纸张处理装置和图像形成装置 【技术领域】
本发明涉及一种调整装载纸张(シ-ト/片材)的纸张处理装置和包括上述纸张处理装置的图像形成装置。
背景技术
一直以来，在复印机、打印机等图像形成装置中，如图7所示，在图像形成装置300中，将形成了图像的纸张S暂时装载在纸张处理装置100内的处理托盘140内，在此，进行纸张S地调整、装订处理等纸张后续处理。然后，实施了后续处理的纸摞由束排出机构108束排出到具有倾斜装载面的堆积托盘400。被排出的纸摞S利用自重移动经过堆积托盘400的倾斜装载面，在后端调整壁，所述纸摞的后端被调整。该堆积托盘400上的纸张装载张数(依赖于)由堆积托盘400的上下运转行程决定。
但是如图7所示，在现有的具有倾斜装载面的堆积托盘400上，在装载较软的(腰部弱的)纸张或纸张端部向装载面侧弯曲的纸张也就是下卷缩强的纸张时，由于存在产生由自重引起的突然地倾斜而导致的屈曲的可能性，存在纸张装载调整性低下的问题。
而且如图8所示，将实施装订处理后的纸摞S装载在现有的具有倾斜装载面的堆积托盘400上时，被束排出的纸摞S2的后端被钩挂在已经装载在堆积托盘400上的纸摞S1的毛刺H1上，上述纸摞S2的后端不滑落至后端调整壁70为止，装载纸摞S1、S2的输送方向产生错开，存在装载调整性问题。
【发明内容】
本发明的目的是防止装载纸摞的输送方向错开，提高纸摞的装载调整性。
通过下文结合附图进行详细的说明，本发明的其它目的将变得清楚。
【附图说明】
图1是一个显示包括本发明实施例的纸张处理装置的图像形成装置整体结构的剖面图；
图2是显示在本发明实施例的图像形成装置中纸张处理装置的整体结构的剖面图；
图3是显示在本发明实施例的纸张处理装置中纸摞排出动作的剖面图；
图4是显示在本发明实施例的纸张处理装置中纸摞后端调整动作的剖面图；
图5是显示本发明实施例的纸张处理装置控制系结构的框图；
图6是显示本发明实施例的纸张处理装置中纸张后端调整壁的加速度的条件的说明图；
图7是显示包括现有纸张处理装置的图像形成装置的整体结构的剖面图；
图8是现有纸张处理装置的仰视图。
【具体实施方式】
下文参考附图，详细介绍符合本发明的优选实施例。但是，在下文实施例中所记载的结构部件的尺寸、材质、形状、它们的相对配置等根据适用于本发明装置的结构和各种条件应该可以进行适合地变更，并不限定于特定的记载。并不将本发明的范围仅限制在所述实施例内。
在图1和2中显示了包括本发明的纸张处理装置的图像形成装置的实施例。图1是一个显示安装有本发明实施例的纸张处理装置1的图像形成装置本体30的剖面图，图2是纸张处理装置1的剖面图。
在本实施例中，作为纸张处理装置，以图1所示的纸张处理装置1为例进行说明。该纸张处理装置1被设置在图像形成装置本体30的上部、且位于原稿读取装置35的下部。在纸张处理装置1内，将从图像形成装置本体30排出的已经形成了图像的纸张S暂时装载在处理托盘40上，进行装订、调整等后处理。而且在进行上述后处理后，将处理后的纸张(纸摞/纸摞)S在被大致水平设置的堆积托盘4上调整并装载在堆积托盘4上。
但是本发明并不限于图1所示的情况。也就是纸张处理装置并不限于将从图像形成装置本体30排出的已经形成了图像的纸张S在堆积托盘4上调整并装载在堆积托盘4上。例如纸张处理装置不通过具有处理托盘40等的处理机构与图像形成装置本体30直接相连，即使安装在图像形成装置本体30外部，也是有效的。
(图像形成装置的概略结构)
在图1中，附图标记1表示安装在图像形成装置本体30上的本实施例的纸张处理装置，自动式原稿读取装置35被搭载在图像形成装置本体30的上部。由图像形成装置本体30、纸张处理装置1和自动式原稿读取装置35构成本实施例的图像形成装置。纸张处理装置1也可以不包括由处理托盘40等构成的处理机构。图像形成装置本体30包括由感光体鼓3、显影器5、转印带11等构成的图像形成部。
如图1所示，图像形成装置本体30利用自动式原稿读取装置35将原稿自动地送到读取位置，在图像读取部36，图像被读取。因而基于该图像信息，通过在下文介绍的图像形成部在纸张上形成图像。首先，基于通过图中未示的控制器所读取的图像信息，信号被输送到激光扫描器单元2，根据图象信息，使激光发出。
然后，该激光被旋转的多边形镜反射，而且，通过该反射镜再次返回，照射到表面均匀带电的感光体鼓3上，形成静电潜像。感光体鼓3上的静电潜像由显影器5显影后，作为调色剂图像被转印到纸或OHP纸等纸张S上。
纸张S通过构成纸张输送机构的捡拾辊38从纸张盒31、32、33、34被适合选择地输出，由分离机构37分离后输送一张，由阻力前辊对校正偏斜后，在感光体鼓3转动的同时被输送到转印位置，通过作为中间转印体的转印带11将形成在感光体鼓3上的调色剂图像转印到纸张S上。
然后，纸张S被引导到定影辊对6，由定影辊对6加热和加压处理，被转印到纸张S上的调色剂图象被永久定影。将定影上分离爪、定影下分离爪分别连接到定影辊对6上，利用所述定影上分离爪和定影下分离爪，纸张S从定影辊对6被分离。
由这种图像形成部形成了图像的纸张S通过本体侧排出辊对7向图像形成装置本体30的外部输出，引导到被连接到图像形成装置本体30上的纸张处理装置1。
(纸张处理装置的概略结构)
在图1中，纸张处理装置1包括作为装载纸张或纸摞的装载机构的堆积托盘4、作为向堆积托盘4输送纸张或纸摞的输送机构的摆动辊50、由向着堆积托盘4推压通过上述摆动辊50输送的纸张或纸摞的后端而对纸张或纸摞的后端进行调整的后端调整壁70等组成的纸张后端调整机构、作为控制上述纸张后端调整机构的动作的控制机构的修整器(finisher)CPU79。
而且，可以暂时装载数页纸张并对所述纸张或纸摞进行处理的处理机构被设置在上述堆积托盘4和/或摆动辊50的纸张输送方向上游侧。本实施例的处理机构包括可以暂时装载数页纸张的处理托盘40、由对被装载在上述处理托盘4上的纸张进行调整的调整板41和42等组成的调整机构、作为对由上述调整机构调整后的纸摞进行装订处理的装订机构的小钉书机单元10。即使上述处理机构仅包括调整机构也可以，除此之外，也可以包括对纸张实施穿孔处理的冲孔机构、对纸摞端部进行上浆的上浆机构、将捆扎带贴附在纸摞端部上的带贴附机构等装订机构。
如图2所示，由图像形成装置本体30的本体侧排出辊对7排出的纸张S通过由纸张处理装置1侧的排出辊8a以及从动于排出辊8a的排出滚子8b组成的排出部8向堆积托盘4排出。因而，在纸张S的后端通过排出部8的时刻，该纸张S后端从摆动辊50落入下方，由摆动辊50和从动滚子70夹持。
此后，通过摆动辊50沿反向回转，沿下导轨61沿与至此为止的纸张S输送方向相反的方向向处理托盘40上输送纸张S后端，通过由下述返回带60和调整板41、42等组成的调整机构对一张一张纸进行纸张输送方向的调整(整合)以及与该纸张输送方向大致垂直的纸张宽度方向的调整(整合)。
纸张S输送方向的调整如如下方式进行：通过利用由处理托盘40的倾斜角度获得的纸张S的自重力以及返回带60，使纸张S的后端与位于处理托盘40的端部且承受阻止处理托盘40上的纸张S的纸张承受阻止机构也就是纸张S后端限制器62接触。纸张S宽度方向的调整由图中未示的驱动机构(例如齿条和小齿轮驱动源)和控制机构操作，由设置在纸张宽度方向两侧上的调整板41、42进行。
当选择装订模式时，对于在处理托盘40上被调整后的纸摞S，小钉书机(ステイプラ)单元10实施装订。结束上述那样后处理的纸摞S通过摆动辊50沿图中逆时针方向转动，被排出并装载到大致水平设置的堆积托盘4上。
(纸张后端的调整)
下文使用图3、4和5具体地介绍纸张处理装置1中的纸张后端调整。图3是显示本发明实施例的纸摞排出动作的剖面图，图4是显示纸摞后端调整动作的剖面图，图5是显示本发明实施例的纸张处理装置的控制系结构的框图。
首先，使用图3和4介绍将处理托盘40上处理后的纸摞S向堆积托盘4上排出、调整和装载的机构。如图4所示，构成纸张后端调整机构的后端调整壁70将纸摞S从处理托盘40向堆积托盘4排出、装载时，变成调整纸摞S后端的调整壁。该后端调整壁70由弹簧12弹压，通过与初始位置上的凸轮72接触，被限制在调整基准位置(参考图2)。
如图5所示，来自纸张处理装置1的控制机构也就是修整器CPU79的驱动信号通过后端调整壁驱动电机驱动器86被传送到后端调整壁驱动电机76，一旦后端调整壁驱动电机76转动，通过以摆动转动轴73为中心而转动的凸轮72，后端调整壁70向纸张输送方向摆动。
此外，在图5中，附图标记80表示排出电动机，来自上述修整器CPU79的驱动信号通过排出电动机驱动器81被传送，使排出辊8a转动。附图标记82表示摆动臂驱动电动机，来自上述修整器CPU79的驱动信号通过摆动臂驱动电动机驱动器83被传送，驱动摆动臂54，使自由转动地支撑摆动滚子50的支撑臂51摆动。附图标记84表示摆动滚子驱动电动机，来自上述修整器CPU79的驱动信号通过摆动滚子驱动电动机驱动器85被传送，使摆动滚子50转动。附图标记87表示图像形成装置本体侧的控制机构也就是本体CPU。而且，在本实施例中，虽然由修整器CPU79控制上述后端调整壁70的动作，也可以不将控制机构保持在纸张处理装置1内，而由CPU87从图像形成装置本体侧直接控制。
如图3所示，装载在处理托盘40上的纸摞S(图3(b))由束排出机构输送的纸摞S的后端处于与后端调整壁70上端接触状态(图3(b))，使后端调整壁70向纸张输送方向上游侧退避(图3(c))。如果这样使后端调整壁70退避，后端调整壁70如图4(a)所示倾斜，上述纸摞S的后端与后端调整壁70的斜面部接触。在使如图4(a)所示退避后的后端调整壁70以摆动转动轴73为中心向图2所示的初始位置(调整基准位置)复归的过程中，上述纸摞S的后端被后端调整壁70推压，一边对纸摞S的后端进行调整(图4(b))，一边将纸摞S装载在堆积托盘4上。
如上所述，在通过凸轮72的转动而使退避后的后端调整壁70复归初始位置的过程中，需要控制由后端调整壁70的推压而引起的纸摞(或纸张)S的加速度α。如果上述加速度α很大，纸摞(或纸张)S就蹦起(漂浮)，在堆积托盘4上的调整性变差，相反如果上述加速度α很小，纸张处理装置的工作效率低下。为了不产生上述现象，必须控制由上述后端调整壁70的推压所引起的纸摞S的加速度α，也就是控制后端调整壁70的加速度α。
在本实施例中，当上述后端调整壁70推压纸摞(或纸张)S的后端并进行调整时，当由上述后端调整壁70的推压引起的纸摞S的加速度α、重力加速度g，被推压到上述后端调整壁70的纸摞(或纸张)S与上述堆积托盘4之间的动摩擦系数是μ1’、被推压到上述后端调整壁70的纸摞(或纸张)S与上述堆积托盘4上已经存在的纸摞(或纸张)之间的动摩擦系数是μ2’时，如图6所示，由上述后端调整壁70的推压引起的纸摞(或纸张)S的加速度α满足α≤-μ1g’，且α≤-μ2’g的关系，由上述修整器CPU79控制上述后端调整壁70的动作。被推压的纸摞(或纸张)S一边承受上述堆积托盘4或已经被装载的纸摞(或纸张)的摩擦阻抗一边移动。也就是通过满足上述关系式的加速度α，使上述后端调整壁70动作，利用摩擦阻抗，纸摞(或纸张)S的后端不脱离后端调整壁70，保持良好的调整状态地被装载在堆积托盘4上。此外，纸摞S和堆积托盘4之间的动摩擦系数μ1’、纸摞S与上述堆积托盘4上已经存在的纸摞之间的动摩擦系数μ2’的大小关系由被装载的纸张类型、被装载的纸张上的调色剂的承载量、托盘材质等确定。
在图6中，横轴表示纸张后端调整壁70的可动时间，纵轴表示纸张后端调整壁70的可动速度，斜线表示纸张后端调整壁70的加速度。在本实施例中，由上述控制式，将向右下倾斜的斜度规定为从常数(不变)速度至停止为止的加速度。此外，在图6中，为了将上述控制式(α≤-μ1g’，α≤-μ2’g)的斜度与纸张后端调整壁70的加速度进行比较，将纸张后端调整壁70的停止时间规定为基准。如上所述，在由纸张后端调整壁70推压纸摞(或纸张)S时，如果由纸张后端调整壁70的推压所引起的纸摞S的加速度α大，堆积托盘4上纸摞(或纸张)S的前端和后端在输送方向上产生错开(偏斜)，由于上述加速度α小时生产率低下，有必要考虑生产率限制加速度αP，设定上述加速度α的范围。但是生产率限制加速度αP是依赖于图像形成装置的生产率的加速度，为了确保良好的生产率，由纸张后端调整壁70推压纸摞(或纸张)S装载到堆积托盘4上的时间以及被装载的纸摞(或纸张)S在堆积托盘40上被调整处理的时间需要被合并。也就是为了不受迟滞地从纸摞(或纸张)S的处理托盘40向堆积托盘4转送纸摞(或纸张)S，纸张后端调整壁70的加速度α由将纸张输送到处理托盘40上的图像形成装置本体中的图像形成能力决定。生产率限制加速度αP是为了纸摞(或纸张)S不滞留在处理托盘40上的加速度的下限。通过将由上述后端调整壁70的推压引起的纸摞S的加速度α规定在图6所示的范围内，纸摞S的后端不会漂浮，可以良好地进行调整，可以提高堆积托盘4上纸张的调整性，而且，可以使纸张处理装置1生产性不低下地处理。
通过控制上述后端调整壁70的作动，由上述后端调整壁70的推压引起的纸摞(或纸张)S的加速度α满足上述条件，可以一边防止堆积托盘4上纸摞(或纸张)S的前端和后端在输送方向上错开(偏斜)，一边将纸摞(或纸张)S排出并装载到堆积托盘4上。
此外，在本实施例中，虽然堆积托盘4的纸张装载面4a被设定得大致水平，但是即使纸张装载面4a倾斜时，上述后端调整壁70也可以有效地作用，纸张装载面4a处于大致水平时，效果更加增加。此外通过使纸张装载面4a向下朝向上述后端调整壁70，倾角在18°以下，可以一边回避被装载在堆积托盘4上的纸张后端与从处理托盘40被排除的后续纸张相互干涉，一边实现装置的小型化。
而且，为了保持被装载的纸摞S的上面高度一定，堆积托盘4被构成得可以由图中未示的驱动机构进行升降。
如上所述，如果采用本实施例，将纸摞(或纸张)的后端输送到后端调整壁70的上端为止，然后，通过使后端调整壁70退避，使纸摞后端与该后端调整壁70接触。通过后端调整壁70推压纸摞后端，一边进行纸摞后端的调整(后端调整)，一边被排出装载到堆积托盘4上。此时，由上述后端调整壁70的推压引起的纸摞的加速度α满足α≤-μ1g’，且α≤-μ2’g的关系，通过由上述修整器CPU79控制上述后端调整壁70的动作，可以防止纸摞前端和后端在输送方向上的错开(偏斜)，提高纸摞在堆积托盘4上的装载调整性。
而且，可以使堆积托盘4大致水平，提高在堆积托盘4上的纸张调整性，由于可以在堆积托盘4的上下运行行程内改变堆积托盘4的倾斜空间，装置不会大型化，可以增大被装载在堆积托盘4上的纸张个数。
由于可以使堆积托盘4的斜度变缓，可以防止引起堆积托盘4急剧倾斜，防止下卷缩或腰部弱的纸摞的自重引起的屈曲。
更进一步说，由于在排出方向上游侧，相对于已经被装载的纸摞，对被束排出的纸摞的后端进行调整，被束排出的纸摞的后端部不会被实施装订处理且已经被装载的纸摞的毛刺钩挂，防止在输送上错开(偏移)。
在上述实施例中，虽然以复印机为例，对图象形成装置进行说明，本发明并不限定于此，例如也可以是打印机、传真机装置等其它图象形成装置和/或将上述功能组合的复合机等其它图像形成装置，通过将本发明应用在该图象形成装置中所使用的纸张处理装置，可以获得相同的效果。
而且在上述实施例中，虽然举例显示了被设置在图象形成装置本体内(空间部)的纸张处理装置，本发明并不局限于此，例如纸张处理装置也可以被设置在图像形成装置本体外部，或也可以相对于图像形成装置本体自由地装卸，或被设置的与图像形成装置本体为一体，通过将本发明应用在这种纸张处理装置内，可以获得相同的效果。
此外，在上述实施例中，虽然以电子照相术方式为例显示了记录方式，本发明并不局限于此，例如也可以采用喷墨方式等其它记录方式。