JP2018104164A - シート断裁装置および後処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】断裁装置によるシート束の断裁時に、シート束が刃の間に挟まって断裁不良となることを防止する。【解決手段】上刃722を降下させて断裁が一方の端部から他方へと進行することに応じて、断裁の進行方向に配置した複数の送風装置717c、717b,717aを順次駆動してシート束の断裁済みの部分にエアーを当てて押し下げ、シート束を断裁の方向に直交する方向へと湾曲させる。【選択図】図8

Description

本発明は、シート処理装置に関し、詳しくは例えば複数のシートが結合された冊子等に対し、断裁処理を施すためのシート断裁装置および後処理装置に関するものである。
従来、複数のシートの中央部を結合し、結合位置で2つ折りにしたシート束の一端を断裁して、見栄えを良くする断裁装置(トリマー)が広く知られている。
また、断裁の際の仕上がり品位の向上のために、特許文献1で提案されているように、断裁の際にシートを上刃と下刃で挟むことでシートを断裁するシート断裁装置が提案されている。
特開2000−198613号公報(図6)
しかしながら、特許文献1の様にシートを上刃と下刃で挟むことでシートを断裁するシート断裁装置は、下刃に対する上刃の押圧力、刃の鋭さ・傾き、用紙の剛度・厚みなど様々な要因により、上下2枚の刃の間にシートが入り込んでしまい切れ残ってしまう場合がある。この切れ残りの問題は、シートが薄い、もしくは再生紙などシートの剛性が低いと特に発生し易い。これはシートの剛性が低い為に上刃に切られず、折り曲げられてしまう為である。
本発明は上記従来例に鑑みて成されたもので、シートあるいはシート束の断裁の際の切れ残りを低減させるシート断裁装置および後処理装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明は以下の構成を有する。
シートを、一方の端部側から他方の端部側に向けて断裁点を移動させながら断裁する断裁手段と、
前記断裁手段によりシートが断裁される際に、前記断裁点の移動方向を軸とした回転方向の折れを規制する規制手段と
を有することを特徴とするシート断裁装置。
本発明によれば、シートあるいはシート束の断裁の際の切れ残りを低減する
実施形態に係るシート処理装置と画像形成装置及び後処理装置を結合させた状態を示す説明図である。 画像形成装置の概略断面図である。 後処理装置の概略断面図である。 実施形態に係るシート処理装置の概略断面図である。 実施形態に係るシート処理装置の断裁部を示す概略説明図である。 実施形態に係るシート処理装置の断裁部を示す概略説明図である。 実施形態に係るシート処理装置の裁断部のみの正面概略断面図である。 実施形態に係るシート処理装置の裁断部のみの正面概略断面図である。 実施形態に係るシート処理装置の裁断部のみの正面概略断面図である。 実施形態に係るシート処理装置のブロック図である。 実施形態に係るシート処理装置による断裁処理のフローチャートである。
本発明の実施形態のシート処理装置について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、シート処理装置の構成部品の寸法、材質、及び、その相対位置等は、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
[実施例1]
まず実施例1について説明する。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一例の構成を示す図である。図1において、プリンタ本体(画像形成装置本体)100の上部には原稿給送部を備えた画像読取部が、内部には画像形成部120がそれぞれ設けられると共に、プリンタ本体100の側面にはシート処理装置であるフィニッシャ500とそれのさらに下流側にトリマ装置700が接続されている。プリンタ本体100とフィニッシャ500とトリマ装置700とによって白黒・カラープリンタ(以下、プリンタという)100Aが構成されている。
ここで、図2に、プリンタ本体100が有する画像形成部120の詳細を示す。画像形成部120は、不図示のモータにより駆動されると共に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する、平行に配置された4つの感光体ドラム101(101a〜101d)を備えている。また、感光体ドラム101a〜101dの周囲には、それぞれ一次帯電器102(102a〜102d)、現像器103(103a〜103d)及び転写帯電器104(104a〜104d)が配置されている。
また、感光体ドラム101の上方にはLED等で構成される不図示の露光装置が配置され、感光体ドラム101と転写帯電器104との間には、これを縦断する態様で配置された転写ベルト121が配置されている。
次に、このように構成されたプリンタ100Aの画像形成動作について説明する。画像読取部により原稿画像が読み取られる、あるいは、外部の図示しないパーソナルコンピュータ等からのプリントデータが送信されると、画像形成動作が開始される。一方、画像形成部120では、まず感光体ドラム101が時計回りに回転駆動され、これにより一次帯電器102は感光体ドラム101の周面に一様な電荷を付与する。この後、不図示の露光装置は、画像読取部により読み取られた原稿画像情報、あるいは外部のパーソナルコンピュータ等からのプリントデータに基づいて感光体ドラム101の周面に露光を行う。これにより、感光体ドラム101周面上には静電潜像が形成される。
次に、この静電潜像を現像器103によって現像することにより、感光体ドラム表面にイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの4色のトナー画像が形成される。
また、このトナー画像形成動作に並行して給紙カセット107a、107bに収容されたシートSは、搬送ベルト108a、108bに連通されたファンからのエアー吸引により上層部が捌かれ、1枚ずつピックアップされる。この後、シートSは、搬送ローラ109a、109bを経て、レジストローラ110でタイミングを合わされた後、搬送ガイドに案内されて押さえローラと転写ベルト121で構成されるニップ部に搬送され、転写ベルト121上を搬送される。
なお、この押さえローラは不図示の加圧アームで保持され、不図示の加圧ばねにより転写ベルト側に付勢されると共に、転写ベルト121を挟んだ対向側にはバックアップローラが設けられている。
次に、このように転写ベルト121上を搬送されるシートSが感光体ドラム101と転写ベルト121とが圧接する転写部に搬送される。そして、この転写部において、トナーと逆極性の電圧を印加された転写帯電器104により感光体ドラム101上のイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー画像が、シートS上に順次重ね合わせて転写される。
次に、このように4色のトナー画像が多重転写されたシートSは、定着装置111へと搬入され、この定着装置111において、トナー像がシートS上に定着され、トナー像が定着されたシートSは、排紙ローラ対113によりフィニッシャ500に排出される。
ここで、このフィニッシャ500は、プリンタ本体100から排出されたシートを順に取り込み、取り込んだ複数のシートを整合して1つの束に束ねる処理、束ねたシート束の後端をステイプルで綴じるステイプル処理を行うものである。さらに、取り込んだシートの後端付近に孔あけをするパンチ処理、ソート処理、ノンソート処理、中綴じ製本処理、折り処理、糊付け処理、閉封処理等の処理を行うものである。
また、このフィニッシャ500はプリンタ本体100から排出されるシートを、オンラインで処理することができるようになっている。さらに、フィニッシャ500は、オプションとして使用されることがあるため、プリンタ本体100は、単独でも使用できるようになっている。また、フィニッシャ500とプリンタ本体100は、一体であってもよい。
図1を参照してフィニッシャ500の平綴じ製本パスXに関する構成を説明する。このフィニッシャ500は、プリンタ本体100から排出されたシートを内部に導くための入口ローラ対602を有している。この入口ローラ対602の下流側には、シートを、平綴じ処理部300に案内する平綴じ製本パスX、又は折り製本処理部1000に案内する中綴じ製本パスYに選択的に案内する切り替え部材601が設けられている。
そして、切り替え部材601により平綴じ製本パスXに導かれたシートは、搬送ローラ対603を介してバッファローラ605に向けて送られる。ここで、バッファローラ605は、その外周に送られたシートを所定枚数積層して巻き付けられるローラである。バッファローラ605に送られたシートは、下流に配置された切り替え部材611によって、サンプルトレイ621に積載されるか、若しくは平綴じ処理部300内のシート積載手段である中間処理トレイ330に積載される。
この後、中間処理トレイ330上に束状に積載されたシートは、必要に応じて整合処理、ステイプラ301によるステイプル処理等が施された後、排出ローラ380a、380bによりスタックトレイ622上に排出される。
なお、搬送ローラ対603とバッファローラ605との間に設けられているのはパンチユニット650であり、このパンチユニット650は、必要に応じて動作し、搬送されてきたシートの後端付近に孔をあけるようになっている。
次に図3を参照してフィニッシャ500の中綴じ製本パスYに関する構成を説明する。切り替え部材601により中綴じ製本パスYに案内されたシートは、図3に示す搬送ローラ対1001により、折り装置としての折り製本処理部1000に設けられた収納ガイド1020内に収納される。そして、シート先端が可動式のシート位置決め部材1011に接するまで搬送される。
さらに、収納ガイド1020の途中位置には、2対のステイプラ1005が設けられており、このステイプラ1005と、対向するアンビル1004との協働により、シート束が中綴じされる。
また、このステイプラ1005の下流位置には、第2折りローラ対1006と、第2折りローラ対1006に対向して設けられた第2突出し部材1008とにより構成される第2折り処理部が設けられている。
そして、この第2折り処理部において、上流部で糊付け処理や第1折り処理、中綴じ処理を施されたシート束を、さらに折る処理が施される。なお、ここまでの各処理は全て、シート位置決め部材1011によってシートの先端位置を規制しながら、順次、シート位置決め部材1011を所定距離分だけ下降させて行う。
次に、第2折りローラ対1006によって折られたシートは搬送ベルト1017に搬送され、排出ローラ1016により次の後処理装置であるトリマ装置700へと送り出される。
次にトリマ装置700における工程を、図4を参照して説明する。トリマ装置700では、受取搬送部701でシート束を受け取り、サイド規制板702で主走査方向の位置補正と斜行補正を行い入口搬送部703へ送り込む。その後、シート束は縦パス搬送部704を通って断裁部705へと送り込まれる。
断裁部705で、あらかじめ設定された断裁幅に従ってシート束の小口側をカットし、断裁操作終了後に排紙搬送部709から排紙トレイ部710に排紙、積載される。
断裁時に発生するシート片(以下、屑と呼ぶ)は、断裁部705から下方に向かって配置される屑排出経路711中を通って、トリマ装置700内に挿入されている回収容器714へ落下し堆積し、ある程度溜まった際に回収容器714をトリマ装置700から取り出されることで排除される。また断裁部705の情報には送風装置(送風部とも呼ぶ)717が設けられている。
本発明の実施形態のトリマ装置700においては、回収容器714内にたまった屑の満載を検知する手段を備える。簡単に構成を説明すると、図4に示すように回収容器の少し高い位置に検知センサ発光側715と検知センサ受光側716が設けられており、検知センサ発光側715から発光された光が溜まった屑により遮られ、検知センサ受光側716で特定の時間以上受光できない状態が確認できた時点で、満載であると判断し、回収容器714の交換、もしくは、システム全体の一時停止を促す。
<断裁部の構成>
ここで、本発明に関わる断裁部705の構成を図5及び図6を用いて具体的に説明する。まず、断裁部705の主な構成要素としては、シート束Sの一部を断裁するために上下に稼働する上刃722と、それに噛み合う固定された下刃723、断裁時にシート束Sのシートズレ防止するための押さえ部材724、さらには断裁位置から断裁刃の上流側に断裁屑SPを排出する屑排出経路711と、その入口に設けられたシャッタ部材725、そして断裁部上部に送風装置717と、そこから発生されたエアーフローを断裁部へ送り込むためのダクト720、721からなる。
ここから断裁時の動作を具体的に説明する。まず、図5に示すように、シート束Sが縦パス搬送部704から断裁部705に送り込まれてくる際、上刃722及び押さえ部材724は上方の待機位置にある。この状態の時は、送風装置717は停止している。また、シャッタ部材725は屑排出経路711に対して閉口した状態で、シャッタ部材725の上面部725(a)は搬送ガイドとしての機能を備える。そして、排紙搬送部709により指定量の断裁ができる位置でシート束Sを停止させる。
次に図6に示すように、停止しているシート束Sに対して上刃722を降下させるが、その上刃722と下刃723との噛み合い動作開始と連動して、もしくは、その直前に、押さえ部材724を降下させてシート束Sを対向するガイド面に付勢することで固定する。その時、シャッタ部材725も同様に、上刃722の動作開始に連動して、もしくは、その直前から、搬送方向の上流側に設けられた図示しない回動軸を中心にして、上面部725(a)の搬送方向下流側端部が下方に向く方向に回動させ、屑排出路711を開口状態にする。本実施の形態においては、シャッタ部材725の回動角度は80〜90°を想定しているが、特に限定するものでない。
そこから上刃722をさらに下降させて、上刃722、下刃723の噛み合いによりシート束Sの小口(後端部)を設定幅分の断裁を行う。それにより発生した屑SPは、開口状態にあるシャッタ部材725から屑排出路711を通って、回収容器714へと送られて行く。
そして、断裁が終了した後に押さえ部材724を待機位置に向かって上昇させ、シート束Sの付勢を解放して、排紙搬送部709によりシート束Sが排紙されて行く。それらの動作と並行しながら上刃722を待機位置に戻す動作を行う。さらに、シャッタ部材725も同様に、上刃722が待機位置への動作に連動、もしくは、その終了後に元の位置つまりは図5に示す搬送時と同じ状態に戻す。以上の動作は図10で説明する制御部1001による制御の下で実現される。
次に図7、図8、図9を用いて上記断裁動作と連動して動く送風装置717の動作、および可変ダクト801の動作を説明する。
図7、図8、図9は図6の断裁部705を図6の矢印B方向(すなわちシート束搬送の上流側)から見た図を示している。図7(A)は上記断裁動作において上刃722が矢印G方向へ動き、上刃722と下刃723が向かって右端側の断裁点Cで噛み合った直後を、図7(B)は断裁動作後半を示している。上刃722は下刃723に対して、断裁の進行(すなわち上刃の降下)に応じて水平方向に断裁位置が移動するよう、一定の角度をもって配置されている。図7(A)において、断裁動作直後は上刃722と下刃723が噛み合った断裁点Cは送風装置717C近くにあるが、断裁動作が進み、上刃722と下刃723の噛み合い量が増えていくと、上刃722の刃面は傾いている為、断裁点Cは矢印D方向に進み、最終的には断裁点Cは断裁動作完了時には送風装置717a近傍よりも矢印D方向へ進む。すなわち断裁はシート束の一方の端部から他方の端部へ向けて進行する。
その際、送風装置717a、717b、717cは刃の長手方向に配置され、断裁点Cが矢印D方向へ進み、近傍を通り過ぎた後に送風装置717c、717b、717aがこの順に動作する。動作する送風装置は同時に一台であってもよいし、いったん動作を開始した送風装置は、断裁が完了するまで動かし続けてもよい。図7(B)では、上刃722はより降下し、断裁位置は位置Eに達している。
図8は図7のように動作する断裁部705が実際にシート束Sを断裁している図を示している。上刃722が矢印G方向へ進み(すなわち降下し)、図7(A)の断裁点Cが図8(A)の断裁点Fまで進むと送風装置717cが動作する。また、断裁点Fが図8(b)の断裁点Hまで進むと、送風装置717cに加え、送風装置717bも動作する。この様にシート束Sの断裁済みの部分にのみエアーを当てるように送風装置717は動作する。各送風装置が動作を開始するタイミングは、上刃722の降下量に応じて予め決定しておくことができる。断裁位置は、上刃722の降下量に応じて決まるためである。したがって、たとえば、上刃722を所定量降下させたタイミングで送風装置717aの動作を開始し、さらに所定量降下させたタイミングで送風装置717bを動作させる。そのタイミングは前述したように、断裁位置が或る送風装置の真下を通過し、たとえば隣接する送風装置との中間の位置に達したタイミングなどでよい。
このように送風することで、シート束Sの断裁済みの部分に送風装置717によりエアーを当てることで、シート束Sの断裁済み部分Kを矢印G方向へ折り曲げる(あるいは湾曲させる)。すなわち、送風装置はシート束を曲げるシート曲げ部として機能し、断裁点からシート束Sの搬送方向に延びる線をおおよその軸としてシート束Sの断裁済み部分を湾曲させる。こうすることで、シート束Sの断裁点の矢印G方向および断裁位置の移動方向Dと直交する方向のコシ(剛性)を高めることで、コシの弱い薄紙等から成る冊子が上下刃の間に入り込む事を防ぎ、裁断性能を向上させることが出来る。シート束Sの断裁点の矢印G方向と直交する方向とは、ここではシート束Sの搬送方向であり、上刃722により押し下げられても、下刃の刃面を軸として折り曲げられにくい。さらに換言すれば、送風によりシート束の断裁済み部分は、断裁の開始方向から進行方向に向かって風向側に湾曲するということもできる。あるいは、送風によりシート束の断裁済み部分は、搬送方向に向けて弧型を呈するアーチを形成するということもできる。あるいは、シート束の断裁済みの部分を、断裁の方向すなわち断裁位置が進行する方向と直交する方向に曲げるということもできる。
また、不図示であるが、図8(b)の断裁点Hが更に矢印D方向に進み送風装置717aを通り過ぎると送風装置717a、717b、717cの全てが一定時間起動し、エアーにより、断裁屑を下方に設置された図4の回収容器714に送られる。
<断裁動作の制御>
上記の動きを制御する手順を図11のフローチャートに示す。図11のフローチャートに示すように、実際はこれらの送風装置717は上記の動作を行えるように断裁モータ(不図示)の動作開始から時間をカウントし、上刃722のG方向への移動量を予測しており、また下刃723の位置は固定のため、そこから断裁点の位置を予め割り出しておき、断裁動作開始からの予め設定された任意の第1設定時間−第5設定時間に基づいての各送風装置717a、717b、717cの起動および停止を制御している。
また、上刃722のG方向への移動量の予測は、DCモータであれば上記のように一定時間のカウントする方法の他、モータ(不図示)エンコーダ等を付けて上刃722のG方向への移動量を測定し条件としてもよい。またパルスモータを用いた場合はパルス制御で同様の動きを再現させても良い。
図11は、図10の構成における制御部1001により実行される手順を示す。制御部1001は図11の手順により、ダクト動作部1002、搬送動作に係る搬送動作部1003、断裁動作に係る断裁動作部1004、送風動作に係る送風装置動作部1005を制御する。図11の手順は中綴じされたシート束Sを断裁部705に搬送した時点から示されている。ダクト動作部1002は、たとえば実施例2のように可変ダクトを制御する。
シート束Sが所定の停止位置に達すると、搬送を停止する(S1101)。そして上刃722を降下して断裁操作を開始する(S1102)。そしてまず、上刃722の降下開始後、第5設定時間の経過を監視する(S1103)。第5設定時間はたとえば断裁が完了するまでの時間である。第5設定時間が経過したと判定したなら、断裁動作すなわち上刃722の降下を停止し(S1112)、送風装置もすべて停止する(S1113)。このとき上刃722を待機位置へと戻してもよい。
また上刃722の降下開始後、第1設定時間の経過を監視する(S1104)。第1設定時間はたとえば、断裁点が第1の送風装置717cの下を通過し、送風装置717bとの中間付近に達するまでの時間でよい。第1設定時間が経過したなら、第2設定時間に達するまで送風装置717cを作動させる(S1105)。
さらに上刃722の降下開始後、第2設定時間の経過を監視する(S1106)。第2設定時間はたとえば、断裁点が第2の送風装置717bの下を通過し、送風装置717aとの中間付近に達するまでの時間でよい。第2設定時間が経過したなら、第3設定時間に達するまで送風装置717bを作動させ、送風装置717cを停止させる(S1107)。
さらにまた、上刃722の降下開始後、第3設定時間の経過を監視する(S1108)。第3設定時間はたとえば、断裁点が第3の送風装置717aの下を通過し、断裁終了位置との中間付近に達するまでの時間でよい。第3設定時間が経過したなら、第4設定時間に達するまで送風装置717aを作動させ、送風装置717bを停止させる(S1109)。
さらにまた、上刃722の降下開始後、第4設定時間の経過を監視する(S1110)。第4設定時間はたとえば、断裁点が断裁終了位置の間近に接近する所定の時間でよい。第4設定時間が経過したなら、第5設定時間に達するまで送風装置717b、717cも作動させる(S1111)。
以上のような構成及び手順により、シートあるいはシート束の断裁の際に、断裁するシートが薄い、もしくは再生紙などシート自体の剛性が低くても、シートを湾曲させることで合成を高めることができる。これにより、確実に断裁を行うことが可能となり、上刃による折り曲げなどの切れ残りが発生する事を防止できる。
[実施例2]
実施例2について図9を用いて説明する。図9では複数の送風装置717a、717b、717cの代わりに単体の送風装置717dに可変ダクト801が取り付けられている。可変ダクト801はパルスモータ(不図示)が取り付けられており、送風装置717dを中心に矢印I方向へ任意に動かす事が可能である。実施例1と同様で、断裁点の移動に伴い、シート束Sの断裁済の部分にのみにエアーを当てるように上刃の動作に連動し、風向きを制御、動作する。具体的には断裁点Jに対し、シート束Sの断裁済の部分Kにエアーを当てている。以上の動作により、実施例1と同様の効果が見込まれる。上記動作については図10のブロック図に示すようにシート処理装置は制御されている。可変ダクト801の方向は、断裁済み部分Kにエアーが当たるように決められるので、実施例1と同様に、上刃722の位置に応じて決めておくことができる。そのため、図11のステップS1105、S1107、S1109において、ダクト801の方向を、断裁済み部分にエアーが当たるように変えればよい。
以上の構成によっても、実施例と同様の効果を得ることができる。
[その他の実施例]
また、その他の実施例としては、実施例1ではシート束Sの断裁済の部分を送風装置717がエアーを送る事で折り曲げて裁断性能を向上させているが、シート束Sの断裁済の部分のみを折り曲げる事が目的である為、送風装置に限定するものでない。本実施の形態においては具体的に図示していないが、例えば上刃717の断裁動作に連動して動く突き出し棒などを用いてシート束Sの断裁済部Kを機械的な手段で押し下げる事で折り曲げても同様の効果が得られる。また、送風の方向を上から下にせず、たとえば下から上としても良いし、送風装置と突き出し棒を同時に用いる構成としても良い。
また、実施例2では単体の送風装置717に可変ダクト801が取り付けられているものが図9に示されているが、複数の個別に動く事が可能な送風装置717が備え付けられたシート処理装置(実施例1)においても送風装置717毎に可変ダクト801を用いても良い。
S...シート束、100...プリンタ本体、500...フィニッシャ、700...トリマ装置、705...断裁部、722...上刃、714...回収容器、717...送風装置、720...ダクト、723...下刃、801...可変ダクト

Claims (8)

  1. シートを、一方の端部側から他方の端部側に向けて断裁点を移動させながら断裁する断裁手段と、
    前記断裁手段によりシートが断裁される際に、前記断裁点の移動方向を軸とした回転方向の折れを規制する規制手段と
    を有することを特徴とするシート断裁装置。
  2. 前記断裁手段は、所定の搬送方向に所定の断裁位置まで搬送されたシートを断裁するものであって、
    前記規制手段は、前記所定の搬送方向を軸とした回転方向に前記断裁済みの部分を折り曲げて、前記断裁点の移動方向を軸とした回転方向の折れを規制するものであることを特徴とする請求項1に記載のシート断裁装置。
  3. 前記規制手段は、断裁済みの部分に、エアーを当てて折り曲げることで前記断裁点の移動方向を軸とした回転方向の折れを規制する送風手段を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載のシート断裁装置。
  4. 前記送風手段は、前記断裁点の移動方向に沿って配置した複数の送風部を含み、前記シート束の断裁点に応じた前記送風部を作動させることを特徴とする請求項3に記載のシート断裁装置。
  5. 前記送風手段は、前記断裁点の移動方向に応じて風向を変更可能なダクトを含み、シートの前記断裁点に応じた方向へと風向を変更する前記ダクトを制御することを特徴とする請求項3に記載のシート断裁装置。
  6. 前記送風手段は、前記断裁手段によってシートの断裁が終了した後も、前記断裁済みの部分にエアーを当てることを特徴とする請求項3乃至5のいずれか一項に記載のシート断裁装置。
  7. 前記規制手段は、断裁済みの部分を、機械的に押すことで前記断裁点の移動方向を軸とした回転方向の折れを規制する押し手段を含むことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のシート断裁装置。
  8. 搬送されてきたシートに所定の処理を行う後処理装置であって、
    請求項1乃至7のいずれか1項に記載のシート断裁装置を備えたことを特徴とする後処理装置。
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