JP4871681B2 - シート処理装置と画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、シートを開き易くしてシート束を綴じるシート処理装置と、このシート処理装置を装置本体に備えた画像形成装置とに関する。
従来、シート束を綴じる(ステープルする)シート処理装置を備えた画像形成装置として、特許文献1に開示されているものがある(図9参照)。この画像形成装置400は、装置本体400Aで画像を形成したシートをシート処理装置401に搬送するようになっている。シート処理装置401は、シート処理トレイ430にシートを積載して束状にした後、そのシート束をステイプラ431で綴じて、スタックトレイ432に排出するようになっている。
特開平10−181988号公報
しかし、従来のシート処理装置は、シート束をただ単に綴じるようになっているだけである。このため、綴じられたシート束は、開いても、シートの腰の強さ(剛性)によって閉じてしまうことがあり、扱いにくかった。特に、シートの枚数が多いほど、このような現象が生じていた。
本発明は、シート束を開き易く綴じるシート処理装置を提供することにある。
本発明のシート処理装置は、複数枚のシートを綴じる綴じ手段と、前記綴じ手段によって綴じられる前のシートに、前記綴じ手段により綴じられた後のシート束を構成するシートを折り返すための溝をレーザ光によってシート束の綴じ部近傍に形成する溝形成手段と、前記溝形成手段を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、シート束の最終ページに近いシートほど前記溝が前記綴じ部から離れた位置に位置するように前記溝形成手段を制御する、ことを特徴としている。
本発明のシート処理装置は、シートの綴じ部近傍にシート折り曲げ用の溝を形成して、シート束を綴じるようにしたので、シートを溝の部分で折り曲げ易くして、シート束を容易に開くことができるようにすることができる。また、シート束を開いた状態に保持させることができる。
以下、本発明の実施形態のシート処理装置とこのシート処理装置を装置本体に備えた画像形成装置とを図に基づいて説明する。なお、本実施形態において取り上げる数値は、参考数値であって、本発明を限定するものではない。
(画像形成装置)
図1は、本発明の実施形態における画像形成装置のシート搬送方向に沿った断面図である。
画像形成装置90は、本体ユニット1と、原稿給送装置130と、シート処理装置5とを備えている。
本体ユニット1は、原稿を画像データに変換するリーダ部120と、リーダ部120からの画像情報、あるいは外部からの画像情報に基づいて、シートに画像を形成するプリンタ部110とを備えている。原稿給送装置130は、リーダ部120に原稿を自動的に給送するようになっている。
なお、原稿給送装置130と、リーダ部120は、必ずしも必要としない。原稿給送装置130が無くても、原稿台ガラス121に原稿を載置することによって、リーダ部120で原稿を読み取ることができる。また、リーダ部120が無くても、外部からの画像情報に基づいて、プリンタ部110でシートに画像を形成することができる。外部からの画像情報には、他の画像形成装置からの画像情報や、パーソナルコンピュータからの画像情報がある。
シート処理装置5は、溝加工処理装置2と、シート束綴じ処理装置3とを備えている。溝加工処理装置2は、レーザ光によって、シートP(図4)にシート折り曲げ用の溝Xを形成するようになっている。シート束綴じ処理装置3は、溝加工処理装置2で溝Xを形成されたシートを束状に綴じるようになっている。
次に、図2に基づいて、画像形成装置全体を制御する制御部を説明する。図2は、図1に示す画像形成装置の制御ブロック図である。
CPU回路部10は、CPU(図示せず)、ROM11、RAM12を内蔵し、ROM11に格納されている制御プログラムにより各ブロック15,14,16,13,17,30,20を総括的に制御するようになっている。RAM12は、制御データを一時的に保持し、また、制御に伴う演算処理の作業領域として用いられている。
原稿給送装置制御部15は、原稿給送装置130をCPU回路部10からの指示に基づいて駆動制御するようになっている。イメージリーダ制御部14は、スキャナユニット123、CCD128等を駆動制御し、CCD128から出力されたアナログ画像信号を画像信号制御部16に転送するようになっている。
画像信号制御部16は、CCD128からのアナログ画像信号をデジタル信号に変換した後に各処理を施し、このデジタル信号をビデオ信号に変換してプリンタ制御部13に出力する。また、画像信号制御部16は、外部のコンピュータ60から外部I/F50を介して入力されたデジタル画像信号に各種処理を施して、このデジタル画像信号をビデオ信号に変換してプリンタ制御部13に出力するようになっている。この画像信号制御部16による処理動作は、CPU回路部10の制御によって行われる。プリンタ制御部13は、入力されたビデオ信号に基づき露光制御部101(図1)を駆動するようになっている。
操作部17は、画像形成に関する各種機能を設定する複数のキー、設定状態を示す情報を表示する表示部等を有し、各キーの操作に対応するキー信号をCPU回路部10に出力するとともに、CPU回路部10からの信号に基づき対応する情報を表示部に表示する。
加工信号制御部30は、コンピュータ60から外部I/F50を介して入力されたデジタル切断信号に各種処理を施して、このデジタル画像信号をビデオ信号に変換し、シート処理装置制御部20に出力するようになっている。この加工信号制御部30の処理動作は、CPU回路部10の制御によって行われる。
シート処理装置制御部20はシート束綴じ処理装置3に搭載され、画像形成装置90側のCPU回路部10及び加工信号制御部30と情報の授受を行うことによって、レーザ加工部を含むシート処理装置5全体の制御を行うようになっている。シート処理装置制御部20を介さず、画像形成装置90側のCPU回路部10によって直接、シート処理装置5全体の制御を行うようにしてもよい。
画像形成装置90の動作を説明する。
画像形成装置90は、各種モードの設定や動作状態等必要な情報を表示する操作部17で動作モードをユーザが選択すると、リーダ部120、プリンタ部110、シート処理装置5が選択された動作モードのプログラムにしたがって、作動するようになっている。
原稿給送装置130にユーザによって積載された原稿は、1枚ずつ原稿台ガラス121上に搬送される。すると、スキャナ部122のランプが点灯して、スキャナユニット123が移動し、ランプが原稿を照射する。原稿の反射光は、ミラー124,125,126で反射してレンズ127を通過し、CCDイメージセンサー部128(以下、CCDという)で光電変換されて電気信号に変換されている。変換された信号は、各種画像処理を施されて、プリンタ部110に入力される。
プリンタ部110に入力される信号には、リーダ部120からの画像情報のみならず、他の画像形成装置からの画像情報や、パーソナルコンピュータからの画像情報もある。
プリンタ部110に入力された画像情報は、露光制御部101で光信号に変換される。露光制御部101は、画像情報に基づいてレーザ光を感光体ドラム102に照射して、潜像を形成する。潜像は現像器103によってトナー現像されてトナー画像に変わる。
一方、シート給送部145は、ピックアップローラ146によって、シートカセット147からシートPを送り出す。シートPは、トナー画像の形成とタイミングを合わされて、感光体ドラム102と転写部104との間に送り込まれる。転写部104は、感光体ドラム102のトナー画像をシートに転写する。その後、定着部150が、シートを加熱加圧してトナー像をシートに定着する。これによって、シートに画像を形成されたことになる。感光体ドラム102、現像器103、転写部104等は画像形成部を構成する。
シートの片面にしか画像を形成しないとき、シートは、反転パス170により反転されて、排紙ローラ対180によって、溝加工処理装置2に送り込まれる。シートの両面に画像を形成するとき、シートは、反転パス170によって反転された後、両面パス171へと導かれる。シートは、反転パス170と両面パス171を通過することによって、先に画像形成されたシート1面目を下側に向けられ、2面目にトナー画像を形成されて、溝加工処理装置2に送り込まれる。2面目に画像を形成されたシートは、反転パス170で反転されることなく、溝加工処理装置2に送り込まれる。
(レーザ光発光装置)
図1に示す溝加工処理装置2のレーザ光発光装置320を図3に基づいて説明する。図3に示す溝形成手段としてのレーザ光発光装置320は、シートにレーザ加工を施して、溝X(図4)を形成する装置である。
レーザ光発光装置320は、レーザ光LBを発光するレーザ発振装置322、ポリゴンミラー324、ポリゴンミラー324を回転駆動するポリゴンモータ326、レンズ323、325、及びBDセンサ327等を有している。
ポリゴンミラー324は、4面の反射面324aを有している。このポリゴンミラー324の面数は適宜変更可能で、4面に限定されるものではない。
レーザ発振装置322は、レーザ光LBを不図示の駆動回路により画像信号に応じて点滅可能になっている。レーザ発振装置322から発せられたレーザ光LBは、ポリゴンミラー324に向けて照射される。レーザ光LBは、矢印方向に回転しているポリゴンミラー324の反射面で反射して、連続的に角度を変える偏向ビームとなる。反射光は、レンズ323,325により歪曲収差の補正等を受け、シートPの表面を主走査方向に走査される。主走査方向とは、シート搬送方向に対して交差する方向である。また、副走査方向とは、シート搬送方向である。
ポリゴンミラー324の1つの面は1ラインの走査に対応し、ポリゴンミラー324の回転によりレーザ発振装置322から発したレーザ光は1ラインずつシートPの表面を走査する。
シートPの側部における走査開始位置近傍には、BDセンサ327が配置されている。ポリゴンミラー324の各反射面で反射されたレーザ光は各々1ラインの走査に先立ってBDセンサ327により検出される。検出されたBD信号は主走査方向の走査開始基準信号として用いられ、この信号を基準として各ラインにおける主走査方向の照射開始位置の同期が取られる。
図4に示すように、レーザ光が照射されたシートPは、1ラインの走査幅で溝Xを形成される。1ラインの幅は、約90μmである。レーザ光の断面は、楕円になっている。その楕円のことをスポットとすると、スポット径は長径約90μm、短径約60μmである。短径方向が主走査方向に向いている。このため、1ラインの幅は、約90μmである。
溝Xは、レーザ光を複数ライン照射して形成されるため、隣り合うライン同士は、オーバーラップさせる必要がある。オーバーラップさせるとき、シートとレーザ光発光装置320との少なくとも一方を副走査方向に移動させる。オーバーラップ量を約30μmとしてあるので、例えば、3ラインのときの合計ライン幅は約210(=約90μm×3−約30μm×2)μmとなる。本実施形態の溝Xは7ラインで形成される。したがって、溝Xの幅は約450(=約90μm×7−約30μm×6)μmである。
図5(a)は、2箇所綴じ(1箇所は図示省略)のシート束の斜視図である。シート束PAを綴じるステイプラ257(図1)の綴じ針Yとシート端部は平行である。この間隔は、約3mmないし約5mmの間で画像形成装置90の操作部17からの指示により調整が可能である。溝Xは、綴じ針Yの位置を基準にしてシートの内側に約2mmないし約10mmの範囲内に形成されて、中央値は約5mmである。
図5(b)は、1箇所角綴じのシート束の斜視図である。綴じ針Yは、シート束PAの角を略45度の角度でシート束PAを綴じている。また、溝Xは、綴じ針Yを基準にして、綴じ針Yに平行に、シートの内側に約2mmないし約10mmの範囲内に形成されて、中央値は、約5mmである。
溝Xは、シートの種類に応じて、設定された上記の位置から綴じ針Yから離れる方向に位置をずらして形成されている。例えば、普通紙(厚み約80μmないし約100μm、坪量約64g/mないし約127g/m)の場合、約100μmずらしている。厚紙1(厚み約100μmないし約125μm、坪量約128g/mないし約156g/m)の場合、約150μmずらしている。そして、厚紙2(厚み約125μmないし約200μm、坪量約157g/mないし約209g/m))の場合、約200μmずらしている。
なお、溝Xの位置は、綴じ針Yによってシートにあけられた孔と溝Xとの間のシートの強度が低下して破けることのない位置に設定されている。
また、溝Xの深さは、レーザ光LBにCOレーザを使用して出力を調節することで調整できるようになっている。溝Xの深さは、例えば、約30μmから約100μmである。溝の深さは、画像形成装置90の操作部17にシートの種類や厚みを入力すると、おのずと決まるようになっている。普通紙であれば、約30μmあり、最大厚紙(約200g/m)であれば、約100μmである。レーザ光LBはCOレーザに限定されない。
なお、本実施形態のレーザ光発光装置320は、ポリゴンミラー324を用いてレーザ光LBを主走査方向に走査させているが、レーザ光発光装置320自体とシートとの少なくとも一方が主走査方向に移動して溝を主走査方向に形成できるようにしてもよい。また、レーザ光の出力を調節して溝の深さを変えているが、出力を調節しないで、レーザ光発光装置320とシートとの少なくとも一方を移動させて対向間隔を調節して、溝の深さを調節してもよい。
シート処理装置5のノンソート処理動作を説明する。
図1において、シート処理装置5は、シートを、入口ローラ対301、搬送ローラ対302,303、排紙ローラ対305、入口ローラ対201によって搬送する。そして、シート処理装置5は、シートPを、不図示のフラッパに案内させて、ソート上流搬送パス250、ノンソート搬送パス251を搬送して、ノンソート排出ローラ対278によって、上段の積載トレイ280に排出して積載する。
シート処理装置5のソート処理動作を説明する。
シート処理装置5は、入口ローラ対201に搬送したシートを、ソート上流搬送パス250、ソート下流搬送パス252に案内して、ソート排出ローラ対253によってシート処理トレイ254に排出する。シート処理トレイ254は、シートがシート後端規制部材255に突き当たるように、シート後端規制部材255側が約35度下がっている。シートは、シート処理トレイ254を滑降してシート後端規制部材255に突き当たって端部を整合されて、幅整合装置258によって幅整合される。排出ローラ対270は、シート束を挟持回転して、下段の積載トレイ281に排出する。
シート処理装置5のステープル動作を説明する。
シート処理装置5のシート処理装置制御部20は、ステープル処理の指示と、シートの厚みと長さの情報とをCPU回路部10等から受けるとステープル動作に入る。また、シートの厚みがある一定の厚み以上であること、あるいはシート枚数が10枚以上であることの情報を受けると、シートに溝を形成する動作態勢にもなる(図6、S101ないしS103)。このように、シート束を構成するシートに溝を形成する必要があると判断した場合にのみ溝加工を行うようにすることで、全体のシート処理時間が短縮される。
シート処理装置5は、入口ローラ対301、搬送ローラ対302,303によってシートPを溝加工処理装置2に案内する。シートPは、反転パス170によって、既に裏返しにさせられている。シートは、シート先端検知センサ340によって検知される(S104)。その後、シートの後端部が、レーザ光発光装置320によってレーザ光を照射される位置に到達すると、レーザ光発光装置320は、シートの裏側に溝Xを形成する(S105、図4参照)。ここでシートの裏側とは、シート束を構成するシートの両面のうち、ページが進んでいる側を指す。つまり、シートを折り返す前には目に触れない側に溝加工することにより、見栄えが良くなる。
シートは、綴じ手段としてのステイプラ257によって後端を綴じられるため、溝Xは、シートの後端(シート搬送方向の上流側)近傍に形成される。
溝加工処理装置2は、溝を形成したシートを、シート反転部310で表裏反転することなく、排紙ローラ305によって、シート束綴じ処理装置3に送り込む。
シート束綴じ処理装置3は、溝加工処理装置2によって搬入されたシートを入口ローラ対201で受け取り、不図示の切り替えフラッパによりソート上流搬送パス250に案内し、ソート下流搬送パス252をへてシート処理トレイ254に排出する。
シート処理トレイ254に排出されたシートは、シート後端規制部材255に突き当たって端部を整合されて、幅整合装置258によって幅整合される。シート処理トレイ254に積載されたシートは、画像形成面を下側にし、溝を上側にして積載される。
所定枚数のシートが、シート処理トレイ254に束状に積載されると、ステープルソート用のステイプラ257が、シート束の後端部を綴じる(S106)。シート束は、図5(a)に示すように2箇所綴じ、あるいは図5(b)に示すように1箇所角綴じされる。その後、シート束綴じ処理装置3は、綴じられたシート束に束排出ローラ256を押圧して、シート束を排出して、下段の積載トレイ281に排出する。
以上、説明したように、本実施形態のシート処理装置5は、シート束の綴じ針Yで綴じた綴じ部近傍にレーザ光によって溝Xを形成するようになっているので、シート束を開き易く綴じることができる。
以上のシート処理装置は、シート枚数が所定枚数(例えば、10枚)以上のとき、又はシートの厚みが所定厚以上のとき(例えば、坪量約128g/m以上の厚紙のとき)に、溝Xを形成するようになっているが、所定枚数と所定厚みは、変更可能になっている。この場合、シートの銘柄と坪量とを入力するとデータベースが、シートの剛度(ここでは、ガーレ剛度で6Nm以上)に基づいて溝を形成するか否かを判断できるようにしてもよい。しかし、シート枚数やシートの厚みに関係なく溝Xを形成してもよい。
シートの厚みや種類は、ユーザによって操作部17に入力されるが、レーザ光発光装置320の上流側にシート厚み検知センサを設置して、この検知センサの動作に基づいて判断してもよい。シート厚み検知センサは、シートの厚みに応じてローラ間隔が変わる入口ローラ対301、あるいは搬送ローラ対302の軸の位置を検知してシートの厚みを検知するようになっていてもよい。
なお、溝Xは、シートのページ数に関係なく、綴じ針Yから同じ位置に形成されていてもよいが、図5に示すように、シートのページが進み、最終ページPLに近いシートほど、綴じ針Yから離れた位置に形成されていると、シート束を開き易くなる。なお、最終ページPLは裏表紙として設定される場合もある。
また、図7に示すように、溝Xは、シート束PAの厚みの中央に近いシートPCほど、綴じ針Yから離れた位置に形成されてもよい。このようにすると、シート束を両側から開き易くなる。
さらに、図8に示すように、溝Xは、シートのページが進み、最終ページPLに近いシートほど、溝の幅Wを広くすると、シート束を開いたシートが破線で示すようにU字状になったとき、シートを抱き込みやすくなり、シート束を開き易くなる。なお、本実施形態のシート処理装置5は、溝の幅Wを1枚目のシートから10枚目のシートが約450μm、11枚目のシートから20枚目のシートまでが約900μm、21枚目のシートから30枚目もシートまでが約1350μmに形成するようになっている。それ以下、10枚毎に約450μm広く形成するようになっている。これにより、シート束を開き易くなり、かつシート束が自ら元に戻ることが少なくなる。溝の幅は、シートの枚数毎に段階的に異なっているが、シート1枚ずつリニア的に異なっていてもよい。
溝は、全てのシートに形成する必要が無い。最終ページの背表紙に相当するシートに形成しないで、シート束の外観を損なわないようにして、見栄えを良くしてもよい。
以上のシート束は、針によって綴じられるようになっているが、糊で綴じられていてもよい。また、溝は、レーザ光の代わりにカッタで形成されてもよい。溝の幅断面形状は、四角であるが、半円、V字状であってもよい。
さらに、溝は、シートの枚数、シートの厚み、及びシートの剛性に応じて、幅Wと深さDPとの少なくとも一方の寸法を大きくしてもよい。
本発明の実施形態における画像形成装置のシート搬送方向に沿った断面図である。 画像形成装置全体を制御する制御ブロック図である。 本発明の実施形態におけるシート処理装置のレーザ光発光装置の概略図である。(a)は正面図である。(b)は(a)の側面図である。 シート処理装置によって溝を形成されたシートの斜視図である。(a)はシートの全体図である。(b)は溝の拡大図である。 シート処理装置によって溝を形成されたシートによって構成されるシート束の斜視図である。(a)は2箇所綴じされたシート束の斜視図である。(b)は、角綴じされたシート束の斜視図である。 シート処理装置の動作説明用のフローチャートである。 シート処理装置によって溝を形成されたシートで構成される他の形態のシート束の斜視図である。 シート処理装置によって溝を形成されたシートで構成される他の形態のシート束の斜視図である。 従来のシート処理装置の概略図である。
符号の説明
P シート
X 溝
Y 綴じ針
W 溝の幅
PA シート束
DP 溝の深さ
1 本体ユニット
2 溝加工処理装置
3 シート束綴じ処理装置
5 シート処理装置
10 CPU回路部
13 プリンタ制御部
17 操作部
20 シート処理装置制御部
90 画像形成装置
110 プリンタ部
257 ステイプラ(綴じ手段)
320 レーザ光発光装置(溝形成手段)

Claims (8)

  1. 複数枚のシートを綴じる綴じ手段と、
    前記綴じ手段によって綴じられる前のシートに、前記綴じ手段により綴じられた後のシート束を構成するシートを折り返すための溝をレーザ光によってシート束の綴じ部近傍に形成する溝形成手段と、
    前記溝形成手段を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、シート束の最終ページに近いシートほど前記溝が前記綴じ部から離れた位置に位置するように前記溝形成手段を制御する、
    ことを特徴とするシート処理装置。
  2. 複数枚のシートを綴じる綴じ手段と、
    前記綴じ手段によって綴じられる前のシートに、前記綴じ手段により綴じられた後のシート束を構成するシートを折り返すための溝をレーザ光によってシート束の綴じ部近傍に形成する溝形成手段と、
    前記溝形成手段を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、シート束の厚みの中央に近いシートほど前記溝が前記綴じ部から離れた位置に位置するように前記溝形成手段を制御する
    ことを特徴とするシート処理装置。
  3. 複数枚のシートを綴じる綴じ手段と、
    前記綴じ手段によって綴じられる前のシートに、前記綴じ手段により綴じられた後のシート束を構成するシートを折り返すための溝をレーザ光によってシート束の綴じ部近傍に形成する溝形成手段と、
    前記溝形成手段を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、シート束の最終ページに近いシートほど前記溝の幅を大きくするように前記溝形成手段を制御する、
    ことを特徴とするシート処理装置。
  4. 前記制御部は、シート束を構成するシートを折り返した際に見える側のシート面に前記溝を形成するように前記溝形成手段を制御する、
    ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のシート処理装置。
  5. 前記制御部は、シート束の最終ページのシートを除いて前記溝を形成するように前記溝形成手段を制御する、
    ことを特徴とする請求項1ないしのいずれか1項に記載のシート処理装置。
  6. 前記制御部は、シート束の厚みが所定の厚み以上のとき、前記溝の形成を行うように前記溝形成手段を制御する、
    ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載のシート処理装置。
  7. 前記制御部は、シート枚数が所定の枚数以上のとき、前記溝の形成を行うように前記溝形成手段を制御する、
    ことを特徴とする請求項1ないしのいずれか1項に記載のシート処理装置。
  8. シートに画像を形成する画像形成部と、
    前記画像形成部によって画像を形成されたシートを束状にして綴じるシート処理装置と、を備え、
    前記シート処理装置が、請求項1ないしのいずれか1項に記載のシート処理装置である、
    ことを特徴とする画像形成装置。
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