JP2008213962A - スキュー補正装置、穿孔装置、用紙処理装置、及び画像形成装置 - Google Patents

スキュー補正装置、穿孔装置、用紙処理装置、及び画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】ハード構成を変更することなく制御方法を変更するだけでZ折り紙とタブ紙に対してスキュー補正精度を向上させ、ひいては穿孔位置精度を向上させる。
【解決手段】画像形成装置から用紙後処理装置に搬入された用紙は、搬送ローラ1、入口センサ301、搬送ローラ2、スイッチバックセンサ302を通って下流側に搬送される。用紙後処理装置に搬入された用紙は、先端が搬送ローラ3を通過し、用紙後端がスイッチバックセンサ302を通過した時点で、一旦停止する。一定時間停止後、搬送ローラ2及び搬送ローラ3を逆転させ、用紙をスイッチバックさせる。このスイッチバックにより用紙を搬送ローラ1のニップに下流側から押し当て、当該ニップ位置で用紙を撓ませてスキュー補正する。その後、通常の搬送動作に移行する。
【選択図】図11

Description

本発明は、搬入されてきた用紙(シート部材)に対してスキュー補正を行うスキュー補正装置、スキュー補正した用紙に対して穿孔処理を行う穿孔装置、前記スキュー補正装置あるいは穿孔装置を備え、用紙に対して所定の処理を実行する用紙処理装置、前記スキュー補正装置、前記穿孔装置、前記用紙処理装置のいずれかを備えたプリンタ、複写機、ファクシミリ、これらの機能を複合したデジタル複合機などの画像形成装置に関する。
現在用紙に対して様々な折り形状が存在し、それらの表紙に対して穿孔するニーズが高まっている。特に片袖折り(Z折り)は多くのユーザが使用しており、当然穿孔も多く行われている。その際、穿孔の位置精度が問題となることから、前記位置精度を向上させるための発明が多く提案されている。
このような発明として例えば特許文献1及び2に記載された発明が知られている。このうち特許文献1記載の発明は、穿孔手段と折り手段とを有する後処理装置において、用紙の所定位置に正確に穿孔処理することを目的とし、画像形成装置Aから排出される用紙Sを所定位置に停止させて位置決めし、第1穿孔手段20により穿孔処理を行った後、第1折り手段30により折り処理をすることを特徴としている。
また、特許文献2記載の発明は、中折りスティプル処理した用紙束を閉じた状態で排出でき、また中折りスティプル処理した用紙束に対してパンチ穴がずれないパンチ処理を施すことができるようにすることを目的と紙、画像形成された用紙に対して紙折り処理を行う紙折り手段と、前記紙折り手段により紙折り処理された用紙を集積する用紙処理手段と、を備え、前記用紙処理手段は、前記紙折り手段で中折りされた用紙の谷折り個所を支持する用紙支持部材を有することを特徴としている。
特開2003−089472号公報 特開2001−151406号公報
このように特許文献1記載の発明では、折り装置の上流側に穿孔装置を取り付けることによって穿孔位置精度を高めている。しかしながら、専用の穿孔装置を必要とすることからコストが高いものとなっている。
また、特許文献2記載の発明では後処理機の内部に折り装置と穿孔装置を持ち、折り紙への穿孔を可能としている。しかしながらこの構成では、折り機が不必要なユーザに対しても折り機を提供する必要があり、その分不必要なユーザに負担を強いる結果となっている。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、ハード構成を変更することなく制御方法を変更するだけでZ折り紙とタブ紙に対してスキュー補正精度を向上させ、ひいては穿孔位置精度を向上させることができるようにすることにある。
前記課題を解決するため、第1の手段は、用紙の搬送経路に設けられた第1の搬送ローラと、前記第1の搬送ローラよりも用紙搬送方向下流側に設けられた第2の搬送ローラと、前記第1及び第2の搬送ローラをそれぞれ独立して駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は搬送された前記用紙を前記第2の搬送ローラによってスイッチバックし、前記第1の搬送ローラに突き当ててスキュー補正を行うスキュー装置を特徴とする。
第2の手段は、第1の手段において、前記第1の搬送ローラよりも用紙搬送方向上流側に前記用紙の先端を検知する第1の用紙検知手段を備えていることを特徴とする。
第3の手段は、第1の手段において、前記第1の搬送ローラよりも用紙搬送方向下流側に前記用紙の先端又は後端を検知する第2の用紙検知手段を備えていることを特徴とする。
第4の手段は、第1ないし第3のいずれかの手段において、前記制御手段が、前記第1の搬送ローラに用紙搬送方向上流側から用紙先端を当接させてスキュー補正を行う通常スキュー補正、前記第1の搬送ローラに前記第2の搬送ローラによって用紙搬送方向下流側から用紙後端を当接させてスキュー補正を行うスイッチバックスキュー補正、及び前記通常スキュー補正を実行した後、前記スイッチバックスキュー補正を実行する複合スキュー補正のいずれかを選択して実行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、前記選択は、用紙のサイズ、用紙の厚さ、用紙の折り、用紙の平面形状のいずれかに基づいて行われることを特徴とする。
第6の手段は、第5の手段において、前記用紙の折りの種類がZ折りの場合、及び前記用紙の平面形状がタブを有するタブ紙の場合はスイッチバックスキュー補正が選択され、前記用紙のサイズが突き当て面の少ない用紙サイズの場合、及び用紙の厚さが厚紙である場合は複合スキュー補正が選択され、前記以外の場合は通常スキュー補正が選択されることを特徴とする。
第7の手段は、用紙に穿孔する穿孔手段と、前記穿孔手段よりも用紙搬送方向上流側に位置する第1の用紙検知手段と、前記穿孔手段よりも用紙搬送方向上流側に位置する第1の搬送ローラと、前記穿孔手段よりも用紙搬送方向下流側に設けられた第2の搬送ローラと、前記第2の搬送ローラよりも用紙搬送方向下流側に設けられた第3の搬送ローラと、前記第1、第2及び第3の搬送ローラをそれぞれ独立して駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、搬送された前記用紙を前記第2の搬送ローラによってスイッチバックし、前記第1の搬送ローラに用紙後端を突き当ててスキュー補正を行う穿孔装置を特徴とする。
第8の手段は、第7の手段において、前記用紙の折り形状により用紙搬送方向上流側から前記第1の搬送ローラのニップに当接させて通常スキュー補正を行うか、前記第2の搬送ローラによって前記用紙を用紙搬送方向下流側からスイッチバックさせ、前記第1の搬送ローラのニップに当接させてスイッチバックスキュー補正を行うか、を選択することを特徴とする。
第9の手段は、第8の手段において、前記折り形状がZ折り形状の場合に、スイッチバックスキュー補正が選択されることを特徴とする。
第10の手段は、第7の手段において、前記用紙の平面形状により用紙搬送方向上流側から前記第1の搬送ローラのニップに当接させて通常スキュー補正を行うか、用紙搬送方向下流側からスイッチバックさせ、前記第1の搬送ローラのニップに当接させてスイッチバックスキュー補正を行うか、を選択することを特徴とする。
第11の手段は、第10の手段において、前記平面形状がタブを有するタブ紙形状の場合に、スイッチバックスキュー補正が選択されることを特徴とする。
第12の手段は、第8ないし第10のいずれかの手段において、前記選択が前記制御装置によって行われることを特徴とする。
第13の手段は、第8ないし第10のいずれかの手段において、前記選択がオペレータからの外部入力により行われることを特徴とする。
第14の手段は、第7の手段において、前記制御手段が、前記第1の搬送ローラに用紙搬送方向上流側から用紙先端を当接させてスキュー補正を行う通常スキュー補正、前記第1の搬送ローラに前記第2の搬送ローラによって用紙搬送方向下流側から用紙後端を当接させてスキュー補正を行うスイッチバックスキュー補正、前記通常スキュー補正を実行した後、前記スイッチバックスキュー補正を実行する複合スキュー補正のいずれかを選択して実行することを特徴とする。
第15の手段は、第7の手段において、前記用紙の折りの種類がZ折りの場合、及び前記用紙の平面形状がタブを有するタブ紙の場合はスイッチバックスキュー補正が選択され、前記用紙のサイズが突き当て面の少ない用紙サイズの場合、及び用紙の厚さが厚紙である場合は複合スキュー補正が選択され、前記以外の場合は通常スキュー補正が選択されることを特徴とする。
第16の手段は、第1ないし第6のいずれかの手段に係るスキュー補正装置を用紙処理装置が備えていることを特徴とする。
第17の手段は、第1ないし第6のいずれかの手段に係るスキュー補正装置を画像形成装置が備えていることを特徴とする。
第18の手段は、第7ないし第15のいずれかの手段に係る穿孔装置を用紙処理装置が備えていることを特徴とする。
第19の手段は、第7ないし第15のいずれかの手段に係る穿孔装置を画像形成装置が備えていることを特徴とする。
第20の手段は、第16又は第18の手段に係る用紙処理装置を画像形成装置が備えていることを特徴とする。
なお、後述の実施形態において、第1の搬送ローラは搬送ローラ1又2に、第2の搬送ローラは搬送ローラ2又は3に、駆動手段は搬送モータに、制御手段はCPU51に、第1の用紙検知手段は入口センサ301に、第2の用紙検知手段はスイッチバックセンサ302に、穿孔装置は符号100に、それぞれ対応する。
本発明によれば、用紙をスイッチバックさせ、用紙後端側でスキュー補正を行うことにより、ハード構成を変更することなく制御手順を変更するだけでZ折り紙とタブ紙に対してスキュー補正精度を向上させ、ひいては穿孔位置精度を向上させることができる。
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図1は本発明の実施形態に係る用紙処理装置としての用紙後処理装置と画像形成装置とからなる画像形成システムのシステム構成を示す図であり、図では、用紙後処理装置の全体と画像形成装置の一部を示している。
図1において、用紙後処理装置PDは穿孔装置100を備え、画像形成装置PRの側部に取付けられている。穿孔装置100は図3及び図4に示すように横レジスト検知ユニット100Aと穿孔ユニット100Bとから構成されている。画像形成装置PRから排出されたシート状記録媒体、ここでは用紙は用紙後処理装置PDに導かれる。前記用紙は、1枚の用紙に後処理を施す後処理手段(この実施形態では穿孔装置100)を有する搬送路R1を通り、上トレイ201へ導く搬送路R2、シフトトレイ202へ導く搬送路R3、整合及びスティプル綴じ等を行う処理トレイF(以下スティプル処理トレイとも称する)へ導く搬送路R4へ、それぞれ分岐爪15及び分岐爪16によって振り分けられるように構成されている。
搬送路R1及びR4を経てスティプル処理トレイFへ導かれ、スティプル処理トレイFで整合及びスティプル等を施された用紙は、偏向手段である分岐ガイド板54と可動ガイド55により、シフトトレイ202へ導く搬送路R3、折り等を施す処理トレイG(以下、中折り処理トレイとも称する)へ振り分けられるように構成され、中折り処理トレイGで折り等を施された用紙は下搬送路R5を通り下トレイ203へ導かれる。また、搬送路R4内には分岐爪17が配置され、図示しない低荷重バネにより図の状態に保持されており、用紙後端がこれを通過した後、搬送ローラ9,10、スティプル排紙ローラ11のうち少なくとも搬送ローラ9を逆転させ、プレスタックローラ8によって用紙後端を退避搬送路R6へ導き、滞留させた後、次用紙と重ね合せて搬送することが可能なように構成されている。この動作を繰り返すことによって2枚以上の用紙を重ね合せて搬送することも可能である。なお、本明細書では、シート状の記録媒体の総称として用紙と呼んでいる。
搬送路R2、搬送路R3及び搬送路R4の上流で各々に対し共通な搬送路R1には、画像形成装置から受け入れる用紙を検出する入口センサ301、その下流に搬送(入口)ローラ1、穿孔装置100、搬送ローラ2、分岐爪15及び分岐爪16が順次配置されている。分岐爪15、分岐爪16は図示しないバネにより図1の状態に保持されており、図示しないソレノイドをONすることにより、分岐爪15は上方に、分岐爪16は下方に、各々回動することによって、搬送路R2、搬送路R3、搬送路R4へ用紙を振り分ける。
この用紙後処理装置では、用紙に対して、穴明け(穿孔装置100)、用紙揃え+端部綴じ(ジョガーフェンス53、端面綴じスティプラS1)、用紙揃え+中綴じ(ジョガーフェンス53、中綴じスティプラS2)、用紙の仕分け(シフトトレイ202)、中折り(折りプレート74、折りローラ81)などの各処理を行うことができる。
スティプル処理トレイFは、搬送され、集積された用紙束に対してスティプル処理を行うトレイである。スティプル処理を行う場合、スティプル排紙ローラ11によってスティプル処理トレイFへ導かれた用紙は、スティプル処理トレイF上に順次積載される。この場合、用紙ごとに叩きコロ12で縦方向(用紙搬送方向)の整合が行われ、ジョガーフェンス53によって横方向(用紙搬送方向と直交する方向−用紙幅方向とも称す)の整合が行われる。ジョブの切れ目、すなわち、用紙束の最終紙から次の用紙束先頭紙までの間で、制御装置からのスティプル信号により端面綴じスティプラS1が駆動され、綴じ処理が行われる。綴じ処理が行われた用紙束は、ただちに放出爪52aが突設された放出ベルト52によりシフト排紙ローラ6へ送られ、受取り位置にセットされているシフトトレイ202に排出される。
端面綴じスティプラS1は、正逆転可能なスティプラ移動モータによりタイミングベルトを介して駆動され、用紙端部の所定位置を綴じるために用紙幅方向に移動する。中綴じスティプラS2は、後端フェンス51から中綴じスティプラS2の針打ち位置までの距離が、中綴じ可能な最大用紙サイズの搬送方向長の半分に相当する距離以上となるように配置され、かつ、用紙幅方向の整合中心に対して対称に2つ配置され、ステーに固定されている。中綴じを行う場合、ジョガーフェンス53で用紙の搬送方向に直交する方向が整合され、後端フェンス51と叩きコロ12で用紙の搬送方向が整合された後、放出ベルト52を駆動して放出爪52aで用紙束の後端部を持ち上げ、中綴じスティプラS2の綴じ位置に用紙束の搬送方向の中央部が位置するようにし、この位置で停止して、綴じ動作を実行させる。そして、綴じられた用紙束は、中折り処理トレイG側に搬送され、中折りされる。
用紙束を中折り処理トレイG側に変更させる用紙束偏向機構は、分岐ガイド板54と可動ガイド55とからなる。分岐ガイド板54は支点を中心に上下方向に揺動自在に設けられ、その下流側に回転自在な加圧コロ57が設けられ、図示しないスプリングにより放出ローラ56側に加圧される。また、分岐ガイド板54の位置は、束分岐駆動モータより駆動力を得て回転するカムのカム面との当接位置によって規定される。
折りプレート74は前後側板に立てられた各2本の軸に長孔部を遊嵌することにより支持され、束搬送ガイド板下上91,92に対して垂直な方向に往復動する。そこで、用紙束偏向機構によって偏向され、束搬送ガイド板下上91,92に案内された用紙束を可動後端フェンス73によって位置決めし、用紙束の中央部を前記折りプレート74に対向させた位置で前記折りプレート74を進出させ、折りローラ81のニップに押し込み、折りローラ81によって織り込むことによって二つ折り(中折り)される。中折りされた用紙束は折りローラ81によって下搬送路R5を搬送され、排紙ローラ83によって製本された状態で下トレイ203に排紙される。
前記各部の動作制御は図2に示す制御回路50によって実行される。制御装置50は、CPU51、I/Oインターフェース52等を有するマイクロコンピュータからなり、画像形成装置装置PRのコントロールパネルの各スイッチ、入口センサ301、スイッチバックセンサ302、横レジスト検知センサ414等の各センサからの信号がI/Oインターフェースを介してCPU51に入力される。
CPU51は入力された信号に基づいて穿孔ユニット100Bを駆動する第1及び第2のステッピングモータ、及びモータを制御することにより孔明けを実行する。また、各搬送ローラを駆動する複数の搬送モータ(ステッピングモータ)、各排紙ローラを駆動する排紙モータも制御する。なお、用紙穿孔装置100の制御は前記CPU51が図示しないROMに書き込まれたプログラムを図示しないRAMをワークエリアとして使用しながら実行することにより行われる。また、プログラムデータは前記ROMに代えて、あるいは加えてネットワークを介してサーバから、あるいはCD−ROM、SDカードなどの記録媒体から記録媒体駆動装置を介して図示しないハードディスク装置などの記憶媒体にダウンロードされ、あるいはバージョンアップされて使用することもできる。
図3は図1における穿孔装置100を正面から見た構成図である。図3において、穿孔装置100は横レジスト検知ユニット100Aと穿孔ユニット100Bとからなる。横レジスト検知ユニット100Aは、図4に示すように横レジ検知ユニット100Aに搬送されてきた用紙の搬送方向と平行な端部位置を検知するセンサ414(横レジスト検知センサ)は搬送方向と直交する方向(図4のDR2矢印方向)に移動可能に構成されている。横レジスト検知センサ414は用紙ガイド425に装着されており、用紙ガイド425はホルダ428に装着されている。ホルダ428は軸427を摺動しながら搬送方向と直交する方向(矢印DR1又はDR2方向)に移動する。ホルダ428はタイミングベルト432に取り付けられ、タイミングベルト432を第1のステッピングモータ430とプーリ434間に張架し、第1のステッピングモータ430の回転駆動によってタイミングベルト432が回転し、ホルダ428、用紙ガイド425、及び横レジスト検知センサ414を移動させる。また、横レジスト検知センサ414のホームポジション(待機位置)は、ホルダ428の形状の一部をセンサ429が検知されることにより決定される。この待機位置から、第1のステッピングモータ430の駆動によって一連の部品を介して、横レジスト検知センサ414が軸427を摺動して、用紙の搬送方向と平行な端部を検知するために矢印DR2方向に移動する。
穿孔ユニット100Bは、図5に示すようにパンチ刃415、パンチ刃415の上端部に一体に設けられたホルダ437、ホルダ437内に挿入され、軸416に偏心して係合しているカム438、クラッチ417を介して前記パンチ刃415を駆動するモータ418、前記パンチ刃415を用紙搬送方向と直交する方向に移動させる第2のステッピングモータ423、タイミングベルト424、ギア/プーリ436、ラック419及び固定下ガイド435からなる。また、図6は図3の搬送ローラ対1の前段に、さらにもう一段搬送ローラ対1’を設け、前記搬送ローラ対1とは独立して駆動するようにした例である。
なお、図4は前記横レジスト検知ユニット3の側面図、図5は穿孔ユニット4の側面図である。
前述の各部によって構成されている穿孔ユニット100Bによって穿孔する場合、以下のようにして穿孔動作は行われる。
まず、穿孔ユニット100Bのパンチ刃415の上下動、すなわち、用紙に穿孔するための動作はモータ418からの駆動によって行われる。その際、モータ418から1回転クラッチ417を介して軸416を1回転させる。1回転クラッチ417をONさせるのは、搬送されてきた用紙後端が入口センサ301を通過して一定時間経過後に行われる。軸416が回転すると、軸416に偏心して係合しているカム438が回転して、ホルダ437を上下動(図5矢印DR3方向)させる。このホルダ437の上下動によってパンチ刃415が上下動し、この下方向の移動時に用紙にパンチ孔を穿孔する。
なお、この実施形態における穿孔ユニット100Bは、用紙の搬送を一旦停止させて、パンチ孔を穿孔するプレスパンチ方式について説明しているが、本発明では、パンチ刃とダイを回転体に設けて、その回転によってパンチ刃とダイを合わせて用紙を搬送させながらパンチ孔を穿孔するロータリーパンチにも適用できる。
このようにして穿孔する場合、穿孔ユニット100Bを前述のずれに応じて用紙搬送方向と直交する方向(図5左右方向)に移動させ、位置決めする必要がある。移動は、前述の第2のステッピングモータ423を駆動源として行われ、第2のステッピングモータ423の駆動プーリからタイミングベルト424を介してギア/プーリ436に伝達して回転させる。ギア/プーリ436のギアにはラック419が噛み合っており、ギア/プーリ436の回転によってラック419が図5の矢印DR1,DR2方向に移動する。ラック419はパンチ下ガイド板421に装着されており、穿孔するための前記パンチ刃415、パンチ上ガイド420、軸416、カム438、ホルダ437、クラッチ417、モータ418等の各構成要素(以下、穿孔構成要素と称す)は全て前記パンチ下ガイド板421と結合されているので、ラック419の移動によって前記穿孔構成要素が全て用紙搬送方向と直交する方向に移動する。また、パンチ下ガイド板421のさらに下側であって、前記パンチ刃415の鉛直下方に当たる位置にパンチ屑ホッパ405が装置外に引き出して取り外し、取り付け可能に設けられている。なお、図5において符号439は穿孔ユニット100Bの用紙幅方向ホームポジションに位置を検出するHPセンサである。
ここで第1のステッピングモータ430の1パルス当たりの横レジスト検知センサ414の移動量をaとする。そのときに、例えば、搬送されてくる用紙の横レジストずれがなく理想的な位置に搬送されてきた場合、その用紙の搬送方向と平行な端部を検知するまでのセンサ414の待機位置からの移動量wを10aとする。実際に、搬送されてきた用紙の搬送方向と平行な端部を検知するまでのセンサ414の移動量が11aとなった場合、図13に示すように、
11a−10a=1a ・・・(1)
分の距離の横レジストずれΔdが発生していることになる。
ここで、第2のステッピングモータ23の1パルス当たりの前記穿孔構成要素の移動量をbとすると、前述の横レジスト検知ユニット100Aの第1のステッピングモータ430の1パルスの横レジスト検知センサ414の移動量aと前記移動量bとの関係が整数倍(例えば2倍)に近似していると、
a=2×b ・・・(2)
となる。前述の(1)式のように用紙Sの横レジストが1a分ずれていたとした場合、横レジスト検知センサ14の1パルス分の移動距離がaなので1パルスの横レジストずれが生じていることになる。したがって、穿孔構成要素の移動のためには第2のステッピングモータ423に1a分の距離のパルスを入力する必要がある。1パルスの移動距離の関係が、前述の(2)式の関係にあるので、第2のステッピングモータ423に入力するパルス数は横レジスト検知センサ14から算出されたずれ量分のパルス数の2倍になる。
すなわち、横レジスト検知センサ414からの端部位置情報をパルスとして認識し、それを制御回路50のCPU51によって用紙幅サイズ情報と比較し、その用紙の横レジストのずれ量を算出し、その算出結果をパルスとして第2のステッピングモータ423に入力して穿孔構成要素を移動させる。そのとき、第2のステッピングモータ423に入力するパルス数が前記(2)式から求められるので、パルスで移動させる誤差が少なくなり、穿孔位置精度が向上する。また、ずれ量に関係なく、常に穿孔する構成ユニットを移動させる第2のステッピングモータ423に入力するパルス数は、前記(2)式で式化されているため、ソフトウェア制御も簡単になる。
この実施形態では、図4の横レジスト検知センサ414が図示矢印DR2方向に移動することによって用紙搬送方向と平行な用紙端部を検知した後、その検知情報によって穿孔構成要素が図5において図示矢印DR2方向に移動して穿孔するが、その前に横レジスト検知センサ414は待機位置に戻る。すなわち、横レジスト検知センサ414が用紙端部を検知した後には、次の用紙の端部差を検知するために再び待機位置HP(図5矢印DR1方向)に戻らなければならないため、迅速に戻れば戻るほど高生産性の画像形成装置にも対応できることになる。
横レジスト検知センサ414の待機位置(ホームポジション)は、用紙の搬送を妨げない位置にする必要がある。その位置から搬送されてくる用紙の端部を読み取るために図4矢印DR2方向の移動を開始するが、用紙の縦横も含めて種々の幅サイズに対応するためには、ガイド部材に沿って横レジスト検知センサ414で用紙端部位置を読み取りに行く必要がある。通常、固定されたガイド部材が横レジスト検知センサ414の可動範囲に存在すると、横レジスト検知センサ14の移動の妨げになるので、本実施形態では上ガイド426と下ガイド板431を横レジスト検知センサ414に装着した状態で一体的に移動するように構成されている。これにより、用紙のガイドを兼ねて搬送性能を安定させながら、搬送方向と平行な端部を検知する横レジスト検知センサ414を移動させることができる。さらに、横レジスト検知センサ414の図4矢印DR2方向の移動に伴って移動する上ガイド426は、固定されている固定上ガイド433と、また、下ガイド431は、固定されている固定下ガイド435とオーバーラップしながら用紙ガイドを構成している。
ここでスキュー補正について詳細に説明する。
画像形成装置PRで画像形成された用紙は、穿孔装置100へと搬送される。このとき、用紙にはスキューが発生していることが多く、このスキューを補正しないと穿孔位置精度は向上しない。そこで、穿孔を行う場合、停止したローラにニップに用紙先端を突き当てることによってスキューを補正する。
本実施形態では搬送ローラ1を用いたスキュー補正(通常スキュー補正)と、搬送ローラ2を用いたスキュー補正(スイッチバックスキュー補正)、通常スキュー補正とスイッチバックスキュー補正の両方を行う(複合スキュー補正)、の計3種類がある。以下は通常スキュー補正とスイッチバックスキュー補正の動作の詳細である。複合スキュー補正に関しては通常スキュー補正とスイッチバックスキュー補正を連続で行うだけであるので省略する。
〈通常スキュー補正〉
画像形成装置PRから用紙後処理装置PDに搬送された用紙の先端は、停止しているスキュー補正ローラ対(搬送ローラ)1のニップに突き当てられる。一定時間、突き当てられ用紙が適正量撓んだ後に、搬送ローラ1を加速させ余分に撓んだ分だけ受入速度よりも速く動作させて撓みを取る。搬送ローラ1の停止時間と回転開始タイミングは、入口センサ301をトリガにして行う。このときの入口センサ301と搬送ローラ1の動作のタイミングチャートを図7に、このときの制御手順を図9のフローチャートにそれぞれ示す。
図9において、画像形成装置PRから用紙が排出され(ステップS101)、入口センサ301がONになると(ステップS102−TM1)、制御回路50に設定された時間を計測するカウンタT1(不図示−CPU51に設定される)をクリアする(ステップS103)。カウンタT1によって一定時間(所定時間)の経過がカウントされると(ステップS104−TM2)、搬送ローラ1の速度を加速速度まで増速するスローアップを開始する(ステップS105−TM3)。搬送ローラ1のスローアップ動作が終了すると(ステップS106−TM4)、カウンタT1をクリアし(ステップS107)、さらにカウンタT1によって時間をカウントする。そして、一定時間(所定時間)経過すると(ステップS108−TM5)、搬送ローラ1を受入速度まで減速するスローダウンを開始する(ステップS109−TM6)。
なお、図7において、搬送ローラ1が停止状態から受入速度まで加速したときの状態と、受入速度から加速速度まで増速し、一定時間搬送した後減速して受入速度に至る間の状態との差によって搬送ローラ1のニップで規制されたときに用紙先端に撓みが発生する。
また、図6のように穿孔装置100に搬送ローラ1’があり、搬送ローラ1と搬送ローラ1’が独立して動作する場合を想定すると、図8のタイミングチャートに示すようなタイミングで動作する。すなわち、画像形成装置PRから搬入された用紙先端は搬送ローラ1’を通過し、停止している搬送ローラ1に突き当てられる。搬送ローラ1’は、あらかじめ決定された撓み量分となるように計算した分だけ移動させる。搬送ローラ1’の停止時にはあらかじめ決定された撓み量となっているわけである。その後、搬送ローラ1’及び搬送ローラ1を同時に加速する。このときの制御手順を図9のフローチャートに示す。
図9において、画像形成装置PRから用紙が排出され(ステップS201)、搬送ローラ1’を受入速度まで加速し(ステップS202−TM11)、入口センサ301がONになると(ステップS203−TM12)、制御回路50に設定された時間を計測するカウンタT1をクリアし(ステップS204)、カウンタT1によるカウントを開始する。そして一定時間(所定時間)経過すると(ステップS205−TM13)、搬送ローラ1’の停止動作を開始する(ステップS206−TM14)。搬送ローラ1’が停止すると(ステップS207−TM15)、カウンタT1をクリアし(ステップS208)、カウンタT1によるカウントを開始する(TM15)。そして、一定時間経過すると(ステップS209−TM16)、搬送ローラ1’及び搬送ローラ1を用紙受入速度まで増速するスローアップを開始する(ステップS210−TM17)。次いで、搬送ローラ1及び1’が用紙の受入速度(同一)になった時点で加速を止め(TM18)、等速で用紙を搬送する。
〈スイッチバックスキュー補正〉
画像形成装置PRから用紙後処理装置PDに搬入された用紙は、搬送ローラ1、入口センサ301、搬送ローラ2、スイッチバックセンサ302を通って下流側に搬送される。用紙後処理装置PDに搬入された用紙は、先端が搬送ローラ3を通過し、用紙後端がスイッチバックセンサ302を通過した時点で、一旦停止する。一定時間停止後、搬送ローラ2及び搬送ローラ3を逆転させ、用紙をスイッチバックさせる。このスイッチバックにより用紙を搬送ローラ1のニップに下流側から押し当て、当該ニップ位置で用紙を撓ませてスキュー補正する。その後、通常の搬送動作に移行する。このときの搬送ローラ1、動作搬送ローラ2、搬送ローラ3、入口センサ301、スイッチバックセンサ302の動作タイミングを図11のタイミングチャートに、そのときの制御手順を図12のフローチャートにそれぞれ示す。
図12において、画像形成装置PRから用紙が排出されると(ステップS301)、搬送ローラ1、2,3を受入速度まで加速する(ステップS302−TM21,22,23)。入口センサ301とスイッチバックセンサ302がそれぞれONになり(ステップS303−TM24,ステップS304−TM25)、入口センサがOFFになると(ステップS305−TM26)、搬送ローラ1の停止動作を開始する(ステップS306−TM27)。次いで、搬送ローラ1が停止し(ステップS307−TM28)、スイッチバックセンサがOFFになると(ステップS308−TM29)、搬送ローラ2,3の停止動作を開始する(ステップS309)。
搬送ローラ2,3が停止すると(ステップS310−TM30)、カウンタT1をクリアし(ステップS311)、カウンタT1によって一定時間(所定時間)の経過がカウントされると(ステップS312−TM31)、搬送ローラ3の逆転動作を開始する(ステップS313−TM32)。スイッチバックセンサがONになると(ステップS314−TM33)、カウンタT1をクリアし(ステップS315)、カウンタT1によって一定時間(所定時間)の経過がカウントされると(ステップS316−TM34)、搬送ローラ3の停止動作を開始する(ステップS317−TM35)。搬送ローラ3が停止すると(ステップS318−TM36)、カウンタT1をクリアし(ステップS319)、カウンタT1によって一定時間(所定時間)の経過がカウントされると(ステップS330−TM37)、搬送ローラ2,3を逆転速度まで加速し(ステップS331−TM38)、当該逆転速度で搬送する(TM39)。
前記それぞれのスキュー補正方法によってスキュー補正された用紙は、平行な一側端部の位置情報(横レジストの位置情報)を横レジスト検知ユニット100Aによって取得する。通常スキュー補正時は入口センサ301のON信号(用紙先端検知)あるいはOFF信号(用紙後端検知)に基づき、画像形成装置PRからの用紙サイズ情報を用いて横レジスト検知ユニット100Aの移動開始タイミングを計算する。また、スイッチバックスキュー補正及び複合スキュー補正ではスイッチバック後のスイッチバックセンサ302のON信号に基づき、画像形成装置PRから用紙サイズ情報を用いて横レジスト検知ユニット100Aの移動開始タイミングを計算する。
移動開始タイミングになると、横レジスト検知ユニット100Aは移動を開始し、横レジスト検知センサ414が用紙の端部位置情報を検知する。その後用紙は、搬送方向とは垂直に移動することのでき、かつ搬送された用紙に穿孔する穿孔ユニット100Bを通過し、穿孔位置にて用紙を停止させる。また、穿孔ユニット100Bは、前記用紙の側端部の位置情報から穿孔位置を計算した結果に基づいてその穿孔位置に移動させる。その後、用紙が停止していること、及び穿孔ユニット100Bが停止していることを確認し穿孔をする。
ところで、スイッチバックスキュー補正は、Z折り紙あるいはタブ紙に対して効果的である。用紙がZ折り紙かタブ紙であるかは、一般には画像形成装置PRの用紙情報を取得することにより判断することができる。Z折り紙の場合、図14(a)に示すように搬送ローラ対のニップへの突き当て部は折り目P1となる。理想では折り目P1の部分は用紙の後端部に対して水平であるが、図14(b)に示すように実際には折り目P1にはスキューが発生していることが多い。しかも、スキュー量も毎紙ごとにばらばらである。折り目P1にスキューが発生した状態でスキュー補正を行うと、折り目P1を搬送ローラに突き当てるので、用紙後端部に対して平行に穿孔が行われないという不具合が発生する。このようなことから通常Z折り紙では、スキュー補正を用いて穿孔を行うと用紙の穿孔位置精度が悪い。
しかし、本実施形態のようにスイッチパックスキュー補正を行うと、用紙後端P2を搬送ローラ対1のニップに押し当てられるのは用紙後端P2、すなわち、穿孔側の端部であり、用紙先端P1のスキューが問題となることはない。それゆえ、Z折り紙の場合にスイッチパックスキュー補正を行うと、容易に穿孔位置の精度向上を図ることができる。その際、従来技術に対してハード的な変更は不要で、ソフトウェアだけで対処できるので、非常に安価に実現することができる。
タブ紙の場合は、搬送ローラのニップへの突き当て部がタブとなることがある。この状態で通常のスキュー補正を行った場合は図14(c)に示すように用紙後端P2に対して穿孔位置が平行とならないという不具合が生じる。以上のことからタブ紙では、通常のスキュー補正を用いて穿孔を行うと用紙の穿孔位置精度が悪くなる。このような場合、スイッチバックスキュー補正を行うと、用紙後端P2を搬送ローラのニップに突き当てて補正するので、用紙後端P2に対して穿孔位置は平行となり、容易に穿孔位置の精度向上を図ることができる。
前記スイッチバックスキュー補正を行う場合、スイッチバックセンサ302がなくとも、ステッピングモータなどで入口センサ301からの距離を測定する(ステップ数をカウントする)ことによって制御することができる。しかし、厚紙などスリップしやすい用紙を用いた場合、入口センサ301からの距離を測定して制御を行うと、実際に用紙が移動した距離と、移動させたい距離に誤差が生じる。スキュー補正は撓み量を精度良く制御する必要性があることから、できる限りこの誤差を抑える必要がある。そこで、搬送ローラ1の下流側にスイッチバックセンサ302を設け、スイッチバックセンサ302の検出出力に基づいてスイッチバックスキュー補正制御を実行すると、確実に搬送ローラ1における用紙の撓み量を制御することができるので、用紙の穿孔位置精度の精度向上を図ることができる。なお、厚紙か否かは、用紙が撓んだ後、元の状態に完全に戻るか否かで決定される。また、一般に厚紙か否かの判定は画像形成装置側から用紙後処理装置に対する用紙の厚さ情報に基づいて行われる。一般には、厚紙である場合には、オペレータがソフトキーを選択し、その旨、操作パネルから入力される場合が多い。
スイッチバックスキュー補正は、通常のスキュー補正に対してスイッチバックさせるだけ動作時間が長くなる。そこで、普通紙に対しては通常スキュー補正を行い、Z折り紙あるいはタブ紙の場合のみスイッチバックスキュー補正を行えば良い。そこで、通常のスキュー補正からスイッチバックスキュー補正かを選択するようにする。この選択は、画像形成装置PRからの折りの種類を示す情報あるいはタブ紙か否かを示す情報に基づいてCPU51が判断し、自動的に実行する。あるいは、画像形成装置PRの操作パネルからオペレータが選択することにより実行される。なお、これらの選択動作に加えて、サービスマンが、CPU51が選択するかオペレータが選択するかというスキュー補正の選択モードを設定しておくこともできる。
また、厚紙やA5縦、LT縦等の突き当て面の少ない(フロントエッジの短い)用紙は、一般にスキューが補正しにくい。そこで、通常のスキュー補正を1回実行するだけでは補正しきれないスキューは、通常のスキュー補正を行った後、再度スイッチバックスキュー補正する複合スキュー補正を行うようにする。これにより、確実にスキュー補正を行うことができる。
このようにスキュー補正には、所定の搬送ローラのニップに用紙先端を突き当ててスキュー補正を行う通常スキュー補正、一旦搬送ローラを通過した後、搬送方向上流側に戻って前記搬送ローラのニップに用紙後端を突き当ててスキュー補正を行うスイッチバックスキュー補正、前記通常スキュー補正と前記スイッチバックスキュー補正とを組み合わせた複合スキュー補正がある。また、これらのスキュー補正の特徴は前述の通りである。
そこで、サイズ情報、Z折り紙情報、タブ紙情報によって、通常スキュー補正、スイッチバックスキュー補正、複合スキュー補正のいずれかを、あるいは、用紙の厚さ情報、Z折り紙情報、タブ紙情報によって、通常スキュー補正、スイッチバックスキュー補正、複合スキュー補正のいずれかを、さらには、画像形成装置のスキュー補正情報によって、通常スキュー補正、スイッチバックスキュー補正、複合スキュー補正のいずれかを選択する。選択は前述のようにCPU51あるいはオペレータの手動入力によって実行される。
なお、第1の手段における第1の搬送ローラは本実施形態における搬送ローラ1又は2に対応し、第2の搬送ローラは搬送ローラ2又は3に対応する。スキューの補正については、パンチ刃415(穿孔個所)の位置とは関係がない。例えば穿孔をする場合であっても、搬送ローラ2を用紙の後端が抜けて搬送ローラ3によってスイッチバックさせ、用紙を撓ませてスキュー補正を行い、搬送ローラ2をパンチ位置まで逆転させれば、位置精度の良い穿孔が可能になる。搬送ローラ1に対してスイッチバックさせたときは、搬送ローラ1を一旦逆転させた後、正転させて穿孔位置まで送る。これにより位置精度の良い穿孔が可能になる。
また、第7の手段においては、第1の搬送ローラは本実施形態における搬送ローラ1に、第2の搬送ローラは搬送ローラ2に、第3の搬送ローラは搬送ローラ3に対応するが、この場合もスイッチバックさせる搬送ローラを搬送ローラ1あるいは2として前述のようにしてスキュー補正した後、穿孔位置まで搬送することにより、位置精度の良い穿孔が可能となる。
以上のように、本実施形態によれば、
1)Z折り紙及びタブ紙についてスイッチバックスキュー補正を行うことにより、容易に穿孔位置精度を向上させることができる。その際、特別な機構や装置が不要で、ソフトウェアだけで対処することができるので、非常に安価に精度向上を図ることが可能となる。2)スイッチバックスキュー補正によりスキュー補正を行うので、厚紙などのスリップの多い用紙に対しても普通紙と同様の穿孔位置精度が期待できる。
3)スイッチバックスキュー補正は、通常スキュー補正に対して動作時間が長くなる。そこで、普通紙に対しては通常スキュー補正を行い、Z折り紙あるいはタブ紙の場合にスイッチバックスキュー補正を行うので、Z折り紙以外での動作時間の短縮を図ることができる。
4)厚紙や突き当て面の少ない用紙等のようにスキューが補正しにくい用紙については、通常スキュー補正とスイッチバックスキュー補正をそれぞれ実行するので、1度のスキュー補正では補正しきれないスキューを確実に補正することができる。
5)スイッチバックスキュー補正及び複合スキュー補正の場合は、補正のための処理時間は通常スキュー補正の場合よりも長くなるが、紙間が長いような場合には、効率を下げることなくスキュー精度あるいは穿孔位置精度を上げることができる。
等の効果を奏する。
本発明の実施形態に係る用紙処理装置としての用紙後処理装置と画像形成装置とからなる画像形成システムのシステム構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る用紙後処理装置の制御構成を示すブロック図である。 図1における穿孔装置を正面から見た構成図である。 図3の穿孔装置に備えられた横レジスト検知ユニットの側面図である。 図3の穿孔装置に備えられた穿孔ユニットの側面図である。 図3に示した第1の搬送ローラの前段にさらに第4の搬送ローラを設けた穿孔装置の構成図である。 図3の穿孔装置において、第1の搬送ローラのニップに用紙先端を突き当ててスキュー補正を行う通常スキュー補正のタイミングを示すタイミングチャートである。 図6の搬送装置において、第1の搬送ローラのニップに用紙先端を突き当ててスキュー補正を行う通常スキュー補正のタイミングを示すタイミングチャートである。 図7の動作タイミングに対応する通常スキュー補正の処理手順を示すフローチャートである。 図8の動作タイミングに対応する通常スキュー補正の処理手順を示すフローチャートである。 図3の穿孔装置において実行されるスイッチバックスキュー補正の動作タイミングを示すタイミングチャートである。 図11の動作タイミングに対応するスイッチバックスキュー補正の処理手順を示すフローチャートである。 横レジストずれの補正動作原理を示す説明図である。 用紙の折り又は種類とスキューの発生状態を示す説明図である。
符号の説明
1 ,2,3 搬送ローラ
50 制御装置
51 CPU100A 横レジスト検知ユニット
100A 検知ユニット
100B 穿孔ユニット100B
301 入口センサ
302 スイッチバックセンサ
FR 用紙後処理装置
PR 画像形成装置

Claims (20)

  1. 用紙の搬送経路に設けられた第1の搬送ローラと、
    前記第1の搬送ローラよりも用紙搬送方向下流側に設けられた第2の搬送ローラと、
    前記第1及び第2の搬送ローラをそれぞれ独立して駆動する駆動手段と、
    前記駆動手段を制御する制御手段と、
    を備え、
    前記制御手段は搬送された前記用紙を前記第2の搬送ローラによってスイッチバックし、前記第1の搬送ローラに突き当ててスキュー補正を行うことを特徴とするスキュー補正装置。
  2. 請求項1記載のスキュー補正装置において、
    前記第1の搬送ローラよりも用紙搬送方向上流側に前記用紙の先端を検知する第1の用紙検知手段を備えていることを特徴とするスキュー補正装置。
  3. 請求項1記載のスキュー補正装置において、
    前記第1の搬送ローラよりも用紙搬送方向下流側に前記用紙の先端又は後端を検知する第2の用紙検知手段を備えていることを特徴とするスキュー補正装置。
  4. 請求項1ないし3のいずれか1項に記載のスキュー補正装置において、
    前記制御手段は
    前記第1の搬送ローラに用紙搬送方向上流側から用紙先端を当接させてスキュー補正を行う通常スキュー補正、
    前記第1の搬送ローラに前記第2の搬送ローラによって用紙搬送方向下流側から用紙後端を当接させてスキュー補正を行うスイッチバックスキュー補正、
    前記通常スキュー補正を実行した後、前記スイッチバックスキュー補正を実行する複合スキュー補正、
    のいずれかを選択して実行することを特徴とするスキュー補正装置。
  5. 請求項4記載のスキュー補正装置において、
    前記選択は、用紙のサイズ、用紙の厚さ、用紙の折り、用紙の平面形状のいずれかに基づいて行われることを特徴とするスキュー補正装置。
  6. 請求項5記載のスキュー補正装置において、
    前記用紙の折りの種類がZ折りの場合、及び前記用紙の平面形状がタブを有するタブ紙の場合はスイッチバックスキュー補正が選択され、
    前記用紙のサイズが突き当て面の少ない用紙サイズの場合、及び用紙の厚さが厚紙である場合は複合スキュー補正が選択され、
    前記以外の場合は通常スキュー補正が選択されること
    を特徴とするスキュー補正装置。
  7. 用紙に穿孔する穿孔手段と、
    前記穿孔手段よりも用紙搬送方向上流側に位置する第1の用紙検知手段と、
    前記穿孔手段よりも用紙搬送方向上流側に位置する第1の搬送ローラと、
    前記穿孔手段よりも用紙搬送方向下流側に設けられた第2の搬送ローラと、
    前記第2の搬送ローラよりも用紙搬送方向下流側に設けられた第3の搬送ローラと、
    前記第1、第2及び第3の搬送ローラをそれぞれ独立して駆動する駆動手段と、
    前記駆動手段を制御する制御手段と、
    を備え、
    前記制御手段は、搬送された前記用紙を前記第2の搬送ローラによってスイッチバックし、前記第1の搬送ローラに用紙後端を突き当ててスキュー補正を行うことを特徴とする穿孔装置。
  8. 請求項7記載の穿孔装置において、
    前記用紙の折り形状により用紙搬送方向上流側から前記第1の搬送ローラのニップに当接させて通常スキュー補正を行うか、前記第2の搬送ローラによって前記用紙を用紙搬送方向下流側からスイッチバックさせ、前記第1の搬送ローラのニップに当接させてスイッチバックスキュー補正を行うか、を選択することを特徴とする穿孔装置。
  9. 請求項8記載の穿孔装置において、
    前記折り形状がZ折り形状の場合に、スイッチバックスキュー補正が選択されることを特徴とする穿孔装置。
  10. 請求項7記載の穿孔装置において、
    前記用紙の平面形状により用紙搬送方向上流側から前記第1の搬送ローラのニップに当接させて通常スキュー補正を行うか、用紙搬送方向下流側からスイッチバックさせ、前記第1の搬送ローラのニップに当接させてスイッチバックスキュー補正を行うか、を選択することを特徴とする穿孔装置。
  11. 請求項10記載の穿孔装置において、
    前記平面形状がタブを有するタブ紙形状の場合に、スイッチバックスキュー補正が選択されることを特徴とする穿孔装置。
  12. 請求項8ないし10のいずれか1項に記載の穿孔装置において、
    前記選択が前記制御装置によって行われることを特徴とする穿孔装置。
  13. 請求項8ないし10のいずれか1項に記載の穿孔装置において、
    前記選択がオペレータ又はサービスマンからの外部入力により行われることを特徴とする穿孔装置。
  14. 請求項7記載の穿孔装置において、
    前記制御手段は
    前記第1の搬送ローラに用紙搬送方向上流側から用紙先端を当接させてスキュー補正を行う通常スキュー補正、
    前記第1の搬送ローラに前記第2の搬送ローラによって用紙搬送方向下流側から用紙後端を当接させてスキュー補正を行うスイッチバックスキュー補正、
    前記通常スキュー補正を実行した後、前記スイッチバックスキュー補正を実行する複合スキュー補正、
    のいずれかを選択して実行することを特徴とする穿孔装置。
  15. 請求項7記載の穿孔装置において、
    前記用紙の折りの種類がZ折りの場合、及び前記用紙の平面形状がタブを有するタブ紙の場合はスイッチバックスキュー補正が選択され、
    前記用紙のサイズが突き当て面の少ない用紙サイズの場合、及び用紙の厚さが厚紙である場合は複合スキュー補正が選択され、
    前記以外の場合は通常スキュー補正が選択されること
    を特徴とする穿孔装置。
  16. 請求項1ないし6のいずれか1項に記載のスキュー補正装置を備えていることを特徴とする用紙処理装置。
  17. 請求項1ないし6のいずれか1項に記載のスキュー補正装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
  18. 請求項7ないし15のいずれか1項に記載の穿孔装置を備えていることを特徴とする用紙処理装置。
  19. 請求項7ないし15のいずれか1項に記載の穿孔装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
  20. 請求項16又は18記載の用紙処理装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
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