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発明の名称 シート整合装置およびそれを備えた画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−31146(P2007−31146A)
公開日 平成19年2月8日(2007.2.8)
出願番号 特願2006−151931(P2006−151931)
出願日 平成18年5月31日(2006.5.31)
代理人 【識別番号】100095315
【弁理士】
【氏名又は名称】中川 裕幸
発明者 辻 寛治 / 関山 淳一 / 磯辺 健一郎
要約 課題
構造の簡素化および省スペース化が図られ、かつ低コストを実現して装置本体の大型化も抑えられるステイプル綴じなど後処理装置として好適なシート整合装置と、このシート整合装置が接続される画像形成装置を提供する。

解決手段
画像記録後に画像形成装置本体から排出されてきた記録シートを積載して収容する積載部11では、搬入されてきたシートSの束に後処理を施すためのシート整合を行う。パドル機構(シート幅寄せ機構)12のパドル12b,12bは回転シャフト12a上で回転中にパドルガイド機構13のガイド片13b,13bに案内されて捩られ、シートSをシート搬入方向であるX方向と、これに直交するY方向とのニ方向へ弾性摩擦力で幅寄せし、第1および第2の規制部材15,16に押し付けてシートSのニ方向の端部を揃えて整合する。整合されたシートSの積層束にはステイプル綴じなどの後処理が施される。
特許請求の範囲
【請求項1】
シートを積載して収容する積載部を有し、シート整合を行うシート整合装置において、
前記積載部に搬入されたシートのシート搬入方向およびこれに直交する方向の側端を規制するための第1,第2の規制部材と、
前記積載部に搬入されたシートを前記第1,第2の規制部材に向けて移動させるシート幅寄せ機構と、
前記シート幅寄せ機構に設けられた幅寄せ部材を回転させる駆動手段と、
前記駆動手段により回転される前記幅寄せ部材に捩れを生じさせて、幅寄せ部材が捩れた状態でシートに接触するよう案内する案内機構と、
を備えたことを特徴とするシート整合装置。
【請求項2】
前記案内機構は、前記幅寄せ部材の回転軌道と交差する円弧状の案内面を有する案内片を備え、
前記幅寄せ部材は、前記案内片の案内面に案内されつつ回転することによって捩られることを特徴とする請求項1に記載のシート整合装置。
【請求項3】
前記シート幅寄せ機構および前記案内機構はシート搬入方向およびこれに直交する方向へ移動可能であることを特徴とする請求項1または2に記載のシート整合装置。
【請求項4】
前記シート幅寄せ機構および前記案内機構は、シートのサイズ情報に基づいて移動することを特徴とする請求項3に記載のシート整合装置。
【請求項5】
前記シート幅寄せ機構および前記案内機構は、前記積載部に積載されたシートの積載高さ情報に基づいて前記積載部の積載面から所定高さ位置まで移動することを特徴とする請求項3に記載のシート整合装置。
【請求項6】
前記シート幅寄せ機構および前記案内機構は、記録シートのシート厚さ情報に基づいて所定位置まで移動させることを特徴とする請求項3に記載のシート整合装置。
【請求項7】
シート上に画像を形成する画像形成部と、画像形成されたシートを整合するシート整合装置とを備え、前記シート整合装置は請求項1乃至6に記載のいずれか1項に記載のシート整合装置であることを特徴とする画像形成装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、ステイプル綴じなどの後処理を施すために積載された記録シートを整合させるためのシート整合装置に関し、そのシート整合装置を装備する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、複写機などの画像形成装置では、記録シート上に画像情報を記録後、排出されてきた記録シートを束ねて例えばステイプル綴じなどを施すといった後処理への要望が増加している。ステイプル綴じなどの後処理を施す場合、仕上がりの体裁や見栄えを良くするために、積載された記録シートを直交する二方向に整合させて揃えることが求められる。それに応えるべく、パドル部材のようなシート幅寄せ部材およびジョガー機構によって記録シートを搬入方向とこれに直交する方向のニ方向に整合させるシート処理装置が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。また、シート搬入方向に対して傾斜した軸に支持されているパドルホイールを回動させ、先端ガイドとサイドガイドに沿って二方向へ同時に整合するようにしたフィニッシャも提案されている(たとえば、特許文献2参照)。
【0003】
【特許文献1】特開2002−241019号公報
【特許文献2】実開昭64−53170号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、上記特許文献1に開示されたシート処理装置の場合、パドル部材とジョガー機構をそれぞれ独自に駆動させる別々の駆動系が必要となり、コスト的にも不利である。また、特許文献2に開示されたフィニッシャにあっては、シート搬入方向に対して傾斜した軸を駆動させるためのはす歯歯車やはす歯傘歯車など伝達部材が必要である。そのため、駆動伝達系が複雑化してコストアップにつながるほか、画像形成装置本体の内部という限られた設置スペースへの装備が難しい。
【0005】
本発明の目的は、構造の簡素化と省スペース化、そして低コストを実現でき、画像形成装置本体にて記録後に排出された記録シートへの後処理に好適なシート整合装置ならびに画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために、本発明のシート整合装置は、シートを積載して収容する積載部を有し、シート整合を行う装置において、前記積載部に搬入されたシートのシート搬入方向およびこれに直交する方向の側端を規制するための第1,第2の規制部材と、前記積載部に搬入されたシートを前記第1,第2の規制部材に向けて移動させるシート幅寄せ機構と、前記シート幅寄せ機構に設けられた幅寄せ部材を回転させる駆動手段と、前記駆動手段により回転される前記幅寄せ部材に捩れを生じさせてシートに接触するよう案内する案内機構と、を備えたことを特徴とするものである。
【0007】
また、本発明の画像形成装置は、シート上に画像を形成する画像形成部と、画像形成されたシートを整合するシート整合装置とを備え、前記シート整合装置は請求項1乃至5に記載のいずれか1項に記載のシート整合装置であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0008】
本発明のシート整合装置によれば、画像記録後に積載部に搬入されてきた記録シートを、簡単な機構のシート幅寄せ機構によって発生される捩れ力で、シート搬入方向とこれに直交する方向のニ方向へ簡単に整合できる。
【0009】
また、本発明の画像形成装置によれば、この画像形成装置本体に接続されるシート整合装置が簡単な機構のシート幅寄せ機構を採用しているので、ステイプル綴じなど後処理機能を備えた画像形成装置を、大型化、複雑化することなく、実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下、本発明のシート整合装置ならびに画像形成装置のそれぞれ好適な実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態においては、例えばレーザビームプリンタのごとき画像形成装置に接続して装備される後処理装置としてのシート整合装置について示す。
【0011】
[画像形成装置]
はじめに、図1は、本実施形態のシート整合装置への理解が深められるよう、画像形成装置の一例として電子写真方式レーザビームプリンタを概略的に示す。露光手段のスキャナ1は、パーソナルコンピュータやホストコンピュータなどの上位装置から送信されてきた画像情報の信号に基づき、スキャナ1によってレーザ光の強度を変調し、帯電手段の帯電器2によってその表面を一様に帯電された像担持体である感光体ドラム3上に照射して静電潜像を形成する。静電潜像は、感光体ドラム3の矢印方向への回転によって現像装置4と感光体ドラム3との対向部へと搬送され、現像装置4によって順次現像される。そして、現像されたトナー像はシート給送装置5から送られてきた記録紙、この場合は被転写材であるシートSに転写ローラ6で転写される。トナー像を転写されたシートSは感光体ドラム3の回転と共に分離され、搬送ガイド7を経由して定着装置8へと送り出される。定着装置8から送り出されたシートSは、図2以下に示す本実施形態のシート整合装置10に向けて排出される。
【0012】
[シート整合装置]
(第1の実施形態)
図2に示すように、シート整合装置10は積載部11を有し、定着装置8から排出されてきたシートSはその積載部11に図中の座標軸でいうX軸方向へ搬入される。積載部11の上方にはパドル機構(シート幅寄せ機構)12が設けられている。パドル機構12には、シート搬入方向に直交する方向へ積載部11を横切る形で回転シャフト12aが設けられている。この回転シャフト12aの両端部は軸受(図示せず)によって回転自在に軸支され、回転軸線が定位置に固定されている。回転シャフト12a上には、適宜間隔をおいて2つで一対のパドル12b,12bが固定して設けられ、シャフト回転と一体に図中矢印で示す正回転方向であるY軸回りに回転する。回転シャフト12aの一端部には受動の平歯車14が結合され、その平歯車14で駆動手段から伝達される回転動力を受ける。回転シャフト12aと一体に正回転するパドル12b,12bは適度な弾性変形が可能な形状を有し、その正回転軌道上で積載部11に当接できるよう形状および長さに設定されている。
【0013】
また、積載部11上には、パドル機構12の上流側にパドルガイド機構(案内機構)13が配置されている。このパドルガイド機構13は、上記パドル12b,12bと回転軌道上で当接することで、パドル12b,12bに捩りを生じさせるための機構である。パドル機構12の回転シャフト12aに平行に配置されて積載部11を横断する固定シャフト13を有する。この固定シャフト13上には、パドル12b,12bに各々対応する二ヶ所にガイド片13b,13bがパドル12b,12bの回転軌道内に突出して設けられている。ガイド片13b,13bには円弧状の案内面が形成され、それらガイド片13b,13bにパドル12b,12bを回転途中で当接させて捩られるように案内する(図3)。つまり、ガイド片13b,13bの円弧状の案内面はパドル12b,12bが最初に当接する付近では緩やかな傾斜であるが、パドル12b,12bの回転が進むにつれて次第に急な傾斜の案内面に案内されるため、捩れが生ずる。また図3に示されるように、パドル12b,12bはガイド片13b,13bに案内されて図面左側に曲げられる。後段で説明するが、そのようにして生じた捩りモーメント、及び図中左への曲げによりパドル12b,12bには原形状へ復帰しようとする弾性復元力が働く。パドル12b,12bは、捩れた形状から原形状へと復帰するときに、シートSと当接することで、シートSをその弾性復元力でもってXY軸ニ方向へ移動させて幅寄せするための部材である。
【0014】
さらに、積載部11にはシート搬入方向に沿って延びた第1の規制部材15が設けられ、シートSの長辺(側端)を当接させて規制するようになっている。また、その長辺の第1の規制部材15に直交する形でシート搬入方向に直交する方向へ延びた第2の規制部材16が設けられ、シートSの短辺(側端)を当接させて規制するようになっている。本実施形態においては、シートSの長辺、短辺に各々第1の規制部材15、第2の規制部材16を対応させているが、シートSの積載部11上への搬入の向きによっては逆であってもよく、シートSがどのような向きで搬入されようとも対応できるようになっている。
【0015】
以上の構成により、シート整合装置10は次のように動作する。画像形成装置本体の定着装置8(図1参照)にて画像定着を終えたシートSが排出され、シート整合装置10に搬入されて積載部11に収容される。シートSの搬入に同期してパドル機構12が正回転し、パドル12b,12bがパドルガイド機構13のガイド片13b,13bに当接して捩られるように案内され、捩られた状態でシートSに接触する(図4の状態)。シートSはパドル12b,12bの回転によって第2の規制部材16の方向へ掻き寄せられて移動し、同時にパドル12b,12bが捩られた姿勢、曲げられた姿勢から原形状に戻ろうとする弾性復元力でシートSを第1の規制部材15の方向にも掻き寄せて移動させる。シートSは、第1の規制部材15と第2の規制部材16に突き当たるまで幅寄せされ、直交するニ方向の所定位置に整合される。そのようにして積載された複数枚のシートSの長辺と短辺の各エッジはきちんと揃えられ、後処理のステイプル綴じなどを体裁や見栄えを良くするために役立つ。
【0016】
このように、第1の実施形態のシート整合装置によれば、シート搬入方向に対して直交方向に設けた回転シャフト12aとこのシャフト上のパドル12b,12bだけという簡便なパドル機構12によって積載部11上のシートSを直交する二方向に整合することができる。すなわち、従来のシート整合装置と比べれば部材点数も少なくて済み、コスト的にも有利であり、かつ画像形成装置本体が接続されたときのシステム全体が大型化するのを抑えられる。加えて、本実施形態の回転シャフト12aがシート搬入方向に直交しているので、従来のようにはす歯歯車や傘歯車などの複雑な形状の伝達歯車を用いずとも、平歯車14の組み合わせのみで二方向整合が可能となる。
【0017】
以上のように構成することで、機構は簡素化され、整合機構の省スペース化及び部品点数の減少によるコストダウンを図ることができる。さらには、パドル12b,12bの腕部長さを長くすることで、より大きな捩り変形を発生させるようにすれば、シート搬入方向に直交する方向(Y軸方向)へのシート幅寄せの移動量をさらに大きくすることができる。
【0018】
なお、図5(a),(b)は、上記パドル12b,12bの具体例もしくは変形例ともいうべきものである。捩り変形を与えるパドルのアーム部を円弧状にすることで、積載部11上のシート積載枚数の増減によるシートへの当接力の変化を抑えることができる。即ち、シート積載枚数の増減に影響されず、安定した力でシートを規制部材に向けて掻き寄せることが可能となる。さらに、アーム部を長くすることで積載部11に当接する距離が長くなり、より長い距離を幅寄せ可能になる。加えて、アーム部を長くすることで、アーム部が短いときと比べてより小さな捩れ角で同等の距離を掻き寄せることができる。即ち、パドルに無理な捩り変形をさせる必要がなく、歪曲、あるいは破断破損などから免れて耐久性を向上させることができる。また、パドル形状を螺旋形状に形成し、左右いずれかの方向への捩じれが生じるようにすることで、さらに歪曲、あるいは破断破損などから免れて耐久性を向上させることができる。
【0019】
[シート整合装置]
(第2の実施形態)
図6は、シート整合装置の第2の実施形態を示す。上記第1の実施形態で示された部材と同一または共通するものには同一符号を付してある。
【0020】
第1の実施形態では、パドル機構12の回転シャフト12aと、パドルガイド機構13の固定シャフト13aのいずれもが位置不動の定位置にて機能する構成である。それに対して、この第2の実施形態の場合、平行な回転シャフト12aと固定シャフト13aとが一体的に、シート搬入方向に沿うX軸方向と、これに直交するY軸方向の二方向へ移動できるようにした構成である。それによって、パドル12b,12bとシートを最適な位置で接触させ、シート整合精度をより一層高めようとするものである。
【0021】
さらに、かかるシート整合機能に加えて、この第2の実施形態ではシートSのサイズ情報を整合動作前の段階で予め取得する。すなわち、シートサイズを予め検出センサで検出したサイズ情報、あるいは不図示の操作部から入力されたサイズ情報に基づいて、制御部から出力する作動指示信号でもってパドル機構12とパドルガイド機構13を直交するニ方向に、シートのサイズごとに合わせた最適な位置まで移動させる。この場合、回転シャフト12aと固定シャフト13aの各シャフト端部には、制御部が司る制御によってモータなど回転駆動源から回転動力を受ける駆動機構(駆動手段)20,21が設けられている。
【0022】
なお、図6において、固定シャフト13a上の2つのガイド片13b,13bを固定して間隔寸法が不変のように図示されているが、その間隔寸法をシートサイズに対応させて可変調整できるようにすることもできる。むろん2つのパドル12b,12bの間隔寸法においても同様に調整可能にできる。そのように、パドル12b,12bとガイド片13b,13bのそれぞれ間隔寸法を可変調整できれば、さらに多種サイズのシートSに柔軟に対応してXY軸二方向への整合がより高精度で可能となる。
【0023】
したがって、この第2の実施形態によれば、上記第1の実施形態ではパドル機構12とパドルガイド機構13が定位置固定となっていることで、大きなサイズのシートSを整合するのに対応しづらい点を改善できる利点がある。また同時に、小さなサイズのシートSを整合する際にパドル部材12の空振りが生じる可能性も払拭できる。逆に、小さなサイズのシートSを整合しうる位置に前記両機構12,13が定位置にて不動状態であると、大きなサイズのシートSの整合時にシートの偏った範囲の一部にしかパドル12b,12bが当接することができない。その場合、第1および第2の規制部材15,16に対してシートSが歪んで当接する懸念が考えられるが、そうした懸念もXY両軸方向への移動によって払拭することができる。
【0024】
本実施形態において回転シャフト12aと固定シャフト13aとが一体的に移動する構成について説明したが、移動後の回転シャフト12aと固定シャフト13aの軸間距離が適正に保たれるようになっていれば各々独立に移動するようにしてもよい。一体で移動させる場合、移動のための駆動手段は共通でもよい。
【0025】
[シート整合装置]
(第3の実施形態)
図7は、シート整合装置の第3の実施形態を示し、第1,第2の実施形態で示された部材と同一または共通するものには同一符号を付してある。この場合、パドル機構12とパドルガイド機構13が座標軸上のXY軸二次元方向への移動に加えて、さらにZ軸方向へも移動できるようにした構成である。そうしたXYZ軸の三方向へのパドル機構12とパドルガイド機構13の移動調整を行う駆動機構(駆動手段)22,23がそれぞれのシャフト端部に設けられている。この第3の実施形態においては、整合動作を行う前段階で積載部11上に積載されたシートSの積載高さ寸法(シート束の厚さ)を検出する積載高さ検出センサが設けられている。積載高さ検出信号を受け取った制御部ではそれも基づく作動指示信号を駆動機構22,23などに出力してその作動を制御するようになっている。シートSの積載高さに関する情報は、積載部11上に搬入されるシートSの枚数カウントにより換算してもよい。
【0026】
したがって、シート積載高さを検出した信号に基づいて制御が行われ、二方向への整合に好適な位置までパドル機構12とパドルガイド機構13を移動させてXY軸方向に平面移動させ、かつZ軸方向に高さ調整する。両機構12,13をそのように移動調整することで、シート積載高さに規制されることなく、高精度の二方向整合を実現できる。すなわち、シート積載高さに対応できるということは次の利点をもたらす。積載部11にシートSが積載されるとパドル機構12のパドル12b,12bから最上位シートSとの間の高さ距離が変化する。その変化によってパドル12b,12bが最上位シートSに当接する際の当接力も変わることで整合精度が低下する、といった不具合を解消できる。
【0027】
[シート整合装置]
(第4の実施形態)
図8は、シート整合装置の第4の実施形態を示し、上記第1〜第3の実施形態で示された部材と同一または共通するものには同一符号を付してある。この場合、第3の実施形態を基本にした応用例ともいうべき構成であり、積載部11の上流側にシート厚さ検出手段24が設けられている。このシート厚さ検出手段24は、本体ブロック24aにシート一枚程度が通過できる狭いスリット形状の検出孔24bが設けられ、そこにシートSを潜らせて通過させることでシート厚さを検出するように構成されている。制御部はその検出信号に基づいて作動指示信号を出力し、駆動機構22,23を作動させてパドル機構12とパドルガイド機構13を当該シートSに対応できる好適位置や距離まで移動調整する構成である。
【0028】
したがって、シート厚さ検出後、そのシート厚さ情報に基づいてパドル機構12とパドルガイド機構13がシートの重量、あるいは剛性を考慮した好適位置まで移動調整されることで、当該シートSに対してニ方向整合を行うのに最適な当接力がパドル12b,12bから付与されるようにする。それによって、シート厚さに規制されることなく高精度の二方向整合を行うことが可能となる。
【0029】
以上、各実施形態のシート整合装置においては、上記利点が期待できるので接続される画像形成装置としては次のような効果を奏する。
【0030】
(a)積載部11上方に配置した弾性を有するパドル機構12のパドル12b,12bに捩りを加え、弾性復元力を利用してシートSの二方向の整合を行う。そうした機能を実行する機構は従来構造と比べて各段に部品点数も少なく、小型で安価な二方向シート整合装置を提供でき、画像形成装置本体を含めた省スペース化が実現される。(b)整合対象となるシートSのサイズ情報、シート厚さ情報、シート積載高さ情報などを取得して、それに適応する位置や距離だけパドル機構12とパドルガイド機構13を一体的に積載部11に対して座標軸でいうX・Y・Z軸の三方向へ移動調整することで、整合対象となるシートのサイズに制限を受けることなく高精度の二方向整合を実現でき、ステイプル綴じなど後処理機能を具備する画像形成装置としてトータルな生産能力や機能への有効性が高められる。
【0031】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内でその他の実施形態、応用例および変形例、そしてそれらの組み合わせも可能である。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】本発明による実施形態のシート整合装置を備えた画像形成装置例を概略的に示す全体図。
【図2】第1の実施形態によるシート整合装置を示す斜視図。
【図3】同第1の実施形態によるシート整合装置を示す平面図。
【図4】同第1の実施形態によるシート整合装置のシート整合時を示す平面図。
【図5】同図(a),(b)はパドルの変形例を示す斜視図と側面図。
【図6】第2の実施形態によるシート整合装置を示す斜視図。
【図7】第3の実施形態によるシート整合装置を示す平面図。
【図8】第4の実施形態によるシート整合装置を示す平面図。
【符号の説明】
【0033】
10 シート整合装置
11 積載部
12 パドル機構(シート幅寄せ機構)
12a 回転シャフト
12b パドル
13 パドルガイド機構(案内機構)
13a 固定シャフト
13b ガイド片
15 第1の規制部材
16 第2の規制部
20〜23 駆動機構
24 シート厚さ検出手段
S1 整合前シート
S2 整合後シート




 

 


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