JP4193925B2 - 画像形成システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、用紙上に画像の形成を行う画像形成装置と、この画像形成後に排出された用紙に所定の処理又は加工を施す出力用紙処理装置とを備えている画像形成システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置においては、画像形成後に排出される用紙をパンチし、あるいは複数枚まとめて束で処理（ステープル）し、あるいは１部ずつ仕分けを行う（ソート）などのために、出力用紙処理装置（フィニッシャ）が従来から用いられている。
【０００３】
そして、このようなフィニッシャと画像形成装置とは独立に制御されている。すなわち、この両機器は所定の通信手段で結ばれ、それぞれの情報を送受信することで制御を行っている。例えば、フィニッシャの動作状況に応じて画像形成装置側の給紙間隔、速度を変更し（特開平11-60041号公報参照）、あるいは画像形成装置側からの連続する用紙間隔に関する情報からフィニッシャ側の搬送速度を変更する（特開平11-228019号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような独立制御は、用紙の搬送速度を変更する場合、画像形成装置側からフィニッシャに用紙先端が入る前に速度変更を完了して、フィニッシャと同じ搬送速度で画像形成装置、フィニッシャ間の用紙の受け渡しを行うか、フィニッシャ内に用紙後端まで入ってから、つまり、画像形成装置、フィニッシャ間の用紙の受け渡しが完了してから速度を変更する制御となる。
【０００５】
ところで、電子写真方式の画像形成装置では、その構造から、用紙がプリンタエンジンに送り込まれていない場合にも、動作を停止することができずに空運転するため、連続して給紙される用紙の間隔が大きいと、空運転の時間が長くなり、装置の寿命が本来の耐用印刷枚数以下に低下してしまう。
【０００６】
かかる点を解決するため、本出願人は、画像形成を連続して行う場合において、プリンタエンジンへ送り込まれる用紙の間隔を小さくすることにより画像形成作業の生産性を向上させるために、給紙カセットから一枚ずつ分離した用紙を、用紙搬送経路の途中に分岐したスッチバック経路に用紙を収納してスイッチバックしてから、この用紙をプリンタエンジンに送り込む技術を提案している（特願2000-215038の明細書、特願2000-230153の明細書などを参照）。
【０００７】
この技術によれば、スイッチバック経路をバッファとして、用紙の送り出しタイミング、送り出し速度などを制御し、プリンタエンジンに連続給紙する際の用紙の間隔を小さくして、画像形成作業の生産性を高くすることができる。
【０００８】
しかしながら、このような技術を適用した画像形成装置にフィニッシャを使用した場合、画像形成装置からの用紙の排出間隔が狭くなるため、フィニッシャ側への受け渡し完了後の用紙の搬送速度変更では、増速搬送距離が短く、束処理動作に適当な用紙間隔が確保できないという不具合がある。
【０００９】
また、フィニッシャ側への受け渡し前に増速を行うのでは、画像形成プロセス区間を抜けてからの増速となるため、画像形成プロセス区間の最後のローラと画像形成装置の排出口（フィニッシャ入口）との距離が用紙長よりも長くなければならず、“用紙長＞前記距離”だと、画像形成プロセス速度のままフィニッシャ内に用紙が搬送されることになり、増速できないという不具合がある。
【００１０】
この発明の目的は、画像形成装置側のスペック変更による画像形成装置から出力用紙処理装置への用紙の受け渡しの際の用紙搬送速度の変更や、用紙サイズ、処理動作に応じた用紙搬送速度の変更に柔軟に対応できるようにすることである。
【００１１】
この発明の目的は、画像形成装置の画像形成プロセス区間から狭い間隔で用紙が排出されても出力用紙処理装置の出力処理に応じて用紙間隔を広げることを可能とすることである。
【００１２】
この発明の目的は、画像形成装置が反転路で用紙をスイッチバックすることでプリンタエンジンに高速で連続給紙できる場合であっても、画像形成装置から出力用紙処理装置への用紙の受け渡しの際の用紙搬送速度の変更や、用紙サイズ、処理動作に応じた用紙搬送速度の変更に柔軟に対応すること等を可能とすることである。
【００１３】
この発明の目的は、画像形成装置が再給送路を用いて両面印刷等が可能な場合であっても、画像形成装置から出力用紙処理装置への用紙の受け渡しの際の用紙搬送速度の変更や、用紙サイズ、処理動作に応じた用紙搬送速度の変更に柔軟に対応すること等を可能とすることである。
【００１４】
この発明の目的は、システムの製造コストを低減することである。
【００１５】
この発明の目的は、画像形成装置本体の製造コストを低減することである。
【００１６】
この発明の目的は、パンチ動作が行われても、画像形成装置の高い生産性を維持し、また、無駄な増速による騒音の増加、搬送信頼性の低下を防ぐことである。
【００１７】
この発明の目的は、ステープル動作が行われても、画像形成装置の高い生産性を維持し、また、無駄な増速による騒音の増加、搬送信頼性の低下を防ぐことである。
【００１８】
この発明の目的は、ソート処理が行われても、画像形成装置の高い生産性を維持し、また、無駄な増速による騒音の増加、搬送信頼性の低下を防ぐことである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、用紙に画像を形成する画像形成手段、該画像形成手段によって画像が形成された該用紙に該画像を定着させる定着手段、及び該定着手段を経由した後の用紙を画像形成装置本体から排出する排紙手段を具備する画像形成装置と、この画像形成装置から、画像形成されて排出された用紙に、所定の処理又は加工を施す出力用紙処理装置と、該画像形成装置と該出力用紙処理装置とを通信可能に接続する通信手段と、該通信手段によるデータ通信を行いながら、該画像形成装置内の排紙手段の紙搬送速度及び該出力用紙処理装置内の紙搬送手段の紙搬送速度を制御する制御手段とを備える画像形成システムにおいて、上記定着手段と上記排紙手段との間で用紙を検知する用紙検知手段を上記画像形成装置に設けるとともに、該用紙検知手段による検知結果に基づいて、上記排紙手段の紙搬送速度と、上記出力用紙処理装置内の紙搬送手段の紙搬送速度とを同時に変更する制御を実施するように、上記制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項２に記載の発明は、用紙に画像を形成する画像形成手段、該画像形成手段によって画像が形成された該用紙に該画像を定着させる定着手段、該定着手段を経由した後の用紙を画像形成装置本体から排出する排紙手段、及び該排紙手段の紙搬送速度を制御する制御手段を具備する画像形成装置と、この画像形成装置から受け取った画像形成済みの用紙を搬送する紙搬送手段、該用紙に対して所定の処理又は加工を施す手段、及び該紙搬送手段の紙搬送速度を制御する制御手段を具備する出力用紙処理装置と、該画像形成装置の制御手段と該出力用紙処理装置の制御手段とを通信可能に接続する通信手段とを備える画像形成システムにおいて、上記定着手段と上記排紙手段との間で用紙を検知する用紙検知手段を上記画像形成装置に設けるとともに、該用紙検知手段による検知結果に基づいて、上記排紙手段の紙搬送速度と、上記出力用紙処理装置内の紙搬送手段の紙搬送速度とを同時に変更する制御を実施するように、該画像形成装置の制御手段と、該出力用紙処理装置の制御手段とを構成したことを特徴とするものである。
【００２０】
これらの発明においては、出力用紙処理装置と画像形成装置との用紙の搬送の同期をとることにより、画像形成装置側のスペック変更による画像形成装置から出力用紙処理装置への用紙の受け渡しの際の用紙搬送速度の変更や、用紙サイズ、処理動作に応じた用紙搬送速度の変更に柔軟に対応することが可能となる。また、両装置間の受け渡し最中でも用紙搬送速度の変更が可能になり、画像形成装置の画像形成プロセス区間から狭い間隔で用紙が排出されても出力用紙処理装置の出力処理に応じて用紙間隔を広げることが可能となる。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成システムにおいて、前記画像形成装置は、用紙を積層保持する用紙収納部と、前記用紙収納部から用紙を１枚ずつ分離給紙する分離給紙装置と、給紙された用紙上に画像形成を行うプリンタエンジンと、前記用紙収納部から前記プリンタエンジンに至る用紙搬送路と、この用紙搬送路で用紙搬送を行う第１の用紙搬送装置と、この用紙搬送路の途中から分岐していて当該用紙搬送路を搬送される用紙が送り込まれる反転路と、前記反転路に送り込まれた用紙をスイッチバックさせて前記用紙搬送路へ送り出す送り出し状態と、前記反転路から送り出されている先行の用紙と前記反転路に送り込まれる後続の用紙との少なくとも一部が前記反転路で重畳することを許容する開放状態とに切替自在な用紙反転装置と、を備えている。
【００２２】
したがって、画像形成装置が反転路で用紙をスイッチバックすることでプリンタエンジンに高速で連続給紙できる場合であっても、画像形成装置から出力用紙処理装置への用紙の受け渡しの際の用紙搬送速度の変更や、用紙サイズ、処理動作に応じた用紙搬送速度の変更に柔軟に対応すること等が可能となる。
【００２３】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の画像形成システムにおいて、前記プリンタエンジンの排紙側と前記用紙搬送路の前記反転路より上流側とを接続する再給送路と、この再給送路で用紙搬送を行う第２の用紙搬送装置と、を備えている。
【００２４】
したがって、画像形成装置が再給送路を用いて両面印刷等が可能な場合であっても、画像形成装置から出力用紙処理装置への用紙の受け渡しの際の用紙搬送速度の変更や、用紙サイズ、処理動作に応じた用紙搬送速度の変更に柔軟に対応すること等が可能となる。
【００２９】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかの一に記載の画像形成システムにおいて、前記出力用紙処理装置は、用紙にパンチ動作を行うパンチ装置を備えていて、前記制御手段は、前記パンチ動作に合わせて前記用紙搬送の同期をとる制御を行うものである。
【００３０】
したがって、パンチ動作が行われても、画像形成装置の高い生産性を維持することができる。また、画像形成装置の最適な排紙速度を維持し、出力用紙処理装置内の用紙搬送速度で用紙搬送することが可能となり、無駄な増速による騒音の増加、搬送信頼性の低下を防ぐことができる。
【００３１】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかの一に記載の画像形成システムにおいて、前記出力用紙処理装置は、用紙にステープル動作を行うステープル装置を備えていて、前記制御手段は、前記ステープル動作に合わせて前記用紙搬送の同期をとる制御を行うものである。
【００３２】
したがって、ステープル動作が行われても、画像形成装置の高い生産性を維持することができる。また、画像形成装置の最適な排紙速度を維持し、出力用紙処理装置内の用紙搬送速度で用紙搬送することが可能となり、無駄な増速による騒音の増加、搬送信頼性の低下を防ぐことができる。
【００３３】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかの一に記載の画像形成システムにおいて、前記出力用紙処理装置は、用紙のソート処理を行うソート装置を備えていて、前記制御手段は、前記ソート処理に合わせて前記用紙搬送の同期をとる制御を行うものである。
【００３４】
したがって、ソート処理が行われても、画像形成装置の高い生産性を維持することができる。また、画像形成装置の最適な排紙速度を維持し、出力用紙処理装置内の用紙搬送速度で用紙搬送することが可能となり、無駄な増速による騒音の増加、搬送信頼性の低下を防ぐことができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施の形態について説明する。
【００３６】
図１は、この実施の形態である画像形成システム１の全体構成を示す説明図である。図１に示すように、この画像形成システム１は、電子写真方式で用紙上にカラー画像を形成する画像形成装置２と、この画像形成後の用紙に各種の処理や加工を施す出力用紙処理装置（フィニッシャ）３とからなる。
【００３７】
画像形成装置２は、用紙が積層保持される用紙収納部である用紙トレイ４、用紙トレイ４から給紙された用紙又は一方の面に画像形成が行われて再度給紙された用紙の他方の面に画像形成を行うプリンタエンジン５等が設けられている。
【００３８】
また、この画像形成装置２には、用紙トレイ４から給紙された用紙がプリンタエンジン５を経由して排紙に至る用紙経路が設けられており、この用紙経路のうち、用紙トレイ４からプリンタエンジン５に至る部分が用紙搬送路６である。
【００３９】
用紙トレイ４には、積層保持された用紙を送り出すピックアップローラ７と、ピックアップローラ７で送り出された用紙を一枚ずつに分離するＦＲＲ方式の分離給紙ローラ８とからなる分離給紙装置９が設けられている。
【００４０】
プリンタエンジン５は、電子写真方式でカラー画像を形成するもので、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色の画像形成を行う４つの画像形成ユニット１１が並べられてなるものである。４つの画像形成ユニット１１はそれぞれの色のトナー画像を感光体１１ａに形成し、その各感光体１１ａ上のトナー画像が重ねあわされて転写ベルト１２上に転写される。この４色のトナー画像が重ねあわされてなる被転写画像は、転写ローラ１３により転写ベルト１２から用紙上に転写される。
【００４１】
用紙搬送路６上には、第１の搬送装置となる第１搬送ローラ２１、第２搬送ローラ２２、レジストローラ２３等が配置されている。用紙搬送路６における第１搬送ローラ２１と第２搬送ローラ２２との間の経路には、この用紙搬送路６を搬送された用紙が送り込まれる反転路２４が分岐している。
【００４２】
反転路２４上には、反転路２４に送り込まれた用紙をスイッチバックさせてプリンタエンジン５側に向けて送り出す送り出し状態と、反転路２４から送り出されている先行する用紙と反転路２４に送り込まれる後続の用紙との少なくとも一部が重畳することを許容する開放状態とに切替自在な一対のローラである用紙反転装置２５、及び、反転路２４に送り込まれ又は反転路２４から送り出される用紙の端部を検知する用紙端部検出センサ２６が設けられている。用紙搬送路６と反転路２４との接続箇所には、用紙を反転路２４に用紙を送り込む向きに回転駆動される入口ローラ２７も設けられている。
【００４３】
用紙反転装置２５は、図２に示すように、図示しないモータにより回転駆動される駆動ローラ３１、この駆動ローラ３１に対して接離する位置に移動自在に設けられて当接時に連れ回りされる従動ローラ３２、従動ローラ３２を駆動ローラ３１に接離する位置へ移動させる移動機構等により構成されている。従動ローラ３２を移動させる移動機構は、一端に従動ローラ３２が連結されて他端が支点３３により支持されたリンク３４、リンク３４の略中央部に連結されて従動ローラ３２を駆動ローラ３１に当接させる向きに付勢するスプリング３５、リンク３４に連結されて従動ローラ３２を駆動ローラ３１から離反させる向きに付勢するソレノイド３６等により構成されている。
【００４４】
図２（ｂ）は、スプリング３５の付勢力により従動ローラ３２が駆動ローラ３１に当接され、駆動ローラ３１が矢印方向へ回転駆動されることにより駆動ローラ３１と従動ローラ３２とで挟持されている用紙が反転路２４から送り出される送り出し状態である。
【００４５】
図２（ａ）は、ソレノイド３６の駆動により従動ローラ３２が下方へ回動され、駆動ローラ３１と従動ローラ３２との間に隙間が生じた開放状態である。この開放状態のとき、反転路２４内への用紙の送り込みが行われる。
【００４６】
図１に示すように、プリンタエンジン５の排紙側には、画像形成後の用紙を画像形成装置２外に排紙する直接排紙路４１が設けられ、また、プリンタエンジン５の排紙側と用紙搬送路６における反転路２４より上流側の部分とを結ぶ再給送路４２が設けられている。これらの直接排紙路４１と再給送路４２との分岐箇所には、プリンタエンジン５から排紙された用紙の搬送方向を直接排紙路４１又は再給送路４２に切換える切換爪４７が設けられている。
【００４７】
再給送路４２は、下向きに延出した垂直路部４２ａと、垂直路部４２ａの下端部から略水平方向へ延出した水平路部４２ｂとから形成され、水平路部４２ｂの先端部が用紙搬送路６に接続されている。
【００４８】
再給送路４２の途中であって垂直路部４２ａと水平路部４２ｂとの境目部分からは反転排紙路４３が分岐され、この反転排紙路４３は直接排紙路４１の出口側に接続されている。
【００４９】
水平路部４２ｂ上には、この水平路部４２ｂ上に送り込まれた用紙を用紙搬送路６に向けて搬送するように駆動され、また、逆転して水平路部４２ｂ上に送り込まれた用紙をスイッチバックさせて反転排紙路４３に送り出す搬送ローラ４５と、水平路部４２ｂ上の用紙を用紙搬送路６に向けて搬送する搬送ローラ４６とが設けられている。搬送ローラ４５，４６などにより第２の用紙搬送装置が構成されている。
【００５０】
再給送路４２から反転排紙路４３が分岐された箇所には、再給送路４２内の用紙を垂直路部４２ａから水平路部４２ｂへ向けて搬送する向きに回転駆動される搬送ローラ４４が設けられている。
【００５１】
このような構成において、プリンタエンジン５に連続的に用紙を供給して連続画像形成を行う場合には、用紙トレイ４から次々と用紙を給紙する。これらの用紙は用紙搬送路６をプリンタエンジン５に向けて搬送され、その途中で反転路２４に送り込まれ、用紙反転装置２５によりスイッチバックされて反転路２４から送り出される。反転路２４から送り出された用紙は、用紙搬送路６を経てプリンタエンジン５に送り込まれ、転写ローラ１３により用紙への画像形成（トナー画像の転写）が行われる。
【００５２】
反転路２４内に送り込まれた用紙をスイッチバックさせるとき、反転路２４への用紙の送り込み速度や反転路２４からの用紙の送り出し速度、反転路２４からの用紙の送り出しタイミングなどを制御することにより、スイッチバックされてプリンタエンジン５へ連続的に送り込まれる先行する用紙と後続の用紙との間隔を小さくすることができ、よって、画像形成作業の生産性を向上させることができる。すなわち、用紙トレイ４から反転路２４内の反転停止位置（用紙をスイッチバックする前に停止する位置）までは用紙を高速で搬送し、反転停止位置でスイッチバックしてからは低速で送り出すことにより、プリンタエンジン５での用紙間隔を、用紙トレイ４からの給紙の際より小さくすることができる。以上の動作の際における用紙の移動は、図１において、▲１▼〜▲４▼で示されている。
【００５３】
両面印刷を行う際には、片面に画像形成後の用紙を切換爪４７の操作により垂直路部４２ａに送り込み、反転路２４で用紙をスイッチバックすることで表裏反転してプリンタエンジン５に送り込み、別の片面に画像形成を行う。この場合の用紙の移動は、図１において▲４▼でなく▲５▼〜▲６▼になる。
【００５４】
また、この場合に、裏面に画像形成後の用紙を再び垂直路部４２ａに送り込み、水平路部４２ｂで搬送ローラ４５を逆転させて反転排紙路４３から画像形成装置２外に排紙することも可能である。この場合は、図1において、▲５▼〜▲６▼に続き▲７▼〜▲８▼の動きとなる。これにより、裏面に画像形成後の用紙を、表面を上として排紙することができる。
【００５５】
フィニッシャ３は、用紙の入口６７の先には、用紙を検出する入口センサ７１と、用紙をフィニッシャ３内に取り込む入口ローラ７２とが設けられている。フィニッシャ３内で用紙を搬送する搬送経路７３を備えている。この搬送経路７３は途中から二系統の搬送経路７３ａと７３ｂとに分岐し、各搬送経路７３ａ，７３ｂはフィニッシャ３の出口に至る。搬送経路７３には、用紙を搬送する搬送ローラ７４〜７８が設けられている。搬送経路７３中の搬送ローラ７４の手前には後述のパンチ動作を行うパンチ装置であるパンチユニット６１が設けられている。各搬送経路７３ｂ中には、後述のステープル動作を行うステープル装置であるステープルユニット６４と放出ベルト６６とが設けられている。各搬送経路７３ａ，７３ｂの出口側には後述のソート動作を行うために所定の機構で上下移動するソート装置を構成する複数の出力ビン６５が設けられている。
【００５６】
図３に示すように、フィニッシャ３と画像形成装置２とは、簡単にコネクタによって接続可能な所定の通信手段５１を介して通信が可能に接続されており、画像形成装置２側で、画像形成装置２の制御用に使用されているＣＰＵ５２にて、フィニッシャ３側の各情報が受信でき、また、ＣＰＵ５２からフィニッシャ３側の各部の制御を行うことができる。具体的には、フィニッシャ３の入口センサ７１などの各種センサ５９の検出信号をＣＰＵ５２側で受信でき、また、各搬送ローラを駆動する各搬送モータ５８や、ステープルユニット６４などのアクチュエータに制御信号を出力する。
【００５７】
そして、画像形成装置２側にはＲＯＭ５７、ＲＡＭ５５が用意されているが、このＲＯＭ５７には、画像形成装置２の制御プログラムのみならず、フィニッシャ３の制御プログラムも用意されており、用紙サイズ、フィニッシャ３での出力処理に応じた搬送速度、給紙間隔を算出することができるなど、ＣＰＵ５２は両機器２，３を一括して制御することができる。これにより制御手段を実現している。すなわち、用紙端部検出センサ２６などの画像形成装置２側の各種センサ６０や、入口センサ７１などのフィニッシャ３側の各種センサ５９から検出信号を受信して、画像形成装置２の各搬送ローラを駆動する各搬送モータ６８や、フィニッシャ３の各搬送ローラを駆動する各搬送モータ５８、ステープルユニット６４などの各アクチュエータに制御信号を出力する。
【００５８】
このように、フィニッシャ３と画像形成装置２を一括して制御することにより、画像形成装置２側のスペック変更による画像形成装置２からフィニッシャ３へ用紙の受け渡し搬送速度の変更や用紙サイズ、処理動作に応じた搬送速度の変更に柔軟に対応することが可能となる。また、画像形成後の用紙の画像形成装置２からフィニッシャ３への受け渡しの最中（用紙が画像形成装置とフィニッシャをまたいで存在している状態）でも、用紙の搬送速度の変更が可能になり、画像形成プロセス区間からの狭い間隔で用紙が排出されても、フィニッシャ３の出力処理に応じて用紙間隔を広げることが可能となる。
【００５９】
図３の構成においては、フィニッシャ３側で制御用のＣＰＵ及びその周辺機器が不要となるので、その点で製造コストを低減することができる。
【００６０】
また、図３に示す構成に代えて、図４に示すような構成としてもよい。すなわち、図４に示すように、画像形成装置２側のＣＰＵ５２とフィニッシャ３側の制御用のＣＰＵ５３とを通信手段５１（画像形成装置２、フィニッシャ３にそれぞれ所定の通信インターフェイス機器を用意し、この両通信インターフェイス機器間でパラレル通信を行うこと等により実現することができる）を介して接続して相互通信を行う。フィニッシャ３、画像形成装置２には、それぞれ１データ16bit程度のデータメモリ領域がＲＡＭ５４，５５に用意されている。また、フィニッシャ３側には、各動作の実行時間やレイアウト情報をＲＯＭ５６に記憶しており、画像形成装置２側には、機種情報等をＲＯＭ５７に記憶している。
【００６１】
フィニッシャ３側のＣＰＵ５３では、画像形成装置２側のＲＯＭ５７に記憶されている機種情報を認識し、これにより、画像形成装置２が前記のように反転路２４で用紙をスイッチバックしてプリンタエンジン５に供給する構成を備えた機種であるか否かに応じて、フィニッシャ３を制御する制御プログラムを切換えるとともに、フィニッシャ３側のＲＯＭ５６に記録されている各種情報を画像形成装置２側に送信して、画像形成装置２側のＲＡＭ５５に書き込ませる。画像形成装置２側のＲＡＭ５５に各種情報が書き込まれると、画像形成装置２側のＣＰＵ５２により、フィニッシャ３の動作モードに対応した搬送モード、搬送速度が算出され、フィニッシャ３側のＲＡＭ５４に書き込まれる。フィニッシャ３側のＣＰＵ５３は、この書き込まれた情報に応じて、画像形成装置２側の用紙端部検出センサ２６などの各種センサ６０の検出信号を読み取り、用紙が画像形成装置２とフィニッシャ３の両機器にまたがっていても、搬送速度の変更を画像形成装置２と同期して行い、最適な用紙搬送を行う。これにより制御手段を実現している。
【００６２】
したがって、画像形成装置２にフィニッシャ３を搭載する可能性が比較的小さいと思われる場合に、前記のようにフィニッシャ３側にもＣＰＵ５３を搭載することで、画像形成装置２自体の製造コストを低減することができる。
【００６３】
次に、フィニッシャ３の動作について説明する。
【００６４】
まず、パンチユニット６１は、画像形成装置２から搬送された用紙の規定位置に穴を開けて出力するパンチ動作を行う。このパンチ方式には、用紙を搬送しながらパンチ動作を行うロータリー方式と、用紙を一旦停止してパンチ動作を行うプレス方式（プレス方式は製造コストの面で有利である）とがある。
【００６５】
ロータリー方式の場合、用紙を搬送しながらのため、画像形成装置２から排出される速度で用紙を搬送しながらパンチ動作を行えば問題ない。しかし、プレスパンチ方式では、入口センサで用紙を検知したあと、規定の位置で用紙を停止させてパンチ動作をおこなう。このため、モータの起動停止時の加速、減速、パンチ動作を行うための停止時間分だけ、用紙間隔が縮まってしまう（例えば、図５のタイミングチャートを参照して、用紙の搬送線速が560mm/ｓ、スルーダウンタイムとスルーアップタイムが共に100msec、停止時間が100mm/ｓの場合、パンチ動作によって、概算で“560×0.1×1/2+560×0.1+560×0.1×1/2=112(mm)”の距離だけ、後続の用紙との間隔が縮まる。これは、200msec停止しているのと同等である。）。この短縮される用紙間隔に対して、フィニッシャ３への受け渡し時の用紙間隔が短いと、パンチ動作中にパンチユニット６１まで後続の用紙が搬送されてきてしまう。これでは、ジャムの原因となり確実なパンチ動作はできない。
【００６６】
そこで、排紙搬送速度を増速させて用紙間隔を広げ、パンチ動作によって用紙間隔が縮まっても後続の用紙がパンチ動作中に搬送されることがないようにする。
【００６７】
ここで、排出搬送速度を増速するのだが、排紙方法には、印刷面を上にして排出するフェイスアップ排紙と印刷面を下にして排出するフェイスダウン排紙があり、それぞれ排紙経路が異なる。
【００６８】
フェイスアップ排紙の場合、図１の直接排紙路４１を用いてストレートに画像形成装置２から用紙を排出し、フィニッシャ３へ送る。画像形成プロセス区間を用紙後端が抜けてから（定着ローラ１４を用紙後端が抜けてから（センサ１５で検出する））、排紙ローラ４８，４９を増速して排紙する。これによって、増速した分だけ用紙間隔（時間）が拡大する。
【００６９】
ここで、図６に示すように、用紙長が排紙経路長Ｌ１（定着ローラ１４から画像形成装置２の排紙口１６まで）より短い場合、定着ローラ１４を抜けてから用紙搬送を増速する。このとき、フィニッシャ３側は、増速した速度で用紙が搬送されるのを待機していればよいが、用紙長が排紙経路長Ｌ１より長い場合、用紙後端が定着ローラ１４を抜ける前に用紙先端は、フィニッシャ３側に到達してしまう。このとき、フィニッシャ３側の入口ローラ７２は、低速回転でその用紙先端を受け入れる必要がある。そして、用紙後端が定着ローラ１４を抜けたことをセンサ１５で検知した後、入口ローラ７２と排紙ローラ４８，４９とを同期させて増速させる。
【００７０】
フェイスダウン排紙の場合、図１の▲５▼〜▲８▼の経路を用いて用紙を反転して画像形成装置２から排紙し、フィニッシャ３へ送る。そして、定着ローラ１４を用紙後端が抜けてから任意の地点で増速する（定着ローラを抜けたらすぐに増速しても、反転開始から増速してもよい）。この場合に、画像形成装置２の排紙口１６に用紙先端が到達する前に増速が完了していれば、同期させて増速する必要はない。これら、適切な増速後の速度は以下のように求められる。
【００７１】
画像形成装置２の給紙とプリンタエンジン５における画像形成プロセスでの用紙搬送速度と用紙間隔との関係は、（１）式により表される。これに、排紙側での関係も加味すると（２）式として表すことができる。
【００７２】
（ｄ＋Ｌｐ）／Ｖｐ＝（ｄ＋Ｌｂ）／Ｖｂ …（１）
（ｄ＋Ｌｏ）／Ｖｏ＝（ｄ＋Ｌｐ）／Ｖｐ＝（ｄ＋Ｌｂ）／Ｖｂ …（２）
（但し、（１）（２）式において、給紙線速：Ｖｂ、給紙紙間：Ｌｂ、画像形成プロセス線速：Ｖｐ、画像形成プロセス線間：Ｌｐ、排紙線速：Ｖｏ、排紙紙間：Ｌｏ、用紙長：Ｄ）
（１）（２）式を用いることにより、増速後の最適な用紙搬送速度を求めることができる。例えば、用紙長210mm、画像形成プロセスでの用紙間隔30mm、搬送速度300mm/sで、フィニッシャ３のパンチ動作で、マージンを含めて250msecの用紙間隔が必要である場合、（２）式の変形、“Ｌｏ／Ｖｏ＝（Ｄ＋Ｌｐ）／Ｖｐ−Ｄ／Ｖｏ”を用いて、“０．２５＝（２０＋３０）／３００−２０／Ｖｏ”となり、その結果、“Ｖｏ＝３８２（mm/s）”が求められる。
【００７３】
つまり、この例では、画像形成装置２の排紙速度とフィニッシャ３内の搬送速度を382mm/sに設定すれば、パンチ動作を行うことができる。（２）式は、搬送方向の前後の用紙が同じ速度の場合の搬送速度と用紙間隔との関係を表しており、前記のフェイスアップ排紙で“Ｌ１＜Ｄ”の場合では適用できない。というのも、図６のパンチ動作時用紙後端停止位置に、先行する用紙の後端は増速して到着しているのに対し、後続の用紙の先端は画像形成プロセス速度にある定着ローラ１４などにニップしているため、低速で到着するからである。この場合は、画像形成プロセスでの“用紙間隔（時間）＝Ｌｐ／Ｖｐ”に画像形成プロセスと排紙との速度差によって拡大する用紙間隔を加味すればよい。すなわち、前記の条件にセンサ１５の位置から増速するとして“Ｌ２＝１５０”となると排紙速度Ｖｏは、“０．２５＝Ｌｐ／Ｖｐ＋Ｌ２／Ｖｐ−Ｌ２／Ｖｏ＝３０／３００＋１５０／３００−１５０／Ｖｏ”となり、その結果、“Ｖｏ＝４２９（mm/s）”となる。
【００７４】
ちなみに、用紙長を420mmに変更し、その他の条件を同じとすると、前記の（２）式を用いた結果は、336（mm/s）となる。このように用紙サイズによって最適な増速後の排紙速度は異なる（ただし、フェイスアップ排紙の“Ｌ１＜Ｄ”の場合は、“Ｌ１＜Ｄ”の条件式を満たす範囲で用紙長が変わっても、結果はかわらない）。
【００７５】
このように、フィニッシャ３でパンチ動作を行っても、画像形成装置２側では、連続給紙による画像形成について高い生産性を維持することができる。また、最適な排紙速度、及び、フィニッシャ３内の搬送速度で搬送することにより、無駄な増速による騒音の増加、搬送信頼性の低下を防ぐことができる。
【００７６】
次に、ステープルユニット６４が行うステープル動作について説明する。ステープル動作とは、複数枚用紙を１部として束処理することである。フィニッシャ３内のスタック部に１部の束分の用紙を保持して、用紙のサイドの揃え動作（ジョガー動作）を行った後（これらの装置については図示せず）、ステープル動作を行う。２箇所留めの場合は、１箇所留め終わった後、ステープルユニット６４のステープラが移動して２箇所目をステープルする。また、縦留め、斜め留め、横留めに合わせてステープラ自体も回転する。このステープル動作が終了した後、放出ベルト６６によって機外に搬送される。
【００７７】
この一連のステープル動作は、前記したパンチ動作に比べて大幅な動作時間が必要となる。ステープル動作時間は、図７に示すように、ステープルユニット６４に最後の用紙が搬送され、ステープル動作が終了するまでの時間である。ジョガー動作とステープル移動動作は、用紙サイズが異なると用紙幅が変わるため、その動作距離、移動距離が異なり、全体の動作時間も変化する。この動作時間を確保するだけの用紙間隔を、排紙ローラ４８，４９や、フィニッシャ３での搬送速度の増速だけによって作り出すことは難しい。ステープル動作時間、用紙サイズ及び画像形成のモード（片面印刷か両面印刷か）に応じて、用紙サイズ（用紙間隔、すなわち時間）から（なお、“両面印刷”はインターリーフ方式の例で、用紙を１枚挟んで排紙される）、必要な待機時間を求めた例を示すのが図８である。つまり、ステープル動作時間が長いために、画像形成装置２側からフィニッシャ３へ用紙搬送を一時停止する待機時間が発生することになる。しかし、画像形成装置２内の用紙搬送をすべて停止させることは様々な問題が発生する。特にプリンタエンジン５において、画像ズレ、トナー濃度変化、加熱定着による光沢度変化などが生じる。
【００７８】
そこで、ステープルを実行するタイミングに合わせて、あらかじめ実行するステープル動作時間分の用紙間隔を作り出すために、給紙間隔を拡大する。この給紙間隔は、（２）式を用いて、極力生産性を下げないために排紙部分の速度を最高速度に増速した時の用紙間隔を考慮して求める。例えば、片面印刷、Ａ４横１箇所綴じの場合、ステープル動作時間は1200（msec）で、余裕度を含めて1300（msec）の用紙間隔がステープル実行時に必要であるとする。排紙速度と画像形成プロセス速度と給紙速度とが、それぞれ800mm/s，300mm/s，500mm/sであると、（２）式より、“２０／８００＋１．３＝２０／３００＋Ｌｐ／３００＝２０／５００＋ｘ”となり、その結果、“ｘ＝1.14（sec）”，“Ｌｐ＝259（mm）”となる。つまり、１部目の最後のページと２部目の最初のページとの給紙間隔を、1.14（sec）とすればよい。その時のプリンタエンジン５での用紙間隔は259（mm）となる。
【００７９】
これにより、画像形成装置２の生産性の低下を最小限にして、給紙間隔を広げて、ステープル動作を行うことができる。
【００８０】
フィニッシャ３でソート（仕分け）動作を行う場合について説明する。ソートとは、複数の出力ビン６５を所定の機構で上下移動することにより、用紙を各出力ビン６５に１部ずつ分納し、出力ビン６５を左右に移動することにより、用紙を１部ずつ積載位置を変えて分別する動作である。
【００８１】
このソート動作中に後続の用紙が搬送されると、上下に移動している出力ビン６５に挟まれる、いわゆる「ギロチンジャム」が発生する。また、左右の移動中に次の用紙が搬送されると、分別できないばかりか、すでに積載されているシート束を崩す恐れがある。そのため、ソート動作が終了してから、次の用紙が搬送されるようにしなくてはならない。
【００８２】
ソート動作の場合、上下左右の移動量、移動速度に応じて動作時間が決定される。ソート動作時間は、ステープル動作よりも短いため、ステープル処理された用紙のソートは、ステープル実行中にソート動作を行うことができる。しかし、ステープル動作を行わずにソート動作のみを行って排出する場合は、ソート実行時間に合わせて用紙間隔を広げる必要がある。そこで、パンチ動作の場合と同様に排紙速度とフィニッシャ３内の搬送速度を増速することにより、用紙間隔を広げる。増速速度と方法は、前記したパンチ動作の場合と同様である。
【００８３】
例えば、用紙にパンチ動作を行い、それをステープルしてから、ソート動作を行うというように、前記したフィニッシャ３での各処理動作を複数個組み合わせて実行する場合、それら動作時間の合計を算出し、排紙部の増速で動作時間分の用紙間隔を作り出せるか判断し、できるようなら、増速速度を算出する。できないようなら、増速速度を最高速度に設定しそれでも発生する画像形成装置待機時間分だけ給紙間隔を広げる。
【００８４】
【発明の効果】
請求項１又は２に記載の発明は、出力用紙処理装置と画像形成装置との用紙の搬送の同期をとることにより、画像形成装置側のスペック変更による画像形成装置から出力用紙処理装置への用紙の受け渡しの際の用紙搬送速度の変更や、用紙サイズ、処理動作に応じた用紙搬送速度の変更に柔軟に対応することが可能となる。また、両装置間の受け渡し最中でも用紙搬送速度の変更が可能になり、画像形成装置の画像形成プロセス区間から狭い間隔で用紙が排出されても出力用紙処理装置の出力処理に応じて用紙間隔を広げることが可能となる。
【００８５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像形成システムにおいて、画像形成装置が反転路で用紙をスイッチバックすることでプリンタエンジンに高速で連続給紙できる場合であっても、画像形成装置から出力用紙処理装置への用紙の受け渡しの際の用紙搬送速度の変更や、用紙サイズ、処理動作に応じた用紙搬送速度の変更に柔軟に対応すること等が可能となる。
【００８６】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の画像形成システムにおいて、画像形成装置が再給送路を用いて両面印刷等が可能な場合であっても、画像形成装置から出力用紙処理装置への用紙の受け渡しの際の用紙搬送速度の変更や、用紙サイズ、処理動作に応じた用紙搬送速度の変更に柔軟に対応すること等が可能となる。
【００８９】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかの一に記載の画像形成システムにおいて、パンチ動作が行われても、画像形成装置の高い生産性を維持することができる。また、画像形成装置の最適な排紙速度を維持し、出力用紙処理装置内の用紙搬送速度で用紙搬送することが可能となり、無駄な増速による騒音の増加、搬送信頼性の低下を防ぐことができる。
【００９０】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかの一に記載の画像形成システムにおいて、ステープル動作が行われても、画像形成装置の高い生産性を維持することができる。また、画像形成装置の最適な排紙速度を維持し、出力用紙処理装置内の用紙搬送速度で用紙搬送することが可能となり、無駄な増速による騒音の増加、搬送信頼性の低下を防ぐことができる。
【００９１】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかの一に記載の画像形成システムにおいて、ソート処理が行われても、画像形成装置の高い生産性を維持することができる。また、画像形成装置の最適な排紙速度を維持し、出力用紙処理装置内の用紙搬送速度で用紙搬送することが可能となり、無駄な増速による騒音の増加、搬送信頼性の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態である画像形成システムの全体構成を示す説明図である。
【図２】前記画像形成システムを構成する画像形成装置の用紙反転装置を説明する説明図である。
【図３】前記画像形成システムの電気的な接続を説明するブロック図である。
【図４】同ブロック図である。
【図５】前記画像形成システムを構成する出力用紙処理装置が行うパンチ動作を説明するタイミングチャートである。
【図６】前記画像形成装置から前記出力用紙処理装置にかけての用紙搬送の経路を説明する説明図である。
【図７】前記画像形成システムを構成する出力用紙処理装置が行うステープル動作を説明する説明図である。
【図８】同説明図である。
【符号の説明】
１ 画像形成システム
２ 画像形成装置
３ 出力用紙処理装置
４ 用紙収納部
５ プリンタエンジン
６ 用紙搬送路
９ 分離給紙装置
２１，２２，２３ 第１の用紙搬送装置
２４ 反転路
２５ 用紙反転装置
４２ 再給送路
４５、４６ 第２の用紙搬送装置
５１ 通信手段
６１ パンチ装置
６４ ステープル装置
６５ ソート装置

Claims (7)

1. 用紙に画像を形成する画像形成手段、該画像形成手段によって画像が形成された該用紙に該画像を定着させる定着手段、及び該定着手段を経由した後の用紙を画像形成装置本体から排出する排紙手段を具備する画像形成装置と、
   この画像形成装置から、画像形成されて排出された用紙に、所定の処理又は加工を施す出力用紙処理装置と、
   該画像形成装置と該出力用紙処理装置とを通信可能に接続する通信手段と、
   該通信手段によるデータ通信を行いながら、該画像形成装置内の排紙手段の紙搬送速度及び該出力用紙処理装置内の紙搬送手段の紙搬送速度を制御する制御手段とを備える画像形成システムにおいて、
   上記定着手段と上記排紙手段との間で用紙を検知する用紙検知手段を上記画像形成装置に設けるとともに、
   該用紙検知手段による検知結果に基づいて、上記排紙手段の紙搬送速度と、上記出力用紙処理装置内の紙搬送手段の紙搬送速度とを同時に変更する制御を実施するように、上記制御手段を構成したことを特徴とする画像形成システム。
2. 用紙に画像を形成する画像形成手段、該画像形成手段によって画像が形成された該用紙に該画像を定着させる定着手段、該定着手段を経由した後の用紙を画像形成装置本体から排出する排紙手段、及び該排紙手段の紙搬送速度を制御する制御手段を具備する画像形成装置と、
   この画像形成装置から受け取った画像形成済みの用紙を搬送する紙搬送手段、該用紙に対して所定の処理又は加工を施す手段、及び該紙搬送手段の紙搬送速度を制御する制御手段を具備する出力用紙処理装置と、
   該画像形成装置の制御手段と該出力用紙処理装置の制御手段とを通信可能に接続する通信手段とを備える画像形成システムにおいて、
   上記定着手段と上記排紙手段との間で用紙を検知する用紙検知手段を上記画像形成装置に設けるとともに、
   該用紙検知手段による検知結果に基づいて、上記排紙手段の紙搬送速度と、上記出力用紙処理装置内の紙搬送手段の紙搬送速度とを同時に変更する制御を実施するように、該画像形成装置の制御手段と、該出力用紙処理装置の制御手段とを構成したことを特徴とする画像形成システム。
3. 前記画像形成装置は、用紙を積層保持する用紙収納部と、前記用紙収納部から用紙を１枚ずつ分離給紙する分離給紙装置と、給紙された用紙上に画像形成を行うプリンタエンジンと、前記用紙収納部から前記プリンタエンジンに至る用紙搬送路と、この用紙搬送路で用紙搬送を行う第１の用紙搬送装置と、この用紙搬送路の途中から分岐していて当該用紙搬送路を搬送される用紙が送り込まれる反転路と、前記反転路に送り込まれた用紙をスイッチバックさせて前記用紙搬送路へ送り出す送り出し状態と、前記反転路から送り出されている先行の用紙と前記反転路に送り込まれる後続の用紙との少なくとも一部が前記反転路で重畳することを許容する開放状態とに切替自在な用紙反転装置と、を備えている請求項１又は２に記載の画像形成システム。
4. 前記プリンタエンジンの排紙側と前記用紙搬送路の前記反転路より上流側とを接続する再給送路と、この再給送路で用紙搬送を行う第２の用紙搬送装置と、を備えている請求項３に記載の画像形成システム。
5. 前記出力用紙処理装置は、用紙にパンチ動作を行うパンチ装置を備えていて、前記制御手段は、前記パンチ動作に合わせて前記用紙搬送の同期をとる制御を行うものである請求項１〜４のいずれかの一に記載の画像形成システム。
6. 前記出力用紙処理装置は、用紙にステープル動作を行うステープル装置を備えていて、前記制御手段は、前記ステープル動作に合わせて前記用紙搬送の同期をとる制御を行うものである請求項１〜５のいずれかの一に記載の画像形成システム。
7. 前記出力用紙処理装置は、用紙のソート処理を行うソート装置を備えていて、前記制御手段は、前記ソート処理に合わせて前記用紙搬送の同期をとる制御を行うものである請求項１〜６のいずれかの一に記載の画像形成システム。

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