JP2010137977A - シート整合装置、シート処理装置、及び画像形成装置 - Google Patents

シート整合装置、シート処理装置、及び画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】平面状の壁面でカール紙や腰のないシートを押しても、精度良く整合されたシート束を提供することができるようにする。
【解決手段】搬入されてきたシートSnの端部(コバ面a)をジョガー53bの整合面53zによって押すことにより移動させてシートSnを整合するシート整合装置であって、整合面53zは平面状に形成され、整合面53zにシートSnのカール部SCの端部(コバ面a)が当接し、シートSnが押されたときに、ジョガー53bは端部(コバ面a)を整合面53zに当接した位置で保持する。この保持は、シートSnのカール部SCの角度と整合面53zの摩擦係数により決まる摩擦力により維持される。
【選択図】図27

Description

この発明は、搬入された記録紙、OHPシートなどのシート部材(シート状記録媒体−本明細書では、単に「シート」と称す)を整合するシート整合装置、このシート整合装置を備え、シートに対して仕分け、スタック、綴じ、折り、穴明けなどの所定の処理を実行するシート処理装置及びこのシート処理装置を一体又は別体に備えた画像形成装置に関する。
画像形成装置からシートを1枚ずつ順次受け取り、複数枚のシート束に整合し、綴じ処理を自動で行い、あるいはパンチ穴を明けたシートをシート束として整合し、部毎に仕分けするなどの所謂フィニッシャーと称され、シートに後処理を施すシート後処理装置においては、種々様々なシートを取り扱うが、中でも腰のないシート(用紙)やカールのあるシートを整合し、あるいは搬送する場合に問題がある。その問題とは、排紙したシートにカールがあると、整合手段で整合するときに整合手段の壁面で確実にシートを押して移動させることができないという問題である。
即ち、 図31は従来から実施されている一般的なシート整合装置の例を示す図である。図31(a)は整合トレイ100のシート束S上に、新たに排紙されたシート(最上紙)Snの状態を示している。この状態では、シートSnの両側部はカールしている。この状態でジョガー101,102の可動側のジョガー102が移動して、シートSnの端部を押しても図31(b)に示すようにシートのコバ面aがすり上がり、ジョガー102がシート束Sの側面まで移動しても、シートSnは移動しない。そのため、図31(c)に示すようにジョガー102がホームポジションに戻ると、コバ面aは図31(a)の状態に戻るが、シートSnは移動していないので、シートは整合されないことになる。このような現象はカール紙のみならず、腰の弱いシートでも同様で、ジョガーでシート端部を押したときにシート端部が座屈してシートは移動しないという現象が生じる。また、たとえ移動しても、座屈する前までの移動量でしか整合が行われず、結局整合は不完全なものとならざるを得ない。
ここでいうコバ面とは、シート束を裁断したときの裁断面に相当し、大サイズのシート束を裁断して小サイズのシート束を作成する際に形成される。このコバ面aはシートの縦方向の端部、及び横方向の側部が相当し、本明細書では、端部又は側部を称しているが、コバ面と等価である。
そこで、このようなカール紙や腰のないシート類を処理するためのシート処理装置が例えば特許文献1あるいは2に提案されている。
このうち特許文献1には、シートを収納又は排出積載させるシート載置手段と、該シート載置手段上のシートの両側に位置し、少なくとも一方が他方との間の間隔を広狭する方向に移動する可動体でありその移動によりシート載置手段上のシートを寄せ移動させてシートの両側端を両者間に規制して紙揃えする、一対のシート側端規制側板を有し、該シート側端規制側板のシート側端との接触面は、上方から下方に向けてはシートに対する抵抗を小さくし、下方から上方に向けてはシートに対する抵抗を大きく構成し、シートがカールしていても正しく紙揃えされるようにした発明が記載されている。その際、この抵抗を大きくする手段としては、下方へ傾斜させた植毛やのこぎり状の凹凸を施して抵抗を大きくする方法がとられている。
また、特許文献2には、シートの下側端部を保持するプッシャ機構の保持面に、シートの下側端部がシートの押圧方向には移動しやすく、その逆方向には戻りにくくなるような処理を施し、一旦押圧整合されたシートがプッシャ機構31の保持面上で移動しないように考慮した発明が記載されている。
特開平6−016318号公報 特許第3648073号明細書
このように、従来技術では、ジョガー壁面に凹凸を付け、あるいは植毛の方向を規定することによってシートのコバ面の滑りを抑止して整合するように意図しているが、ジョガーの揃え精度に面形状としての凹凸あるいは植毛による凹凸の影響が出て、整合後のシート束の側面に前記凹凸に沿った凹凸が生じ、平面状の壁面によって整合されたときのような綺麗な紙揃えを行うことができなかった。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、平面状の壁面でカール紙や腰のないシートを押しても、精度良く整合されたシート束を提供す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、搬入されてきたシート部材の端部を整合部材の整合面によって押すことにより移動させて前記シート部材を整合するシート整合装置において、前記整合面は平面状に形成され、前記整合面に前記シート部材のカールした端部が当接し、前記シート部材が押されたときに、前記整合部材は前記端部を前記整合面に当接した位置で保持する保持手段を備えていることを特徴とする。
第2の手段は、第1の手段において、前記保持手段は前記シート部材のカール部の角度と前記整合面の摩擦係数により決まる摩擦力により前記端部を保持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、前記カール部の角度が45度以下であ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、前記整合面はコーティングにより保持機能を得ていることを特徴とする。
第5の手段は、第4の手段において、前記コーティングがウレタンコーティングであることを特徴とする。
第6の手段は、第5の手段において、前記コーティングされたウレタンが導電性を備えていることを特徴とする。
第7の手段は、整合トレイ上に搬送されてきたシート部材に対して搬送方向と直交する幅方向を揃える第1の横方向整合手段及び搬送方向を揃える第1の縦方向整合手段を含む第1の整合装置と、前記整合トレイ上で整合されたシート束に対して所定の処理を施す第1の処理装置と、前記整合トレイ上で整合されたシート束を下流に移送する束移送手段と、を有するシート処理装置において、前記第1の横方向整合手段、前記第1の縦方向整合手段、及び前記束移送手段は前記シート部材のカールした端部が当接する平面状の当接面をそれぞれ有し、前記各手段のうち少なくとも1つの当接面が、前記シート部材の端部が当接した位置で当該端部を保持する保持手段を備えていることを特徴とする。
第8の手段は、第7の手段において、前記束移送手段の後段に設けられ、前記シート束に対して所定の処理を施す第2の処理装置と、前記第2の処理装置で処理する前に前記シート束に対して搬送方向と直交する幅方向を揃える第2の横方向整合手段及び搬送方向を揃える第2の縦方向整合手段を含む第2の整合装置と、前記第2の整合装置に対してシート束を移動させて位置決めする束搬送手段と、を備え、前記各手段は前記シート束の端部が当接する平面状の当接面をそれぞれ有し、前記各手段のうち少なくとも1つの当接面が、前記シート束の端部が当接した位置で当該端部を保持する保持手段を備えていることを特徴とする。
第9の手段は、第7又は第8の手段において、前記保持手段は前記シート部材のカール部の角度と前記整合面の摩擦係数により決まる摩擦力により前記端部を保持することを特徴とする。
第10の手段は、第9の手段において、前記カール部の角度が45度以下であることを特徴とする。
第11の手段は、第7ないし第10のいずれかの手段おいて、前記当接面はコーティングにより所望の摩擦係数を得ていることを特徴とする。
第12の手段は、第11の手段において、前記コーティングがウレタンコーティングであることを特徴とする。
第13の手段は、第12の手段において、前記コーティングされたウレタンが導電性を備えていることを特徴とする。
第14の手段は、第7又は第8の手段において、前記束移送手段が、前記整合トレイのシート集積面に対して進出後退し、前記進出したときに前記シート束の搬送方向後端部に当接してシート束を移送する当接部を備えた無端ベルトであることを特徴とする。
第15の手段は、第7ないし第14のいずれかの手段において、前記第1の処理装置がシート束に対して綴じ処理を行う綴じ装置であることを特徴とする。
第16の手段は、第15の手段において、前記綴じ装置がシート束の端部を綴じる端綴じ装置又はシート束の中央を綴じる中綴じ装置であることを特徴とする。
第17の手段は、第7ないし第14のいずれかの手段において、前記第2の処理装置がシート束の中央を綴じる中綴じ装置であることを特徴とする。
第18の手段は、第7ないし第14のいずれかの手段において、前記第2の処理装置がシート束の中央を折る折り装置であることを特徴とする。
第19の手段は、第7ないし第18のいずれかの手段において、前記カールした端部を押圧する押圧手段を備えていることを特徴とする。
第20の手段は、第7ないし第19のいずれかの手段に係るシート処理装置を画像形成装置が一体又は別体に備えていることを特徴とする。
なお、後述の実施形態では、シート部材はシートSnに、シート束は符号Sに、整合部材はジョガー53,53a,53bに、整合面は符号53z及び当接面52acoat,52b’coat、カールした端部はコバ面aに、コーティングはコーティング層53coatに、第1の横方向整合手段はジョガー53,53a,53bに、第1の縦方向整合手段は後端フェンス51,51a,51b、及び先端揃え爪52bに、第1の処理装置は端面綴じスティプラS1に、束移送手段は放出爪52aと放出ベルト52に、第2の処理装置は中綴じスティプラS2、あるいは折りプレート74及び折りローラ81に、第2の横方向整合手段は中綴じ上ジョガーフェンス250a及び中綴じ下ジョガーフェンス250bに、第2の縦方向整合手段は可動後端フェンス73及び後端叩き爪251に、束搬送手段は可動後端フェンス73に、押圧手段は後端押さえレバー110あるいは押圧マイラ53c,53dに、シート処理装置はシート後処理装置PDに、画像形成装置は符号PRに、それぞれ対応する。
本発明によれば、整合部材が、シート部材を押して整合するときにシート部材の端部を整合面に当接した位置で保持する保持機能を備えているので、平面状の壁面でカール紙や腰のないシートを押しても、精度良く整合されたシート束を提供することができる。
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
1.全体構成
図1は本発明の実施形態に係るシート処理装置としてのシート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、シート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、シート後処理装置PDは、画像形成装置PRの側部に取付けられており、画像形成装置PRから排出された記録媒体、ここではシートはシート後処理装置PDに導かれる。前記シートは、1枚のシートに後処理を施す後処理手段(この実施形態では穿孔手段としてのパンチユニット100)を有する搬送路Aを通り、上トレイ201へ導く搬送路B、シフトトレイ202へ導く搬送路C、整合及びスティプル綴じ等を行う処理トレイF(以下、端面綴じ処理トレイとも称する)へ導く搬送路D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。なお、以下の説明において、シートを示す符号Sn及びシート束を示す符号Sは、煩雑になることから適宜省略する。
画像形成装置PRは、特に図示しないが入力される画像データを印字可能な画像データに変換する画像処理回路、画像処理回路から出力される画像信号に基づいて感光体に光書き込みを行う光書き込み装置、光書き込みにより感光体に形成された潜像をトナー現像する現像装置、現像装置によって顕像化されたトナー像をシートに転写する転写装置、及びシート転写されたトナー像を定着する定着装置を少なくとも備え、トナー画像が定着されたシートをシート後処理装置PDに送り出し、シート後処理装置PDによって所望の後処理が行われる。画像形成装置PRはここでは前述のように電子写真方式のものであるが、インクジェット方式、熱転写方式などの公知の画像形成装置が全て使用できる。なお、この実施形態では、前記画像処理回路、光書き込み装置、現像装置、転写装置、及び定着装置が画像形成手段を構成している。
搬送路A及びDを経て端面綴じ処理トレイFへ導かれ、端面綴じ処理トレイで整合及びスティプル等を施されたシートは、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C、折り等を施す処理トレイG(以下、中綴じ・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、中綴じ・中折り処理トレイGで折り等を施されたシートは搬送路Hを通り下トレイ203へ導かれる。また、搬送路D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、シート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によってシート後端をシート収容部Eへ導き、滞留させた後、次シート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枚以上のシートを重ね合せて搬送することも可能である。符号304はシートをプレスタックさせる際の逆送タイミングを設定するためのプレスタックセンサである。
搬送路B、搬送路C及び搬送路Dの上流で各々に対し共通な搬送路Aには、画像形成装置PRから搬入されるシートを検出する入口センサ301、その下流に入口ローラ1、パンチユニット100、パンチかすホッパ101、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B、搬送路C、搬送路Dへシートを振り分ける。
搬送路Bへシートを導く場合は、図1の状態で前記ソレノイドはOFF、搬送路Cへシートを導く場合は、図1の状態から前記ソレノイドをONすることにより、分岐爪15は上方に、分岐爪16は下方にそれぞれ回動した状態となり、搬送ローラ3から排紙ローラ4を経て上トレイ201にシートを排出する。搬送路Dへシートを導く場合は、分岐爪16は図1の状態で前記ソレノイドはOFF、分岐爪15は図1の状態から前記ソレノイドをONすることにより、上方に回動した状態となり、搬送ローラ5及び排紙ローラ対6(6a,6b)を経てシートをシフトトレイ202側に搬送する。
このシート後処理装置では、シートに対して、穴明け(パンチユニット100)、シート揃え+端部綴じ(ジョガーフェンス53、端面綴じスティプラS1)、シート揃え+中綴じ(中綴じ上ジョガーフェンス250a、中綴じ下ジョガーフェンス250b、中綴じスティプラS2)、シートの仕分け(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。
2.シフトトレイ部
このシート後処理装置PDの最下流部に位置するシフトトレイ排紙部Iは、シフト排紙ローラ6(6a,6b)と、戻しコロ13と、紙面検知センサ330と、シフトトレイ202と、図2に示すシフト機構Jと、図3に示すシフトトレイ昇降機構Kとにより構成される。なお、図2はシフト機構Jの詳細を示す要部を拡大した斜視図、図3はシフトトレイ昇降機構Kの要部を拡大した斜視図である。
図1及び図3において、符号13は戻しコロを示し、戻しコロ13はシフト排紙ローラ6から排出されたシートと接して前記シートの後端を図2に示すエンドフェンス32に突き当てて揃えるためのスポンジ製のコロからなる。この戻しコロ13は、シフト排紙ローラ6の回転力で回転するようになっている。戻しコロ13の近傍にはトレイ上昇リミットスイッチ333が設けられており、シフトトレイ202が上昇して戻しコロ13を押し上げると、前記トレイ上昇リミットスイッチ333がオンしてトレイ昇降モータ168が停止する。これによりシフトトレイ202のオーバーランが防止される。また、戻しコロ13の近傍には、図1に示すように、シフトトレイ202上に排紙されたシートもしくはシート束の紙面位置を検知する紙面位置検知手段としての紙面検知センサ330が設けられている。
図1では詳細には図示していないが、紙面検知センサ330は、図3に示す紙面検知レバー30と、紙面検知センサ(スティプル用)330aと紙面検知センサ(ノンスティプル用)330bとから構成されている。紙面検知レバー30は、レバーの軸部を中心に回動可能に設けられ、シフトトレイ202に積載されたシートの後端上面に接触する接触部30aと扇形の遮蔽部30bとを備えている。上方に位置する紙面検知センサ(スティプル用)330aは主にスティプル排紙制御に用いられ、紙面検知センサ(ノンスティプル用)330bは主にシフト排紙制御に用いられる。
本実施形態では、紙面検知センサ(スティプル用)330a及び紙面検知センサ(ノンスティプル用)330bは、遮蔽部30bによって遮られたときにオンするようになっている。したがって、シフトトレイ202が上昇して紙面検知レバー30の接触部30aが上方に回動すると、紙面検知センサ(スティプル用)330aがオフし、さらに回動すると紙面検知センサ(ノンスティプル用)330bがオンする。シートの積載量が所定の高さに達したことが紙面検知センサ(スティプル用)330aと紙面検知センサ(ノンスティプル用)330bによって検知されると、シフトトレイ202はトレイ昇降モータ168の駆動により所定量下降する。これにより、シフトトレイ202の紙面位置は略一定に保たれる。
2.1.シフトトレイの昇降機構
シフトトレイ202の昇降機構について詳細に説明する。
図3に示すようにシフトトレイ202は、駆動ユニットLにより駆動軸21が駆動されることにより昇降する。駆動軸21と従動軸22との間にはタイミングベルト23がタイミングプーリを介してテンションをもって掛けられ、このタイミングベルト23にシフトトレイ202を支持する側板24が固定されている。このように構成することにより、シフトトレイ202を含むユニットが昇降可能にタイミングベルト23に吊り下げられている。
駆動ユニットLは、トレイ昇降モータ168とウォームギア25とから構成され、駆動源としての正逆転可能なトレイ昇降モータ168で発生した動力が、ウォームギア25を介して駆動軸21に固定されたギア列の最終ギアに伝達され、シフトトレイ202を上下方向に移動させるようになっている。動力伝達系統がウォームギア25を介しているため、シフトトレイ202を一定位置に保持することができ、このギア構成により、シフトトレイ202の不意の落下事故等を防止することが可能となっている。
シフトトレイ202の側板24には、遮蔽板24aが一体に形成され、下方には積載シートの満載を検出する満杯検知センサ334と下限位置を検出する下限センサ335が配置されており、遮蔽板24aによって満杯検知センサ334と下限センサ335とがオン・オフされるようになっている。満杯検知センサ334と下限センサ335はフォトセンサであり、遮蔽板24aによって遮られたときにオンするようになっている。なお、図3において、シフト排紙ローラ6は省略している。
シフトトレイ202の揺動(シフト)機構は図2に示すように、シフトモータ169とシフトカム31とからなり、シフトモータ169を駆動源としてシフトカム31を回転させることにより、シフトトレイ202はシート排紙方向と直交する方向に往復動する。シフトカム31には回転軸中心から一定量離れた位置にピン31aが立てられ、そのピン31aの他端部がエンドフェンス32の係合部材32aの長孔部32bに遊嵌されている。係合部材32aはエンドフェンス32の背面(シフトトレイ202が位置しない側の面)に固定され、前記シフトカム31のピン31aの回動位置に応じて、シート排紙方向と直交する方向に往復動し、これに伴ってシフトトレイ202もシート排紙方向と直交する方向に移動する。シフトトレイ202は図1において手前側と奥側の2つの位置で停止し(図2のシフトカム31の拡大図に対応)、その停止制御はシフトカム31の切り欠きをシフトセンサ336により検出し、この検出信号に基づいてシフトモータ169をON、OFF制御することにより行われる。
シフト排紙ローラ6は、駆動ローラ6aと従動ローラ6bを有し、図1及び図4に示すように、従動ローラ6bはシート排出方向上流側が支持され上下方向に回動自在設けられた開閉ガイド板33の自由端部に回転自在に支持されている。従動ローラは6b自重又は付勢力により駆動ローラ6aに当接しシートは両ローラ間に挟持されて排出される。綴じ処理されたシート束が排出されるときは、開閉ガイド板33が上方に回動し、所定のタイミングで戻るようになっており、このタイミングはシフト排紙センサ303の検知信号に基づいて決定される。その停止位置は排紙ガイド板開閉センサ331の検知信号に基づいて決定され、排紙ガイド板開閉モータ167により駆動される。
エンドフェンス32の前面側には、前記シフトトレイ202の案内用の突条32cが設けられ、シフトトレイ202の後端部がこの突条32cに上下動自在に遊嵌され、これにより、シフトトレイ202は上下動可能かつシート搬送方向と直交する方向に往復動可能にエンドフェンス32に支持される。なお、エンドフェンス32はシフトトレイ202上の積載紙の後端をガイドし、後端を揃える機能を有する。
2.2.排紙部
図4はシフトトレイ202への排紙部の構造を示す斜視図である。
図1及び図4において、シフト排紙ローラ6は、駆動ローラ6aと従動ローラ6bを有し、従動ローラ6bはシート排出方向上流側が支持され、上下方向に揺動自在設けられた開閉ガイド板33の自由端部に回転自在に支持されている。従動ローラ6bは自重又は付勢力により駆動ローラ6aに当接し、シートは両ローラ6a,6b間に挟持されて排出される。綴じ処理されたシート束が排出されるときは、開閉ガイド板33が上方に引き上げられ、所定のタイミングで戻されるようになっており、このタイミングはシフト排紙センサ303の検知信号に基づいて決定される。その停止位置は排紙ガイド板開閉センサ331の検知信号に基づいて決定され、排紙ガイド板開閉モータ167により駆動される。なお、排紙ガイド板開閉モータ167は排紙ガイド板開閉リミットスイッチ332のオン・オフにより駆動制御される。
3.端面綴じ処理トレイ
3.1.端面綴じ処理トレイの全体構成
スティプル処理を施す端面綴じ処理トレイFの構成を詳細に説明する。
図5はこの端面綴じ処理トレイFをシート搬送面に垂直な方向から見た平面図、図6Aは端面綴じ処理トレイFとその駆動機構を示す斜視図、図6Bは後端押さえ機構の概略を示す正面図、図6Cは後端押さえ機構の詳細を示す要部斜視図、図7はシート束の放出機構を示す斜視図である。
まず、図6Aに示すように、スティプル排紙ローラ11によって端面綴じ処理トレイFへ導かれたシートは、端面綴じ処理トレイF上に順次積載される。この場合、シート毎に叩きコロ12で縦方向(シート搬送方向)の整合が行われ、ジョガーフェンス53によって横方向(シート搬送方向と直交する方向−シート幅方向とも称す)の整合が行われる。ジョブの切れ目、すなわち、シート束の最終紙から次のシート束先頭紙までの間で、制御装置(図15参照)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シート束は、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。
3.2.シート放出機構
放出爪52aは、図7に示すように、放出ベルトHPセンサ311によりそのホームポジションが検知されるようになっており、この放出ベルトHPセンサ311は放出ベルト52に設けられた放出爪52aによりオン、オフする。この放出ベルト52の外周上には対向する位置に2つの放出爪52a,52a’が配置され、端面綴じ処理トレイFに収容されたシート束を交互に移動搬送する。また必要に応じて放出ベルト52を逆回転し、これからシート束を移動するように待機している放出爪52aと対向側の放出爪52a’の背面で端面綴じ処理トレイFに収容されたシート束の搬送方向先端を揃えるようにすることもできる。したがって、この放出爪52a,52a’はシート束のシート搬送方向の揃え手段としても機能する。
また、図5に示すように、放出モータ157により駆動される放出ベルト52の駆動軸には、シート幅方向の整合中心に放出ベルト52とその駆動プーリ62とが配置され、駆動プーリ62に対して対称に放出ローラ56が配置、固定されている。さらに、これらの放出ローラ56の周速は放出ベルト52の周速より速くなるように設定されている。なお、符号64a,64bは前側板及び後側板、符号51a及び51bはそれぞれ前側及び後ろ側の後端フェンス(図1では符号51で示す)、符号53a、53bは前側及び後ろ側のジョガーフェンスである。
3.3.処理機構
図6Aに示すように、叩きコロ12は支点12aを中心に叩きSOL(ソレノイド)170によって振り子運動を与えられ、端面綴じ処理トレイFへ送り込まれたシートに間欠的に作用してシートを後端フェンス51に突き当てる。なお、叩きコロ12は反時計回りに回転する。ジョガーフェンス53は、図5に示すように前後一対(53a,53b)設けられ、正逆転可能なジョガーモータ158によりタイミングベルトを介して駆動されてシート幅方向に往復移動する。また、ジョガーフェンス53a,53bの内側には、シート束の両端部を厚み方向に押さえ、カールを抑制する薄板状の押圧マイラ53c,53dが設けられている。この押圧マイラ53c,53dの押圧力はシートあるいはシート束の搬送方向の移動に障害を及ぼすことがなく、カールを抑制するに足るような微力の押圧力である。この押圧力は実験的に設定される。
端面綴じスティプラS1は、図8のスティプラS1を移動機構とともに示す斜視図から分かるように、正逆転可能なスティプラ移動モータ159によりタイミングベルトを介して駆動され、シート端部の所定位置を綴じるためにシート幅方向に移動する。その移動範囲の一側端には、端面綴じスティプラS1のホームポジションを検出するスティプラ移動HPセンサ312が設けられており、シート幅方向の綴じ位置は、前記ホームポジションからの端面綴じスティプラS1移動量により制御される。端面綴じスティプラS1は、図9の斜視図に示すように針の打ち込み角度をシート端部と平行あるいは斜めに変更できるように、さらには、前記ホームポジション位置でスティプラS1の綴じ機構部だけを所定角度斜めに回転させ、スティプル針の交換が容易にできるように構成されている。スティプラS1は斜めモータ160によって斜め回転し、針交換位置センサ313によって所定の斜めの角度に、あるいは、前記針の交換位置まで達したことが検出されると、斜めモータ160は停止する。斜め打ちが終了し、あるいは針交換が終了すると、元の位置まで回転して次のスティプルに備える。
なお、図5の両側板64a,64b間に端面綴じ処理トレイFの各構成要素が配備されている。スライド軸66もその1つであり、一対の後端フェンス51(左右別体なので、図5では前側後端フェンスを符号51a、後側後端フェンスと符号51b)がこのスライド軸66に沿ってスライド移動する。後端フェンス51a,51b間には引っ張りスプリング67が設けられており、両者間に互いに近接する付勢力を常時付与し、オームポジションへの位置決めを図っている。符号310は端面綴じ処理トレイF上のシートの有無を検出する紙有無センサ、符号161は後述の束分岐駆動モータ、符号61はカム61、符号55は可動ガイドである。
3.4 シート束後端押さえ機構
図6Bは端面綴じ処理トレイFに積載されたシート束の後端部の膨らみを押さえる機構を示し、端面綴じ処理トレイFに排出されたシートは、前述のようにシート毎に叩きコロ12で縦方向(シート搬送方向)の整合が行われるが、端面綴じ処理トレイFに積載されたシート後端がカールしていたり、腰が弱かったりするとシート自身の重量によって後端が座屈し膨らむ傾向にある。さらに、その積載枚数が増えることによって、後端フェンス51内の次のシートが入る隙間が小さくなり、縦方向の揃えが悪くなる傾向にある。そこで、シート後端の膨らみを少なくしてシートが後端フェンス51に入りやすくするようにするとともに、後端のカールを押さえて縦方向(シート搬送方向)の整合を精度良く行うことができるようにしたのが、後端押さえ機構である。
図6Bに示すように後端押さえ機構では、後端押さえレバー110によって後端フェンス51に収容されたシートの後端を押さえることができるように構成され、後端押さえレバー110は、後端フェンス51の下端部に位置し、端面綴じ処理トレイFに対してほぼ垂直な方向に往復動する。後端押さえレバー110は、この例では、図6Cに示すように機械手前(110a)、中央(400)、奥(110c)に各々配置されている。
本実施形態では中央の後端押さえレバー400は2重構造であり、しかも押圧面が二股に分岐した構造となっている。すなわち、中央部の後端押さえレバーは、後端押さえレバー400と補助後端押さえレバー401とから構成し、それぞれのレバー400,401の押圧面400a,400b、401a、401bが二股に分岐してシート中央部付近を幅の広い範囲で押圧できるようになっている。また、後端押さえレバー400及び補助後端押さえレバー401は、両者ともシート中心に対して対称な位置でシート面を押圧する配置となっている。これにより、バランス良く、シート後端の膨らみを押さえることができる。
放出爪52aは前述のようにシート束中央を持ち上げて放出方向に排出する機能を有し、後端押さえレバー400及び補助後端押さえレバー401の二股に分岐した押圧面400a,400b、401a,401bの間を通過できるようにしている。このため、二股に分岐した押圧面間(400aと400b間、401aと401b間)の寸法(寸法a及び寸法b)及び深さは少なくとも放出爪52aが接触することなく通過できる寸法と深さに設定されている。そのため、仮にシート束後端を後端押さえレバー400及び補助後端押さえレバー401で押圧しているときに、放出爪52aが暴走して放出方向に作動しても、後端押さえレバー400及び補助後端押さえレバー401と放出爪52aとが干渉することはない。
図6Cにおいて、スライダ406は図示しないモータと連動して動作するタイミングベルト407に合わせて後端押さえ方向に動作する。そのとき、後端押さえレバー400は第1のスライド軸402,403を、補助後端押さえレバー401は第2のスライド軸404,405をスライド移動する。また、スライダ406には補助後端押さえレバー401が遊嵌されており、上下方向には固定されているが後端押さえ方向にはスライド可能となっており、圧縮スプリング410によって圧がかけられている。この圧縮スプリング410はシート厚に対応するためのものであって、シートが厚くなることによって圧縮スプリング410が圧縮され、シート束に圧がかかって膨らみを押さえるようになっている。
補助後端押さえレバー401は後端押さえ方向に動作する際、後端押さえレバー400に当接してこれを押し、この動作によりシート後端押さえレバー400も補助後端押さえレバー401によって作動し、2つの両押さえレバー400,401によってシート後端を押さえ付ける。後端押さえレバー400は、補助後端押さえレバー401との間で引張スプリング408によって連結され、補助後端押さえレバー401がホームに戻ろうとすると(後端押さえ方向と反対)引張スプリング408によって、後端押さえレバー400が引っ張られて共に待機位置に戻る。
後端押さえレバー400と補助後端押さえレバー401の押圧面400a,400b、401a、401bはスタックされたシート面に対してほぼ平行、言い換えれば端面綴じ処理トレイFのシート載置面に対してほぼ平行になっており、押圧したときにシートを押し上げるような方向に力が加わらないようにしている。
3.5シート束偏向機構
前記端面綴じ処理トレイFで中綴じが行われたシート束はシートの中央部で中折りされる。この中折りは中綴じ・中折り処理トレイGで行われる。そのためには、整合されたシート束を中綴じ・中折り処理トレイGに搬送する必要がある。この実施形態では、端面綴じ処理トレイFの搬送方向最下流側に、シート束偏向手段が設けられ、中綴じ・中折り処理トレイG側にシート束を搬送する。
シート束偏向機構は、図1及び図16の端面綴じ処理トレイFと中綴じ・中折り処理トレイG部分の拡大図に示すように分岐ガイド板54と可動ガイド55とからなる。分岐ガイド板54は図10ないし図12の動作説明図に示すように支点54a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、スプリング58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161より駆動力を得て回転するカム61のカム面61aとの当接位置によって規定される。
可動ガイド55は放出ローラ56の回転軸に揺動自在に支持され、可動ガイド55の一端(分岐ガイド板54とは反対側の端部)には連結部60aで回動自在に連結されたリンクアーム60が設けられている。リンクアーム60は図5に示す前側板64aに固定された軸が長孔部60bに遊嵌されており、これにより可動ガイド55の揺動範囲は規制される。また、スプリング59により下方に付勢されることによって図10の位置に保持される。さらに、束分岐駆動モータ161より駆動を得て回転するカム61のカム面61bによりリンクアーム60が押されると、連結されている可動ガイド55は上方へ回動する。
束分岐ガイドHPセンサ315はカム61の遮蔽部61cを検知してカム61のホームポジションを検知する。これにより、カム61はそのホームポジションを基準として束分岐駆動モータ161の駆動パルスをカウントすることにより、停止位置の制御が行われる。
図10は、カム61がホームポジションに位置したときの分岐ガイド板54と可動ガイド55の位置関係を示す動作説明図である。可動ガイド55のガイド面55aはシフト排紙ローラ6への経路において、シートをガイドする機能を有する。
図11は、カム61が回転することにより、分岐ガイド板54が支点54aを中心として図において反時計方向(下方)へ回動し、加圧コロ57が放出ローラ56側に接触して加圧している状態を示す動作説明図である。
図12は、カム61がさらに回転することにより、可動ガイド55が図において時計方向(上方)に回動し、端面綴じ処理トレイFから中綴じ・中折り処理トレイGに導く経路を分岐ガイド板54と可動ガイド55とで形成した状態を示す動作説明図である。また、図5には奥行き方向の位置関係を示す。
この実施形態では、分岐ガイド板54と可動ガイド55は1つの駆動モータにより動作するが、個々に駆動モータを設けて、シートサイズや綴じ枚数に応じて、移動タイミングや停止位置を制御可能に構成しても良い。
4.中綴じ・中折り処理トレイ
図1に示すように可動ガイド55及び放出ローラ56からなるシート束偏向機構の下流側に中綴じ・中折り処理トレイGが設けられている。中綴じ・中折り処理トレイGは、前記シート束偏向機構の下流側にほぼ垂直に設けられており、中央部に中折り機構が、その上方に束搬送ガイド板上92が、また、下方に束搬送ガイド板下91が配置されている。また、束搬送ガイド板上92の上部には束搬送ローラ上71が、下部には束搬送ローラ下72がそれぞれ設けられている。束搬送ガイド板下91の側面には、当該側面に沿って両側に中綴じジョガーフェンス250が設けられ、この中綴じ下ジョガーフェンス250が設置されている箇所に中綴じスティプラユニット(中綴じスティプラUNI)が配置されている。中綴じジョガーフェンス250は図示しない駆動機構により駆動され、用搬送方向に直交する方向(シートの幅方向)の整合動作を行う。中綴じスティプラUNIは、図25に示すようにクリンチャ部とドライバ部とが対となったもので、各中綴じスティプラS2対がシートの幅方向に所定の間隔をおいて2対設けられている。なお、ここでは、2対固定した状態で設けているが、一対のクリンチャ部とドライバ部とをシートの幅方向に移動させて2箇所綴じを行うように構成することもできる。
前記束搬送ローラ上、下71,72は、それぞれ駆動ローラと従動ローラとが一対となったローラ対からなり、束搬送ローラ上71には、ローラ対のニップ間距離を測定する測距センサが設けられている。これによりシート束を挟持したときに前記ニップ間距離を検出し、後述のCPU360に送信することにより、制御装置350側でシート束の厚み情報を取得することが可能になる。CPU360では、取得した厚み情報に基づいて後述のモード設定を行うことができる。
また、束搬送ガイド板下91を横切るように可動後端フェンス73が配置され、タイミングベルトとその駆動機構とを備えた移動機構によりシート搬送方向(図において上下方向)に移動可能となっている。駆動機構は図示しないが、前記タイミングベルトが掛け渡された駆動プーリと従動プーリと、駆動プーリを駆動するステッピングモータとにより構成されている。同様に束搬送ガイド板上92の上端側には、後端叩き爪251と、その駆動機構が設けられている。後端叩き爪251はタイミングベルト252と図示しない駆動機構とによって前記シート束偏向機構から離れる方向とシート束の後端(シート束導入時に後端に当たる側)を押す方向とに往復移動可能となっている。なお、図1において、符号326は後端叩き爪251のホームポジションを検出するためのホームポジションセンサである。
中折り機構は、中綴じ・中折り処理トレイGのほぼ中央部に設けられ、折りプレート74と折りローラ81と、折られたシート束を搬送する搬送路Hとからなっている。
4.1折りプレート及びその作動機構
図13及び図14は中折りを行うための折りプレート74の移動機構の動作説明図である。
折りプレート74は前後側板64a、64bに立てられた各2本の軸64cに長孔部74aを遊嵌することにより支持され、さらに、折りプレート74から立設された軸部74bがリンクアーム76の長孔部76bに遊嵌され、リンクアーム76が支点76aを中心に揺動することにより、折りプレート74は図13及び図14中を左右に往復移動する。
すなわち、リンクアーム76の長孔部76cに折りプレート駆動カム75の軸部75bは遊嵌されており、折りプレート駆動カム75の回転運動によりリンクアーム76は揺動し、これに応じて、図16において、折りプレート74は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。
折りプレート駆動カム75は折りプレート駆動モータ166により図13中の矢印方向に回転する。その停止位置は半月形状の遮蔽部75aの両端部を折りプレートHPセンサ325により検知することで決定される。
図13は、中綴じ・中折り処理トレイGのシート束収容領域から完全に退避したホームポジション位置を示す。折りプレート駆動カム75を矢印方向に回転させると折りプレート74は矢印方向に移動し、中綴じ・中折り処理トレイGのシート束収容領域に突出する。図14は、中綴じ・中折り処理トレイGのシート束中央を折りローラ81のニップに押し込む位置を示す。折りプレート駆動カム75を矢印方向に回転させると折りプレート74は矢印方向に移動し、処理トレイGのシート束収容領域から退避する。
なお、この実施形態では、中折りについてはシート束を折ることを前提にしているが、この発明は1枚のシートを折る場合でも適用できる。この場合は、1枚だけで中綴じが不要なので、1枚排紙された時点で中綴じ・中折り処理トレイG側に送り込み、折りプレート74と折りローラとによって折り処理を実行して下トレイ203に排紙するようにする。符号323は中折りされたシートを検出するための折り部通過センサ、符号321はシート束が中折り位置に到達したことを検知する束検出センサ、符号322は可動後端フェンス73のホームポジションを検出する可動後端フェンスホームポジションセンサである。また、この実施形態では、下トレイ203に中折りされたシート束の積層高さを検出する検出レバー501が支点501aによって揺動自在に設けられ、この検出レバー501の角度を紙面センサ505によって検出し、下トレイ203の昇降動作及びオーバーフロー検出を行っている。
5.制御装置
制御装置350は、図15に示すように、CPU360、I/Oインターフェース370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PR本体のコントロールパネルの各スイッチ等、及び入口センサ301、上排紙センサ302、シフト排紙センサ303、プレスタックセンサ304、スティプル排紙センサ305、紙有無センサ310、放出ベルトホームポジションセンサ311、スティプル移動ホームポジションセンサ312、スティプラ斜めホームポジションセンサ313、ジョガーフェンスホームポジションセンサ、束分岐ガイドホームポジションセンサ315、束到達センサ321、可動後端フェンスホームポジションセンサ322、折り部通過センサ323、折りプレートホームポジションセンサ325、紙面検知センサ330,330a,330b、排紙ガイド板開閉センサ331等の各センサからの信号がI/Oインターフェース370を介してCPU360へ入力される。
CPU360は、入力された信号に基づいて、シフトトレイ202用のトレイ昇降モータ168、開閉ガイド板を開閉する排紙ガイド板開閉モータ167、シフトトレイ202を移動するシフトモータ169、叩きコロ12を駆動する図示しない叩きコロモータ、叩きSOL170等の各ソレノイド、各搬送ローラを駆動する搬送モータ、各排紙ローラを駆動する排紙モータ、放出ベルト52を駆動する放出モータ157、端面綴じスティプラS1を移動させるスティプラ移動モータ159、端面綴じスティプラS1を斜めに回転させる斜めモータ160、ジョガーフェンス53を移動するジョガーモータ158、分岐ガイド板54及び可動ガイド55を回動する束分岐駆動モータ161、その束を搬送する搬送ローラを駆動する図示しない束搬送モータ、可動後端フェンス73を移動させる図示しない後端フェンス移動モータ、折りプレート74を移動させる折りプレート駆動モータ166、折りローラ81を駆動する折りローラ駆動モータ等の駆動を制御する。スティプル排紙ローラを駆動する図示しないスティプル搬送モータのパルス信号はCPU360に入力されてカウントされ、このカウントに応じて叩きSOL170及びジョガーモータ158が制御される。
なお、折りローラ駆動モータはステッピングモータからなり、CPU360からモータドライバを介して直接的に、あるいは、I/O370とモータドライバを介して間接的に制御される。また、パンチユニット100もクラッチやモータを制御することによりCPU360の指示によって穴明けを実行する。
なお、シート後処理装置PDの制御は前記CPU360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。
6.動作
以下、前記CPU360によって実行される本実施形態に係るシート後処理装置の動作について説明する。
6.1.モードと排出形態
本実施形態では、下記の後処理モードが設定され、そのモードに応じてシートが排出される。その後処理モードとは、
・ノンスティプルモードa:搬送路A及び搬送路Bを通り上トレイ201へシートが排出されるモード。
・ノンスティプルモードb:搬送路A及び搬送路Cを通りシフトトレイ202へシートが排出されるモード。
・ソート、スタックモード:搬送路A及び搬送路Cを通りシフトトレイ202へシートが排出され、排出の際、シフトトレイ202が、部の区切れ毎に排紙方向と直交方向に揺動し、排出されるシートの仕分けを行うモード。
・スティプルモード:搬送路A及び搬送路Dを経て端面綴じ処理トレイFでシート束の整合及び綴じが施され、シート束が搬送路Cを通りシフトトレイ202へ排出されるモード。
・中綴じ製本モード:搬送路A及び搬送路Dを経て端面綴じ処理トレイFでシート束の整合及び中央綴じが施され、さらにシート束が処理トレイGで中央折りを施され、搬送路Hを通り下トレイ203へ排出されるモード。
の5つのモードである。以下、各モードの動作を示す。
(1)ノンスティプルモードaの動作
搬送路Aから分岐爪15で振り分けられたシートは搬送路Bに導かれ、搬送ローラ3と上排紙ローラ4によって上トレイ201へ排出される。また、上排紙ローラ4の近傍に配置されシートの排出を検出する上排紙センサ302によって排紙の状態を監視する。
(2)ノンスティプルモードbの動作
搬送路Aから分岐爪15分岐爪16で振り分けられたシートは搬送路Cに導かれ、搬送ローラ5シフト排紙ローラ6によってシフトトレイ202へ排出される。また、シフト排紙ローラ6の近傍に配置されシートの排出を検出するシフト排紙センサ303によって排紙の状態を監視する。
(3)ソート、スタックモードの動作
(2)ノンスティプルモードb時と同様の搬送排紙を行う。その際、シフトトレイ202が部の区切れ毎に排紙方向と直交方向に揺動することにより、排出されるシートは仕分けられる。
(4)スティプルモードの動作
搬送路Aから分岐爪15分岐爪16で振り分けられたシートは、搬送路Dに導かれ、搬送ローラ7搬送ローラ9搬送ローラ10スティプル排紙ローラ11により端面綴じ処理トレイFに排出される。前記端面綴じ処理トレイFでは、排紙ローラ11により順次排出されるシートを整合し、所定枚数に達すると端面綴じスティプラS1により綴じ処理を行う。その後、綴じられたシート束は放出爪52aにより下流へ搬送されシフト排紙ローラ6によりシフトトレイ202へ排出される。またシフト排紙ローラ6の近傍に配置されシートの排出を検出するシフト排紙センサ303によって排紙の状態を監視する。
スティプルモードが選択されると、図6に示すように、ジョガーフェンス53はホームポジションから移動し、端面綴じ処理トレイFに排出されるシート幅より片側7mm離れた待機位置で待機する。シートがスティプル排紙ローラ11によって搬送され、シート後端がスティプル排紙センサ305を通過すると、ジョガーフェンス53が待機位置から5mm内側に移動して停止する。また、スティプル排紙センサ305はシート後端通過時点にそれを検知し、その信号がCPU360に入力される(図33参照)。CPU360ではこの信号の受信時点からスティプル排紙ローラ11を駆動する図示しないスティプル搬送モータからの発信パルス数をカウントし、所定パルス発信後に叩きSOL170をオンさせる。戻しコロ12は、叩きSOL170のオン・オフにより振り子運動をし、オン時にはシートを叩いて下方向に戻し、後端フェンス51に突き当てて紙揃えを行う。このとき、端面綴じ処理トレイFに収容されるシートが入口センサ101あるいはスティプル排紙センサ305を通過するたびにその信号がCPU360に入力され、シート枚数がカウントされる。
叩きSOL170がオフされて所定時間経過後、ジョガーフェンス53は、ジョガーモータ158によってさらに2.6mm内側に移動して一旦停止し、横揃えが終了する。ジョガーフェンス53はその後7.6mm外側に移動して待機位置に戻り、次のシートを待つ。この動作を最終頁まで行う。その後再び7mm内側に移動して停止し、シート束の両側端を押さえてスティプル動作に備える。その後、所定時間後に図示しないスティプルモータにより端面綴じスティプラS1が作動し、綴じ処理が行われる。このとき2箇所以上の綴じが指定されていれば、1箇所の綴じ処理が終了した後、スティプル移動モータ159が駆動され、端面綴じスティプラS1がシート後端に沿って適正位置まで移動され、2箇所目の綴じ処理が行われる。また、3箇所目以降が指定されている場合は、これを繰り返す。
綴じ処理が終了すると、放出モータ157が駆動され、放出ベルト52が駆動される。このとき、排紙モータも駆動され、放出爪52aにより持ち上げられたシート束を受け入れるべくシフト排紙ローラ6が回転し始める。このとき、ジョガーフェンス53はシートサイズ及び綴じ枚数により異なるように制御される。例えば、綴じ枚数が設定枚数より少ない、あるいは設定サイズより小さい場合には、ジョガーフェンス53によりシート束を押さえながら放出爪52aによりシート束後端を引っかけ搬送する。そして、紙有無センサ310あるいは放出ベルトHPセンサ311による検知より所定パルス後にジョガーフェンス53を2mm退避させジョガーフェンス53によるシートへの拘束を解除する。この所定パルスは、放出爪52aがシート後端と接触してからジョガーフェンス53の先端を抜ける間で設定されている。また、綴じ枚数が設定枚数より多い、あるいは設定サイズより大きい場合には、予めジョガーフェンス53を2mm退避させ、放出を行う。いずれの場合もシート束がジョガーフェンス53を抜けきると、ジョガーフェンス53は、さらに5mm外側に移動して待機位置に復帰し、次のシートに備える。なお、シートに対するジョガーフェンス53の距離により拘束力を調整することも可能である。
(5)中綴じ製本モードの動作
図16は端面綴じ処理トレイFと中綴じ処理トレイGを示す正面図、図17ないし図24は中綴じ製本モードの場合の動作説明図である。
図1において、搬送路Aから分岐爪15と分岐爪16とによって振り分けられたシートは、搬送路Dに導かれ、搬送ローラ7、搬送ローラ9、搬送ローラ10、及びスティプル排紙ローラ11により図16に示す端面綴じ処理トレイFに排出される。端面綴じ処理トレイFでは、前記4)で説明したスティプルモード時と同様にスティプル排紙ローラ11により順次排出されるシートを整合し、スティプルする直前までは前記スティプルモード時と同様に動作する(図17参照−シート束が後端フェンス51で整合された状態を示す)。
シート束が端面綴じ処理トレイFで仮整合された後、図18に示すように放出爪52aによって持ち上げられ、図19に示すようにシート束先端部は放出ローラ56と加圧コロ57により挟持される。次いで、分岐ガイド板54と可動ガイド55とが回動し、前述のように可動ガイド55と分岐ガイド板54とによって中綴じ・中折り処理トレイGへの経路が形成される。シート束は、さらに放出爪52aと放出ローラ56とにより駆動力を得て、前記経路を通って中綴じ・中折り処理トレイG側へ搬送される。放出ローラ56は放出ベルト52の駆動軸に設けられ、放出ベルト52と同期して駆動される。
その後、放出ローラ56をシート束後端が通過するまで放出爪52aによって運ばれ、さらに図20の位置まで束搬送ローラ上71と束搬送ローラ下72によって搬送される。可動後端フェンス73の停止位置は各シート束の搬送方向のサイズに応じて異なる位置に設定されており、可動後端フェンス73はシートサイズに応じた位置で待機している。待機している可動後端フェンス73にシート束先端が当接してスタックされたとき、図21に示すように束搬送ローラ下72の圧が解除され、後端叩き爪251によりシート束の後端を叩いて搬送方向の最終的な揃えを行う。一方、シート束の幅方向は、中綴じスティプラUNIより下側に設けられた中綴じジョガーフェンス250によって整合される。したがって、シート束の幅方向は中綴じジョガーフェンス250により、長さ方向(搬送方向)は可動後端フェンス73と後端叩き爪251によりそれぞれ整合される。
このとき、サイズ情報、枚数情報、束厚み情報によって、ストッパ(可動後端フェンス73)や中綴じジョガーフェンス250の押し込み量を最適の値に変更し整合する。また、束の厚みがあると搬送路内の空間が減少するため、一度の整合動作では整合しきれないケースが多い、このため整合回数を増加させてより良い整合状態を実現することができる。
さらに、上流側でシートを順次重ね合せる時間はシート枚数が多ければ多いほど増加するので、次の束を受け入れるまでの時間が多くなる。その結果、整合回数を増加してもシステムとして時間の損失を生じることがなく、効率的に良い整合状態を実現可能となる。このことから上流の処理時間に応じ、整合回数を制御することでも効率的な処理が可能であることは言うまでもない。
そして、その中央を中綴じスティプラS2により綴じ処理する(図21)。したがって、可動後端フェンス73でシート束を位置決めする位置は、スティプラS2によってスティプルする位置がシート束の中央部となる位置である。
ここで、可動後端フェンス73は可動後端フェンスHPセンサ322からのパルス制御により位置決めされていて、後端叩き爪251は後端叩き爪HPセンサ326からのパルス制御により位置決めされている。図22に示すように、中綴じされたシート束は束搬送ローラ下72の加圧が解除されたまま、可動後端フェンス73の移動に伴って上方に運ばれ、折り位置が折りプレート74の先端に対向する位置で停止する。その後、図23に示すように、綴じられた針部近傍は略直角方向に折りプレート74により押され、その対向する折りローラ81のニップへと導かれる。予め回転していた折りローラ81はそのシート束を加圧搬送することによって、シート束中央に折りを施す。
中綴じされたシート束は折り処理のために上方に移動するため、可動後端フェンス73の移動のみで確実にシート束を搬送することができる。仮に折り処理のために下方に移動させようとすると可動後端フェンス73の移動のみでは摩擦や静電気の影響により可動後端フェンス73の下降に追従するかどうかは不明確であり、搬送の確実性に乏しくなる。そのため、可動後端フェンス73を下降させる場合には、搬送ローラ等の別の手段を要することになり、構成的にも複雑になる。
図24に示すように、折りを施されたシート束は下排紙ローラ83により下トレイ203へ排出される。このとき、シート束後端が折り部通過センサ323に検知されると、折りプレート74及び可動後端フェンス73はホームポジションに復帰し、束搬送ローラ下72も加圧され、シート束の搬送が可能になる状態に復帰し、次のシートに備える。また、次のジョブが同シートサイズ同枚数であれば、可動後端フェンス73は再び図20の位置に移動して待機しても良い。
6.2 整合条件
図6Aに示したように、スティプル排紙ローラ11によって端面綴じ処理トレイFへ導かれたシートは、端面綴じ処理トレイF上に順次積載される。この場合、シート毎に叩きコロ12で縦方向(シート搬送方向)の整合が行われ、ジョガーフェンス53によって横方向(シート搬送方向と直交する方向−シート幅方向とも称す)の整合が行われる。図26はカール紙を断面した状態を示す図である。画像形成装置からプリントアウトされるシートは、そのほとんどが多かれ少なかれカールしている。これはローラで搬送すること、さらには、定着時に加熱及び加圧が行われることなどが原因である。このカール状態は少量ならばエンドユーザでも許容されるが、図26に示すカール部SCの角度βが45度を超えるとユーザの許容範囲から外れると考えられる。すなわち、商品価値として許されるカールは最悪でも前記角度βが45度程度までである。
このようなシートをジョガーで整合するときの動作は図31を参照して従来例として説明した通りである。図27はカールしたシートを整合するときのコバ面aが整合面53zに当接した位置に関する力の関係を示す説明図である。同図において右側のジョガー53bでカール部SCの端部(コバ面a)を押すと、図示左向きの方向にシートを移動させる力が発生する。シートを移動させる力は、左方向に加えた力から最上位のシートSnとその下のシートとの間の摩擦力を減じた力である。そこで、シートSnに伝達される力をFとすると、シートが水平移動する方向の分力をFh、ジョガー53bの整合面(押圧面)53zを滑る分力をFvとすると、
Fh=F×cosβ
Fv=F×sinβ
となる。
これを前述のカールの許容される角度を45度に適用すると、2つの分力Fh、Fvの関係は、
Fh:Fv=1:1 ・・・(1)
となる。また、前記分力Fhは移動しようとするシート間の摩擦係数により生じる抵抗力FSfに相当し、シートが移動するには、
Fh>FSf ・・・(2)
の関係が必要となる。
一方、ジョガー53bの整合面53zをシートSnのコバ面aが滑る分力Fvはシートとジョガー53b間の摩擦係数によって生じる抵抗力FJfに相当し、シートがジョガー53bの整合面53zを滑らないでシートが水平方向に移動するには、
Fv<FSf ・・・(3)
の関係が必要となる。これをカール部SCの角度βが45度のときに適用すると、
FSf<FJf ・・・(4)
の関係が成立する必要がある。これをもっと簡単にすると、
シート間の摩擦係数<シートとジョガーの整合面間の摩擦係数 ・・・(5)
となる。
一般的にシートSnの場合では、摩擦係数は最大でも0.8程度であるので、シートSnのコバ面aとジョガー53の整合面53z間の摩擦係数を0.8以上に設定すれば、前記(5)式の条件を満足する。
この例は、カール部SCの角度βが45度の場合、すなわち許容される最大の場合であり、カール部SCの角度βが最大30度程度のシート後処理装置PDであれば、シートのコバ面aとジョガー53b間の摩擦係数は0.46以上に設定すれば良い。そこで、対象となるシート後処理装置PDのカール部SCの最大角度βに基づいてジョガー53a,53bの整合面53zの摩擦係数を設定する。そこで、この摩擦係数に設定するために、コーティングする物質が選択される。本実施形態では、コーティングの材料としてウレタンを使用し、整合面53zの表面にウレタンコーティング層53coatを形成し、コバ面aとの整合面53zとの摩擦係数について0.8以上を確保している。また、ウレタンコーティング層53coatが導電性を備えたものとした。導電性は例えばカーボン粉末をウレタンに混入することにより得ることができる。
図28ないし図30はシート束放出機構におけるシート束の状態を示す図で、図28はシート当接面にウレタンコーティングが施されていないときの状態を、図29及び図30は放出爪52aのシート当接面をウレタンコーティングしたときの状態を説明する図である。図28(a)及び(b)は後端フェンス51に後端が当接し、搬送方向の整合が完了したシート束Sを放出爪52aによって搬出するときの状態を示している。図28(a)では、放出爪52aに当接したシート後端が異なる方向に滑って押し上げられている状態を示し、図28(b)では、放出爪52aに当接したシート後端が同じ方向に滑って押し上げられている状態を示している。このような後端部の曲がり状態若しくは滑り状態によりシート先端は図28(c)に示すように基準点からL1あるいはL2のズレが生じ、シート搬送方向の整合は不十分で、その後の製本作業などに悪影響を及ぼす。
これに対し、図29に示すように放出爪52aのシート後端が当接する当接面52acoatに前述のウレタンコーティングを施し、摩擦係数を前述のような値に設定する。これにより、シート束Sのシート後端が前記当接面52acoatのウレタンコーティングによって滑ることがなく、後端フェンス51で後端が揃えられた状態でシート束を搬出することができる。
なお、図28ないし図30に示した例では、放出ベルト52と放出爪52aによりシート束Sの移送し、あるいは放出しているが、この放出ベルト52の他に先端揃え駆動ベルト52bを備えている。先端揃え駆動ベルト52bは、放出爪52aと同様に先端揃え駆動ベルト52bから突設された先端揃え爪52b’が設けられている。先端揃え駆動ベルト52bは放出ベルト52とは逆方向に回転し、先端揃え爪52b’は図30に示すようにシート束Sの先端に当接し、シート束Sの後端を後端フェンス51側に押して両者間でシート束Sを整合する。この場合も先端揃え爪52b’のシート当接面52b’coatをウレタンコーティングし、前述の摩擦係数のものとしているので、シート先端がシート当接面52b’coatのウレタンコーティング上を滑ることはない。そのため、図30に示すように、精度良くシート搬送方向を整合することができる。この場合、後端フェンス51も整合部材として機能するので、後端フェンス51のシート当接面もウレタンコーティングを施しておくことが望ましい。
以上のように、本実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
1)シート部材を整合するジョガー53a,53bの整合面53zは平面状に形成され、この整合面53zにシートSnのカールした端部(コバ面a)が当接し、前記シートSnが押されたときに、ジョガー53a,53bは前記コバ面aを前記整合面53zに当接した位置で保持する保持機能を備えているので、シートの整合動作時にコバ面aが整合面53z上を滑って移動することなく、確実な整合動作が可能となり、精度良く整合することができる。
2)整合面53z上のシート保持機能(シートが滑らないようする機能)はシートSnのカール部SCの角度と前記整合面53zの摩擦係数により設定されるので、計算によりシート保持に必要な摩擦係数を得ることが可能となる。これにより、前記摩擦係数に応じた整合面53zの設計が容易となる。
3)摩擦係数の設定時に使用されるカール部SCの角度が45度以下であるので、製品として要求されている品質に対応することができる。
4)整合面53zのシート保持機能はコーティングにより得ることができるので、コーティングの材料を選択するだけで、必要な保持機能を確保することができる。
5)整合面53zに比較的摩擦係数の高い物質であるウレタンコーティングを施すだけで良いので、特別な部材の追加も、整合面53zに凹凸を形成することもなく高精度な整合を実現することができる。
6)ウレタンコーティング53coatは、一般的に高精度を求められる搬送ローラに採用されるように均一な皮膜厚と耐久性を持ち、配合により摩擦係数も容易に操作可能であるので、コバ面aに対し強度面と耐久面で最適な設定をすることが可能となる。
7)ウレタンコーディング53coatは導電性を備えているので、静電気の影響を排除することが可能であり、静電気を帯びたシートでも貼りついたり浮遊したりせずに高精度な整合を確保することができる。
8)整合面53zでシートもしくはシート束のカールしたコバ面aが滑らないので、カールの付いたシート及び腰の弱いシートでも平面状の整合面53zで整合することが可能となり、高精度な整合を実現することができる。
9)本来整合面53zは板金やモールド材を使用し、平面度の高い特性が要求されており、皮膜厚40μ程度の厚みで施されるコーティング処理は本来の特性(平面度)を阻害することがなく、非常に良好な整合性能を発揮することができる。
10)押圧マイラ53c,53dや進退可能な押圧板110などを併設し、壁面近傍をシート束厚み方向に押さえるようにすることにより、より高精度な整合性能を得ることができる。
11)放出爪52a、先端揃え爪52b’、後端フェンス51のシート当接面52acoat、52b’coatなどにウレタンコーティングを施し、所定の摩擦係数を得るようしたので、シート端部(シートのコバ面)が当接面で滑ることがなく、高精度のシート搬送方向の整合性能の得ることができる。
なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが対象となる。
本発明は、シート束に対して所定の処理を施す際にシート束の整合を行うシート整合装置を主たる対象とするものであるが、高精度のシート整合を必要とするシート処理装置に、中綴じ簡易製本あるいはリング綴じ製本を行うシート処理装置に広く適用することができる。さらに、このシート処理装置を画像形成装置の後段に設置し、画像形成装置済みのシートに対して整合処理や製本処理を自動的に行うシステムにも用いられ、特に、自動製本システムとして利用する可能性が大である。その際、画像形成装置の作像方式はいずれでも良く、電子写真方式、インクジェット方式、ジェルジェット方式などの液滴吐出方式等のものを含む公知の作像方式のもの全てに適用できる。
本発明の実施形態に係るシート後処理装置を主に示すシート処理装置と画像形成装置とからなる画像処理システムのシステム構成を示す図である。 シート後処理装置のシフト機構の詳細を示す要部を拡大した斜視図である。 シート後処理装置のシフトトレイ昇降機構の要部を拡大した斜視図である。 シート後処理装置のシフトトレイへの排紙部の構造を示す斜視図である。 シート後処理装置の端面綴じ処理トレイをシート搬送面に垂直な方向から見た平面図である。 シート後処理装置の端面綴じ処理トレイとその駆動機構を示す斜視図である。 後端押さえ機構の概略を示す正面図である。 後端押さえ機構の詳細を示す要部斜視図である。 シート後処理装置のシート束の放出機構を示す斜視図である。 シート後処理装置の端面綴じスティプラを移動機構とともに示す斜視図である。 図8における端面綴じスティプラの斜め回動機構を示す斜視図である。 シート後処理装置のシート束偏向機構の動作説明図で、シートあるいはシート束をシフトトレイに排紙するときの状態を示す。 シート後処理装置のシート束偏向機構の動作説明図で、図10の状態から分岐ガイド板が放出ローラ側に回動した状態を示す。 シート後処理装置のシート束偏向機構の動作説明図で、図11の状態から可動ガイドが分岐ガイド板側に回動し、中綴じ・中折り処理トレイ側にシート束を偏向する経路を形成した状態を示す。 シート後処理装置の折りプレートの移動機構の動作説明図で、中折り動作に入る前の状態を示す。 シート後処理装置の折りプレートの移動機構の動作説明図で、中折り後、初期位置に戻るときの状態を示す。 シート後処理装置の制御回路を画像形成装置とともに示すブロック図である。 シート後処理装置の端面綴じ処理トレイと中綴じ・中折り処理トレイの詳細を示す図である。 端面綴じ処理トレイでのシート束の整合動作を示す動作説明図である。 端面綴じ処理トレイから中綴じ・中折り処理トレイにシート束を移送するときの動作を示す動作説明図である。 端面綴じ処理トレイから中綴じ・中折り処理トレイにシート束が偏向して移送されるときの動作を示す動作説明図である。 端面綴じ処理トレイから中綴じ・中折り処理トレイにシート束が移送されたときの動作を示す動作説明図である。 中綴じ・中折り処理トレイで束搬送ローラの加圧力が解除され、可動後端フェンスにより中綴じ位置でシート束を停止させ、後端叩き爪によってシート搬送方向の整合動作を実行し、さらに中綴じを行った状態を示す動作説明図である。 中綴じ終了位置から中折り位置に上昇させたときの状態を示す動作説明図である。 中綴じ綴じ後、シート束に対して折りプレートが前進し、折りローラのニップにシート束を押し込んで折り込むときの動作を示す動作説明図である。 シート束が折りローラで折られ、排紙ローラから排紙されるときの動作を示す動作説明図である。 中綴じスティプラユニット(UNI)の概略構成を示す斜視図である。 カール紙を断面した状態を示す図である。 カールしたシートを整合するときの力の関係を示す説明図である。 シート束放出機構におけるシート束の状態を示す図で、シート当接面にウレタンコーティングが施されていないときの状態を示す。 シート束放出機構におけるシート束の状態を示す図で、放出爪のシート当接面をウレタンコーティングしたときの状態を示す。 シート束放出機構におけるシート束の状態を示す図で、先端揃え爪のシート当接面をウレタンコーティングしたときの状態を示す。 従来から実施されている一般的なシート整合装置の例を示す図である。
符号の説明
52 放出ベルト
52a 放出爪
52acoat,52b’coat 当接面
53coat コーティング層
53,53a,53b ジョガー
53c,53d 押圧マイラ
53z 整合面
54 分岐ガイド板
55 可動ガイド
73 可動後端フェンス
74 折りプレート
81 折りローラ(対)
110 後端押さえレバー
250a 中綴じ上ジョガーフェンス
250b 中綴じ下ジョガーフェンス
251 後端叩き爪
a コバ面
F 端面綴じ処理トレイ
G 中綴じ・中折り処理トレイ
PD シート後処理装置
PR 画像形成装置
S シート束
Sn シート
SC カール部
S1 端面綴じスティプラ
S2 中綴じスティプラ
UNI 中綴じスティプラユニット

Claims (20)

  1. 搬入されてきたシート部材の端部を整合部材の整合面によって押すことにより移動させて前記シート部材を整合するシート整合装置であって、
    前記整合面は平面状に形成され、
    前記整合面に前記シート部材のカールした端部が当接し、前記シート部材が押されたときに、前記整合部材は前記端部を前記整合面に当接した位置で保持する保持手段を備えていること
    を特徴とするシート整合装置。
  2. 請求項1記載のシート整合装置であって、
    前記保持手段は前記シート部材のカール部の角度と前記整合面の摩擦係数により決まる摩擦力により前記端部を保持すること
    を特徴とするシート整合装置。
  3. 請求項2記載のシート整合装置であって、
    前記カール部の角度が45度以下であること
    を特徴とするシート整合装置。
  4. 請求項1ないし3のいずれか1項に記載のシート整合装置であって、
    前記整合面はコーティングにより所望の摩擦係数を得ていること
    を特徴とするシート整合装置。
  5. 請求項4記載のシート整合装置であって、
    前記コーティングがウレタンコーティングであること
    を特徴とするシート整合装置。
  6. 請求項5記載のシート整合装置であって、
    前記ウレタンコーティングが導電性を備えていること
    を特徴とするシート整合装置。
  7. 整合トレイ上に搬送されてきたシート部材に対して搬送方向と直交する幅方向を揃える第1の横方向整合手段及び搬送方向を揃える第1の縦方向整合手段を含む第1の整合装置と、
    前記整合トレイ上で整合されたシート束に対して所定の処理を施す第1の処理装置と、
    前記整合トレイ上で整合されたシート束を下流に移送する束移送手段と、
    を有するシート処理装置であって、
    前記第1の横方向整合手段、前記第1の縦方向整合手段、及び前記束移送手段は前記シート部材のカールした端部が当接する平面状の当接面をそれぞれ有し、
    前記各手段のうち少なくとも1つの当接面が、前記シート部材の端部が当接した位置で当該端部を保持する保持手段を備えていること
    を特徴とするシート処理装置。
  8. 請求項7記載のシート処理装置であって、
    前記束移送手段の後段に設けられ、前記シート束に対して所定の処理を施す第2の処理装置と、
    前記第2の処理装置で処理する前に前記シート束に対して搬送方向と直交する幅方向を揃える第2の横方向整合手段及び搬送方向を揃える第2の縦方向整合手段を含む第2の整合装置と、
    前記第2の整合装置に対してシート束を移動させて位置決めする束搬送手段と、
    を備え、
    前記各手段は前記シート束の端部が当接する平面状の当接面をそれぞれ有し、
    前記各手段のうち少なくとも1つの当接面が、前記シート束の端部が当接した位置で当該端部を保持する保持手段を備えていること
    を特徴とするシート処理装置。
  9. 請求項7又は8記載のシート処理装置であって、
    前記保持手段は前記シート部材のカール部の角度と前記整合面の摩擦係数により決まる摩擦力により前記端部を保持すること
    を特徴とするシート処理装置。
  10. 請求項9記載のシート処理装置であって、
    前記カール部の角度が45度以下であること
    を特徴とするシート処理装置。
  11. 請求項7ないし10のいずれか1項に記載のシート処理装置であって、
    前記当接面はコーティングにより所望の摩擦係数を得ていること
    を特徴とするシート処理装置。
  12. 請求項11記載のシート処理装置であって、
    前記コーティングがウレタンコーティングであること
    を特徴とするシート処理装置。
  13. 請求項12記載のシート処理装置であって、
    前記ウレタンコーディングが導電性を備えていること
    を特徴とするシート処理装置。
  14. 請求項7又は8記載のシート処理装置であって、
    前記束移送手段が、前記整合トレイのシート集積面に対して進出後退し、前記進出したときに前記シート束の搬送方向後端部に当接してシート束を移送する当接部を備えた無端ベルトであること
    を特徴とするシート処理装置。
  15. 請求項7ないし14のいずれか1項に記載のシート処理装置であって、
    前記第1の処理装置がシート束に対して綴じ処理を行う綴じ装置であること
    を特徴とするシート処理装置。
  16. 請求項15に記載のシート処理装置であって、
    前記綴じ装置がシート束の端部を綴じる端綴じ装置又はシート束の中央を綴じる中綴じ装置であること
    を特徴とするシート処理装置。
  17. 請求項7ないし14のいずれか1項に記載のシート処理装置であって、
    前記第2の処理装置がシート束の中央を綴じる中綴じ装置であること
    を特徴とするシート処理装置。
  18. 請求項7ないし14のいずれか1項に記載のシート処理装置であって、
    前記第2の処理装置がシート束の中央を折る折り装置であること
    を特徴とするシート処理装置。
  19. 請求項7ないし18のいずれか1項に記載のシート処理装置であって、
    前記カールした端部を押圧する押圧手段を備えていること
    を特徴とするシート処理装置。
  20. 請求項7ないし19のいずれか1項に記載のシート処理装置を一体又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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