(57)【要約】【課題】  トレイを上昇、下降させるための駆動部材のみでトレイのシフトを実現し、部品費（駆動部材とその周辺の機構部品や保持部品など）、組み立て費（上記の部品を組み立てる組立工数）、経費（部品の保管、仕損にかかる費用）、さらには、環境負荷低減、すなわち、部品（材料）削減および消費エネルギ低減を同時に実現するシート仕分け機構を提供する。【解決手段】  シートを積載するトレイ７と、前記トレイ７を鉛直方向に昇降させる昇降手段１３、１４と、前記トレイ７の鉛直方向の昇降に合わせシートの排出方向と垂直方向へ前記トレイ７を揺動させる案内部材２とを有するシート仕分け機構。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートを積載するトレイと、前記トレイを鉛直方向に昇降させる昇降手段と、前記トレイの鉛直方向の昇降に合わせシートの排出方向と直交する横方向へ前記トレイを揺動させる案内部材と、を有することを特徴とするシート仕分け機構。
【請求項２】
前記トレイのシートの排出方向と直交する横方向の位置を検知する検知手段を有することを特徴とする請求項１記載のシート仕分け機構。
【請求項３】
前記トレイもしくは前記トレイに積載されたシートの鉛直方向の位置を検知する検知手段を有することを特徴とする請求項１または２記載のシート仕分け機構。
【請求項４】
前記案内部材が正弦波形状の溝であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項記載のシート仕分け機構。
【請求項５】
前記案内部材が三角波形状の溝であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項記載のシート仕分け機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に適用されるシート（用紙）仕分け機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置においては、給紙部から給紙されたシート上に画像形成部にて画像を形成してから配置トレイ上に排出するように構成されている。画像形成装置を用いて一部の原稿束から複数部のコピーを連続してとる場合、排紙トレイ上に順次排出されるシートを部単位に仕分けて排出するために従来から種々の提案がなされている。
従来のトレイをシフトさせるシート仕分け機構としては、トレイを鉛直方向へ上昇、下降させるための駆動部材と、シート排紙方向と直交する横方向へシフトさせるための駆動部材の、２つの駆動部材を有する後処理装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
特許文献１の開示において、画像形成装置に装着される後処理装置は、後処理装置からシートが排出される方向と直交する横方向にトレイを揺動させることで、トレイ上にシートを互い違いに積載させることができる。
【特許文献１】特開平０８−０７３１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１の用紙後処理装置を含め、従来の画像形成装置に装着される後処理装置は、後処理装置からシートが排出される方向と直交する横方向にトレイを揺動させることで、トレイ上にシートを互い違いに積載させるように構成されている。
しかしながら、従来の画像形成装置に装着される後処理装置は、上述したように、トレイを鉛直方向へ上昇、下降させるための駆動部材と、シート排紙方向と直交する横方向へシフトさせるための駆動部材の、２つの駆動部材を有している。
このことは、必然的に、部品費（駆動部材とその周辺の機構部品や保持部品など）、組み立て費（上記の部品を組み立てる組み立て工数）、経費（部品の保管、仕損にかかる費用）を増加させることになる。
本発明の目的は、上述した実情を考慮して、トレイを上昇、下降させるための駆動部材のみでトレイのシフトを実現し、部品費（駆動部材とその周辺の機構部品や保持部品など）、組み立て費（上記の部品を組み立てる組み立て工数）、経費（部品の保管、仕損にかかる費用）、さらには、環境負荷低減、すなわち、部品（材料）削減および消費エネルギ低減を同時に実現するシート仕分け機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、シートを積載するトレイと、前記トレイを鉛直方向に昇降させる昇降手段と、前記トレイの鉛直方向の昇降に合わせシートの排出方向と垂直方向へ前記トレイを揺動させる案内部材とを有するシート仕分け機構を特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、前記トレイのシートの排出方向と垂直方向の位置を検知する検知手段を有する請求項１記載のシート仕分け機構を特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、前記トレイもしくは前記トレイに積載されたシートの鉛直方向の位置を検知する検知手段を有する請求項１または２記載のシート仕分け機構を特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、前記案内部材が正弦波形状の溝である請求項１ないし３のいずれか一項記載のシート仕分け機構を特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、前記案内部材が三角波形状の溝である請求項１ないし３のいずれか一項記載のシート仕分け機構を特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、トレイのシート排出方向と直交する横方向（以下、水平方向）の移動は案内部材によって行われる。そのため、トレイを駆動させるために必要な部材は、トレイを鉛直方向に移動させるためのものだけでよいため、駆動部材の点数を少なくすることができ、コスト削減や環境負荷低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明によるシート仕分け機構の全体外観を示す概略斜視図である。筐体１には案内部材として役立つ蛇行した形状の溝２が付いている。
図２は図１のシート仕分け機構に使用するトレイを示す概略斜視図である。トレイ７の筐体１への取り付け面には突起８が付けられている。この突起８は筐体１の側面に形成した溝２（側壁に形成される貫通穴を含む）内に嵌合して上下方向へ誘導される。溝２は、上下方向へ延びる一方で、波形、或いはジグザグ型に左右方向へ交互に蛇行しているため、突起８はこの溝２の経路に沿って移動する。従って、トレイ７が昇降したときは、溝２がガイドの役割を果たし、トレイ７は昇降しながらシート排出方向と直交する横方向（以下、水平方向）に移動（揺動）する。
図３は図１のシート仕分け機構に用いるトレイ支持部材を示す概略斜視図である。トレイ７はトレイ支持部材９に取り付けられて支持される。トレイ支持部材９は図５に示したベルト１３などによって駆動され、鉛直方向に昇降する。トレイ支持部材９が鉛直方向に移動すると、トレイ７は筐体１の溝２にガイドされ揺動する。
図４はトレイとトレイ支持部材の取り付けを示す概略斜視図である。図５はトレイの昇降手段を説明する概略斜視図である。トレイ支持部材９は、トレイ７の下面側に形成される凹所内に嵌合され、本体９ａにてトレイ７の底面を支持すると共に、本体９ａの後部両端からＬ字状に突設された係止突片９ｂは、トレイ７の対応する壁面に形成されたスリット７ａから突設される。また、本体９ａの側面から突設された嵌合ピン９ｃはトレイ７の対応する側面に形成された穴７ｂに嵌合することにより、トレイ支持部材９はトレイ７に固定される。なお、トレイ支持部材９の側面の他の部位には第１、及び第２の水平センサ１１、１２が設けられている。
【０００７】
図１ないし図５において、シート仕分け機構は下記の構成となっており、画像形成装置に装着される。
筐体１には正弦波や三角波のように蛇行した形状の溝２が２本上下方向へ延びており、この溝２がトレイ７を揺動させる案内部材の役割を果たす。トレイ７は排出されてきたシートを積載する。トレイ７を支持したトレイ支持部材９はその係止突片９ｂを筐体１内に取り付けられたベルト１３に固定され、上下方向へ駆動される。
このベルト１３は筐体１内に取り付けられた駆動部材１４（例えば、モータ）により駆動される。３つの、鉛直方向の位置を検知するための部材（機械的もしくは光学的センサなど）が配置される。ベルト１３は、所定の間隔をへだてて２本配置されており、各ベルト１３はプーリ１３ａによってエンドレスに張設されている。下方に位置する２つのプーリ１３ａは軸１３ｂにより連結されており、軸１３ｂは駆動部材１４によって回転駆動される。
係止突片９ｂは、筐体１の側壁に貫通形成された上下方向に延びるスリット１ａ内に嵌合して、内部に位置するベルト１３の所定箇所に固定される。
側壁に設けられた第１の上端センサ４は、シートまたはトレイ７の上面がシート排出口３の真下付近にあることを検知する検知部材である。第１の上端センサ４の下方に位置する第２の上端センサ５は、シートまたはトレイ７の上面が、シート排出口３と、シート排出口３からある程度の距離を置いた下方位置との間にあることを検知する検知部材である。
【０００８】
下端センサ６はトレイ７がこのトレイ７の下降可能な限界と、そこからある程度の距離をおいた位置との間にあることを検知する検知部材である。ここで、ある程度の距離とは、溝２の波形の半周期ないし１周期程度のスパンを持ち、波形の２つのピークを含むことが望ましい。
また、２つの、トレイ７の水平方向の位置を検知するための検知部材（機械的もしくは光学的センサなど）が配置される。第１および第２の水平センサ１１、１２はトレイ７が水平方向に揺動したときの、揺動の水平方向の一端のピーク付近と、他端のピーク付近を検知する検知部材である。
また、図示されてないが、トレイ位置記録部材がトレイ支持部材９を昇降させたときに、トレイ７を水平方向の一端と他端のどちら側に寄せるかを記録するために設けられる。これは、例えばメモリである。
上記構成では、トレイのシート排出方向と直交する横方向の位置は、モータの回転数などで制御することもできるが、より正確な位置の制御を行うための検知部材を示している。
トレイの直交方向の位置は、モータの回転数などで制御することもできるが、
１．モータの回転数などによる制御よりも正確な位置の制御、
２．シート排出口とトレイ上面もしくはトレイに積載されたシートの上面との間の距離の保持、
３．トレイの満杯検知
を行うための検知部材を有している。
トレイ７の揺動をなだらかにし、トレイに積載されたシートが搖動により滑るのを防ぐための案内部材としての溝２の形状が示されている。また、トレイ昇降時に案内部材に掛かる負荷を一定にし、案内部材２の波形の鉛直方向の幅を短くすること、あるいは波形の水平方向の幅を広くすることを容易にするための案内部材の形状が示されている。
【０００９】
図６は本発明によるシート仕分け機構の作動を説明するフローチャートである。
シート仕分け機構の電源オン時などにプログラムが起動され、最初にフラグの初期化を行う（Ｓ１）。第１の上端センサ４がオンかどうかをチェックする（Ｓ２）。
第１の上端センサ４がオンの場合（トレイ７もしくはシートの上面がシート排出口３の真下付近にある場合）は、シート排出口３から排出されたシートが、トレイ７に積載されたシートによってシート排出口３を塞がないようにするために、モータ４により駆動されるベルト１３によってトレイ支持台９を下降させる。
第１の上端センサ４がオンでないならば、第２の上端センサ５がオンかどうか判断する（Ｓ３）。第２の上端センサ５がオンの場合、シフト指示が有るかどうか判断する（Ｓ４）。シフト指示が有るならば、フラグ反転を行なう（Ｓ５）。
次に、第１の上端センサ４がオンになるまでトレイ７を上昇する（Ｓ６）。ただし、下端センサ６もオン（Ｓ７）の場合（トレイ７が下端センサ６よりも下にある場合）は、トレイ７には積載可能な限度までシートが積載されているものとみなし、画像形成装置へシートの送出を一時停止するよう要求する信号を送信する。
その後、トレイ７からシートが取り除かれ、第１の上端センサ４がオフになったとき、画像形成装置へシートの送出を許可する信号を送信する。もし、ステップ（Ｓ２）で第１の上端センサ４がオフであれば、ステップ（Ｓ３）のように、第２の上端センサ５をチェックする。
積載されたシートが取り除かれるなどして、第２の上端センサ５がオフになっていれば、トレイ７を上昇させる。もし、ステップ（Ｓ３）で第２の上端センサ５がオンであれば、画像形成装置からの信号や処理中のジョブの状態などを調べ、トレイ７をシフトさせるべきかを判断する。
もしトレイ７をシフトさせるべきだと判断された場合（Ｓ４）は、フラグを反転させた（Ｓ５）後、トレイ７を昇降させてこのトレイ７の水平方向の位置を変更する。また、もし、トレイ７をシフトさせる必要がないと判断された場合は、ステップ（Ｓ２）に戻りプログラムを継続する。ステップ（Ｓ２）ないし（Ｓ４）を繰り返す。
下端センサ６がオン（Ｓ７）の場合、ジョブを一時停止する（Ｓ８）。下端センサ６がオンでないならば、トレイ７を下降する（Ｓ９）。
【００１０】
図７は水平センサ初期化の動作を説明するフローチャートである。図７において、初期化スタートすると、第１の水平センサ１１かどうかを判断し（Ｓ１０）、第１の水平センサ１１ならば、フラグを２とし（Ｓ１１）、そうでないならば、フラグを１とする（Ｓ１２）。
図８は図６のフラグ反転を説明するフローチャートである。図８において、フラグ反転を開始すると、フラグが１かどうかを判断し（Ｓ１３）、フラグが１ならば、フラグを２にし（Ｓ１４）、そうでないならばフラグを１にする（Ｓ１５）。
図９は図６のジョブ一時停止を説明するフローチャートである。図９において、ジョブ一時停止をスタートすると、ジョブ一時停止信号を発生し（Ｓ１６）、次いで第１の上端センサ４がオンかどうか判断し（Ｓ１７）、オンでないならば、ジョブ一時停止解除信号を発生する（Ｓ１８）。
図１０は図６のトレイ下降動作を説明するフローチャートである。図１０において、トレイ下降をスタートすると、第１および第２の水平センサ１１、１２がオフになるまでトレイを下降する（Ｓ１９）。
次に、フラグが１であるかどうか判断し（Ｓ２０）、フラグが１であるならば、第１の水平センサ１１がオンになるまで、トレイを下降する（Ｓ２１）。フラグが１でないならば、第２の水平センサ１２がオンになるまで、トレイを下降する（Ｓ２２）。
本発明のシート仕分け機構においては、トレイ７の水平方向の移動は案内部材２によって行われる。そのため、トレイ７を駆動させるために必要な部材は、トレイ７を鉛直方向に移動させるためのものだけでよいため、駆動部材の点数を少なくすることができ、コスト削減や環境負荷低減が可能となる。
本発明のシート仕分け機構においては、トレイ７の水平方向の位置を検知することで、仕分けされたシートの幅を一定に保つことができ、ユーザがトレイ７に積載されたシートを手で整列し直す作業の無駄がなくなり、作業効率の向上に繋がる。
【００１１】
本発明のシート仕分け機構においては、シート上面の鉛直方向の位置を検知することで、積載されたシートによってシート排出口を塞がないようにするための、トレイ下降タイミングを知ることができる。
また、トレイ７の鉛直方向の位置を検知することで、トレイ７が下降可能な限度まで下降していることを知ることができ、前記シート上面の位置検知と合わせて、トレイ７の満杯検知が行える。
この満杯検知によって、画像形成装置に対し、ジョブの一時停止を要求するといった動作が可能となる。したがって、トレイ７に積載されたシートがトレイ排出口３を塞ぐことによるジャムは発生しなくなり、ユーザはトレイ７に積載されたシートの量を気にする必要がなくなる。
本発明のシート仕分け機構においては、案内部材２が正弦波形状になっているため、トレイ７の揺動がなだらかになり、トレイ７に積載されたシートの滑りを防ぐことができるため、ユーザがトレイ７に積載されたシートを手で整列し直す作業の無駄がなくなり、作業効率の向上に繋がる。
本発明のシート仕分け機構においては、案内部材２が三角波形状になっているため、トレイ支持部材９を昇降させたときの、案内部材２に掛かる負荷を一定にできる。したがって、波形の鉛直方向の幅を短くすること、あるいは波形の水平方向の幅を広くすることが容易になる。
それによって、ユーザがトレイ７に積載された仕分け済みのシートを手で整列し直す作業の無駄がなくなり、またユーザが仕分けされたシートを取る作業も容易となり、作業効率の向上に繋がる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明によるシート仕分け機構の全体外観を示す概略斜視図。
【図２】図１のシート仕分け機構に使用するトレイを示す概略斜視図。
【図３】図１のシート仕分け機構に用いるトレイ支持部材を示す概略斜視図。
【図４】トレイとトレイ支持部材の取り付けを示す概略斜視図。
【図５】トレイの昇降手段を説明する概略斜視図。
【図６】本発明によるシート仕分け機構の作動を説明するフローチャート。
【図７】水平センサ初期化の動作を説明するフローチャート。
【図８】図６のフラグ反転を説明するフローチャート。
【図９】図６のジョブ一時停止を説明するフローチャート。
【図１０】図６のトレイ下降を説明するフローチャート。
【符号の説明】
【００１３】
１  シート仕分け機構
２  案内部材（溝）
４  第１の上端センサ
５  第２の上端センサ
６  下端センサ
７  トレイ
９  トレイ支持部材
１１  第１の水平センサ
１２  第２の水平センサ
１３  昇降手段（ベルト）
１４  昇降手段（モータ）
【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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