JP2005219849A - シート材接着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 先行するシート材に引き続き搬送するシート材の搬送路を確保して紙詰まりを防止する。
【解決手段】 電子写真方式の画像形成手段により、シート材Ｓ同士の接着部にトナー層を形成し、トナー層の形成されたシート材Ｓを積載トレイ１０４上に排出し重ね合わせ、加熱加圧部材１０９がシート材Ｓに接触して接着部のトナー層に加熱および加圧することによって各シート材Ｓ同士を接着させるシート材接着装置において、シート材Ｓ上のトナー層の設けられていない部分を加圧してシート材Ｓの姿勢を保持する押え部材１１５を設けたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、シート材後処理装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。

従来、プリンタ等の画像形成装置では、レーザビームプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置において原稿画像とは別にシートの端部にトナー層を形成してこのトナー層を加熱及び加圧することでシート材同士を接着させて排出するシート材後処理装置を備えているものがある（例えば、特許文献１参照）。このようなシート材接着装置では、加熱加圧部材はシート材同士を接着させた後にはシート束から離間して、次送シート材が先行シート束上に搬送されてくる搬送路を形成する。
特開平０７−２２３３８７号公報

しかしながら、上述の従来技術によると以下に述べるような問題があった。

このようなシート材接着装置では、加熱加圧部材がトナー層から離間する時、加熱加圧部材とシート材上のトナー層とが貼り付いてしまうのでシート材の搬送路を塞いでしまい、次送シート材が先行シート束上に積載されて整合される際に紙詰まりを起してしまうという問題があった。

また、加熱加圧部材がシート材から離間する際に、所定のシート材整合位置からズレてしまうので次送シート材との整合精度が落ち、整合性の悪いシート束を作成してしまうという問題点があった。

また、接着済みのシート材が重なる度にシート束の温度が上昇し、シート材接着装置があらかじめ設定している接着条件ではシート材の接着強度のコントロール精度が低くなってしまうという問題があった。

そこで、本発明はシート材接着装置に備えられた加熱加圧部材がシート材同士を接着させて次にシート材から離間する際に、加熱加圧部材とシート材との貼り付きによる紙詰まりを防止することが可能な、かつ加熱加圧部材が離間する際のシート束の位置ズレを防止することが可能な、かつ接着強度のコントロール精度が高い、かつ画像形成装置と直結して安定した高品位な製本が可能なシート材接着装置を電子写真方式の応用で糊などの消耗品を用いることなく提供することを目的とする。

本発明は上記の課題を解決するために、本発明はシート材接着装置に備えられた加熱加圧部材の近傍にシート束の姿勢を保持する押え部材を設け、加熱加圧部材がシート材同士を接着させてシート材から離間するまでの間を、押え部材がシート束の姿勢を保持している。つまり、加熱加圧部材がシート材同士を接着させる際にシート材が貼り付いた場合、加熱加圧部材がシート材から離間する際には、加熱加圧部材だけが移動してシート材の位置は変わらないのでシート材を加熱加圧部材から剥がすことができる。したがって、次送シート材の搬送路を確保することになり紙詰まりを防止することができる。

また、シート材が接している加熱加圧部材から剥がれるまでシート束の姿勢を保持しているので、剥がれる際にシート束が加熱加圧部材に引っ張られることによる所定の整合位置からズレることがないため、次送シート材が搬送された後の先行シート束との整合の際に互いの端縁の整合を精度良く行うことができる。

また、押え部材にシート材の表面温度を検知する温度検知手段を設け、検知したシート材の表面温度を対応してシート材を接着させる接着手段を調整すれば、シート材同士の接着強度のコントロールができる。

上記の構成を、改めて以下（１）〜（８）に整理して示す。

（１）電子写真方式の画像形成手段により、シート材同士の接着部にトナー層を形成し、トナー層の形成されたシート材を積載トレイ上に排出し重ね合わせ、加熱加圧部材が前記シート材に接触して接着部のトナー層に加熱および加圧することによって各シート材同士を接着させるシート材接着装置において、シート材上のトナー層の設けられていない部分を加圧してシート材の姿勢を保持する押え部材を設けたシート材接着装置。

（２）シート材搬送路の前記加熱加圧部材より下流側以外の位置に前記押え部材を設けた前記（１）記載のシート材接着装置。

（３）前記加熱加圧部材よりシート材搬送路上流側の位置に前記押え部材を設けた前記（２）記載のシート材接着装置。

（４）前記押し圧部材がシート材の搬送手段である前記（２）記載のシート材接着装置。

（５）前記加熱加圧部材がシート材への加圧を解除した後に、前記押し圧部材がシート材への加圧を解除し始める前記（１）記載のシート材接着装置。

（６）前記加熱加圧部材に設けられた温度検知手段が検知した温度情報を基に、押し圧部材の動作の制御を行う前記（５）記載のシート材接着装置。

（７）前記押し圧部材にはシート材の表面温度を検知する温度検知手段が設けられ、前記シート材接着装置は検知したシート材の表面温度に応じて接着条件の調整を行い、シート材同士を接着させる前記（１）記載のシート材接着装置。

（８）前記（１）乃至（７）に記載のシート材接着装置を備えた画像形成装置。

本発明によれば、本発明はシート材接着装置に備えられた加熱加圧部材の近傍にシート束の姿勢を保持する押え部材を設け、加熱加圧部材がシート材同士を接着させてシート材から離間するまでの間を、押え部材がシート束の姿勢を保持している。つまり、加熱加圧部材がシート材同士を接着させる際にシート材が貼り付いていても、加熱加圧部材がシート材から離間する際には加熱加圧部材だけが移動するので、シート材を加熱加圧部材から剥がすことが出来きる。したがって、次送シート材の搬送路を確保することになり紙詰まりを防止することができる。

また、シート材が接している加熱加圧部材から剥がれるまでシート束の姿勢を保持しているので、剥がれる際にシート束が加熱加圧部材に引っ張られることによる所定の整合位置からズレることがないため、次送シート材が搬送された後の先行シート束との整合の際に互いの端縁の整合を精度高く行うことができる。

また、接着させるシート材の表面温度に対応した接着条件の調整が行うことができるので、接着強度のコントロールを精度高くおこなうことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図９は本発明を実施したシート材接着装置および４色フルカラーの電子写真画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。

図１０は本発明に関わる電子写真画像形成装置を示す縦断面図である。図のように、画像形成装置本体１内には、レーザースキャナ２、感光ドラム３含む印字プロセスユニット１３、中間転写ベルトユニット１６、転写ローラ９、定着器４、搬送ローラ対８、給紙カセット６と給紙ローラ（ピックアップローラ）７等が設置されている。給紙カセット６内に積載収納されたシート状の記録材（以下、単に「シート材」という）Ｓは、図中時計方向に回転する給紙ローラ７により給送され、シート材ガイド１８に導かれて搬送ローラ対８のニップ部へ送られる。次いで、シート材Ｓは搬送ローラ対８によって中間転写ベルト１６と二次転写ローラ９との間に送られる。

トナー像は、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの順で各色の現像剤（トナー）を備えた印字プロセスユニット１３に設けられている各色の感光ドラム３の表面を、それぞれに対応したレーザースキャナ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋより発せられたレーザ光により露光され現像されることによって形成される。

トナー像を形成した感光ドラム３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂｋは図中反時計回りに回転し、図中時計方向に回動している中間転写ベルト１６に一次転写を行う。そして、中間転写ベルト１６と二次転写ローラ９のニップ部において、搬送ローラ対８によって運ばれた転写材Ｓにトナー像が二次転写が行われる。このようにしてトナー像が転写されたシート材Ｓは定着器４へ送られ、ここで加熱加圧される。定着器４内には、定着ローラ２２、加圧ローラ２１が設けられ、ニップを形成している。このニップ部を通過することにより、トナー像は、シート材Ｓに定着する。前記の製本用のトナー層１１４は、上記のようなプリンタの画像形成プロセスによって、シート材Ｓの画像形成と同時にシートＳ材の一部に形成することができる。図７のように印字プロセスユニット（１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｂｋ）に搭載されたメモリチップ（２７Ｙ、２７Ｍ、２７Ｃ、２７Ｂｋ）には各トナーの使用量が逐次書き込まれており、画像形成装置に備えられたメモリチップ２７の内容を読みとるためのアンテナ（２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｂｋ）を介して、各色のトナーの使用量が画像形成装置に通信されトナーの残量が認識され、そして各トナー色の中で最も残量の多い色のトナーが選択されトナー層１１４が形成される。また、本実施例ではメモリチップからの情報を読み出す方式を選択したが、トナー残量検知機構から直接に画像形成装置がトナーの残量を認識する方式や、画像形成装置がプロセスカートリッジ使用開始から印字した画像パターンおよび枚数からトナーの残量を演算して認識し、トナー色を選択する方式でも同様の効果を得ることが出来る。

プリンタ装置本体１の内部には、両面搬送ユニット１５が設けられている。トナー像が定着したシート材Ｓは、フラッパ１２によってプリンタ装置本体１の上部および側面に用意された排紙口、または両面搬送ユニット１５に選択的に分岐される。

両面搬送ユニット１５に分岐されたシート材Ｓは、反転搬送路２０を通過して反転し、搬送路２３を経てプリンタ装置本体に再び搬送され、シートガイド材２４に導かれて前記レジストローラ対８のニップ部に送られた後は、片面と同様に残りの面が印字される。

印字されたシート材Ｓは、ＦＵ排紙の場合は搬送切替ガイド３０が切り換わり、転写材は搬送切替ガイド３０の下方面を通り、ＦＵ排紙ローラでＦＵ排紙トレイに排紙される。ＦＤ排紙の場合は、搬送切替ガイド３０が切り換わり、転写材は排紙口切り換えフラッパ３０の上方面を通り、排紙搬送ユニットに送られ、排紙搬送下ローラと排紙搬送上ローラによってシート材Ｓを装置上部に運び、ＦＤ排紙ローラによって装置上部のＦＤトレイに排紙される。または、搬送切替ガイド２５によってシート材接着装置１００に送られる。

図９のように、印字されたシート材Ｓは、搬送切替ガイド２５に導かれ、搬送ローラ対１０により、画像形成装置１に設けられたシート材接着装置１００への排出口２６を通過して、シート材接着装置１００内部に設けられた搬送ローラ対１０１に送られ、さらにシートガイド１０３に導かれ、排出ローラ対１０２に搬送される。シート材Ｓは排出ローラ対１０２によって積載トレイ１０４上に排出される。また、積載トレイ１０４の位置は画像形成装置１に設けられた排紙トレイ１９を塞ぐことなく使用可能なように間隔をあけて配設されている。排出されたシート材Ｓは図２のように、先端は縦レジ整合板１０５に突き当たり、そして後端が縦レジ整合壁１０６に突き当ることによって、シート材Ｓの縦方向は整合される。また、シート材Ｓの横方向は横レジ整合板１０７がシート材Ｓ一端縁に突き当るまで移動し、さらにシート材Ｓのもう一方の端縁が横レジ整合ピン１０８に突き当るまでシート材Ｓを移動させる動作を行うことによって整合される。

接着方法について説明する。図１で示す接着方法ではシート材Ｓの接着部には両面にトナー層１１４が形成されている。接着部の位置は一方の端縁に沿って帯状に設けられる。前記加熱加圧部材１０９はトナー層１１４を一様に加熱加圧可能な位置および形状を成している。かつヒータ１１１および温度検知手段１１８を内蔵し、図７で示すように検知した温度情報を基にして制御系がヒータ１１１の発熱を制御して加熱温度の温度調整を行う。また、前記制御系は加熱加圧部材１０９の加圧離間動作の制御も行う。ヒータ１１１はセラミックヒータなど短時間で設定温度まで温度上昇が可能なヒータを採用している。

また、加熱加圧部材１０９のシート材Ｓ搬送路上流側横には押え部材１１５が配設されており、トナー層の設けられていない部分のシート材Ｓ表面を加圧して積載トレイ１０４とシート材Ｓを狭持することが出来るように配設されている。押え部材はトナー層１１４に沿ってシート材を加圧できるような形状を成している。押え部材１１５にはシート材表面の温度を検知するために温度検知手段１１９が配設されている。

画像形成装置本体１が印字プロセスユニット１３に設けられたメモリチップ２７から読み込んだトナー層１１４を形成しているトナー色に関する情報がシート材接着装置１００に通信され、シート材接着装置１００はその情報からトナー層１１４を接着させる接着条件である加熱温度、加熱加圧時間、加圧力をトナー層１１４に適応した条件に設定する。

そして、図１および図８で示すように１枚目のシート材Ｓが積載トレイ１０４に供給されて２枚目のシート材Ｓが供給され整合が終わると、前記加熱加圧部材１０９は２枚目のシート材Ｓの表面と垂直方向に接するように移動し、前記接着条件に従って前記加圧部材１１０との間で接着部を狭持して表面のトナー層１１４に触れると同時に、所定の接着温度になるようにヒータが発熱して裏面の重なりあったトナー層１１４同士を加熱加圧しトナーを溶融させてシート材同士を接着させる。加熱加圧部材１０９はシート材Ｓ接するときには所定の加熱温度に温度調整されている。加熱加圧部材１０９がシート材に対して加圧動作を行うと同時に、押え部材１１５はシート材Ｓ上のトナー層１１４付近にシート材Ｓと垂直方向から接する様に移動して積載トレイ１０４との間でシート材を狭持する。なお、本実施例では加熱加圧部材１０９と押え部材１１５が同時にシート材を加圧する方式を選択したが、どちらかが先に加圧しても良い。そして、加熱加圧部材１０９がシート材Ｓに熱を奪われて所定温度に達したことを加熱加圧部材１０９に内蔵されている温度検知手段１１８が検知した時に、もしくは前記加熱加圧部材１０９はシート材を加圧してから所定時間経った時に、前記加熱加圧部材１０９はシート材Ｓ表面から離間を開始する。また、前記加熱加圧部材１０９がシート材から離間した際に熱が空気中に放出して加熱加圧部材１０９の温度が低下して所定温度に達したことを加熱加圧部材１０９に内蔵されている温度検知手段１１８が検知した時に、もしくは加熱加圧部材１０９が離間してから所定時間を経た時に、押え部材１１５はシート材Ｓ表面から離間を開始する。従って、押え部材１１５によってシート材Ｓの姿勢を保持された状態で加熱加圧部材１０９が離間するので、加熱加圧部材１０９に張り付いたシート材Ｓは中央部などで張り付いた部分を残すことなく加熱加圧部材１０９から剥がれる。その後に供給されるシート材Ｓに対しても、この一連の動作を繰り返し行われることによってシート束は接着される。

そして、接着作業が終わったシート束は装置外に排出される。図１−（５）で示すように、横レジ整合ピン１０８が下方向に回避する。そして、横レジ整合板１０７がシート束を整合する時と同じ方向で排出ローラ対１１２に到達する位置まで移動させる。この際、横レジ整合板１０７は、シート束の搬送を妨げないようシート束から離間する。シート束は排出ローラ対１１２によって装置外に搬送され、図１−（６）で示すように、シート材接着装置１００側面に設けられた排紙トレイ１１３上に落下し積載される。シート束の排出が終わると、次のシート束の接着を行うために横レジ整合板１０７及び横レジ整合ピン１０８は所定の位置に戻る。

なお、押え部材１１５を進入側に設けたことより、横レジ整合ピン１０８とトナー層１１４との間隔を狭くすることができるので、トナー層１１４により近い位置までシート材Ｓ上に原稿を印字することができる効果がある。

なお、図３および図４で示すように、シート材Ｓ上にトナー層１１４を複数設け、各トナー層に対応して加熱加圧部材１０９のシート材Ｓを加圧するシート材接触面を複数設け、各シート材接触面間に押え部材１１５を配設して、押え部材１１５はシート材Ｓ上のトナー層の設けられていない部分を加圧して各シート材接触面間からシート材Ｓを剥がす方式でも同様の効果が得ることができる。

なお、本実施例ではシート材の両面にトナー層が作成されている場合について説明したが、シート材の片面のみにトナー層が作成されている場合でも同様の効果が得ることができる。

以上のように、本発明は加熱加圧部材がシート材同士を接着させる際にシート材が貼り付いていても、加熱加圧部材がシート材から離間する際には加熱加圧部材だけが移動するので、シート材を加熱加圧部材から剥がすことが出来きる。したがって、次送シート材の搬送路を確保することになり紙詰まりを防止することができる。

また、シート材が接している加熱加圧部材から剥がれるまでシート束の姿勢を保持しているので、剥がれる際にシート束が加熱加圧部材に引っ張られることによる所定の整合位置からズレることがないため、次送シート材が搬送された後の先行シート束との整合の際に互いの端縁の整合を精度良く行うことができる。

図５および図６で示すように、シート材接着装置１００に設けられた加熱加圧部材１０９のシート材Ｓ進入側の側面付近には、排出中継ローラ対１１６、１１７が配設されている。シート材Ｓがシート材積載トレイ１０４に供給され、図５−（１）のように整合のために横レジ整合板１０７が移動し所定の位置まで達すると、図５−（２）のように排出中継ローラ上１１６はシート材Ｓ上のトナー層１１４付近にシート材Ｓと垂直方向から接する様に移動して排出中継ローラ下１１７との間でシート材Ｓを狭持する。そして、図５−（３）のように引き続き同方向に排出中継ローラ対１１６、１１７は、横レジ整合ピンに接触するまでシート材Ｓを移動させて整合を完了させる。同時に、横レジ整合板１０７は所定の待機位置まで戻り次のシート材Ｓが搬送されて来るまで待機する。整合が完了したシート材Ｓは前記加熱加圧部材１０９によって加熱加圧され他のシート材Ｓと接着される。そして図５−（５）のように前記加熱加圧部材１０９がシート材Ｓから離間した後に、図５−（６）のように排出中継ローラ上１１６もシート材Ｓから離間をする。その後に供給されるシート材Ｓに対しても、この一連の動作を繰り返し行うことによってシート束は接着される。

そして、接着作業が終わったシート束は、図５−（７）で示すように、横レジ整合ピン１０８が下方向に回避する。そして、排出中継ローラ対１１６、１１７がシート束を整合する時と同じ方向でシート束を排出ローラ対１１２に到達する位置まで移動させて、排出ローラ対１１２がシート束を装置外に搬送される。

なお、シート材Ｓの接着の度に排出中継ローラ上１１６がシート材Ｓの垂直方向から接する様に移動して排出中継ローラ下１１７との間でシート材を狭持し、前記加熱加圧部材１０９が離間したあとから排出中継ローラ上１１６もシート材Ｓから離間し、排出中継ローラ対１１６、１１７が接着の終わったシート束を整合する時と同じ方向でシート束を排出ローラ対１１２に到達する位置まで移動させて、排出ローラ対１１２がシート束を装置外に搬送される場合でも、同様の効果を得ることが出来る。

以上のように、排出搬送ローラが押え部材を兼ねていることにより本発明は加熱加圧部材がシート材同士を接着させる際にシート材が貼り付きを剥がして、次送シート材の搬送路を確保することになり紙詰まりを防止することができ、かつ次送シート材と先行シート束の整合の際に互いの端縁の整合を精度高く行うことができる。

なお、整合板の移動距離の短縮が可能になるため装置の小型化が図ることもできるという効果もある。

押え部材１１５にはシート材の表面温度を検知可能な温度検知手段１１９が設けられている。図７のように温度検知手段１１９は押え部材１１５がシート材Ｓを狭持する度にシート材Ｓの表面温度を検知し、シート材接着装置はシート材Ｓの表面温度の情報を基に、シート材接着装置１００の制御部はトナー層を接着させる接着条件である加熱温度、加熱加圧時間、加圧力を接着させるシート材Ｓの表面温度に適応するように調整を行う。

以上のように本発明では押え部材により後送シート材の搬送路を確保することになり紙詰まりを防止することができ、かつシート束の端縁の整合を精度高く行うことが出来るとともに、接着させるシート材の表面温度に対応した接着条件の調整が行うことができるので、接着強度のコントロールを精度高くおこなうことができる。

実施例１および３に係るシート材接着動作及び排出動作を示す図である。 実施例１および３に係る画像形成装置及びシート材接着装置の斜視図である。 実施例１および３に係るシート材接着動作及び排出動作を示す図である。 実施例１および３に係る画像形成装置及びシート材接着装置の斜視図である。 実施例２に係るシート材接着動作及び排出動作を示す図である。 実施例２に係る画像形成装置及びシート材接着装置の断面図である。 本発明に係る画像形成装置及びシート材接着装置の制御に関する図。 本発明に係るシート材接着動作及び排出動作を示すフォローチャートである。 本発明に係るシート材接着装置および画像形成装置の断面図である。 本発明に係る画像形成装置の断面図である。

符号の説明

Ｓ シート材（転写材）
１ 画像形成装置本体
２ レーザースキャナ
３ 感光ドラム
４ 定着器
５ 排紙ローラ対
６ 給紙カセット
７ 給紙ローラ
８ 搬送ローラ対
９ 二次転写ローラ
１０ 搬送ローラ対
１１ 搬送切替ガイド
１２ フラッパ
１３ 印字プロセスユニット
１４ 排紙ローラ対
１５ 両面搬送ユニット
１６ 中間転写ベルト
１７ シート材検知手段
１８ シート材ガイド
１９ 排紙トレイ
２０ 反転搬送路
２１ 加圧ローラ
２２ 定着ローラ
２３ 搬送路
２４ シートガイド材
２５ 搬送切替ガイド
２６ 排出口
２７ メモリチップ
２８ アンテナ
１００ シート材接着装置
１０１ 搬送ローラ対
１０２ 排出ローラ対
１０３ シートガイド
１０４ 積載トレイ（第一シート材積載部）
１０５ 縦レジ整合板
１０６ 縦レジ整合壁
１０７ 横レジ整合板
１０８ 横レジ整合ピン
１０９ 加熱加圧部材
１１０ 加圧部材
１１１ ヒータ
１１２ 排出ローラ対
１１３ 排紙トレイ（第二シート材積載部）
１１４ トナー層
１１５ 押え部材
１１６ 排出中継ローラ上
１１７ 排出中継ローラ下
１１８ 温度検知手段
１１９ 温度検知手段

Claims (8)

1. 電子写真方式の画像形成手段により、シート材同士の接着部にトナー層を形成し、トナー層の形成されたシート材を積載トレイ上に排出し重ね合わせ、加熱加圧部材が前記シート材に接触して接着部のトナー層に加熱および加圧することによって各シート材同士を接着させるシート材接着装置において、シート材上のトナー層の設けられていない部分を加圧してシート材の姿勢を保持する押え部材を設けたことを特徴とするシート材接着装置。
2. シート材搬送路の前記加熱加圧部材より下流側以外の位置に前記押え部材を設けたことを特徴とする請求項１記載のシート材接着装置。
3. 前記加熱加圧部材よりシート材搬送路上流側の位置に前記押え部材を設けたことを特徴とする請求項２記載のシート材接着装置。
4. 前記押し圧部材がシート材の搬送手段であることを特徴とする請求項２記載のシート材接着装置。
5. 前記加熱加圧部材がシート材への加圧を解除した後に、前記押し圧部材がシート材への加圧を解除し始めることを特徴とする請求項１記載のシート材接着装置。
6. 前記加熱加圧部材に設けられた温度検知手段が検知した温度情報を基に、押し圧部材の動作の制御を行うことを特徴とする請求項５記載のシート材接着装置。
7. 前記押し圧部材にはシート材の表面温度を検知する温度検知手段が設けられ、前記シート材接着装置は検知したシート材の表面温度に応じて接着条件の調整を行い、シート材同士を接着させることを特徴とする請求項１記載のシート材接着装置。
8. 請求項１乃至７に記載のシート材接着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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