(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置から排出された用紙を受け入れ、大量の用紙を蓄積する排紙トレイと、この排紙トレイを上下方向に移動させる駆動手段を備えた大量用紙トレイにおいて、
前記駆動手段は、
大量用紙トレイ本体の回転可能に固定され、外周面にギア歯を有するピニオンギアと、
このピニオンギアを正逆回転駆動するモータと、
前記排紙トレイとともに上下方向に移動可能に設けられ、前記ピニオンギアのギア歯と噛み合うラック歯を有するラックと、
を備え、
前記ラックは前記ラック歯の歯面と平行な端面を有するブラケット部を有し、
前記ピニオンギアは前記ラックのブラケット部の端面と対向する位置に円筒部を有し、
前記ラックのブラケット部の端面と前記ピニオンギアの円筒部の外周面とが接触することにより前記ラックの前記ピニオンギアに接近する方向の移動を規制することを特徴とする大量排紙トレイ。
【請求項２】
前記排紙トレイが所定高さ以上に達したとき、前記ラックのラック歯と前記ピニオンギアのギア歯との噛み合いが外れるように前記ラックのラック歯の長さが設定されていることを特徴とする請求項１記載の大量排紙トレイ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラックとピニオンによって排紙トレイの昇降させる大量排紙トレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】
大量排紙トレイの上下機構としては、例えばタイミングベルトによってトレイをつり上げる方式のものや固定されたラックをトレイ側に配置したピニオンギアによって昇降させるもの（特開昭６３−３１０４５９号公報）が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者の方式では、駆動系を装置の下側に配置し難いため、主要部品は排紙部周辺に集中したり、装置幅が比較的大きくなってしまうという問題があった。また、タイミングベルトそのものの値段が他のプレス部品や成形部品に比べて割高でもあった。さらに、タイミングベルトで大重量物を持ち上げる場合、ベルトの緩みの関係で下側に駆動機構を配置すると、上側に駆動機構を配置した場合に比べて歯飛びしやすいためベルトピッチを大きくする必要があり、ますます装置が大型化する傾向にある。
【０００４】
また、後者の方式では、移動するトレイ側にモータなどの駆動源を配置する必要があるのでハーネスの取り回しが難しく、スペース上の制約もあって配置することができるモータの大きさも限りがあり、自ずと積載量や移動速度に制限が生じていた。
【０００５】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、簡単で省スペース化を実現することができる昇降機構を備えた大量排紙トレイを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、第１の手段は、画像形成装置から排出された用紙を受け入れ、大量の用紙を積載する排紙トレイと、この排紙トレイを上下方向に移動させる駆動手段を備えた大量用紙トレイにおいて、前記駆動手段は、大量用紙トレイ本体の回転可能に固定され、外周面にギア歯を有するピニオンギアと、このピニオンギアを正逆回転駆動するモータと、前記排紙トレイとともに上下方向に移動可能に設けられ、前記ピニオンギアのギア歯と噛み合うラック歯を有するラックとを備え、前記ラックは前記ラック歯の歯面と平行な端面を有するブラケット部を有し、前記ピニオンギアは前記ラックのブラケット部の端面と対向する位置に円筒部を有し、前記ラックのブラケット部の端面と前記ピニオンギアの円筒部の外周面とが接触することにより前記ラックの前記ピニオンギアに接近する方向の移動を規制することを特徴とする。
【０００８】
第２の手段は、前記排紙トレイが所定高さ以上に達したとき、前記ラックのラック歯と前記ピニオンギアのギア歯との噛み合いが外れるように前記ラックのラック歯の長さが設定されていることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は一実施の形態に係る用紙後処理装置の全体構成図である。
【００１４】
図１に示す用紙後処理装置は、画像形成装置１の排紙部に取り付けられており、画像形成装置１より排紙された用紙を切換爪２により、直接排紙トレイ３へ導くソート・スタック用の第１搬送路Ａ及びスティプル綴じまたは反転するための第２搬送路Ｂ、搬送ローラ８の逆転により、第２搬送路Ｂに進入した用紙を再び第１搬送路Ａに導く第３搬送路Ｃを備えている。なお、２ａは切換爪２の回動中心である。
【００１５】
第３搬送路Ｃの最下流側に配置した前記排紙トレイ３は、スティプルを行わない用紙とスティプル綴じされた用紙の両者をスタックする機能を有する。
【００１６】
本用紙後処理装置の入口部近傍には画像形成装置１から排紙された用紙を受け取る搬送ローラ４及び従動ローラ５を備え、さらにその直前部分には入口センサＳ１が備えられており、搬送される用紙の先端及び後端が検知されるようになっている。
【００１７】
前記搬送ローラ４の下流には前記切換爪２が配されており、図示しないソレノイド及びスプリング等により搬送方向を、第１搬送路Ａ及び第２搬送路Ｂのいずれの方向へも変更できるようになっている。
【００１８】
第１搬送路Ａには搬送ローラ６及びそれに従動する従動ローラ７が配されており、画像形成装置１より排紙された用紙を直接排紙トレイ３に導く。
【００１９】
また、スティプル綴じ及び反転するための第２搬送路Ｂにおいても、後述のブラシ８′を備えた前記搬送ローラ８及び従動ローラ９が配されており、スティプル時には用紙をスティプルユニットＤへ、また反転時には第３搬送路Ｃへ導くようになっている。
【００２０】
なお、図１に示す他のユニットについては後述する図２以下で説明する。
【００２１】
図２はスティプルユニットＤの側面（図１を正面とした場合の側面）図、図３は同、正面図である。
【００２２】
スティプルユニットＤは、スティプル綴じを行うスティプラ１０、搬送方向に直交する方向へ用紙を揃えるためのジョガーフェンス１１、スティプル綴じされた用紙を排紙トレイ３へ排紙するための排紙ベルト１２、及びそれに固定された排紙爪１３、スティプルトレイ２０、基準フェンス２１等で構成されている。
【００２３】
なお、Ｓ２は排紙爪１３の位置を検知するセンサであり、異なる用紙サイズでも用紙後端の位置が常に一定になるようにその位置を調節している。また、図２に示すように、用紙反転時の用紙最大幅の外側にスティプル時の用紙基準を配置している。
【００２４】
図４は用紙排紙部の拡大構成図である。
【００２５】
排紙トレイ３への排紙口には排紙ローラ１４及びそれに従動する排紙従動ローラ１７が配置されており、スティプルを行わない用紙やスティプル綴じされた用紙、及び反転された用紙を排紙トレイ３に排紙する。排紙従動ローラ１７は、通常は排紙ローラ１４に接触した位置にいるが、必要に応じて支点ａを中心として排紙ガイド板１８と共に一点鎖線の位置までの移動が可能となっている。
【００２６】
排紙トレイ３は、上下ガイドコロ１５によりガイド板２２に沿って上下方向への移動が可能となっており、図示しない駆動機構により駆動される。排紙トレイ３はまた、シフトガイドコロ１６により用紙排紙方向に対して直交した方向（図の鉛直方向）にも移動可能となっており、これも図示しない駆動機構によりシフト動作が行われる。
【００２７】
Ｓ３は排紙された用紙の上面を検知するための上面検知センサであり、排紙されスタックされた用紙の上面が常に排紙ローラ１４に対して一定の位置になるように排紙トレイ３の高さが調整される。なお、図１および図４において、２３は反転ガイド、Ｓ４は反転入口センサを示す。
【００２８】
動作としては、スティプルを行わず１枚毎に直接排紙トレイ３に用紙を排紙するソート・スタックモードと、スティプル綴じをした後に排紙するスティプルモードと、反転した後に排紙する反転モードの３つに分けられる。
【００２９】
以下、各モード毎に分けて説明する。
【００３０】
（１）ソート・スタックモード
切換爪２は図の一点鎖線の位置となり、画像形成装置１から排出された用紙は、第１搬送路Ａへ送られ、搬送ローラ６により排紙口へ送られる。このとき、常に排紙従動ローラ１７は排紙ローラ１４に対して自重で加圧された状態で接しており、用紙はこれにより排紙トレイ３に排紙される。
【００３１】
排紙された用紙は、所定枚数分だけ次々に排紙トレイ３に排紙され、センサＳ３がその上面を検知することにより、用紙の上面が常に一定の高さになるように調整され、排紙トレイ３上に積載される。また必要に応じて、排紙トレイ３は、用紙排紙方向に対して直交する方向にシフト動作を行い、用紙の仕分けを行う。
また、後述する反転モードのときも、排紙トレイ３は同様の動作を行う。
【００３２】
（２）スティプルモード
切換爪２は図４の実線の位置となり、画像形成装置１から排紙された用紙は、反転して第２搬送路Ｂへ導かれ、スティプルユニットＤへ搬送される。このとき排紙爪１３は、センサＳ２により、用紙の後端が常に搬送ローラ８に対し一定の位置になるように、スティプルトレイ２０の搬送経路上を移動する。
【００３３】
また、搬送ローラ８の同軸上にはこのローラ８の直径より大きなブラシローラ８′が設けられていることにより、排紙爪１３に用紙の先端が突き当たると同時に、その後端はスティプルトレイ２０方向に押し付けられた状態でスタックされる。
【００３４】
次に、ジョガーフェンス１１により、搬送方向に直交する方向に基準フェンス２１に向かって寄せ動作が行われ、用紙は基準フェンス２１及び排紙爪１３に突き当たった状態でスタックされる。
【００３５】
用紙がスティプルトレイ２０に進入する毎に同様の動作を繰り返し、用紙は揃えられた状態でスタックされる。
【００３６】
次に、スティプラ１０により綴じ動作が行われ、スティプル済みの用紙束は、前記搬送方向の基準となっていた排紙爪１３により排紙ローラ１４方向へ搬送され、排紙トレイ３上に排紙される。排紙後は、自重でガイド板２２に突き当たり、後端が揃えられてスタックされる。所定部数分だけスタックされた用紙束は、ソート・スタックモードのときと同様に、用紙の上面が常に一定の位置になるように制御される。
【００３７】
（３）反転モード
切換爪２は前記スティプルモードと同様に図４の実線の位置となり、画像形成装置１から排紙された用紙は反転して第２搬送路Ｂへ導かれる。このとき、切換爪２の先端は反転ガイド２３にオーバーラップした状態で加圧されており、用紙はこれを押し退けるように搬送される。
【００３８】
次に、その後端が切換爪２を通過すると搬送ローラ８が逆転し、用紙は、反転した状態でスイッチバックして第３搬送路Ｃへ送られ、再び第１搬送路Ａを経て、搬送ローラ６により排紙口へ送られる。
【００３９】
なお、搬送ローラ８の逆転のタイミングは、反転入口センサＳ４の出力により得ている。このとき、排紙ベルト１２に固定された排紙爪１３は、第２搬送路Ｂへ導かれた用紙の先端に当たらない位置に逃げている。この位置は、排紙爪１３の位置を検知するセンサＳ２により設定される。
【００４０】
図５は本発明による大量排紙トレイの実施の形態に係るラック、ガイドレール、ピニオンギアの設置部分の近傍の拡大構成図であり、図６は図５に図示された拡大構成図におけるＡ−Ａ線部分の横断面から下側（矢印）方向を見たときの配置構成図である。図５、図６において、側板１０６（図６参照）にはガイドレール１０５がその面に対して垂直方向に配置され、このガイドレール１０５の長さ方向にコロ１５が転動することによって移動できるように配設されている。コロ１５は、両側がガイドレール１０５と小側板１０２とにより挟み込まれ、小側板１０２を介してベース１０８（図６参照）に固定される。これによってベース１０８及びコロ１５は、ガイドレール１０５に沿って長さ方向にスライド可能に配置されるとともにスラスト方向（図６の左右方向）への移動が規制される。排紙トレイ３は、台１０９（図４参照）に載置された形となり、台１０９がコロ１６（図４参照）を介してベース１０８に載置された形となる。このような構成により、排紙トレイ３はべース１０８に関係なくスラスト方向（図４の前後方向）に移動可能となっている。
【００４１】
ラック１０３は、ブラケット１０３ａとラック部１０３ｂとからなり、一端側が小側板１０２に固定され、他端側がガイドレール１０５とピニオンギア１０４の段差（円筒部Ａと歯部とで構成される段差）によって形成される側面部とにより図５の前後方向で挟み込まれた形になっており、ラック１０３の他端側の図５の前後方向への移動が規制される。このように構成することによって、ラック１０３の他端側とピニオンギア１０４との係合が外れてしまうことを防止している。この場合、ラック１０３は、その端面Ｂ（図５参照）をピニオンギア１０４の円筒部Ａの外周に接触する位置に配置することにより、円筒部Ａの外周をギアどうしの食い込みが発生しないような寸法に設定している。軸１０７（図６参照）は側板１０６の面に垂直に、側板１０６を貫通するように配置される。ピニオンギア１０４は、図示しない駆動モータと回転伝達手段とにより回転駆動力が伝達される。このようにして図示しない駆動モータが回転し、それによりピニオンギア１０４が時計回りに回転すると排紙トレイ３が上昇し、反時計回りに回転すると排紙トレイ３が下降する。
【００４２】
排紙トレイ３のホームポジションセンサはフィラーを介して紙面センサＳ３で検出されるとともに、順次用紙が積載された場合は紙面位置を一定に保つようになる。このようにして積載量が増えると排紙トレイ３は下降してゆき、満杯検知センサＳＮ１０１によって検知されるまで下降する。図５に図示の状態では、排紙トレイ３がホームポジションの状態であるからＬ１が移動ストロークとなり、紙面センサＳ３の故障あるいはＣＰＵの暴走などでこの状態からＬ２の距離以上上昇した場合は、ラック１０３がピニオンギア１０４からはずれ、ピニオンギア１０４が空回りすることになる。このときラック１０３は、その他端側においてブラケット部１０３ａの長さがラック部１０３ｂよりも長くなるように設定されているため、つまり、ラック１０３の歯面の長さよりもラック１０３全体の長さを長くすることは、ブラケット部１０３ａを長くするという意味で、このような構成にすれば、ラック１０３がピニオンギア１０４からはずれても、ブラケット部１０３ａがピニオンギア１０４により押え込まれているので、噛み合いのアライメントがずれることはなく、ピニオンギア１０４が反対方向に回転したときスムーズにラック１０３とピニオンギア１０４との噛み合いを確保することが可能となる。
【００４３】
【発明の効果】
これまでの説明で明らかなように、本発明によれば、以下のような効果を奏する。
【００４５】
請求項１に記載の発明によれば、ガイドレールに対するラックの他端側は、ガイドレールとラック部の段部がピニオンギアの歯部側面とによって挟み込まれた状態になり、ラックの他端側におけるスラスト方向の移動を規制しているので、簡単な構成によってラックの他端側の逃げを防止することができ、ラック自体の強度を下げても十分に機能させることが可能になるとともに、組立性の向上を図ることができ、この点でコストの低減を図ることができる。
【００４６】
さらに、請求項１に記載の発明によれば、ラックの端面とピニオンギアの円筒部の外周面とを接触させるようにしているので、ラックの他端側がピニオンギアに接近する方向への移動が規定され、簡単な構成によって軸間距離を確保することができ、それによりピニオンギアを含むピニオンモジュールを小型にすることができ、全体の小型化と低コスト化を図ることができる。
【００４８】
また、請求項２に記載の発明によれば、ラックがピニオンギアから外れても自己復旧機能を持たせることができ、更に、この自己復旧機能により、トレイ及びラックを上方に移動させて一旦ラックとピニオンギアとの噛み合いを外した後、ピニオンギアを逆転駆動すれば、トレイはその自重で下方に移動するようになるので、２組のラックとピニオンギアは共に互いに最初の噛み合いから始まり、それによりトレイの水平度の調整が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る用紙後処理装置の全体構成図である。
【図２】スティプルユニットの側面図である。
【図３】スティプルユニットの正面図である。
【図４】用紙排紙部の拡大構成図である。
【図５】  本発明による大量排紙トレイの実施の形態に係るラック、ガイドレール、ピニオンギアの設置部分の近傍の拡大構成図である。
【図６】  図５に図示された拡大構成図におけるＡ−Ａ線部分の横断面から下側（矢印）方向を見たときの配置構成図である。
【符号の説明】
Ａ  第１搬送路
Ｂ  第２搬送路
Ｃ  第３搬送路
Ｄ  スティプルユニット
１  画像形成装置
２  切換爪
３  排紙トレイ
１０２  小側板
１０３  ラック
１０４  ピニオンギア
１０５  ガイドレール
１０６  側板
１０７  軸
１０８  ベース
１０９  台
【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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