(57)【要約】【課題】用紙束を積載トレイごと運び出せるようにした用紙積載装置において、用紙束を台車から取り出す際の作業者への負担を小さくし、かつ、限られた空間に大量の用紙束を積載できるようにする。【解決手段】画像形成装置は、用紙を積載する積載手段と、積載手段における複数の積載位置の高さが均等になるように用紙の積載順序を制御する制御手段と、制御手段により制御された積載順序に従って用紙を積載手段における各積載位置に排紙する排紙手段と、を有する。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙を積載する積載手段と、
前記積載手段における複数の積載位置の高さが均等になるように用紙の積載順序を制御する制御手段と、
前記制御手段により制御された積載順序に従って用紙を前記積載手段における各積載位置に排紙する排紙手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記積載手段を上方に付勢する付勢手段と、
前記積載手段に積載された用紙の高さを検出する紙面検出手段と、
前記紙面検出手段による検出結果に基づいて前記付勢手段の付勢力を調整する付勢力調整手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記積載手段における複数の積載位置をローテーションして用紙の積載順序を決めることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、所定枚数の積載が完了した積載位置に対してはそれ以上排紙しないようにして積載処理を継続することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記積載手段を複数有し、前記付勢手段、前記紙面検出手段及び前記付勢力調整手段を前記積載手段ごとに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、特に、用紙を積載しながら、既に積載されている用紙を取り出せるようにして、継続して大量の用紙を積載できる用紙積載装置を備えた画像形成装置に好ましく適用される技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、用紙を積載しながら、既に積載されている用紙を取り出せるようにして、継続して大量の用紙を積載できる用紙積載装置が知られている。この用紙積載装置は、用紙を積載可能な積載トレイと、積載トレイを昇降させる昇降手段と、積載トレイを運ぶための台車と、を備えて構成されている。
【０００３】
このような用紙積載装置では、積載トレイが所定の積載高さになると、昇降手段の積載トレイ支持部材が台車の支持面よりも下降することにより積載トレイが台車に受け渡されるようになっている。また、台車にはキャスタと把手が設けられており、把手をもって移動させることで、大容量の用紙束を一度に、しかも簡単に移動させることができる。そして、台車を使って、積載された用紙束をオフライン製本機などへ運び、用紙束を積載トレイからオフライン製本機の給紙装置に手動で載せ換えて、製本などの後処理を施す。しかし、載せ換え作業をする際に、台車上の用紙束が少なくなってくると、作業者は重い用紙束を低い位置から持ち上げて給紙装置に載せる必要があり、作業者に負担がかかるという問題があった。
【０００４】
例えば特許文献１には、積載効率を高めることを目的とし、複数の積載トレイを備えた用紙積載装置が開示されている。特許文献１の当該用紙積載装置は、この積載トレイがそれぞれ独立に昇降可能で、片方を取り出し中に、もう片方に継続して排紙できる構成となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１で開示された用紙積載装置は、用紙束を積載トレイごと運び出せる台車を備え、かつ、複数の用紙束を積載できる構成を有するものであるが、用紙束を台車から取り出す際の作業者の負担が大きいという問題は解消できていない。
【０００６】
そこで、本発明は、用紙束を積載トレイごと運び出せるようにした用紙積載装置において、用紙束を台車から取り出す際の作業者への負担を小さくし、かつ、限られた空間に大量の用紙束を積載できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の画像形成装置は、用紙を積載する積載手段と、積載手段における複数の積載位置の高さが均等になるように用紙の積載順序を制御する制御手段と、制御手段により制御された積載順序に従って用紙を積載手段における各積載位置に排紙する排紙手段と、を有するものである。
【０００８】
また、上記の画像形成装置において、積載手段を上方に付勢する付勢手段と、積載手段に積載された用紙の高さを検出する紙面検出手段と、紙面検出手段による検出結果に基づいて付勢手段の付勢力を調整する付勢力調整手段と、を有するものであってもよい。
【０００９】
また、上記の画像形成装置において、制御手段が、積載手段における複数の積載位置をローテーションして用紙の積載順序を決めるものであってもよい。
【００１０】
また、上記の画像形成装置において、制御手段が、所定枚数の積載が完了した積載位置に対してはそれ以上排紙しないようにして積載処理を継続するものであってもよい。
【００１１】
また、上記の画像形成装置において、積載手段を複数有し、付勢手段、紙面検出手段及び付勢力調整手段を積載手段ごとに備えるものであってもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、用紙束を積載トレイごと運び出せるようにした用紙積載装置において、用紙束を台車から取り出す際の作業者への負担を小さくし、かつ、限られた空間に大量の用紙束を積載することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る用紙積載装置の概略構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る用紙積載装置の台車部の概略構成図である。
【図４】本発明の実施形態に係る用紙積載装置の台車部の要部構成図である。
【図５】本発明の実施形態に係る付勢力調整処理を示したフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態に係る付勢力調整処理を示したフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態に係る用紙積載装置の台車部（積載トレイ）の構成の一例を示した図である。
【図８】本発明の実施形態に係る複数積載処理の排紙制御を説明する図である。
【図９】本発明の実施形態に係る複数積載処理の排紙制御を説明する図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る用紙積載装置の台車部（積載トレイ）の構成の一例を示した図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る付勢力調整処理を行うための機能構成を説明する図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る複数積載処理を行うための装置構成を説明する図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る複数積載処理で用紙積載時の通信シーケンスを示した図である。
【図１４】本発明の実施形態に係る複数積載処理における通信コマンドのデータ構成を示した図である。
【図１５】本発明の実施形態に係る複数積載処理における通信コマンドのデータ構成を示した図である。
【図１６】本発明の実施形態に係る複数積載処理を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、用紙の積載に際して、用紙束の上面位置（排出高さ）をセンサで検出して、上面位置が一定に保たれるようにスプリングの付勢力を調節するように構成したことが特徴となっている。また、上記に加え、従来と同等の空間積載効率を得るために、小サイズの用紙の場合、同一積載トレイ上の複数の位置に積載することで、限られた空間に大量の用紙束を積載することができるように構成したことが特徴になっている。以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。本実施形態の画像形成装置Ａは、画像形成を行う装置本体に用紙積載装置Ｂを備えている。用紙積載装置Ｂは、装置本体にオプションとして接続するようにしてもよいし、装置本体内に組み込むようにしてもよい。
【００１６】
図２は、本発明の実施形態に係る用紙積載装置の概略構成図である。図２（ａ）は用紙Ｐを受け入れる状態を表し、図２（ｂ）は用紙Ｐが積載された状態を表す。画像形成装置Ａから用紙積載装置Ｂに搬送された用紙Ｐは、搬送コロ１〜４により、用紙積載部に用紙Ｐが搬送、排紙され積載される。用紙積載部は、上部用紙積載部Ｃと大量積載部Ｄ（主積載部）から構成され、搬送路中にある分岐爪５の動作により、用紙Ｐの排出を切り替える。
【００１７】
大量積載部Ｄは、排紙された用紙Ｐを積載する積載トレイ６、用紙Ｐが積載された状態の積載トレイ６ごと装置から取り出すための台車部Ｅを有している。そして、排紙された用紙Ｐを良好に積載するため、また積載トレイ６の高さ（用紙受け入れ高さ）を略一定にするため、紙面検知センサ７が設けられている。さらに、積載状態を良好にするために、用紙排紙部に不図示の用紙揃えユニット（ジョガーユニット）を設けている。
【００１８】
図３は、本発明の実施形態に係る用紙積載装置の台車部の概略構成図である。積載トレイ６は、付勢手段としての不図示のスプリングにより付勢されており、ガイドレール９とローラ１０により昇降可能に取り付けられている。また、用紙積載装置Ｂが不図示の付勢力調整手段へアクセスするための窓（付勢力調整窓１１）が台車の側面に設けられている。
【００１９】
図４は、本発明の実施形態に係る用紙積載装置の台車部の要部構成図である。図４（ａ）は大サイズの用紙を積載した状態を表し、図4（ｂ）は小サイズの用紙を積載した状態を表す。積載トレイ６は、ローラ１３を介してスプリング１５により上昇付勢されている。スプリング１５の付勢力は付勢力調整手段１６により調整可能となっている。付勢力調整手段１６は、図３の付勢力調整窓１１を通じて用紙積載装置Ｂからモータの動力により調整する。
【００２０】
用紙束１４が積載トレイ６に積載されると、用紙束１４の重量とスプリング１５の付勢力が均衡する点に積載トレイ６は位置する。同じサイズや紙種の用紙であれば、重量は積載枚数に比例するため、用紙束の上面高さは略一定になる。このとき、用紙束の上面高さが基準高さに合うように付勢力を調整することで、サイズや紙種によらず用紙束の上面高さ（用紙受け入れ高さ）を略一定に保つことができる。
【００２１】
付勢力調整処理について実施例を３つ挙げて説明する。
【００２２】
［実施例１］
図５は、本実施例の付勢力調整処理を示したフローチャートであり、図１１は、本実施例の付勢力調整処理を説明するための機能ブロック図である。制御タイミングは、用紙積載トレイに排紙されるごと、または一定枚数の排紙ごととなる。紙面検知センサ７（図２）は、フィラの跳ね上げ量をロータリエンコーダで検出できるようになっており、これを紙面の現在高さとして扱う。
【００２３】
制御手段１００は、制御タイミングとなった場合（ステップＳ１１／ＹＥＳ）、ロータリエンコーダで検出した紙面の現在高さと基準高さ（理想的な用紙受け入れ高さ）の偏差に基づいてフィードバック制御を行い、付勢力調整値を決定して（ステップＳ１２）付勢力調整手段１１０に付与し、付勢力調整手段１１０は、取得した付勢力調整値を用いて付勢力の調整を実施する（ステップＳ１３）。
【００２４】
［実施例２］
図１１は、本実施例の付勢力調整処理を説明するための図である。図１１に示すように、画像形成装置Ａは、用紙積載装置Ｂに用紙を搬送する前に、用紙の重量や厚さに関する情報（サイズ、紙種などを含む）を通信により送る。用紙積載装置Ｂは、用紙の重量や厚さに応じて必要となる付勢力調整値の情報をあらかじめ保持している。この情報は、変換式の形か、または変換テーブルとして保持することが考えられる。用紙積載装置Ｂは、送付された用紙の重量や厚さに関する情報に基づいて、付勢力調整値を決定し、調整を実施する。
【００２５】
変換式を以下に示す。
変換式：
付勢力調整値
＝単位厚さ当たりの平均重量×定数
＝（Σ（密度［ｇ／ｃｍ3］×サイズ［ｃｍ2］））÷枚数×定数
【００２６】
［実施例３］
図６は、本実施例の付勢力調整処理を示したフローチャートである。複数サイズ、複数紙種の用紙の積載に対応するため、実施例１のフィードバック制御に加え、フィードフォワード制御を行う。用紙の重量や厚さに関する情報が変化するかどうかによって、以下の動作を切り替える。
【００２７】
＜用紙の重量や厚さに関する情報が変化しない場合（ステップＳ２２／ＮＯ）＞
制御タイミングは、用紙積載トレイに排紙されるごととなる。紙面検知センサ７（図２）は、フィラの跳ね上げ量をロータリエンコーダで検出できるようになっており、これを紙面の現在高さとして扱う。ロータリエンコーダで検出した紙面の現在高さと、基準高さ（理想的な用紙受け入れ高さ）の偏差に基づいてフィードバック制御を行い、付勢力調整値を決定し（ステップＳ２３）、付勢力の調整を実施する（ステップＳ２５）。
【００２８】
＜用紙の重量や厚さに関する情報が変化する場合（ステップＳ２２／ＹＥＳ）＞
画像形成装置Ａは、用紙積載装置Ｂに用紙を搬送する際に、用紙の重量や厚さに関する情報（サイズ、紙種などを含む）を通信により送付する。用紙積載装置Ｂは、用紙の重量や厚さに応じて必要となる付勢力調整値の情報をあらかじめ保持している。この情報は、変換式の形か、又は変換テーブルとして保持することが考えられる。用紙積載装置Ｂは、送付された用紙の重量／厚さに関する情報に基づいて、付勢力調整値を決定し（ステップＳ２４）、調整を実施する（ステップＳ２５）。
【００２９】
次に、複数積載処理について説明する。本実施形態では、積載空間を有効に利用するため、小サイズ（Ａ４など）の用紙を複数並べて積載することを考える。用紙を複数の位置に排紙する機構は以下が公知である（特許文献１）。
・排紙した用紙をグリッパで把持して積載位置に移動する。
・積載位置毎に排紙口を設ける。
【００３０】
積載トレイの構成としては、図７のように１つの積載トレイ上の複数位置に用紙を積載する構成と、図１０のように用紙の積載位置毎に積載トレイを持つ構成が考えられる。なお、ここでは用紙を複数の位置に排紙する機構は省略している。
【００３１】
図７の構成では、小サイズの用紙を複数並べて積載する際に、複数の用紙束毎の枚数が異なると、排紙口と用紙束上面との落差が用紙束毎に異なってしまうという問題がある。良好なスタック性を得るためには、用紙束毎の落差を全て一定に保つ必要がある。
【００３２】
この問題を解決するため、本実施形態の画像形成装置Ａは、用紙積載装置Ｂに対して、出力する用紙と紐付けた積載位置の情報を通信により送付する。画像形成装置Ａと用紙積載装置Ｂは図１２のように通信回線で接続される。図１３は、用紙積載時の通信シーケンスを表す図である。最初に、画像形成装置Ａは「起動」コマンドにより、用紙積載装置Ｂを起動する。次に、「積載位置」コマンドにより、用紙積載位置Ｂを前もって指定してから、用紙を排紙し、同時に「排紙信号ＯＮ」コマンドにより、用紙の先端が画像形成装置Ａを抜けたタイミングを通知する。用紙積載装置Ｂは「積載位置」コマンドにて指定された位置に用紙を積載し、「積載完了」コマンドを送付して積載が正常に完了したことを通知する。排出する用紙ごとに「積載位置」コマンドと「排紙信号ＯＮ」コマンドを繰り返した後、「停止」コマンドにより、用紙積載装置Ｂを停止する。
【００３３】
図１４に「積載位置」コマンド、図１５に「積載完了」コマンドのデータ構成を示す。用紙ＩＤは排紙する用紙に対応付けたＩＤ番号で、積載位置ＩＤは積載位置に対応付けたＩＤ番号である。積載状態は、正常積載または異常積載を表す符号で、積載処理が正常に完了したかどうかを、用紙ＩＤに紐付けて画像形成装置Ａに通知する。
【００３４】
画像形成装置Ａは、積載位置を制御し、積載位置ごとの積載高さがほぼ同じになるように制御する。画像形成処理Ａのスループットを向上させるためには、あらかじめ積載位置が決まるような制御方法が望ましい。ここでは簡単のため、積載位置をローテーションして、各積載位置の積載枚数をほぼ同じに保つように排紙制御する（図８（ａ））。また、各積載位置の用紙束の内容はひと続きの内容になる必要があるため、画像形成装置は排紙位置と同数の複数の出力内容をローテーションして出力する（図８（ｂ））。出力内容としては、複数部出力時の各部を割り当てたり、全く別の出力内容を割り当てることができる。出力内容によってトータルの積載枚数が異なる場合、先に積載完了した積載位置に対しては、それ以上積載しないようにする（図９、図１６）。
【００３５】
図１０の構成では、小サイズの用紙は複数の積載トレイに個々に積載し（図１０（ａ））、大サイズの用紙は複数の積載トレイをまたぐように積載する（図１０（ｂ））。積載トレイの付勢力は、積載トレイごとに個々に調整される。したがって、複数の積載トレイをまたいで積載する場合であっても、複数の積載トレイを同じ高さに保って昇降させることができる。
【００３６】
本実施形態によれば、用紙積載装置が、用紙をスタックする積載トレイ、積載トレイを上方付勢するように取り付けられたばね、ばねの付勢力を調整する付勢力調整手段、積載トレイ上の用紙の高さを検出する複数の紙面検知センサ、用紙を積載トレイ上の複数の積載位置に排紙する排紙手段を備え、用紙積載装置と通信可能に接続された画像形成装置が、各積載位置の積載高さが均等になるように用紙の積載順序を制御する制御手段、用紙の積載位置を通信により送付する通信手段を備えるように構成しているため、複数の積載位置において排紙時の落差を均一に保つことができ、良好に積載することができる。したがって、限られた空間に大量の用紙束を積載することが可能となる。
【００３７】
また、本実施形態によれば、複数の積載位置をローテーションするように排紙制御するように構成しているため、ローテーションという簡単な制御で、排紙時の落差を均一して良好に積載することができる。また、積載位置を画像形成前に決定することができるため、複数の画像形成内容について、積載位置毎の用紙束の内容が一続きの内容になるように画像形成の順番を入れ替えて、画像形成することが可能になり、画像形成処理のスループットを向上させることが可能となる。
【００３８】
また、本実施形態によれば、所定枚数の積載が完了した積載位置に対してはそれ以上排紙しないようにして、積載処理を継続するように構成しているため、複数の積載位置に対して、トータルの積載枚数が異なる場合でも積載処理を完了することが可能となる。
【００３９】
本実施形態によれば、用紙積載装置が、用紙をスタックする複数の積載トレイ、複数の積載トレイを上方付勢するように取り付けられた複数のばね、ばねの付勢力を調整する複数の付勢力調整手段、積載トレイ上の用紙の高さを検出する複数の紙面検知センサ、用紙を複数の積載トレイに排紙する排紙手段を備え、複数の積載トレイは同一のシートを跨らせて積載可能であるように構成しているため、用紙のサイズによらず、限られた空間に大量の用紙束効率よく積載することが可能となる。
【００４０】
なお、上述する実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１〜４    搬送コロ
５    分岐爪
６    積載トレイ
７    紙面検知センサ
８    台車のハンドル
９    ガイドレール
１０    ローラ
１１    付勢力調整窓
１２    車輪
１３    ローラ
１４    用紙束
１５    スプリング
１６    付勢力調整手段
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４２】
【特許文献１】特許第４２６７０４５号公報
【図１】
2011251777.tif 000003
【図２】
2011251777.tif 000004
【図３】
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【図４】
2011251777.tif 000006
【図５】
2011251777.tif 000007
【図６】
2011251777.tif 000008
【図７】
2011251777.tif 000009
【図８】
2011251777.tif 000010
【図９】
2011251777.tif 000011
【図１０】
2011251777.tif 000012
【図１１】
2011251777.tif 000013
【図１２】
2011251777.tif 000014
【図１３】
2011251777.tif 000015
【図１４】
2011251777.tif 000016
【図１５】
2011251777.tif 000017
【図１６】
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