JP2006240879A - シート処理装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ローラ搬送系等に代るシンプルなカム機構と早戻し機構を使用したシンプルでコンパクトな製本機能を有するシート処理装置を提供する。
【解決手段】シートを受け入れる入口ガイド板１２、入口テーブル１３及び入口ローラ１５，１６と、積載テーブル３７上に放出されたシートを整合する整合板２５、整合されたシート群を綴じるステープラ３８と、綴じられたシート束を積載する積載テーブル３７と、綴じられたシート束を前記ステープラ３８から前記積載テーブル３７上に移動させる押し出し板３５とを備え、ローラを使用することなくカム機構と早戻し機構によりシート束の戻し動作を行う。
【選択図】図８

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に接続され、画像形成後の用紙などのシート状記録媒体（本明細書ではシートと略称する）を綴じて製本する機能を有するシート処理装置、及びこのシート処理装置を備えた画像形成装置に関する。

複写機などの画像作成装置に接続して使用されるフィニッシャには、シート束を綴じて製本する機能を有するものがある。このようなシート処理装置は、画像形成装置の小型化及び多機能化が促進されるに伴い、小型コンパクト化、特に画像形成装置と合わせての設置面積の縮小化が求められている。

このようなものの１つとして特許文献１に記載された製本装置は、シートや製本処理等された冊子を積載する第１テーブルと第２テーブルをシート搬送方向に隣接して配置し、これに、ローラ等によりシートや冊子を搬送し、整合して綴じなどの製本処理を施し、冊子等の積載収納を行うようになっている。また、第１テーブル及び第２テーブルは、夫々綴じ等の製本関連機能、冊子等の積載収納機能を備えている。当然、積載収納テーブルを２段階に重複して用意するため、望まれる小型化コンパクト化は不完全とならざるをえない。

これに対して特許文献２記載の製本装置は、特許文献１記載の発明における第１及び第２テーブルの一方を小型化したもので、ローラ等によりシートや冊子を搬送し、整合して製本等後処理することは変わっていない。そのため、小型化等により、第１、第２テーブル間の、シートや冊子の搬送、逆搬送、スライド、揃え整合、綴じるためのシート保持等が複雑となっている。また、これらの機能のためのローラ搬送系等への駆動伝達機構は複雑化し、多くの部品を要し、コストアップを招いている。しかも、綴じ手段としてのステープラは移動が困難で、１個所綴じしかできず（例えば中央２個所綴じ等が困難）、機能的にも顧客要求を満たせない。
特許登録第２５８３５９４号公報 特開２００３−２１２４１８号公報

このような従来技術において、製本機能を有するシート処理装置は、画像形成装置に比して依然大型であり、シートや冊子の搬送・整合系とそのための多数の機構や部品を使用した駆動伝達系は輻輳しており、結果的に、設置スペース、装置価格等の面から普及の障害となっている。

本発明はこのような背景に鑑みてなされたもので、その目的は、シンプルでコンパクトな製本機能を有するシート処理装置及び画像形成装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、第１の手段は、シートを受け入れる受け入れ手段と、積載テーブル上に放出されたシートを整合する整合手段と、整合されたシート群を綴じる綴じ手段と、綴じられたシート束を積載する積載テーブルと、前記綴じられたシート束を前記綴じ手段から前記積載テーブル上に移動させる押し出し手段とを備えたシート処理装置を特徴とする。

第２の手段は、第１の手段において、前記押し出し手段が往復運動をすることを特徴とする。

第３の手段は、第２の手段において、前記押し出し手段の先端部が往路と復路を別軌跡の往復運動をすることを特徴とする。

第４の手段は、第１の手段において、前記押し出し手段が先端部に積載テーブル上のシート束を押さえる鉤を有することを特徴とする。

第５の手段は、第４の手段において、前記押し出し手段の先端部の鉤がシート束の綴じ位置に位置することを特徴とする。

第６の手段は、第３の手段において、前記押し出し手段は、綴じたシート束を積載テーブル上に押し出す往路の速さが復路の速さより遅く設定されていることを特徴とする。

第７の手段は、第１ないし第６のいずれかの手段において、前記押し出し手段は、受け入れ手段がシートを受け入れている間は積載テーブル上のシートを押さえる位置にあり、綴じ終了後に移動を始め、綴じたシート束を積載テーブル上に押し出し、元のシートを押さえる位置に戻ることを特徴とする。

第８の手段は、第１ないし第７のいずれかの手段において、前記押し出し手段が移動を開始する前に、積載テーブルをシートの最上面が前面板ガイドより低くなるまで下降させる手段を備えていることを特徴とする。

第９の手段は、第１ないし第８のいずれかの手段において、前記押し出し手段が綴じたシート束を積載テーブル上に移動した後に前記積載テーブルの高さ位置を補正する手段を備えていることを特徴とする。

第１０の手段は、第１の手段において、シートを受け取るときは、接続する画像作成装置とほぼ同速度でシートを受け入れ、前記受け入れ手段をシート後端が通過するときは減速した速度で通過するよう制御する手段を備えていることを特徴とする。

第１１の手段は、第１または第１０の手段において、前記受け入れ手段がローラ対で構成され、下ローラが上ローラより小径であることを特徴とする。

第１２の手段は、第１、第１０及び第１１のいずれかの手段において、前記受け入れ手段がローラ対で構成され、下ローラの芯位置が上ローラ芯位置より入口テーブル側にあることを特徴とする。

第１３の手段は、第１の手段において、前記整合手段が搬送方向に対して平行な方向の端部揃え（幅方向）を行う第１及び第２揃え部材と、当該揃え部材のそれぞれを駆動する別の駆動手段とを備えていることを特徴とする。

第１４の手段は、第１３の手段において、前記整合手段が搬送方向と直交する方向の端部（搬送方向の長さ方向）を揃える第３の揃え部材と、当該第３の揃え部材の駆動手段とをさらに備えていることを特徴とする。

第１５の手段は、第１４の手段において、前記積載テーブルが当該積載テーブルに積載される冊子の綴じ部の膨らみを吸収する吸収部を備えていることを特徴とする。

第１６の手段は、第１ないし第１５のいずれかの手段に係るシート処理装置を一体または別体に備えていることを特徴とする。

本発明によれば、押し出し手段により綴じられたシート束を綴じ手段から積載テーブル上に移動させるので、移動にローラを使用する必要がなくなり、シンプルでコンパクトな製本機能を有するシート処理装置及び画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態に係るシート処理装置について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において各実施形態で同等な各部には同一の参照符号を付し、重複する説明は適宜省略した。

１．第１の実施形態
図１は、本発明の実施形態に係る製本機能を有するシート処理装置（以下、「製本装置」と称す）ＦＲと画像形成装置ＰＲとからなるシステム構成を示す図で、製本装置ＦＲは画像形成装置ＰＲとは別体に構成され、接続されて使用される。図１において、製本装置ＦＲは入口部４、整合部５、ステープル部６、積載部７、押し出し板部８よりなる。入口部４は受け入れ手段に、整合部５は整合手段に、ステープル部６は綴じ手段に、積載部７は積載テーブルに、押し出し板部８は押し出部にそれぞれ対応する。なお、下記の図中、点線部分はかくれ部分、一点鎖線、二点鎖線は移動位置を示す。

以下、前記の各部毎に説明する。

＜入口部＞
図２はシート１０を受け入れる入口部４の構成を示す図である。同図において、入口部４には、シート１０を案内する入口テーブル１１、整合板取付台１２、入口下ガイド板１３、入口ガイド板１３に続く入口上ローラ１５及び入口下ローラ１６が設けられ、図示しないステッピングモータによって駆動される。入口上下ローラ対１５，１６の直前には入口センサ１４が配置され、入口上下ローラ対１５，１６の回転速度制御のためシート１０の後端を検出する。シート１０は接続する画像形成装置内とほぼ同速度で入口部４に受け入れられるが、前記後端検出から所定時間経過後、入口上下ローラ対１５，１６の回転速度は所定の速度に減速される。シート後端は減速した速度で入口上下ローラ対１５，１６及び整合部５の下を通り、積載部７の積載テーブル３７上に放出される。このような速度制御により、シート１０は積載部７上に送られ、シート後端が後述の押し出し板３５の上端（鉤３５ａ）を飛び越すことなく次のステップである戻し羽根３０によるシート逆送を効率的かつ安定的に行えるようにしている。

積載部７においてシートが積載される積載テーブル３７上には、１回転クラッチ７６（図５参照）と、これを駆動するモータ（不図示）と、戻し軸２９により回転可能に支持され、前記１回転クラッチ７６により回転される戻し羽根３０とが設けられている。シート１０が積載テーブル３７上に送られ停止するときは、戻し羽根３０の先端はシート１０に接していない。シート１０の後端が入口上下ローラ対１５，１６から抜けると戻し羽根３０が反時計方向に回転し、シート１０を逆送し、シート先端整合板１７に突き当てる。更に、画像形成装置ＰＲから次に送り込まれる２枚目のシート１０も同じように戻し羽根３０により１枚目のシート（既にシート先端整合板１７に入っている）１０の上を送られ、シート先端整合板１７に突き当てられる。以後、指定枚数分、この動作が繰り返される。２６は整合板１７の下部である。戻し軸２９及び１回転クラッチ７６は右側板７９に取り付けられている（図５参照）。

入口部４については、搬送速度を減速することにより生ずる問題点であるローラ部間にシートが停止してしまうことのないように、ローラ対１５，１６がシートを送り出したらシート後端が確実に落下し、より確実にシート搬送が行われるように図３に示す入口下ローラ１６の径を入口上ローラ１５より小径とし、あるいは図４に示すように入口下ローラ１６の回転中心位置を入口上ローラ１５の回転中心位置より入口テーブル１１側に位置させるようにすることもできる。図では前記各ローラ１５，１６の回転中心位置の偏差をＬで示している。

シート１０の左右（シート搬送方向と直交する方向）の整合は整合部５の左右に設けられる整合板２５により行われる。本実施形態では左右独立して整合できる構成としているが、いずれか一方側のみで整合するように構成することもできる。

図５にも示すように、整合板（ジョガーフェンス）２５は整合基準位置センサ３９を基準として、整合板前、後ガイド２１，２２の間をラック２３、ピニオン２０を経由して整合板移動モータ１８により移動してシートを整合する。２４は滑り板であり、４０は整合基準位置センサ３９の取付台である。整合板移動モータ１８は整合板移動モータ取付台１９に取り付けられている。詳しくは、整合板２５は所定位置まで移動してシートを揃え、元の所定位置（外側約５ミリメータ程度）まで戻り停止する。次のシートがシート先端整合板１７に入ると、同じように、整合板２５が移動して揃え、戻り停止する。これを繰り返し、当該製本作業の最後のシートが来ると、整合板２５は移動してシートを揃え、押さえたまま停止している。

この状態でステープラ３８が指定の綴じを行うことになる。整合板２５は、ステープル後、シートサイズの所定（外側約５ミリメータ程度）の位置に移動して待機している。なお、図５は手前側（左側）のみ図示しているが、右側も同じように構成される。更に左右整合板２５が夫々駆動源を有することはシートのシフト９（図１１参照）の場合、右左を別々に移動する必要があるために、どうしても必要になる。

なお、シート前後方向のシートの整合は、図２の戻し羽根３０によりシートが送り込まれ、シート先端整合板１７に突き当てられること（請求項１４）により行われる。また、シフト９（丁合のためのシートのシフト揃え。綴じない場合（丁合のみ）と綴じる場合がある。図１１参照））も前記と同じ整合板移動位置の制御（移動量は所定により異なる）により行われる。

＜ステープル部＞
綴じを行うステープル部６は入口部４の下にあって、図６及び図７に示すように、ステープラ３８、これを左右に移動するステープラ移動モータ６３、ステープラガイド上、下５７，５８、ステープラ３８が固定され一体に移動するステープラ移動ベルト６０、ステープラ移動ベルト６０が張設されるステープラ移動プーリ６４、受けプーリ６７、受けプーリ６７を支持する受けプーリ台６６及びステープラ移動量を制御するためのステープラ基準位置センサ６２などにより構成される。画像形成装置ＰＲから予め与えられる制御情報等に基づき、ステープラ３８は任意の所定の位置に移動停止し、待機し、図１１に示すように平行１個所端打ち２、中央２個所打ち１、斜め打ち３（ステープラの角度変更が必要）などを行う。このとき、シート１０は、シート先端整合板１７上に左右、前後が揃えられた状態で重ねられ、整合板２５に左右を押さえられた状態で保持され、ステープラ３８の移動や綴じを待っている。ステープラ３８はステープラ台５６に、ステープラ移動モータ６３はステープラ移動モータ取付台６５にそれぞれ取り付けられ、受けプーリ台６６は右側板７９に、ステープラ移動モータ６３は左側板８０にそれぞれ取り付けられている。符号６１はステープラ基準位置センサ６２によってステープラ３８の基準位置を検出するための検出片である。

＜押し出し板部＞
図８は押し出し板部８の構成を示す図である。押し出し手段である押し出し板３５は、上端部に、積載テーブル３７上で綴じられたシート束、すなわち冊子を押さえる鉤形状の部分３５ａを有し、下端部は押し出し板支軸４９に連なり、中間の支点軸５０で押し出し板前後アーム５２を介して押し出し板前後駆動軸５３に連なる。なお、この鉤３５ａは中央２個所打ち位置など冊子上の綴じ位置に位置することが望ましい。これは積載テーブル３７上で冊子のステープル部分の膨らみを押さえるためである。また、支点軸５０は支点軸移動溝５１に沿って移動する。

図８に図示した通り、押し出し板３５はＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄと移動し、夫々次のように動作をする。

１）Ａでは、前記の通り、上端部の鉤３５ａが積載テーブル３７上の冊子を押さえ、シートが整合部５へ確実に送り込まれるようサポートし、また、シート１０の整合及びステープルを待つ。Ｂへの移動直前、積載テーブル３７の高さが所定量（冊子の最上面が前面板ガイド３３（図２参照）より低くなる量）下降し、積載テーブル３７上の冊子がテーブル上でズレるのを防止する。

２）Ｂでは、現にステープルされた、またはステープルしているシート１０の下側をＡからＢに移動した位置になる。

３）Ｃでは、（ＢからＣ移動時）自身の位置を上方にし、ＣからＤに移動しながらシート先端整合板１７から綴じられた冊子を受け取り、積載テーブル３７上に冊子を搬送する。４）Ｄでは、自身の位置を積載テーブル３７に下げて同テーブル３７に積載された冊子を押さえるＡに戻る。

これが一巡である。また、Ａ点では連続的にシートの受け入れが行われ、Ｂ点以降でも次の製本作業のシート受け入れ等が並列的に可能なように構成されている。すなわちステープルが開始されると同時に押し出し板３５がＡからＢへと移動を開始し、Ｂ位置でステープル完了を待ち、完了と同時にＣからＤに積載テーブル３７上に冊子を搬送することもできる。なお、Ａ位置はシート束積載時の位置決めとなる前面板３４の背後の位置である。

このように動作することから、押し出し板３５の表面とシート間の摩擦が大きいとシートを傷つけたり、引っ掛かることがあり、シート束の作成品質やシート搬送に問題を生じることがある。このような問題は、両者間の摩擦を小さくすれば解決するので、本実施形態では、押し出し板３５のシートに触れる部分は低摩擦材料で構成されている。シートに触れる部分を低摩擦材料で構成する場合、押し出し板３５全体を低摩擦材料で形成しても、シートが当接する面だけを低摩擦材料で形成しても良い。そこで、押し出し板３５全体をＰＯＭやＡＢＳ等の樹脂（高分子化合物）で形成すると良い。このような樹脂を使用すると、当接部を低摩擦状態に容易に加工することができる。一方、このような樹脂では強度が不足するという場合には、金属などの低摩擦材料を使用して押し出部材３５を作成し、この押し出部材３５のシートに触れる部分に前記ＰＯＭやＡＢＳ等の樹脂からなる薄板を貼付しても両者間の摩擦力を小さくし、前記問題の発生を防止することができる。

このように押し出し板３５は往復運動をするだけでなく、往路と復路を別軌跡の往復運動とし、復路を綴じ作業をしているシート群の下を通過することにより、シート１０の連続受入、連続製本が安定して可能となる。

また、前記往路（ＣからＤ。押し出し板３５が冊子を積載テーブルへ押し出す）の速度は復路より遅く設定されている（第６の手段に対応）。これにより、安定した冊子等の搬送を効率的に行うことができる。これらは後記のように、所謂、早戻し機構を使用して行うものである。

さらに、押し出し板３５の前記復路（ＡからＢ）のスタートをステープラ部６の綴じの終了後としている。これにより、安定したシート搬送が行える。

また、前記のように、押し出し板３５の前記復路のスタート直前に、積載テーブル３７上の冊子最上面が前面板ガイド３３（図２参照）より低くなるまで積載テーブル３７を下降させるよう制御することにより、押し出し板３５と共に冊子が滑り出すのを防止することができる。

押し出し板３５は、上下方向の動作と前後方向の動作を行う。これは以下のシンプルなカム機構と、早戻し機構によるものである。これらの機構により、受け入れ手段がシートを受け入れている間は積載テーブル上のシートを押さえる位置にあり、綴じ終了後に移動を始めて綴じたシート束を積載テーブル上に押し出し、元のシートを押さえる位置に戻る動作が可能になり、押し出し板３５が移動を開始する前に、積載テーブル３７をシートの最上面が前面板ガイドより低くなるまで下降させる手段として機能し、また、綴じたシート束を積載テーブル上に移動した後に前記積載テーブルの高さ位置を補正する手段として機能する。

図１４は前記カム機構と早戻し機構の詳細動作を示すフローチャートである。

まず、押し出し板３５は押し出し板上下駆動アーム４８から上下動を受け、図８のＨ←→Ｇの動作（上下動、Ｄ→Ａ、Ｂ→Ｃ動作）を行う。押し出し板上下駆動アーム４８は常時ばねＡ８１によってＨ方向に引かれている。４７は押し出し板上下駆動アーム４８の回動始点となる押し出し板上下駆動アーム軸である。画像形成装置ＰＲからシート１０を受け入れ、シート先端整合板１７へ最終ページが受け入れられると（ステップＳ２０１）、カム駆動モータ４１がカム駆動ベルト４２を経由してカム駆動プーリ４３を回転させ、このカム駆動プーリ４３に設けられたカム４４が押し出し板上下駆動アーム４８に動作を伝える（ステップＳ２０２）。

また、押し出し板前後駆動アーム５４は常時ばねＢ８２によってＰ方向に引かれている。カム駆動プーリ４３には回転コロ５５も設けられており、その回転が押し出し板前後駆動アーム５４、これと一体の押し出し板前後アーム５２に動作を伝え、図８のＥ←→Ｆの動作（前後動、Ａ→Ｂ、Ｃ→Ｄ動作）を行う。すなわち、回転コロ５５が回転移動し、押し板前後駆動アーム５４が下方に移動する（ステップＳ２０３）。次いで、押し板前後アーム５２がＥ→Ｆに移動し、押し出し板３５もＡ→Ｂへ高速で移動する（ステップＳ２０４）。カム駆動プーリ４３のカム４４が押し出し板上下駆動アーム４８を上方Ｇに移動させる（ステップＳ２０５）。これにより押し出し板３５の下端はＨ→Ｇに移動し、押し出し板３５の上端はＢ→Ｃに移動する（ステップＳ２０６）。その後、回転コロ５５が押し出し板前後駆動アーム５４を上方に移動させ、押し出し板前後アーム５２がＦ→Ｅに移動し、押し出し板３５の上端もＣ→Ｄに低速移動する（ステップＳ２０７）。前述の通り早戻り機構を使用しているのでＡ→Ｂは相対的に高速で、Ｃ→Ｄは低速で行われる。また、これらの動作を制御するためカム基準位置センサ４６が設けられ、カム駆動モータ４１等を制御するよう構成される。なお、４５はカム基準位置センサ４６が検知する遮蔽板である。

最後に、押し出し板３５の上端のＣからＤへの移動中にシート先端整合板１７から綴じられた冊子を受け取り、積載テーブル３７に搬送することにより行われ、これにより冊子は積載部７に積載される（ステップＳ２０８）。次いで、押し出し板上下駆動アーム４８が下方に移動し、押し出し板３５の下端はＧ→Ｈに、上端はＤ→Ａに戻り、押し出し板３５の上端の鉤３５ａは積載テーブル３７上の冊子を押さえ（ステップＳ２０９）、次の製本作業に移行する。

＜積載テーブル＞
積載テーブル３７は冊子の積載量が増加するにしたがって下降し、次の冊子の積載が可能な状態にする。図９に示したように積載テーブル３７回りには、積載高さ検知センサ３１、検知センサ３１のフィラー支軸３２、テーブル下降／上昇センサ２７，２８、テーブル最下位置センサ７８、テーブル上下モータ６８、その回転をテーブル上下ベルト７３等に伝えるウォーム７１、ウオームギヤ７０等より構成される。６９はテーブル上下モータ６８を支持するテーブル上下モータ台である。ウォーム７１の回転はウォーム部プーリ７２と上プーリ７４との間に張架されたベルト７３によって積載テーブル３７に伝達され、昇降する。積載テーブル３７の基部にはテーブル滑り板７７が設けられ、テーブル昇降ガイド３６に沿って昇降する。テーブル滑り板７７にはテーブル最下位置遮蔽板７５が突設され、積載テーブル３７が最下位置は最下位置センサ７８によって検知され、最下位置に達すると停止する。

積載高さ検知センサ３１がシートに接すると、テーブル下降／上昇センサ２７，２８が検知して、テーブル上下モータ６８により積載テーブル３７を最適の高さに上下降させる。すなわち、押し出し板３５が冊子を積載テーブル３７に戻すと、積載高さ検知センサ３１がテーブル下降センサ２７に、積載高さを伝え、テーブル上下モータ６８により積載テーブル３７を下降させ、最適の高さで停止する。押し出し板３５の先端の鉤３５ａが冊子の後端を押さえる。また積載テーブル３７は冊子が多く積載されたとき、特に少ページの綴じが多いときには冊子の綴じ部のステープル部分が膨らみ、次の整合作業、綴じ作業に支障をきたすのを避けるために、押し出し板３５の鉤３５ａによってその膨らみを押さえるが、積載テーブルの３７の綴じ部側の先端が、図１０（ａ）に示すように冊子の膨らみを吸収できるように下方に曲げた形状３７ｍに構成してある。したがって、鉤３５ａが膨らみの吸収部として機能する。

この図１０（ａ）に示すように下方に曲げただけでは膨らみを吸収できない場合には、図１０（ｂ）に示すように図１０（ａ）の下方に曲げた形状３７ｍに対応する部分を別部材３７ｎによって構成し、前記下方に曲げた形状３７ｍの基部に相当する部分で揺動可能に前記部材３７を支持するようにする。この構成では、軸３７ｏに捻りコイルばね３７ｐによって図示反時計方向（図示Ａ方向）に弾性付勢し、前記図１０（ａ）と同様の角度を初期状態として待機させる。この状態で、シート束が複数積層されると膨らみが多くなるが、押し出し板３５の鉤３５ａによってシートが押された場合、矢印Ｂ方向に回動して鉤３５ａからの押圧力を逃がすので、次の整合作業、綴じ作業に支障をきたすのを確実に避けることができる。

図１０（ｃ）は図１０（ｂ）の変形例であり、前記部材３７ｎが加圧力を逃がすことができれば良いことから、この変形例では前記部材３７ｎに対応する部分を弾性部材３７ｑで構成した。これにより前述の用に冊子の膨らみ部分に加わる力を弾性部材３７ｑ自身の矢印Ｂ方向の弾性変形によって逃がすことができる。加圧力が解除されれば、当然、矢印Ａで示す初期位置方向に戻り、待機することになる。

＜制御構成＞
図１１は本発明の実施形態に係るシステム全体の制御構成を示すブロック図である。操作制御情報は画像形成装置の制御系と製本装置の制御系から与えられる。

画像形成装置ＰＲの制御系は、操作・制御部１０１、ＣＰＵ１０２、ＲＡＭ・ＲＯＭ１０３、及びＩ／Ｏ・Ｉ／Ｆ１０４から基本的に構成されている。製本装置ＦＲの制御系は、前記画像形成装置ＰＲのＣＰＵ１０２にインターフェース１０５を介して接続されたＣＰＵ２００、ＣＰＵ２００の制御プログラムが格納されたＲＯＭ２０１、ＣＰＵ２００がＲＯＭ２０１に格納されたプログラムを実行する際にワークエリアとして使用し、また、プログラム実行の際に使用するデータを記憶するＲＡＭ２０２、ＣＰＵ２００の制御対象とインターフェースするためのＩ／Ｏ出力部２１０、及び制御するために必要な情報を得るためのＩ／Ｏ入力部２２０から基本的に構成されている。

前記Ｉ／Ｏ出力部２１０には、入口ローラ駆動モータ９１、整合板移動モータ１８、ステープラ移動モータ６３、カム駆動モータ４１及びテーブル上下モータ６８等のモータ類が接続されている。また、前記Ｉ／Ｏ出力部２２０には、入口センサ１４、テーブル下降上方センサ２７，２８、整合基準位置センサ３９、カム基準位置センサ４６、ステープラ基準位置センサ６２、積載高さ検知センサ９２及びテーブル最下位置センサ７５等のセンサ類が接続されている。これによりＣＰＵ２００はＩ／Ｏ入力部２２０を介して入力されたセンサ類からの検知情報に基づいて、制御すべきモータにＩ／Ｏ出力部２１０を介して駆動（制御）信号を出力する。

主な製本機能（綴じ方）は、画像形成装置ＰＲにおいて選択、入力される操作制御情報で設定されるが、図１２に示す通りである。所定の任意の位置、任意の角度、任意の打ち個所数を操作・制御部１０１の図示しない操作パネルから選択し、入力できることが前提であり、当然、製本機能はこれに限定するものではなく、任意の機能追加ができる。図１２に図示した製本モードは、
ａ）中央２個所打ち１
ｂ）平行端打ち（上、下）２
ｃ）斜め端打ち（上、下）３
等であり、これらモードで製本されたシート束は、シフト機構により部毎に搬送方向に対して直交する方向に往復動させる。なお、シフト機構を使用する際には、綴じないで部毎にシフト揃うこともできる。

その他の操作制御情報として、シートサイズ、ステープルの是非、シフトの是非、シート枚数／冊子、部数（冊子数）シートの向き、などがある。これらの情報は画像形成装置ＰＲから予め製本装置ＦＲに与えられて、当該製本装置ＦＲはスタンバイ状態に入る。スタンバイ状態は、
Ｓ１ 整合板２５は画像形成装置より送られるシート端から所定位置（約５ｍｍ）離れた位置に待機する。

Ｓ２ ステープラ３８は指定綴じ位置で待機する。

Ｓ３ 積載テーブル３７は最上位（積載高さ検知センサ３１によって検出される適正位置）に移動し待機する。

Ｓ４ 押し出し板３５はＡ位置（図８）で待機する。

Ｓ５ 戻し羽根３０はテーブルと接しない位置で停止し待機する。

という状態である。

以下、図１３のフローチャートに示すように、まず、画像形成装置ＰＲよりシートが送られ（ステップＳ１０１）、画像形成装置ＰＲのそれとほぼ同じ速度で、入口上下ローラ対１５、１６により受け入れられる。シート後端が入口センサ１４で検出されると（ステップＳ１０２）、所定時間後、入口上下ローラ対１５，１６の回転速度は減速され（ステップＳ１０２ａ）、シートは積載テーブル３７上に放出される（ステップＳ１０３）。但し、シート後端は押し出し板３５の上端部鉤３５ａを超えていない。また、シート後端が入口上下ローラ対１５，１６を抜けると入口上下ローラ対１５，１６の回転速度は元の速度に戻る（ステップＳ１０２ｂ）。

モータ（不図示）が駆動され、１回転クラッチ７６が作動し（ステップＳ１０４）、戻し羽根３０が回転し、受け入れられたシート表面に接して、シートをシート先端整合板１７に突き当てる（ステップＳ１０４ａ）。戻し羽根３０の回転とシート先端整合板１７により、シート前後方向の整合がなされる。シートがシート先端整合板１７に突き当たると、シート毎に、左右の整合板２５が移動してシートの左右の揃えをし（ステップＳ１０４ｂ）、所定位置に戻り停止して、次のシートを待つ（ステップＳ１０５−あり）。以降、当該製本作業のシート枚数分、前記の動作が連続的に行われ、シートは先端整合板１７に積み重ねられる。

最後のシートが先端整合板１７に入ると（ステップＳ１０５−なし）、整合板２５は整合後、シート側端に接したまま停止し、シートを保持する（ステップＳ１０６）。次いで、ステープラ３８が指定の綴じを行う（ステップＳ１０７）。

また、綴じが行われるとほぼ同時に、押し出し板３５は図８のＡ点からＢ点へ（ステップＳ１０８）、更に、所定量上方のＣ点へ移動する。なお、押し出し板３５のためのカム機構と早戻し機構の動作手順は図１４のフローチャートで前述した通りである。

先端整合板１７上の綴じられた冊子は押し出し板３５に受け取られて積載テーブル３７上に搬送される。押し出し板３５はＣ点からＤ点へ前記（Ａ点よりＢ点）より低速で移動する。押し出し板３５はＤ点からＡ点へ戻り（下降し）、押し出し板３５上端の鉤３５ａが冊子を積載テーブル３７に押さえる（ステップＳ１０９）。積載テーブル３７上では、冊子を含めた積載高さが検知センサ３１により検知され、テーブル上下モータにより積載テーブル３７の高さが調整される（ステップＳ１１１，Ｓ１１２）。以降の冊子はこの上に積まれる。現在実行中の製本作業が終了すると、画像形成装置ＰＲへの通知などの終了動作を実行する（ステップＳ１１３，Ｓ１１４）。

次に、２番目の製本作業の、最初のシートが受け入れられ、積載テーブル３７の冊子の上に放出されはじめ、次の製本サイクルが始まる。

なお、本実施形態では製本装置ＦＲは画像形成装置ＰＲとは別体に構成され、画像形成装置ＰＲに接続されて使用されるが、画像形成装置ＰＲ内に一体に設けても良いことは言うまでもない。

このように本実施形態によれば、従来使用されていたローラ搬送系等に代るシンプルなカム機構と早戻し機構を使用することによりシンプルでコンパクトな製本機能を実現することができる。

２．第２の実施形態
図１５は第２の実施形態に係るシート処理装置（製本装置）の要部の概略構成を示す図である。本実施形態は、第１の実施形態におけるシート先端整合板１７の変形例であり、第１の実施形態では積載テーブル３７の上面とシート先端整合板１７の下部２６の面がほぼ平行（ほぼ同一の傾斜角）に配置されていたものを、本実施形態ではシート先端整合板１７がほぼ水平に、言い換えればシート先端整合板１７ａ下部２６の面がほぼ鉛直方向に設けられ、図１６に示すように画像形成装置側から送り込まれたシートＳは戻し装置３０ａによって戻されて、水平なシート先端整合板１７に当接してシート搬送方向に対して垂直な方向の端部（シート搬送方向）の揃えが行われる。戻し装置３０ａは戻しコロ３０ｂ及び戻しレバー３０ｃを備え、戻しコロ３０ｂは揺動始点３０ｃによって揺動可能に支持された揺動レバー３０ｄの揺動端側に設けられ、シートＳが上下の入口ガイド板１２，１３を通って入口ローラ対１５，１６から積載トレイ３７上に放出されるときは、揺動レバー３０ｄが開放側に作動してシートを導き入れる。放出されたシートは図１５に示すように自重でシート先端整合板１７ａまで戻るが、摩擦や静電気によってシートがシート先端整合板１７ａまで戻らない場合、あるいは傾く場合などを考慮して、図１６に示すように戻しレバー３０ｄを閉鎖側に作動させて戻しコロ３０ｂの回転によりシート先端整合板１７ａ側に強制的に戻し、シート先端を整合する。なお、戻しコロ３０ｂは例えばステッピングモータによって回転駆動され、揺動レバー３０ｄはソレノイドによって駆動される。

前記シートＳの放出、戻し、整合の各動作を繰り返し、１部のシートが排紙され、１部のシート束ＳＢとなると、第１の実施形態と同様にステープラ３８（図示せず）によってシート束ＳＢの端部が綴じられる。その後、図１５及び図１６において水平方向に位置していた押し出し板３５が駆動され、図１７に示すようにシート束ＳＢを押し上げて排紙する。なお、押し出し板３５の機構及び動作は前述の第１の実施形態における押し出し板３５と同等である。

このような機構の詳細を図１８及び図１９に示す。図１８は図１５の積載テーブル３７、戻し装置３０ａ及び入口ローラ１５などのシートの導入部の構成を示す要部斜視図、図１９は図１７の状態を示す斜視図である。図１８に示すように積載テーブル３７上面のシート幅方向の中央部には戻し装置３０ａが設置され、入口ローラ１５，１６から積載テーブル３７側にシートが排紙されるようになっている。また、図１９はシート束を押し出し板３５によって押し上げた後の状態を示す図で、ステープラ３８が退避し、押し上げ板３５が積載テーブル３７の下端に接する位置まで達した状態を示している。

このように構成すると、第１の実施形態よりもシートの自重の作用が大きいのでシート先端部の揃え動作をより確実に行うことができる。

その他、特に説明しない各部は前述の第１の実施形態と同等に構成され、同等に機能するので重複する説明は省略する。

３．第３の実施形態
図２０は第３の実施形態に係るシート処理装置（製本装置）の要部の概略構成を示す図である。本実施形態は、第１の実施形態におけるシート先端整合板１７の変形例であり、第１の実施形態では積載テーブル３７の上面とシート先端整合板１７の下部２６の面がほぼ平行に、かつ、水平方向に対して例えば３０°ないし６０°の角度（角度は任意であり、限定したものではない）傾斜するように配置されていたものを、本実施形態では積載テーブル３７の角度が水平から若干立ち上がっているが、シート先端部（戻し方向に対して）が水平に位置するように設定され、これによりシート先端整合板１７ｂがほぼ鉛直方向に沿って設けられている。そのため、本実施形態では、水平に支持する部分は整合板２５の下部に水平部２５ａを水平方向に突出させ、この上面でシートを受けるように構成している。

このように構成すると、図２０に示すように画像形成装置側から入口ガイド板１２，１３を通って入口ローラ対１５，１６によって積載テーブル３７上に送り込まれたシートＳは整合板２５の水平部２５ａの水平な面でシート先端側が支持され、図２１に示すように戻しコロ３０ｂによって戻されて、図２２に示すようにシート先端整合板１７ｂに当接し、シート搬送方向に対して垂直な方向の端部（シート搬送方向）の揃えが行われる。戻しコロ３０ｂは、第２の実施形態と原理的に同じ構成であって同様に動作する。

シートＳの放出、戻し、整合の各動作を繰り返し、１部のシートが排紙され、１部のシート束ＳＢとなると、第１の実施形態と同様にステープラ３８によってシート端部が綴じられる。その後、図２０ないし図２２において、積載トレイ３７の端部で待機していた押し出し板３５が第１の実施形態において説明したような動作によりシート先端整合板１７ｂの先端を越える位置まで移動し、図２３に示すようにステープラ３８によって綴じられたシート束ＳＢの先端部を押して、積載トレイ３７上にシート束を移動させて排紙する。なお、押し出し板３５の機構及び動作は前述の第１の実施形態における押し出し板３５と同等である。

このような機構の詳細を図２４及び図２５に示す。図２４は図２０の積載テーブル３７、戻し装置３０ａ及び入口ローラ１５などのシートの導入部の構成を示す要部斜視図、図２５はシート束の後端を押し出すときの状態を示す斜視図である。シート後端は図２４では断面コの字型のシート先端整合板１７ｂの鉛直方向の面に当接して揃え動作が行われ、押し出し板３５がシート束ＳＢの端部に当接し、積載テーブル３８方向に押し出すことになる。

このように構成すると、第２の実施形態ではシートの腰の強さによって撓みが大きくなる虞や座屈が生じる虞があるが、この第３の実施形態では、シートはほぼ水平に位置しているので、シートの撓みや座屈が生じる虞はない。

その他、特に説明しない各部は前述の第１の実施形態と同等に構成され、同等に機能するので重複する説明は省略する。

４．第４の実施形態
図２６は第４の実施形態に係るシート処理装置（製本装置）の概略構成を示す図である。本実施形態は、第１の実施形態における押し出し板３５の駆動機構をカム機構からレール９０に沿って放出リンク９１が移動する機構に変更するとともに、シート先端整合板１７ｃを鉛直方向沿って配置し、当該シート先端整合板１７ｃの下部２３ｃを水平としたものである。放出リンク９１の先端側には前記レール９０の軌跡に沿って伸縮する伸縮部材９２が備えられ、放出リンク９１を図示しない駆動機構により回転支点９４を中心に駆動させる間に、前記シート先端整合板１９ｃのさらに後側に戻ったときにはシート束ＳＢの上方に突出し、その状態で積載テーブル３７側にシート束を移動させる。そして、移動が完了すると、伸縮部材９２は下方に降下し、シート先端整合板１７ｃの下部２３ｃの面（シート積載面）から退避した状態でシート先端を押す位置間で戻るという動作を繰り返す。伸縮部材９２の先端部の軌跡は前記第１の実施形態における鉤３５ａの部分の軌跡と同一である。この間、シート先端整合板１７ｃの下部２３ｃのシート積載面には伸縮部材９２は突出していないので、直ぐにシートの排紙動作と揃え動作が可能となる。このときの動作を図２７、図２８及び図２９に示す。

この動作では、まず、図２６に示すように戻しコロ３０ｂが積載テーブル３７から離間しているときに排紙ローラ１５、１６からシートＳが積載テーブル３７上に放出される。次いで、図２７に示すように戻しレバー３０ｃが図において反時計方向に回動して戻しコロ３０ａをシートＳに当接させる。これにより戻しコロ３０ａがシートＳをシート搬送方向に対向する方向に戻し、シート先端（戻し方向の）を鉛直方向に設けられたシート先端整合板１７ｃに当接させ、シート搬送方向と直交する方向のシート端部を揃える。この動作を１部実行した後、図示しないステープラでシート束ＳＢの端部を綴じ、図２８に示すように放出リンク９１を作動させ、シート束ＳＢを積載テーブル３７方向に押し出す。この押し出動作を図２９に示す位置まで行い、シート束ＳＢが全て積載テーブル３７上に排紙されると、図２６に示すように伸縮部材９２はシート先端整合板１７ｃの下部２３ｃから退避してシート押し出位置まで戻る。

なお、伸縮部材９２が前記軌跡を辿るのは、放出リンク９１に伸縮部材９２が常時縮む方向に弾性付勢された状態で支持され、伸縮部材９２に突設されたピン９３が前記レール９０に移動可能に嵌合しているからである。これにより放出リンク９１を駆動すると、前記レール９０によって規定されるピン９３の軌跡と同様の軌跡を伸縮部材９２の先端部が辿り、前記動作を行うことになる。

このように構成すると、第１の実施形態に示したカム機構よりもさらに簡単に第２の実施形態と同じ動作を行わせることができる。

その他、特に説明しない各部は前述の第１の実施形態と同等に構成され、同等に機能するので重複する説明は省略する。

なお、前記第１ないし第４の実施形態における製本機能を有する製本装置ＦＲと画像形成装置ＰＲとからなるシステムの全体構成は図３０に示すようなものである。

本発明の実施形態に係る製本装置と画像形成装置のシステム構成を示す図である。 図１の製本装置の入口部を示す図である。 図２の入口上下ローラ対の他の例を示す図である。 図２の入口上下ローラ対のさらに他の例を示す図である。 整合板移動機構を示す正面図である。 ステープラ部を断面して示す説明図である。 ステープラ移動機構を正面から見た説明図である。 押し出し板部を断面して示す説明図である。 積載テーブル上下機構を示す説明図である。 積載テーブルの端部構造を示す図である。 本発明の実施形態に係るシステムの全体構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る製本装置の綴じ例を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る製本装置の全体の制御手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る製本装置の押し出し板２重カム機構の制御手順を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係るシート処理装置の要部の概略構成図で、戻しコロが離間しシートを受け入れるときの状態を示す。 第２の実施形態に係るシート処理装置の要部の概略構成図で、戻しコロがシートを戻すときの状態を示す。 第２の実施形態に係るシート処理装置の要部の概略構成図で、押し出し板によってシート束を積載テーブル側に押し出すときの状態を示す。 図１５の積載テーブル、戻し装置及び入口ローラなどのシートの導入部の状態を示す要部斜視図である。 シート束を押し出し板によってシート束を押し上げた後の状態を示す要部斜視図である。 第３の実施形態に係るシート処理装置（製本装置）の要部の概略構成を示す図である。 第３の実施形態に係るシート処理装置の要部の概略構成図で、戻しコロがシートを戻すときの状態を示す。 第３の実施形態に係るシート処理装置の要部の概略構成図で、シートがシート先端整合板に当接して整合動作が行われた後、次のシートを受け入れるときの状態を示す。 第３の実施形態に係るシート処理装置の要部の概略構成図で、押し出し板によってシート束を積載テーブル側に押し出すときの状態を示す。 図２０の積載テーブル、戻し装置及び入口ローラなどのシートの導入部の構成を示す要部斜視図である。 シート束の後端を押し出し板によって押し出すときの状態を示す斜視図である。 第４の実施形態に係るシート処理装置の概略構成を示す図である。 第４の実施形態に係るシート処理装置の動作説明図で、シートを戻して整合するときの状態を示す。 第４の実施形態に係るシート処理装置の動作説明図で、シート束を押し出し板で押し出すときの状態を示す。 第４の実施形態に係るシート処理装置の動作説明図で、シート束の押し出を完了したときの状態を示す。 第１ないし第４の実施形態における製本機能を有する製本装置と画像形成装置とからなるシステム構成の全体を示す図である。

符号の説明

４ 入口部
５ 整合部
６ ステ−プル部
７ 積載部
８ 押し出し板部
１０，Ｓ シート
１１ 入口テーブル
１２ 整合板取り付け台
１３ 入口下ガイド板
１４ 入口センサ
１５ 入口上ローラ
１６ 入口下ローラ
１７，１７ａ，１７ｂ，１７ｃ シート先端整合板
２５ 整合板
３０ 戻し羽根
３０ａ 戻し装置
３０ｂ 戻しコロ
３１ 積載高さ検知センサ
３４ 前面板
３５ 押し出し板
３５ａ 鉤
３７ 積載テーブル
３８ ステープラ
ＦＲ シート処理装置（製本装置）
ＰＲ 画像形成装置
ＳＢ シート束

Claims (16)

1. シートを受け入れる受け入れ手段と、
   積載テーブル上に放出されたシートを整合する整合手段と、
   整合された用紙群を綴じる綴じ手段と、
   綴じられたシート束を積載する積載テーブルと、
   綴じられたシート束を前記綴じ手段から前記積載テーブル上に移動させる押し出し手段と、
   を備えていることを特徴とするシート処理装置。
2. 前記押し出し手段が往復運動をすることを特徴とする請求項１記載のシート処理装置。
3. 前記押し出し手段の先端部が往路と復路を別軌跡の往復運動をすることを特徴とする請求項２記載のシート処理装置。
4. 前記押し出し手段が先端部に積載テーブル上のシート束を押さえる鉤を有することを特徴とする請求項１記載のシート処理装置。
5. 前記押し出し手段の先端部の鉤がシート束の綴じ位置に位置することを特徴とする請求項４記載のシート処理装置。
6. 前記押し出し手段は、綴じたシート束を積載テーブル上に押し出す往路の速さが復路の速さより遅く設定されていることを特徴とする請求項３記載のシート処理装置。
7. 前記押し出し手段は、受け入れ手段がシートを受け入れている間は積載テーブル上のシートを押さえる位置にあり、綴じ終了後に移動を始めて綴じたシート束を積載テーブル上に押し出し、元のシートを押さえる位置に戻ることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のシート処理装置。
8. 前記押し出し手段が移動を開始する前に、積載テーブルをシートの最上面が前面板ガイドより低くなるまで下降させる手段を備えていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のシート処理装置。
9. 前記押し出し手段が綴じたシート束を積載テーブル上に移動した後に前記積載テーブルの高さ位置を補正する手段を備えていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載のシート処理装置。
10. シートを受け取るときは、接続する画像作成装置とほぼ同速度でシートを受け入れ、前記受け入れ手段をシート後端が通過するときは減速した速度で通過するよう制御する手段を備えていることを特徴とする請求項１記載のシート処理装置。
11. 前記受け入れ手段がローラ対で構成され、下ローラが上ローラより小径であることを特徴とする請求項１または１０記載のシート処理装置。
12. 前記受け入れ手段がローラ対で構成され、下ローラの芯位置が上ローラ芯位置より入口テーブル側にあることを特徴とする請求項１、１０及び１１のいずれか１項にシート処理装置。
13. 前記整合手段が搬送方向に対して平行な方向の端部揃えを行う第１及び第２の揃え部材と、当該揃え部材のそれぞれを駆動する別の駆動手段とを備えていることを特徴とする請求項１記載のシート処理装置。
14. 前記整合手段が搬送方向と直交する方向の端部を揃える第３の揃え部材と、当該第３の揃え部材の駆動手段とをさらに備えていることを特徴とする請求項１３記載のシート処理装置。
15. 前記積載テーブルが、当該積載テーブルに積載される冊子の綴じ部の膨らみを吸収する吸収部を備えていることを特徴とする請求項１記載のシート処理装置。
16. 請求項１ないし１５のいずれか１項に記載のシート処理装置を一体または別体に備えていることを特徴とする画像形成装置。

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