送されてきた用紙Ｐの先端を上流側ラインセンサ３７２で認識し、斜行量及び左右レジストレーション方向のズレ量を検知する。このデータを基にトレイ上での用紙目標位置までのズレ量を予測し、スキューローラを制御する。用紙の位置制御の方法は実施の形態１と同様に前後のスキューローラに回転差を与えて用紙を旋回させることで行う。
【００４８】
下流側ラインセンサ３７１で更に補正を掛けて用紙位置をより精密に制御する。実施の形態１のトレイ上の用紙をカメラを用いて認識する方法より上流で用紙位置を認識し、用紙を移動させるため精度は落ちるが、安価且つ省スペースでトレイ上での用紙位置を予想し補正ができる。用紙を常に拘束して位置合わせをするという効果では実施の形態１と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明を適用したシート処理装置と画像形成装置の断面図である。
【図２】本発明を適用したシート処理装置の断面図である。
【図３】本発明を適用したシート処理装置の上面断面図である。
【図４】スキューローラとシートの位置ずれ状態の説明図である。
【図５】用紙押さえを説明する図である。
【図６】ステイプラを説明する図である。
【図７】カメラを２台配置した場合の説明図である。
【図８】処理フロー説明図である。
【図９】シート挙動の説明図である。
【図１０】ソートモード時のシフトを説明する図である。
【図１１】動作説明図である。
【図１２】用紙押さえが用紙搬送方向、左端と右端にある場合の説明図である。
【図１３】ラインセンサーの配置図である。
【図１４】実際の用紙の動きを説明する図である。
【図１５】図１２の上視図である。
【図１６】図１２の左視図である。
【図１７】従来の技術の説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１００    処理トレイ
２０１    カメラ
３０１    用紙押さえ（先端）
３０２    用紙押さえ（後端）
４０１    スキューローラ
５００    ステイプラユニット
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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