(57)【要約】【課題】排紙部における搬送速度を上げて排紙した場合に、用紙が高速度で排紙トレイに放出される結果、いわゆるアバレ現象が生じて、排紙トレイ上の用紙が不揃いになりやすく、場合によっては、排紙トレイから飛び出すという問題がある。【解決手段】用紙のサイズ情報、及び用紙積載手段上の積載用紙枚数情報に基づいて排紙搬送手段の搬送速度と、排紙トレイの待機位置とを制御する制御手段を有することにより常に良好な排紙整列性を確保する用紙後処理装置を提供することができる。【選択図】図１
2007145528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成を行う画像形成装置から排出された用紙の後処理を行う用紙後処理装置において、
前記用紙後処理装置から排紙された用紙を積載する排紙トレイと、
後処理するために前記用紙をストックする後処理手段用スタッカと、
前記後処理手段用スタッカに積載された前記用紙を後処理した後、前記排紙トレイへ搬送する排紙搬送手段を有し、
前記用紙のサイズ情報、及び排紙トレイ上の積載用紙枚数情報に基づき前記排紙搬送手段の搬送速度と、前記排紙トレイの待機位置とを制御する制御手段を有することを特徴とする用紙後処理装置。
【請求項２】
前記用紙のサイズ情報は、画像形成装置の原稿読み取り手段、または外部機器からの受信画像情報とにより求められることを特徴とする請求項１に記載の用紙後処理装置。
【請求項３】
前記用紙後処理装置は、前記用紙の束を綴じ針で綴じ合わせる綴じ手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の用紙後処理装置。
【請求項４】
前記排紙トレイの前記積載用紙枚数情報は、外部画像作成手段より求められることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の用紙後処理装置。
【請求項５】
前記排紙トレイの待機位置を制御する制御手段は、排出された前記用紙及び後処理された前記用紙の束を積載する排紙トレイと、前記排紙トレイを移動させる移動手段からなることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の用紙後処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置と接続して、ステープルや中綴じ等の後処理を行う用紙後処理装置に関し、特に用紙を排紙する際の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ等の画像形成装置では、画像形成効率を上げるために種々の技術開発が行われている。事務用複写機、事務用プリンタ等の小型の画像形成装置においては、小型でしかも高い画像形成効率を持った画像形成装置の開発、または大量のプリントを行い、用紙を綴じて冊子を作成する後処理装置を備えた画像形成装置等が開発方向の一つになっている。
【０００３】
そして、画像形成効率を向上する対策として、画像形成開始後の１枚目の画像形成に要する時間、即ち、ファーストコピータイム又はファーストプリントタイム（以下ＦＣＴという）が重要視されている。
【０００４】
画像形成装置全体のシステム速度を上げることなく、ＦＣＴを向上する手段として、画像が形成された用紙の排紙時間を短縮するために、例えば、電子写真方式の画像形成装置では定着装置の下流の排紙部の搬送速度を上げることが行われている。
【０００５】
しかし前記のように排紙部の搬送速度を上げたときに次のような不具合を生ずる場合がある。即ち、排紙部における搬送速度を上げて排紙した場合に、用紙が高速度で排紙トレイに放出される結果、いわゆるアバレ現象が生じて、排紙トレイ上の用紙が不揃いになりやすく、場合によっては、排紙トレイから飛び出すこともある。
【０００６】
上記問題を解決するために特許文献１では用紙が定着装置を通過するまでは第１の搬送速度で用紙を搬送し、定着装置を通過後の用紙を第１の搬送速度より高速の第２の搬送速度で排紙搬送手段により搬送し、用紙の後端部が排紙搬送手段から排紙トレイに排紙する段階において、第２の搬送速度より低速の第３の搬送速度に下げることにより排紙トレイから用紙が飛び出す等の不具合を防止する手段が記載されている。
【０００７】
また特許文献２では画像形成装置に接続された後処理装置において、綴じ手段によって綴じられた用紙束を搬送する搬送手段の搬送速度を、用紙束を綴じ手段に送る搬送速度より早くして冊子の生産性を上げる手段が記載されている。
【０００８】
また用紙を積載する排紙トレイについても大量の用紙を積載するために、従来から排紙トレイの位置は用紙が排紙される位置に対して常に一定の位置になるように制御する手段が提案されている。
【特許文献１】特開２００２−９１１０３号公報
【特許文献２】特開２００３−２１２４２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら排紙トレイ上に紙が積載されると、排紙される用紙が積載される積載済み用紙の上面は、紙サイズ及び積載枚数により用紙にカールなどが発生し、その形状が変化する。その変化した形状に対して用紙の排紙搬送速度のみを制御する方式では積載の整列性は悪くなるという問題があった。
【００１０】
また排紙トレイの高さ位置を制御するのみでは用紙サイズが異なる場合、用紙の積載枚数の違い、用紙の種類により積載の整列性が悪くなるという問題があった。
【００１１】
本発明は、排紙トレイに用紙が積載されていない状態から、用紙が大量に積載されている状態まで常に良好な排紙整列性を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的は以下の構成により達成できる。
１．画像形成を行う画像形成装置から排出された用紙の後処理を行う用紙後処理装置において、
前記用紙後処理装置から排紙された用紙を積載する排紙トレイと、
後処理するために前記用紙をストックする後処理手段用スタッカと、
前記後処理手段用スタッカに積載された前記用紙を後処理した後、前記排紙トレイへ搬送する排紙搬送手段を有し、
前記用紙のサイズ情報、及び排紙トレイ上の積載用紙枚数情報に基づき前記排紙搬送手段の搬送速度と、前記排紙トレイの待機位置とを制御する制御手段を有することを特徴とする用紙後処理装置。
２．前記用紙のサイズ情報は、画像形成装置の原稿読み取り手段、または外部機器からの受信画像情報とにより求められることを特徴とする１に記載の用紙後処理装置。
３．前記用紙後処理装置は、前記用紙の束を綴じ針で綴じ合わせる綴じ手段を有することを特徴とする１又は２に記載の用紙後処理装置。
４．前記排紙トレイの前記積載用紙枚数情報は、外部画像作成手段より求められることを特徴とする１乃至３の何れかに記載の用紙後処理装置。
５．前記排紙トレイの待機位置を制御する制御手段は、排出された前記用紙及び後処理された前記用紙の束を積載する排紙トレイと、前記排紙トレイを移動させる移動手段からなることを特徴とする１乃至４の何れかに記載の用紙後処理装置。
【発明の効果】
【００１３】
用紙後処理装置から排紙された用紙を積載する用紙積載手段と、後処理するために用紙をストックする後処理手段用スタッカと、後処理手段用スタッカに積載された用紙を後処理した後、前記用紙積載手段へ搬送する排紙搬送手段を有し、用紙のサイズ情報、及び用紙積載手段上の積載用紙枚数情報に基づいて排紙搬送手段の搬送速度と、排紙トレイの待機位置とを制御する制御手段を有することにより常に良好な排紙整列性を確保する用紙後処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は画像形成装置Ａ、後処理装置Ｂから成る画像形成システムの全体構成図である。画像形成装置Ａにおいて画像が形成されて後処理装置に送り込まれる用紙を用紙Ｓ１と言い、後処理装置において新たに給紙されて後処理される用紙を用紙Ｋ、用紙の束を用紙束Ｓａと言う。
【００１５】
［画像形成装置］
画像形成装置Ａは、回転する像担持体１の周囲に、帯電手段２、像露光手段（書込手段）３、現像手段４、転写手段５Ａ、除電手段５Ｂ、分離爪５Ｃ及びクリーニング手段５Ｄを配置した画像形成部を有し、帯電手段２によって像担持体１の表面に一様帯電を行った後に、像露光手段３のレーザビームによって原稿から読み取られた画像データに基づく露光走査を行って潜像を形成し、該潜像を現像手段４により反転現像して像担持体１の表面にトナー像を形成する。なお画像データはパーソナルコンピュータＰＣなどの外部機器としての画像データ作成手段（パソコンＰＣという）などから作成され受信した受信画像情報でも良い。
【００１６】
一方、給紙手段６Ａから給紙された用紙Ｓ１は中間給紙部６Ｂを経て転写位置へと送られる。転写位置において転写手段５Ａにより前記トナー像が用紙Ｓ１上に転写される。その後に、用紙Ｓ１は除電手段５Ｂにより裏面の電荷が消去され、分離爪５Ｃにより像担持体１から分離され、搬送手段７Ａにより搬送され、引き続き定着手段８により加熱定着され、排紙ローラ７Ｃにより排出される。
【００１７】
用紙Ｓ１の両面に画像形成を行う場合には、定着手段８により加熱定着された用紙Ｓ１を、搬送路切換板７Ｂにより通常の排紙通路から分岐し、反転搬送手段７Ｄにおいてスイッチバックして表裏反転した後、排紙ローラ７Ｃにより装置外に排出される。排紙ローラ７Ｃから排出された用紙Ｓ１は、後処理装置Ｂの入口部１０に送り込まれる。排紙ローラ７Ｃの近傍には、排出される用紙Ｓ１の先端部及び後端部の通過を検知する排紙センサＰＳ１が設置されている。
【００１８】
一方、像担持体１の表面は転写後に分離爪５Ｃの下流においてクリーニング手段５Ｄによりクリーニングされ、次の画像形成に備える。
【００１９】
［後処理装置］
図２は後処理装置Ｂ内における用紙の搬送経路を示す断面図である。
【００２０】
後処理装置Ｂには、図示の上段に用紙給紙部５１、上部排紙台９３が配置され、中段に穿孔手段６０、シフト手段６７、排紙ローラ９１がほぼ水平をなす同一平面上に直列配置され、下段に集積部７０と折り畳み手段８０が傾斜面をなす同一平面上に直列に配置されている。
【００２１】
また、後処理装置Ｂの図示左側面には、シフト処理済みの用紙Ｓ１及びステープル処理済みの用紙束Ｓａを積載する排紙トレイ９２と、排紙トレイ９２を昇降させる駆動ワイヤ９４と駆動ワイヤを駆動させるモータＭ１から構成されている。
【００２２】
・給紙手段
用紙給紙部５１の給紙皿内に収容された用紙Ｋは、給紙ローラ５１１により分離、給送され、搬送ローラ５１３，５１４に挟持されて、入口部５０に導入される。用紙給紙部５１の給紙皿内には、画像形成装置Ａから直接排出される用紙Ｓ１以外の用紙を積載して、オフライン作動により、給紙ローラ５１１により給送する事ができる。
【００２３】
・入口部
後処理装置Ｂの入口部５０には、画像形成装置Ａの排紙ローラ７Ｃから排出された用紙Ｓ１が導入される。また、入口部５０には、後処理装置Ｂの上部に設置された用紙給紙部５１から供給される用紙Ｋとが導入される。
【００２４】
・穿孔手段
入口部５０の用紙搬送方向下流側には、穿孔手段６０が配置されている。穿孔手段６０による穿孔位置の用紙搬送方向上流側には、レジストローラ６５が、穿孔位置の用紙搬送方向下流側には、搬送ローラ６６がそれぞれ配置されている。穿孔手段６０は用紙Ｋ又は用紙Ｓ１の先端部近傍にファイル用の透孔をあける。
【００２５】
レジストローラ６５と穿孔手段６０との中間には、用紙の先端部及び後端部の通過を検知する用紙先後端検知センサＰＳ４が配置されている。
【００２６】
・用紙分岐手段
穿孔手段６０の用紙搬送方向下流側には、切り換えゲートＧ１，Ｇ２から成る用紙分岐手段が設けられている。切り換えゲートＧ１，Ｇ２は図示しないソレノイドの駆動により三方の用紙搬送路、即ち、上部排紙台９３に至る第１搬送路Ｆ１、中段の排紙ローラ９１に至る第２搬送路Ｆ２、下段の集積部７０に至る第３搬送路Ｆ３の何れかに選択的に分岐させる。
【００２７】
・単純排紙
この用紙搬送が設定されると、切り換えゲートＧ１は第１搬送路Ｆ１のみを開放し、他の第２搬送路Ｆ２、第３搬送路Ｆ３を遮断する。
【００２８】
第１搬送路Ｆ１を通過する用紙は、搬送ローラ９３１に挟持されて上昇し、排出ローラ９３２により排出され、上部排紙台９３上に載置され、順次積載される。上部排紙台９３には最大約２００枚の用紙を積載することができる。
【００２９】
・シフト処理
この搬送モードに設定されると、切り換えゲートＧ１は上方に退避し、切り換えゲートＧ２は第３搬送路Ｆ３を遮断し、第２搬送路Ｆ２を開放し用紙の通過を可能にする。用紙は切り換えゲートＧ１、Ｇ２の間を通過する。
【００３０】
用紙、即ち、画像形成装置Ａより排出された用紙Ｓ１又は用紙給紙部５１から給紙された用紙Ｋは、切り換えゲートＧ１、Ｇ２の中間通紙路を通過して、シフト手段６７により用紙搬送方向に直交する方向に、シフト処理される。
【００３１】
シフト手段６７は所定の枚数毎に、搬送幅方向に用紙の排紙位置を変えるシフト処理を行う。シフト処理された用紙は、排紙ローラ９１により機外の排紙トレイ９２に排出され順次載置される。この排紙トレイ９２は多数枚の用紙を排紙するときには、順次下降するように構成されており、最大約３０００枚（Ａ４判、Ｂ５判）の用紙を収容することが可能である。
【００３２】
・ステープル処理
画像形成装置Ａにおいてステープル処理が設定されると、用紙給紙部５１から排出された用紙、又は画像形成装置Ａ内で画像形成処理されて、後処理装置Ｂの入口部５０に送り込まれた記録紙は、穿孔手段６０を通過し、切り換えゲートＧ２の下方の第３搬送路Ｆ３に送り込まれ、搬送ローラ７０１、７０２に挟持されて搬送され、用紙の先端部が入口搬送ローラ（レジストローラ）７０３の挟持位置付近に当接して停止され、用紙先端の整合が行われる。
【００３３】
用紙の進行方向後端部が搬送ローラ７０３の挟持位置から排出されたのちには、用紙の自重により下降に転じ、後処理手段用スタッカ７３の傾斜面上を下降し、巻き込みベルト７０４により用紙先端部が摺動搬送され、綴じ手段７００の近傍に設けた端綴じ用位置規制手段７２の用紙突き当て面に用紙の後端部が当接して停止する。
【００３４】
後処理手段用スタッカ７３上に所定枚数（１束分）の用紙が積載、整合されると、綴じ手段７００により１ヵ所綴じ又は２ヵ所綴じの綴じ合わせ処理が行われ、用紙の束が形成される。
【００３５】
ステープル処理された用紙束は、排出ベルト７４の排出爪７４Ａにより用紙の後端部が保持されて、用紙載置台７１の載置面上を滑走して斜め上方に押し上げられ、排紙ローラ９１に挟持された用紙は、排紙トレイ９２上に排出、積載される。
【００３６】
次に本発明の用紙積載と用紙積載手段の待機位置制御について説明する。
【００３７】
［用紙積載］
排紙ローラ９１から排紙された用紙Ｓ１、または用紙束Ｓａは排紙トレイ９２に順次積載され、排紙トレイ９２が駆動モータＭ１の回転により下方に移動するように制御されている。さらに排紙トレイが所定の位置で停止できるように、駆動モータＭ１は回転数と回転位置が検出できるエンコーダを有し、制御手段はエンコーダから発生するパルス数を数えることで駆動モータＭ１の回転ＯＮ／ＯＦＦを行い、排紙トレイ９２の停止位置を制御している。
【００３８】
排紙トレイの停止位置を制御する別の方法として、排紙カバー側にリニア位置測定器を設け、排紙トレイの通過によって、位置を検出して位置制御する手段であっても良い。
【００３９】
用紙Ｓ１がＡ４又はＡ３のようにサイズが異なっていても排紙速度が同じ場合、従来のような排紙口と排紙トレイ９２の位置を一定にするような制御手段では用紙の重さの差により、小サイズの用紙の方が大サイズの用紙に較べて工率（質量×速度）が小さいため排紙速度が一定であると、所謂はじき飛ばされる状態で排出される。このような排出状態では排紙トレイ９２上に積載される用紙の整列性は悪くなる。
【００４０】
即ち用紙サイズ、または用紙束Ｓａの質量と、排紙速度を制御することにより本発明の目的である排紙用紙の整列性を向上させることが可能である。そこで用紙サイズと排紙線速（速度）の関係を求めた。
【００４１】
図２において排紙ローラ９１及びテンションローラ９１１とに無端排紙ベルトＢＬＴが張架され、従動ローラ９１２が排紙ローラ９１の下方に無端排紙ベルトＢＬＴを介して接触している。排紙ローラ９１は回転軸に嵌挿されたモータＭ３（不図示）の回転駆動により回転し、無端排紙ベルトが排紙トレイ方向に回転するようになっている。
【００４２】
排紙トレイ位置ａｍｍと用紙落下後端位置ｂｍｍの関係を図３に示す。
〈実施例〉
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４３】
図１に示した後処理装置を画像形成装置に接続して用紙積載状態を観察した。
画像形成装置のプロセススピード（像担持体の回転速度）：４００ｍｍ／秒
使用した用紙：コニカミノルタコピー用紙：ＮＲ−Ａ８０  Ａ４（５５ｇ／枚）
ＮＲ−Ａ８０  Ａ３（１１０ｇ／枚）
表は用紙サイズが一定のときに、排紙トレイ位置ａと排紙線速ｖを変化させたときに排紙トレイ上の用紙の揃い状態評価をおこなった結果を示す。
【００４４】
また用紙枚数は１，２枚は単葉紙、３枚以上はステイプルされた状態の枚数（枚数／ステイプル）を表し後処理手段用スタッカに積載された用紙を後処理した後、排紙トレイへ搬送する排紙搬送手段から搬送される。
【００４５】
なお表中の
◎印は用紙落下後端位置ｂが約３０ｍｍの位置で良好。
○印は用紙落下後端位置ｂが２０ｍｍ〜４０ｍｍの範囲でＯＫレベル。
△印は用紙落下後端位置ｂが２０ｍｍ以下でＮＧレベル。
△△印は用紙落下後端位置ｂが排紙側面カバーに近すぎてＮＧ。
×印は用紙落下後端位置ｂが４０ｍｍ以上になりＮＧ。
××印は用紙が飛びすぎてトレイから落下または落下気味でＮＧ。
であることを示す。
【００４６】
【表１】
2007145528.tif 000003
【００４７】
【表２】
2007145528.tif 000004
【００４８】
【表３】
2007145528.tif 000005
【００４９】
【表４】
2007145528.tif 000006
【００５０】
【表５】
2007145528.tif 000007
【００５１】
表１から表５の結果に基づいて、表６に用紙のサイズ、及び排紙トレイ上の積載用紙枚数と、排紙線速及びトレイの最適待機位置関係を示す。
【００５２】
【表６】
2007145528.tif 000008
【００５３】
表６のデータは制御手段（不図示）内に有する記憶手段に格納される。
【００５４】
また図４は表６から得られたデータにより排紙トレイ位置ａと排紙線速ｖを決めるためのフローチャート図であり、用紙サイズがＡ５のときの例を示す。
【００５５】
図４ではステップＳ０１で排紙を行うかどうかの判断を行い、ステップＳ０２では用紙サイズを決定する。ステップＳ０２がＮＯのときは、さらに用紙サイズがＡ４かどうかの判断（ステップＳ２０１）を行う。ステップＳ２０１がＮＯのとき、ステップＳ２０２へ次々と判断ステップを行い、用紙サイズがＡ３になるまで行うが図４ではＳ２０２以降省略する。
【００５６】
用紙がＡ５のとき（ステップＳ０２：ＹＥＳ）ステップＳ０３を行う。ステップＳ０３では排紙枚数が１または２枚（Ｎ＝１，２）のときと、３〜９枚（Ｎ＝３〜９）、１０〜２４枚（Ｎ＝１０〜２４）、２５〜５０枚（Ｎ＝２５〜５０）であるかどうかの判断を行い、Ｎ＝１、２のとき（ステップ０３：ＹＥＳ）、ステップＳ０４において
ａ＝３５、ｖ＝２５０
ステップＳ３０１のとき、ａ＝３５、ｖ＝２５０（ステップＳ４０１）
ステップＳ３０２のとき、ａ＝４０、ｖ＝２５０（ステップＳ４０２）
ステップＳ３０３のとき、ａ＝４５、ｖ＝４００（ステップＳ４０３）
となる。
【００５７】
ステップＳ２０２以降を省略したが、基本的には用紙サイズの判断以降枚数決定を行い、そのデータに基づいてトレイ位置ａｍｍと排紙線速ｖｍｍ／秒が自動的に決定される。
【００５８】
ここで用紙Ｓ１のサイズまたは排紙トレイに積載する積載用紙枚数は、像露光手段３のレーザビームによって原稿から読み取られた画像データやパソコンＰＣからの画像データから画像形成装置の制御手段から求められる。さらにステープルするかどうかもユーザからの指示により事前に求められている。
【００５９】
このように本発明では用紙サイズとトレイに堆積する用紙枚数によって、トレイ位置と、排紙線速を自動的に制御するテーブルを制御手段が有することにより、トレイ上の用紙の不揃いが無い後処理装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】画像形成装置Ａ、後処理装置Ｂから成る画像形成システムの全体構成図である。
【図２】後処理装置Ｂ内における用紙の搬送経路を示す断面図である。
【図３】排紙トレイ位置ａと用紙落下後端位置ｂの関係を示す図である。
【図４】表６から得られたデータにより排紙トレイ位置ａと排紙線速ｖを決めるためのフローチャート図。
【符号の説明】
【００６１】
Ａ  画像形成装置
Ｂ  後処理装置
９  操作部
９０  第２の操作部
５１  用紙給紙部
１１０Ｂ  後処理制御部
【図１】
2007145528.tif 000009
【図２】
2007145528.tif 000010
【図３】
2007145528.tif 000011
【図４】
2007145528.tif 000012