JP2013216451A - 用紙後処理装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】深絞りを行う位置での作業の安全性を確保できる構成を備えた用紙後処理装置を提供する。
【解決手段】複数の用紙が重ねられた用紙束ＰＢの一部を凹凸状に加圧変形させることで綴じ処理を行う用紙後処理装置であって、用紙束ＰＢにおける綴じ位置を挟んで対向して配置され、用紙束ＰＢの一部に凹凸状の加圧変形部を形成可能な固定歯形２６１ａおよび該固定歯形２６１ａに対して接離可能な可動歯形２６１ｂと、可動歯形２６１ｂの周囲に配置されて可動歯形２６１ｂと共に固定歯形２６１ａに接離可能であって該可動歯形２６１ｂが固定歯形２６１ａに当接する前に固定歯形２６１ａと当接可能な挟持部材２１３とを備え、挟持部材２１３は、固定歯形２６１ａに対する対向間隔に相当する挟持のための離間量を用紙束ＰＢの厚さに応じて用紙束ＰＢの受け入れが可能な最小間隔に調整可能であることを特徴としている。
【選択図】図１７

Description

本発明は、用紙後処理装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、画像形成後の用紙を対象とした綴じ処理機構に関する。

複写機やプリンタあるいは印刷機などの画像形成装置により、いわゆる、プリントアウトされた記録紙などの用紙（以下、用紙と称する）は、画像形成装置から排出される場合の他に、所定枚数の用紙を纏めた状態で一部をステープラによる綴じ処理等の後処理を施す場合があり、このための装置として、画像形成装置の用紙排出部に連設された用紙処理装置が用いられる。

綴じ処理には、ステープルを用いることが一般的であったが、近年、省資源化やエコロジーおよびリサイクル性の観点からステープルを用いない、いわゆる、金属製品を用いない装置が望まれてきている。
上述した装置の一つとして、纏めて積層されている用紙群を挟持押圧可能な歯形部材を用いて用紙群に歯形等の凹凸状の深絞りを行うことで用紙同士の綴じ処理を行う綴じ装置が提案されている（例えば、特許文献１）。

上記特許文献１に開示されている構成では、歯形同士の間に用紙群が差し入れられることから歯形部材同士の間には用紙群を収容できるスペースを必要とする。
このスペースは、一つの理由として、用紙揃えなどの処理を行う際の用紙の動きを可能にするためにある程度用紙群の厚さ（用紙束の厚さ）よりもかなり多くな厚さ方向のスペースが設定されている。
このように、深絞り位置で挿入される用紙群の厚さ以上の間隔を設定していると、誤って手や指などの用紙以外の異物が入り込むスペースにもなるため、操作に危険が伴う虞があり、安全性に欠けるという問題がある。

本発明の目的は、上記従来の用紙後処理装置、特に、綴じ処理機構における問題に鑑み、深絞りを行う位置での作業の安全性を確保できる構成を備えた用紙後処理装置および画像形成装置を提供することにある。

この目的を達成するため、本発明は、複数の用紙が重ねられた用紙束の一部を凹凸状に加圧変形させることで綴じ処理を行う用紙後処理装置であって、前記用紙束における綴じ位置を挟んで対向して配置され、前記用紙束の一部に凹凸状の加圧変形部を形成可能な固定歯形および該固定歯形に対して接離可能な可動歯形と、前記可動歯形の周囲に配置されて該可動歯形と共に前記固定歯形に接離可能であって該可動歯形が前記固定歯形に当接する前に前記固定歯形と当接可能な挟持部材とを備え、前記挟持部材は、前記固定歯形に対する対向間隔に相当する挟持のための離間量を前記用紙束の厚さに応じて該用紙束の受け入れが可能な最小間隔に調整可能であることを特徴とする用紙後処理装置にある。

本発明によれば、ステープルなどを用いることなく用紙束の一部に凹凸状の加圧変形部を形成して用紙束を綴じる際に、用紙束を挟持して保持するために用いられる挟持部材が固定歯形との対向間隔に相当する離間量を用紙束の厚さに応じてその用紙束の受け入れが可能な最小値に設定される。これにより、綴じ位置への指や手などの異物が入り込むスペースを少なくできるので、綴じ位置への不用意な異物侵入を阻止することが可能となる。

本発明による用紙処理装置を用いる画像形成装置を含む画像形成システムの構成を説明するための模式図である。 本発明の実施形態にかかる用紙処理装置の一例を示す平面図である。 図２に示した用紙処理装置の一例を示す正面図である。 図３における分岐爪が用紙搬送状態であるときの分岐爪を中心とする用紙後処理装置の要部を示す図である。 図３における分岐爪が用紙をスイッチバックさせるとき分岐爪を中心とする用紙後処理装置の要部を示す図である。 綴じ具の非綴じ時の状態を示す図である。 図６の綴じ具の綴じ時の状態を示す図である。 用紙後処理装置でオンライン綴じを行う場合のイニシャル動作完了時の状態を示す動作説明図である。 図８の状態から１枚目の用紙が画像形成装置より排紙され、用紙後処理装置に搬入された直後の状態を示す動作説明図である。 図９の状態から用紙後端が入口ローラのニップから離脱して分岐路を超えたときの状態を示す動作説明図である。 図１０の状態から用紙をスイッチバックして用紙の搬送方向を整合するときの状態を示す動作説明図である。 図１１の状態から分岐路に１枚目の用紙を待機させ、次の２枚目の用紙を搬入するときの状態を示す動作説明図である。 図１２の状態から２枚目の用紙が搬入されてきたときの状態を示す動作説明図である。 図１３の状態から最終紙を整合して用紙束を形成したときの状態を示す動作説明図である。 図１４の状態から綴じ動作時を行うときの状態を示す動作説明図である。 図１５の状態から用紙束を排紙するときの状態を示す動作説明図である。 用紙束が綴じ位置である深絞り位置に達したときの深絞り機構の模式的な断面図である。 図１８に示した深絞り機構の通紙面上方から示した図である。 用紙束の綴じ動作時における初期状態および綴じ状態を示す図である。 深絞り機構に用いられる歯形同士の対向間隔を調整するために用いられる制御部の構成を説明するためのブロック図である。

本発明は、用紙束に対する深絞り綴じ処理において、可動歯型が用紙束に接触する直前から離間する直後までの間、用紙束を保持し続ける挟持部材を設け、挟持部材により把持された用紙束が通過する間隙の大きさを調整できるようにしたことを特徴とする。
この挟持部材は、可動歯型が用紙から離間する際に、当該歯型を用紙から引き剥がす機能も有し、そして、用紙束の通過する厚さ方向の間隔、つまり歯形同士の対向間隔を調整できるようにすることで不用意に深絞り位置に指や手が入らないようにする。以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施形態に係る用紙後処理装置を用いる画像形成システムの二つの態様を示す図である。本実施形態に係る画像形成システム１００は、画像形成装置１０１と用紙後処理装置(フィニッシヤ)２０１とからなる。
用紙後処理装置２０１は、綴じ装置が画像形成装置１０１からの用紙搬送路内に設けられた所謂搬送路綴じ装置である。図１(Ａ)は、画像形成装置１０１の搬送路内に設置された態様を、図１(Ｂ)は搬送路外に設置された態様をそれぞれ示す。この用紙後処理装置２０１は、搬送路内で用紙を重ね合わせ整合する整合機能と、整合された用紙束を搬送路内で綴じる綴じ機能とを備えている。
図１(Ａ)の態様は画像形成装置１０１の胴内で後処理することから胴内処理装置とも呼ばれている。

画像形成装置１０１は、画像処理部及び給紙部を含む画像形成エンジン部１０２と、画像読み取ることで画像データに変換する読み取りエンジン部１０３と、読み取りエンジン部１０３に読み取る原稿を自動的に送り込む自動原稿給送装置(ＡＤＦ)１０４を備えている。
図１(Ａ)に示す構成では、画像形成後の用紙が画像形成装置１０１の胴内に排紙され、図１(Ｂ)に示す構成では、画像形成後の用紙が画像形成装置１０１の外部に排紙されるようにそれぞれ排紙部が設けられる。

図２は、図１における用紙後処理装置２０１の平面図、図３は正面図である。
同図において、用紙後処理装置２０１は、用紙搬送路２４０に沿って入口側から入口センサ２０２、入口ローラ２０３、分岐爪２０４、深絞り機構に相当する綴じ具２１０及び排紙ローラ２０５を備えている。
入口センサ２０２は、画像形成装置１０１の排紙ローラ１０２から排紙され、用紙後処理装置２０１に搬入された用紙の先端、後端及び用紙の有無を検知する。入口センサ２０２としては、例えば反射型の光センサが使用される。なお、反射型の光センサに代えて透過型の光センサを使用することもできる。
入口ローラ２０３は、用紙後処理装置２０１の入口に位置し、画像形成装置１０１の排紙ローラ１０２によって排紙される用紙を受け取り、深絞りを行う綴じ位置内に搬入する機能を有する。また、後述するが、停止、回転、搬送量を制御可能な駆動源(駆動モータ)と、この駆動源を制御する制御部１０００（図２０参照）も備えている。入口ローラ２０３は対となるローラとのニップに画像形成装置１０１側から搬送されてきた用紙の先端部を突き当て、スキュー補正も行う。

入口ローラ２０３の後段には分岐爪２０４が配置されている。
図３において、分岐爪２０４は用紙後端を分岐路２４１に導くために設けられている。この場合には、用紙後端が分岐爪２０４を越えた後、分岐爪２０４は図示時計回り方向に回転し、用紙を搬入方向と逆の方向に搬送する。これにより、用紙後端側は分岐路２４１側に導かれる。分岐爪２０４は後述するが、ソレノイドによって駆動され、揺動動作を行う。
なお、ソレノイドに代えてモータとすることもできる。分岐爪２０４は図示反時計回り方向に駆動され、回転したとき、分岐路２４１の搬送面に用紙あるいは用紙束を押圧することが可能である。これにより分岐爪２０４は用紙あるいは用紙束を分岐路２４１で固定することができる。

排紙ローラ２０５は用紙後処理装置２０１の搬送路２４０の最後段の出口直前に位置し、用紙の搬送、シフト、排出を行う機能を有する。また、入口ローラ２０３と同様に排紙ローラ２０５の停止、回転、搬送量を制御可能な駆動源(駆動モータ)を備え、この駆動源は制御部１０００によって制御される。
排紙ローラ２０５のシフトは、図２に示すシフト機構２０５Ｍによって行われる。
シフト機構２０５Ｍは、シフトリンク２０６、シフトカム２０７、シフトカムスタッド２０８及びシフトホームポジションセンサ２０９からなる。

図２においてシフトリンク２０６は、排紙ローラ２０５の軸端２０５ａに設けられ、シフトに際しての移動力を受ける。
シフトカム２０７はシフトカムスタッド２０８を有し、回転をする円盤状の部品であり、この部品の回転によってシフトカムスタッド２０８を介しシフトリンク長穴部２０７ａに移動可能に挿入された排紙ローラ２０５を用紙搬送方向と直交する方向(以下、「用紙の幅方向」とも称する。)に移動させる。
この移動が所謂シフトである。シフトカムスタッド２０８はシフトリンク長穴部２０７ａと連動し、シフトカム２０７の回転運動を排紙ローラ２０５の軸方向の直動運動に変換する機能を有する。シフトホームポジションセンサ２０９はシフトリンク２０６の位置を検出し、シフトホームポジションセンサ２０９で検出した位置をホームポジションとし、このホームポジションを基準にシフトカム２０７の回転制御を実行する。この制御は、前記制御部１０００によって実行される。

図２において深絞り機構をなす綴じ具２１０（以下、単に綴じ具２１０と称する）は、用紙端検知センサ２２０、綴じ具ホームポジションセンサ２２１及び綴じ具移動のためのガイドレール２３０を備えている。
綴じ具２１０は、用紙束ＰＢを綴じる機構で、所謂ステープラと称されるものである。本実施形態では一対の歯型２６１で挟み込み、加圧することによって用紙を変形させ、用紙の繊維を絡めて綴じる機能を備えたもので、この種の綴じは圧着綴じとも称される。

この綴じ方式の他に、半抜き加工、切曲げ、切り曲げてさらに穴に通すなどの綴じ方の綴じ具を使用するハンドステープラも知られている。
いずれにしてもサプライ消耗を抑制し、あるいはリサイクルし易くし、そのままシュレッダーにかけられるなどのことから省資源に大きく貢献する。そのため、用紙後処理装置、所謂フィニッシヤにおいても、金属針を使わず、圧着綴じのように用紙単体で綴じ処理が可能なステープラの搭載が望まれている。圧着綴じを行うハンドステープラとしては、例えば実公昭３６-１３２０６号公報（参考文献１）に開示された綴じ具が公知であり、切り曲げてさらに穴に通して綴じるハンドステープラとしては、例えば実公昭３７-７２０８号公報（参考文献２）に開示された綴じ具が公知である。

用紙端検知センサ２２０は用紙の側端を検出するセンサで、用紙を揃えるときに、このセンサ検知位置を基準に揃える。綴じ具ホームポジションセンサ２２１は用紙幅方向に移動可能な綴じ具の位置を検出するセンサで、最大サイズの用紙が搬送されても邪魔にならない位置に綴じ具２１０が位置するポジションをホームポジションとし、その位置を検出する。

ガイドレール２３０は綴じ具２１０が用紙幅方向に安定して移動可能なように、その綴じ具２１０の移動をガイドするレールである。
ガイドレール２３０は、綴じ具２１０がホームポジションから用紙後処理装置２０１の搬送路２４０の用紙搬送方向に直交する全幅を移動可能なように設置されている。
なお、綴じ具２１０は図示しない駆動モータを含む移動機構によってガイドレール２３０に沿って移動する。その移動の際、綴じ具２１０と用紙Ｐあるいは用紙束ＰＢが干渉しないように、綴じ具２１０の綴じ具ホームポジションセンサ２２１側には用紙の通過スペースが形成されている。

図３において搬送路２４０は、受け入れた用紙を搬送し、排出する搬送経路であって、用紙後処理装置２０１の入口側から出口側まで貫通している。
分岐路２４１は用紙のスイッチバックにより後端側から搬入される搬送路であり、搬送２４０から分岐している。分岐路２４１は用紙を重ね合わせて整合するために設けられ、集積手段として機能する。突き当て面２４２は、分岐路２４１の末端に設けられ、用紙後端を突き当て整合する基準面である。
歯型２６１は、本実施形態では一対の凹凸が噛み合うような形状の加圧扶持材であり、用紙束を挟み込んで加圧することにより、前記圧着綴じ機能を有する。

図４及び図５は分岐爪２０４を中心とする用紙後処理装置２０１の要部を示す図で、図４は分岐爪２０４が用紙搬送にあるときの、図５は用紙をスイッチバックさせるときの関連機構の詳細をそれぞれ示す。
図４において分岐爪２０４は、用紙の搬送経路を搬送路２４０と分岐路２４１のいずれかに切り換えるために支軸２０４ｂに関して予め設定された角度範囲で揺動可能に設けられている。分岐爪２０４は図中の右側より受け入れた用紙が抵抗なく下流側に搬送できる位置、すなわち図４の位置がホームポジションとなっており、スプリング２５１により常時図示反時計回り方向に弾性的に加圧されている。

スプリング２５１は分岐爪可動レバー部２０４ａに掛けられ、分岐爪可動レバー部２０４ａには分岐ソレノイド２５０のプランジャが連結されている。なお、分岐路搬送面２４１と分岐爪２０４は図５の状態で用紙が分岐搬送路２４１に搬送された後、図４の状態になると、分岐搬送路２４１内にある用紙を扶持状態で保持することができる。
搬送経路の切り換えは、分岐ソレノイド２５０をＯＮすると、分岐爪２０４は図５において矢印Ｒ１方向に回転し、搬送路２４０を閉鎖し分岐路２４１を開放することにより、分岐路２４１に用紙を導くことができる。

図６及び図７は本実施形態に係る綴じ具２１０の詳細を示す図である。綴じ具２１０は、歯型２６１、加圧レバー２６２、リンク群２６３、駆動モータ２６５、偏心力ム２６６及びカムホームポジションセンサ２６７を構成要素として含んでいる。
歯型２６１は上下対となり噛み合う形状の加圧部材である。この歯型２６１は複数に組み合わせたリンク群２６３の作動端に位置し、動作端である加圧レバー２６２の加圧及び加圧解除動作によって接離する。

加圧レバー２６２は、回転する偏心力ム２６６によって回動する。この偏心力ム２６６は駆動モータ２６５より駆動力を与えられて回転し、カムホームポジションセンサ２６７の検知情報に基づいてカムの回転位置が制御される。
回転位置は偏心力ム２６６の回転軸２６６ａとカム表面との距離を規定し、この距離に基づいて加圧レバー２６２の押圧量が決まる。
カムホームポジションセンサ２６７が偏心力ム２６６の被検知対象であるフィラー２６６ｂを検知した位置がホームポジションである。図６に示すように、偏心力ム２６６の回転位置がホームポジションにあるとき、歯型２６１は開いた状態となっている。この状態では、綴じ処理は不能であり、用紙束の受け入れが可能な状態である。

用紙束を綴じる場合には、図６において楕円内部に示すように、歯型２６１が開いた状態で、歯型２６１間に用紙束を挿入し、駆動モータ２６５を回転させる。駆動モータ２６５が回転を開始すると、偏心力ム２６６は図７中矢印Ｒ２方向へ回転する。この回転に応じて、偏心力ム２６６のカム面が変位し、加圧レバー２６２は図中矢印Ｒ３方向に回転する。その回転力は、梃子を利用したリンク群を介して力を増し、その件動端の歯型２６１に伝達される。

偏心力ム２６６が一定量回転した時点で、上下の歯型２６１は噛み合い、用紙束を挟み込み、加圧する。この加圧によって用紙束は変形し、隣接した用紙同士の繊維が絡み合い、綴じられる。
その後、駆動モータ２６５が逆回転し、カムホームポジションセンサ２６７の検知情報で停止する。これにより、上下の歯型２６１は図６の状態に戻り、用紙束を移動させることが可能な状態となる。また、レバー２６２はバネ性を有しており、過負荷が加わったときは撓むことで過負荷を逃がすようになっている。

図８乃至図１６は用紙後処理装置２０１の綴じ具２１０によるオンライン綴じの綴じ動作を示す動作説明図である。なお、各図において（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。また、本実施形態でオンライン綴じとは、図１に示すように画像形成装置１０１の排紙ロに用紙後処理装置２０１を設置し、画像形成装置１０１で画像形成された用紙を用紙後処理装置２０１に連続的に受け入れて整合し、綴じ処理を行うことを意味する。
これに対して後述のマニュアル綴じとは、画像形成装置２０１若しくは別途印字出力された用紙を用紙後処理装置２０１の綴じ具２１０で綴じるものである。マニュアル綴じは画像形成装置２０１の排紙から−連の動作で綴じるものでないので、オフライン綴じに含まれる。

図８はオンライン綴じ動作のイニシャル動作完了時の状態を示す図である。画像形成装置１０１から画像形成された用紙の出力が開始されると、各部はホームポジションに移動し、イニシャルを完了する。図８はこのときの状態を示す。

図９は画像形成装置１０１から１枚目の用紙Ｐｌが排紙され、用紙後処理装置２０１に搬入された直後の状態を示す図である。画像形成装置１０１から用紙Ｐｌが後処理装置２０１に搬入される前に、用紙後処理装置２０１のＣＰＵ２０１ａは画像形成装置１０１のＣＰＵ２０１ａから用紙処理の制御モードに関するモード情報と用紙情報を受け取り、その情報に基づき、受け入れ待機状態になる。用紙情報は例えば用紙サイズ、紙種、紙厚及び冊子（綴じる用紙の）枚数などである。

制御モードには、ストレートモード、シフトモード及び綴じモードの３つのモードが設定されている。ストレートモードにおいては、受け入れ待機状態で入口ローラ２０３及び排紙ローラ２０５は用紙搬送方向に回転を開始し、用紙Ｐｌ，・・ｌＰｎが順次搬送され、排出されて最終紙Ｐｎが排出された後、入口ローラ２０３及び排紙ローラ２０５は停止する。なお、ｎは２以上の正の整数である。

シフトモードにおいては、受け入れ待機状態で入口ローラ２０３及び排紙ローラ２０５は搬送方向に回転を開始する。シフト排紙動件は、用紙Ｐｌを受け入れて搬送し、用紙Ｐｌの後端が入口ローラ２０３を抜けたところで、シフトカム２０７が一定量回転し排紙口−ラ２０５が軸方向に移動する。このとき用紙Ｐｌも排紙ローラ２０５の移動と共に移動する。また、用紙Ｐｌが排出されると、シフトカム２０７が回転してホームポジションに復帰し、次の用紙Ｐ２の搬入に備える。この排紙ローラ２０５のシフト動作を同じ部の用紙Ｐｎの排出が完了するまで繰り返す。これにより、一部（一冊）分の用紙束ＰＢが一方にシフトした状態で排紙され、積層される。次の部の１枚目の用紙Ｐ１が搬入された場合、シフトカム２０７は前の部とは逆方向に回転し、用紙Ｐｌは前の部とは逆側に移動し、排出される。

綴じモードにおいては、受け入れ待機状態で入口ローラ２０３は停止しており、排紙ローラ２０５が搬送方向に回転を開始する。また、綴じ具２１０は用紙幅より一定量退避した待機位置に移動して待機する。
この場合、入口ローラ２０３はレジストローラとしても機能する。すなわち、１枚目の用紙Ｐｌが用紙後処理装置２０１に搬入され、用紙先端を入口センサ２０２が検知すると、用紙先端が入口ローラ２０３のニップに突き当たる。
そして、一定量の摸みを生じさせる距離だけ画像形成装置１０１の排紙ローラ１０２によって用紙Ｐｌは搬送される。前記距離搬送された後、入口ローラ２０３の回転が開始される。これにより用紙Ｐｌのスキュー補正が行われる。図９（Ａ）及び（Ｂ）はこのときの状態を示す。

図１０は用紙後端が入口ローラ２０３のニップから離脱して分岐路２４１を超えたときの状態を示す図である。用紙Ｐｌは、用紙後端の入口センサ２０２による検知情報から搬送量がカウントされ、用紙搬送位置の位置情報はＣＰＵ２０１ａによって把握されている。用紙後端が入口ローラ２０３のニップを通過したら、入口ローラ２０３は次の用紙Ｐ２の受け入れのために回転を停止する。それと同じタイミングでシフトカム２０７が図１０の矢印Ｒ４方向（図示時計回り方向）に回転し、用紙Ｐｌをニップした状態で排紙ローラ ２０５は軸方向に移動を開始する。これにより用紙Ｐｌは図１０において矢印Ｄｌ方向に斜行しながら搬送される。その後、綴じ具２１０に併設又は組み込まれた用紙端検知センサ２２０が用紙Ｐを検知すると、シフトカム２０７は停止し、次いで逆転し、用紙端検知 センサ２２０が用紙Ｐの非検知状態でシフトカム２０７は停止する。そして、前記動作が完了し、用紙後端が分岐爪２０４先端を通過した所定の位置で排紙ローラ２０５は停止する。

図１１は用紙Ｐｌをスイッチバックして用紙Ｐｌの搬送方向を整合するときの状態を示す図である。図１０の状態から分岐爪２０４を図示矢印Ｒ５方向に回転させ、搬送経路を分岐路２４１に切り換えた後、排紙ローラ２０５を逆回転させる。これにより用紙Ｐｌは矢印Ｄ２方向にスイッチバックされ、用紙後端が分岐路２４１に搬入され、さらに、突き当て面２４２に突き当てられる。
この用紙後端の突き当てにより用紙後端は突き当て面２４２を基準に揃えられる。用紙Ｐｌが揃えられると、排紙ローラ２０５は停止する。このとき、排紙ローラ２０５は用紙Ｐｌが突き当て面２４２に突き当たるとスリップし、搬送力が付与されないようになっている。すなわち、用紙Ｐｌがスイッチバックして突き当て面２４２に突き当たり、用紙後端が突き当て面２４２を基準に揃えられると、それ以上、搬送されて用紙が座屈しないように設定されている。

図１２は分岐路２４１に１枚目の用紙Ｐｌを待機させ、次の２枚目の用紙Ｐ２を搬入するときの状態を示す図である。先行の１枚目の用紙Ｐｌが突き当て面２４２を基準に揃えられた後、分岐爪２０４を図示矢印Ｒ６方向に回転させる。これにより分岐路２４１に位置している用紙後端を分岐爪２０４の下面である接触面２０４ｃが分岐路２４１の表面に強力に押さえ付け、動かない状態にして待機する。後行の２枚目の用紙Ｐ２が画像形成装置１０１から搬入されてくると、先行の用紙Ｐｌと同様に入口ローラ２０３でスキュー補正を行う。次いで、入口ローラ２０３の回転が開始するのと同時に排紙ローラ２０５も搬送方向に回転を開始する。

図１３は２枚目の用紙Ｐ２が搬入されてきたときの状態を示す図である。
図１２の状態から２枚目の用紙Ｐ２、さらに３枚目以降の用紙Ｐ３，・・・，Ｐｎが搬送されてきたときも、図１０及び図１１に示した動作を実行し、順次、画像形成装置１０１から搬送されてくる用紙を予め設定した位置に移動させて重ね合わせ、整合状態の用紙束ＰＢを搬送路２４０内にスタック（集積）する。

図１４は最終紙Ｐｎを整合して用紙束ＰＢを形成したときの状態を示す図である。
同図において最終紙Ｐｎを整合状態の用紙束ＰＢとして動作完了したら、排紙ローラ２０５を一定量搬送方向に回転させ停止する。この動作で用紙後端を突き当て面２４２に突き当てたときに発生した撓みを解消させる。その後、分岐爪２０４を図示矢印Ｒ５方向に回転させ、接触面２０４ｃを分岐路２４１から離間させることにより用紙束ＰＢへの加圧力を開放する。これにより用紙束ＰＢは分岐爪２０４による拘束力が解除され、排紙ローラ２０５による搬送が可能となる。

図１５は綴じ動作時の状態を示す図である。
図１４の状態から排紙ローラ２０５を搬送方向に回転させ、綴じ具２１０の歯型２６１の位置と用紙束ＰＢの綴じ位置が一致する距離分用紙束ＰＢを搬送し、その位置で停止させる。これにより用紙束ＰＢの搬送方向の加工位置が歯型２６１の搬送方向の位置と合致する。そして、綴じ具２１０を綴じ具２１０の歯型２６１の位置と用紙の加工位置が一致する距離分だけ図示矢印Ｄ３方向に移動させ、停止する。これにより用紙束ＰＢの幅方向の加工位置が歯型２６１の位置と搬送方向及び幅方向で合致することになる。このとき、分岐爪２０４は図示矢印Ｒ６方向に回転し、用紙受け入れ状態に復帰する。その後、綴じ具駆動モータ２６５をＯＮし、歯型２６１によって用紙束ＰＢを加圧し、絞ることによって圧着綴じを行う。なお、本実施形態では、圧着綴じを行う綴じ具２１０を使用した例を例示しているが、半抜き加工、切曲げ、切り曲げてさらに穴に通すなどの綴じ方の綴じ具を使用しても良いことは言うまでもない。

図１６は用紙束ＰＢを排紙するときの状態を示す図である。
図１５に示したようにして綴じられた用紙束ＰＢは、排紙ローラ２０５の回転により排出される。用紙束ＰＢが排出され後、シフトカム２０７を矢印Ｒ７方向に回転させ、ホームポジション（図８の位置）に復帰させる。これと並行して綴じ具２０１を図示矢印Ｄ４方向に移動させ、ホームポジション（図８の位置）に復帰させる。これにより、一部（一冊）の用紙束ＰＢの整合動作を綴じ動作が完了する。次の部がある場合には、図８から図１６の動作を繰り返し、同様にして圧着綴じされた一部の用紙束ＰＢを作成する。

以上の構成を対象として本実施形態の特徴を説明すると次の通りである。
本実施形態の特徴は、前述したように、固定歯形２１１ａと可動歯形２６１ｂとの対向間隔で構成される用紙の受け入れ間隔（用紙受け入れ口の離間量）を用紙の厚さに応じて調整するようにした点にある。この特徴により、挟持部材の用紙挟持により可動歯形を用いた深絞りの際の用紙ずれを防止すると共に、深絞りに必要な最小間隔を設定できるようにして人の指や手が深絞り作業位置に入り込めないようにすることができる。

図１７は、本実施形態の特徴が対象とする構成である、用紙束の深絞りを行う固定歯形２６１ａおよび可動歯形２６１ｂを備えた深絞り機構、いわゆる、綴じ具２１０の構成を示すための図であり、図１７（Ａ）は、用紙の搬送方向正面側から見た図であり、図１７（Ｂ）は、用紙の搬送方向側方から見た図である。
同図において、綴じ具２１０は一対の歯型２６１を有し、歯型２６１は前述のように本実施形態では一対の凹凸が噛み合うような形状の加圧扶持材であり、通紙面を挟んで一方（図では上方）が固定歯型２６１ａ、他方が可動歯型２６１ｂとなっている。可動歯型２６１ｂの回りには全周にわたって用紙押さえ部材としての挟持部材２１３が配置されている。
挟持部材２１３は、固定歯形２１６ａに当接した際に密着する向きの圧力を弾性体２１４の形状復元力により付勢されることで深絞り時に用紙束を保持して用紙ずれが生じないようにするための部材である。

可動歯型２６１ｂは台座２１５に取り付けられ、用紙押さえ部材２１３は台座２１５にスプリング（圧縮バネ）２１４によって図示上下方向に可動に支持されている。
台座２１５、可動歯型２６１ｂ及び用紙押さえ部材２１３は駆動モータ２６５により固定歯型２６１ａに対し接離するように動作し、前述のようにして用紙束ＰＢを綴じる。なお、初期状態（作動前の状態）で、可動歯型２６１ｂの先端部２６１ｃは用紙押さえ部材２１３の先端部２１３ａに対して後退した位置にある。

図１８は図１７の断面図を通紙面の上方向から見た図である。
同図に示すように挟持部材２１３は可動歯型２６１ｂを囲むような形状に形成され、可動歯型２６１ｂは挟持部材２１３の内側の空間２１３ｂ内で上下方向に相対的に移動可能である。
前記空間２１３ｂは可動歯型２６１ｂの外面と挟持部材２１３の内面との間に所定の隙間２１３ｃが存在するように設定され、可動歯型２６１ｂの移動時に両者が干渉しないように配慮されている。
また、挟持部材２１３の先端部２１３ａは可動歯型２６１ｂの先端部２６１ｃが用紙束ＰＢに接触する前に、用紙束ＰＢに接触し、固定歯型２６１ａ側の支持部材２６１ｄとの間で固定歯型２１１の周囲の用紙束ＰＢ部分を押さえることで陽子がずれないようになっている。この構成により、可動歯型２６１は挟持部材２１３が用紙束ＰＢに接触した後、用紙束ＰＢに接触することになる。

なお、断面しない状態では、図１８に示した挟持部材２１３と可動歯型２６１がＥ−Ｅ線に関して対称な位置に存在する。すなわち、本実施形態では、挟持部材２１３は中抜きの矩形であり、中央部の空間２１３ｂ内に平面視正方形形状の可動歯型２６１ｂが位置し、可動歯型２６１ｂの外周部は全て挟持部材２１３によって取り囲まれている。

図１９は用紙束の綴じ動作時の状態を示す図である。図１７に示した状態から、駆動モータ２６５が駆動され、台座２１５、可動歯型２６１ｂ及び挟持部材２１３が固定歯型２６１ａと噛み合う方向（図示Ｄ５方向）に移動すると、図１９（Ａ）に示すように挟持部材２１３の先端部２１３ａが用紙束ＰＢに接触し、固定歯型２６１ａまで用紙束ＰＢを押し上げる。この状態では、可動歯型２６１ｂはまだ用紙束ＰＢに接触していない。

図１９（Ａ）に示す状態から台座２１５が、さらに矢印Ｄ５方向に移動すると、挟持部材２１３が用紙束ＰＢを固定歯型２６１ａ側の支持部材２６１ｄとの間で保持したまま、さらに可動歯型２６１ｂが押し上げられ（矢印Ｄ５’方向に移動）、図１９（Ｂ）に示すように可動歯型２６１ｂが用紙束ＰＢを介して固定歯型２６１ａに噛み合い、両者間で用紙束ＰＢを挟み込んで加圧する。
この加圧によって用紙束ＰＢは変形し、隣接した用紙同士の繊維が絡み合い、綴じられることになる。綴じ動作終了後は、台座２１５が離間方向（矢印Ｄ５で示した方向と逆方向）に駆動される。その際、可動歯型２６１ｂが用紙束ＰＢから離間した後に挟持部材２１３が離間するので、用紙束ＰＢから可動歯型２６１ｂは確実に引き剥がされる。

一方、上述した台座２１５の移動量は、挟持部材２１３と固定歯形２６１ａとの対向間隔で規定される用紙受入口の離間量に影響する。
そこで、本実施形態では、用紙束ＰＢの厚さに対して上述した間隔移送等する離間量が用紙束の受け入れを可能にする最小間隔に相当する値に設定されるようになっている。
図２０は、挟持部材２１３の移動量を制御する制御部の構成を説明するためのブロック図であり、同図において制御部１０００の入力側には本実施形態の特徴と関係する構成として、入力側に操作パネル１００１およびリミットセンサ１００２が接続され、出力側には、図６に示した駆動モータ２６５を兼用する綴じ駆動モータが接続されている。

リミットセンサ１００２は、図示しないが、挟持部材２１３の進退量が設定量と異なり、固定歯形２６１ａに向けた移動量が大きすぎてしまうような場合を検知して部品の破損を未然に防ぐことを意図した部材である。なお、制御部１０００の入力側には、本実施形態の特徴に係る部材だけでなく、前述した用紙の搬送に用いられる各種センサ類なども接続されていることもちろんである。

操作パネル１００１には、用紙の種別による厚さおよび綴じ枚数の入力部が設けられており、これら用紙の厚さおよび綴じ枚数により制御部１０００において用紙束ＰＢの厚さを割り出せるようになっている。

制御部１０００では、上述した用紙束ＰＢの厚さを割り出すと、初期位置に位置決めされている台座２１５を、挟持部材２１３と固定歯形２６１ａとの対向間隔が用紙束ＰＢの厚さで受け入れることができる最小間隔に設定すべく移動量が割り出される。
さらに、制御部１０００では、用紙束ＰＢが綴じ位置にセットされた場合、可動歯形２６１ｂが固定歯形２６１ａに当接する前に挟持部材２１３を固定歯形２６１ａに向け移動させて用紙束ＰＢを挟持できるタイミング、そして深絞り作業が完了した後には可動歯形２６１ｂが固定歯形２６１ａから離れた後、固定歯形２６１ａから挟持部材２１３が離れるタイミングがそれぞれ設定されるようになっている。

綴じ駆動モータ２５６には、例えばステッピングモータが用いられ、初期位置からの印加パルス数により上述した最小間隔の位置に可動歯形２６１ｂを位置決めするようになっている。
この場合の最小の対向間隔、つまり受入口離間量は、用紙束ＰＢの導入に際して手や指等の異物が綴じ位置に入り込むことができない量に設定されている。

以上のような構成においては、深絞り位置に搬入された用紙群により構成される用紙束ＰＢは、操作パネル１００１において入力された厚さ情報に基づき制御部１０００により割り出された最小の対向間隔内に搬入されることになる。
つまり、制御部１０００では、操作パネル１００１から入力された用紙の厚さおよび綴じ枚数に基づき用紙束ＰＢの厚さを割り出し、その厚さの用紙束ＰＢが通過できる最小の受入口離間量が決定され、その決定された離間量を得られるように綴じ駆動モータ２５６が初期位置から駆動される。
綴じ駆動モータ２５６の駆動により台座２１５の位置が変化し、固定歯形２６１ａに対する挟持部材２１３の離間量（対向間隔）が用紙束ＰＢの通過を許容する最小間隔に設定される。

最小の対向間隔としては、人の手や指などの異物が侵入しないことを目的としている関係で、用紙束ＰＢの最上位の用紙から指などの異物のサイズ以下の距離を離して得られる間隔とされている。

以上のような実施形態においては、深絞り位置に受け入れられる用紙束ＰＢの通過を許容する最小限の間隔を用紙束の種別に応じて変更できるようになっているので、用紙束の厚さに関係なく深絞り位置への異物の侵入を阻止することができる。

しかも、深絞りの際には、可動歯形２６１ｂが固定歯形２６１ａに当接する前に可動歯形２６１ｂの周囲に位置する挟持部材２１３が用紙束を固定歯形２６１ａとともに挟持するタイミングを利用して、可動歯形２６１ｂが固定歯形２６１ａに当接して深絞り作業が開始された際には用紙のずれが生じないようにできる。

さらには、挟持部材２１３が可動歯形２６１ｂが固定歯形２６１ａから離れた後で挟持部材２１３が固定歯形２６１ａから離れるタイミングを利用して用紙束を可動歯形２６１ｂから自動的に引き剥がすことが可能となる。

１００ 画像形成システム
１０１ 画像形成装置
２０１ 用紙後処理装置
２１３ 挟持部材
２１５ 台座
２６５ 綴じ駆動モータ
２６１ａ 固定歯形
２６１ｂ 可動歯形
１０００ 制御部
１００１ 操作パネル

特開２０１０−２７４６２３号公報

Claims (6)

1. 複数の用紙が重ねられた用紙束の一部を凹凸状に加圧変形させることで綴じ処理を行う用紙後処理装置であって、
   前記用紙束における綴じ位置を挟んで対向して配置され、前記用紙束の一部に凹凸状の加圧変形部を形成可能な固定歯形および該固定歯形に対して接離可能な可動歯形と、
   前記可動歯形の周囲に配置されて該可動歯形と共に前記固定歯形に接離可能であって該可動歯形が前記固定歯形に当接する前に前記固定歯形と当接可能な挟持部材とを備え、
   前記挟持部材は、前記固定歯形に対する対向間隔に相当する挟持のための離間量を前記用紙束の厚さに応じて該用紙束の受け入れが可能な最小間隔に調整可能であることを特徴とする用紙後処理装置。
2. 前記挟持部材および可動歯形は、前記固定歯形に対して身体可能な台座に支持され、該台座は駆動源に連動して前記固定歯形に対して進退可能に設けられ、該駆動源は、前記用紙束の厚さを割り出す制御部により進退量を設定されることを特徴とする請求項１記載の用紙後処理装置。
3. 前記制御部は、入力側に前記用紙の厚さおよび綴じ枚数を入力可能な操作パネルが接続され、出力側には前記台座の駆動源が接続され、入力された用紙の厚さおよび綴じ枚数から用紙束の厚さを割り出し、歯形同士の対向間隔を該用紙束の受け入れが可能な最小間隔を設定する駆動量を前記駆動源に出力することを特徴とする請求項１または２記載の用紙後処理装置。
4. 前記挟持部材は、前記用紙束に対する加圧変形処理時に前記可動歯形が前記固定歯形に当接する前に該固定歯形に当接するタイミングを前記制御部により設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のうちの一つに記載の用紙後処理装置。
5. 前記挟持部材は、前記用紙束に対する加圧変形処理が完了した後に、前記可動歯形が前記固定歯形から離れた後、前記固定歯形から離れるタイミングを前記制御部によって設定されていることを特徴とする請求項１乃至４のうちの一つに記載の用紙後処理装置。
6. 請求項１乃至５のうちの一つに記載の用紙後処理装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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