JP2020055207A - シート綴じ処理装置及びこれを用いた画像形成システム - Google Patents

Abstract

【課題】圧着綴じ処理機構にかかる負荷を抑制できるシート綴じ処理装置を提供する。【解決手段】画像が形成されて搬送部によって搬送されるシートは排紙口から処理トレイへ逐一導入される。処理トレイに積載されたシート束は、モータＤＣの駆動で加圧力を付与される加圧部材１４０によってシートどうしが圧着されて綴じられる。加圧部材１４０による圧着綴じは手差しセット部へ外部から挿入されたシート束に対しても行われるが、手差しセット部から挿入されたシート束への加圧力は、排紙口から導入されるシートのシート束を圧着する際の加圧力よりも小さくしている。【選択図】図９

Description

本発明は、シートを綴じ処理するシート綴じ機構に係わり、複数のシートを加圧部材で圧着して結束する加圧綴じ機構の改善に関する。

一般にこの種の綴じ装置は、部揃え集積したシート束をステープル針で綴じ処理する綴じ機構と、シート束をプレス機構で加圧してシート相互を変形させて結束する針なし綴じ機構が知られている。後者の針なし綴じ機構は金属などの綴じ具を使用することがなく、簡単に剥がすことができる特徴が知られている。

例えば特許文献１には、画像形成装置から送られたシートを束状に集積して、上下一対の加圧部材で圧着して結束する機構が開示されている。同文献には凹凸面を有する固定側の加圧部材と、この凹凸面と係合する凹凸面を有する可動側加圧部材をカムなどの運動伝達機構でモータ連結して駆動する機構が開示されている。

また、特許文献２には、揺動可能に軸支持した加圧レバー（同文献における上歯型部材６０Ａ）をモータ（ステッピングモータ）に連結した駆動カムで固定部材（下歯型部材）に押圧する機構が開示されている。この場合にシートを押圧する押圧力は、約１００Ｋｇｆとする実施形態が説明されている。

また、特許文献３には画像形成装置から送られたシートをスタックトレイに部揃え集積した後に、筺体ケーシングにシート束を挿入するスリット状の溝を有するステージを設けこのステージにオペレータが挿入セットしたシート束をケーシング内部のステープラ装置で綴じ処理する装置が開示されている。

さらに、特許文献４には、スタックトレイに載置されたシートとマニュアルセットされたシートを、１台の移動可能なステープラで綴じ処理する構成が開示されている。

特開２０１２−４７９４０号公報 特開２０１０−２７４６２３号公報 特開２００５−０９６３９２号公報 特開２０１５−０１６９７０号公報

上述したように画像形成装置で画像形成したシートを後処理装置で部揃え集積して綴じ処理した後にスタックトレイに収納する後処理機構は広く知られている。そして、処理トレイに集積したシート束を圧着綴じ処理機構で圧着綴じ処理する装置も知られている。

また、綴じ処理装置の外筐ケーシングにスリット状の手差しセット台を設けて、スタックトレイに排出されたシート束をオペレータがセット台にセットして綴じ処理する装置も特許文献３などに提案されている。

通常、針無バインド機構による綴じ処理は、後処理装置内で部揃え集積して綴じ処理した後にスタックトレイに収納するため、搬送中に綴じた束がばらけることが無いように高い加圧力で綴じる必要がある。

他方、上述の圧着綴じ処理機構によって手差しセットされたシートを綴じる場合はシート搬送を必要としないため、後処理装置内で綴じ処理する場合に比して過剰な加圧力を必要としない。しかし後処理装置内と同じ加圧力で綴じ処理を行うと、綴じ装置の耐久性を確保するための堅牢な構成が必要となり、装置の大型化、高コスト化の一因となってしまう。

本発明者は、圧着綴じ処理機構でシートを綴じ処理する際に、綴じ処理後の搬送を伴うシートであるか、搬送を伴わないシートであるかによって、必要とされる加圧力に違いがある点に着目した。

本発明は、通常の搬送を伴う圧着綴じ処理と、手差しでの圧着綴じ処理とが可能なシート綴じ処理装置において、シートジャムの発生および圧着綴じ処理機構にかかる負荷を抑制できるシート綴じ処理装置を提供するものである。

上記課題を解決するため本発明に係るシート綴じ処理装置は、シート束を所定の搬送方向に搬送する搬送部と、前記搬送部から搬送されるシート束を排出する排紙口と、前記排出口から排出されたシート束を載置する載置部と、前記搬送方向と異なる方向から挿入され、シート束をセット可能な手差しセット部と、前記載置部に載置されたシート束または前記手差しセット部に載置されたシート束を加圧して綴じる加圧部材と、前記加圧部材に加圧力を付与する駆動部と、前記載置部に載置されたシート束を綴じる場合には、前記手差しセット部からセットされたシート束を綴じる場合よりも綴じ部材に付与する加圧力を大きくするよう前記駆動部を制御する制御手段と、を備える。

或る実施形態では、前記駆動部はモータで構成されて、前記モータの回転を前記加圧部材の運動に変換するカム部材を備える。

この場合の前記加圧部材を付勢する前記カム部材のカム面は、前記加圧部材のシート束への加圧力を漸次に増大させるよう螺旋形状を有するのが好適である。これにより、シート束の厚さが異なっていても、ほぼ同じ加圧力で付勢することができる。

さらに、前記モータの電流値を検知する電流値検出回路を備えて、前記制御手段は前記カムの動作で加圧部材が加圧力を増大するにつれて前記モータの電流値が増大していくとき、前記載置部に載置された前記手差しセット部からセットされたシート束である場合は前記電流値が第１所定値に到達すると前記モータの駆動を停止させ、シート束が前記排出口から排出されたシート束である場合は前記第１所定値より大きい第２所定値に到達すると前記モータの駆動を停止させる。

そして、かかるシート綴じ処理装置は、シート上に画像形成する画像形成ユニットを備える画像形成システムにおいて、前記画像形成ユニットから送られたシートを綴じ処理する後処理ユニットとして用いられる。

本発明は、搬送部から処理トレイに搬入されたシートを圧着綴じ処理するときには、装置外部から手差し挿入されるシートを圧着綴じ処理するときよりも大きな加圧力で圧着綴じ処理することで強固な綴じとなって、装置内でのシートのジャムの発生を低減できる。また、手差し挿入されたシートに対して圧着綴じ処理するときには、小さな加圧力で圧着綴じ処理して使い分けるために圧着綴じ処理装置の耐久性を向上させることができる。

後処理装置および画像形成装置の側面全体図を示す。 後処理装置の全体斜視図を示す。 後処理装置内部の側面図を示す。 後処理装置内部の上面図を示す。 シート排出手段の動作説明図を示す。 各綴じ処理位置の説明図を示す。 圧着綴じ装置の移動状態を説明する図を示す。 圧着綴じ装置の側面図を示す。 圧着5綴じ動作の説明図を示す。 綴じ動作の説明図を示す。 制御構成をブロック図で示す。 処理トレイ上でのコーナ綴じおよびマルチ綴じの動作フロー図を示す。 手差し綴じの動作フロー図を示す。

以下図示の好適な実施の形態に従って本発明を詳述する。本発明は後述する画像形成システムなどにおいて画像形成され部揃え集積されたシート束を綴じ処理するシート束綴じ処理機構に関する。図１に示す画像形成システムは画像形成ユニットＡと、画像読取ユニットＣと、後処理ユニットＢとで構成される。かかる構成で、原稿画像を画像読取ユニットＣで読み取り、その画像データに基づいて画像形成ユニットＡでシート上に画像を形成する。そして画像形成されたシートを、後処理ユニットＢ（シート綴じ処理装置；以下同様）で部揃え集積して綴じ処理を施し、下流側のスタックトレイ２５に収納する。

後処理ユニットＢは、画像形成ユニットＡのハウジングに形成された排紙空間（スタックトレイ空間）１５にユニットとして内蔵され、排出口１６に送られた画像形成シートを処理トレイ２４上に部揃え集積して、綴じ処理した後に下流側に配置したスタックトレイ２５に収納するシート綴じ処理装置である。

［シート綴じ処理装置（後処理ユニット）］
後処理ユニットＢは図２にその斜視構成を、図３にその断面構成を示すように、装置ハウジング２０と、このハウジングに配置されたシート搬入経路２２と、その経路の排紙口２３の下流側に配置された処理トレイ２４と、さらにその下流側に配置されたスタックトレイ２５で構成されている。処理トレイ２４はシート束が載置される載置部であり、排紙口２３から送られてくるシートを部揃え集積することでシート束にする。

処理トレイ２４にはシートを搬入するシート搬入手段３６と、搬入シートを束状に集積するシート規制手段４０と整合手段４５が配置されている。これと共に処理トレイ２４にはシート束を圧着綴じする圧着綴じ装置２６が配置されている。以下各構成について詳述する。

［装置ハウジング］
装置ハウジング２０は、装置フレーム２０ａと、外装ケーシング２０ｂで構成され、この外装ケーシング２０ｂのフロント側には後述する手差しセット部２９と、マニュアル操作釦３０（図示のものは表示ランプを内蔵したスイッチ）が装備される。

［搬送部］
上述の装置ハウジング２０には、図３に示すように搬入口２１と排紙口２３を有するシートの搬送部２２が配置され、図示のものは水平方向からシートを受け取って略水平方向に搬送して排紙口２３から搬出するように構成されている。この搬送部２２は適宜のペーパーガイド（板）２２ａで形成され、シートを搬送するフィーダ機構が内蔵されている。このフィーダ機構は、経路長に応じて所定間隔の搬送ローラ対で構成され、図示のものは搬入口２１の近傍に搬入ローラ対３１が、排紙口２３の近傍に排紙ローラ対３２が配置されている。また搬送部２２にはシートの先端及び／又は後端を検出するシートセンサＳｅ１が配置されている。

［処理トレイ］
図３および図４に従って説明すると、搬送部２２の排紙口２３には、その下流側に段差ｄを形成して処理トレイ２４が配置されている。この処理トレイ２４は排紙口２３から送られたシートを上方に積み重ねて束状に集積するため、シートの少なくとも一部を支持する紙載面２４ａを備えている。図示のものは後述するスタックトレイ２５でシート先端側を支持し、シート後端側を処理トレイ２４で支持する構造（ブリッジ支持構造）を採用している。これによってトレイ寸法を小型化している。

上記処理トレイ２４は排紙口２３から送られたシートを束状に集積して、所定姿勢に整合したのちに綴じ処理を施し、処理後のシート束を下流側のスタックトレイ２５に搬出するように構成されている。このため処理トレイ２４には、「シート搬入機構３３」と、「シート整合機構４５」と、「圧着綴じ装置２６」と、「シート束搬出機構６０」が組込まれている。

［シート搬入機構（シート搬入手段）］
上述の排紙口２３には段差ｄを形成して処理トレイ２４が配置されている。この処理トレイ２４上にシートを正しい姿勢で円滑に搬送するシート搬入手段３６が必要となる。図示のシート搬入手段３６（摩擦回転体）は、昇降するパドル回転体で構成され、排紙口２３からシート後端がトレイ上に搬出した段階でパドル回転体がシートを排紙反対方向（図３で右方向）に移送して後述するシート端規制手段４０に突き当て整合（位置決め）する。

［掻き込み回転体（掻き込み搬送手段）］
上述の排紙口２３に配置されたシート搬入手段３６（パドル回転体）でシートを処理トレイ２４の所定位置に搬送する場合に、カールしたシート、スキューしたシートなどの影響でシート先端を下流側の規制ストッパ４０に案内する掻き込み搬送手段３３が必要となる。

［サイド整合］
処理トレイ２４には、搬入されたシートを所定の位置（処理位置）に位置決めするシート整合機構４６が配置されている。シート整合機構４６は前述の「規制ストッパ４０」とともに、排紙直交方向（シートサイド方向）を幅寄せ整合する。サイド整合部材４６は、シートを処理トレイ２４上にセンター基準で整合する。そしてセンター基準で束状に整合されたシート束を綴じ処理に応じて、マルチ綴じのときには整合姿勢で綴じ位置Ｍａ１、Ｍａ２に圧着綴じ装置２６で綴じ処理する。左右コーナ綴じのときには左右方向に所定量シート束をオフセットさせて綴じ位置Ｃｐ１、Ｃｐ２に、圧着綴じ装置２６で綴じ処理する。

［シート束搬出機構］
図５に示すシート束搬出機構（シート束搬出手段６０）について説明する。上述の処理トレイ２４には圧着綴じ装置２６で綴じ処理したシート束を下流側のスタックトレイ２５に搬出するシート束搬出機構が配置されている。図５で処理トレイ２４には、シートセンタＳｘに第１のシート後端規制部材４１Ａが、その左右に距離を隔てて第２、第３のシート後端規制部材４１Ｂ，４１Ｃが配置されている。そしてこの規制部材４１に係止したシート束を圧着綴じ装置２６で綴じ処理した後に下流側のスタックトレイ２５に搬出するように構成されている。

このため処理トレイ２４には紙載面２４ａに沿ってシート束搬出手段６０が配置されている。図示のシート束搬出手段６０は第１搬送部材６０Ａと第２搬送部材６０Ｂで構成され、処理トレイ上の第１の区間Ｌ１を第１搬送部材６０Ａで、第２の区間Ｌ２を第２搬送部材６０Ｂでリレー搬送する。このように第１、第２搬送部材６０Ａ，６０Ｂでシートを引継ぎ搬送することによって、各搬送部材の機構を異なる構造とすることができる。そしてシート後端規制手段４０と、ほぼ同一の始点からシート束を搬送する部材は、揺るぎの少ない部材（長尺支持部材）で構成し、搬送終点でスタックトレイ２５にシート束を落下させる部材は、小型（ループ軌跡を走行するため）である必要がある。

第１搬送部材６０Ａは、断面チャンネル形状の折曲げ片で形成された第１搬出部材６１で構成され、この部材にはシート束の後端面を係止する係止面６１ａと、この面に係止したシートの上面を押圧する紙面押圧部材６２（弾性フィルム部材；マイラー片）が設けられている。この第１搬送部材６０Ａは、図示のようにチャンネル形状の折曲げ片で構成されているため、後述するキャリア部材６５ａ（ベルト）に固定したとき、揺るぐことが少なくベルトと一体的に走行してシート束の後端を搬送方向に移動（繰り出す）する。そしてこの第１搬送部材６０Ａは、後述するように湾曲したループ軌跡を走行することなく、ほぼ直線状の軌跡でストロークＳｔｒ１を往復動する。

第２搬送部材６０Ｂは、爪形状の第２搬出部材６３で構成され、シート束の後端面を係止する係止面６３ａと、シート束の上面を押圧する紙面押圧部材６４が設けられている。この紙面押圧部材６４は、第２搬出部材６３に揺動可能に軸支持されていると共に紙面押圧面６４ａが設けられ、この紙面押圧面はシート束の上面を押圧するように付勢スプリング６４ｂで付勢されている。

また、紙面押圧面６４ａは、図示のように走行方向に傾斜した傾斜面で構成され、図５（ｂ）矢視方向に移動すると挟み角γでシートの後端と係合する。このとき紙面押圧面６４ａは付勢スプリング６４ｂに抗して矢印方向に上向き（同図反時計方向）変形する。すると図５（ｃ）に示すように紙面押圧面６４ａは付勢スプリング６４ｂの作用でシート束の上面を紙載面側に押圧する。

上述のように構成された第１搬出部材６１は、第１キャリア部材６５ａで、第２搬出部材６３は、第２キャリア部材６５ｂで、紙載面２４ａの基端部から出口端部に往復動する。このため、紙載面２４ａには、搬送ストロークを隔てた位置に駆動プーリ６６ａ、６６ｂと従動プーリ６６ｃが配置されている。図示６６ｄ，６６ｅはアイドルプーリである。

そして駆動プーリ６６ａと従動プーリ６６ｃ間に第１キャリア部材６５ａ（図示のものは歯付ベルト）が架け渡してあり、駆動プーリ６６ｂと従動プーリ６６ｃとの間に第２キャリア部材６５ｂ（歯付ベルト）がアイドルプーリ６６ｄ、６６ｅを介して架け渡してある。駆動プーリ６６ａ、６６ｂには、駆動モータＭ４が連結してあり、モータの回転は第１キャリア部材６５ａには低速で、第２キャリア部材６５ｂには高速で駆動が伝達されるように第１駆動プーリ６５ａは小径に、第２駆動プーリ６５ｂは大径に形成されている。

つまり共通の駆動モータＭ４に、第１搬送部材６０Ａは低速で、第２搬送部材６０Ｂは高速で走行するように減速機構（ベルト−プーリ、歯車連結など）を介して連結されている。

［綴じ処理方法（綴じ位置）］
上述したように搬送部２２の搬入口２１に送られたシートは処理トレイ２４上に部揃え集積され、シート端規制部材４０とサイド整合部材４６で予め設定された位置と姿勢で位置決め（整合）される。そこでこのシート束に綴じ処理を施し、下流側のスタックトレイ２５に搬出する。

［圧着綴じ装置移動機構］
図４および図７に示すように圧着綴じ装置２６は、「マルチ綴位置Ｍａ１，Ｍａ２」と、シートコーナを綴じ処理する「コーナ綴位置Ｃｐ１，Ｃｐ２」と、マニュアルセットしたシートを綴じ処理する「マニュアル綴位置Ｍｐ」を移動可能に構成される。この移動機構は特開２０１５−０１６９７０号公報等に開示されるような所謂レール機構を用いた従来技術であるため説明を省略する。また、レール機構以外にもモータ等のアクチュエータによって圧着綴じ装置２６を回転させることで綴じ角度を変える構成等、種々の移動方法を採用することが可能である。

また、図２に示すように、搬送部２２からシートを搬入して部揃え集積した後に綴じ処理する一連の後処理動作とは別に、装置外部（システム外）で作成したシートを綴じ処理する（以下「マニュアルステープル処理」という）ための構成を備える。

このため、外装ケーシング２０ｂに外部からシート束をセットする手差セット部２９が配置され、シート束をセットする手差セット面（マニュアルセット面）２９ａをケーシングに成形し（図２参照）、前述の圧着綴じ装置２６を、処理トレイ２４のシート搬入エリアＡrから手差しエリアＦｒに位置移動可能に構成している。

図６は各綴じ処理位置を示しており、圧着綴じ装置２６でシートの複数箇所を綴じ処理する「マルチ綴位置Ｍａ１，Ｍａ２」と、シートコーナを綴じ処理する「コーナ綴位置Ｃｐ１，Ｃｐ２」と、マニュアルセットしたシートを綴じ処理する「マニュアル綴位置Ｍｐ」が設定されている。

［圧着綴じ装置］
図８から図１０を用いて圧着綴じ装置２６について説明する。圧着綴じ装置２６は束状に集積された複数のシート束Ｓを互いに噛み合うように加圧変形させて綴じ合わせる。このため圧着綴じ装置２６は、複数のシート束Ｓをクランプして変形させるクランプ機構で構成される。

束状のシート束Ｓを表裏方向から挟圧する一対の加圧面１３１、１４１と、この加圧面を備えた一対の加圧部材１３０、１４０と、加圧部材の一方の加圧面をシートから離れた待機位置Ｗｐ（非加圧位置；以下同様）からシートを加圧する加圧位置Ａｐに移動させる駆動機構（駆動手段）ＰＭで構成される。図１のクランプ機構は固定側の加圧面１３１を有する固定側加圧部材１３０と、可動側の加圧面１４１を有する可動側加圧部材１４０と、この可動側加圧面をシート束Ｓから離れた待機位置Ｗｐ（図９（ａ））からシート束Ｓを加圧する加圧位置Ａｐ（図９（ｂ））に移動する駆動機構ＰＭで構成される。

固定側加圧部材１３０（以下「固定部材」と云う）と可動側加圧部材１４０（以下「可動部材」と云う）とは、固定部材１３０の加圧面１３１（以下「固定面」と云う）の上に支持したシート束Ｓを可動部材１４０の加圧面１４１（以下「可動面」と云う）でクランプするように構成されている。このため可動部材１４０は支軸１４２を中心に揺動可能に軸支され、支軸１４２は固定部材１３０に固定されている。この支軸１４２は固定部材１３０に限らずユニットフレーム１４６など他の部材に固定しても良い。

また固定部材１３０はユニットフレーム１４６に一体的に固定されている。そして固定面１３１と可動面１４１とは、支軸１４２を中心に可動部材１４０が揺動運動する動作で、シート束Ｓをクランプする加圧状態（加圧位置Ａｐ；図９（ｂ）参照）と、シート束Ｓから離れた（離間した）非加圧状態（待機位置Ｗｐ；図９（ａ）参照）の間で位置移動する。

図８に示す装置は、固定部材１３０が断面コ字状の枠部材で形成され、その側壁１３０ａ、１３０ｂの間に可動部材１４０が支軸１４２で揺動可能に支持されている。このように可動部材１４０は固定部材１３０の側壁１３０ａ、１３０ｂに案内され支軸１４２を中心に揺動運動する。そして可動部材１４０には待機位置側に付勢する復帰スプリング１４３が配置されている。この復帰スプリング１４３はユニットフレーム１４６（または固定部材１３０）との間に配置する。

上記固定面１３１と可動面１４１とは、少なくとも一方は凹凸面（突起条溝）で構成され加圧したシート束Ｓを変形させる（図９（ａ’）参照）。図示のものは固定面１３１と可動面１４１のそれぞれが凹凸面で形成され、その形状は凸部と凹部が互いに噛合するようにしてある。各凹凸面の形状は、加圧したときにシート束Ｓに損傷を与えない形状（特にエッジ形状）に配慮し、同時に重なり合うシート同士が噛み合うように変形する最適の形状に構成する。そしてこの凹凸面で挟圧されたシート束Ｓにはギャザ状（波形状）の変形が残り、重なり合うシート同士が結束される。

上述の可動部材１４０の駆動機構について説明する。固定部材１３０に揺動可能に支持された可動部材１４０は、支軸１４２を境に先端部に可動面１４１が、基端部にカムフォロア１４４（以下「フォロアコロ」と云う）から構成されている。先端部の可動面１４１とフォロアコロ１４４とは、支軸１４２を介して梃子の作用（倍力機構）が働くレバー長さに形成してある。

また、固定部材１３０の基端部にはカム部材１３３（図示のものは円筒カム）が配置されている。カム部材１３３はカム軸１３２に支持され、カム軸１３２は固定部材１３０に回転可能に軸支されていると共に、カム部材１３３とフォロアコロ１４４とは互いに係合する位置関係で配置されている。また、カム軸１３２には伝動手段１３５を介してモータＤＣの回転が伝達され、モータＤＣの正逆転でカム部材１３３が正逆転するように連結されている。

図８で示すようにモータＤＣは、ユニットフレーム１４６にマウントされ、その駆動軸１３６の回転は、伝動手段１３５を構成する伝動歯車Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５でカム軸１３２に回転を伝達する。カム軸１３２に連結された歯車Ｇ１でカム部材１３３は図１反時計方向に回転する。図示のものはモータＤＣの正逆転でカム部材１３３は所定角度範囲で反時計方向回転（ＣＣＷ）と時計方向回転（ＣＷ）を繰り返すように構成されている。そしてカム部材１３３のカム面１３３ａは、支軸１４２を中心にフォロアコロ１４４及び、これと一体の可動部材１４０を揺動運動させる。

図８に駆動機構ではモータＤＣを反時計方向に回転すると、可動部材１４０は支軸１４２を中心に反時計方向に揺動し、可動面１４１は待機位置Ｗｐから加圧位置Ａｐに移動する（図９（ｃ）図示状態）。また、カム面１３３ａには非係合部Ｃｐｓ（図９（ａ）に示す）が形成してあり、この位置で可動部材１４０はカム面１３３ａの作用を受けることなく復帰スプリング１４３の作用で待機位置Ｗｐに付勢される。

そこでモータＤＣを時計方向に回転してカム面１３３ａの非係合部ｃｐｓとフォロアコロ１４４が係合する位置で停止する。すると復帰スプリング１４３のバネ力で可動面１４１は加圧位置Ａｐから待機位置Ｗｐに移動し、その位置で停止する。

カム面１３３ａは図９（ａ）に示す「Ｃｐｓ（ＣａｍＰｒｅｓｓＳｔａｒｔ）」位置では、フォロアコロ１４４に揺動する力を作用することなく可動面１４１を待機位置Ｗｐに保持する。また図９（ｂ）に示す「Ｃｐｍ」位置では、フォロアコロ１４４に可動部材１４０が反時計方向に揺動するような作用力を付与する。このＣｐｍ（ＣａｍＰｒｅｓｓＭｉｄｄｌｅ）位置近辺（シート束の厚さによって異なる）で可動面１４１がシート束Ｓの加圧を開始する。そして図９（ｃ）に示す「Ｃｐｅ（ＣａｍＰｒｅｓｓＥｎｄ）」では、その位置はシート束の束厚さによって異なるが最大加圧力をシート束Ｓに作用し、加圧動作を終了する。その後はカム部材１３３の時計方向回転によって「Ｃｐｅ」「Ｃｐｍ」「Ｃｐｓ」の順に復帰動作する。

フォロアコロ１４４と係合するカム面位置が、「Ｃｐｓ」の状態では可動面１４１は図９（ａ’）に示すように固定面１３１から距離を隔てて離れた待機位置に位置し、「Ｃｐｍ」の状態では可動面１４１は図９（ｂ’）に示すようにシート束Ｓの加圧を開始する加圧開始位置に位置し、「Ｃｐｅ」の状態では可動面１４１は図９（ｃ’）に示すようにシート束Ｓを変形させて加圧を終了する加圧終了位置に位置する。

そしてカム面１３３ａは、可動面１４１がシート束Ｓを加圧する初期位置（Ｃｐｍ）から加圧終了位置（Ｃｐｅ）の間で徐々に加圧力を増大させていく螺旋形状に形成されている。これは固定面１３１と可動面１４１との間でシート束Ｓの厚さが異なっても、ほぼ同じ加圧力を作用させるためである。

つまり、シート束Ｓの束厚さが薄いときにはカムの回転角度を大きく、束厚さが厚いときには回転角度を小さくすることによってシート束Ｓに付与する加圧力をほぼ均一にする。その角度制御は、例えばモータＤＣに一定の電圧を付与し、電流値が所定の値に達したらモータへの電力供給を止める定電流制御で行うと良い。なお、本発明にあってカム部材１３３は、図示の円筒カムに限らず、板カムであっても良い。電流値による綴じ動作の制御については後に説明する。

［処理トレイでの綴じ処理］
画像形成装置から排出されたシートが処理トレイ２４上に排出されると、シートの整合処理を行い、画像形成装置本体から受けた信号に基づきリア側もしくはフロント側でのコーナ綴じ処理、または複数個所綴じ処理を施す。

「マルチ綴じ」
図４および図７に示すように、マルチ綴じ処理は、処理トレイ２４上にシート端規制部材４１とサイド整合部材４６で位置決めされたシート束（以下「整合シート束」という）の端縁（図示のものは後端縁）を綴じ処理し、間隔を隔てて２箇所を綴じ処理する綴位置Ｍａ１、Ｍａ２が設定されている。後述する圧着綴じ装置２６はホームポジションから綴位置Ｍａ１、次いで綴位置Ｍａ２の順に移動してそれぞれ綴じ処理する。なおこのマルチ綴位置Ｍａは、２箇所に限らず、３箇所、或いはそれ以上に綴じ処理する場合がある。図６（ａ）はマルチ綴じした状態を示している。

［コーナ綴じ］
コーナ綴じ処理は、処理トレイ２４に集積された整合シート束の右コーナを綴じ処理する右コーナ綴位置Ｃｐ１と、整合シート束の左コーナを綴じ処理する左コーナ綴位置Ｃｐ２との左右２箇所に綴位置が設定されている。この場合圧着綴じ装置２６を所定角度（約３０度〜約６０度）傾斜させて綴じ処理する。図６（ｂ）（ｃ）はコーナ綴じした状態を示している。

図示の装置仕様はシート束の左右いずれか一方を選択して綴じ処理する場合と、圧着綴じ装置２６を所定角度傾斜させて綴じ処理する場合を示した。これに限らず左右いずれか一方のみにコーナ綴じする構成も、圧着綴じ装置２６を傾斜させることなくシート端縁と平行に綴じる構成も採用可能である。

［手差し綴じ処理］
後処理装置筐体のフロント側には装置筐体の外部からシートを手差し挿入して処理トレイ２４にセットする手差しセット部２９が設けられている。圧着綴じ装置２６は通常の待機位置を、この手差し綴じ処理位置としており、処理トレイ２４での綴じ処理完了後は手差し綴じ処理位置に戻ることで、迅速な処理を可能にしている。

［綴じ動作制御］
図１０は、画像形成システムの制御構成を簡略化して示すブロック図であり、画像形成ユニットＡは画像形成装置制御ＣＰＵ４５によって制御され、後処理ユニットＢは後処理装置制御ＣＰＵ５０によって制御される。画像形成ユニットＡは、モード選定手段４８と入力手段４７を備え、ＣＰＵ４５は、入力手段４７には画像形成システムの使用者によって入力される画像形成条件等に沿ってシートに画像を形成して、後処理ユニットＢへ搬送する制御を行なう。このとき、ＣＰＵ４５は、入力される後処理モードや綴じ位置の指定情報は、それぞれ後処理モード信号や綴じ装置位置情報で後処理ユニットＢのＣＰＵ５０へ伝送する。また、ＣＰＵ４５は、後処理ユニットＢに搬送する全てのシートに画像を形成したときにはジョブ終了信号をＣＰＵ５０へ伝送すると共に搬送するシートの枚数とシートの性状を示すシート情報を伝送する。

後処理装置制御ＣＰＵ５０は、ＲＯＭ５３に格納されているプログラムを実行して後処理装置の全体の動作を制御するものであるが、ここでは綴じ処理時の加圧制御を行なうための構成のみを示す。ＣＰＵ５０は、Ｉ／Ｏインターフェース５５を介してモータＤＣのモータドライバ５１と、モータＤＣの駆動軸１３６に配置されるエンコーダＥｎと、モータＤＣの電流値を検出する電流値検出回路５２と、手差しセット部２９へのシート束Ｓの挿入を検知するシート検知センサ５６とが接続されている。

図１１はＣＰＵ５０がモータＤＣの駆動を制御して行う可動面１４１の移動ストロークの説明図であり、（ａ）は可動面１４１が待機位置に位置する状態を、（ｂ）は可動面１４１が加圧動作を開始した状態を、（ｃ）は可動面１４１がシート束Ｓと係合する状態を、（ｄ）は可動面１４１がシートを加圧する初期状態を、（ｅ）は可動面１４１がシート束Ｓを所定圧力で加圧し、可動面１４１が動きを止めた状態、つまり所定の電圧でモータＤＣを駆動し、電流値が所定値に達した状態を、それぞれ示している。

［可動面のストローク］
モータＤＣには予め設定した電圧が印加されることで、図１１（ａ）（ｂ）に示すように可動面１４１は待機位置Ｗｐからシート束Ｓと係合する加圧位置Ａｐに移動する。その最大ストロークｄｓは待機位置Ｗｐに位置する可動面１４１と固定面１３１との間隔に設定されている。また、可動面１４１が第１設定速度ｖ１から第２設定速度ｖ２に減速するタイミングは予め設定（設計値）しておく。

そのタイミングは、シート束の最大束厚さ位置（図１１（ａ）；ｄｙ）に可動面１４１が到達するとき、速度ｖ１から速度ｖ２に減速されるように設定する。このタイミングは、ＣＰＵ５０は、エンコーダＥｎからのエンコードパルスカウントによって減速動作を実行する。よって、可動面１４１は速度ｖ２で図１１（ｂ）の状態から図１１（ｃ）の状態へと移動する。なお、図１１（ａ）においてｄｘは（ｄｓ−ｄｙ）で、可動面１４１が許容最大束厚さ位置に移動する移動量を示し、ｄδは綴じ処理可能な許容最小束厚さ位置を示している。

そして、可動面１４１は、図１１（ｄ）の状態からさらに移動して、シート束Ｓを徐々に加圧して変形させる。しかし、可動面１４１はシート束Ｓと当接することでその移動が遅くなり、なおもこのモータＤＣに所定の電圧が印加され続けるとシート束Ｓは所定の形状に変形し可動面１４１は停止することになる。したがって、ＣＰＵ５０は、モータＤＣへの負荷で電流値が上昇し所定の電流値に達したことを電流値検出回路５２によって検出したとき、ＣＰＵ５０はモータＤＣの駆動を所定時間停止させる。よって、可動面１４１はこの間シート束Ｓを所定の形状に変形させた状態で停止することになって、シート束Ｓに所定の加圧力を付与した状態を維持する。そして、ＣＰＵ５０は、可動面１４１が設定された加圧時間でシート束Ｓを加圧すると、その加圧時間の経過後にモータＤＣを逆方向に回転させて、可動面１４１を加圧位置Ａｐから待機位置Ｗｐに移動させる。

［圧着綴じ圧の調整］
前述したように、モータＤＣの駆動により可動面１４１を移動させるカム部材１３３のカム面１３３ａの作動点が初期位置（Ｃｐｍ）から加圧終了位置（Ｃｐｅ）に回動する間、可動面１４１によるシート束Ｓを加圧する加圧力は徐々に増大するように螺旋形状となっている。したがって、初期位置（Ｃｐｍ）から加圧終了位置（Ｃｐｅ）の間のどの位置でカム部材１３３の回動を停止させるか、すなわちモータＤＣを停止させるかによってシート束Ｓへの圧着綴じ圧を調整することができる。

したがって、ＣＰＵ５０がモータＤＣの駆動を停止させるときの電流値検出回路５２による検出電流値を高く設定すれば圧着綴じ圧は大きくなるし、逆に検出電流値を低く設定すれば圧着綴じ圧は小さくなる。

通常、処理トレイ２４内で綴じ処理を行う場合には、処理したシート束を装置の外部に排出する必要がある。この場合に、十分な締結力で綴じられていないとシート束Ｓの結束が解けて搬送ジャムを生じるおそれがあるため、シート束搬送およびスタックトレイ２５への落下に耐える締結力を得られるよう加圧力を大きく設定する必要がある。これに対し、手差しセット部２９へ挿入されるシート束Ｓは操作者が手に掴んだ状態で綴じ処理されるため、束搬送に耐えるほどの締結力で加圧する必要はない。

また、圧着綴じによる綴じ処理は紙繊維同士の絡まりを強くさせるには、シートの圧着綴じ部分を加湿することが知られている（特許６１７１５１４号参照）。これはシートが保有する水分量によって大きな影響を受け、水分量の低いシートのほうが、水分量の多いシートよりも紙繊維同士の絡まりが弱く締結力が低いためである。

処理トレイ２４内に搬送されてくるシートが、画像形成処理時に通る定着ローラから受け取る熱や機内の熱で乾燥されて、水分量が少なくなる。一方で、手差しセット部２９に挿入されるシートは、設置されている環境の湿度の影響を受け、水分量が多くなる。つまり処理トレイ２４内に搬送されるシートのほうが、手差しセット部２９に挿入されるシートよりも水分量が低く、確実な締結力を得るためには大きな加圧力が必要となる。

上述のような理由から、処理トレイ２４内に排出されるシートを綴じるときは、装置の外部から手差しセット部２９へ挿入され手差し綴じ処理されるシートを綴じるときよりも大きな加圧力を付与する必要が生じる。言い換えれば手差し綴じ処理では処理トレイ２４内に排出されたシートを綴じるときほどの大きな加圧力は必要としない。手差し綴じ処理においても処理トレイ２４上で綴じるときと同様に大きな加圧力で綴じることができるが、常に高負荷で綴じ処理すると圧着綴じ装置２６にかかる機械的なストレスは大きく上がるため、耐久性を維持するためには装置の大型化や高コスト化を免れないが、そこで手差し綴じ処理時の加圧力を下げることにより、装置の大型化や高コスト化を回避し耐久性を向上させる。また、搬送ジャムを低減するという点では、印刷装置がインクジェット方式のものでも、トナー方式のものでも本発明の効果を得ることができ、特にトナー方式の印刷装置ではより顕著な効果を得ることができる。

よって、シート搬入手段３６から処理トレイ２４に搬入されるシート束Ｓを圧着綴じする場合（以下、「オンライン綴じ」という）と、手差しセット部２９に挿入されるシート束を圧着綴じする場合（以下、「オフライン綴じ」という）とで圧着綴じ圧を変えるために、ＣＰＵ５０がモータＤＣを停止させるときの電流値ｐは、オフライン綴じのときの電流値ｑより高くしている。ＲＡＭ５４には電流値ｐと電流値ｑが記憶されており、ＣＰＵ５０はオンライン綴じかオフライン綴じかに応じて電流値ｐ又は電流値ｑを読み出して、電流検出回路５２の検出電流値と比較する。また、ＲＡＭ５４には、オンライン綴じの場合もシート束の束厚さ及び／又はシート材質に応じて適切な加圧力とするための各電流値もデータテーブルで記憶しておくことで、シート束の束厚さ及び／又はシート材質に応じて加圧力を調整することができる。

［圧着処理動作制御］
図１２及び図１３を参照して圧着綴じ動作の流れを説明する。図１２は、オンライン綴じの場合を示しており、この場合、画像形成システムの使用者によって、入力手段４７から圧着綴じとその場合の綴じ位置とが指定されると、画像形成ユニットＡのＣＰＵ４５から後処理モード指示信号と綴じ位置情報とが後処理ユニットＢに伝送される。これにより、圧着綴じ装置２６による綴じ処理ジョブが開始される（Ｓｔ０１）。

先ず、後処理ユニットＢのＣＰＵ５０は、伝送されてきた綴じ位置情報から綴じ位置を判別する（Ｓｔ０２）。そして、コーナ綴じである場合、フロント側若しくはリア側の綴じ位置であるかに応じて、圧着綴じ装置２６をフロント側コーナ綴じ位置へ移動（Ｓｔ０３）若しくはリア側（Ｓｔ０４）のリア側コーナ綴じ位置へ移動する（Ｓｔ０４）。

そして、処理トレイ２４に所定の枚数が排出され、整合されると（Ｓｔ０５）、モータＤＣを駆動させて、圧着綴じ装置２６による加圧圧着処理が開始される（Ｓｔ０６）。

圧着綴じの完了は、圧着綴じ装置２６のモータＤＣにかかる負荷、つまり電流値の上昇を検出することによって判断しており、前述の所定の電流値ｐに達したところで（Ｓｔ０７の「Ｙ」）、モータＤＣを停止させて加圧動作を完了させる（Ｓｔ０８）。そして、所定の加圧時間の経過後、モータＤＣを逆方向に回転させてカム部材１３３のカム面１３３ａの作動点が非係合部Ｃｐｓに復帰するまでモータＤＣを逆方向に回転させて、可動部材１４０をシート束Ｓから離間させる（Ｓｔ１９）。そして、綴じたシート束Ｓをスタックトレイ２５へ排出してジョブ終了となる（Ｓｔ２０）。

一方、伝送されてきた綴じ位置情報から綴じ位置が２か所綴じであることを判別したときには（Ｓｔ０２）、２か所綴じに対応した一方の位置に圧着綴じ装置２６を移動させる（Ｓｔ０９）。処理トレイ２４に所定の枚数が排出され、整合されると（Ｓｔ１０）、モータＤＣを駆動させて、圧着綴じ装置２６による加圧圧着処理が開始される（Ｓｔ１１）。

この圧着綴じの完了も、圧着綴じ装置２６のモータＤＣにかかる負荷、つまり電流値の上昇を検出することによって判断しており、電流値ｐに達したところで（Ｓｔ１２の「Ｙ」）、モータＤＣを停止させて１か所目の加圧動作を完了させる（Ｓｔ１３）。そして、所定の加圧時間の経過後、モータＤＣを逆方向に回転させてカム部材１３３のカム面１３３ａの作動点が非係合部Ｃｐｓに復帰するまでモータＤＣを逆方向に回転させて、可動部材１４０をシート束Ｓから離間させる（Ｓｔ１４）。

続いて綴じ処理装置２６を２か所目の綴じ位置へ位置移動させて（Ｓｔ１５）、圧着綴じ装置２６による加圧圧着が開始される（Ｓｔ１６）。同じく、電流値が所定値ｐに達したところで（Ｓｔ１７の「Ｙ」）、モータＤＣを停止させて２か所目の加圧動作を完了させる（Ｓｔ１８）。そして、モータＤＣを逆方向に回転させてカム部材１３３のカム面１３３ａの作動点が非係合部Ｃｐｓに復帰するまでモータＤＣを逆方向に回転させて、可動部材１４０をシート束Ｓから離間させる（Ｓｔ１９）。よって、可動部材１４０が退避位置に離間し、シート束から離れ（Ｓｔ２０）、２か所の圧着が終了したシート束Ｓはスタックトレイ２５へ排出してジョブ終了となる（Ｓｔ２０）。

図１３は、オンライン綴じの場合を示しており、この場合には、手差しセット部２９にシートが挿入されるとシート検知センサ５６のＯＮ情報に基づいてジョブがスタートする（Ｓｔ２１）。シートが手差し綴じ処理位置にセットされてからマニュアル操作ボタン３０（図２に図示）を押すか又はセット後所定時間経過すると（Ｓｔ２２）、モータＤＣを駆動させて、圧着綴じ装置２６による加圧圧着処理が開始される（Ｓｔ２３）。

圧着綴じの完了は、圧着綴じ装置２６のモータＤＣにかかる負荷、つまり電流値の上昇を検出することによって判断しており、この場合には電流値ｐより小さい値の電流値ｑに達したところで（Ｓｔ２４の「Ｙ」）、モータＤＣを停止させて加圧動作を完了させる（Ｓｔ２５）。そして、モータＤＣを逆方向に回転させてカム部材１３３のカム面１３３ａの作動点が非係合部Ｃｐｓに復帰するまでモータＤＣを逆方向に回転させて、可動部材１４０をシート束Ｓから離間させる（Ｓｔ２６）。よって、手差し綴じ部から圧着綴じの終了したシート束Ｓを引き出すことができる。

なお、本実施例においては、圧着綴じ装置２６の加圧力について、所定値Ａに設定された場合は約６００ＫＧの加圧力でシートを加圧する。所定値Ｂに設定された場合には約４５０ＫＧの加圧力（所定値Ａの約７５パーセント程度）でシートを加圧する。上述の加圧力は本実施例における綴じ歯の形状等に基づく参考値である。本願発明者の実験によれば所定値Ａの７５パーセント程度が所定値Ｂとなるよう設定されるのが望ましい。

また、本実施例においては手差しセット部を処理トレイと別の位置に設ける構成で説明したが、公知の手差しセット部と処理トレイを共通の位置とする構成を採用した場合や、あるいは、公知の手差しセット部と処理トレイとにそれぞれ圧着綴じ装置を備える構成を採用した場合であっても、本発明のようにシートの搬送を伴う場合とそうでない場合で加圧力を異ならせることで適切な加圧力を付与することができる。

Ａ 画像形成ユニット
Ｂ 後処理ユニット
ＤＣ モータ（駆動部）
２２ 搬送部
２３ 排紙口
２４ 処理トレイ（載置部）
２９ 手差しセット部
５２ 電流値検出回路
１３３ カム部材
１３３ａ カム面
１４０ 可動側加圧部材（可動部材）

Claims (8)

1. シート束を所定の搬送方向に搬送する搬送部と、
   前記搬送部から搬送されるシート束を排出する排紙口と、
   前記排出口から排出されたシート束を載置する載置部と、
   前記搬送方向と異なる方向から挿入され、シート束をセット可能な手差しセット部と、
   前記載置部に載置されたシート束または前記手差しセット部に載置されたシート束を加圧して綴じる加圧部材と、
   前記加圧部材に加圧力を付与する駆動部と、
   前記載置部に載置されたシート束を綴じる場合には、前記手差しセット部からセットされたシート束を綴じる場合よりも綴じ部材に付与する加圧力を大きくするよう前記駆動部を制御する制御手段と、
   を備えたシート綴じ処理装置。
2. 前記駆動部はモータで構成され、前記モータの回転を前記加圧部材の運動に変換するカム部材を備える請求項１に記載のシート綴じ処理装置。
3. 前記加圧部材を付勢する前記カム部材のカム面は、前記加圧部材のシート束への加圧力を漸次に増大させるよう螺旋形状を有することを特徴とする請求項２に記載のシート綴じ処理装置。
4. 前記モータの電流値を検出する電流値検出回路を備え、
   前記制御手段は前記カムの動作で加圧部材が加圧力を増大するにつれて前記モータの電流値が増大していくとき、前記載置部に載置された前記手差しセット部からセットされたシート束である場合は前記電流値が第１所定値に到達すると前記モータの駆動を停止させ、シート束が前記排出口から排出されたシート束である場合は前記第１所定値より大きい第２所定値に到達すると前記モータの駆動を停止させることを特徴とする請求項３に記載のシート綴じ処理装置。
5. 前記手差しセット部は、前記載置部と異なる位置に設けられる請求項１乃至４の何れか一項に記載のシート綴じ処理装置。
6. 前記加圧部材は、前記載置部と前記手差しセット部との間を移動可能な移動部材を備える請求項５に記載のシート綴じ処理装置。
7. 前記手差しセット部と前記載置部を兼用する請求項１乃至４の何れか一項に記載のシート綴じ処理装置。
8. シート上に画像形成する画像形成ユニットと、
   前記画像形成ユニットから送られたシートを束状に集積して綴じ処理する後処理ユニットと、
   から構成され、
   前記後処理ユニットは請求項１乃至４の何れかに記載のシート綴じ処理装置であることを特徴とする画像形成システム。

Images