JP2014111501A - シート後処理装置、画像形成システム及びシート綴じ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーを接着材として綴じ処理をするシート後処理装置において、機構・制御の複雑化や騒音の問題を解消できるとともに、綴じ処理時間を短縮でき、高速化にも対応できるようにする。
【解決手段】綴じ代部に接着材としてのトナー像４８が形成され、画像形成装置の定着装置で定着を終えた用紙Ｐは、シート後処理装置のスタックトレイ３４にスタックされる。スタック中、用紙Ｐの綴じ代部は予備加熱手段４５の受け側熱源４４により加熱される。所定の枚数がスタックされた後、加圧手段５０が駆動され、加圧側熱源６０により加熱された加圧側のゴムパッド６２が綴じ代部に圧接される。これによりトナー像４８が再溶融して用紙束として接着される。用紙束は搬送ローラ３６により排出される。
【選択図】図２

Description

本発明は、トナーを接着材として複数枚のシートを束として綴じるシート後処理装置、該シート後処理装置と、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、これらのうち少なくとも１つを備えた複合機等の画像形成装置とを備えた画像形成システム、シート綴じ方法に関する。

シート後処理装置としての用紙後処理装置における綴じ処理では、ステイプラにより金属製の針で綴じる方式が一般的であるが、使用済みの用紙束をリサイクルする場合には金属製の針を取り除く必要があり、面倒である。
この問題を解消すべく、近年においてはトナーを接着材として綴じるトナーステープル方式が提案されている。
複写機等の画像形成装置では、画像データに基づいて像担持体上に静電潜像を形成し、該静電潜像を現像手段によりトナー像として可視像化し、該トナー像を最終的に記録媒体に転写した後、記録媒体を定着手段に通して定着するようになっている。

トナーを接着材とする綴じ処理がなされる場合には、画像形成時に本来の画像と共に綴じ代部分にトナーが付着するようにし、用紙全体を定着手段で定着する。
用紙後処理装置では、定着を終えた用紙をトレイにスタックし、所望の枚数の束になった状態で綴じ代部を束の厚み方向から加圧・加熱し、綴じ代部のトナーを再溶融させて接着するようになっている。
しかしながら、スタックした用紙束の綴じ代部を一括して挟み込んで加熱、加圧する方法では、用紙間に空気層が存在するため、束の厚み方向全体に亘って均一に加熱するには、高熱、高圧を必要とし、また時間を要するという問題があった。

特許文献１には、トレイ上に用紙を一枚ずつスタックする度に綴じ代部に相当する部分を加熱・加圧する方式が提案されている。
この方式によれば、接着力のムラを発生させずに、より短時間に確実に綴じ処理することができる。
特許文献２には、用紙束の厚みに応じて加圧時間、加圧力、加熱温度等の接着条件を調整する方式が提案されている。

特許文献１に記載の方式では、一枚ずつスタックする度に綴じ代部に相当する部分を加熱・加圧するため、機構・制御が複雑となり、また機構が頻繁に動作することにより騒音が発生するという問題があった。
特許文献２の方式においても機構・制御が複雑となることを避けられない。
また、用紙束の厚みに応じて適正な加圧時間を得ることができても、接着時間を短縮できるわけではない。

本発明は、このような現状に鑑みてなされたもので、機構・制御の複雑化や騒音の問題を解消できるとともに、綴じ処理時間を短縮でき、高速化にも対応できるシート後処理装置の提供を、その主な目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、シート間に介在するトナーを接着材として、予め設定されたシートの綴じ代部を加熱・加圧し複数枚のシートを束として綴じるシート後処理装置において、シートの積載中に、シートの前記綴じ代部を加熱する予備加熱手段を有していることを特徴とする。
また、本発明は、シート綴じ方法において、綴じ代部にトナーが定着されたシートを積載する積載工程と、前記積載工程中に、積載されたシートの綴じ代部を予備的に加熱する予備加熱工程と、前記綴じ代部を加熱する加熱工程と、前記加熱工程で加熱された複数枚のシートの前記綴じ代部を加圧し、溶融したトナーによってシート間を接着する接着工程と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、機構・制御の複雑化や騒音の問題を解消することができるとともに、トナーを接着材とする綴じ処理時間を短縮でき、高速化にも対応できる。

本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概要構成図である。 シート後処理装置の要部を示す断面図である。 シート後処理装置の要部を示す側面図である。 制御ブロック図である。 綴じ処理動作を示すフローチャートである。 予備加熱の有無による用紙の温度を示す特性図である。 第２の実施形態に係るシート後処理装置の要部を示す断面図である。 シート後処理装置の要部を示す側面図である。 シート後処理装置の要部を示す平面図である。 用紙がスタックされる前の状態におけるシート後処理装置の要部を示す平面図である。 第２の実施形態における綴じ処理動作を示すフローチャートである。 熱源の温度と接着力との関係を、２つの紙種で比較した特性図である。 紙種を示す図である。 第３の実施形態の制御ブロック図である。 平滑度センサの構成と検出原理を示す図である。 第３の実施形態における綴じ処理動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
まず、図１乃至図６に基づいて第１の実施形態を説明する。
図１は、本実施形態に係る画像形成システム１００を示す概要側面図である。
画像形成システム１００は、画像形成装置８０と、画像形成装置８０の排紙側に設けられたシート後処理装置（トナーステープラー）２６とを有している。
画像形成装置８０は、複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機などとして構成される。

画像形成装置８０の装置本体１内には、像担時体としての複数の感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋを有する作像部が配置されている。
これらの作像部の感光体ドラムに対向して、中間転写体としての無端状の中間転写ベルト３を有する中間転写ユニットが配置されている。

中間転写ベルト３は、駆動ローラ４と、４つの従動ローラ５、６、７、８とに巻き掛けられている。
駆動ローラ４は、図示しない駆動モータにより時計回り方向に駆動される。これによって、中間転写ベルト３は矢印Ａ方向に回転移動する。
符号９は、中間転写ベルト３の表面に圧接して該中間転写ベルト３にテンションを付与するテンションローラを示している。
感光体ドラム２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、それぞれ中間転写ベルト３の表面に当接しながら、反時計回り方向に回転駆動される。

中間転写ベルト３の移動方向の最上流に位置する感光体ドラム２Ｙは、帯電ローラ１０によって所定の極性に帯電され、その帯電面に、潜像形成手段としての光書き込みユニット１１から出射した光変調されたレーザビームが照射される。
これによって感光体ドラム２Ｙに静電潜像が形成され、この静電潜像は、現像手段としての現像装置１２によってイエロートナー像として可視像化される。
一方、図示しない電源により転写手段としての一次転写ローラ１３には転写電圧が印加され、これによって感光体ドラム２Ｙ上のトナー像が矢印Ａ方向に移動する中間転写ベルト３の表面に一次転写される。
トナー像転写後の感光体ドラム２Ｙ上に付着する転写残トナーは、クリーニング装置１４によって除去される。

上述した工程と全く同様にして、感光体ドラム２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにおいても作像、転写工程が実行される。
すなわち、感光体ドラム２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ上にマゼンタトナー像、シアントナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成される。
各トナー像はイエロートナー像の転写された中間転写ベルト３上に順次転写、積層され、中間転写ベルト３上に４色の重ねトナー像が担持される。

装置本体１の下部には給紙装置１５が配置されている。
給紙装置１５は、例えば転写紙又は樹脂フィルムなどから成るシート又は記録媒体としての用紙Ｐを収容した給紙トレイ１６と、最上位の用紙Ｐに接触する給紙ローラ１７とを有している。
給紙ローラ１７の回転によって、最上位の用紙Ｐが矢印Ｂ方向に送り出される。
送り出された用紙は、レジストローラ対１８の回転によって、所定のタイミングで、中間転写ベルト３と、これに対向して配置された二次転写手段としての二次転写ローラ１９との間に給送される。

このとき、図示しない電源により二次転写ローラ１９には転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト３上の重ねトナー像が用紙に二次転写される。
二次転写ローラ１９は、中間転写ベルト３を介して、従動ローラ６に対して押圧され、かつ中間転写ベルト３の表面に当接しながら、反時計回り方向に回転する。
二次転写ローラ１９と中間転写ベルト３との間に用紙Ｐが送り込まれ、中間転写ベルト３上の重ねトナー像が用紙Ｐに二次転写される。

トナー像を転写された用紙Ｐは、ベルト搬送装置２２で搬送されて定着手段としての定着装置２０に進入し、熱と圧力の作用によってトナー像が用紙に定着される。
定着装置２０は、加熱ローラ２１、定着ローラ２３および加圧ローラ２５を備え、定着ローラ２３と加圧ローラ２５のニップに画像形成済みの用紙Ｐが案内され、加熱および加圧により画像が用紙Ｐ上に定着される。
加熱ローラ２１は加熱ベルト２７を介して用紙Ｐを加熱し、用紙Ｐへの搬送力を定着ローラ２３に付与する。

定着を終えた用紙は、ファン等の冷却手段２４により冷却されながら、シート後処理装置２６に進入する。
本実施形態では、シート後処理装置２６は画像形成装置の装置本体１に対して着脱自在に設けられているが、装置本体１と一体不可分に構成してもよい。

図２に示すように、画像形成装置の装置本体１からシート後処理装置２６に進入した用紙Ｐは、搬送路２８で搬送される。
用紙Ｐは、搬送方向下流に配置された分岐爪３０により、綴じ処理をせずに排出するモードと、綴じ処理モードとで選択的に搬送路を切り替えられる。
綴じ処理をしないモードでは、分岐爪３０は二点鎖線で示す位置に設定され、用紙Ｐは排紙路３２に案内されて図示しない排紙トレイに排出される。
綴じ処理モードでは、分岐爪３０は実線で示す位置に設定され、用紙Ｐは矢印Ｄ１方向に搬送されてスタックトレイ３４にスタックされる（積載工程）。

綴じ処理後は、用紙束の状態で搬送ローラ３６により排紙路３８を介して矢印Ｄ２方向にスイッチバックする形で搬送され、図示しない排紙トレイに排出される。
本実施形態では搬送ローラ３６により排出する構成としたが、例えば特許文献１の図１に示すように、無端状のベルトに爪を固定して該爪で押し出して排出する構成としてもよい。
排紙路３２と排紙路３８は合流させてもよく、別々に排紙する構成としてもよい。別々に排紙する構成とした場合、上記排紙トレイは１つの排紙トレイを上下方向に移動可能として兼用するようにしてもよい。

スタックトレイ３４の排出方向後端部（後端部）には、直角に立ち上がる、突き当て部材としての突き当てガイド４０が形成されている。
突き当てガイド４０は、スタックトレイ３４に進入した用紙Ｐが自重で斜め下方に移動してその進入方向先端が突き当てられて整合される整合板としての機能を有している。
すなわち、突き当てガイド４０は、綴じ代部寄りの用紙の端を揃えるための部材である。
スタックトレイ３４の後端部上面には、加圧力の不均一性を是正するための柔軟部材としてのゴムパッド４２が設けられている。

スタックトレイ３４の後端部下面には、受け側熱源４４が設けられている。
スタックトレイ３４の後端部、突き当てガイド４０、ゴムパッド４２、受け側熱源４４及び後述する制御手段により、本実施形態に係る予備加熱手段４５が構成されている。
ここで、「受け側」とは、用紙のスタックトレイ３４への積載時に用紙を受ける側であり、また、加圧時に加圧力を受ける側を意味する。
予備加熱手段４５を受け台と称することもできる。また、スタックトレイ３４とスタックトレイ３４とを含めた構成を積載手段と称することもできる。

スタックトレイ３４に積層状態にスタックされた各用紙Ｐの後端部（進入方向先端部）の所定部位には、図３に示すように、綴じ代部４６が設けられ、該綴じ代部４６には接着材としてのトナー像４８が定着されている。
トナー像４８は、シート間に介在するトナーである。
綴じ代部４６は本来の画像形成部分以外の部分に形成され、トナー像４８は本来の画像とともにいわゆるベタ画像として形成される。
トナー像４８も本来の画像とともに定着装置２０にて定着される。
接着材（接着剤の概念を含む）としてのトナー像４８は、例えばブラックのみの１層でもよいが、Ｙ、Ｍ、Ｃの少なくとも１つを加えた多層とした方が接着力は大きくなる。

図２に示すように、用紙厚み方向におけるゴムパッド４２の対向部位には、加圧手段５０が設けられている。
加圧手段５０は、軸５２を中心に回転する加圧レバー５４と、加圧レバー５４の後端部に当接して加圧レバー５４を駆動する偏芯カム５６と、加圧レバー５４を矢印Ｋで示す加圧方向に回転するように常時付勢するバネ部材５８とを有している。
加圧レバー５４の先端部には、加圧側熱源６０と、加圧力の不均一性を是正するための柔軟部材としてのゴムパッド６２とが積層状態に設けられている。
加圧レバー５４は、ゴムパッド６２が最小厚さの２枚の用紙Ｐを重ねて十分に加圧できるだけのストロークを持つように構成されている。

図３に示すように、加圧手段５０は、突き当てガイド４０の切り欠き凹部４０ａで動作するように配置されている。
突き当てガイド４０の長さは、用紙Ｐの搬送方向に直交する幅方向の長さよりも長寸に設定されている。
切り欠き凹部４０ａは、綴じ処理を行う位置に設けられ、加圧レバー５４が干渉することなく揺動動作を行うことができる幅になっている。
本実施形態では突き当てガイド４０を一枚の板材で構成し、切り欠き凹部４０ａを設ける構成としたが、加圧レバー５４の動作空間を挟んで２枚の突き当てガイドで構成してもよい。

最後の用紙Ｐがスタックされた後、ジョガーフェンス６４が用紙束排出方向と直交する用紙幅方向（矢印Ｄ３方向）に駆動されて幅方向の整合（揃え）がなされる。
整合がなされた状態で、綴じ代部４６にゴムパッド６２が対向するように加圧手段５０が設けられている。
受け側のゴムパッド４２はジョガーフェンス６４による整合に伴うトナー像４８の変位をカバーする大きさを有している。
受け側熱源４４は、ゴムパッド４２の背面の全面に重ねて設けられている。
加圧側熱源６０は、綴じ代部４６に対応した位置に、該綴じ代部４６を加熱するに足る面積に設定されている。

本実施形態におけるトナーを接着材とした綴じ処理動作（シート綴じ方法）について詳述する。
トナーステープル処理を伴う印刷ジョブの指令が出されると、定着装置２０を所定の温度まで昇温させると同時に、シート後処理装置２６の加圧側熱源６０及び受け側熱源４４も昇温させる。
これにより、加圧側のゴムパッド６２は加圧側熱源６０により直に昇温し、受け側のゴムパッド４２はスタックトレイ３４の後端部を介した伝熱により昇温する。
なお、加圧側のゴムパッド６２と受け側のゴムパッド４２は、用紙のスタック動作に支障がないように、用紙束厚さ相当分以上離間している。
それぞれのゴムパッドが所定の温度に達すると、印刷ジョブが開始され、本来の画像に加えて綴じ代部４６にもトナーが転写、定着される。

定着済みの用紙は１枚ずつ分岐爪３０によってスタックトレイ３４に案内され、突き突き当てガイド４０でせき止められ、スタックされる。
受け側のゴムパッド４２及び突き当てガイド４０は、受け側熱源４４からの熱を受け、所定の温度（約８０℃）に制御されている。
そのため、複数枚の用紙Ｐのスタック中（積載中）において、用紙束の綴じ代部は、用紙束下側の綴じ代部に相当する部分及び用紙束の背部分（後端部分）から予備的に加熱されることになる（予備加熱工程）。
最後の用紙がスタックされた後、上記のようにジョガーフェンス６４により用紙束の綴じ代部を加圧側のゴムパッド６２付近に移動させる。

その後、偏芯カム５６を駆動し、あらかじめ所定の温度（約１８０℃）に加熱しておいた加圧側のゴムパッド６２を綴じ代部分に圧接させ、あらかじめ設定された圧力を加える。すなわち、綴じ代部４６を加熱・加圧する（加熱工程）。
所定の時間（約５ｓｅｃ）圧接させると、綴じ代部のトナーが溶融し用紙束が接着される（接着工程）。
偏芯カム５６を駆動して、加圧側のゴムパッド６２を退避させ、搬送ローラ３６を駆動し、接着された用紙束を排紙する。

図４は、本実施形態における制御ブロック図である。
受け側のゴムパッド４２の温度は受け側温度センサ６６により、加圧側のゴムパッド６２の温度は加圧側温度センサ６８により検知されて制御手段７０に入力される。
偏芯カム５６は偏芯カム駆動モータ７２により駆動され、搬送ローラ３６は搬送ローラ駆動モータ７４により駆動される。

ＣＰＵは、制御部と演算部を含み、制御部が命令の解釈とプログラムの制御の流れを制御し、演算部が演算を実行する。
また、プログラムはメモリに格納され、実行すべき命令（ある数値または数値の並び）を前記プログラムの置かれたメモリから取り出し、前記プログラムを実行する。
メモリはプログラムを実行する際のデータバッファとしても機能する。
ヒータドライバ１はＣＰＵの指示によって受け側熱源４４に通電し、ヒータドライバ２は加圧側熱源６０に通電する。

モータドライバ１は偏心カム駆動モータ７２を駆動し、モータドライバ２は搬送ローラ駆動モータ７４を駆動する。
受け側温度センサ６６は受け側のゴムパッド４２の所定位置に設けられ、その検出出力をＣＰＵに送信し、加圧側温度センサ６８はゴムパッド６２の所定位置に設けられ、その検出出力をＣＰＵに送信する。

上記のように、シート後処理装置２６における綴じ代部の受け台としての予備加熱手段４５は、受け側熱源４４、直角に立ち上がるＬ字型の突き当てガイド４０及びゴムパッド４２で構成される。
予備加熱手段４５が突き当てガイド４０を兼ねる構成とすることで、受け側熱源４４からの熱がゴムパッド４２だけでなく突き当てガイド４０にも伝わり、用紙束の背部分にも熱を加えることが可能になる。
なお、受け側熱源４４、加圧側熱源６０としては、面状のセラミックヒータ等を用いればよく、温度制御はPID制御器等を使用すればよい。
用紙厚さに応じて、加圧側、受け側のゴムパッドの温度及び加熱時間を可変できるようにするため、メモリには用紙厚さ及び綴じ枚数に応じたそれぞれの温度、時間のテーブルが保存されている。

印刷ジョブにおける操作パネル等による紙厚設定から、あるいは別途設けられたとしての用紙厚さ検知センサ（シート厚さ検知手段）を設置して用紙厚さ情報を取得し、メモリに保存されたテーブルを参照し、適切な温度、時間情報に基づき制御を行う。
紙厚設定がなされても、用紙厚さ検知センサからの検知情報がある場合にはこれを優先して用いる。
これにより、用紙厚さ設定に誤りがあった場合でも、適切な厚さ情報に基づいて加熱温度、時間を制御できる。
シートの厚さ、種類、綴じ枚数のうち少なくとも一つの要因に応じて、シートを束として綴じる時の加熱温度、加圧時間のうち少なくとも一方を変更するようにしてもよい。
加圧側、受け側のゴムパッドは、シリコーンゴム等を用いればよく、離型性が良いことが望ましい。

図５に基づいて、画像形成装置及びシート後処理装置２６における処理動作を説明する。
まず、トナー接着モードか否かが判断され（Ｓ１）、トナー接着モードでない場合には、通常の印刷処理がなされる（Ｓ２）。
この場合、定着済みの用紙Ｐは一枚ずつ、搬送路２８、排紙路３２を経て図示しない排紙トレイに排出される。
トナー接着モードの場合には、定着部（定着装置）のヒータと、後処理部（シート後処理装置）のヒータ（受け側熱源及び加圧側熱源）がオンされる（Ｓ３）。
次いで、受け側のゴムパッド４２及び加圧側のゴムパッド６２の温度が所定の温度Ｔになったか否かが判断され（Ｓ４）、所定の温度Ｔになった場合には印刷処理（画像形成処理）がなされる（Ｓ５）。
ここで、加圧側のゴムパッド６２のパッド温度Ｔは１８０℃であり、受け側のゴムパッド４２のパッド温度Ｔは８０℃である。
次いで、１つの用紙束（シート束）の最終枚の用紙がスタックトレイ３４にスタックされたか否かが判断される（Ｓ６）。

最終枚の用紙がスタックされると、図示しないジョガーモータをオンしてジョガーフェンス６４を所定の量駆動し、用紙束の綴じ代部を用紙幅方向（主走査方向）にシフトさせ、綴じ代部を加圧側ゴムパッド６２の位置に合わせる（Ｓ７）。
なお、トナー像４８が受け側又は加圧側と直に接触する用紙の綴じ代部４６にはトナー像４８は形成されない。
ジョガーフェンス６４による整合動作が完了すると、偏芯カム５６が回転駆動され、加圧側のゴムパッド６２で綴じ代部を加圧する（Ｓ８）。
こ場合、偏芯カム５６が加圧レバー５４に接触しない加圧構成としてもよい。

次いで、ゴムパッド６２によるパッド圧接時間（加圧時間）が所定時間ｔ（約５ｓｅｃ）になったか否かが判断され（Ｓ９）、所定時間ｔになった場合には、偏芯カム５６が回転駆動され（Ｓ１０）、加圧側のゴムパッド６２を綴じ代部から離間させる。
その後、搬送ローラ３６が回転駆動され（Ｓ１１）、綴じ処理を終えた用紙束が排出される。
なお、本実施形態では、カム形状によりステップＳ９およびＳ１０の回転方向は同一方向であり、回転の位相が異なるだけである。
なお、図５のフローチャートにおいて、Ｓ８の偏心カム駆動ＯＮ_１は、加圧側のゴムパッド６２を受け側のゴムパッド４２に圧接する方向に駆動することに対応している。
Ｓ１０の偏心カム駆動ＯＮ_２は、加圧側のゴムパッド６２を受け側のゴムパッド４２から離間する方向に駆動することに対応する。以下のフローチャートでも同様である。

本発明における効果、特にスタック中における用紙端部の予備加熱の有無による接着時間の違いについて述べる。
図６は、一次元(用紙厚さ方向)のみを考慮した伝熱シミュレーションにより、予備加熱による接着時間を比較した図である。
予備加熱がない場合、定着後の用紙は約４０℃程度に冷却されてスタックされる。
そのため、スタック後の受け台（スタックトレイ３４の後端部）もほぼ４０℃程度になっていると考えられるため、用紙束及び受け台の初期温度を４０℃と設定した。
ここでは、用紙束は２０枚を想定している。加圧側のゴムパッドの初期温度を１８０℃として用紙温度を計算した結果が図６（ａ）である。

最も温度上昇が遅い加圧側から数えて２０枚目の用紙は、トナー融点である約８０℃に昇温するまでに約１６ｓｅｃの時間を要することがわかる。
予備加熱がある場合、定着後の用紙は約４０℃程度に冷却されてスタックされるが、受け台側（受け側）のゴムパッドを８０℃で加熱している。
用紙束は空気中への放熱による損失を考慮して約６０℃程度になっているものと想定する。よって、用紙束を６０℃、受け台の初期温度を８０℃と設定した。
加圧側のゴムパッドの初期温度を１８０℃として用紙温度を計算した結果が図６（ｂ）である。

最も温度上昇が遅い加圧側から数えて２０枚目の用紙は、トナー融点である約８０℃に昇温するまでに約９ｓｅｃの時間を要していることがわかる。
予備加熱がない場合と比較して約半分程度に接着時間が短縮できている。
なお、実際の接着時間は、ゴムパッドの加圧力などにも左右されるため、上記の計算による接着時間とは異なる可能性があるが、十分効果は確認できる。

上記実施形態では、加圧時の受け台をスタックトレイ３４の後端部自体としたが、受け側熱源４４の下に別途受け台を設けてバックアップし、加圧時の位置固定性を確保してもよい。
また、受け側構成をスタックトレイ３４とは独立して形成してもよい。以下の実施形態においても同様である。

図７乃至図１１に基づいて第２の実施形態を説明する。
なお、上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する。
本実施形態では、図７に示すように、受け側に熱源を持たず加圧側の熱源のみでスタック中の用紙束の端部(用紙の綴じ代相当部分、背部分)を加熱することを特徴としている。
図８に示すように、加圧手段５０は用紙の幅方向に沿うように配置されている。

トナーステープル処理を伴う印刷ジョブの指令が出されると、定着装置を所定の温度まで昇温させると同時に、シート後処理装置２６の加圧側熱源６０も昇温させる。
本実施形態では、用紙がスタックされる前に、図１０に示すように、加圧側のゴムパッド６２と、受け側のゴムパッドは４２は圧接された状態である。
加圧側熱源６０からの熱が、加圧側のゴムパッド６２を介して、受け側のゴムパッド４２及び突き当てガイド４０を昇温させる。
それぞれのゴムパッドが所定の温度に達すると（図１１（Ｓ４））、偏芯カム５６を回転駆動して、加圧側のゴムパッド６２を退避させる。
ここで、加圧側のゴムパッド６２のパッド温度Ｔ及び受け側のゴムパッド４２のパッド温度Ｔは共に８０℃である。
本実施形態では、受け側のゴムパッド４２、突き当てガイド４０及び加圧手段５０により、予備加熱手段が構成される。

その後、印刷ジョブが開始され、図９に示すように、定着済みの用紙は１枚ずつスタックトレイ３４にスタックされる。
受け側のゴムパッド４２及び突き当てガイド４０は、上記のように予め蓄熱されている。
そのため、スタック中において、用紙束の綴じ代部は、用紙束下側の綴じ代相当部分及び用紙束の背部分からゴムパッド４２等の蓄熱により加熱されることになる。
突き当てガイド４０をゴムパッド４２と同様にゴムで形成してもよい。
最後の用紙がスタックされた後、ジョガー処理を経て、偏芯カムを駆動し（図１１（Ｓ９））、あらかじめ所定の温度（約１８０℃）に加熱しておいた加圧側のゴムパッド６２を綴じ代部分に圧接させる。
図１１のＳ９における偏芯カム５６の駆動は、偏芯カム５６が加圧レバー５４に接触しない位置まで回転駆動される。

バネ部材５８の付勢力により、加圧側のゴムパッド６２を用紙束の綴じ代部に圧接させる。
用紙束が無い場合には、図１０に示すように、ゴムパッド６２は受け側のゴムパッド４２に圧接される。
所定の時間ｔ（約５ｓｅｃ）圧接させると、綴じ代部のトナーが溶融し用紙束が接着される。

その後、偏芯カムを駆動して、加圧側のゴムパッド６２を退避させ、搬送ローラ３６を駆動し、接着された用紙束を排紙する。
その後、再び偏芯カム５６を駆動して、加圧側のゴムパッド６２を受け側のゴムパッド４２に圧接させた状態で待機する（図１１（Ｓ１４））。

図１１は、本実施形態においてＣＰＵが実行するトナー接着処理の処理手順を示すフローチャートである。
このフローチャートでは、第１の実施形態における図５に示した処理手順に対して、ステップＳ４の後段にステップＳ５の処理が加えられ、Ｓ１１の後段にＳ１３およびＳ１４の処理が加えられている。
ステップＳ５の処理は、偏芯カム５６を駆動して加圧側のゴムパッド６２を受け側のゴムパッド４２から離間させる処理である。
この処理は、ゴムパッド４２がゴムパッド６２から熱を与えられた後、画像形成装置側からの用紙Ｐを受け入れる処理である。

Ｓ１３の処理は、用紙束の排出完了を確認する処理で、Ｓ４の処理の準備段階の処理に相当する。
すなわち、用紙束がスタックトレイ３４から排出されたことを確認した後、Ｓ１４で、偏芯カム５６を駆動して加圧側のゴムパッド６２を受け側のゴムパッド４２に接触もしくは圧接させる。
これにより、トナー接着処理を行わない待機時に、受け側のゴムパッド４２を加圧側のゴムパッド６２によって加熱し、蓄熱することができる。その他の処理は第１の実施形態と同様である。
本実施形態によれば、シートを束として綴じる時の熱源と、前記予備加熱手段の熱源とが共通であるので、予備加熱用に別途熱源を設ける必要がない。これにより予備加熱用の熱源が不要になり、その分のコストの上昇を抑えることができる。

図１２乃至図１６に基づいて第３の実施形態を説明する。
上記各実施形態のトナー接着処理においては、用紙の紙種は考慮していない。本実施形態は紙種を考慮してトナー接着を行う例である。

図１２は熱源の温度と接着力との関係を、図１３に示す２つの紙種で比較した特性図である。
横軸に温度［℃］、縦軸に接着力［Ｎ］をとっている。本実施形態では、基本的な接着性能を知るために、用紙２枚接着で１秒間加熱という条件で特性試験を行った。
図１３に示す７０Ｗは一般的に普通紙として、ＰＯＤ１００はコート紙として分類されるものである。

図１２に示すように、ほぼ同じ厚さにもかかわらず、熱源の温度に対する接着力は大きく異なっている。
この要因は、平滑度が異なるためであり、平滑度が低いほど接着力は弱くなる。
平滑度が低いほど接着力が弱くなるのは、用紙間に接着層として介在するトナー層が薄くなるため、また、用紙間に空気層が介在し、トナーへの熱伝導性が低くなるためであると考えられる。
このように、平滑度によって接着力が大きく異なるので、平滑度に応じて熱源の温度を設定することが望ましい。
例えば、望ましい接着力が１［Ｎ］であるとすると、７０Ｗは熱源温度２００［℃］程度必要であるが、ＰＯＤ１００は１４０［℃］程度でよいことがわかる。

以上の試験結果から、図４に示した第１の実施形態の制御回路において、用紙の平滑度に応じた熱源の温度をテーブルとして保持しておくことが望ましい。
すなわち、用紙の種類（平滑度）と熱源の温度との関係をテーブル化してメモリ中に保持しておき、プリントジョブで選択された用紙種類の情報をメモリで照合して、適切な熱源の温度を選択できるようにする。
このようにすることによって用紙の種類（平滑度）に応じて、望ましい接着力にするための適切な熱量を用紙に付与することができ、接着力を維持しつつ、省エネ性を向上させることができる。
また、ユーザーがプリントジョブで設定するのではなく、別途用紙の平滑度を検知し、その検知信号に基づいて適切な熱源の温度を設定するようにすることもできる。

図１４は、本実施形態に係るシート後処理装置２６の綴じ処理に関する制御構成を示すブロック図である。
本実施形態では、用紙の平滑度を検知して加熱制御する。そこで、図１４に示したブロック図では、図４に示した制御構成に対して用紙の種類を検知するセンサ、ここでは用紙の平滑度を検知する用紙平滑度センサ（以下、単に「平滑度センサ」ともいう）７６を設けている。
平滑度センサ７６のセンサ出力をＣＰＵに入力するように構成している。
ＣＰＵは平滑度センサ７６から入力されるセンサ出力に基づいて前述のようにメモリに格納したテーブルを参照して予熱制御を行い、用紙束に対してトナー接着処理を実行する。

図１５は平滑度セン７６の構成と検出原理を示す図、図１６は第２の実施形態において平滑度センサ７６を使用してトナー接着処理を行う際の処理手順を示すフローチャートである。
なお、第２の実施形態で平滑度センサ７６を適用した場合、図１４のブロック図における第１の実施形態の受け側熱源４４に対応するＨの構成は備えていないことになる。
そして、この構成で図１６に示す処理が実行される。
平滑度センサ７６は、用紙搬送路を搬送される用紙表面の平滑度を測るためのセンサである。

平滑度センサ７６は、図１５（ａ）に示すように、用紙Ｐへ光を照射する光源１６１と、基準板１６０または用紙Ｐから反射された光を検知するフォトダイオード１６２とを備えている。
フォトダイオード１６２に入射するレーザ光（反射光）は、用紙Ｐの厚み、および用紙表面の凹凸に応じて変化する。
平滑度センサ７６は、この変化に基づいて用紙の厚みおよび凹凸を示す信号を生成し、ＣＰＵへ出力する。
図１５（ｂ）は用紙位置と用紙の凹凸との関係を概念的に示す図である。

他方、メモリには、予め前述の凹凸を示す信号と熱源温度の関係を示すデータをテーブル化して保存しておく。
これにより、ＣＰＵが平滑度センサ７６の図１５（ｂ）に示すような出力と、メモリ内のテーブルに格納されたデータとを比較、参照して用紙Ｐの平滑度に応じた適切な熱源の温度を選択する。

図１６のフローチャートに示す処理手順は、図１１に示した第２の実施形態のフローチャートのステップＳ１の後段にＳ１’の平滑度検知判断の手順を設けたものである。
すなわち、Ｓ１でトナー接着モードであると判断されると、まず、平滑度センサ７６から検知出力が入力されたか否かが判断される。
平滑度センサ７６から検知出力が入力された後、Ｓ３以降の処理を実行する。その際、Ｓ４のパッド温度は、前述のようにして選択された用紙Ｐの平滑度に応じた適切な熱源の温度に設定され、以降の処理が第２の実施形態と同様にして実行される。

このように平滑度センサ７６の検出出力を使用して熱源の温度を制御すると、ユーザーが紙種設定を誤った場合でも、紙種に応じた望ましい接着力にするための適切な熱量を用紙に付与することができる。
これにより、用紙束の各用紙間のトナーによる接着力を維持しつつ、省エネ性を向上させることができる。
平滑度センサ７６に代えて、あるいは平滑度センサ７６に加えて、図１４に一点鎖線で示すように、用紙搬送路中で用紙厚さを検出する厚さ検知センサ７８を設けることもできる。
この場合、図１６のＳ１’において厚さ検知センサ７８からの検知データに基づいて用紙厚を判断し、判断された用紙厚から加える熱量を設定し、以降の処理を実行することになる。
その際、平滑度センサ７６によって検出した平滑度と同様に用紙の厚さに応じた熱源の温度をテーブルとして保持し、このテーブルを使用する。

本実施形態によれば、用紙Ｐの厚さ、綴じ枚数および平滑度の１つに基づいて熱源から綴じ代部に加える熱量を制御するので、用紙厚さ、枚数、平滑度が印刷ジョブ毎に異なっても、綴じ代部に適切な熱量を付与できる。
その結果、省エネ性を向上させることができる。
平滑度が高いほど加えられる熱量を低く設定するので、接着力を維持しつつ、省エネ性を向上させることができる。
ユーザーが紙種設定を誤った場合でも、平滑度センサから取得した用紙Ｐの平滑度に応じて、綴じ代部に適切な熱量を付与することができる。
また、ユーザーが用紙厚さの設定を誤った場合でも、用紙厚さ検知センサから取得した用紙Ｐの厚さ情報に応じて綴じ代部に適切な熱量を付与することができる。

上記各実施形態では、用紙厚み方向下側を受け側とし、上側を加圧側としたが、逆態様としてもよい。

Ｐ シートとしての用紙
２ 像担持体としての感光体ドラム
１２ 現像手段としての現像装置
２０ 定着手段としての定着装置
２６ シート後処理装置
４０ 突き当て部材としての突き当てガイド
４４ シートを束として綴じる時の熱源としての受け側熱源
４５ 予備加熱手段
４６ 綴じ代部
４８ 接着材としてのトナー像
６０ 予備加熱手段の熱源としての加圧側熱源
７６ 平滑度検知手段としての平滑度センサ
７８ シート厚さ検知手段としての厚さ検知センサ

特開２０００−２５５８８１号公報 特開２００４−２０９８５９号公報

Claims (10)

1. シート間に介在するトナーを接着材として、予め設定されたシートの綴じ代部を加熱・加圧し複数枚のシートを束として綴じるシート後処理装置において、
   シートの積載中に、シートの前記綴じ代部を加熱する予備加熱手段を有していることを特徴とするシート後処理装置。
2. 請求項１に記載のシート後処理装置において、
   前記綴じ代部寄りのシートの端を揃えるための突き当て部材を有し、前記予備加熱手段が前記突き当て部材を兼ねることを特徴とするシート後処理装置。
3. 請求項１又は２に記載のシート後処理装置において、
   シートの積載時にシートを受ける側と、シートを束として綴じる時にシートを加圧する側とのいずれか一方に前記予備加熱手段が設けられていることを特徴とするシート後処理装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載のシート後処理装置において、
   シートを束として綴じる時の熱源と、前記予備加熱手段の熱源とが共通であることを特徴とするシート後処理装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載のシート後処理装置において、
   シートの厚さ、種類、綴じ枚数のうち少なくとも一つの要因に応じて、シートを束として綴じる時の熱量を変更することを特徴とするシート後処理装置。
6. 請求項５に記載のシート後処理装置において、
   シートの平滑度を検知する平滑度検知手段を備え、平滑度に応じて熱量を変更することを特徴とするシート後処理装置。
7. 請求項６に記載のシート後処理装置において、
   前記平滑度が高いほど熱量を低くすることを特徴とするシート後処理装置。
8. 請求項５に記載のシート後処理装置において、
   シートの厚さを検知するシート厚さ検知手段を有し、シートの厚さが入力された場合でも前記シート厚さ検知手段による検知情報を優先して用いることを特徴とするシート後処理装置。
9. 像担持体に静電潜像を形成して該静電潜像を現像手段によりトナー像として可視像化し、該トナー像を記録媒体に転写して定着手段により定着する画像形成装置と、請求項１〜８のいずれか１つに記載のシート後処理装置とを有する画像形成システム。
10. 綴じ代部にトナーが定着されたシートを積載する積載工程と、
    前記積載工程中に、積載されたシートの綴じ代部を予備的に加熱する予備加熱工程と、
    前記綴じ代部を加熱する加熱工程と、
    前記加熱工程で加熱された複数枚のシートの前記綴じ代部を加圧し、溶融したトナーによってシート間を接着する接着工程と、
    を備えたシート綴じ方法。

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