以下図示の好適な実施の形態に従って本発明を詳述する。図1は本発明に係わる画像形成システムを示す。このシステムは画像形成ユニットAと、画像読取ユニットBと後処理ユニットCで構成されている。そして原稿画像を画像読取ユニットBで読み取り、その画像データに基づいて画像形成ユニットAでシート上に画像を形成する。このように画像形成されたシートに後処理ユニットCで綴じ処理などの仕上げ処理を施す。この仕上げ処理としてはステープル綴じ処理、パンチ穴明け処理、スタンプ処理など使用目的に応じた後処理ユニットが選択されている。
図示の後処理ユニットCは、画像形成ユニットAの排紙エリア15に組み込まれ画像形成されたシートを部揃え集積して綴じ処理する装置として構成されている。また、画像読取ユニットBは画像形成ユニットAの上方に搭載され両ユニットの間に後処理ユニットCが配置されている。
このほか画像形成ユニットAと画像読取ユニットBと後処理ユニットCをそれぞれ独立したスタンドアロン構造で構成し、各装置間をネットワークケーブルで接続してシステム化することも可能である。この場合には画像形成ユニットAの排紙口16に後処理ユニットCの搬入口34を連結する。以下図位置に示す画像形成ユニットA、画像読取ユニットB、後処理ユニットCの順に説明する。
[画像形成ユニット]
画像形成ユニットAは図1に示すように給紙部1と画像形成部2と排紙部3と信号処理部(不図示)で構成され装置ハウジング4に内蔵されている。給紙部1はシートを収納するカセット5で構成され、図示のものは複数のカセット5a,5b,5cで構成され、異なるサイズのシートを収納可能に構成されている。各カセット5a〜5cにはシートを繰出す給紙ローラ6と、シートを1枚ずつ分離する分離手段(分離爪、分離ローラなど;不図示)が内蔵されている。
また、給紙部1には給紙経路7が設けられ各カセット5からシートを画像形成部2に給送する。この給紙経路7の経路端にはレジストローラ対8が設けられ各カセット5から送られたシートを先端揃えすると共に画像形成部2の画像形成タイミングに応じて給紙するまで待機させる。
このように給紙部1は装置仕様に応じて複数のカセットで構成され制御部で選択されたサイズのシートを下流側の画像形成部2に給送するように構成されている。この各カセット5はシートを補給可能なように装置ハウジング4に着脱可能に装着されている。
画像形成部2はシート上に画像形成する種々の画像形成機構が採用可能である。図示のものは静電式画像形成機構を示している。図1に示すように装置ハウジング4に感光体(ホトコンダクタ)で構成されるドラム9a〜9dが色成分に応じて複数配置されている。各ドラム9a,9b,9c,9dには発光器(レーザヘッドなど)10と現像器11が配置されている。そして各ドラム9a〜9dに発光器10で潜画像(静電画像)を形成し、現像器11でトナーインクを付着する。この各ドラム上に付着されたたインク画像は、色成分毎に転写ベルト12に転写され画像合成される。
このベルト上に形成された転写画像は給紙部1から送られたシートにチャージャ13で画像転写され、定着器(加熱ローラ)14で定着された後に排紙部3に送られる。
排紙部3は、装置ハウジング4に形成された排紙エリア15にシートを搬出する排紙口16と、この排紙口に画像形成部2からシートを案内する排紙経路17で構成されている。なお排紙部3には後述するデュープレックス経路18が連設され、表面に画像形成したシートを表裏反転して再び画像形成部2に給送するようになっている。
[デュープレックス経路]
デュープレックス経路18は画像形成部2で表面側に画像形成したシートを表裏反転して画像形成部2に再送する。そして画像形成部2で裏面側に画像形成した後に排紙口16から搬出する。このためデュープレックス経路18は画像形成部2から送られたシートを、搬送方向を反転して装置内に返送するスイッチバックパス18aと、このパスから送られたシートを表裏反転するUターンパス18bで構成されている。図示の装置はこのスイッチバックパス18aを後述する後処理ユニットCの排紙経路31に形成している。
[画像読取ユニット]
画像読取ユニットBはプラテン22と、このプラテンに沿って往復動する読取キャリッジ23で構成されている。プラテン22は透明ガラスで形成され、静止画像を読取キャリッジ23の移動で走査する静止画像読取面と、所定速度で走行する原稿画像を読み取る走行画像読取面で構成されている。
読取キャリッジ23は光源ランプと、原稿からの反射光を変更する反射ミラーと、光電変換素子(不図示)で構成されている。光電変換素子はプラテン上の原稿幅方向(主走査方向)に配列されたラインセンサで構成され、これと直交する副走査方向に読取キャリッジ23が往復移動することによって線順位で原稿画像を読取ようになっている。また、プラテン22の走行画像読取面の上方には原稿を所定速度で走行させる原稿自動給送装置24が搭載されている。この原稿自動給送装置24は給紙トレイ上にセットした原稿シートを1枚ずつプラテンに給送し、画像を読み取った後に排紙トレイに収納するフィーダ機構で構成されている。
[後処理ユニット]
後処理ユニットCは画像形成ユニットAから送られたシートに後処理を施し、スタックトレイ33に収納する。図2に後処理ユニットCの全体構成を示す。画像形成ユニットAに設けられた排紙エリア15(図1参照)に後処理ユニットCをオプションとして装着する装置が内蔵されている。この後処理ユニットCは画像形成ユニットAの本体排紙口16に送られたシートを部揃え集積して綴じ処理した後にスタックトレイ33に収納するように構成されている。
このため後処理ユニットCは排紙口30を有する排紙経路31と、排紙口30と段差hを形成して下流側に配置された処理トレイ32と、処理トレイ32の下流側に配置され後処理されたシート束を収納するスタックトレイ33で構成されている。図示の処理トレイ32とスタックトレイ33はシート先端部をスタックトレイ33が後端部を処理トレイ32が支持するブリッジ支持構造で構成され、排紙口30から送られたシートは処理トレイ32とスタックトレイ33に支持された最上シートの上に搬入されるレイアウト構成が採用されている。
[排紙経路]
図2に示すように排紙経路31は本体排紙口16と連なる搬入口34を備え、この搬入口34から排紙口30に向けてシートを案内する経路ガイド35と、この経路に配置された搬送ローラ36(搬送ローラ対;以下同様)を備えている。経路ガイド35は上部ガイド部材35aと下部ガイド部材35bでシート搬送する経路を構成している。図示Se1は搬入センサであり、Se2は排紙センサである。いずれのセンサもシートの先端と後端を検出する例えばホトセンサ、機械的スイッチセンサなどで構成されている。この排紙経路31には図2に示すようにバック搬送経路44が分岐して配置され、排紙経路31から送られたシートを処理トレイ32に向けて移送する。
上記バック搬送経路44について図4に従って説明する。排紙経路31を構成する経路ガイド35には分岐部35y(排紙経路の分岐部)が設けられ、この分岐部35yからバック搬送経路44がシートを処理トレイ上方に搬出するように移送するように配置されている。
分岐部35yには経路切換手段45が設けられ、シート後端が分岐部35yを通過した後に図4の状態にシート後端を処理トレイ32側に案内する。図示の経路切換手段45は後述するシート押え手段48と共通の作動手段M3(モータ、電磁ソレノイドその他のアクチュエータ)で経路方向を切り換えるように構成されている。
また、図4に示すようにバック搬送経路44は仕切ガイド部材46で処理トレイ上に積載されているシートと区分けるガイド構造を備えている。これは分岐部35yからシートを処理トレイ上に搬入する際に、既に積載されている積載済シートと搬入シートが互いに擦れ合うのを避けるためである。従って仕切ガイド部材46は図示のように樹脂プレートで構成するほか、樹脂フィルム(例えばマイラーシート)を垂下させて構成しても良い。そして排紙口30には、排紙ローラ対40が設けられ、排紙経路31から送られたシートを排紙方向に送った後に反対方向にバック搬送する搬送機構が設けられている。
[排紙ローラ対]
上述の排紙経路31の排紙口30には排紙ローラ対40が設けられ。このローラ対は互いに離間した待機位置と、互いに圧接した作動位置との間で異動可能に支持されている。このローラ対は互いに圧接するローラ、ベルトのなどの搬送回転体(部材)で構成され、排紙経路31から送られれるシートの上面と係合する第1ローラ40aと下面と係合する第2ローラ40bで構成されている。このローラ対は排紙方向(正転方向)と排紙反対方向(逆転方向)に回転する後述の駆動モータに連結されている。
図4に示すように装置フレーム(不図示)に基端部を軸支持されたアーム部材41の先端部に第1ローラ40aが回転可能に軸支持されている。そしてアーム部材41の基端部には昇降モータM2が連結され、その昇降モータの回転で第1ローラ40aは同図実線で示す作動位置と破線で示す待機位置との間で昇降制御する。これと共にアーム部材41の基端部には、駆動モータ(不図示)が連結されその回転を、ベルトなどの伝動部材(不図示)で第1ローラ40aに駆動伝達するようになっている。この駆動モータは正逆転可能なステッピングモータなどで構成する。
また、第2ローラ40bは従動ローラ(アイドルローラ)で構成され、第1ローラ40aで駆動するシートの搬送力に従って従動回転する。特に図示の第2ローラ40bにはシートを排紙経路31から処理トレイ32に搬送した後にそのシートの側方に退避してシートを処理トレイ上に落下させることによって収納している。このため第2ローラ40bは仕切ガイド板46と一体にシートの搬送直交方向にスライド移動可能に構成されている。
排紙経路31には経路切換手段45を介してバック搬送経路44が連結され、排紙経路31から送られたシートを、搬送方向を反転して処理トレイ上の処理位置に向けて案内する。このため第2ローラ40bには一体に仕切ガイド板46が設けられ、この仕切ガイド板46のガイド面に沿ってシートを案内する。そしてこの第2ローラ40bと仕切ガイド板46とは排紙経路31から送られたシートを、その搬送方向を反転させて処理トレイ32に送り後端規制手段47に突き当て停止する。このとき第2ローラ40bと後端規制手段47との間の間隔をシートの搬送方向長さより短く設定している。これは装置を小型・コンパクトに構成するためである。
このような構成では、第2ローラ40bと仕切ガイド板46はシートを処理トレイ32に搬送した後に、このシートから退避する必要がある。図示の装置は、排紙口30から処理トレイ32に向かうシートの下面側と係合する第2ローラ40bをシート側方にスライド移動させてシートから退避するように構成している。そしてシートを排紙経路31から処理トレイ32の後端規制部材47に送る間は、第2ローラ40bはシート下面と係合し、シート後端が後端規制部材47に突き当った後には、第2ローラ40bは仕切ガイド板46と共にシート側方に移動してシートから退避する。
[待機エリア]
上述の排紙経路31には処理トレイ32に移送するシートを一時的に滞留させる待機エリアArが配置されている。図4に従ってその構成を説明する。この待機エリアArは排紙口30に配置された排紙ローラ対40の前後に配置されている。つまり排紙経路31の搬送ローラ対36から送られたシートの先端側が排紙ローラ対40の下流に、後端側が排紙ローラ対40の上流に位置する状態でシートを一時的に静止(待機)させる。このため待機エリアArには、シートを載置して保持する紙載ガイド(下部ガイド部材)35bと、この紙載ガイドに載置されたシートを基準ライン(センタライン又はサイドライン)に一致させる。整合手段52(後述する単シート整合手段)が配置されている。
これと共に待機エリアArには、シートの排紙方向後端を突き当て規制するストッパ手段35sが設けられている。図示のストッパ手段35sは図4に示すように排紙経路31を構成する下部ガイド部材35bに段差壁が設けられている。このストッパ手段(段差壁)35sは搬送ローラ36で送られたシート後端を段差壁35sで係止する位置に配置され、搬送ローラ36からのシートを排紙ローラ対40でスイッチバック搬送して段差壁35sに突き当てで停止する。
また、待機エリアArにはコンベヤ手段90と、単シート整合手段52が配置されている。コンベヤ手段90は、待機エリアArに複数枚重ね合わせられて待機するシートを下流側のバック搬送経路44に向けて繰り出す搬送機構で構成されている。また単シート整合手段52は待機エリアArに待機するシートを幅寄せして予め設定されている基準ラインに一致させる。その具体的な構成は後述する。
[コンベア手段の構成]
図6に従ってコンベア手段の構成について説明する。このコンベア手段90は待機エリアArに送られたにシートを、この位置から下流側に移送する搬送手段としての機能と、シートの搬送方向前後端を姿勢修正するスキュ修正機能を備える。前者は、シートを下流方向に移動する機構で、後者はシートの後端縁、2個所を同時に前方に移動する係合爪機構で構成する。このため同図(a)に示すコンベア手段90は、ベルト91と、これに一体形成された係合突起92で構成する場合を示している。ベルト91は、搬送方向に距離を隔てて配置した一対のプーリ93a、93bに巻回されている。プーリの一方には図示しない駆動モータが連結してある。
また、ベルト91には係合突起92が一体に形成してあり、図示のベルトは全周の2個所に係合突起92が設けてある。各係合突起は図示しないがシート搬送直交方向に距離を隔てて2個所以上に配置されている。左右の各係合突起は、直線上に配列され、シートの後端縁と係合してシートのスキュを修正するように配置されている。
図6(b)に示すコンベア手段94は、パドル部材95で構成する場合を示し、待機エリアArにパドル回転体が配置してある。このパドル回転体95には回転軸96に係合突起(弾性片)97が一体形成してある。そして回転軸96には図示しない駆動モータが連結してある。弾性片からなる係合突起97は、シート搬送直交方向に複数(2カ所以上)配置され、左右の係合突起が同時にシートを後端縁と係合することによってシートのスキュを修正するようになっている。
図6(c)に示すコンベア手段98は、スライド部材99で構成され、待機エリアArに配置された紙載ガイド35bに沿って搬送方向に所定ストロークで往復動するスライド部材99と、このスライド部材を往復動するラック100が一体に形成されている。スライド部材99には一体に係合突起99aが設けられ、この係合突起は搬送直交方向に複数配置されている。ラック100と係合するピニオンには図示しない駆動モータが連結されている。
[処理トレイの構成]
処理トレイ32は、図2に示すように排紙口30から段差hを形成して下方に配置され、排紙口30から送られたシートを後述するスタックトレイ33と協働して載置支持する。この処理トレイ32は合成樹脂のモールド成形などで構成され、紙載面32xを備えている。この処理トレイ32には、シート後端を規制する後端規制手段47と、後述する後処理手段39とシート押え手段48と積載シート整合手段38が備えられている。各構成については後述する。
[後端規制手段]
後端規制手段47は図2、図4に示すように排紙経路31から搬送方向を反転して送られたシートの後端を突き当て規制するストッパ部材(シート端規制部材)で構成されている。このストッパ部材は処理トレイ32に設定された処理位置にシートを整合するように構成され、図示のものはトレイ後端部に取付けられた折り曲げ片(板)で構成されている。
[シート搬出手段]
処理トレイ32には、前述したように排紙ローラ対40が配置されている。この排紙ローラ対40と共にシート(束)を下流側のスタックトレイ33に搬出するシート搬出手段68が設けられている。このシート搬出手段68は、後述する後処理手段39で処理されたシート(束)を下流側のスタックトレイ33に搬出する搬送機構で構成される。図示の装置はシート搬出手段68と排紙ローラ対40を処理トレイ32の開口部32yに配置した第1第2第3ローラ40a,40b,68aで構成している。以下、その構成について説明する。
図4に示すように排紙口30には、第1ローラ40aと、第2ローラ40bと、第3ローラ68aが、この順に上方から下方に配置されている。中央に位置する第2ローラ40bは静止した状態に、第1ローラ40aと、第3ローラ68aは第2ローラ40bに対して圧接及び離間した位置に移動可能に配置されている。そして第1ローラ40aと第2ローラ40bのニップ間で排紙経路31から送られたシートを処理トレイ32に移送し、第2ローラ40bと第3ローラ68aとの間で処理トレイ32からシートをスタックトレイ33に移送する。
<第1ローラ>
第1ローラ40aはシート上面と係合し、排紙経路31を送られるシートの上方に位置し、第1ローラ40aは第2ローラ40bに対して圧接離間するように上下動可能なローラで構成されている。この第1ローラ40aは、シートの移動軌跡から上方に退避した待機位置と、第2ローラ40bと圧接する作動位置との間で昇降可能に構成されている。これは排紙経路31から送られるシートの進入を妨げないように上方に退避した位置で待機し、シート先端が第2ローラ40bを通過した後に第1ローラ40aをニップ作動位置に下降させるためである。
その昇降機構を図4に従って説明する。装置フレームに揺動可能にアーム部材41が設けられ、このアーム先端に第1ローラ40aが軸支持されている。そしてアーム部材41の基端部には昇降モータ(シフトモータ)M2が連結され、その正逆転で第1ローラ40aを第2ローラ40bと圧接する作動位置(図4実線位置)と、これから離間した待機位置(図4破線位置)との間で昇降する。この昇降機構の一例を説明すると、昇降モータM2の回転軸(不図示)とアーム部材41の支軸42をバネクラッチで連結する。そして昇降モータM2が一方向に回転するとアーム部材の支軸42はバネクラッチが弛緩してアーム部材41を待機位置から作動位置に移動する。また昇降モータM2の逆回転でバネクラッチが緊縮してアーム部材41を作動位置から待機位置に移動し、その後は図示しないストッパに突き当たって位置保持される。
また、アーム部材の支軸42にはプーリ(不図示)が設けられ、このプーリには、駆動モータ(不図示)が連結されていると共に、その回転は伝動ベルトなどで第1ローラ40aに伝達するようになっている。従って、昇降モータM2の正逆転で第1ローラ40aは待機位置と作動位置との間で昇降し、駆動モータの正逆転で排紙方向と、反排紙方向にシートを搬送するように回転する。なお、アーム部材41はモータで上下揺動させる場合について説明したが、作動ソレノイドなどのアクチュエータで揺動させても良い。
このような構成において、第1ローラ40aが待機位置のときには排紙口30に搬出されたシートはローラに拘束されることなくフリーな状態となり、作動位置のときにはローラに保持された状態でその回転方向に搬送されることとなる。
<第2ローラ>
上記第2ローラ40bは、第1ローラ40aと係合する位置に配置され、第1ローラ40aの回転に従動するアイドルコロで構成されている。これと同時に第2ローラ40bは後述する第3ローラ68aと係合する位置に配置されている。つまり第2ローラ40bは排紙経路31から送られたシートをバック搬送経路44から処理トレイ32に搬入する最適位置に配置されている。これと同時に、この第2ローラ40bは処理トレイ32からスタックトレイ33にシートを搬出する高さ位置に設定されている。なお、第2ローラ40bは後述するようにシートの移動軌跡(経路)から退避するように搬送直交方向(=シートの側方)にスライド移動可能に構成されている。
上記第2ローラ40bは第1ローラ40aの周面と係合するコロと、これを回転可能に軸支持する軸ピン43で構成され、この軸ピン43は後述する整合部材(後述する積載シート整合手段38)に植設されている。なお、図示の第2ローラ40bはデルリンなどの樹脂ローラで軽量に構成されている。これに対し、第1ローラ40a及び第3ローラ68aはゴムなどの高摩擦係数の素材で構成されている。
このように第1ローラ40aの摩擦係数>第2ローラ40bの摩擦係数に設定され、同様に第3ローラ68aの摩擦係数>第2ローラ40bの摩擦係数に設定されている。このように第2ローラ40bの摩擦係数を他のローラより小さくしたのは、排紙経路31から排紙口30に送られるシートは、第2ローラ40bの周面を摺りながら移動することとなり、その摩擦負荷を軽減するためである。
<第3ローラ>
この第3ローラ68aは、第2ローラ40bと圧接する搬出位置(図4破線位置)とこのローラ40bから離間した搬入位置(図4実線位置)との間で移動可能に構成されている。搬出位置は処理トレイの紙載面32xから高さ位置(段差)hに設定されている。この段差hは、処理トレイ上に積載する最大束厚さより大きく、且つ搬出するシート束の摩擦抵抗が軽減される高さ位置に設定する。この場合の摩擦抵抗は、シート束を第2ローラ40bと第3ローラ68aでニップして搬出する搬送力より十分小さくなるように実験で設定する。
また、第3ローラ68aの搬入位置は、処理トレイの紙載面32xに沿ってシートが整然と積載されるように高さ位置に設定する。例えば紙載面32xから処理トレイ内部に内蔵された位置か、紙載面32xと同一面となる位置か、紙載面32xから若干上方に突出した位置のいずれかに設定される。
図示の第3ローラ68aは、処理トレイ32の出口端(開口部32y)にトレイ内部に内蔵された状態で配置され、このローラは装置フレームに揺動可能に軸支持した昇降アーム69の先端に取付けられている。そして第3ローラ68aに回転を付与する駆動モータ(不図示)が連結され、昇降アーム69には上昇位置と下降位置との間で昇降するアクチュエータ(不図示)が連結されている。
このアクチュエータ(不図示)によって昇降アーム69が下降位置のときには第3ローラ68は搬入位置に位置し、処理トレイ内部に内蔵されている。また昇降アーム69が上昇位置のときには第3ローラ68は、第2ローラ40bと圧接する搬出位置に位置する。つまり第3ローラ68は処理トレイ32の内部に内蔵された状態でその上方にシートが積載され、積載されたシートを搬出するときにはシートを上方に押し上げて第2ローラ40bとの間ニップする。そして第3ローラ68を排紙方向に回転することによってシート束を処理トレイ32からスタックトレイ33に移送するように構成されている。
また上記第3ローラ68は、下方の退避位置(図13破線位置)と上方の搬出位置(図13実線位置)との間で上下動するとき、これと連動して処理トレイ32の開口部32yを遮へいするシャッタ板70を上下動する。これはスタックトレイ33には処理トレイ32から搬出される後処理したシート(束)を収納する「後処理排紙モード」と、排紙経路31から直接搬出されるシートを収納する「ストレート排紙モード」があり、このストレート排紙モードのとき処理トレイ32の開口部32yを遮へいするためである。
[スタックトレイ]
処理トレイ32の下流側にはスタックトレイ33が配置され、排紙口30から送られたシートを、その後端を処理トレイ32が先端部をスタックトレイ33がブリッジ支持するように両トレイがほぼ同一の高さ位置に配置されている。このスタックトレイ33の昇降機構については後述する。
本発明は排紙口30から下方に段差hを形成して処理トレイ32を配置し、この処理トレイ32に連続するように下流側にスタックトレイ33を配置するレイアウト構成において、排紙口30に、シートを処理トレイに搬入する排紙ローラ対40と、処理トレイ32からスタックトレイ33にシートを搬出するシート搬出手段68を配置する。そして、排紙ローラ対40による「シート搬入動作」と、シート搬出手段68による「シート搬出動作」を時間的に同時若しくはオーバラップさせて両動作を並行して実行することを特徴としている。
このような処理トレイ32の「シート搬入」と「シート搬出」の各動作を同時に実行することは、例えば従来の後処理装置の構造では不可能であった。つまり従来の後処理装置は処理トレイ上に堆積している最上シートの上に排紙経路からシートを搬入する際に、処理トレイ上方に昇降可能なローラを設けている。そして排紙経路31から送られたシートを最上シートの上に進入させた後に、昇降ローラを降下させて搬送方向を反転させる搬送方をを採用している。このような昇降ローラで処理トレイ上の最上シートとの間に排紙経路から送られたシートを挟んで処理位置に搬入し、この昇降ローラを逆転させて処理シートを搬出する構造では、シートの搬入と搬出を同時に実行することは出来ない。
そこで本発明は、上述したように処理トレイ32のシート出口端(開口部)32yに排紙ローラ対40と、シート搬出手段68を配置し、この両手段を同時に並行して作動する。図示の装置は、排紙ローラ対40を第1ローラ40aと第2ローラ40bで、シート搬出手段68を第3ローラ68aと第2ローラ40bで構成している。各ローラの並行動作については後述する。
以下上述した処理トレイの「後処理手段」、「シート押え手段」、「積載シート整合手段」について説明する。
[後処理手段]
後処理手段39は、処理トレイ32に配置される。図示の後処理手段39は処理トレイ32に部揃え集積したシート束を綴じ合わせるステープラユニットで構成されている。ステープラユニットは、種々の構造が知られているのでその説明を省くが、直線上のブランク針をコの字上に折り曲げてシート束に刺入し、その先端をアンビル部材で折曲げて綴じ処理する機構として知られている。
[シート押え手段]
処理トレイ32にはバック搬送経路44から送られたシートの先端部(排紙方向後端部)を押圧するシート押え手段48が配置されている。このシート押え手段48は排紙経路31から処理トレイ上にバック搬送されたシートの先端部を処理トレイ上方から加圧(押圧)することによってシートの姿勢を保持する。この姿勢保持は、先端部を後端規制手段47に突当規制されたシートの後端部を仕切ガイド板46から落下させる際のシート姿勢の乱れを防止する。
図12(a)にその構造を示すが、シート押え手段48は基端部を支軸49で揺動可能にフレームに支持された揺動レバー構造で構成され、先端部に紙圧部48aがシートを押圧する形上に形成されている。このシート押え手段48は図12(a)に示すように付勢スプリング50でシートに加圧力を付与し、作動手段(ソレノイド、モータなどのアクチュエータ)M3で加圧力を軽減するように構成されている。
尚、上記シート押え手段48にはバック搬送経路44から送られたシートを後端規制手段47に案内する搬入ガイド48bが設けてある。この搬入ガイド48bは先端がカールしたシート或いは薄いシート(腰の弱いシート)を確実に後端規制手段47に案内するためである。また、作動手段M3で紙圧部48aの加圧力を解除する形態は、紙圧部48aを処理トレイ上の最上シートから上方に離間した位置に退避させる形態と、搬入するシートの進行の妨げとならない程度に処理トレイ上の最上シートと接した状態で加圧力を軽減する形態のいずれも採用可能である。その具体的構造は例えば作動手段M3の作動ストロークを調整することによって可能である。
上述のシート押え手段48と前述の経路切換手段45とは、個別の作動手段で開閉動或いは押圧動するように構成しても良いが、図示のものは共通の作動手段M3で両手段が連動するように構成してある。図12(a)に示すように、シート押え手段48の紙圧部48aがシートを押圧する状態のときには経路切換手段45を排紙口30に搬出されたシートを後端側からバック搬送経路44に案内するように同図破線状態に連動させる。また、紙圧部48aが加圧力を解除した非作動状態のときには経路切換手段45は排紙経路31から排紙口方向にシートを案内する同図実線状態に連動させる。この連動機構は例えば支軸49に巻装バネを設けて一方向回転は経路切換手段45を実線位置に連動し、反対方向回転の時には経路切換手段45をその自重で破線位置に移動するように構成する。
[積載シート整合手段]
更に上記処理トレイ32には、積載されたシートの幅方向を基準点点位置に一致させる積載シート整合手段38が設けられている。この基準点点位置はセンター基準点点又はサイド基準点点として予め設定されている。図示の積載シート整合手段38は処理トレイ上に配置された左右一対の整合部材(整合板)51a,51bと、この整合部材をシート幅方向に位置移動する整合モータ(シフトモータ)M4で構成されている。この積載シート整合手段38の詳細な構成については後述する。
[単シート整合機構]
排紙経路31には搬入口34から送られたシートを排紙口30に送るときにシートの幅方向姿勢を基準点点ライン(図示のものはセンターライン)に整合する単シート整合手段52が配置されている。これは排紙経路31を搬入口34から排紙口30にシートを搬送する過程でこのシートの幅方向(搬送直交方向)の位置を予め設定された基準点点ラインに一致するためである。
なお本発明にあって「単シート整合手段」とは、(経路を)1枚ずつ搬送されるシートの姿勢を整合する手段を云い、「束シート整合手段」とは(処理トレイ上に集積された)束上シートの姿勢を整合する手段を云う。またいずれの場合にも「整合」とは、シートを予め設定された基準点点位置に合わせることを云い、整合位置は異なるサイズのシートを、シートセンターを基準点点とするセンター基準点点と、シートの片側側縁を基準点点とするサイド基準点点の何れかに設定する。以下、説明の都合上センター基準点点について説明するが、サイド基準点点であってもよい。
単シート整合手段52はシート側縁と係合する左右一対の側縁整合部材53a,53bと、各側縁整合部材をシート幅方向に移動する整合駆動手段54で構成されている。各側縁整合部材53a,53bにはシートの側縁と係合する整合面53xが設けられ、装置フレーム(図示のものは経路ガイド部材35)に摺動可能に嵌合支持されている。
図7に示すように経路ガイド(下部ガイド部材)35bにはシートの搬送方向と直交する方向にスリット35cが形成され、このスリットに側縁整合部材53a,53bが嵌合されている。この側縁整合部材53a,53bにはシート側縁と係合する整合面53xが設けられている。左右一対の側縁整合部材53a,53bは、スリット35cに支持され、下部ガイド部材35bの背面側に配置された一対の歯付プーリををに嵌合されたエンドレス上の歯付ベルト(タイミングベルト)56に固定されている。このプーリの一方にはシフトモータM5a(M5b)が連結されている。
従ってシフトモータM5a(M5b)の正逆回転で側縁整合部材53a,53bはシートセンターに接近するか或いは離反する。また左右一対の側縁整合部材53a,53bは、前述した搬送ローラ36と排紙ローラ対40の間に配置されている。なお左右一対の側縁整合部材53a,53bは、図示したように左右それぞれのシフトモータM5a,M5bでシートセンターを基準点点に接近あるいは離反するように駆動する形態を示した。
この他、左右の側縁整合部材53a,53bのそれぞれに設けたラックと装置フレームに設けたピニオンで連結し、このピニオンにシフトモータの回転を伝達するように構成することも可能である。この場合にはピニオンの回転で左右の側縁整合部材53a,53bは互いに反対方向に同一量移動することとなる。
[スキュ修正手段]
前述の排紙経路31には、単シート整合手段52と共に以下のスキュ修正手段57が設けられている。そして単シート整合手段52でシート幅方向を基準点点ラインに一致させるのと同時にシートの傾き(スキュ)を修正する。このスキュ修正手段57はシートの搬送方向先端縁又は後端縁を搬送方向と直交する線(直角線)に一致させる。
図示のスキュ修正手段57は、シート幅方向に間隔を有する一対の係合爪58a,58bとこの係合爪を一体形成した搬送ベルト(歯付ベルト)59で構成してあり、この係合爪58a,58bを備えた搬送ベルト59は前述の搬送ローラ36と排紙ローラ対40との間に配置されている。そして搬送ローラ36から送られた(ニップ点から離れた)シート後端は、一対の係合爪58a,58bと係合し、搬送ベルト59の排紙方向移動で係合爪58a,58bに押されて排紙口方向に移動する。
図4及び図7に示すように排紙経路31を排紙口方向に送られたシート幅方向に間隔L5を有する一対の係合爪58a,58bが搬送ベルト59に一体的に形成されている。そして搬送ベルト59は一対の歯付プーリ60a,60bに嵌合され、プーリの一方に連結された搬送モータ(不図示)で排紙方向に旋回動する。この搬送ローラ36の下流側に配置された係合爪58a,58bの排紙方向移動によってシート2点(3点以上であっても良い)で排紙方向に押し出される。このときシートが図7破線で示すように斜行(スキュ)していても排紙口30に送られる際にスキュ修正される。
[スタックトレイ]
次にスタックトレイ33の構成について説明する。図1に示すようにスタックトレイ33は処理トレイ32の下流側に配置されている。このスタックトレイ33はシートを載置する紙載台33aと、この紙載台を積載量に応じて上下動するトレイ昇降手段61と、スタックトレイ上のシートを検出するレベルセンサSe3と、トレイの下限位置を検出する下限センサSe4で構成されている。
スタックトレイ33は画像形成ユニットAの装置フレームに配置されたガイドレール62に支持され上下方向に昇降可能に構成されている。このガイドレール62の上下端に巻き上げプーリ63と支持プーリが配置され、両プーリ間にワイヤ65が架け渡されている。巻き上げプーリ63にはリフトモータM6が連結されワイヤ65に紙載台33aが固定されている。
このような構成でリフトモータM6を正逆転すると巻き上げプーリ63が正逆方向に回転し、これに巻装されたワイヤ65が紙載台(トレイ)33aを上昇方向又は下降方向に上下移動する。また、上記レベルセンサSe3は、図示しない装置フレームからスタックトレイ上方に旋回動する揺動アーム部材66に紙触片66aとセンサフラグ66bが取り付けられている。
この揺動アーム部材66には、シートがスタックトレイ33に搬出されたタイミングでトレイ外部の待機位置からトレイ上方の検出位置に旋回動するように作動ソレノイド、モータなどのアクチュエータ67が設けられている。先端の紙触片66aが最上シートと接触した状態でアーム部材基端部のセンサフラグ66bを検出する。
そして後述する制御手段83は、レベルセンサSe3からの検知信号でスタックトレイ33を上昇動作させる必要があるか、下降動作させる必要があるか判別する判断手段を備えている。この判断手段によって制御手段83はリフトモータM6を所定量正逆転して紙載台高さ位置を適正位置に制御する。また、下限センサSe4は紙載台33aが下限位置に達したのを検出するリミットセンサで構成されている。
[積載シート整合手段]
処理トレイ32には積載シートの幅方向位置を基準点点ラインに整合する整合する積載シート整合手段38が配置されている。積載シート整合手段38は、前述の単シート整合手段52と同様に異なるサイズのシートを予め設定して基準点点ラインにシートの幅方向位置(排紙直交方向)を一致させる。このため処理トレイ32には排紙方向と直交する方向にスリット溝32aが設けられ、このスリット溝32aに左右一対の整合部材51a,51bが摺動可能に嵌合されている。
そして左右一対の整合部材51a,51bは予め設定されたセンターラインを基準点点に左右が同一量ずつ接近又は離反するように構成するか若しくは、一側縁に設定されたサイドラインを基準点点に左右一方が固定、他方が接近又は離反するように可動に構成されている。
図3に示すように、処理トレイ32には排紙方向と直交する方向にスリット溝32a(以下「トレイ溝」という)が設けられ、このトレイ溝32aに左右一対の整合板部材51a,51bが摺動可能に嵌合されている。各整合部材51a,51bには処理トレイ上に積載されているシートの側縁と係合する整合面51xが設けられ、この左右の整合面51xが同時に接近する方向に移動するとき処理トレイ上に積載されているシートは幅寄せ整合される。
このため各整合部材51a,51bには整合モータM4が連結され、モータに連結したピニオン64と整合部材に形成したラック51rが互いに係合するように構成されている。そして整合モータM4の正逆回転で左右の整合部材51a,51bは互いに接近若しくは離反し、接近するときシートを幅寄せして基準点点ラインが一致するように構成されている。
[仕切ガイド板と積載シート整合手段の連動関係]
上述の構成において、排紙経路31を構成する、経路ガイド35とバック搬送経路44に設けられた仕切ガイド板46と、処理トレイ32は、上下にこの順に配置されることとなる。これは排紙経路31から搬出されたシートを、排紙方向を反転して処理トレイ32に収納することによって装置の排紙方向寸をを小型化するためである。
そこで、図示の装置は、上方に配置される仕切ガイド板46と下方に配置される積載シート整合手段38を、互いに共通の駆動手段でシート幅方向に移動することと、両者の作動ストロークを短くすることを特徴としている。以下その構成について説明する。
まず図5に示すように、仕切ガイド板46とシート下面と接する第2ローラ40bとは、それぞれシート幅方向に左右一対に形成してある。これは左右のガイド板及びローラがシート側縁から離れた位置に退避する機構を簡素化するためである。そして左右の仕切ガイド板46a,46bにはそれぞれシート下面と接して処理トレイ上に案内するガイド面46xと、第2ローラ40bを回転可能に支持するローラホルダ部46yが設けられている。
一方、処理トレイ32に配置した整合部材51a,51bは前述したようにシート幅方向に左右一対設けられ、処理トレイ32(トレイ以外の装置フレームであっても良い)に移動可能に支持されている。
そこで左右の整合部材51a,51bと、仕切ガイド板46を例えば合成樹脂のモールド成形で一体化する。そして仕切ガイド板46には、ガイド面46xとローラホルダ部46yを形成する。また整合部材51a,51bにはシート側縁と係合する整合面51xを設ける。そして左右に対向配置する整合部材51a,51bと仕切ガイド板46a,46bとを左右それぞれ一体化する。
これによってガイド面46xと第2ローラ40bと整合面51xとは一体化された状態で左右対向する。このように構成された整合部材51と、仕切ガイド板46には整合モータM4が連結されている。この整合モータM4の正逆転によって一体的にシート幅方向に移動する。
このような構成によって処理トレイ上に積載されたシートを基準点点ラインに一致させるように幅寄せ整合するように排紙口30からシートを処理トレイ上に搬送する排紙ローラ対40と、シートを処理トレイ上に案内するガイド面46xがユニットとして構成され、例えば図示のように処理トレイ32にシート方向に移動可能に取り付けられる。このときの処理トレイ32に搬入するシートの幅サイズL1と、整合面間の間隔L2(整合面間隔という)と、左右ガイド面46xのシート支持間隔L3(ガイド面間隔という)と、左右ローラ40bのシート係合間隔L4(ローラ面間隔という)を図5に示す。
図5において、左右の幅寄せユニットD(仕切ガイド板46と整合部材51を一体化したユニット;以下同様)は、所定ストロークLSで往復動する。以下このストロークLSについて説明する。幅寄せユニットDの待機位置Wpは、左右整合面間の間隔L2が最大サイズシートの幅長さより長く(広く)設定されている。これは処理トレイ上に集積されるシートの最大サイズ幅から離れた位置に幅寄せユニットDを待機させるためであり、これによって乱れた姿勢で処理トレイ上にシートが進入しても、その妨害とならない領域に設定してある。この待機位置Wpは装置のイニシャライズ時のホームポジションに設定してある。
幅寄せユニットDの作動位置Apはシートの側縁と係合する位置に設定する。この位置は予め設定されたシートセンター(図示CL)を基準点点にシートサイズに応じて設定されている。従って、処理トレイ32に搬入されたシートが偏って送られても、或いはスキュして傾いて送られても幅寄せユニットDの待機位置Wpから作動位置Apへの移動で処理トレイ上の正しい位置にセットされることとなる。
また、上述の整合面間の間隔L2、ガイド面間隔L3、ローラ面間隔L4はシートサイズL位置に応じて間隔(長さ)を変更可能に構成してあり、排紙経路31に送られるシートの幅サイズに応じた間隔に幅寄せユニットDを移動させる。このユニット移動は後述する制御手段83で実行するようになっている。この場合ローラ面間隔L4とガイド面間隔L3は略同一幅であり、図5にその位置関係を示すがローラ或いはガイト面がシートを支持する(接触する)外郭位置をローラ面間隔L4、ガイド面間隔L3と定義する。
なお図示の装置は、前述した排紙経路31でシートの幅方向姿勢を基準点点ラインに一致させる単シート整合手段52を備えているため、この処理トレイ上でシートの幅方向位置を整合する必要がない場合と、搬送過程で幅寄せ整合したシートを処理トレイ32に集積した後に再度幅寄せ整合するかは、「製本処理時にシート束の整合度を要しない使用方を」であるか「整合度を要する使用方を」であるかによって設定すると良い。後述する制御手段83では、排紙経路31でのみシート幅方向を整合するか、あるいは排紙経路31と処理トレイ上のそれぞれで幅方向整合するかをオペレータが選択できるように構成している。
以上説明した幅寄せユニットDは、整合面51xとガイド面46xとローラのシート支持面40xを一体に構成し、幅寄せユニットDを待機位置Wpと作動位置Apとの間で往復動する。この待機位置Wpは最大サイズシートの外側に設定し、作動位置Apはシートサイズに応じてシート側縁を整合面51xが幅寄せ整合する位置に設定してある。このほか、幅寄せユニットは図12(b)のように構成することも可能である。
幅寄せユニットDは排紙口30から処理トレイ32に案内するシートを湾曲させて腰付け搬入することを特徴としている。前述の実施形態では整合面間隔L2、ガイド面間隔L3とローラ面間隔L4を、ほぼ同一の長さ寸をに設定してある。そして整合面間隔L2はシートサイズL1と一致する長さであり、ガイド面間隔L3とローラ面間隔L4はシートサイズL1より若干長いサイズに設定されている寸をに設定されている。
[幅寄せユニットの異なる形態]
図12(b)に示す幅寄せユニットEの構成について説明する。幅寄せユニットEは左右一対形成され、整合面51xとガイド面46xとシート支持面40xは左右それぞれ一体的に形成されている。そして左右の整合面間隔L2はシートサイズL1と略同一長さに設定してある。そこで図示のものはガイド面間隔L3とローラ面間隔L4をシートサイズL1より短く設定し、シートの両側部が下方に垂れ下がるように湾曲させて排紙口30から処理トレイ32に搬入することを特徴としている。
このようにシートをガイド面46xに沿って処理トレイ32に案内するとき、シート両端部を湾曲させて搬入すると腰の強さによって処理トレイ上の最上シートの上に進入し、その面に沿って後端規制手段47に突き当たる。これによってシートの先端折れ、スキュ曲がりなどの問題が発生することがない。
[制御構成]
図1に示す画像形成システムの制御構成について図14に従って説明する。画像形成ユニットAには制御CPU73が設けられ、この制御CPUには動作プログラムを記憶したROM74と、制御データを記憶したRAM75が接続されている。そして制御CPU73には給紙制御部76と画像形成制御部77と、排紙制御部78が設けられている。これらと共に制御CPU73にはモード設定手段79と、入力手段80を備えたコントロールパネル81が接続されている。
また、上記制御CPU73は、「プリントアウトモード」と「ジョグモード」と「後処理モード」を選定するように構成されている。「プリントアウトモード」は画像形成したシートを仕上げ処理することなくスタックトレイ33に収納する。「ジョグモード」は画像形成されたシートを部揃え区分け可能にスタックトレイ33にオフセット収納する。また「後処理モード」は画像形成したシートを部揃え集積し、綴じ処理した後にスタックトレイ33に収納する。
後処理ユニットCには、後処理制御CPU83が設けられ、制御プログラムを記憶したROM84と制御データを記憶したRAM85が接続されている。そしてこの後処理制御CPU83には画像形成ユニットAの制御CPU73からシートサイズ上方と、排紙指示信号と、後処理モードとプリントアウトモードのモード設定コマンドが転送される。
後処理制御CPU83は、排紙動作制御部86と、処理トレイ32にシートを部揃え集積する集積動作制御部87と、綴じ処理制御部88と、スタック制御部89が設けられている。
[動作説明]
上述の画像形成ユニットAの制御CPU73はROM74に記憶された画像形成プログラムに従って以下の画像形成動作を実行する。同様に上述の後処理ユニットCの制御CPU83はROM84に記憶された後処理プログラムに従って以下の後処理動作を実行する。
「画像形成動作」
制御CPU73は、「片面印刷モード」が選択されたときには設定されたサイズのシートをカセット5から操出し、レジストローラ対8に給送する。これと前後して制御CPU73は転写ベルト12に所定の画像データに従って画像を形成する。この画像データは図示しないデータ記憶部に記憶されているか、若しくは画像形成ユニットAに連結された外部装置から転送される。
そこで制御CPU73は転写ベルト12に形成したトナー画像をレジストローラ対8から送られたシートに画像形成部2で転写し、その下流側の定着器14で定着する。その後、制御CPU73は画像形成したシートを排紙経路17に送り、後述の後処理ユニットCに転送する。
また、制御CPU73は、「両面印刷モード」が選択されたときには、上述の動作を実行してシートの表面側に画像形成した後に、排紙部3に連設されたデュープレックス経路18で表裏反転して再び画像形成部2に給送し、シートの裏面側に画像形成した後に
排紙経路17に送る。このとき制御CPU73は後処理ユニットCに次の動作を実行させる。後処理ユニットCの制御CPU83は、排紙経路31にシート先端が到達したセンサの検出信号で排紙経路31に送られたシートは、排紙経路からバック搬送経路44に送られる。
この経路切換え制御と同時に制御CPU83はシート先端がバック搬送経路44から処理トレイ32に搬入されると第1ローラ40aを待機位置から作動位置に移動し、同時にこのローラを回転する。すると処理トレイ32に搬入されたシートは第1ローラ40aの回転で処理トレイ32に沿って下流側に送られる。
上述の制御手段(後処理制御CPU)83は、画像形成ユニットAのROM74及び後処理ユニットのROM84に内蔵されたプログラムに従って以下のシート排出動作を実行する。図示の制御手段83は、「ストレート排紙モード(プリントアウト排紙モード)」と、「ジョグ排紙モード」と、「後処理排紙モード」を備えている。
「ストレート排紙モード」は搬入口34に送られたシートを排紙経路31からスタックトレイ33に搬出して収納する。図示の装置は排紙経路31を排紙ローラ対40で送られたシートを排紙口30から第1第2ローラ40a,40bで(バック搬送経路44に案内することなく)直接スタックトレイ33に落下させて収納する。このため、第3ローラ68を昇降アーム69で第2ローラ40bと圧接した状態にシフトし、シャッタ板70で処理トレイ32の出口端(開口部)32yを遮蔽する。なお、このときには第3ローラ68はアイドル状態に、例えばワンウェイクラッチなどでモータと連結する。
このような状態で第3ローラ68と第1ローラ40aを排紙方向に回転させてシートを排紙口30から外方に搬出する。するとこのシートはスタックトレイ上に落下し、処理トレイ32の出口端の開口部32xはシャッタ板70で覆われ、シートは最上紙の上に積載収納される。
「ジョグ排紙モード」は搬入口34に送られたシートを排紙経路31からスタックトレイ33に区分けして部揃した状態で収納する。このモードの実行時には第1ローラ40aを離間位置に待機させた状態で排紙経路31に送られたシート後端が搬送ローラ36から離脱したタイミングで単シート整合手段52を作動する。このときシートはローラでニップされることなくフリーな状態で排紙経路31の経路ガイド35に支持されている。
そこで左右一対の側縁整合部材53a,53bで幅寄せ整合する。このときの幅寄せ位置はシートの部揃え毎に予め決められたオフセット位置に設定されている。またこのモード実行時には第3ローラ68は第2ローラ40bと圧接した状態に上昇位置に保持され、シャッタ板70がトレイ開口部32xを覆っている。
「後処理排紙モード」は搬入口34に送られたシートを排紙経路31から処理トレイ32に集積し、綴じ処理してスタックトレイ33に収納する。このモードにおける排紙動作を図面に従って説明する。図8(a)は、排紙経路31にシートを搬入した状態を、(b)は経路内の単シート整合手段52で搬送直交方向にシートを幅寄せ整合する場合を示している。
[搬入動作]
搬入初期状態ではシートが搬入口34から経路内に送られシート先端を搬入センサSe1で位置検出された後、搬送ローラ36で排紙口30に向けて搬入される。(図8(a))
[幅寄せ整合動作]
前述の制御手段83は、画像形成ユニットAから送られたシートサイズ信号と、シート先端を搬入センサSe1で検出した検知信号を基準点点にシート後端が搬送ローラ36から、その下流側に離脱する搬出タイミングを判断する。この判断に基づいて制御手段83は単シート整合手段52を作動する。この整合手段の作動は、側縁整合部材53を待機位置から整合位置に位置移動し、シートセンターを予め設定されたセンターラインに一致させる。これと共に制御手段83は、スキュ修正手段57を作動する。このスキュ修正手段57は係合爪58を有する搬送ベルト59で構成され、駆動プーリ60a,60bに連結された搬送モータ(不図示)の制御によってシートのスキュ(斜行)を修正する。(図8(b)参照)
このような動作でシートは排紙口30に送られると共にシート幅方向を単シート整合手段52で修正され、同時に搬送方向前後をスキュ修正手段57で正しい姿勢に修正される。シート後端が排紙経路31の分岐部35yを通過した段階で制御手段83は第1ローラ40aを離間位置から圧接位置に位置移動する。これと共に経路切換手段45を作動しシート後端を処理トレイ側に案内する経路を構成する。
そこで制御手段83は、第1ローラ40aを排紙方向と反対方向に逆転する。するとシートは後端側から経路切換手段45を介してバック搬送経路44に案内される。バック搬送経路44にはローラの一方(第2ローラ:第2ローラ40b)と仕切ガイド板46が配置され、これらによってシートはバック搬送経路44を処理トレイ32に向かって移動する。なおこのときシート押え手段48の紙圧部48aは、処理トレイ上のシートから浮上した位置に保持されている。またシート押え手段48の搬入ガイド48bはシートが排紙経路31から仕切ガイド板46に沿って処理トレイ上に案内されるのを補助する。(図9(c)参照)
次に図9(d)は排紙口30から処理トレイ上の後端規制手段47にシートを突当て整合する状態を示し、図10(e)はシート後端部の突当て整合後にシート後端部と係合する仕切ガイド板46と第2ローラ40bをシート側方に退避させシート後端部を処理トレイ上に落下させる動作を示す。
図9(d)においてシートはバック搬送経路44から処理トレイ上の後端規制手段47に案内されその後端縁が突当て整合される。このときシート押え手段48は紙圧部48aが処理トレイ上の積載シートから浮上した状態に保持され、搬入ガイド48bがシートを後端規制手段47に向けて案内する。このときシート下面は仕切ガイド板46と第2ローラ40bにシート支持され、シートの両側縁は整合面51xに位置規制される。
図10(e)において、制御手段83はシート後端が後端規制手段47に突当てられる見込時間(シート後端を排紙センサSe2で検出した信号を基準点点に所定時間経過後)でシート押え手段48を図示しないアクチュエータで紙圧部48aがシート後端部を押圧して処理トレイ上に保持する。その後、制御手段83は仕切ガイド板46と第2ローラ40bをシートと係合する作動位置Apから待機位置Wpに移動する。
図10(f)において、上述の動作を繰り返し実行することによって処理トレイ32上には所定のシートが部揃え集積される。そこで制御手段83は画像形成ユニットAからのジョブ終了信号で後処理手段(ステープル装置)39に処理スタート信号を発信する。同図はその後処理動作の状態を示す。なお、この後処理動作の実行中に、後続するシートが排紙経路31に送られたとき、制御手段83は後続シートをスキュ修正位置に待機させる。同図はこの待機状態も示している。
図11(g)は、処理トレイ32にシート束の搬出と後続シートの搬入を同時に行う状態を示している。第1ローラ40aと第2ローラ40bで後続シートをニップして処理トレイ32に搬入し、同時に第2ローラ40bと第3ローラ68で処理済みシートをスタックトレイ33に搬出している状態を示す。処理シート束には同図に示すシート後端部に綴じ針がシート表面から突出している。この綴じ位置に搬入シート先端は干渉しないように(擦れ合わないように)搬入される状態を示している。
このようなシート相互の干渉によるジャムなどの不具合が生じないように搬出シートの動作開始と搬入シートの動作開始の各タイミングが設定されている。図11(h)は、処理トレイ32から処理済シートを搬出した状態と、後続シートを搬入した状態を示す。このように処理トレイ32に処理済みシートの搬出と後続シートの搬入を同時に実行することによって高速処理と効率化が図られる。そして処理シートの搬出と後続シートの搬入が終了した段階で第1ローラ40aは上方の待機位置に上昇し、第3ローラ68は下方の搬入位置に下降する。その後第2ローラ40bはシート下面と係合する位置からシート側方に退避して、シートを処理トレイに落下させて収納する。この動作の後、図8(a)の状態に戻って後続するシートを部揃え集積した後に後処理を施す。
[排紙動作]
次に上述の制御手段83について図15のフローチャートに従って説明する。同図は図1の画像形成システムの後処理動作を示す概念図であり、画像形成ユニットAの制御手段73は画像形成条件の設定と同時に仕上げ処理モードを設定する。この仕上げ処理モードの設定は、例えばオペレータが画像形成したシートを後処理するか否か、若しくは後処理することなくスタック収納するか否かコントロールパネル81などから入力する(St01)。
図示の装置は、この仕上げ処理モードを[プリントアウトモード]「ジョグスタックモード」「後処理モード」の中からいずれかを選択するようしてある。そして後処理モードは、処理トレイ32にシートを部揃え集積してステープル綴じする処理モードに設定してある。以下後処理モードとは製本綴じ仕上げ処理を云うが、後処理手段としては、ステープル綴じ処理の他、スタンプ処理或いは穿孔処理などが知られている。本発明はいずれの選択も可能である。
以下図面に従って後処理モードに設定(St02)された場合についてその動作を説明する。後処理ユニットCの制御手段83は排紙経路31でシート幅方向を整合するか否か(St03)と、処理トレイ32でシート幅方向の整合動作を実行するか否か(St04)設定するように構成されている。この整合動作は、少なくとも一方が選択されるようにしてあるが、例えば処理スピードを優先する場合には、幅方向のシート整合を実行しないモードを設定することも可能である。
そして排紙経路31で幅整合する動作(St03)は、前述の単シート整合手段を2で実行する。また処理トレイ32で幅整合する動作(St04)は前述の積載シート整合手段38で実行する。この整合条件の設定(St02)で排紙経路31の幅整合動作と、処理トレイ32の幅整合動作が選択されたときには、シートは処理トレイ上の後処理位置により正確な姿勢で位置決めされる。また排紙経路31のみで幅整合動作を実行する場合には、処理位置にセットされるシートには多少のばらつきが発生するがスピーディに後処理する場合に利便性がある。
いずれの整合動作が選択されても、制御手段83は画像形成ユニットAから送られたシートサイズ上方と予め設定されている基準点点位置に(センターライン基準点点か、サイドライン基準点点か)側縁整合部材を3の整合面を3xの位置を作動位置Apと待機位置Wpを設定する。そしてシートが処理トレイ上に搬入されたタイミング信号(例えば排紙センサSe2でシート後端を検出した信号から所定時間経過)で、幅寄せ動作を実行する。
次に上述の制御手段83の具体的な動作について図16をフローチャートに従って説明する。後処理ユニットCの制御手段83は画像形成ユニットAの制御CPU73で後処理モードの設定と整合条件の設定を行う。制御手段83は画像形成ユニットAから排紙指示信号を受信すると、「後処理モード」のときには第1ローラ40aを待機位置に移動する。また第3ローラ68を非作動位置(ローラを処理トレイ内に内蔵した待機状態)に移動する。
制御手段83は、(1)スキュ修正手段57の係合爪58をホームポジション(排紙経路外の待機位置:図8(a)の状態)に待機させる。さらに経路切換手段45を排紙方向(図8の状態)に位置させる。
(2)シート押え手段48を、その紙圧部48aが処理トレイ上の最上シートから浮上した加圧解除状態に位置させる。
(3)単シート整合手段52(側縁整合部材53)の整合面53xをシート側縁から離れた待機位置に位置させる。
(4)積載シート整合手段38の整合面53xとシートと仕切ガイド板46のガイド面46xと第2ローラのシート支持面40xをシートと係合する位置に移動させる。
以上で排紙初期状態がされる。この排紙初期状態は、仕上げモードが何れに選択されてもほぼ同一の動作を行なう。次に排紙動作について図16に従って後処理モードが選択された場合について説明する。
制御手段83は排紙初期状態の設定後に排紙動作を実行する。この動作は排紙経路31に送られたシートをバック搬送経路44から処理トレイ上に移送し、これを順次積み重ねて部揃え集積する。このため制御手段83は搬送ローラ36を回転させる。この搬送ローラ36の回転は、排紙指示信号で駆動モータを起動するか、或いは搬入センサSe1でシート先端を検出した信号で起動するかいずれかの方をを採用する。
次に制御手段83は搬入センサSe1がシート後端を検出した信号でシート後端が搬送ローラ36から離脱するタイミング(遅延タイマ)で単シート整合手段52を作動する。この単シート整合手段52は、前述した左右一対の側縁整合部材53a,53bを整合モータM5a,M5bの回転でシートサイズに応じて予め設定された基準点点ラインに接近させる。
このとき経路内のシート先端部は排紙口30から外部に搬出され、後端部は搬送ローラ36から離脱した位置に在る。このときシートはローラなどに拘束されることなくフリーな状態であり、側縁整合部材53の整合方向への移動によってシートはカールすることなく移動して基準点点ラインに整合される。なお、第1ローラ40aは上方に退避した待機位置に保持されている。
そしてシートの幅方向整合と相前後して制御手段83は搬送ベルト59を排紙方向に回転駆動する。するとこのベルトに設けられた係合爪58はシート後端と係合してシートを排紙方向に移動する。このときシートが斜行していてもそのスキュが修正される。このように単シート整合手段52とスキュ修正手段57が作動された後に、制御手段83は、第1ローラ40aを圧接させる。この動作は第1ローラ40aを第2ローラ(第2ローラ)40bと係合する位置に降下させ、同時に排紙方向と反対方向に回転させる。このとき経路切換手段45は図9のようにシート後端を排紙経路31から分岐したバック搬送経路44に案内するように姿勢偏向している。
次にシート後端が処理トレイ上の後端規制手段47に突当てられる見込み時間の経過後にシート押え手段48を加圧状態に位置移動する。このタイミングは例えば排紙センサSe2がシート後端を検出した信号を基準点点にシート後端が後端規制手段47に到達する見込み時間に設定してある。また、シート押え手段48は図示しないアクチュエータと付勢スプリング50で紙圧部48aがシートを押圧してその姿勢を保持する程度に加圧力が設定してある。
このシート後端を加圧して保持した状態で仕切ガイド板46と第2ローラ40bをシート側方に退避させる。この動作は図示の実施形態では積載シート整合手段38の整合面51xがシート側縁と係合する位置から離れた待機位置に移動する。
このような動作を繰り返し実行することによって処理トレイ上には所定数のシートが集積される。そこで制御手段83は画像形成ユニットAからジョブ終了信号を受信すると、後処理手段39(例えパステープラ装置)を作動する。この動作によって処理トレイ上のシートには後処理が施される(図示のものは製本綴じ処理)。
つぎに制御手段83は、第3ローラ68を待機位置から処理トレイ上方の作動位置に移動する。これと共に第1ローラ40aを排紙方向に回転させる。すると処理トレイ上のシート束は第3ローラ68と第2ローラ40bとの間で挟まれた状態で下流側のスタックトレイ33に搬出される。以上の動作で処理トレイ上に部揃え集積されたシートは後処理手段39で後処理され、その後搬出手段で下流側のスタックトレイ33に集積され収納される。
なお、本発明にあって「単シート整合手段52」と「積載シート整合手段38」は、シートを搬送直交方向に幅寄せして基準点点ラインに整合する機構として同一の構造を採用することは勿論可能である。この整合機構としては、左右一対の整合板を連動させて反対方向に同一量移動する連動機構(ラック・ピニオン連結機構など)で単一のモータの回転で往復動する機構と、左右一対の整合板をそれぞれ独立したモータで駆動させることも可能でありこの場合にはシートを所定量オフセットさせて下流側のスタックトレイに移送するジョグ搬送が可能となる。
図示の装置は排紙経路31でシートを搬送直交方向にオフセットさせてジョグ搬出する関係で左右の側縁整合部材53a,53bを個別の駆動モータで駆動する構成を示した。また、処理トレイ32に配置した積載シート整合手段38には、シート側縁から離れた待機位置とシートを幅寄せ整合する整合位置との間で往復動する構成を示した。
左右の整合部材51a,51bを、処理トレイ32にシートを搬入する都度(シート搬入毎に)待機位置から整合位置に移動するように構成することも可能である。この場合には整合部材51には仕切りガイド板46と第2ローラ40bが一体に取り付けられているから、この幅寄せユニットDはシートを処理トレイ32に搬入するときは整合位置に位置し、シート搬入後に待機位置に移動して整合位置に復帰動する。この復帰動作でシートを整合する。
[後処理動作]
そこで本発明は、処理トレイ32にシートを搬入する動作(「シート搬入動作」)と処理トレイ32から処理済みシートを搬出する動作(「シート搬出動作」)を時間的に同時又はオーバラップさせて並行処理することを特徴としている。図17に示す制御フローに従って説明する。
前述の制御手段83は、画像形成ユニットAの制御CPU73からジョブ終了信号(St10)を受けると、排紙経路中に存在するすべてのシートが処理トレイ32に搬入される見込み時間の後(排紙センサSe2から所定時間経過後;St11)、後処理手段39に処理スタート信号を発信する(St12)。制御手段83は、この信号の発信後に画像形成ユニットAから後続シートを受け入れると搬入センサSe1でこれを検出する。この搬入センサSe1で後続シートの存在を認識するか、若しくは画像形成ユニットAから排紙指示信号(コマンド信号)を受信すると後続シートが存在することを認識する(St12)。
制御手段83は、処理スタート信号を発信した後、後続シートが存在することを、搬入センサSe1または画像形成ユニットAからのコマンド信号(例えば排紙指示信号)で認識する。そして後続シートが排紙経路31に送られたときには、その後続シートを経路内に待機させる。図示の装置は搬入センサSe1で後続シートを検出(St13)した後、搬送ローラ36を回転(St14)し、シートをローラの出口端に搬出する。この位置は前述したスキュ修正位置として左右一対の側縁整合部材53と、搬送ベルト59が配置されている。
そこで制御手段83は、搬送ローラ36から送られたシートを、その幅方向を整合(St15)した後にその位置に待機させ(St16)先行するシートの後処理が終了するのを待つ。この待機は、制御手段83が搬送ベルト59を作動することなくホームポジションに静止させる。これによって搬送ローラ36を通過したシートは、いずれからも搬送力を受けることがなくその位置に静止する。
次に後処理動作について説明する、後処理手段(ステープラユニット)39は制御手段83からスタート信号を受信すると後処理動作を実行する(St17)。例えば図示のステープラユニットとの場合には、ドライブモータを所定量回転し、ステープル針をシート束に刺入して先端を折り曲げる。この一連の動作が終了するとエンド信号を制御手段83に向けて発信する。そこで制御手段83は後処理ユニットCからエンド信号を受信(St18)すると、「シート搬出動作」と「シート搬入動作」を並行処理する。
「シート搬出動作」は処理トレイ32から処理済みシートをスタックトレイ33に搬出する動作であり、「シート搬入動作」は排紙経路31に待機している後続シートを処理トレイ32に向けて搬入する動作である。この両動作は、予めROM74に記録されたタイミングで搬出動作と搬入部動作を時間的に同時若しくは重畳的にオーバラップさせて実行する(St19)。この移行処理のタイミング設定については後述する。
「シート搬出動作」は、第3ローラ68を搬入位置から搬出位置に移動する。この移動はローラを支持している昇降アーム69をアクチュエータで揺動させることによって行う。この搬出位置で第3ローラ68は第2ローラ40bと圧接し、第3ローラ68に連結された駆動モータの回転で両ローラは排紙方向に回転する(St20)。このとき第3ローラ68は処理トレイ32の紙載面32xからシートを間隔Hだけ上方に引き上げる。そして第2ローラ40bとの間にシートをニップしてスタックトレイ33に向けて送り出す。
また、「シート搬入動作」は、既に排紙経路31に待機している後続シートを処理トレイ32に搬入する。この動作は処理トレイ32から処理済みシートの搬出を待つことなく同時若しくは時間的にオーバラップさせて実行する。前述の搬送ベルト59(スキュー修正ベルト)をホームポジションから搬送方向に回転し、係合爪58がシートを排紙方向に移送する。次に第1ローラ40aを待機位置から作動位置に降下させる。
この動作で第1第2ローラ40a、40bが圧接し、その間にシートがニップされる。そして第1ローラ40aを排紙方向に予め設定された回転量だけ回転する。これと同時に制御手段83は経路切換手段45をシフトしてシートをバック搬送経路44に案内する。これと共に第1ローラ40aを逆方向に逆回転する。するとシートは排紙経路31から排紙口30を経てバック搬送経路44に搬送方向を反転してシート後端から処理トレイ32に給送される(St21)。
[タイミング設定]
次にシート搬出動作とシート搬入動作のタイミング設定について説明する。シートを排紙経路31の待機位置から処理トレイ32の端規制手段47に移送する搬送長さ(経路長)及び搬送時間は装置設計時に経路長として設定可能である。同様に端規制手段47に位置決めされ後処理されたシートは、処理トレイ32からスタックトレイ33に移送される搬送長さ(トレイ長)はトレイ寸をとして設定可能である。そして、図示実施形態においては第1ローラ40aと第2ローラ40bと第3ローラ68の周速度は同位置に設定されている。
これらの条件から(1)シート搬出動作とシート搬入動作を最も効率よく実行するタイミングが設定可能である。例えば、経路長さ=トレイ長さのときには搬出動作と搬入動作を同時に実行することが最も効率的である。また経路長さ>トレイ長さのときには、搬入動作を実行した後に所定時間後に搬出動作を実行する。同様に、経路長さ<トレイ長さのときには、搬出動作を実行した後に搬入動作を実行する。
また、(2)シートの搬出動作と搬入動作を並行して実行するために、互いの動作が干渉して不具合を生じないように動作タイミングを設定する。例えば後処理手段としてステープラ装置の場合には、処理シートの綴じ針に搬入する後続シートの先端が引っ掛かってシートジャムを生ずる原因となる。この不具合をなくすため、シート搬出を先行して実行し、後続シートの搬入動作をシート先端が搬出シートと擦れ合わないタイミング(搬出シートが搬入シートの進入端を通過した後)に設定する。
このように設定したイミングは、シートサイズに応じて、搬出動作開始時と搬入動作開始時のタイムラグとしてROM84に例えばデータテーブルとして記憶しておく。