JP4813955B2 - シート穿孔装置、シート折り装置、シート後処理装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像が形成されたシートに穿孔、及び折り作業を施すことができる画像形成装置システムにおいて使用する、シート穿孔装置、シート折り装置、シート後処理装置、及び画像形成装置に関するものである。

図１２は画像形成装置に装備されるシート後処理装置におけるシート折り形状を説明する概略図である。シート後処理装置においては、現在、様々な折り形状が存在し（図１２）、折り曲げられたシートに対して穿孔するニーズが高まっている。
とくに、図１２（ａ）の片袖折り（Ｚ折り）は多くのユーザーが使用しており、当然、穿孔も多く行われており、これらに関する技術も多々知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
例えば、特許文献１では、折り装置の上流側に穿孔装置を取り付けることで穿孔位置精度を高めている。また、特許文献２では、後処理機の内部に折り装置と穿孔装置を備え、折り紙への穿孔を可能としている。
画像形成装置におけるシート後処理装置においては、現在、知られている様々な折り形状には、前述の図１２（ａ）の片袖折りの他に、図１２（ｂ）の２つ折り、図１２（ｃ）の外３つ折り、図１２（ｄ）の観音折りなどが存在している。
特開２００３−０８９４７２公報 特開２００１−１５１４０６公報

しかしながら、上記従来技術では、折り位置および穿孔位置が容易に変更できることによって起こる、折り処理後のシート重なり部への穿孔（例えば、図１３（ａ）の片袖折り、（ｂ）の２つ折りの場合の穿孔）といった不具合に対処する技術については開示されていない。
図１３は折り処理されたシートの重なり部への穿孔状態を示す概略図である。この場合には、折り位置および穿孔位置が容易に変更できることによって折り処理後のシート重なり部への穿孔が可能となってしまう。パンチ穴位置をずらすことによってシート重なり部への穿孔を回避できればよいが、回避した場合には穿孔穴がシート端部となってしまう。
そこで、本発明の目的は、折り位置および穿孔位置が容易に変更できることによって起こる上記不具合に対して適切に対処し、処理後のシートまたはシート束の品質を保持するシート穿孔装置、シート後処理装置、及び画像形成装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、折り位置情報に基づいてシートに折り処理するシート折り装置と、前記シート折り装置のシート搬送方向の下流側に配置され、穿孔情報に基づいてシートに穿孔処理する穿孔装置と、前記穿孔処理を行う穿孔位置をシート搬送方向の任意の位置に調整する穿孔位置調整手段と、前記折り位置情報と当該第１の穿孔位置情報に基づいて、当該第１の穿孔位置が前記シートの重なり部を含むか否か判断する判断手段と、を備え、前記判断手段は、前記穿孔情報に基づいて予め設定された第１の穿孔位置が前記シートの重なり部を含む場合に、前記第１の穿孔位置よりシート搬送方向に所定量ずれた位置であって前記シートの重なり部を含まない第２の穿孔位置へ変更するよう前記穿孔位置調整手段を制御することを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記判断手段は、前記第２の穿孔位置が前記シート端部と重なる場合には穿孔処理を行わないことを特徴とする。

本発明によれば、画像形成装置において、シート折り位置およびシート穿孔位置が容易に変更できることによって起こる、折り処理後のシート重なり部への穿孔を防止し、処理後のシートまたはシート束の品質を保持することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明によるシート穿孔装置、シート折り装置、シート後処理装置、及び画像形成装置の位置関係を説明する概略図である。この図において、シート後処理装置１自体は、画像形成装置システムに使用しかつ画像形成装置２の下流に接続されるシート後処理装置としてシート穿孔装置３及びシート折り折り処理装置４を含んだ構成となっている。
しかしながら、以下の説明では、主として、穿孔されるシートが前段のシート折り処理装置又は画像形成装置２から搬送される構成として説明するので、図１のシート後処理装置１はシート穿孔装置３の配置について示すために使用するのみである。従って、図１のシート後処理装置１についてはシート穿孔装置３を除いて説明を省略する。本発明による各装置の機能は画像形成装置システムによって制御されるが、制御手段（制御回路）による制御についての詳細な説明は省略する。

図２は本発明に使用するシート折り処理装置の構成を説明する概略図である。図３は横レジ検知ユニットＡと穿孔ユニットＢから構成されるシート穿孔装置を示す概略図である。
先ず始めに、シート折り処理装置４について説明する。このシート折り処理装置４は図１のシート穿孔装置３の前段に配置されるシート折り処理装置又は画像形成装置２のシート折り処理装置として説明する。
前段、すなわち、図１の画像形成装置２から搬送され、折り動作を行なわない場合には、シートＳは分岐爪６によりストレート搬送され、そのまま排紙される。折りを選択された場合は、シートＳは分岐爪６からＡ搬送路１７に搬送されていく。
Ａ搬送路１７に入ったシートＳがレジスト検知センサ９に到達した時、シートＳは第１ガイド板８と第２ガイド板１４に突き当たった際にこれらのガイド板８、１４が動かないように制御手段が図示してないＰＭモータ（パルスモータ）を励磁し、レジスト検知センサ９への到達後Ｔｍ秒後に、第１折りローラ１０のクラッチがオンになるまでスキュー補正を行い、その後Ｂ搬送経路１８へ搬送されていく。
Ｂ搬送経路１８へ搬送されたシートＳは、第１ガイド板８に突き当たって第１折りローラ１０と第２折りローラ１１のローラ対の方へ撓んでいく。さらに撓んでいくと、シートＳはローラ対のニップに咥えられる。

ここで、２つ折りが予め選択されていた場合は、折り分岐爪１３がオンされており、シートＳは、そのまま第２折りローラ１１と第３折りローラ１２のニップの方に搬送されていく。２つ折り以外が選択されていた場合は、シートＳはＣ搬送経路１９に搬送されていく。
Ｃ搬送経路１９へ搬送されたシートＳは、第２ガイド板１４に突き当たり、シートＳが第２折りローラ１１と第３折りローラ１２のニップ付近に撓んでくる。さらに、シートＳはローラ対１１、１２のニップに咥えられ、Ｄ搬送経路２０の方へ搬送されていく。
そしてシートＳはＤ搬送経路２０から排紙部２１へ搬送されていき、シートＳを排紙して終了する。なお、図１において、符号５は入口センサ、１５は第２ガイド板ＨＰ（ホームポジション）センサ、１６は排紙センサである。

次に、図３に示すシート穿孔装置３について説明する。図１のシート折り処理装置、又は画像形成装置２、この場合は、図２のシート折り処理装置４を経由したシートＳは、シート穿孔装置３へと搬送される。
スキュー補正する場合、まず、シート先端は停止しているスキュー補正ローラ対（入口ローラ）２２に突き当てられる。一定時間、突き当てられかつシートＳが適正量撓んだ後に、スキュー補正ローラ対２２を回転させてシートＳの搬送を再開させる。
スキュー補正ローラ対２２の停止時間と回転開始タイミングは、入口センサ２３で行うシート先端検知をトリガにして行う。スキュー補正ローラ２２によってスキュー補正されたシートＳは、次にシートの搬送方向とは平行な一側端部の位置情報を検知する検知手段（ここでは横レジ検知ユニットＡ）を通過する。

ここでは入口センサ２３のオフ信号（シート後端検知）とともに、画像形成装置からあるいはシート折り処理装置４（図２）を経由したシートサイズデータを用いて、横レジ（横レジスト）検知ユニットＡの移動開始タイミングを計算する。
移動開始タイミングになると、横レジ検知ユニットＡは移動を開始し、センサ２４がシートＳの位置情報を検知する。その後、搬送方向とは直交方向に移動することができ、かつ搬送されたシートＳに穿孔する穿孔手段（穿孔ユニットＢ）を通過する。穿孔モードの場合には、このシート側端部の位置情報から穿孔位置を計算し、その穴位置に穿孔ユニットＢを移動させ穿孔をする。
横レジ検知ユニットＡ（詳細図を図４に示す）に搬送されてきたシートＳの搬送方向と平行な端部位置を検知するセンサ２４（横レジ検知センサ）は、搬送方向と直交する方向（図４の矢印ｂ、ｃ方向）に移動可能に構成されている。図３中、符号４４はシートＳの穿孔カス溜まりを示している。

図４は図３の横レジ検知ユニットＡの細部を示す概略図である。図５は搬送されてきたシートの実際の通紙位置と理想の通紙位置の関係を示す図である。図４においてセンサ２４はシートガイド２５に装着されており、このシートガイド２５はホルダ２６に装着されている。このホルダ２６は軸２７を摺動しながら搬送方向と直交する方向（ｂ、ｃ矢印方向）に移動する。
ホルダ２６にはタイミングベルト２８が係合しており、このタイミングベルト２８をステッピングモータ２９とプーリ３０間にかけて、ステッピングモータ２９の回転によってタイミングベルト２８が動作することで、ホルダ２６、シートガイド２５、センサ２４が移動するようになる。

また、センサ２４のホームポジション（待機位置）は、ホルダ２６の一部がセンサ３１によって検知されることにより決定される。この待機位置から、ステッピングモータ２９の駆動によって一連の部品を介してセンサ２４が軸２７上を摺動して、シートの搬送方向と平行な端部を検知するために矢印ｃ方向に移動する。
ここでステッピングモータ２９の１パルス当たりのセンサ２４の移動量をａとする。その時に、例えば、搬送されてくるシートＳ（図５）の横レジズレがなく理想的な位置に搬送されてきた場合、そのシートＳの搬送方向と平行な端部を検知するまでのセンサ２４の待機位置からの移動量ｗを１０ａとする。
実際に、搬送されてきたシートＳの搬送方向と平行な端部を検知するまでのセンサ２４の移動量が１１ａとなった場合、１１ａ−１０ａ＝１ａ分の距離の横レジズレΔｄが発生していることになる（図５参照）。

この１ａ分のズレ量Δｄを補正するように穿孔（パンチ）ユニットＢを動作させることによってシートの穿孔穴を常に一定の位置にすることができる。この穿孔ユニットＢを図３に関連して説明する。穿孔ユニットＢの移動駆動源はステッピングモータ３２で、そこからタイミングベルト３３を介してギヤ／プーリ３４に伝達して回転させる。
ギヤ／プーリ３４のギヤには、ラック３５が噛み合っており、ギヤ／プーリ３４の回転によってラック３５が図４の矢印ｂ、ｃ方向に移動する。ラック３５はパンチ下ガイド板３６に装着されている。
穿孔ユニットＢである穿孔する構成ユニット（パンチ刃３７、パンチ上ガイド３８、軸３９、カム４０、ホルダ４１、クラッチ４２、モータ４３）は全てそのパンチ下ガイド板３６と結合しているので、ラック３５の移動によって穿孔する構成ユニットが搬送方向と直交する方向（矢印方向ｂ、ｃ）に移動する。

ここで、ステッピングモータ３２の１パルス当たりの穿孔する構成ユニットの移動量をｄとする。前述したように横レジ検知ユニットＡのステッピングモータ２９の１パルスのセンサ２４の移動量ａと上記移動量ｄとの関係が整数倍（例えば、２倍）に近似していると、ａ＝２×ｄ（移動量の関係式）となっている。
前述のようにシートの横レジストが１ａ分ずれていたとした場合、センサ２４の１パルス分の移動距離がａだから１パルスの横レジズレが生じていることになる。従って、穿孔する構成ユニットはステッピングモータ３２に１ａ分の距離のパルスを入力する必要がある。
１パルスの移動距離の関係が、ａ＝２×ｄだから、ステッピングモータ３２に入力するパルス数はセンサ２４から算出されたズレ量分のパルス数の２倍になる。
すなわち、センサ２４からの端部位置情報をパルスにて認識し、それを画像形成装置システムのＣＰＵ（図示せず）でシート幅サイズ情報との比較によりそのシートの横レジズレ量を算出して、その算出結果をパルスにてステッピングモータ３２に入力して穿孔する構成ユニットを移動させている。
その時、ステッピングモータ３２に入力するパルス数がａ＝２×ｄ（移動量の関係式）から求められるので、パルスで移動させる誤差が少なくなり、穴位置精度が向上する。
また、ズレ量に関係なく、常に穿孔する構成ユニットを移動させるステッピングモータ３２に入力するパルス数は、ａ＝２×ｄ（移動量の関係式）で式化されているためソフト制御も簡単にできる。

上記に詳細を記したシート折り処理装置４が、図１のように、上流に、シート穿孔装置３が下流に位置する画像形成装置システムについて考える。シート穿孔装置３ではパンチ穴（穿孔穴）位置を調整できるようになっている。
図６はパンチ穴（穿孔穴）位置の調整を説明する概略図である。図７は折り位置の調整を説明する概略図である。穿孔位置は、図６のようにｘ０の穿孔中心に対してｘ１、ｘ２の距離分だけ調整できるようになっている。
この調整は、入口センサ２３（図３）のオン信号あるいはオフ信号からシートの移動距離をステッピングモータにて測定することで容易に可能となり、シートへの穿孔位置は原理的にはシート先端からシート後端のどの位置でも可能である。穿孔位置と折り位置情報は、シート毎に画像形成装置から取得することができる。

同様に、シート折り処理装置４ではシートサイズが判れば図７の各部の長さＬ１、Ｌ２を変更して折り位置を調整することができる。この調整は、可動に構成された第１ガイド板８と第２ガイド板１４（図２）の位置を夫々適切に変更することで容易に可能である。
しかし、穿孔位置と折り位置の条件によっては、従来技術について説明した図１３（ａ）のように折り処理されたシートの重なり部への穿孔が可能となってしまう。そこで、本発明では、穿孔位置をずらすことによってシート重なり部への穿孔を回避し、シートの品質を保つことができる。
図８は本発明による穿孔位置の変更方法を説明する概略図である。図８を例にすると、穿孔位置を調整した結果、穿孔位置がｘ０＋Δｘ１、折り位置を調整した結果、折り部の位置がＬ１−ΔＬ１、Ｌ２−ΔＬ２であったとすると、
（Ｌ２−ΔＬ２）＞（ｘ０＋Δｘ１＋（パンチ穴径／２））
つまり、Ｌ’＞Ｘ’が成り立つように穿孔位置を変更すれば良い。例えば、穿孔穴中心位置をＬ’に対して５ｍｍ分の余裕を考えてＬ’−５ｍｍ−（パンチ穴径／２）とすればよい。

図９は本発明によるシート穿孔装置の動作を示すフローチャートである。図１、図２、図３、図８及び図９を参照して、先ず、画像形成装置２（図１）からシートが排出されたかどうか判断する（Ｓ１）。排出されたならば、折り位置及び穿孔位置情報を画像形成装置２から取得する（Ｓ２）。
次に、入口センサ５がオンかどうかを判断する（Ｓ３）。オンならば、サイズ情報、折り位置情報によって第１ガイド板８及び第２ガイド板１４の移動量を算出する（Ｓ４）。
次いで、第１ガイド板８及び第２ガイド板１４を所定量移動する（Ｓ５）。
続いて、レジストセンサ９がオンかどうかを判断する（Ｓ６）。オンならば、スキュー補正を開始する（Ｓ７）。次いで、スキュー補正動作終了かどうかを判断し（Ｓ８）、終了ならば、Ｚ折り動作を開始する（Ｓ９）。Ｚ折り動作終了かどうかを判断し（Ｓ１０）、終了ならば、入口センサ２３がオンかどうかを判断する（Ｓ１１）。
入口センサ２３がオンならば、サイズ情報、折り位置及び穿孔位置情報を画像形成装置２から取得する（Ｓ１２）。次いで、Ｌ’＞Ｘ’かどうかを判断し（Ｓ１３）、Ｌ’＞Ｘ’でないならば、穿孔穴中心位置をＬ’−５ｍｍ−（穿孔穴径／２）に設定する（Ｓ１４）。Ｌ’＞Ｘ’ならば、シートが穿孔位置に達したかどうかを判断し（Ｓ１５）、穿孔位置に達したならば、穿孔動作を開始する（Ｓ１６）。

次に、上記と同様に、シート折り処理装置４が上流に、シート穿孔装置３が下流に位置する場合について説明する。パンチ穴（穿孔穴）位置と折り位置の条件によっては、図１３（ｂ）のように折り処理されたシートの重なり部への穿孔が可能となってしまう。上記のようにパンチ穴位置をずらすことによってシート重なり部への穿孔を回避できればよいが、回避した場合には穿孔穴がシート端部となってしまう。
図１０は本発明による穿孔位置の変更方法を説明する概略図である。 穿孔穴がシート端部となる場合には穿孔をしないようにしている。図１０を例にすると、穿孔位置を調整した結果、穿孔位置がｘ０＋Δｘ０、折り位置を調整した結果、折り部の位置がＬ１−ΔＬ１、Ｌ２−ΔＬ２であったとすると、（Ｌ２−ΔＬ２）＜パンチ穴径、つまり、Ｌ’＜パンチ穴径が成り立つ場合に穿孔を行なわないようにする。

図１１は本発明によるシート穿孔装置の動作を示すフローチャートである。図１、図２、図３、図１０及び図１１を参照して、図９のフローチャートと同様に、先ず、画像形成装置２（図１）からシートが排出されたかどうか判断する（Ｓ１）。排出されたならば、折り位置及び穿孔位置情報を画像形成装置２から取得する（Ｓ２）。
次に、入口センサ５がオンかどうかを判断する（Ｓ３）。オンならば、サイズ情報、折り位置情報によって第１ガイド板８及び第２ガイド板１４の移動量を算出する（Ｓ４）。次いで、第１ガイド板８及び第２ガイド板１４を所定量移動する（Ｓ５）。
続いて、レジストセンサ９がオンかどうかを判断する（Ｓ６）。オンならば、スキュー補正を開始する（Ｓ７）。次いで、スキュー補正動作終了かどうかを判断し（Ｓ８）、終了ならば、Ｚ折り動作を開始する（Ｓ９）。Ｚ折り動作終了かどうかを判断し（Ｓ１０）、終了ならば、入口センサ２３がオンかどうかを判断する（Ｓ１１）。
入口センサ２３がオンならば、サイズ情報、折り位置及び穿孔位置情報を画像形成装置２から取得する（Ｓ１２）。次いで、Ｌ’＞パンチ穴（穿孔穴）径かどうかを判断し（Ｓ１３’）、Ｌ’＞Ｘ’ならば、シートが穿孔位置に達したかどうかを判断し（Ｓ１５）、穿孔位置に達したならば、穿孔動作を開始する（Ｓ１６）。

シート折り処理装置４が下流に（例えば、図１のＦ）、シート穿孔装置３が上流に位置するシート穿孔装置において、パンチ穴位置と折り位置の条件によっては、図１３（ａ）のように折り処理されたシートの重なり部への穿孔が可能となってしまう。その場合は上に述べたようにＬ’＞Ｘ’が成り立つように穿孔位置を変更すれば良い。
シート折り処理装置４が下流に（例えば、図１）、シート穿孔装置３が上流に位置するシート穿孔装置において、パンチ穴位置と折り位置の条件によっては、図１３（ｂ）のように折り処理されたシートの重なり部への穿孔が可能となってしまう。その場合には、図１１のフローチャートで説明したようにＬ’＞パンチ穴径が成り立つ場合に穿孔を行なわないようにする。

シート折り処理装置４が上流に、シート穿孔装置３が下流に位置するシート折り処理装置において、パンチ穴位置と折り位置の条件によっては、図１３（ａ）のように折り処理されたシートの重なり部への穿孔が可能となってしまう。
その場合には、図９のフローチャートで説明した、Ｌ’＞Ｘ’が成り立つように折り位置を変更すれば良い。ただし、この場合、第１の折り位置Ｌ１、第２の折り位置Ｌ２のどちらか、あるいは両方変更することも可能である。
シート折り処理装置４が上流に、シート穿孔装置３が下流に位置するシート折り処理装置において、パンチ穴位置と折り位置の条件によっては、図１３（ｂ）のように折り処理されたシートの重なり部への穿孔が可能となってしまう。その場合には、図１１のフローチャートで説明した、Ｌ’＞パンチ穴径が成り立つ場合に折り動作を行なわないようにする。

シート穿孔装置３が上流に、シート折り処理装置４が下流に位置するシート折り処理装置において、パンチ穴位置と折り位置の条件によっては、図１３（ａ）のように折り処理されたシートの重なり部への穿孔が可能となってしまう。
その場合には、図９のフローチャートで説明した、Ｌ’＞Ｘ’が成り立つように折り位置を変更すれば良い。ただし、この場合、第１の折り位置Ｌ１、第２の折り位置Ｌ２のどちらか、あるいは両方変更することも可能である。
シート穿孔装置３が上流に、シート折り処理装置４が下流に位置するシート折り処理装置において、パンチ穴位置と折り位置の条件によっては、図１３（ｂ）のように折り処理されたシートの重なり部への穿孔が可能となってしまう。その場合には、図１１のフローチャートで説明した、Ｌ’＞パンチ穴径が成り立つ場合に折り動作を行なわないようにする。
本発明によれば、上述したシート穿孔装置３、シート折り装置４、又はシート折り装置４を備えることによって画像形成装置に注意を促すシート後処理装置１、及び印刷処理を行なう前にユーザーに注意を促す画像形成装置を得ることができる。

本発明によるシート穿孔装置、シート折り装置、シート後処理装置、及び画像形成装置の位置関係を説明する概略図である。 本発明に使用するシート折り処理装置の構成を説明する概略図である。 横レジ検知ユニットＡと穿孔ユニットＢから構成されるシート穿孔装置を示す概略図である。 図３の横レジ検知ユニットＡの細部を示す概略図である。 搬送されてきたシートの実際の通紙位置と理想の通紙位置の関係を示す図である。 パンチ穴（穿孔穴）位置の調整を説明する概略図である。 折り位置の調整を説明する概略図である。 本発明による穿孔位置の変更を説明する概略図である。 本発明によるシート穿孔装置の動作を示すフローチャートである。 本発明による穿孔位置の変更を説明する概略図である。 本発明によるシート穿孔装置の動作を示すフローチャートである。 画像形成装置のシート後処理装置におけるシート折り形状を説明する概略図である。 折り処理されたシートの重なり部への穿孔を示す概略図である。

符号の説明

１ シート後処理装置
２ シート折り処理装置又は画像形成装置
３ シート穿孔装置
４ シート折り処理装置
５ 入口センサ
８ 第１ガイド板
９ レジストセンサ
１４ 第２ガイド板
２３ 入口センサ
３７ パンチ刃
Ａ 横レジ（横レジスト）検知ユニット
Ｂ 穿孔ユニット

Claims (2)

1. 折り位置情報に基づいてシートに折り処理するシート折り装置と、
   前記シート折り装置のシート搬送方向の下流側に配置され、穿孔情報に基づいてシートに穿孔処理する穿孔装置と、
   前記穿孔処理を行う穿孔位置をシート搬送方向の任意の位置に調整する穿孔位置調整手段と、
   前記折り位置情報と当該第１の穿孔位置情報に基づいて、当該第１の穿孔位置が前記シートの重なり部を含むか否か判断する判断手段と、を備え、
   前記判断手段は、前記穿孔情報に基づいて予め設定された第１の穿孔位置が前記シートの重なり部を含む場合に、前記第１の穿孔位置よりシート搬送方向に所定量ずれた位置であって前記シートの重なり部を含まない第２の穿孔位置へ変更するよう前記穿孔位置調整手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記判断手段は、前記第２の穿孔位置が前記シート端部と重なる場合には穿孔処理を行わないことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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