JP2014037310A - 用紙後処理装置、および画像形成システム - Google Patents

Abstract

【課題】圧着とじを行った用紙束の圧着部近傍のゆがみを防ぐとともに、用紙搬送時のジャムや積載時の用紙のひっかかりを防ぐ。
【解決手段】用紙後処理装置は、圧着歯列２１１、２２１を備えた上押し付け型２１０、下押し付け型２２０を備え、両押し付け型２１０、２２０の間に用紙束Ｐを挟んで圧迫して用紙束Ｐの圧着とじ処理を行う。両押し付け型２１０に圧着とじ処理時において用紙束Ｐのとじ部に隣接した部分をはさみ込んで固定する弾性体で形成した押さえ部材２１２、２２２を配置した。これにより、圧着とじ処理に際して用紙束Ｐの圧着とじ部の周囲を押さえ用紙束Ｐのゆがみを防止する。
【選択図】図６

Description

本発明は、用紙後処理装置、およびこの用紙後処理装置と画像形成装置とを備えた画像形成システムに関する。

従来、画像形成装置に取り付けて画像形成システムを構成する用紙後処理装置として、画像形成した用紙のとじ処理を行うものがある。そして、このとじ処理としては針を用い用紙のとじ処理を行うものと、はりを用いないで用紙のとじ処理を行うものがある。

特許文献１は、針を使わないで用紙束をとじるため、加圧ロッドの下端面と固定ブロックの上端面に、互いにかみ合うように形成された多数の微小歯をそれぞれ形成し、これらの歯の間に、記録紙の折り目と反対側の端部を配置した用紙後処理装置を開示する。この用紙後処理装置では、記録紙を挟んで上下の微小歯がかみ合い、２枚の紙部分に歯型が形成され、これらが互いに絡み合って圧着する（特許文献１、図１２（ｂ）参照）。

特許文献２は、針を使わないで用紙束をとじるため、凹凸の高さがかみ合う対面のとじ込みに関わる凹凸部の凹の深さに満たない形状を有するとじ具を備える用紙後処理装置を開示する（特許文献２、請求項３参照）。

しかし、従来の用紙後処理装置では、用紙の圧着とじ処理を行うと、圧着歯の凹凸形状がそのまま用紙に転写されるため、用紙にゆがみが発生してしまうおそれがある。ここで用紙にゆがみが発生すると、用紙束において圧着された部分の両側が持ち上がったり、段差が生じたり、しわが生じてしまったりする。用紙束にゆがみが発生すると、用紙束を搬送するときジャムが発生したり、積載時の用紙の引っかかりが発生したりする。

本発明は上述の点にかんがみてなされたものであり、圧着とじを行った用紙束の圧着部近傍のゆがみを防ぎ、ひいては用紙搬送時のジャムや積載時の用紙の引っかかりを防ぐことができる用紙後処理装置を提供することを目的とする。

本発明に係る用紙後処理装置は、それぞれかみ合う連続する凹凸部を列状に形成した圧着歯列を備えた２つの押し付け型を備え、前記２つの押し付け型の間に用紙束を挟んで圧迫し、前記用紙束のとじ処理を行う用紙後処理装置において、少なくとも一方の押し付け型に、前記一方の押し付け型とともに移動し、前記２つの押し付け型によるとじ処理に先だって、前記用紙束のとじ部に隣接した部分を押さえる押さえ部材を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、圧着とじを行った用紙束の圧着部近傍のゆがみを防ぐことができ、ひいては用紙搬送時のジャムや積載時の用紙の引っかかりを防ぐことができる。

実施形態１に係る用紙後処理装置の構成を示す断面図である。 同用紙後処理装置の制御系を示すブロック図である。 圧着とじを説明する模式図である。 上下の圧着歯の一般的構成を示す断面図である。 圧着とじ部の駆動機構を示す模式図である。 実施形態１に係る用紙後処理装置の圧着とじ部の構成とその動作を示す模式図である。 実施形態２に係る圧着とじ部の構成とその動作を示す模式図である。 図７に示した圧着とじ部の動作を示す模式図である。

本発明を実施するための形態に係る用紙後処理装置、および画像形成システムについて説明する。

＜実施形態１＞
以下実施形態１に係る画像形成システムについて説明する。まず画像形成システムの概要について説明する。図１は実施形態１に係る用紙後処理装置の構成を示す断面図である。画像形成システム１は、画像形成装置２と、用紙後処理装置３と、を備える。画像形成装置２と用紙後処理装置３とは、相互に通信可能に接続されている。

画像形成システム１では、画像形成装置２が用紙に画像を形成し、用紙後処理装置３が画像形成装置２から用紙を受け入れて、受け入れた用紙に各種の後処理を施す。各種の後処理としては、例えば、端部とじ処理、中折り処理等である。中折り処理は、中とじ処理を含む。実施形態１では、端部とじ処理および中とじ処理を行うにとき、用紙後処理装置３は、用紙束を、針を用いずに用紙束の一部を圧着してとじる。このような各種の後処理を行う用紙後処理装置３は、動作モードとして、排出モードと、端部とじモードと、中折りモードとを有している。

画像形成装置２は、公知の構成を有し、一例としては、電子写真方式のカラー画像形成装置として構成することができる。画像形成装置２は、例えば、制御部や、作像部、光書き込み部、給紙部、給紙搬送路、画像読取部、中間転写部、定着部、排紙搬送路、両面搬送路等（いずれも図示せず）を有して、用紙の両面または片面に画像を形成する。

用紙後処理装置３には、画像形成装置２から排出された用紙を受け入れて当該用紙を第１の排紙トレイ１０に排出するための第１の搬送経路Ｐｔ１と、第１の搬送経路Ｐｔ１から分岐して用紙束に端部とじ処理等を施すための第２の搬送経路Ｐｔ２と、第２の搬送経路Ｐｔ２と接続していて用紙束に中とじ中折り処理を施すための第３の搬送経路Ｐｔ３と、が設けられている。各搬送経路Ｐｔ１〜Ｐｔ３は、例えばガイド部材（図示せず）等によって形成されている。

第１の搬送経路Ｐｔ１には、入口ローラ１１、搬送ローラ１２、１３、排紙ローラ１４が第１の搬送経路Ｐｔ１の上流部から下流部に向けて順に配置されている。入口ローラ１１、搬送ローラ１２、１３および排紙ローラ１４は、モータによって回転駆動されて用紙を搬送する。入口ローラ１１の上流には、入口センサー１５が配置されている。入口センサー１５は、用紙が用紙後処理装置３内へ搬入されたことを検知する。搬送ローラ１２の下流には、分岐爪１７が配置されている。分岐爪１７は、回動してその位置を切り替えすることによって、用紙を、第１の搬送経路Ｐｔ１における分岐爪１７の下流側の部分と第２の搬送経路Ｐｔ２とのいずれか一方へ選択的に案内する。分岐爪１７は、例えばモータやソレノイドなどで駆動される。なお、図１中符号４９は用紙に孔開け処理を行うパンチ装置を示している。

排出モードでは、画像形成装置２から第１の搬送経路Ｐｔ１に搬入された用紙は、入口ローラ１１、搬送ローラ１２、１３および排紙ローラ１４によって搬送されて、第１の排紙トレイ１０に排出される。一方、端部とじモードおよび中折りモードでは、第１の搬送経路Ｐｔ１に搬入された用紙は、入口ローラ１１および搬送ローラ１２によって搬送されて、分岐爪１７で進行方向を変えられて、第２の搬送経路Ｐｔ２へ搬送される。

第２の搬送経路Ｐｔ２には、搬送ローラ２０、２１、２２と、用紙集積トレイ２３と、第１のジョガーフェンス２４と、端部とじ部２５とが配置されている。搬送ローラ２０、２１、２２は、モータによって駆動されて用紙を搬送する。第１のジョガーフェンス２４は、モータによって駆動される。また、用紙集積トレイ２３の下流には、分岐爪２６、２７が配置されている。分岐爪２６、２７は、回動してその位置を切り替えすることによって、用紙を、第１の搬送経路Ｐｔ１における分岐爪１７の下流側の部分と第３の搬送経路Ｐｔ３とのいずれか一方へ選択的に案内する。分岐爪２６、２７は、例えばモータやソレノイドなどによって駆動される。

端部とじモードでは、搬送された用紙は順次、用紙集積トレイ２３上に集積される。これにより、複数の用紙が積層された用紙束が形成される。この際、用紙は、その後端が用紙集積トレイ２３に設けられた第１の可動基準フェンス（図示せず）に接触し、用紙搬送方向位置がそろえられるとともに、第１のジョガーフェンス２４によって幅方向位置がそろえられる。第１の可動基準フェンスは、モータによって駆動される。ここで、用紙集積トレイ２３、第１のジョガーフェンス２４および第１の可動基準フェンスは、複数の用紙を重ねて用紙束とする束化部としての第１の束化部２８を構成している。また、第１の束化部２８は、第１のジョガーフェンス２４を駆動するモータや第１の可動基準フェンスを駆動するモータを含む。そして、用紙束は、第１の可動基準フェンスによって端部とじ部２５へ搬送される。

端部とじ部２５には、圧着とじ部として構成される。圧着とじ部には、後述するように凹凸形状をした圧着歯列を備える１対の押し付け型が用紙束を挟んで配置されている。用紙束が配置された状態で、一方の圧着歯を他方の圧着歯の方向に力をかける圧着とじ処理により、用紙束がとじられる。なお、とじ方についての詳細は、後述する。

端部がとじられた用紙束は、第１の可動基準フェンスによって第１の搬送経路Ｐｔ１に搬送され、その後、搬送ローラ１３、排紙ローラ１４によって搬送されて第１の排紙トレイ１０に排出される。ここで、排紙ローラ１４は、端部とじ部２５によってとじられた用紙束を排出する排紙部の一例である。一方、中折りモードでは、第２の搬送経路Ｐｔ２に搬送された用紙は、搬送ローラ２０、２１、２２および第１の可動基準フェンスによって、第３の搬送経路Ｐｔ３へ搬送される。

第３の搬送経路Ｐｔ３には、搬送ローラ３１、３２と、中とじ折り部３３とが配置されている。搬送ローラ３１、３２は、モータに駆動されて用紙を搬送する。中とじ折り部３３は、中折り部３４と、中とじ部３５と第２の束化部３６と、を有している。中とじ折り部３３は、とじ部形成部の一例である。なお、図中符号１６は中折りした用紙束の孔開けをするパンチ加工部を示している。

第３の搬送経路Ｐｔ３に搬送された用紙は、搬送ローラ３１、３２によって、順次、第２の束化部３６に集積される。これにより、複数の用紙が積層された用紙束が形成される。つまり、第２の束化部３６は、搬送部５１によって搬送された複数の用紙を重ねて用紙束とする。この際、用紙は、その前端が第２の可動基準フェンス３７に接触し、用紙搬送方向位置がそろえられるとともに、第２のジョガーフェンス（図示せず）によって幅方向位置がそろえられる。そして、用紙束は、中とじ部３５によって、用紙搬送方向の中央部近傍がとじられる（中とじされる）。中とじされた用紙束は、第２の可動基準フェンス３７によって中折り位置まで戻される。第２の可動基準フェンス３７は、モータによって駆動される。中とじ部３５には、端とじ部２５と同様に圧着とじ部を構成する。

中折り位置に位置した用紙束は、中折り部３４によって、用紙搬送方向の中央部で折られる（中折りされる）。中折り部３４では、中折り位置に位置した用紙束の用紙搬送方向中央部と対向するブレード３８が、図１中の右から左へ移動して、用紙束の用紙搬送方向中央部を折り曲げながら一対の押し付けローラ３９、４０の間に押し込む。ブレード３８は、モータによって駆動される。そして、折り曲げられた用紙束は、一対の押し付けローラ３９、４０によって上下から押し付けられる。一対の押し付けローラ３９、４０は、モータによって駆動される、このようにして折り曲げられた用紙束は、押し付けローラ３９、４０と排紙ローラ４１とよって、第２の排紙トレイ４２上に排紙される。排紙ローラ４１は、モータによって駆動される。

ここで、上記の入口ローラ１１、搬送ローラ１２、１３、２０、２１、２２、３１、３２、排紙ローラ１４、４１は、それらを駆動するモータとともに、搬送部５１を構成している。また、分岐爪１７、２６、２７は、それらを駆動するモータまたはソレノイドとともに、経路切替部５２を構成している。

次に用紙後処理装置３の制御系について説明する。図２は同用紙後処理装置の制御系を示すブロック図である。図２に示すように、用紙後処理装置３は、制御部６１を備えている。制御部６１は、ＣＰＵ、記憶部、通信インターフェース等を有するコンピューターである。制御部６１の記憶部は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成されており、ＣＰＵが実行するプログラム等を格納している。制御部６１には、入口センサー１５、端とじ部２５，中とじ部３５、第１の束化部２８、中とじ折り部３３、搬送部５１および経路切替部５２等が接続されている。制御部６１（ＣＰＵ）は、記憶部に記憶されているプログラムに従って用紙後処理装置３の各部を駆動制御する。また、制御部６１は、画像形成装置の制御部とデータ通信可能に接続されている。

次に圧着とじについて説明する。図３は圧着とじを説明する模式図である。圧着とじは互いにかみ合う凹凸を形成した上押し付け型７１、下押し付け型７２を使用して行う。圧着とじを行うには、上押し付け型７１、および下押し付け型７２を用紙束Ｐの両側に配置し、（図３（ａ））、どちらか一方の押し付け型、もしくは両方の押し付け型を近接させて力をかける（図３（ｂ）〜（ｃ））。押し付ける力を大きくしていくと、用紙束Ｐに凹凸形状が転写されとじが完了する（図３（ｄ））。圧着とじは、用紙束Ｐの凹凸のかみ合わせや用紙間の繊維の絡まりや固着により用紙をとじる。

次に端とじ部２５および中とじ部３５の構成について説明する。以下両者を圧着とじ部としてまとめて説明する。図４は圧着とじ部の一般的構成を示す断面図である。圧着とじ部には、上押し付け型７１と下押し付け型７２とを配置する。上押し付け型７１は、図４（ａ）に示すように、山部７１ａと、谷部７１ｂとを交互に形成した形状を備える。また、下押し付け型７２は、上押し付け型７１の谷部７１ｂに入りこむ山部７２ａと、上押し付け型７１の谷部７１ｂに入り込む山部７２ａとを備える。そして、各押し付け型７１、７２は、同じ所定の角度の斜面部７３、７４を備える。

また、上押し付け型７１の山部７１ａと、下押し付け型７２の谷部７２ｂの形状を異なるようにして、両者間に隙間部７５を形成するようする。同様に上押し付け型７１の谷部７１ｂと、下押し付け型７２の山部７１ａの間にも隙間部７５を形成する。これにより、上押し付け型７１および下押し付け型７２がかみ合ったときに、上押し付け型７１の山部７１ａの頂点と下押し付け型７２の谷部が接触しない。それゆえ、図４（ｂ）に示すように、斜面部７３、７４だけで用紙束Ｐを圧着することができ、効率よくとじ処理を行うことができる。

次に圧着とじ部における付け型７１、７２の駆動機構について説明する。図５は圧着とじ部の駆動機構を示す模式図である。駆動機構８０は、一端に上押し付け型７１を取り付けた上歯アーム８２と、一端に下押し付け型７２を取り付けた下歯アーム８３とをカム装置８５で駆動するものである。用紙後処理装置３に固定した台座８１に上歯アーム８２の他端を固定し、下歯アーム８３を軸８４で上歯アーム８２に対して回転自在に取り付ける。カム装置８５は、下歯アーム８３の他端を回動させるものであり、下歯アーム８３の他端に接触するカム円板８６の偏芯軸８７を、駆動ギア８８と駆動源（図示していない）で駆動する駆動ギア８９とで駆動する。これにより、カム円板８６が下歯アーム８３の下押し付け型７２の取り付け側と反対側を押し下げる。その結果、下押し付け型７２が上方向に移動し、上押し付け型７１に押し付ける。なお、下押し付け型７２の位置に戻すため、下歯アーム８３と台座８１との間に戻しバネ９０を設置する。駆動源が駆動ギア８９をさらに回転させると、カム円板８６はさらに回転して、この回転に伴い戻しバネ９０が上歯アーム８２を回転させ、下押し付け型７２を上押し付け型７１から離間させる。

次に実施形態１に係る用紙後処理装置の圧着とじ部の構成とその動作について説明する。図６は実施形態１に係る用紙後処理装置の圧着とじ部の構成とその動作を示す模式図である。実施形態１では、上押し付け型２１０と、下押し付け型２２０には、それぞれかみ合う圧着歯列２１１、２２１を形成してある。この圧着歯列２１１、２２１の両側には用紙束Ｐのとじ部に隣接した部分を固定する押さえ部材２１２、２２２を配置している。

すなわち、上押し付け型２１０の圧着歯列２１１の両側には、押さえ部材２１２、２２２を配置し、下押し付け型２２０の圧着歯列２２１の両側には、押さえ部材２２２、２２２を配置している。この押さえ部材２１２、２２２は、それぞれ弾力性のある例えばゴム製の部材であり、その先端面が圧着歯列２１１、圧着歯列２２１の先端と同じ高さ位置に配置している（図６（ａ）中の二点鎖線Ａ、Ｂ参照）。このため、上押し付け型２１０および下押し付け型２２０に用紙束Ｐを挟んで、押さえ部材２１２、２２２は、両押し付け型２１０、２２０を圧着すると、圧着歯列２１１、２２１と同時に用紙束Ｐに接触する（図６（ｂ）参照）。

そして、さらに上押し付け型２１０、および下押し付け型２２０を圧着すると、押さえ部材２１２、２２２が圧縮され、圧着歯列２１１、２２１で圧着とじが行われる（図６（ｃ）参照）。このとき、用紙束Ｐの圧着とじ部分の両側に近接する部分、すなわち圧着歯列２１１、２２１で押さえられる部分の両端部分は、押さえ部材２１２、２２２で挟まれ押さえ付けられて固定されるので、用紙束Ｐにゆがみが発生しない。

＜実施形態２＞
次に実施形態２に係る用紙後処理装置の圧着とじ部について説明する。図７は実施形態２に係る圧着とじ部の構成とその動作を示す模式図、図８は図７に示した圧着とじ部の動作を示す模式図である。

実施形態２では、上押し付け型３１０の圧着歯列３１１の両側に押さえ部材３３０を設ける。この押さえ部材３３０は、用紙束Ｐに接触する接触部材３３１と、この接触部材３３１を押さえる方向に移動可能に上押し付け型３１０に配置するスライド機構３３２と、構成された接触部材３３１を前記用紙束方向に押し付ける押し付け部材であるぜんまいスプリング３３３とで構成する。接触部材３３１は、硬質材である金属または合成樹脂で形成する。

また、下押し付け型３２０の圧着歯列３２１の両側に、ゴム等の弾性部材で形成した押さえ部材３２２、３２２を配置する。

押さえ部材３３０は、図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、接触部材３３１にと取り付けられ、接触部材３３１を圧着歯列３１１の両側に保持する保持部材３３４と、この保持部材３３４から圧着歯列３１１に設けた溝部３３６にはまり込むピン３３７を備えた枠部材３３５とを備える。枠部材３３５は、保持部材３３４に固定されている。

ここで、押さえ部材３３０において、ピン３３７と溝部３３６とはスライド機構３３２をなし、接触部材３３１を取り付けた保持部材３３４を上押し付け型３１０に対して、上押し付け型３１０の移動方向（図８（ｃ）中上下方向）に移動可能に取り付ける。

また、ぜんまいスプリング３３３は、上押し付け型３１０と枠部材３３５との間に配置され、接触部材３３１を、用紙束Ｐ側に押し、上押し付け型３１０が用紙束Ｐに近接していくとき、接触部材３３１が用紙束Ｐを一定の力で押し付けるようにする。この力は上押し付け型３１０と下押し付け型３２０との距離が変動しても、一定になるようにする。このとき、接触部材３３１と、圧着歯列３１１の先端との距離Ｓ（図７（ｃ）参照）が、用紙束Ｐの厚み寸法ｔ（図７（ｂ）参照）以下の所定間隔を保持する。このため、

また、接触部材３３１の用紙束Ｐとの接触面には、低摩擦素材、例えばシリコン樹脂層を形成しておくことが好ましい。これにより、圧着とじ処理の際、用紙束Ｐが圧着歯列３１１側に引き込まれるとき用紙束Ｐが滑り傷つかないようにできる。このため、用紙束の圧着とじ処理に際して、圧着とじ部以外の用紙束Ｐの損傷を防止できる。

図７および図８に示すように、用紙束Ｐを挟んだ状態で、上押し付け型３１０を下押し付け型３２０側に押し付けると、上押し付け型３１０は、押さえ部材３３０の接触部材３３１が上押し付け型３１０から一番離れた状態で用紙束Ｐに接近する（図７（ａ）、図８（ｂ）、（ｃ）参照。

そして、接触部材３３１が下押し付け型３２０の押さえ部材３２２上に配置された用紙束Ｐに接触する（図７（ｂ）、図８（ｄ）参照）。さらに上押し付け型３１０が押し下げられると、押さえ部材３３０がスライド機構３３２に案内されて、接触部材３３１が一定の力で用紙束Ｐを押さえ部材３２２の間で押さえて固定する。

さらに、上押し付け型３１０が押し下げられ、用紙束Ｐを圧着歯列３１１および圧着歯列３２１の間で圧着し、圧着とじ処理がなされるとき、押さえ部材３３０は、上押し付け型３１０の位置にかかわらず接触部材３３１が一定の力で用紙束Ｐを押さえ部材３２２の間で押さえて固定する。

そして、圧着とじ処理が終了すると、上押し付け型３１０が下押し付け型３２０から離間していき、押さえ部材３３０は、ぜんまいスプリング３３３の力で初期状態（図６（ａ）の状態に戻る。

以上のように実施形態に係る用紙後処理装置、および画像形成システムによれば、用紙束の圧着とじ処理時における圧着とじ部に近接した部分での浮き上がりを防止することができ、用紙のゆがみを低減できる。

１：画像形成システム
２：画像形成装置
３：用紙後処理装置
８０：駆動機構
２１０：上押し付け型
２１１：圧着歯列
２１２：押さえ部材
２２０：下押し付け型
２２１：圧着歯列
２２２：押さえ部材
３１０：上押し付け型
３１１：圧着歯列
３２０：下押し付け型
３２１：圧着歯列
３２２：押さえ部材
３３０：押さえ部材
３３１：接触部材
３３２：スライド機構
３３３：ぜんまいスプリング（押し付け部材）
３３４：保持部材
３３５：枠部材
３３６：溝部
３３７：ピン

特開平０７−１６５３６５公報

Claims (8)

1. それぞれかみ合う連続する凹凸部を列状に形成した圧着歯列を備えた２つの押し付け型を備え、前記２つの押し付け型の間に用紙束を挟んで圧迫し、前記用紙束の圧着とじ処理を行う用紙後処理装置において、
   少なくとも一方の押し付け型に、前記一方の押し付け型とともに移動して、圧着とじ処理時において前記用紙束のとじ部に隣接した部分をはさみ込んで固定する押さえ部材を備えたことを特徴とする用紙後処理装置。
2. 前記押さえ部材を前記押し付け型の圧着歯列の端部に配置したことを特徴とする請求項１に記載の用紙後処理装置。
3. 前記押さえ部材は、弾性体で構成されており、先端位置が前記圧着歯列の先端と同じ位置に配置することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の用紙後処理装置。
4. 前記押さえ部材は、硬質材料で形成した接触部材と、前記接触部材を前記押し付け型の移動方向にスライド可能に保持するスライド機構と、前記接触部材を前記用紙束の方向に押し付ける押し付け部材と、を備え、
   前記接触部材が初期状態において前記接触部材の先端部分が前記圧着歯列より前記用紙束の方向側に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の用紙後処理装置。
5. 前記接触部材は、金属または合成樹脂で構成したことを特徴とする請求項４に記載の用紙後処理装置。
6. 前記接触部材の先端位置は、前記圧着歯列の前記用紙束と接触したときから、前記圧着歯列の先端部との間に前記用紙束の厚み寸法以下の所定間隔を保持することを特徴とする請求項５に記載の用紙後処理装置。
7. 前記押さえ部材の表面を低摩擦素材で構成したことを特徴とする請求項１、請求項２、または請求項５に記載の用紙後処理装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の用紙後処理装置と、前記用紙後処理装置で処理を行う用紙に画像形成処理を行う画像形成部を備える画像形成装置と、を備えたことを特徴とする画像形成システム。