(57)【要約】      （修正有）【課題】駆動モータの小型化を図りつつ、排紙トレイの下方の障害物に対する挟み込みを防止することができるシート後処理装置を提供することである。【解決手段】シート後処理装置１は、排紙トレイ２と、駆動モータ４と、動力伝達遮断機構と、第１動力伝達部と、第２動力伝達部と、負荷軽減機構６と、を持つ。排紙トレイは、シートを積載可能である。駆動モータは、排紙トレイを昇降させる。動力伝達遮断機構は、排紙トレイに上向きの外力が加わったときに、駆動モータから排紙トレイまでの動力伝達を遮断可能である。第１動力伝達部は、駆動モータから動力伝達遮断機構まで動力を伝達する。第２動力伝達部は、動力伝達遮断機構から排紙トレイまで動力を伝達する。負荷軽減機構は、シートの積載により排紙トレイに生じる負荷とは逆方向の逆負荷を排紙トレイに与える。負荷軽減機構は、第１動力伝達部に接続されている。【選択図】図１
2019006518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートを積載可能な排紙トレイと、
前記排紙トレイを昇降させる駆動モータと、
前記排紙トレイに上向きの外力が加わったときに、前記駆動モータから前記排紙トレイまでの動力伝達を遮断可能な動力伝達遮断機構と、
前記駆動モータから前記動力伝達遮断機構まで動力を伝達する第１動力伝達部と、
前記動力伝達遮断機構から前記排紙トレイまで動力を伝達する第２動力伝達部と、
前記第１動力伝達部に接続され、前記シートの積載により前記排紙トレイに生じる負荷とは逆方向の逆負荷を前記排紙トレイに与える負荷軽減機構と、を備える
シート後処理装置。
【請求項２】
シートを積載可能な排紙トレイと、
前記排紙トレイを昇降させる駆動モータと、
前記駆動モータから前記排紙トレイまで動力を伝達可能な動力伝達部と、
前記シートの積載により前記排紙トレイに生じる負荷とは逆方向の逆負荷を前記排紙トレイに与える負荷軽減機構と、を備え、
前記動力伝達部は、第１動力伝達部と、前記第１動力伝達部よりも低い減速比を有する第２動力伝達部と、を備え、
前記負荷軽減機構は、前記第１動力伝達部に接続されている
シート後処理装置。
【請求項３】
前記排紙トレイに上向きの外力が加わったときに、前記駆動モータから前記排紙トレイまでの動力伝達を遮断する動力伝達遮断機構を更に備える
請求項２に記載のシート後処理装置。
【請求項４】
前記動力伝達遮断機構は、前記排紙トレイに上向きの外力が加わったときに、前記排紙トレイの下向きへの移動を制限するラチェットギアを備える
請求項１または３に記載のシート後処理装置。
【請求項５】
前記動力伝達遮断機構は、
前記排紙トレイに加わる外力を検知する外力検知センサと、
前記外力検知センサの検知結果に基づいて、前記外力が閾値を超えたときに前記排紙トレイの下向きへの移動を制限する電磁クラッチと、を備える
請求項１または３に記載のシート後処理装置。
【請求項６】
前記第１動力伝達部は、
前記駆動モータにより回転駆動されるウオームギアと、
前記ウオームギアが噛み合うウオームホイールと、
前記ウオームホイールが取り付けられるとともに、前記ウオームギアの軸部とねじれの位置関係にあるウオームホイールシャフトと、
前記ウオームホイールシャフトに取り付けられるとともに、前記動力伝達遮断機構に接続される歯車と、を備える
請求項３から５の何れか一項に記載のシート後処理装置。
【請求項７】
前記負荷軽減機構は、前記ウオームホイールシャフトに接続されている
請求項６に記載のシート後処理装置。
【請求項８】
前記負荷軽減機構は、前記排紙トレイに前記逆負荷が伝達されない逆負荷非伝達状態と、前記排紙トレイに前記逆負荷が伝達される逆負荷伝達状態と、を切り替え可能な切替機構を備える
請求項１から７の何れか一項に記載のシート後処理装置。
【請求項９】
前記負荷軽減機構は、前記シートの積載により前記排紙トレイに生じる負荷と、前記逆負荷から前記排紙トレイに生じる負荷を引いた差引負荷とが同じになるタイミングで、前記逆負荷伝達状態に切り替える
請求項８に記載のシート後処理装置。
【請求項１０】
前記負荷軽減機構は、前記排紙トレイに生じる負荷の大きさに関わらず一定の前記逆負荷を前記排紙トレイに与える定荷重バネを備える
請求項１から９の何れか一項に記載のシート後処理装置。
【請求項１１】
前記負荷軽減機構は、前記排紙トレイに生じる負荷の大きさに応じて、前記排紙トレイに与える前記逆負荷の大きさを変化させる
請求項１から９の何れか一項に記載のシート後処理装置。
【請求項１２】
前記負荷軽減機構は、前記排紙トレイの変位量に応じて反力が変化するバネを備える
請求項１１に記載のシート後処理装置。
【請求項１３】
前記第１動力伝達部は、
前記駆動モータにより回転駆動されるウオームギアと、
前記ウオームギアが噛み合うウオームホイールと、を備える
請求項１から１２の何れか一項に記載のシート後処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、シート後処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置（例えばＭＦＰ）から搬送されるシートに後処理を施すためのシート後処理装置が知られている。シート後処理装置は、搬送されたシートにステープルまたはソートを施す処理部を備える。シート後処理装置は、排紙トレイと、駆動モータと、を更に備える。排紙トレイは、処理部から排出されたシートを積載可能である。駆動モータは、排紙トレイを昇降させる。排紙トレイは、大量のシートが積載された状態（以下「高負荷状態」ともいう。）で、昇降駆動される。排紙トレイは、高負荷状態において高速駆動が要求される。
【０００３】
一方、排紙トレイに生じる負荷とは逆方向の逆負荷を排紙トレイに与える機構がある。例えば、排紙トレイを引張バネなどの付勢手段で引っ張ることで、逆負荷を排紙トレイに与える機構がある。逆負荷は、駆動モータのアシストとなる。
他方、排紙トレイの下方に障害物がある場合には、障害物に対する挟み込みを防止することが要求される。
【０００４】
しかしながら、上述の機構においては、駆動モータの小型化と、排紙トレイの下方の障害物に対する挟み込み防止とを両立する上で、改善の余地があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１２４１８５号公報
【特許文献２】特開２０００−２４７４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、駆動モータの小型化を図りつつ、排紙トレイの下方の障害物に対する挟み込みを防止することができるシート後処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態のシート後処理装置は、排紙トレイと、駆動モータと、動力伝達遮断機構と、第１動力伝達部と、第２動力伝達部と、負荷軽減機構と、を持つ。排紙トレイは、シートを積載可能である。駆動モータは、前記排紙トレイを昇降させる。動力伝達遮断機構は、前記排紙トレイに上向きの外力が加わったときに、前記駆動モータから前記排紙トレイまでの動力伝達を遮断可能である。第１動力伝達部は、前記駆動モータから前記動力伝達遮断機構まで動力を伝達する。第２動力伝達部は、前記動力伝達遮断機構から前記排紙トレイまで動力を伝達する。負荷軽減機構は、前記シートの積載により前記排紙トレイに生じる負荷とは逆方向の逆負荷を前記排紙トレイに与える。前記負荷軽減機構は、第１動力伝達部に接続されている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係るシート後処理装置を示す斜視図。
【図２】実施形態に係る動力伝達部の構成を示す斜視図。
【図３】実施形態に係る動力伝達部の構成を示す平面図。
【図４】実施形態に係る排紙トレイに生じる負荷と、排紙トレイの位置との関係を示す図。
【図５】実施形態に係る排紙トレイに生じる負荷と、排紙トレイの位置との関係を示す図。
【図６】実施形態に係る負荷軽減機構の効果を説明する図。
【図７】実施形態に係る負荷軽減機構の効果を説明する図。
【図８】実施形態の第１変形例に係る負荷軽減機構の構成を示す斜視図。
【図９】実施形態の第１変形例に係る切替機構を示す図。図９（ａ）は、実施形態の第１変形例に係る切替機構の構成を示す正面図。図９（ｂ）及び図９（ｃ）は、実施形態の第１変形例の切替機構の動作を説明する図。
【図１０】実施形態の第１変形例に係る負荷軽減機構の効果を説明する図。
【図１１】実施形態の第１変形例に係る負荷軽減機構の効果を説明する図。
【図１２】実施形態の第１変形例に係る負荷軽減機構の効果を説明する図。
【図１３】実施形態の第２変形例に係る切替機構を示す図。図１３（ａ）は、実施形態の第２変形例に係る切替機構の構成を示す正面図。図１３（ｂ）及び図１３（ｃ）は、実施形態の第２変形例に係る切替機構の動作を説明する図。
【図１４】実施形態の第２変形例に係る負荷軽減機構の効果を説明する図。
【図１５】実施形態の第３変形例に係る負荷軽減機構の構成を示す斜視図。
【図１６】実施形態の第３変形例に係る負荷軽減機構の効果を説明する図。
【図１７】実施形態の第３変形例に係る負荷軽減機構の効果を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施形態のシート後処理装置を、図面を参照して説明する。なお、各図において、同一構成については同一の符号を付す。
【００１０】
シート後処理装置１について説明する。
図１は、実施形態に係るシート後処理装置１を示す斜視図である。図１においては、シート後処理装置１の外形を二点鎖線で示す。
図１に示すように、シート後処理装置１は、排紙トレイ２と、ガイド機構３と、駆動モータ４と、動力伝達部５と、負荷軽減機構６と、を備える。
【００１１】
シート後処理装置１は、不図示の画像形成装置に隣接して配置されている。シートは、画像形成装置からシート後処理装置１へ搬送される。シート後処理装置１は、搬送されたシートに、ユーザーの操作を受け付けるコントロールパネル（不図示）を通じて指定された後処理を実行する。例えば、シート後処理装置１は、ステープル処理およびソート処理を行う。例えば、シート後処理装置１は、シートを二つ折りにして排出するシート折り処理を行う。
【００１２】
排紙トレイ２について説明する。
排紙トレイ２は、排出されたシートを積載可能である。例えば、排紙トレイ２には、不図示の搬送ベルトによって、ステープル処理またはソート処理が行われたシート（シート束）が排出される。排紙トレイ２は、駆動モータ４の回転力を利用して昇降される。排紙トレイ２は、排出されるシートを受け止める。排紙トレイ２は、シートの排出方向Ｖ１及び鉛直方向Ｖ２と直交するシート幅方向Ｖ３に長手を有する矩形板状をなす。
【００１３】
ガイド機構３について説明する。
ガイド機構３は、排紙トレイ２を上下に案内可能である。ガイド機構３は、ガイドプレート３ａと、ガイドレール３ｂと、を備える。
【００１４】
ガイドプレート３ａは、シート幅方向Ｖ３に一対設けられている。一対のガイドプレート３ａは、排紙トレイ２の両端に取り付けられている。ガイドプレート３ａは、排紙トレイ２の両端からガイドレール３ｂの隙間を通ってシート幅方向外方に延出している。ガイドプレート３ａの延出端（外端）は、タイミングベルト２４に連結されている。
【００１５】
ガイドレール３ｂは、シート幅方向Ｖ３に一対設けられている。一対のガイドレール３ｂは、排紙トレイ２の両側方に設けられている。ガイドレール３ｂは、上下に長手を有する。ガイドレール３ｂは、自身の長手方向に沿ってガイドプレート３ａを案内可能である。すなわち、排紙トレイ２は、ガイドプレート３ａを介して、ガイドレール３ｂに沿って案内される。
【００１６】
駆動モータ４について説明する。
駆動モータ４は、排紙トレイ２を昇降させる。駆動モータ４は、回転角度、回転速度の制御が可能なモータである。例えば、駆動モータ４は、ＤＣモータである。シート後処理装置１は、駆動モータ４の回転を制御する不図示の制御部を備える。例えば、駆動モータ４には、不図示の制御部によって駆動制御される駆動回路が設けられている。
【００１７】
動力伝達部５について説明する。
動力伝達部５は、駆動モータ４から排紙トレイ２まで動力を伝達可能である。
図２は、実施形態に係る動力伝達部５の構成を示す斜視図である。図３は、実施形態に係る動力伝達部５の構成を示す平面図である。図２においては、駆動モータ４を併せて示す。
図２に示すように、動力伝達部５は、第１動力伝達部１０、第２動力伝達部２０及び動力伝達遮断機構３０を備える。
【００１８】
第１動力伝達部１０について説明する。
第１動力伝達部１０は、駆動モータ４から動力伝達遮断機構３０まで動力を伝達する。第１動力伝達部１０は、モータプーリ１１、モータ駆動ベルト１２、ウオームギアプーリ１３、ウオームギア１４、ウオームホイール１５、ウオームホイールシャフト１６及び歯車１７を備える。図２において、符号Ｃ１は駆動モータ４の回転軸の軸線、符号Ｃ２はウオームギア１４の軸部の軸線、符号Ｃ３はウオームホイールシャフト１６の軸線をそれぞれ示す。
【００１９】
モータプーリ１１は、駆動モータ４の回転軸に取り付けられている。ウオームギア１４は、駆動モータ４の軸線Ｃ１と平行な軸線Ｃ２を有する。ウオームギアプーリ１３は、ウオームギア１４の軸部に取り付けられている。モータ駆動ベルト１２は、モータプーリ１１とウオームギアプーリ１３とに架け渡されている。
【００２０】
ウオームギア１４は、ウオームホイール１５に噛み合う。ウオームホイールシャフト１６は、ウオームギア１４の軸部とねじれの位置関係にある。ウオームホイールシャフト１６は、ウオームギア１４の軸部と直交する方向に軸線Ｃ３を有する。ウオームホイール１５及び歯車１７は、ウオームホイールシャフト１６に取り付けられている。歯車１７とウオームホイール１５とは、同軸に配置されている。歯車１７とウオームホイール１５とは、一体的に回転可能である。歯車１７は、ラチェットギア３１に噛み合う。
【００２１】
第１動力伝達部１０は、第２動力伝達部２０よりも大きい減速比を有する。例えば、第１動力伝達部１０の減速比は、５０程度である。第１動力伝達部１０が第２動力伝達部２０よりも大きい減速比を有することで、以下の効果を奏する。第１動力伝達部１０が第２動力伝達部２０以下の減速比を有する場合と比較して、小さい駆動力で排紙トレイ２を昇降駆動させることができる。したがって、排紙トレイ２が大量のシートが積載された高負荷状態であっても、小型の駆動モータ４で排紙トレイ２を駆動させることができる。
【００２２】
第２動力伝達部２０について説明する。
第２動力伝達部２０は、動力伝達遮断機構３０から排紙トレイ２（図１参照）まで動力を伝達する。図１に示すように、第２動力伝達部２０は、主軸歯車２１、トレイ駆動シャフト２２、タイミングプーリ２３、タイミングベルト２４及びタイミングアイドラ２５を備える。図２において、符号Ｃ４はトレイ駆動シャフト２２の軸線を示す。
【００２３】
図２に示すように、主軸歯車２１及びタイミングプーリ２３は、トレイ駆動シャフト２２に取り付けられている。トレイ駆動シャフト２２は、ウオームホイールシャフト１６と平行な方向に軸線Ｃ４を有する。主軸歯車２１とタイミングプーリ２３とは、同軸に配置されている。主軸歯車２１とタイミングプーリ２３とは、一体的に回転可能である。図１に示すように、タイミングベルト２４は、タイミングプーリ２３とタイミングアイドラ２５とに架け渡されている。
【００２４】
第２動力伝達部２０は、第１動力伝達部１０よりも小さい減速比を有する。例えば、第２動力伝達部２０の減速比は、５程度である。第２動力伝達部２０が第１動力伝達部１０よりも小さい減速比を有することで、以下の効果を奏する。第２動力伝達部２０が第１動力伝達部１０以上の減速比を有する場合と比較して、排紙トレイ２に上向きの外力が加わったときにバックドライブ（逆回転）しやすい。すなわち、排紙トレイ２に加わった外力が動力伝達遮断機構３０に伝わりやすい。したがって、排紙トレイ２の下方の障害物に対する挟み込みを防止することができる。
【００２５】
動力伝達遮断機構３０について説明する。
図２に示すように、動力伝達遮断機構３０は、第１動力伝達部１０と第２動力伝達部２０との間に配置されている。動力伝達遮断機構３０は、排紙トレイ２（図１参照）に上向きの外力が加わったときに、駆動モータ４から排紙トレイ２までの動力伝達を遮断する。
【００２６】
ここで、排紙トレイ２に加わる「上向きの外力」は、閾値以上の外力を意味する。閾値は、排紙トレイ２に上向きの外力が加わったときに、不図示の付勢部材の付勢力に抗して付勢部材を引き離すことが可能な力である。例えば、上向きの外力には、駆動モータ４が排紙トレイ２を下降させている場合、排紙トレイ２が下方の障害物に当たったときの衝撃力が含まれる。動力伝達遮断機構３０は、排紙トレイ２に上向きの外力が加わっていないときに、駆動モータ４から排紙トレイ２までの動力伝達を許容する。
【００２７】
動力伝達遮断機構３０は、ラチェットギア３１、アイドラギア３２及び挟み込み防止機構シャフト３３を備える。図２において、符号Ｃ５は挟み込み防止機構シャフト３３の軸線を示す。
【００２８】
ラチェットギア３１及びアイドラギア３２は、挟み込み防止機構シャフト３３に取り付けられている。挟み込み防止機構シャフト３３は、ウオームホイールシャフト１６と平行な方向に軸線Ｃ５を有する。ラチェットギア３１とアイドラギア３２とは、同軸に配置されている。図３に示すように、ラチェットギア３１とアイドラギア３２とは、結合部３４によって一体的に回転可能である。アイドラギア３２は、主軸歯車２１に噛み合う。
【００２９】
ラチェットギア３１は、排紙トレイ２に上向きの外力が加わったときに、排紙トレイ２の下向きへの移動を制限する。ラチェットギア３１は、排紙トレイ２に上向きの外力が加わったときに、排紙トレイ２を定位置に止まらせてもよい。ラチェットギア３１は、排紙トレイ２に上向きの外力が加わったときに、排紙トレイ２の上向きへの移動を許容してもよい。
【００３０】
例えば、ラチェットギア３１は、不図示の付勢部材によってアイドラギア３２に付勢されている。ラチェットギア３１は、排紙トレイ２に上向きの外力が加わったときに、結合部３４の作用によって、付勢部材の付勢力に抗して挟み込み防止機構シャフト３３の軸線方向でアイドラギア３２から離れる方向に移動可能である。ラチェットギア３１は、駆動モータ４の動力が伝達された状態で排紙トレイ２に上向きの外力が加わったときに、付勢部材を押し返して空転する。駆動モータ４の動力が伝達された状態で排紙トレイ２に上向きの外力が加わったときに、アイドラギア３２は、結合部３４の作用によるラチェットギア３１との結合が解除される。すなわち、ラチェットギア３１の空転時、アイドラギア３２は、動力遮断状態になる。
【００３１】
以下、アイドラギア３２がラチェットギア３１と結合している状態を「動力伝達状態」、アイドラギア３２とラチェットギア３１との結合が解除された状態を「動力遮断状態」ともいう。
【００３２】
駆動モータ４の動力伝達について図２を参照して説明する。
図２に示すように、駆動モータ４の回転動力は、モータプーリ１１、モータ駆動ベルト１２及びウオームギアプーリ１３を介してウオームギア１４に伝達される。ウオームギア１４の動力は、ウオームホイール１５に伝達される。ウオームホイール１５は、ウオームギア１４の回転に連動して回転する。歯車１７は、ウオームホールと一体的に回転する。
【００３３】
動力伝達状態において、ラチェットギア３１は、歯車１７の回転に従動して回転する。アイドラギア３２は、ラチェットギア３１と一体的に回転する。主軸歯車２１は、ラチェットギア３１の回転に従動して回転する。タイミングプーリ２３は、主軸歯車２１と一体的に回転する。タイミングベルト２４は、タイミングプーリ２３の回転に従動して回転（上下動）する。ガイドプレート３ａは、タイミングベルト２４の回転（上下動）に従動して昇降する。排紙トレイ２は、ガイドプレート３ａと一体的に昇降する。例えば、駆動モータ４が正回転する場合、排紙トレイ２は上昇する。一方、駆動モータ４が逆回転する場合、排紙トレイ２は下降する。
【００３４】
動力遮断状態において、ラチェットギア３１は、駆動モータ４から排紙トレイ２までの動力伝達を遮断する。動力遮断状態において、ラチェットギア３１は、空転する。
【００３５】
負荷軽減機構６について説明する。
負荷軽減機構６は、シートの積載により排紙トレイ２に生じる負荷とは逆方向の逆負荷を排紙トレイ２に与える。排紙トレイ２には、シート束の重量などの鉛直方向下向きの負荷が作用する。排紙トレイ２に生じる負荷は、排紙トレイ２に対し下方に作用する負荷である。逆負荷は、排紙トレイ２に対し上方に作用する負荷である。
【００３６】
図１に示すように、負荷軽減機構６は、シート幅方向Ｖ３において排紙トレイ２の外方に配置されている。負荷軽減機構６は、ワイヤプーリ４０、ワイヤ４１、ワイヤアイドラ４２及び定荷重バネ４３を備える。図２において、符号Ｃ６はワイヤアイドラ４２の軸部の軸線を示す。
【００３７】
図２に示すように、ワイヤプーリ４０は、ウオームホイールシャフト１６の一端部に取り付けられている。
ワイヤ４１の一端（上端）は、ワイヤプーリ４０に取り付けられている。図１に示すように、ワイヤ４１の他端（下端）は、定荷重バネ４３に取り付けられている。排紙トレイ２が下方へ移動すると、ワイヤ４１はワイヤプーリ４０に巻き取られる。
【００３８】
ワイヤアイドラ４２は、ウオームホイールシャフト１６と平行な方向に軸線Ｃ６を有する。ワイヤアイドラ４２は、ワイヤ４１を移動可能に支持する。ワイヤアイドラ４２は、ワイヤ４１の上下動を許容する。
【００３９】
ワイヤアイドラ４２は、ワイヤプーリ４０を介してガイド機構３とは反対側に配置されている。ワイヤアイドラ４２がワイヤプーリ４０を介してガイド機構３とは反対側に配置されていることで、定荷重バネ４３及びワイヤ４１がガイド機構３と干渉することを回避することができる。
【００４０】
定荷重バネ４３は、逆負荷を排紙トレイ２に与える。例えば、定荷重バネ４３は、一定の曲率で曲げられた長尺の板ばねである。定荷重バネ４３は、変位にかかわらず荷重が一定となる。定荷重バネ４３は、排紙トレイ２に生じる負荷の大きさに関わらず一定の逆負荷を排紙トレイ２に与える。すなわち、定荷重バネ４３は、排紙トレイ２の上下位置にかかわらず、一定の逆負荷を排紙トレイ２に与える。言い換えると、定荷重バネ４３は、ワイヤ４１の巻取量にかかわらず、一定の逆負荷を排紙トレイ２に与える。
【００４１】
図３に示すように、負荷軽減機構６は、第１動力伝達部１０に接続されている。負荷軽減機構６は、第１動力伝達部１０における動力伝達遮断機構３０の側（図２に示す駆動モータ４とは反対側）に接続されている。具体的に、負荷軽減機構６におけるワイヤプーリ４０は、第１動力伝達部１０におけるウオームホイールシャフト１６に接続されている。
【００４２】
駆動モータ４の駆動制御について図１を参照して説明する。
図１に示すように、駆動モータ４は、排紙トレイ２上のシート（一番上のシート）の位置が所定の高さになるように、排紙トレイ２を昇降させる。以下、排紙トレイ２上のシート（一番上のシート）の位置を「シート位置」ともいう。シート後処理装置１には、シート位置を検知する不図示のシート位置検知センサが設けられている。駆動モータ４は、シート位置検知センサの検知結果に基づいて、シート位置が所定の高さになるように排紙トレイ２を昇降させる。
【００４３】
排紙トレイ２に生じる負荷と、排紙トレイ２の位置との関係を図４及び図５を参照して説明する。
図４及び図５は、実施形態に係る排紙トレイ２に生じる負荷と、排紙トレイ２の位置との関係を示す図である。図４は、排紙トレイ２に小量のシートが積載された低負荷状態を示す。図５は、排紙トレイ２に大量のシートが積載された高負荷状態を示す。排紙トレイ２に生じる負荷は、排紙トレイ２に積載されるシート束の総重量である。以下、排紙トレイ２に生じる負荷を「トレイ負荷」、排紙トレイ２の上下位置を「トレイ位置」ともいう。
【００４４】
図４に示すように、排出されたシートは排紙トレイ２に積載されていく。図５に示すように、高負荷状態におけるトレイ位置は、低負荷状態におけるトレイ位置よりも低い。排紙トレイ２に積載されるシートの枚数が多くなるほど、排紙トレイ２は下方へ移動する。排紙トレイ２に積載されるシートの枚数（シート束の全重量）とトレイ位置とは、比例関係にある。シート排出経路がシートで塞がれないように、シートが積載された排紙トレイ２を下げる。
【００４５】
排紙トレイ２は、シート束の全重量を支えつつ昇降動作する。排紙トレイ２は、駆動モータ４（図１参照）の正逆回転によって上下に振動可能である。図４及び図５において、符号Ｋ１は排紙トレイ２の振動方向を示す。
【００４６】
排紙トレイ２が上下に振動することによって、以下の効果を奏する。排出されたシート（一番上のシート）の一端が排紙トレイ２の手前の排紙ガイド（不図示）上に残ることを回避することができる。すなわち、排出されたシートを、排紙トレイ２上または排紙トレイ２上のシート束上に、整然と載せることができる。したがって、排紙ガイド上のシート残りに起因するジャムを回避することができる。
【００４７】
負荷軽減機構６によって、排紙トレイ２には一定の逆負荷が付与されている。以下、排紙トレイ２に積載されているシートの枚数を「積載シート枚数」ともいう。
【００４８】
例えば、積載シート枚数が閾値枚数未満の場合、トレイ負荷よりも逆負荷が大きいため、駆動モータ４は逆負荷に逆らうようにトルクを出力する。すなわち、駆動モータ４は、排紙トレイ２が上昇しようとするのを所定の高さで止める。
【００４９】
例えば、積載シート枚数が閾値枚数と同じ場合、トレイ負荷と逆負荷とがつり合うため、駆動モータ４は回転を停止する。
【００５０】
例えば、積載シート枚数が閾値枚数を超える場合、逆負荷よりもトレイ負荷が大きいため、駆動モータ４はトレイ負荷に逆らうようにトルクを出力する。すなわち、駆動モータ４は、排紙トレイ２が下降しようとするのを所定の高さで止める。
【００５１】
実施形態に係る負荷軽減機構６の効果について図６及び図７を参照して説明する。
図６及び図７は、実施形態に係る負荷軽減機構６の効果を説明する図である。
図６において、横軸はトレイ負荷（トレイ位置）、縦軸は排紙トレイ２の昇降速度（以下「トレイ速度」ともいう。）を示す。図７において、横軸はトレイ負荷（トレイ位置）、縦軸は消費電力を示す。図６及び図７において、実線Ｌ１は負荷軽減機構６を有する場合（実施形態）、破線ＬＸは負荷軽減機構６を有しない場合（以下「比較例」ともいう。）をそれぞれ示す。図６のトレイ速度は、排紙トレイ２の昇降運動を想定した平均値である。
【００５２】
図６に示すように、比較例の場合（破線ＬＸ参照）、トレイ速度はトレイ負荷が高くなるほど遅くなる。比較例の場合、高負荷状態においては目標速度で排紙トレイ２を動作させることができない可能性がある。
【００５３】
一方、実施形態の場合（実線Ｌ１参照）、トレイ速度は出発点Ｐａからトレイ負荷が高くなるほど速くなった後、折り返し点Ｐ１を経て、トレイ負荷が高くなるほど遅くなる。例えば、出発点Ｐａは、トレイ負荷がない状態である。排紙トレイ２にシートが積載されていき所定枚数溜まると、トレイ負荷と逆負荷とが相殺される（折り返し点Ｐ１）。実施形態においては、比較例に対して、トレイ負荷とトレイ速度との関係が高負荷側に平行移動する。
【００５４】
実施形態によれば、高負荷状態において目標速度で排紙トレイ２を動作させることができる。例えば、図６のように高負荷状態までトレイ動作範囲を設定した場合でも、トレイ動作範囲の全域において、目標速度で排紙トレイ２を動作させることができる。
【００５５】
図７のグラフは、図６のグラフと裏返しの関係にある。
具体的に、図７に示すように、比較例の場合（破線ＬＸ参照）、消費電力はトレイ負荷が高くなるほど大きくなる。
【００５６】
一方、実施形態の場合（実線Ｌ１参照）、消費電力は出発点Ｐａからトレイ負荷が高くなるほど小さくなった後、折り返し点Ｐ１を経て、トレイ負荷が高くなるほど大きくなる。実施形態においては、比較例に対して、トレイ負荷と消費電力との関係が高負荷側に平行移動する。
図６及び図７において、折り返し点Ｐ１はトレイ負荷と逆負荷とがつり合う点である。
【００５７】
実施形態によれば、高負荷状態において消費電力を抑えることができる。例えば、図７のように高負荷状態までトレイ動作範囲を設定した場合でも、トレイ動作範囲の全域において、消費電力を抑えることができる。
【００５８】
実施形態によれば、シート後処理装置１は、排紙トレイ２と、駆動モータ４と、動力伝達遮断機構３０と、第１動力伝達部１０と、第２動力伝達部２０と、負荷軽減機構６と、を持つ。排紙トレイ２は、シートを積載可能である。駆動モータ４は、排紙トレイ２を昇降させる。動力伝達遮断機構３０は、排紙トレイ２に上向きの外力が加わったときに、駆動モータ４から排紙トレイ２までの動力伝達を遮断可能である。第１動力伝達部１０は、駆動モータ４から動力伝達遮断機構３０まで動力を伝達する。第２動力伝達部２０は、動力伝達遮断機構３０から排紙トレイ２まで動力を伝達する。負荷軽減機構６は、シートの積載により排紙トレイ２に生じる負荷とは逆方向の逆負荷を排紙トレイ２に与える。負荷軽減機構６は、第１動力伝達部１０に接続されている。以上の構成によって、以下の効果を奏する。トレイ負荷とは逆方向の逆負荷が排紙トレイ２に与えられることで、排紙トレイ２の昇降駆動が低出力で済むため、駆動モータ４の小型化を図ることができる。加えて、排紙トレイ２に上向きの外力が加わったときに駆動モータ４から排紙トレイ２までの動力伝達が遮断されるため、排紙トレイ２の下方の障害物に対する挟み込みを防止することができる。したがって、駆動モータ４の小型化を図りつつ、排紙トレイ２の下方の障害物に対する挟み込みを防止することができる。
【００５９】
実施形態によれば、シート後処理装置１は、排紙トレイ２と、駆動モータ４と、動力伝達部５と、負荷軽減機構６と、を持つ。排紙トレイ２は、シートを積載可能である。駆動モータ４は、排紙トレイ２を昇降させる。動力伝達部５は、駆動モータ４から排紙トレイ２まで動力を伝達可能である。負荷軽減機構６は、シートの積載により排紙トレイ２に生じる負荷とは逆方向の逆負荷を排紙トレイ２に与える。動力伝達部５は、第１動力伝達部１０と、第２動力伝達部２０と、を備える。第２動力伝達部２０は、第１動力伝達部１０よりも低い減速比を有する。負荷軽減機構６は、第１動力伝達部１０に接続されている。以上の構成によって、以下の効果を奏する。第１動力伝達部１０が第２動力伝達部２０以下の減速比を有する場合と比較して、小さい駆動力で排紙トレイ２を昇降駆動させることができる。したがって、排紙トレイ２が高負荷状態であっても、小型の駆動モータ４で排紙トレイ２を駆動させることができる。加えて、第２動力伝達部２０が第１動力伝達部１０以上の減速比を有する場合と比較して、排紙トレイ２に上向きの外力が加わったときにバックドライブ（逆回転）しやすい。すなわち、排紙トレイ２に加わった外力が動力伝達遮断機構３０に伝わりやすい。したがって、排紙トレイ２の下方の障害物に対する挟み込みを防止することができる。したがって、駆動モータ４の小型化を図りつつ、排紙トレイ２の下方の障害物に対する挟み込みを防止することができる。
【００６０】
また、動力伝達遮断機構３０は、排紙トレイ２に上向きの外力が加わったときに、排紙トレイ２の下向きへの移動を制限するラチェットギア３１を備えることで、以下の効果を奏する。排紙トレイ２の下方に障害物がある場合、排紙トレイ２を下降させない対策が必要とされる。排紙トレイ２を下降させない対策としては、逆方向のトルク又はトレイ位置を検知して、駆動モータ４を停止する機構（以下「停止機構」ともいう。）がある。また、逆方向のトルクによって駆動モータ４から排紙トレイ２までの動力伝達を遮断する機構（以下「トルクによる遮断機構」ともいう。）がある。しかし、トレイ位置の検知では、排紙トレイ２の下方に位置するものが変形する障害物の場合、障害物を検知できない可能性がある。一方、トルクによる遮断機構または停止機構では、排紙トレイ２に直接的に逆負荷をかける場合、障害物による影響を十分に受けず、動力伝達遮断機能または駆動モータ停止機能が働かない可能性がある。実施形態によれば、排紙トレイ２に上向きの外力が加わったときに、ラチェットギア３１によって排紙トレイ２の下向きへの移動が制限される。加えて、負荷軽減機構６は第１動力伝達部１０に接続されており、排紙トレイ２に直接的に逆負荷をかける構成ではないため、動力伝達遮断機構３０が障害物による影響を十分に受けることができる。したがって、排紙トレイ２の下方の障害物に対する挟み込みをより一層効果的に防止することができる。
【００６１】
また、第１動力伝達部１０は、ウオームギア１４、ウオームホイール１５、ウオームホイールシャフト１６及び歯車１７を備える。ウオームギア１４は、駆動モータ４により回転駆動される。ウオームギア１４は、ウオームホイール１５に噛み合う。ウオームホイール１５は、ウオームホイールシャフト１６に取り付けられている。ウオームホイールシャフト１６は、ウオームギア１４の軸部とねじれの位置関係にある。歯車１７は、ウオームホイールシャフト１６に取り付けられている。歯車１７は、動力伝達遮断機構３０に接続されている。以上の構成によって、以下の効果を奏する。第１動力伝達部１０が複数のギアの組合せで構成されるため、装置構成の簡素化を図ることができる。加えて、ウオームギア１４のセルフロック機能を利用することができるため、逆負荷によって駆動モータ４が回されることを回避することができる。
【００６２】
また、負荷軽減機構６は、ウオームホイールシャフト１６に接続されていることで、以下の効果を奏する。負荷軽減機構６の接続態様としては、負荷軽減機構６をウオームギア１４よりも駆動モータ４側または第２動力伝達部２０に接続する構成が考えられる。しかし、負荷軽減機構６をウオームギア１４よりも駆動モータ４に接続した場合、ウオームギア１４によるセルフロックが機能しないため、逆負荷によって駆動モータ４が回されてしまう可能性がある。加えて、負荷軽減機構６をウオームギア１４よりも駆動モータ４に接続した場合、駆動モータ４の回転力が負荷軽減機構６にダイレクトに伝わり過ぎる可能性がある。一方、負荷軽減機構６を第２動力伝達部２０に接続した場合、排紙トレイ２が障害物に当たったことによる負荷であるか、又は負荷軽減機構６による逆負荷であるかを判別することができない可能性がある。実施形態によれば、負荷軽減機構６がウオームホイールシャフト１６に接続されていることで、ウオームギア１４によるセルフロックが機能するため、逆負荷によって駆動モータ４が回されてしまうことはない。加えて、負荷軽減機構６が駆動モータ４から離反するため、駆動モータ４の回転力が負荷軽減機構６にダイレクトに伝わり過ぎることもない。加えて、負荷軽減機構６が第２動力伝達部２０から離反するため、排紙トレイ２が障害物に当たったことによる負荷であるか、又は負荷軽減機構６による逆負荷であるかを判別することができる。
【００６３】
また、負荷軽減機構６は、排紙トレイ２に生じる負荷の大きさに関わらず一定の逆負荷を排紙トレイ２に与える定荷重バネ４３を備えることで、以下の効果を奏する。ユーザーの使用頻度が多い積載シート枚数に合わせて定荷重バネ４３の設定荷重（逆負荷）を変えることによって、目標速度で排紙トレイ２を動作させつつ、消費電力を抑えることができる。
【００６４】
実施形態の変形例について説明する。
まず、実施形態の第１変形例について図８から図１２を参照して説明する。
図８は、実施形態の第１変形例に係る負荷軽減機構６Ａの構成を示す斜視図である。
図８に示すように、負荷軽減機構６Ａは、逆負荷非伝達状態と逆負荷伝達状態とを切り替え可能な切替機構５０を更に備えていてもよい。ここで、逆負荷非伝達状態は、排紙トレイ２に逆負荷が伝達されない状態である。逆負荷伝達状態は、排紙トレイ２に逆負荷が伝達される状態である。
【００６５】
切替機構５０は、負荷軽減機構６Ａにおけるワイヤアイドラ４２と定荷重バネ４３との上下間において、一対のワイヤ４１ａ，４１ｂに取り付けられている。
【００６６】
第１変形例において、一対のワイヤ４１ａ，４１ｂは、第１ワイヤ４１ａと、第２ワイヤ４１ｂと、である。
第１ワイヤ４１ａの一端（上端）は、ワイヤプーリ４０に取り付けられている。第１ワイヤ４１ａの他端（下端）は、切替機構５０に取り付けられている。
第２ワイヤ４１ｂの一端（上端）は、切替機構５０に取り付けられている。第２ワイヤ４１ｂの他端（下端）は、定荷重バネ４３に取り付けられている。
【００６７】
図９（ａ）は、実施形態の第１変形例に係る切替機構５０の構成を示す正面図である。
図９（ａ）に示すように、切替機構５０は、切替バー５１、切替ストッパ５２及び切替ベース５３を備える。
【００６８】
切替バー５１は、第１ワイヤ４１ａと一体的に移動する。切替バー５１は、上下に長手を有する棒状部材である。切替バー５１の上端部には、第１ワイヤ４１ａの下端が取り付けられている。
【００６９】
切替ストッパ５２は、切替バー５１と一体的に移動する。切替ストッパ５２は、切替ベース５３の内側空間５３ａを上下に移動可能に配置されている。切替ストッパ５２は、切替バー５１の長手方向と直交する方向に長手を有する板状部材である。切替ストッパ５２は、切替バー５１の下端部に取り付けられている。切替バー５１と切替ストッパ５２との結合体は、逆Ｔ字状をなしている。
【００７０】
切替ベース５３は、上下に長手を有する矩形の枠状部材である。切替ベース５３は、不図示の支持部材によって定位置に支持されている。切替ベース５３の内側空間５３ａは、切替ストッパ５２の上下動を許容する大きさを有する。切替ベース５３の上端部には、上下に開口する貫通孔５３ｈが形成されている。貫通孔５３ｈは、切替バー５１の上下動を許容する大きさを有する。切替ベース５３の下端部には、第２ワイヤ４１ｂの上端が取り付けられる第２ワイヤ接続部５４が設けられている。
【００７１】
切替機構５０の動作について説明する。
図９（ｂ）及び図９（ｃ）は、実施形態の第１変形例に係る切替機構５０の動作を説明する図である。
以下、排紙トレイ２（図１参照）が上方に位置し且つ排紙トレイ２にシート束が積載されていない状態を「トレイ負荷がない状態」ともいう。トレイ負荷がない状態では、図９（ａ）に示すように、切替ストッパ５２は、切替ベース５３の内側下面に接触している。加えて、トレイ負荷がない状態では、切替バー５１の大部分は、切替ベース５３の内側空間５３ａに収容された状態である。
【００７２】
トレイ負荷がない状態から排紙トレイ２を下方に移動させると、はじめは、切替ベース５３は移動しない。すなわち、排紙トレイ２を下方に移動させる初期段階においては、切替バー５１及び切替ストッパ５２のみが上方へ移動する。排紙トレイ２を下方へ移動させ続けると、図９（ｂ）に示すように、切替ストッパ５２が切替ベース５３の内側上面に接触する。
【００７３】
切替ストッパ５２が切替ベース５３の内側上面に接触した状態から排紙トレイ２を更に下方へ移動させると、図９（ｃ）に示すように、切替ストッパ５２とともに切替ベース５３が上方へ移動する。切替ベース５３が上方へ移動することによって、定荷重バネ４３による逆負荷が排紙トレイ２に伝わるようになる。
【００７４】
実施形態の第１変形例に係る負荷軽減機構６Ａの効果について図１０から図１２を参照して説明する。
図１０から図１２は、実施形態の第１変形例に係る負荷軽減機構６Ａの効果を説明する図である。
図１０及び図１２において、横軸はトレイ負荷（トレイ位置）、縦軸はトレイ速度を示す。図１１において、横軸はトレイ負荷（トレイ位置）、縦軸は消費電力を示す。図１０から図１２において、実線Ｌ２は負荷軽減機構６Ａを有する場合（第１変形例）を示す。一方、一点鎖線Ｌ１は切替機構５０を有しない場合、さらに破線ＬＸは負荷軽減機構６Ａを有しない場合（比較例）をそれぞれ示す。図１０及び図１２のトレイ速度は、排紙トレイ２の昇降運動を想定した平均値である。
【００７５】
図１０に示すように、第１変形例の場合（実線Ｌ２参照）、トレイ速度は出発点Ｐａからトレイ負荷が高くなるほど遅くなった後、第１の折り返し点Ｐ１１を経て、トレイ負荷が高くなるほど速くなる。さらに、トレイ速度は、第２の折り返し点Ｐ１２を経て、トレイ負荷が高くなるほど遅くなる。
【００７６】
第１変形例の場合（実線Ｌ２参照）、トレイ負荷がない状態（図９（ａ）参照）では、定荷重バネ４３の逆負荷が排紙トレイ２に伝わらないため、図１０中の点Ｐａの状態となる。
図１０中の点Ｐ１１（第１の折り返し点）は、切替ストッパ５２が切替ベース５３の内側上面に接触した状態（図９（ｂ）参照）に相当する。
図１０中の点Ｐ１２（第２の折り返し点）は、切替ストッパ５２とともに切替ベース５３が上方へ移動する状態（図９（ｃ）参照）に相当する。すなわち、図１０中の点Ｐ１２は、定荷重バネ４３による逆負荷が排紙トレイ２に伝わっている状態である。
図１０中の点Ｐｂは、点Ｐ１２よりも高いトレイ負荷側の点である。
【００７７】
負荷軽減機構６Ａは、シートの積載により排紙トレイ２に生じる負荷と、逆負荷から排紙トレイに生じる負荷を引いた差引負荷とが同じになるタイミングで、逆負荷伝達状態に切り替える。例えば、図１０中の点Ｐ１１が図６の実線Ｌ１と破線ＬＸとの交点となるように、切替ベース５３の内側空間５３ａにおける切替ストッパ５２の動作範囲を設定する。
【００７８】
第１変形例によれば、図６の例と比較して低負荷状態において排紙トレイ２を目標速度で動作させやすい。例えば、図１０のトレイ動作範囲を設定することで、トレイ動作範囲の全域において、トレイ速度を目標速度以上に維持することができる。
【００７９】
図１１のグラフは、図１０のグラフと裏返しの関係にある。
図１１に示すように、第１変形例の場合（実線Ｌ２参照）、消費電力は出発点Ｐａからトレイ負荷が高くなるほど大きくなった後、第１の折り返し点Ｐ１１を経て、トレイ負荷が高くなるほど小さくなる。さらに、消費電力は、第２の折り返し点Ｐ１２を経て、トレイ負荷が高くなるほど大きくなる。
図１０及び図１１において、第２の折り返し点Ｐ１２は、トレイ負荷と逆負荷とがつり合う点である。
【００８０】
第１変形例によれば、図７の例と比較して低負荷状態において消費電力を抑えやすい。例えば、図１１のトレイ動作範囲を設定することで、トレイ動作範囲の全域において、消費電力を抑えることができる。
【００８１】
図１２のグラフは、図１０のグラフに対し、定荷重バネ４３の逆負荷を高くし、トレイ負荷とトレイ速度との関係を高負荷側に移動させつつ、トレイ動作範囲を広げた関係にある。
【００８２】
定荷重バネ４３の逆負荷を高くすると、低負荷状態でのトレイ速度が遅くなる。第１変形例では、低負荷状態のトレイ速度を速くすることができるため、定荷重バネ４３の逆負荷を高くすることができる。したがって、トレイ動作範囲を広げることができる。
例えば、図１２の拡大されたトレイ動作範囲を設定することで、図１０の例よりも広い範囲において、トレイ速度を目標速度以上に維持することができる。
【００８３】
第１変形例によれば、負荷軽減機構６は、逆負荷非伝達状態と逆負荷伝達状態とを切り替え可能な切替機構５０を備えることによって、以下の効果を奏する。低負荷状態において排紙トレイ２を目標速度で動作させやすくするとともに、消費電力を抑えやすくすることができる。
【００８４】
また、負荷軽減機構６Ａは、シートの積載により排紙トレイ２に生じる負荷と、逆負荷から排紙トレイに生じる負荷を引いた差引負荷とが同じになるタイミングで、逆負荷伝達状態に切り替えることによって、以下の効果を奏する。トレイ速度が急激に変わることを回避することができるため、逆負荷非伝達状態と逆負荷伝達状態とをスムーズに切り替えることができる。
【００８５】
実施形態の第２変形例について図１３（ａ）から図１４を参照して説明する。
図１３（ａ）は、実施形態の第２変形例に係る切替機構５０Ａの構成を示す正面図である。
図１３（ａ）に示すように、切替機構５０Ａは、２つの切替ベース５３，５５を備えた二段式切替機構である。
【００８６】
言い換えると、第２変形例に係る切替機構５０Ａは、第１変形例に係る切替バー５１、切替ストッパ５２、切替ベース５３に加え、更に第２切替ベース５５を備える。第２変形例において、切替機構５０Ａは、３本のワイヤ４１ａ，４１ｂ，４１ｃに取り付けられている。３本のワイヤ４１ａ，４１ｂ，４１ｃは、第１ワイヤ４１ａ、第２ワイヤ４１ｂ及び第３ワイヤ４１ｃである。
【００８７】
第２ワイヤ４１ｂの一端（上端）は、第２ワイヤ接続部５４に取り付けられている。第２ワイヤ４１ｂの他端（下端）は、不図示の第１定荷重バネに取り付けられている。第３ワイヤ４１ｃの他端（下端）は、不図示の第２定荷重バネに取り付けられている。第１定荷重バネと第２定荷重バネとは、互いに同じ逆負荷を有する定荷重バネであってもよいし、互いに異なる逆負荷を有する定荷重バネであってもよい。
【００８８】
第２切替ベース５５は、上下に長手を有する矩形の枠状部材である。第２切替ベース５５は、不図示の付勢部材によって定位置に付勢されている。第２切替ベース５５の内側空間５５ａは、切替ベース５３の上下動を許容する大きさを有する。
【００８９】
第２切替ベース５５の上端部には、上下に開口する上貫通孔５５ｈが形成されている。上貫通孔５５ｈは、切替バー５１を挿通可能であり、切替バー５１の上下動を許容する大きさを有する。
第２切替ベース５５の下端部には、上下に開口する下貫通孔５５ｉが形成されている。下貫通孔５５ｉは、第２ワイヤ接続部５４を収容可能であり、第２ワイヤ接続部５４の上下動（進退移動）を許容する大きさを有する。
第２切替ベース５５の下端部には、第３ワイヤ４１ｃの上端が取り付けられる第３ワイヤ接続部５６が設けられている。
【００９０】
切替機構５０の動作について説明する。
図１３（ｂ）及び図１３（ｃ）は、実施形態の第２変形例に係る切替機構５０Ａの動作を説明する図である。
トレイ負荷がない状態では、図１３（ａ）に示すように、切替ストッパ５２は、切替ベース５３の内側下面に接触している。加えて、トレイ負荷がない状態では、切替バー５１は、切替ベース５３の内側空間５３ａに収容された状態である。
【００９１】
トレイ負荷がない状態から排紙トレイ２を下方に移動させると、はじめは、切替ベース５３は移動しない。すなわち、排紙トレイ２を下方に移動させる初期段階においては、切替バー５１及び切替ストッパ５２のみが上方へ移動する。排紙トレイ２を下方へ移動させ続けると、図１３（ｂ）に示すように、切替ストッパ５２が切替ベース５３の内側上面に接触する。
【００９２】
切替ストッパ５２が切替ベース５３の内側上面に接触した状態から排紙トレイ２を更に下方へ移動させると、図１３（ｃ）に示すように、切替ストッパ５２とともに切替ベース５３が上方へ移動する。切替ベース５３が上方へ移動することによって、第１定荷重バネによる逆負荷が排紙トレイ２に伝わるようになる。排紙トレイ２を下方へ移動させ続けると、切替ベース５３が第２切替ベース５５の内側上面に接触する。
【００９３】
切替ベース５３が第２切替ベース５５の内側上面に接触した状態から排紙トレイ２を更に下方へ移動させると、切替ベース５３とともに第２切替ベース５５が上方へ移動する。第２切替ベース５５が上方へ移動することによって、第１定荷重バネに加え、第２定荷重バネによる逆負荷が排紙トレイ２に伝わるようになる。すなわち、第２切替ベース５５が上方へ移動することによって、第１定荷重バネ及び第２定荷重バネの双方による逆負荷が排紙トレイ２に伝わるようになる。以下、第１定荷重バネ及び第２定荷重バネの双方による逆負荷を「合成逆負荷」ともいう。
【００９４】
実施形態の第２変形例に係る負荷軽減機構の効果について図１４を参照して説明する。
図１４は、実施形態の第２変形例に係る負荷軽減機構の効果を説明する図である。
図１４において、横軸はトレイ負荷（トレイ位置）、縦軸はトレイ速度を示す。図１４において、実線Ｌ３は第２変形例の負荷軽減機構（二段式切替機構５０）を有する場合（第２変形例）を示す。一方、破線ＬＸは負荷軽減機構を有しない場合（比較例）、一点鎖線Ｌ１は切替機構５０を有しない場合、二点鎖線は一点鎖線Ｌ１の逆負荷を高くした場合をそれぞれ示す。図１４のトレイ速度は、排紙トレイ２の昇降運動を想定した平均値である。
【００９５】
図１４に示すように、第２変形例の場合（実線Ｌ３参照）、トレイ速度は出発点Ｐａからトレイ負荷が高くなるほど遅くなった後、第１の折り返し点Ｐ２１を経て、トレイ負荷が高くなるほど速くなる。さらに、トレイ速度は、第２の折り返し点Ｐ２２を経て、トレイ負荷が高くなるほど遅くなる。さらに、トレイ速度は、第３の折り返し点Ｐ２３を経て、トレイ負荷が高くなるほど速くなる。さらに、トレイ速度は、第４の折り返し点Ｐ２４を経て、トレイ負荷が高くなるほど遅くなる。
【００９６】
第２変形例の場合（実線Ｌ３参照）、トレイ負荷がない状態（図１３（ａ）参照）では、第１定荷重バネの逆負荷が排紙トレイ２に伝わらないため、図１４中の点Ｐａの状態となる。
図１４中の点Ｐ２１（第１の折り返し点）は、切替ストッパ５２が切替ベース５３の内側上面に接触した状態（図１３（ｂ）参照）に相当する。
図１４中の点Ｐ２２（第２の折り返し点）は、切替ストッパ５２とともに切替ベース５３が上方へ移動する状態に相当する。すなわち、図１４中の点Ｐ２２は、第１定荷重バネによる逆負荷が排紙トレイ２に伝わっている状態である。点Ｐ２２は、第１定荷重バネによる逆負荷とトレイ負荷とがつり合っている状態である。
図１４中の点Ｐ２３（第３の折り返し点）は、切替ベース５３が第２切替ベース５５の内側上面に接触した状態（図１３（ｃ）参照）に相当する。例えば、図１４中の点Ｐ２３が図１２の実線Ｌ２と一点鎖線Ｌ１との交点となるように、第２切替ベース５５の内側空間５３ａにおける切替ベース５３の動作範囲を設定する。
図１４中の点Ｐ２４（第４の折り返し点）は、切替ベース５３とともに第２切替ベース５５が上方へ移動する状態に相当する。すなわち、図１４中の点Ｐ２４は、第１定荷重バネ及び第２定荷重バネの合成逆負荷が排紙トレイ２に伝わっている状態である。点Ｐ２４は、合成逆負荷とトレイ負荷とがつり合っている状態である。
【００９７】
第２変形例によれば、図６の例と比較して低負荷状態において排紙トレイ２を目標速度で動作させやすい。例えば、図１４の拡大されたトレイ動作範囲を設定することで、図１０の例よりも広い範囲において、トレイ速度を目標速度以上に維持することができる。
【００９８】
第２変形例によれば、負荷軽減機構６は、切替機構５０Ａが２つの切替ベース５３を備えた二段式切替機構であることによって、以下の効果を奏する。低負荷状態において排紙トレイ２を目標速度で動作させやすくするとともに、消費電力を抑えやすくすることができる。
【００９９】
なお、上述の第２変形例では、切替機構５０Ａが２つの切替ベース５３を備えた二段式切替機構である場合に説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、切替機構５０Ａは、３つ以上の複数の切替ベース５３を備えた多段式切替機構であってもよい。
【０１００】
実施形態の第３変形例について図１５から図１７を参照して説明する。
図１５は、実施形態の第３変形例に係る負荷軽減機構６Ｃの構成を示す斜視図である。
図１５に示すように、負荷軽減機構６Ｃは、定荷重バネに替えて線形バネ６２を備えていてもよい。負荷軽減機構６Ｃは、排紙トレイ２（図１参照）に生じる負荷の大きさに応じて、排紙トレイ２に与える逆負荷の大きさを変化させてもよい。すなわち、負荷軽減機構６Ｃは、排紙トレイ２の位置に応じて、排紙トレイ２に与える逆負荷の大きさを変化させてもよい。
【０１０１】
負荷軽減機構６Ｃは、減速機ボックス６０、ワイヤ４１、線形バネ６２及びバネ固定部６３を備える。
減速機ボックス６０は、不図示の歯車、歯車列及びワイヤプーリを備える。
歯車は、ウオームホイールシャフト１６（図２参照）に取り付けられている。
歯車列は、歯車に噛み合う。
ワイヤプーリは、歯車列の最終段と同軸上に接続されている。
ワイヤ４１の上端は、ワイヤプーリに取り付けられている。ワイヤ４１はワイヤプーリに巻き取られる。ワイヤ４１の下端は、線形バネ６２の上端に取り付けられている。
【０１０２】
線形バネ６２は、排紙トレイ２の変位量に応じて反力が変化するバネである。例えば、線形バネ６２は、引張バネである。線形バネ６２は、引張バネに限らず、圧縮バネであってもよい。
【０１０３】
線形バネ６２の下端は、バネ固定部６３に取り付けられている。線形バネ６２は、逆負荷を排紙トレイ２に与える。排紙トレイ２が下方へ移動すると、線形バネ６２が引っ張られて、排紙トレイ２に対して上向きの力が働く。線形バネ６２のバネ定数は、排紙トレイ２の下方向への移動量ｄｚと、排紙トレイ２に作用する負荷の大きさと、排紙トレイ２に与える逆負荷の大きさｄｗと、の関係を考慮して設定することが好ましい。
【０１０４】
実施形態の第３変形例に係る負荷軽減機構６Ｃの効果について図１６及び図１７を参照して説明する。
図１６及び図１７は、実施形態の第３変形例に係る負荷軽減機構６Ｃの効果を説明する図である。図１６において、横軸はトレイ負荷（トレイ位置）、縦軸はトレイ速度を示す。図１７において、横軸はトレイ負荷（トレイ位置）、縦軸は消費電力を示す。図１６及び図１７において、実線Ｌ４は負荷軽減機構６Ｃを有する場合（第３変形例）を示す。一方、破線ＬＸは負荷軽減機構６Ｃを有しない場合（比較例）を示す。図１６のトレイ速度は、排紙トレイ２の昇降運動を想定した平均値である。
【０１０５】
図１６に示すように、第３変形例の場合（実線Ｌ４参照）、排紙トレイ２の位置によって線形バネ６２の変位が変わるため、逆負荷の大きさが変化する。トレイ負荷と逆負荷とがつり合っている状態は、図１６中の一点鎖線Ｌ４ａの関係である。一点鎖線Ｌ４ａの状態から排紙トレイ２が上下に移動すると、図１６中の二点鎖線Ｌ４ｂの関係となる。よって、一点鎖線Ｌ４ａと二点鎖線Ｌ４ｂとを平均すると実線Ｌ４の関係となる。
【０１０６】
第３変形例によれば、定荷重バネを備えた構成と比較して、排紙トレイ２を目標速度で動作させやすい。例えば、図１６のトレイ動作範囲を設定することで、トレイ動作範囲の全範囲において、トレイ速度を目標速度以上に維持することができる。
【０１０７】
図１７のグラフは、図１６のグラフと裏返しの関係にある。
図１７に示すように、第３変形例の場合（実線Ｌ４参照）、消費電力はトレイ負荷の高低に関わらず一定となる。
【０１０８】
第３変形例によれば、定荷重バネを備えた構成と比較して、消費電力を抑えることができる。例えば、図１７のトレイ動作範囲を設定することで、トレイ動作範囲の全範囲において、消費電力を抑えることができる。
【０１０９】
第３変形例によれば、負荷軽減機構６Ｃは、排紙トレイ２に生じる負荷の大きさに応じて、排紙トレイ２に与える逆負荷の大きさを変化させることによって、以下の効果を奏する。排紙トレイ２に生じる負荷の大きさに関わらず一定の逆負荷を排紙トレイ２に与える場合と比較して、トレイ速度を目標速度以上に安定して維持するとともに、消費電力を安定して抑えることができる。
【０１１０】
また、負荷軽減機構６Ｃは、排紙トレイ２の変位量に応じて反力が変化する線形バネ６２を備えることで、以下の効果を奏する。トレイ位置とシート積載量との関係に見合うバネ定数の線形バネ６２を設定することで、定荷重バネを備えた構成と比較して、トレイ速度を目標速度以上に安定して維持するとともに、消費電力を安定して抑えることができる。
【０１１１】
なお、上述の第３変形例では、負荷軽減機構６Ｃが切替機構を備えていない場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、負荷軽減機構６Ｃは、切替機構を更に備えていてもよい。
【０１１２】
実施形態の他の変形例について説明する。
なお、上述の実施形態では、シート後処理装置１が動力伝達遮断機構３０を備えている場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、シート後処理装置１は、動力伝達遮断機構３０を備えていなくてもよい。
【０１１３】
また、上述の実施形態では、動力伝達遮断機構３０は、排紙トレイ２に上向きの外力が加わったときに、排紙トレイ２の下向きへの移動を制限するラチェットギア３１を備える場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、動力伝達機構は、外力検知センサと、電磁クラッチと、を備えていてもよい。
外力検知センサは、排紙トレイ２（図１参照）に加わる外力を検知する。
電磁クラッチは、外力検知センサの検知結果に基づいて、外力が閾値を超えたときに排紙トレイ２の下向きへの移動を制限する。
本変形例によれば、排紙トレイ２に加わる外力が閾値を超えたときに、電磁クラッチによって排紙トレイ２の移動方向が上向きに制限される。したがって、排紙トレイ２の下方の障害物に対する挟み込みをより一層効果的に防止することができる。
【０１１４】
また、上述の実施形態の切替機構では、動力伝達の切替を機械的に行う場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、動力伝達の切替を制御的に行ってもよい。
【０１１５】
例えば、シート後処理装置は、位置センサと、切替制御部と、を備えていてもよい。位置センサは、トレイ位置を検知する。切替制御部は、位置センサの検知結果に基づいて、トレイ位置が所定位置よりも高いときは逆負荷伝達状態とするよう切替機構を制御する。切替制御部は、位置センサの検知結果に基づいて、トレイ位置が所定位置よりも低いときは逆負荷非伝達状態とするよう切替機構を制御する。
本変形例によれば、排紙トレイ２の上下位置に対応して、排紙トレイ２に対する逆負荷の伝達と非伝達とが切り替えられるため、トレイ位置が低いときのトレイ負荷による駆動モータ４のアシスト力を効率良く活用することができる。加えて、トレイ位置が高いときは逆負荷のアシストを利用することができる。したがって、消費電力を抑えることができる。
【０１１６】
例えば、シート後処理装置は、動作方向検知センサと、切替制御部と、を備えていてもよい。動作方向検知センサは、排紙トレイ２の動作方向を検知する。切替制御部は、動作方向検知センサの検知結果に基づいて、排紙トレイ２が上昇しているときは逆負荷伝達状態とするよう切替機構を制御する。切替制御部は、動作方向検知センサの検知結果に基づいて、排紙トレイ２が下降しているときは逆負荷非伝達状態とするよう切替機構を制御する。
本変形例によれば、排紙トレイ２の上昇時と下降時とに対応して、排紙トレイ２に対する逆負荷の伝達と非伝達とが切り替えられるため、排紙トレイ２の下降時のトレイ負荷による駆動モータ４のアシスト力を効率良く活用することができる。加えて、排紙トレイ２の上昇時は逆負荷のアシストを利用することができる。したがって、消費電力を抑えることができる。
【０１１７】
以上述べた少なくともひとつの実施形態によれば、排出されたシートを積載可能な排紙トレイ２と、排紙トレイ２を昇降させる駆動モータ４と、排紙トレイ２に上向きの外力が加わったときに、駆動モータ４から排紙トレイ２までの動力伝達を遮断する動力伝達遮断機構３０と、駆動モータ４から動力伝達遮断機構３０まで動力を伝達する第１動力伝達部１０と、動力伝達遮断機構３０から排紙トレイ２まで動力を伝達する第２動力伝達部２０と、シートの積載により排紙トレイ２に生じる負荷とは逆方向の逆負荷を排紙トレイ２に与える負荷軽減機構６と、を備え、負荷軽減機構６は、第１動力伝達部１０に接続されていることにより、駆動モータ４の小型化を図りつつ、排紙トレイ２の下方の障害物に対する挟み込みを防止することができるシート後処理装置１を提供することができる。
【０１１８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１１９】
１…シート後処理装置、２…排紙トレイ、４…駆動モータ、５…動力伝達部、６，６Ａ，６Ｃ…負荷軽減機構、１０…第１動力伝達部、１４…ウオームギア、１５…ウオームホイール、１６…ウオームホイールシャフト、１７…歯車、２０…第２動力伝達部、３０…動力伝達遮断機構、３１…ラチェットギア、４３…定荷重バネ、５０，５０Ａ…切替機構、６２…線形バネ（バネ）
【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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