JP2011251775A - 筋付け手段、用紙後処理装置、及び、画像形成システム - Google Patents

Abstract

【課題】厚紙や用紙幅が長い用紙に筋付けを行っても均一に筋付けを行うようにでき、折りを行った際のトナー剥がれを防止することができる筋付け手段を提供することである。また、様々な紙種に対しても、ユーザーやサービスマンによるバネ等の交換なしに、その用紙に見合った筋付け荷重を可変にでき、運用が簡単な筋入れ手段を提供することである。
【解決手段】本発明の筋付け手段は、金属製の第１の刃と金属製の第２の刃とによって、用紙を挟み付けることで、筋付けを行う筋付け装置内の筋付け手段であって、金属製の第１の刃を磁気によって、金属製の第２の刃に吸着させることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、用紙の折り部に予め折り筋を付ける筋付け手段、その筋付け手段を備えた用紙後処理装置、及び、画像形成システムに関する。

従来、画像形成装置から排出された複数用紙束に中綴じを行い、用紙を中央部で二つ折りにする中折りを行うことがあるが、このように用紙をまとめて折ると、用紙束の外側は内側の用紙に比べて折り部の用紙の伸び量が大きくなる。そのため、外側の用紙の折り部では、形成された画像部が伸びることにより、トナー剥がれ等画像部にダメージが加えられる。また、同様の現象は、Ｚ折りや三つ折り等その他の折り処理でも発生する。

そのため、用紙束を二つ折りする等の折り処理を行う前に、用紙の折り部に予め折り目（折り筋）を付けておき、外側の用紙も折れやすくすることで、トナー剥がれを防止する後処理装置として、クリーサーと呼ばれる筋付け装置が既に知られている。特許文献１にも、中綴じ製本の品質を高める目的で、予め中綴じを行う用紙の折り部に折り目をつけておく装置が開示されている。

図６には、筋付け装置１００、用紙処理装置２００、画像形成装置３００、給紙装置４００が接続された、従来のシステム構成を示してある。以下に、画像形成された用紙が筋付け・中折りされる動作を詳細に説明する。

画像形成装置３００より排出された用紙は、筋付け装置１００を通過し用紙処理装置２００に導かれる。用紙処理装置２００において、用紙に中折り処理が施される場合、筋付け装置１００によって、用紙の中折りされる位置に予め折り筋が付けられる。

図６の筋付け手段１１０では、例として用紙上面より筋付け用の歯が下降し、用紙下面に設置された受台とで用紙を挟み込むことにより、用紙に折り目を付ける構成となっている。折り目が付けられた各用紙は、用紙処理装置２００内で整合され、折り筋の位置において用紙処理装置２００に内蔵された中折り装置により、中折り処理が施される。

従来の筋付け装置については、大きく３種類の方式があった。まず、ローラー方式と言われるもので、筋入れ用のローラーが用紙を押圧しながら回転することにより、筋付けをするものである。しかし、この方式では、用紙の長さ分ローラーを移動させる為、処理時間がかかるという問題がある。

次にレーザー方式と言われるものがある。これは、レーザー光線にて用紙に筋付けを行う方式であるが、レーザーの場合は筋を付ける時に煙や臭いが出る問題がある。上記の２方式の問題を解消した、筋付け刃方式というものがある。これは、筋付け刃で押圧して筋を付ける方法で、処理時間が短く、かつ容易に搬送方向と直行方向に筋を付けることが可能である。

ここで、筋付け刃方式について、図７〜１０を用いて、詳細に説明を行う。図７は、筋付け装置１００内部に用紙が搬送された状態を示す。用紙は、ローラー対１２０によって搬送され、用紙に筋付けをする位置まで用紙を進めたら、その搬送を停止させる。

図８は、ローラー対１２０停止後、筋付け手段１１０により筋付けをしている状態を示す。筋付け手段１１０の内部には、筋付けを行うための上刃１１１、下刃１１２が設けられている。本図では、上刃１１１が上下可動し、下刃１１２が固定になっているが、可動する刃は下でもよく、また上下の刃が両方とも可動する方式でもよい。また、刃は用紙搬送方向に直行する方向に伸びており、用紙幅全てに筋付けできる長さとなっている。

用紙停止後、上刃１１１には加圧力が与えられ、下方向に移動し用紙に筋付けを行う。この加圧力はスプリング等で与えられ、紙種などによって可変式となっている。

図９は、筋付け後の動作を示す図である。筋付けを行った上刃１１１は、上方向に退避し、用紙への加圧を解く。そして、ローラー対１２０は再度搬送を開始し、筋付けを行った用紙の搬送を行う。

図１０は、従来の筋付け手段の詳細を表す図である。図１０のように、上刃１１１は圧縮バネ１１３で圧をかけられた状態で、上部に待機している。その待機については、モータ１３０及びギア列１３１によって連結されたカム１１４ａ、１１４ｂによって、状態が保持されている。

図１１は、従来の筋付け装置によって、厚紙の筋付けを行っている状態の図である。厚紙の筋付けを行うと、図１１のように上刃１１１の圧縮バネ１１３がかかっていない領域について、たわみが発生する。このたわみは、紙厚などに起因する用紙の剛性によって発生するものである。その結果、図１２のように、用紙の中央部付近は、狙いの筋付けが行うことができず、筋付けの深さにムラが生じてしまう。

筋付けが狙いの深さまで達していないと、用紙の折りを行った際に、トナー剥がれが発生してしまい、出力物の品質を著しく落としてしまうこととなる。こうした現象は、用紙幅が長い用紙の筋付けを行う場合にも生じる。用紙幅が長い用紙の筋付けには、長尺の筋付け刃が必要になり、筋付けにかける筋付け荷重が不均一になりやすい。そのため、筋付けが十分に行われない箇所ができ、その状態で折り処理を行うと、トナー剥がれが発生してしまう。

このように、従来の筋付け手段においては、上刃のたわみが発生しないようにするために、上刃の剛性を上げたり、圧縮バネの数を増やすことにより上刃のたわみ領域を少なくするようにしていた。

しかし、上刃の剛性を上げるということは、上刃自体を大きくしたり、上刃に剛性が高い金属を用いるなどの手段が必要になる。これは、コストアップに直結する内容である。また、圧縮バネの数を増やすことについても同様で、バネ個数増加に伴うコストアップや、上刃を持ち上げるのに更に駆動力が必要になるため、駆動の減速比増加に伴う生産性の低下などが発生していた。

また、筋付け刃方式では、用紙の紙厚に対して、押圧する荷重を可変させなければならないということが判っている。そのため、従来の筋付け刃方式では、スプリングを用いて筋付け荷重をかけているが、荷重を可変させるために、ユーザーもしくはサービスマンがスプリングを交換する必要があるという、運用上の問題があった。

そこで、本発明の目的は、厚紙や用紙幅が長い用紙に筋付けを行っても均一に筋付けを行うことができ、折りを行った際のトナー剥がれを防止することができる筋付け手段を提供することである。また、様々な紙種に対しても、ユーザーやサービスマンによるバネ等の交換なしに、その用紙に見合った筋付け荷重を可変にでき、運用が簡単な筋付け手段を提供することである。

本発明の筋付け手段は、金属製の第１の刃と金属製の第２の刃とによって、用紙を挟み付けることで、筋付けを行う筋付け装置内の筋付け手段であって、金属製の第１の刃を磁気によって、金属製の第２の刃に吸着させることを特徴とする。

本発明によれば、厚紙等の折り時、筋付けを均一に行うことができ、折った際のトナー剥がれが防止できるという効果を奏する。

本発明の実施形態に係る筋付け装置の筋付け手段の概略図である。 本発明の実施形態に係る筋付け装置における筋付けを行った際の概略図である。 本発明の実施形態に係る筋付け装置における下刃に吸着力を与える電磁コイルの電圧を制御する制御手段の概略図である。 本発明の実施形態に係る筋付け装置における電磁力により上刃の吸着力を可変にできるよう下刃を分割し多数個組み合わせた状態を示した図である。 本発明の実施形態に係る筋付け装置における電磁力により上刃の吸着力を可変にできるよう下刃を分割したことに対して、上刃についても分割した状態を示した図である。 従来の画像形成装置、筋付け装置、及び、用紙処理装置のシステム構成の図である。 従来の筋付け装置の内部に用紙が搬送された状態を示す図である。 従来のローラー対停止後、筋付け手段により筋付けをしている状態を示した図である。 従来の筋付け後の動作を示した図である。 従来の筋付け手段の詳細を示した図である。 従来の筋付け装置によって厚紙の筋付けを行っている状態を示した図である。 従来の筋付けによって、筋付けの深さにムラが生じてしまう状態を示した図である。

本発明の実施形態について説明する。本発明は、筋付け装置の筋付け刃の押圧構成に際して、以下の特徴を有する。要するに、本発明の筋付け装置は、筋付け刃を上からスプリングで押すのではなく、金属製の筋付け刃全体を電磁力にて下に吸着することが特徴になっている。上記記載の本発明の特徴について、以下に図面を用いて詳細に解説する。

図１は、本発明の筋付け装置の筋付け手段の概略図である。図１のように、上刃１１１は、引っ張りバネ１１５で上部に保持されているだけであり、この状態では、何の外力も加わっていない。なお、上刃１１１は磁気により吸着される金属（アルミなどではない金属）とする。下刃１１２も、同様に金属で形成されており、その下部は電磁コイル１４０につながれている。

図２は、本発明の筋付け装置において筋付けを行った際の概略図である。図２は、下刃１１２につながれた電磁コイル１４０をＯＮした状態である。電磁コイル１４０をＯＮすると、下刃１１２には電磁力により磁気が生じ、上刃１１１を引き寄せることになる。そして、上刃１１１は、下刃１１２の電磁力に応じた吸着力にて下刃１１２に吸着されることになる。これにより、用紙は上刃１１１と下刃１１２に挟み込まれることになり、筋付けが行われる。

この際、下刃１１２に発生する電磁力は面で均一に発生するため、上刃１１１は均一に吸着力が与えられ、上刃１１１にたわみが生じることはない。よって、筋付けも均一に行われることとなり、筋付け不良の領域が発生することがなく、折りを行った際に、トナー剥がれが生じることはない。

図３は、本発明の筋付け装置について、下刃に吸着力を与える電磁コイルの電圧を制御する、制御手段を設けた概略図である。図３のように、電磁コイル１４０の電圧を制御する制御手段を設けることにより、例えば、電磁コイル１４０にかける電圧をａ［Ｖ］からその倍の２ａ［Ｖ］にすると、吸着力もそれに応じて倍となるため、厚紙などに強い筋付け力が必要な場合は非常に有効となる。

従来の筋付け装置では、筋付けを行う際の加圧力を変更する際は、機械の分解・交換作業が発生してしまうため、サービスマンを呼ばなければならないという手間とダウンタイムが生じてしまっていた。

しかし、本発明の筋付け装置では、ユーザーは紙厚を操作部（不図示）に入力するだけで、それに見合った加圧力を発生させるために、制御手段が自動で吸着力を制御してくれるため、機器の部品交換等がまったく発生せずに、種々の用紙の筋付けに対応することができる。

図４は、電磁力により、上刃の吸着力を可変にできる下刃を、小さなユニットに分割し、多数個組み合わせた状態である。このような構成をとることにより、用紙の筋付けが十分でない箇所が発生するような場合は、部分的に吸着力を強くし、確実に筋付けを行うなどの対応をとることができる。

近年、後処理の分野では、多様な用紙に対して処理を行うことが求められており、部分的に紙厚が違う用紙なども存在する。この場合、図４の筋付け装置の構成をとることにより、確実に筋付けを行うことができるようになり、機器の対応力が増加する。

図５は、図４に対して、対応する上刃についても分割した状態である。図５に示すように、対応する上刃１１１ａ〜１１１ｅも分割することにより、小サイズ用紙など、筋付け刃の一部のみを使う用紙に対しては、その部分のみ下刃の吸着力を与えればよいことになる。

これは、小サイズの用紙については、消費電力が小さくなることを意味している。従来の筋付け装置では、紙サイズによらず一定の加圧力が必要となっており、小さな用紙に対しても大きな電力消費が発生していた。本発明の筋付け装置については、そのようなことがなく、紙サイズに応じた適切な電力が設定でき、機器の省電力化にも貢献することができる。

なお、本発明の筋付け手段は、下刃に吸着力を与えることにより、上刃を引き寄せ、筋付けを行う構成である。しかし、構成を変更することにより、電磁力によって上刃を直接押す構成もとることができるが、本発明から容易に考案できる構成であるため、ここでは、その説明を省略する。

従来の技術では、筋付け刃の上部２箇所ないし３箇所にスプリングにて押圧荷重をかける構成となっている。この構成では、スプリングにて押圧していない刃部にたわみが生じ、結果として十分に筋付けができない状況が発生する。これは、特に厚紙等、用紙の剛性が高い用紙にて発生する。十分に筋付けできていない箇所については折りを行った際、結果としてトナー剥がれが生じてしまうこととなる。

本発明の筋付け装置では、筋付け刃を上からスプリングで押すのではなく、金属製の筋付け刃全体を電磁力にて下に吸着することにより、用紙全域にわたって均一な筋付けを行うことができる。この電磁力での吸着は、局所的に行うのではなく、筋付け刃全域を吸着する構成としているので、筋付け刃にたわみを生じることがないので、用紙全域にわたり均一な筋付けを行うことができる。

また、電磁力は、その電圧を可変にさせることにより、吸着力を可変にすることができる。つまり、電気的に筋付け力を可変にすることができるので、ユーザーが入力装置（操作パネルなど）に荷重を指定するだけで、自動的に筋付け力を可変にすることができる。つまり、ユーザーやサービスマンに、従来のようなスプリング等の交換の手間を掛けることがない。

１００ 筋付け装置
１１０ 筋付け手段
１１１ 上刃
１１２ 下刃
１１３ 圧縮バネ
１１４ａ カム
１１４ｂ カム
１１５ 引っ張りバネ
１２０ ローラー対
１３０ モータ
１３１ ギア
１４０ 電磁コイル
１４１ 電源
１５０ 制御手段
１５１ 制御手段
２００ 用紙処理装置
３００ 画像形成装置
４００ 給紙装置

特開昭６０−２６２７７１号公報

Claims (6)

1. 金属製の第１の刃と金属製の第２の刃とによって、用紙を挟み付けることで、筋付けを行う筋付け装置内の筋付け手段において、
   前記金属製の第１の刃を磁気によって、前記金属製の第２の刃に吸着させる
   ことを特徴とする筋付け手段。
2. 発生する前記磁気の強弱を制御する制御手段を設けた
   ことを特徴とする請求項１記載の筋付け手段。
3. 吸着を行わせる吸着部を金属製の第１の刃または前記金属製の第２の刃の部位に多数個配置した
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の筋付け手段。
4. 前記吸着部に対応した前記金属製の第１の刃または前記金属製の第２の刃の部位をそれぞれ設けた
   ことを特徴とする請求項３記載の筋付け手段。
5. 請求項１乃至４に記載のいずれかの筋付け手段を具備した用紙後処理装置。
6. 請求項１乃至４に記載のいずれかの筋付け手段を具備した画像形成システム。

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