JP2014226799A - シート処理装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】弾性部材を用いることなく、確実にシート束を綴じることのできるシート処理装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】カム９２により針無し綴じ装置５２の上歯９７を、下歯９８と噛合わせるように移動させる。そして、制御手段は、カム９２を駆動する針無し綴じモータ７５を制御し、上歯９７がカム９２により移動して下歯９８との間で複数のシートを所定の加圧力で噛み込んだ状態を所定時間保持し、所定時間が経過した後、上歯９７を下歯９８から離れる方向に移動させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、シート処理装置及び画像形成装置に関し、特に綴じ針を使用することなくシートを綴じるものに関する。

従来、複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ及びこれらの複合機等の画像形成装置においては、画像を形成したシートに対し綴じ等の処理を行うシート処理装置を備えたものがある。このような画像形成装置では、シート処理装置によりシート束を綴じる場合、一般的には金属製の綴じ針を用いるようにしている。このような綴じ針を用いたステイプル処理は、複数の出力紙をユーザが指定した位置で確実に綴じることができるため、多くのシート処理装置に採用されている。

しかし、金属製の綴じ針を使うステイプル処理は、確実にシート束を綴じることができるが、一度綴じたものを解除するためには、専用の工具を使わなければならない。また、ステイプル処理したシートをシュレッダーにかける際には、綴じ針をはずす作業が必要となり、手間がかかる。さらに、針綴じされたシート束をリサイクルする場合も、環境問題の観点から、綴じ針を取り除き、シートと綴じ針を分別して回収しなければならず、手間がかかる。

このため、従来のシート処理装置においては、環境などに配慮してリサイクル性を重視し、綴じ針を使用することなくシートを綴じるようにしたものが提案されている。このようなシート処理装置としては、例えば山型の上歯と谷型の下歯を備えたシート綴じ部により、シート束に綴じ処理を施すものがある。

このシート処理装置では、シートを束ねて整合した後、下歯と上歯を噛み合わせて加圧し、シート束の一部に厚さ方向の凹凸を形成することにより、シート束の重なり合うシートの互いの繊維を絡ませ合うことでシート束を綴じるようにしている。なお、以下、このような綴じ針を用いることなく繊維性のシートの束を綴じる綴じ方を、針無し綴じという。

ここで、シートに所定の加圧力を与えてからすぐに圧を解放すると、緩衝性をもったシートの繊維は十分に絡み合わないことから、シートの繊維を確実に絡ませ合うためには、所定時間、加圧力を保持する必要がある。

そこで、従来、下歯と上歯を噛み合わせるための構成としてカムを用いて上歯を昇降させると共に、所定時間、加圧力を保持するようにしたものがある（特許文献１参照）。このシート処理装置のシート綴じ部では、図１０の（ａ）に示すように回転軸１１７に対して半径方向の長さが異なるカム面１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃを持つカム１１６が用いられている。

針無し綴じを行う場合は、カム１１６を回転させ、上支持台１１０に配置された上歯１１２を、弾性部材１１５を介して下支持台１１９内に配置されている下歯１１１に押し付ける。そして、図１０の（ｂ）に示すように、例えばカム面１１６ｂと弾性部材１１５が当接する位置でカム１１６を停止させる。

ここで、カム１１６を停止させても、すなわちカム１１６を回転させる駆動が無くなっても加圧力は保持される。これは、カム面１１６ｂが回転軸１１７に対して一定の半径を有しているためであり、この場合、弾性部材１１５による反力がカム１１６に加わってもカム１１６には回転方向のトルクは生じない。なお、綴じるシートの厚みや枚数に対応した加圧力が得られるようにカム１１６には複数のカム面１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃが設けられている。また、弾性部材１１５を介して上歯１１２を押し付けるように構成することにより、シート束がカム面１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃで対応できない中間の厚みのシート束の場合でも、弾性部材１１５の変形によってシート束に対応した加圧力を得ることができる。

特開２０１０−１８９１０１号公報

ところで、従来のシート処理装置において、弾性部材１１５を設けることにより、どのような厚みのシート束に対しても適切な加圧力で針無し綴じを行うことができるが、上歯１１２を下歯１１１に押し付ける際、弾性部材１１５に加わる力は１．８ｋＮとなる。したがって、このような大きな力に耐えるためには、大きなバネ定数を有する弾性部材が必要になり、コストが上昇する。

そこで、大きさ及びコストを抑えるため弾性部材１１５の代わりに非弾性部材を用いることが考えられる。しかし、この場合、３種類のカム面１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃでは、シート束の厚みの変化に追従できず、カム面１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃと非弾性部材の間に隙間ができて押圧不良が発生する可能性がある。

これに対応するため、カム１１６のカム面を連続的に変化させる構成が挙げられる。このカムを用いれば綴じを行うシート束の厚みが変化しても、所定の厚みの範囲であればカム面は連続的に変化するので、押圧不良を防止することが出来る。しかし、このようにカム１１６のカム面を連続的に変化させると、所定の加圧力に到達したところでカム１１６の駆動を停止すると、カムには回転方向のトルクが生じるようになり、シート束への加圧力を保持することができない。

そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、弾性部材を用いることなくシート束への加圧力を保持することが可能で、確実にシート束を綴じることのできるシート処理装置及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、シート処理装置において、山型の歯及び谷型の歯を噛合い可能に設け、複数のシートを前記山型の歯及び前記谷型の歯で噛み込んで綴じる綴じ手段と、前記山型の歯及び前記谷型の歯の一方の歯を、前記山型の歯及び前記谷型の歯の他方の歯と噛合わせるよう移動させる移動手段と、前記移動手段を駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記一方の歯が前記移動手段により移動して前記他方の歯との間に複数のシートを所定の加圧力で噛み込んだ状態を所定時間保持し、前記所定時間が経過した後、前記一方の歯を前記他方の歯から離れる方向に移動させるよう前記駆動手段を制御することを特徴とするものである。

本発明のように、一方の歯を移動手段により移動させ、一方の歯を、他方の歯との間に複数のシートを所定の加圧力で噛み込んだ状態で所定時間保持することにより、弾性部材を用いることなく、確実にシート束を綴じることができる。

本発明の実施の形態に係るシート処理装置を備えた画像形成装置の構成を示す図。 上記シート処理装置の構成を説明する図。 上記シート処理装置に設けられた針無し綴じ装置を説明する図。 上記針無し綴じ装置により針無し綴じしたシートの状態を示す断面図。 上記画像形成装置及びシート処理装置の制御ブロック図。 画像形成装置本体側ＣＰＵの制御動作を説明するフローチャート。 シート処理装置側ＣＰＵの制御動作を説明するフローチャート。 上記シート処理装置側ＣＰＵの針無し綴じ処理制御動作を説明するフローチャート。 本発明の実施形態に係る針無し綴じ処理時の動作シーケンス図。 従来のシート処理装置に設けられたシート綴じ装置を説明する図。

以下、本発明を実施するための形態を、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るシート処理装置を備えた画像形成装置の構成を示す図である。図１において、１は画像形成装置、１ａは画像形成装置本体（以下、装置本体という）、２は装置本体１ａの上部に設けられた画像読取部、３は装置本体１ａ内部に設けられた画像形成部である。

ここで、画像読取部２の上部には透明ガラス板からなる原稿台４が固定して設けられ、原稿台４の下側には原稿Ｄを照明するランプ６と、照明した原稿Ｄの光像を画像処理ユニット７に導くための反射ミラー８，９，１０とからなる光学系が設けられている。そして、画像読取部２により原稿画像を読み取る際は、原稿台４に画像面を下向きにして載置され、原稿圧着板５により押圧固定された原稿Ｄを、ランプ６及び反射ミラー８，９，１０を所定の速度で移動させて走査する。

画像形成部３は、感光体ドラム１１と、帯電ローラ１２と、ロータリ現像ユニット１３と、中間転写ベルト１４と、二次転写ローラ１５と、クリーナ１６等を備えている。感光体ドラム１１は、画像データに基づいてレーザユニット１７から光像が照射され、その表面に静電潜像が形成される。帯電ローラ１２は、レーザ光照射前に感光体ドラム１１の表面を均一に帯電するものである。

ロータリ現像ユニット１３は、感光体ドラム１１の表面に形成された静電潜像にマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色トナーを付着させ、トナー像を形成するものである。なお、本実施の形態において、ロータリ現像ユニット１３は、回転現像方式のものであり、現像器１３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃを有し、不図示のモータにより回転する。

そして、感光体ドラム１１上にモノクロのトナー像を形成する時は、感光体ドラム１１と近接する現像位置に現像器１３Ｋを回転移動させて現像を行う。フルカラーのトナー像を形成する時は、ロータリ現像ユニット１３を回転して、現像位置に各現像器１３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃを配置させ、各色毎に順に現像を行う。

中間転写ベルト１４は、感光体ドラム１１の表面に現像されたトナー像が一次転写されるものであり、二次転写ローラ１５は中間転写ベルト１４のトナー像をシートＳに転写するものである。クリーナ１６は、トナー像を転写した後、感光体ドラム１１に残留したトナーを除去するものである。また、装置本体１ａと、画像読取部２の間にはシート処理装置５０が接続されている。なお、１６１は装置本体１ａの制御を司る制御部である装置本体側ＣＰＵ、４０は操作部である。

そして、画像形成装置１において、原稿Ｄの画像をシートに形成する際には、まず原稿台４に載置された原稿Ｄを、ランプ６及び反射ミラー８，９，１０を所定の速度で移動させて走査し、読み取られた画像情報を画像処理ユニット７に導く。次に、読み取られた画像情報をレーザユニット１７に入力し、レーザユニット１７は、この画像情報に応じた光を画像形成部３の感光体ドラム１１に照射する。このようにレーザ光が照射されると、感光体ドラム表面に静電潜像が形成され、この静電潜像をロータリ現像ユニット１３によって現像することにより、感光体ドラム表面にトナー画像が形成される。そして、このトナー画像は中間転写ベルト１４に一次転写される。

一方、シートＳは給紙カセット１８から適宜選択的に繰り出された後、停止しているレジ前ローラ対２２により斜行が矯正される。この後、所定のタイミングで回転を開始するレジ前ローラ対２２により、転写ローラ１５と中間転写ベルト１４とにより構成される二次転写部に送り込まれる。そして、この二次転写部において、感光体ドラム１１に形成された後、中間転写ベルト１４に転写されたトナー画像がシートＳに転写される。次に、シートＳは定着部１９に導かれ、定着部１９において加熱及び加圧処理されることにより、転写されたトナー画像が永久定着される。なお、トナー画像が永久定着されたシートＳは、この後、本体側排出ローラ対２１により装置本体１ａの外へと搬送され、シート処理装置５０に導かれる。

ここで、シート処理装置５０は、シート搬送方向上流側が下方に傾斜したシート積載部である処理トレイ５７と、処理トレイ５７のシート搬送方向下流側に配設されたスタックトレイ６３と、針無し綴じを行う綴じ手段である針無し綴じ装置５２を備えている。なお、この針無し綴じ装置５２は、画像形成装置１から搬送された後、束ねて整合された複数のシートＳの一部を、山型の歯及び谷型の歯で噛み込むことにより、シート束のシートの互いの繊維を絡ませ合うことで針無し綴じを行う。

そして、装置本体１ａから画像形成済みのシートＳが排出されると、シートＳは搬送部５８を経てスタックトレイ６３に向かって搬送され、シートＳの後端が搬送部５８を通過したタイミングでパドル５９が搬送方向と逆方向に回転する。これにより、シートＳは処理トレイ５７へ引き込まれ、さらに戻しローラ６０によって後端整合板６２へ突き当てられ、シートＳの後端整合が行われる。なお、処理トレイ５７には、処理トレイ上のシートＳの有無を検出するシート検出センサ５６が設けられている。

処理トレイ内に後端整合されたシートＳは、図２に示す前奥整合板６４，６５によりシート搬送方向と直交する幅方向の位置整合が行われ、処理トレイ上にスタックされる。これら一連の動作を繰り返しＪＯＢ枚数分が処理トレイ上にスタックされた後、ユーザが予めＪＯＢ設定にて針無し綴じを指定していた場合、針無し綴じ装置５２により図２に示す位置に綴じ処理を行う。この後、綴じ処理を終えたシートＳは、矢印方向に移動する束出し部材６１によりスタックトレイ６３上に排出される。

次に、本実施の形態に係る針無し綴じ装置５２について図３を用いて説明する。図３の（ａ）は針無し綴じ装置５２の待機状態を示しており、図３の（ｂ）は綴じ動作状態を示している。針無し綴じ装置５２は、山型の歯である上歯９７が取り付けられている上アーム９５と、谷型の歯である下歯９８が取り付けられている下アーム９９を備えている。なお、下アーム９９はシート処理装置５０の筺体フレームに固定されている。また、図３において、７６は上アーム９５が図３の（ａ）に示す基準位置にあることを検知する針無し綴じ基準センサである。

上アーム９５はアーム軸９６を中心に揺動すると共に、不図示の付勢手段により反時計回りに付勢されている。この上アーム９５の上歯９７が取り付けられている端部と反対側の端部にはコロ９３が設けられており、このコロ９３には、カム軸９４を中心に回転するカム９２が下方から圧接している。

このカム９２は、上アーム９５を揺動させて一方の歯である上歯９７を、他方の歯である下歯９８と噛合わせるように移動させるものである。そして、この移動手段であるカム９２は、正逆転可能な針無し綴じモータ７５と、針無し綴じモータ７５に接続されたギアからなる減速機構９１により回転するカム軸９４に固定されている。

なお、本実施の形態において、針無し綴じモータ７５は、モータ出力軸のトルクがモータに流れる電流値に比例するＤＣブラシ付きモータを使用している。ＤＣブラシ付きモータを採用することにより、電流値を変化させて出力軸のトルクを制御し、所定の可圧力を発生させることができる。また、針無し綴じモータ７５の出力軸には、針無し綴じモータ７５の回転速度を計測するためのエンコーダセンサ９０を設けている。このエンコーダセンサ９０は光学式センサであり、針無し綴じモータ７５の出力軸上の不図示の円盤に設けられたスリットを検出して、モータ回転速度に応じて周期が変動するパルス信号を出力する。本実施の形態の円盤は、スリット数が１８スリット／周で構成される。

そして、カム９２が矢印Ｘ方向に回転すると、図３の（ｂ）に示すように、上アーム９５が時計方向に揺動し、下アーム９９に取り付けられた下歯９８と上歯９７とがシート束ＳＡを介して噛み合い、シート束ＳＡを加圧する。ここで、シート束ＳＡが加圧されると、加圧されたシート束ＳＡの重なり合うシートの互いの繊維が引き延ばされることによって表面の繊維が露出し、さらに加圧されることによってシート同士の繊維が互いに絡み合うことでシート束ＳＡが綴じられる。なお、図４は、上歯９７と下歯９８によって加圧されているシート束ＳＡを示しており、本実施の形態においては、下歯９８を固定し、上歯９７から下歯９８へ矢印Ａの方向に荷重を加えることで、５枚のシートＳを針無し綴じしている。

ところで、本実施の形態において、処理トレイ５７にシートをスタックしている時は、図３の（ａ）に示すようにカム９２が下死点に位置するよう基準センサ７６によって上アーム９５の位置を制御する。そして、このようにカム９２が下死点に位置するときは上歯９７と下歯９８の間に空間が生まれシートの進入が可能となる。

この時、カム９２の下死点から、図３の（ａ）に示す太線Ｚ部分の所定稜線領域は、カム軸９４に対してほぼ一定の半径を有する領域となっており、非常に負荷が小さいカム形状となっている。これにより、カム９２が下死点から回転を始めた初期の状態のときには、針無し綴じモータ７５は略無負荷状態となる。

また、綴じ動作時は、カム９２が針無し綴じモータ７５の駆動によりカム軸９４を中心にＸ方向へ回転し、これに伴い図３の（ｂ）に示すようにアーム軸９６を中心に上アーム９５が時計回りに揺動し、上歯９７と下歯９８が噛み合う。このとき、後述するように針無し綴じモータ７５の駆動電流を調整してカム９２の回転量を制御することにより、上歯９７と下歯９８は所定の圧力にて噛み合う。なお、上歯９７と下歯９８を所定の圧力にて噛み合わせてシート束ＳＡを綴じた後、針無し綴じモータ７５が逆回転し、カム軸９４を中心にＹ方向へ回転させる。そして、カム９２が再び下死点に到達すると、針無し綴じ基準センサ７６が上アーム９５を検出して針無し綴じモータ７５の回転を停止する。

図５は、画像形成装置１及びシート処理装置５０の制御ブロック図であり、図５において、１６２はシート処理装置５０を制御するシート処理装置側ＣＰＵである。このシート処理装置側ＣＰＵ１６２は、装置本体側ＣＰＵ１６１と通信を行うことにより、互いの装置状態を検知することができる。なお、画像形成動作及びシート処理動作の際には、ユーザにより操作部４０あるいは不図示の外部ＰＣからネットワークを介して装置本体側ＣＰＵ１６１へＪＯＢ設定が行われる。そして、装置本体側ＣＰＵ１６１はコピー動作であれば画像読取部２からの画像データ、プリント動作であればＰＣからネットワーク経由にて伝送された画像データに基づき画像形成を行い、シート処理の場合はシート処理装置側ＣＰＵ１６２がシート処理を行う。

シート処理装置側ＣＰＵ１６２には、針無し綴じモータ７５、針無し綴じエンコーダセンサ９０、針無し綴じ基準センサ７６が接続されている。針無し綴じ基準センサ７６は、上アーム９５が既述した図３の（ａ）に示すシートの受け入れ位置にある時を基準位置として検出し、シート処理装置側ＣＰＵ１６２へ通知する。そして、シート処理装置側ＣＰＵ１６２は針無し綴じ基準センサ７６によって上アーム９５の位置を検出し、駆動回路８２を介して針無し綴じモータ７５を駆動、さらに駆動をかけ続けたままの状態を保持することで綴じ処理を実施する。なお、シート処理装置側ＣＰＵ１６２には、後述する所定時間を計時するタイマＴｍが内蔵されている。

図５において、８２は、複数のシートを所定の加圧力で噛み込むために針無し綴じモータ７５が発生すべき駆動トルクの大きさに応じて電源から針無し綴じモータ７５に流す電流量の大きさを調節する調節手段である駆動回路である。この駆動回路８２には、針無し綴じモータ７５を駆動するための電源として使用される駆動電圧Ｖが入力される。駆動電圧Ｖは、変換回路１０２にて電圧レベルを変換された後、シート処理装置側ＣＰＵ１６２にＶｍとして入力され、シート処理装置側ＣＰＵ１６２は、このＶｍにより駆動電圧レベルを検出している。Ｒ１は針無し綴じモータ７５に流れる駆動電流Ｉの大きさを検出する検出手段としてのシャント抵抗器である。このシャント抵抗器Ｒ１は、電流計と並列に配置され、駆動回路８２とグラウンド間に挿入される。

１００は電流制限回路であり、この電流制限回路１００はシート処理装置側ＣＰＵ１６２からのリミット電流信号と、シャント抵抗器Ｒ１に生じる針無し綴じモータ７５の駆動電流に相当する電流信号とを比較する。そして、電流制限回路１００は、針無し綴じモータ７５の駆動電流がシート処理装置側ＣＰＵ１６２内で予め設定されたリミット電流を超えないよう駆動回路８２を制御する。また、電流制限回路１００は、針無し綴じモータ７５の駆動電流Ｉがリミット電流信号による所定値に達した時点で、シート処理装置側ＣＰＵ１６２にリミット検知信号を出力する。

次に、本実施の形態に係る装置本体側ＣＰＵ１６１の制御動作について図６に示すフローチャートを用いて説明する。

画像形成装置１の電源がＯＮされると（Ｓ５００）、装置本体側ＣＰＵ１６１が起動して初期動作を行い、この後、スタンバイ状態となる（Ｓ５０１）。そして、装置本体側ＣＰＵ１６１は、操作部４０或いは不図示の外部ＰＣからネットワークを介してユーザにより画像形成装置１がＪＯＢを受け付けるまではスタンバイ状態を継続する。この後、ＪＯＢを受け付けると（Ｓ５０２のＹ）、ＪＯＢがシート処理装置５０を用いるものであれば、ＪＯＢ情報を、信号線を介してシート処理装置側ＣＰＵ１６２へ通知する。ここで、ＪＯＢ情報を受信したシート処理装置側ＣＰＵ１６２は、後述するＪＯＢ情報に応じた受付待機時間を通知する。

このようにＪＯＢ情報をシート処理装置側ＣＰＵ１６２へ通知した後、受付待機時間を受信すると（Ｓ５０３）、装置本体側ＣＰＵ１６１は、この受付待機時間が経過するのを待つ（Ｓ５０４）。そして、受付待機時間が経過すると（Ｓ５０４のＹ）、すなわちシート処理装置５０がシートを受け取り可能状態となると、給紙カセット１８からシートＳを給紙搬送した後、レジ前ローラ対２２によるレジ位置にて待機（レジ待機）させる（Ｓ５０５）。次に、画像形成動作を行い、画像形成タイミングに同期してレジ前ローラ対２２を駆動することによりレジ位置からシートを搬送する（Ｓ５０６）。

これにより、シートＳは、二次転写部に搬送され、二次転写部において中間転写ベルト１４上のトナー像が転写され、このトナー像の定着部１９における定着後にシート処理装置５０へと排出される。そして、この後、装置本体側ＣＰＵ１６１は、ＪＯＢ情報に従い所定枚数のシートに対する画像形成ＪＯＢが完了したかを判断する（Ｓ５０７）。そして、ＪＯＢが完了していなければ（Ｓ５０７のＮ）、Ｓ５０５へ戻り、ＪＯＢが完了すると（Ｓ５０７のＹ）、次のＪＯＢが有るかを判断する（Ｓ５０８）。そして、次のＪＯＢが有る場合は（Ｓ５０８のＹ）、Ｓ５０３へ戻り、次のＪＯＢがない場合は（Ｓ５０８のＮ）、Ｓ５０１のスタンバイ状態へ戻り、ＪＯＢの受付待機を継続する（Ｓ５０２）。

次に、本実施の形態に係るシート処理装置側ＣＰＵ１６２の制御動作について図７に示すフローチャートを用いて説明する。既述したように画像形成装置１の電源がＯＮされると、シート処理装置５０へも画像形成装置１から電源が供給され、シート処理装置５０の電源がＯＮされる（Ｓ６００）。これにより、シート処理装置側ＣＰＵ１６２が起動してシート処理装置５０の初期動作を行い、この後、スタンバイ状態となる（Ｓ６０１）。

そして、シート処理装置側ＣＰＵ１６２は、装置本体側ＣＰＵ１６１からＪＯＢ情報が通知されるまでスタンバイ状態を継続する。この後、ＪＯＢ情報を受け付けると（Ｓ６０２のＹ）、シート処理装置側ＣＰＵ１６２はＪＯＢ情報に応じてシート処理装置５０が画像形成装置１からシートを受け取り可能状態となるまでの所定の受付待機時間を装置本体側ＣＰＵ１６１へ通知する（Ｓ６０３）。

次に、シート処理装置側ＣＰＵ１６２は、シート処理装置５０がシートを受け取ると、搬送部５８にてシートを加速搬送した後、パドル５９を回転駆動し、処理トレイ５７へシートＳを引き込む。さらに、シートＳを戻しローラ６０によって後端整合板６２へ突き当るように搬送してシートＳの後端整合を行い、この後、前奥整合板６４，６５によりシートの幅方向の整合を行い（Ｓ６０４）、シートを処理トレイにスタックする。

次に、処理トレイ５７にＪＯＢ指定枚数がスタックされたかを判断する（Ｓ６０５）。そして、ＪＯＢ指定枚数がスタックされていなければ（Ｓ６０５のＮ）、Ｓ６０４へ戻り、ＪＯＢ指定枚数がスタックされると（Ｓ６０５のＹ）、次にＪＯＢ情報が針無し綴じかを判断する（Ｓ６０６）。そして、ＪＯＢ情報が針無し綴じの場合は（Ｓ６０６のＹ）、後述する針無し綴じ処理を実施する（Ｓ６０７）。

そして、綴じ処理完了が終了すると、もしくはＪＯＢ情報が針無し綴じの場合は（Ｓ６０６のＮ）、束出し部材６１によって処理トレイ５７にスタックされたシート束の後端側を押し出し、スタックトレイ６３へ排出する（Ｓ６０８）。この後、シート処理装置側ＣＰＵ１６２は、ＪＯＢ情報に従いＪＯＢが完了したかを判断する（Ｓ６０９）。そして、ＪＯＢが完了していなければ（Ｓ６０９のＮ）、Ｓ６０４へ戻り、ＪＯＢが完了すると（Ｓ６０９のＹ）、Ｓ６０１のスタンバイ状態へ戻り、ＪＯＢの受付待機を継続する（Ｓ６０２）。

次に、シート処理装置側ＣＰＵ１６２による針無し綴じ処理制御について図８に示すフローチャートを用いて説明する。ＪＯＢ情報において既述した図７のＳ６０７における針無し綴じ処理が設定されている場合、シート処理装置側ＣＰＵ１６２は、針無し綴じ処理を開始する（Ｓ７００）。即ち、針無し綴じモータ７５を正転駆動、すなわちＣＷ方向に駆動する（Ｓ７０１）。そして、針無し綴じモータ７５をＣＷ方向に駆動すると、既述した図３の（ａ）に示すようにカム９２が下死点から矢印Ｘ方向へ回転駆動される。このとき、シート処理装置側ＣＰＵ１６２は、針無し綴じモータ７５の駆動電流Ｉが所定の電流値以下となるようリミット電流値を設定して駆動回路８２を制御する。

この後、カム９２が回転を続けると、上アーム９５が時計方向に揺動するので針無し綴じモータ７５の負荷が増加する。そして、これに伴う針無し綴じモータ７５の回転数の減少を針無し綴じエンコーダセンサ９０が検知すると、シート処理装置側ＣＰＵ１６２は、駆動電流Ｉを増加させる。やがて、上歯９７と下歯９８とでシート束を噛み込み、図９に示す綴じ動作点に達すると、針無し綴じモータ７５の駆動電流Ｉが所定の大きさの電流の大きさである電流リミット電流に達する。このように針無し綴じモータ７５の駆動電流が所定の大きさの電流であるリミット電流値に達すると、電流制限回路１００はシート処理装置側ＣＰＵ１６２へリミット検知信号を出力する。

なお、例えば針無し綴じモータ７５が正常に駆動していない場合、リミット電流が検知されない。そして、リミット電流が検知されず（Ｓ７０２のＮ）、この状態のまま針無し綴じモータ７５を駆動してから所定時間が経過すると（Ｓ７０３のＹ）、シート処理装置側ＣＰＵ１６２はタイムアウトエラーを装置本体側ＣＰＵ１６１に通知する（Ｓ７０４）。この後、シート処理装置側ＣＰＵ１６２は針無し綴じモータ７５を停止して（Ｓ７０８）、針無し綴じ処理を終了する（Ｓ７０９）。

一方、所定時間内にリミット電流が検知されると（Ｓ７０２のＹ）、シート処理装置側ＣＰＵ１６２は、図９に示すように電流制限回路１００の検知タイミングから起算して所定時間、駆動回路８２を介して、針無し綴じモータ７５をリミット電流にて駆動する。そして、所定時間、針無し綴じモータ７５をリミット電流にて駆動することにより、シート束ＳＡに対して上歯９７と下歯９８が綴じに必要な所定の加圧力（トルク）で噛み合いを保持し続けるようになり、シート束ＳＡを確実に針無し綴じ処理することができる。つまり、上歯９７と下歯９８との間に複数のシートを所定の加圧力で噛み込んだ状態を所定時間保持することにより、シート束ＳＡを確実に針無し綴じ処理することができる。

なお、この噛み合いの保持時間である所定時間は、シートの減衰性に応じて決定されるものであり、タイマＴｍにより計時される。この減衰性を決定するのが、シートの物性値及び温度、湿度といった条件である。例えば、シートの繊維が硬いほど減衰力は高くなる。この場合、圧接に掛かる時間も長くなるため、保持時間を長くする必要がある。この繊維の柔らかさはヤング率によって決定される。特にシート表面に樹脂の層があるコート紙ではヤング率が高いため保持時間を長くする。

また、シートの厚みが厚いほど圧接に掛かる時間も長くなるため保持時間を長くする。シートの厚みは坪量から判断し、坪量の大きいシートに対して保持時間を長く設定する。また温度、湿度といった環境条件に対しても繊維の柔らかさは変化する。湿度及び温度が低くなるとシートの水分量は減少し繊維は硬くなり、湿度及び温度が高くなるとシートの水分量が増加し繊維は柔らかくなる。これにより低温低湿環境では圧接を行うための時間が長くなり保持時間を増やす必要がある。つまり、この所定時間は、厚さ、ヤング率及び水分量の少なくとも一つ、或いは温度又は湿度の少なくとも一つに応じて決定される。

次に、タイマＴｍにより噛み合いの保持時間が経過したと判断すると、シート処理装置側ＣＰＵ１６２は、針無し綴じモータ７５を逆転駆動、すなわちＣＣＷ駆動させ（Ｓ７０６）、上歯９７を下歯９８から離れる方向に移動させ、シート束ＳＡから離間させる。この後、針無し綴じ基準センサ７６がＯＮとなると（Ｓ７０７のＹ）、駆動回路８２を介して針無し綴じモータ７５を停止させ（Ｓ７０８）、針無し綴じ処理を終了する（Ｓ７０９）。

以上説明したように、本実施の形態においては、上歯９７がカム９２により移動して下歯９８との間で複数のシートを所定の加圧力で噛み込むと、その状態を所定時間保持するようにしている。これにより、弾性部材を設けることなく、所定の厚みの範囲内のどのようなシート束に対しても確実に加圧力を保持することができ、確実にシート束を綴じることができる。

１…画像形成装置、１ａ…画像形成装置本体、４０…操作部、５０…シート処理装置、５２…針無し綴じ装置、５７…処理トレイ、７５…針無し綴じモータ、９２…カム、９７…上歯、９８…下歯、８２…駆動回路、１００…電流制限回路、１６１…装置本体側ＣＰＵ、１６２…シート処理装置側ＣＰＵ、Ｒ１…シャント抵抗器、Ｓ…シート、ＳＡ…シート束、Ｔｍ…タイマ

Claims (13)

1. 山型の歯及び谷型の歯を噛合い可能に設け、複数のシートを前記山型の歯及び前記谷型の歯で噛み込んで綴じる綴じ手段と、
   前記山型の歯及び前記谷型の歯の一方の歯を、前記山型の歯及び前記谷型の歯の他方の歯と噛合わせるよう移動させる移動手段と、
   前記移動手段を駆動する駆動手段と、
   前記駆動手段を制御する制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記一方の歯が前記移動手段により移動して前記他方の歯との間に複数のシートを所定の加圧力で噛み込んだ状態を所定時間保持し、前記所定時間が経過した後、前記一方の歯を前記他方の歯から離れる方向に移動させるよう前記駆動手段を制御することを特徴とするシート処理装置。
2. 前記駆動手段は正逆転可能なモータであり、
   前記制御手段は、前記モータを正転させて前記一方の歯を前記他方の歯との間に複数のシートを噛み込む方向に移動させ、複数のシートを所定の加圧力で噛み込んだ状態を所定時間保持するよう前記モータを駆動した後、前記モータを逆転させて前記一方の歯を前記他方の歯から離れる方向に移動させることを特徴とする請求項１記載のシート処理装置。
3. 前記モータを駆動する電源と、
   複数のシートを所定の加圧力で噛み込むために前記モータが発生すべき駆動トルクの大きさに応じて前記電源から前記モータに流す電流量の大きさを調節する調節手段と、
   前記モータに流れる電流の大きさを検知する検知手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記検知手段により、前記モータに流れる電流の大きさが前記一方の歯を前記他方の歯との間に複数のシートを噛み込んで所定の加圧力に達するまで移動させて所定の大きさの電流となったことを検知すると、前記所定の大きさの電流を前記所定時間、前記モータに流すよう前記調節手段を制御することを特徴とする請求項２記載のシート処理装置。
4. 前記所定時間は、シートの物性値に応じて決定されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシート処理装置。
5. 前記シートの物性値は、厚さ、ヤング率及び水分量の少なくとも一つであることを特徴とする請求項４記載のシート処理装置。
6. 前記所定時間は、温度又は湿度の少なくとも一つに応じて決定されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシート処理装置。
7. 前記移動手段はカムであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシート処理装置。
8. 山型の歯及び谷型の歯を噛合い可能に設け、複数のシートを前記山型の歯及び前記谷型の歯で噛み込んで綴じる綴じ手段と、
   前記山型の歯及び前記谷型の歯の一方を、前記山型の歯及び前記谷型の歯の他方と噛合わせるよう移動させるカムと、
   前記カムを駆動する正逆転可能なモータと、
   前記モータを駆動する電源と、
   複数のシートを所定の加圧力で噛み込むために前記モータが発生すべき駆動トルクの大きさに応じて前記電源から前記モータに流す電流量の大きさを調節する調節手段と、
   前記モータに流れる電流の大きさを検知する検知手段と、
   前記モータに流れる電流の大きさが、前記カムによって前記一方の歯が移動して前記他方の歯との間に複数のシートを噛み込んで所定の加圧力に達する所定の大きさの電流となったことを前記検知手段により検知すると、所定時間、前記所定の大きさの電流を前記モータに流すよう前記調節手段を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とするシート処理装置。
9. 前記制御手段は、前記所定時間が経過した後、前記モータを逆転させて前記一方の歯を前記他方の歯から離れる方向に移動させることを特徴とする請求項８記載のシート処理装置。
10. 前記所定時間は、シートの物性値に応じて決定されることを特徴とする請求項８又は９記載のシート処理装置。
11. 前記シートの物性値は、厚さ、ヤング率及び水分量の少なくとも一つであることを特徴とする請求項１０記載のシート処理装置。
12. 前記所定時間は、温度又は湿度の少なくとも一つに応じて決定されることを特徴とする請求項８又は９記載のシート処理装置。
13. 画像形成部と、前記画像形成部により画像が形成されたシートを綴じ処理する請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のシート処理装置と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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