JP5503279B2 - シート綴じ装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート束の複数個所に針綴じするシート綴じ装置に関する。

従来、複写機、プリンタなどの画像形成装置の排紙口に処理トレイを設け、この処理トレイ上でシートの整合、ステイプル、パンチ、スタンプなどの処理を施すシート処理装置を装備した構造が知られている。そして、画像形成装置から搬出される一連のシートに上述のような処理を施し、処理後のシートを下流側の集積トレイに収容する。更に、近年、複数のシートを重ねてなるシート束を積載トレイに収容する際に、このシート束を針綴じして冊子状に折り合わせるシート積載装置が提案されている。

シート束を冊子状に折り合わせる機能を有するシート積載装置には、画像形成装置から排出されたシート束を整合し、このシート束の搬送方向中央部の２個所をステイプラにより綴じ処理するシート綴じ装置が存在する。このシート綴じ装置で綴じ処理されたシート束は、折りブレードにより折りローラ対に案内され、折りローラ対によりシート中央部を折ることにより、シート束を冊子状にしている。

従来、このようなシート綴じ装置は、綴じ処理する個所に合せて２個のステイプラを設けており、それぞれのステイプラにはモータ（駆動部）を有し、各モータを駆動することにより、それぞれの綴じ処理を行っていた（特許文献１参照）。一方、綴じ位置にそれぞれ配置された２個のステイプラを１個のモータで駆動する構造も知られている（特許文献２参照）。この特許文献２に記載された構造の場合、２個のステイプラは常に同時に駆動されることになる。なお、上述の特許文献１、２に記載された構造の場合、シートの上側にステイプラを配置しているが、シートの下側にステイプラを配置した構造も知られている（特許文献３参照）。

特開平９−１９４１２２号公報 特開２００６−７５９２１号公報 特開平１０−２１８４７５号公報

しかし、特許文献１に記載された構造の場合、それぞれのステイプラに駆動源となるモータを配置しているため、製品においてモータの数が増え、製品コストが高くなってしまう。また、２個のモータを駆動させる分、消費電力も多くなる。一方、特許文献２に記載された構造の場合、１個のモータにより２個のステイプラを駆動しているため、このような問題は生じない。しかし、２個のステイプラはこの１個のモータにより常に同時に駆動されるため、以下のような問題が生じる。

まず、１個のモータにより同時に２個のステイプラを駆動する場合、より大きな力を必要とするため、モータとして消費電力の最大値が高いものを使用する必要がある。このため、モータが大型化したり、高出力のモータを使用する分、コストが高くなる。

次に、通常、シート綴じ装置に使用されているステイプラは、ステイプラ本体に針シートが詰められている針カートリッジをセットして使用するタイプのものが一般的である。このタイプのステイプラは、針カートリッジを新品の物に交換した場合や、針詰まりを起こした針シートを抜き出した場合には、針シートの先端が打ち込み位置にくるまで空打ちする必要がある。

即ち、針カートリッジをステイプラに装着した状態では、針カートリッジ内の針は、ステイプラによる針打ち込み位置から離れた位置に存在する。また、ステイプラ内の針シートは打ち込み動作に連動して順次針打ち込み位置に送り出されるように構成されている。したがって、針カートリッジの交換時や針詰まりした針シートを抜き出した場合には、針シートの先端が針打ち込み位置から離れた位置に存在する。このため、針シートの先端の針を打ち込み位置まで送り出すべく、針が打ち込み位置にない状態で打ち込み動作を行う、空打ち動作を行う必要がある。この空打ち動作は、打ち込み位置に設けられた針検知センサが針を検知するまで行われるが、通常、５回程度行われる。

上述の特許文献２に記載された構造の場合、このような針カートリッジの交換などが２個のステイプラで同時に行われれば問題ない。但し、一方のステイプラのみで行われた場合には、一方のステイプラを空打ちする際に他方のステイプラも作動し、空打ちしている間にこの他方のステイプラから針がでて、無駄が生じる。また、空打ち時にでた針は、装置の中に散乱してしまい、紙詰まりの原因や、ショートによる装置の電気的な故障の原因になる可能性がある。

なお、針カートリッジの交換などが一方のステイプラのみで行われる場合として、例えば、一方のステイプラのみで針詰まりが生じ、このステイプラで針カートリッジを再装着した場合が挙げられる。この場合、再装着時点で、両方のステイプラ内の針の数が異なる状態が発生するため、それ以降、別々に針カートリッジの交換が行われる。したがって、特許文献２に記載された構造で、一度、一方のステイプラで針カートリッジを再装着した後は、針交換の度に上述のような問題が生じる可能性がある。

本発明は、このような事情に鑑み、複数のステイプラ（針打ち込み手段）を共通の駆動部で駆動する構造で、所定のステイプラを空打ち動作させても他のステイプラで無駄な針が出ない構造を実現するものである。

本発明は、シート綴じ装置において、シート束に針を打ち込む複数の針打ち込み手段と、前記複数の針打ち込み手段に、針の搬送及び針を打ち込む動作をさせる打ち込み動作を行わせるための共通の駆動部と、該共通の駆動部の駆動による、前記複数の針打ち込み手段の前記打ち込み動作を、互いにタイミングをずらして行わせるためのずらし手段と、前記複数の針打ち込み手段の打ち込み位置に針が存在するか否かを検知する針検知手段と、前記針検知手段の情報に基づいて前記共通の駆動部を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記針検知手段の情報に基づいて、打ち込み位置に針が存在しない前記針打ち込み手段に対しては前記打ち込み動作を行わせるように、打ち込み位置に針が存在する前記針打ち込み手段に対しては前記打ち込み動作を行わせないように、前記共通の駆動部により前記ずらし手段を動作させることを特徴とするものである。

本発明によれば、共通の駆動部により複数の針打ち込み手段を１個ずつ作動させることができる。また、所定の針打ち込み手段に打ち込み動作を行わせることができる。このため、複数の針打ち込み手段を共通の駆動部で駆動する構造で、所定の針打ち込み手段を空打ち動作させる際に、他の針打ち込み手段を駆動しなくてすみ、この空打ち動作により無駄な針が生じることはない。

本発明の第１の実施形態に係るシート綴じ装置を備えた画像形成システムの概略構成を示す図。 同じくシート綴じ装置を備えたシート積載装置及びシート処理装置の概略構成を示す図。 シート積載装置の構成とその動作を示す模式図。 シート束折り装置の中折り動作を示す模式図。 ステイプラの概略構成を示す断面図。 シート綴じ装置をそれぞれ異なる方向から見た概略斜視図。 （ａ）は位相が異なるカムを軸方向から見た模式図で、（ｂ）は同じく軸方向に直角な方向から見た模式図。 カムの動作を順に示す模式図。 シート綴じ装置を図６（ａ）と反対側から見た斜視図。 （ａ）はホームポジションセンサを、（ｂ）は動作検知センサを、それぞれ抜き出して示す模式図で、（ｃ）は動作検知センサによる動作関係を示す図である。 （ａ）はホームポジションセンサの信号を、（ｂ）は動作検知センサの信号を、（ｃ）はこれらの信号を重ね合わせた状態を、それぞれ示す図。 シート綴じ装置の制御のブロック図。 同じくフローチャート。 本発明の第２の実施形態に係るシート綴じ装置を、（ａ）は一部を拡大して示す概略構成斜視図で、（ｂ）は、（ａ）の一部を抜き出して示す斜視図。 本発明の第３の実施形態に係るシート綴じ装置の駆動手段の一部を抜き出して示す模式図。

＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図１ないし図１３を用いて説明する。まず、図１ないし図４により、本実施形態の画像形成システムの概略構成について説明する。図１に示すように、画像形成システムは、給紙装置Ａ、画像形成装置Ｂ、シート処理装置（以下、単に「処理装置」と言う）Ｃ、原稿読取装置Ｄ、原稿搬送装置Ｅで構成されている。原稿搬送装置Ｅは、原稿トレイにセットされた原稿を１枚ずつ原稿読取装置Ｄのプラテンガラス上に搬送し、排紙トレイ上に搬出する。この時、画像読取装置Ｄは、原稿搬送装置Ｅによってプラテンガラス上を通過する原稿を読取手段によって読み取る。読取手段は、ランプ、複数のミラー、レンズ、イメージセンサから構成されている。そして、読取手段のランプが照射した光が原稿面で反射し、複数のミラー、レンズを介してイメージセンサに導かれ、イメージセンサで画像が読み取られる。そのイメージセンサにより読み取られた原稿の画像データは、所定の画像処理が施されて画像形成装置Ｂの露光制御部へ転送される。

画像形成装置Ｂの露光制御部は、画像信号に応じたレーザ光を出力する。レーザ光は、ポリゴンミラーにより走査されながら感光ドラム上に照射される。感光ドラム上には走査されたレーザ光に応じた静電潜像が形成される。その感光ドラム上に形成された静電潜像は、現像器により現像され、トナー像として可視化される。一方、画像が形成されるシートは、複数のカセットを備える給紙装置Ａの何れかのカセットから、画像形成装置Ｂの転写部へ搬送される。そして、給紙装置Ａから搬送されたシートは、転写部において可視化されたトナー像が転写され、画像形成される。転写後のシートは、定着部にて定着処理が施される。そして、定着部を通過したシートは処理装置Ｃに搬送される。処理装置Ｃに搬送されたシートは、処理部９によって綴じや折り等の処理が施されて、積載部１０に排出される。

処理装置Ｃは、図１に示すように画像形成装置Ｂと原稿読取装置Ｄとの間に配置され、搬送されるシートを整合したり、綴じたりする処理部９と、処理後のシートを積載するシート積載装置である積載部１０とを備える。図示の例では、積載部１０に排出されたシートを画像形成装置Ｂと原稿読取装置Ｄの間の空間に収納する、いわゆる胴内搬出機能を有する構成としている。このような処理装置Ｃの処理部９は、図２に示すように、搬送部１１と、処理トレイ１４と、整合部１２と、グリッパー・ステープル部１３とを備える。そして、搬送部１１により画像形成装置Ｂからのシートを受けて、シートを処理するための処理トレイ１４に搬送し、整合部１２により処理トレイ上のシートを整合し、グリッパー・ステープル部１３により整合されたシートにステープル処理を施す。

また、図２に示すように、搬送部１１は、画像形成装置Ｂからのシートを排紙する排紙口と連なる搬送経路２０と、搬送経路２０に沿ってシートを搬送する搬送ローラ対２１と、この搬送経路２０の搬出口２０ｃに設けられた搬出ローラ対２２とを備える。このうちの搬送経路２０は、シートを案内する一対のガイド板２０ａ、２０ｂにより構成される。画像形成部Ｂから排紙されたシートは、搬送経路２０内に送られ、搬送ローラ対２１により搬送経路２０内を搬送される。そして、搬出ローラ対２２により搬送経路２０の下方に配置される処理トレイ１４に順次シートを搬送する。搬出ローラ対２２によって搬出されたシートは、処理トレイ１４と、積載トレイであるスタックトレイ５０又は５１のシート載置面５０ａ又は５１ａ、或は、スタックトレイ５０内の折り処理経路７１との間に掛け渡された状態で載置される。そして、この状態で、所定の処理が施される。

また、積載部１０は、スタックトレイ５０、５１と、スタックトレイ５０の下面側に設けられ、シート束にステイプル処理を施すシート綴じ装置４０及びシート束に折り処理を施すシート束折り装置６０とを有するシート束処理ユニット７０と、で構成されている。スタックトレイ５０、５１は、処理トレイ１４に連設する処理装置Ｃのフレームに上下方向にそれぞれ独立に昇降自在に支持されている。スタックトレイ５０、５１を昇降させる昇降機構は、外部からのシート処理モード信号に基づいて、これらのスタックトレイ５０、５１を昇降させる。例えば、スタックトレイ５０を、処理トレイ１４から排出されるシートをシート搬入口７１ａから受け取るための位置、又は、処理トレイ１４から排出されるシートをシート載置面５０ａで受け取るための位置に、シートに施す処理に応じて移動させる。

シート束処理ユニット７０は、折り処理経路７１と、この折り処理経路７１の所定位置に設けたシート束の中央（折り目位置）を綴じ合わせる中綴じ用のシート綴じ装置４０と、このシート綴じ装置４０に下流側に配置されたシート束折り装置６０とを備える。したがって、スタックトレイ５０は、その上面にはシート載置面５０ａが樹脂などのモールド成形で構成してあり、その底部にはシート束処理ユニット７０を内蔵する空間が形成されている。このように構成することにより内部のシート束処理ユニット７０に外部から使用者の手指が触れるのを防止している。

次に、シート束処理ユニット７０について、図３及び図４も参照しつつ説明する。まず、シート綴じ装置４０は、複数の針打ち込み手段であるステイプラ４１ａ、４１ｂと、これら各ステイプラ４１ａ、４１ｂの下側に配置されたアンビルユニット４２とを有する。なお、シート綴じ装置４０の詳しい構造及び作用については後述する。また、シート束折り装置６０は、折りブレード６１と、折り処理経路７１を挟んで折りブレード６１と対向する位置に配置された折りローラ対６２とを有する。また、折り処理経路７１の折りブレード６１の搬送方向両側には、それぞれ折り搬送ローラ対６３ａ、６３ｂを配置している。

シート束折り装置６０の折りブレード６１は、シート綴じ装置４０で略中央で綴じ合わせる処理（中綴じ処理）を施されたシート束を、例えば中央から冊子状に折り合わせる（中折りする）べく、図３の矢印α方向に往復動自在としている。即ち、折りブレード６１は、シート束と直交する方向から折りローラ対６２のニップ位置にシート束を中央から挿入するように往復動自在に支持されている。

折りローラ対６２は、１対のローラ６２ａ、６２ｂ同士を互いに圧接配置してなる。このうちの一方のローラ６２ａは駆動モータに連結され、他方のローラ６２ｂは一方のローラ６２ａに従動回転する。また、本実施形態では、図３に破線で示すように、一方のローラ６２ａに対して他方のローラ６２ｂが公転して圧接方向が偏向するようになっている。これにより、折り処理したシート束の排出方向を角度θ分偏向し、折り処理したシート束が、排紙口６５から先行シート束とシート載置面５０ａとの間に、円滑に排出される。

なお、図３に示す６４は、シートのオーバラン開口であり、折り処理経路７１から搬送されてきたシート先端を一時的にシート束処理装置７０の外部に案内する。また、折り処理経路７１は、前述したように、処理トレイ１４に連結した状態で、シートが処理トレイ１４と折り処理経路７１に跨って支持（ブリッジ支持）されるように構成されている。それによって、シート長さに対して処理トレイ１４を短くコンパクトに構成することができ、同時にグリッパー・ステープル部１３（図２）でシート束を把持して折り処理経路７１の中綴じ位置ＳＰ（図３）にシート束を搬送することが可能となる。

このようなシート束処理装置７０による中綴じ、中折り動作について、図２ないし図４により説明する。まず、搬出ローラ対２２にて処理トレイ１４と折り処理経路７１に跨って集積されたシート束Ｐは、整合部１２にて整合動作が実行され整合される。整合されたシート束Ｐは、グリッパー・ステープル部１３で把持され、中綴じ位置ＳＰにシート束Ｐの略中央が位置するように処理トレイ１４上から押し出されるようにして移される。

そして、シート束Ｐの中央が中綴じ位置ＳＰに到達すると、シート綴じ装置４０を作動させ、ステイプラ４１ａ、４１ｂとアンビルユニット４２とによって予め定められた２個所に中綴じ処理を行う。中綴じ処理が完了するとシート束Ｐに対するグリッパー・ステープル部１３の把持を解除し、折り搬送ローラ対６３ａ、６３ｂを圧接動作させて、シート束Ｐを折り搬送ローラ対６３ａ、６３ｂにより挟持する。そして、折り搬送ローラ対６３ａ、６３ｂを駆動して、シート束Ｐの略中央が折り位置ＦＰに到達するまで搬送する。

シート束の略中央が折り位置ＦＰに到達すると、図４（ａ）に示すように、折りブレード６１を作動させる。これにより、折りブレード６１がシート束Ｐの中央部を押しつつ折りローラ対６２のニップ部分に向けて前進移動する。そして、図４（ｂ）に示すように、シート束Ｐ中央部の中綴じ部分を折りローラ対６２のニップ部分へ押し込むように押圧していく。この際、折りローラ対６２が折りブレード６１の作動と同時に回転する。

この折りブレード６１の折りローラ対６２のニップ部分へ押し込み動作と折りローラ対６２の回転動作により、シート束Ｐがその中央部から折りローラ対６２間に挟持されつつ、排紙口６５に向けて搬送される。折りブレード６１は、先端部分が折りローラ対６２のニップ位置を通過した所定位置に達するまで前進し、シート束Ｐが折りローラ対６２に挟持された時点で、後退して所定の待機位置まで戻る。このとき、折り搬送ローラ対６３ａ、６３ｂはそれぞれ離間し、シート束の挟持を解除する。

折りブレード６１が後退してシート束Ｐから離間すると、図４（ｃ）に示すように、折りローラ対６２の他方のローラ６２ｂが一方のローラ６２ａに対して公転して圧接方向を偏向させる。これによって、折りローラ対６２によるシート束Ｐの排出方向が変わり、シート束Ｐはスムーズにスタックトレイ５０のシート載置面５０ａ上に排出される。そして、排出されるシート束Ｐの後端が折りローラ対６２を通過した時点で、可動レバー部材６６が矢印β方向（図３）に回動する。これにより、可動レバー部材６６の端部に設けられたイジェクトローラ６７が図３の破線位置まで移動し、シート束Ｐの後端側を押し上げ、シート束Ｐをスタックトレイ５０のシート載置面５０ａ上に案内する。その後、可動レバー部材６６は、元の位置まで戻り待機状態となる。

そして、処理トレイ１４上において、次のシート束が整合されると同様の中綴じ、中折り動作を実行し、スタックトレイ５０のシート載置面５０ａ上に排出された先行シート束の下に後続のシート束を挿入、積載する。

また、折り処理されたシート束は、一定間隔毎（例えば一定部数積載される毎）に、スタックトレイ５０が上昇することにより、このスタックトレイ５０の上昇を規制する突き当て部としての、例えば天板５２（図２、３）に押し付けられる。このように、シート載置面５０ａと天板５２との間でシートを挟むことにより、折り処理されてシート載置面５０ａに積載されたシート束の折り目部分をさらに強く折り曲げ、折り目の拡散を防ぐことができる。

次に、上述のように、シート束の略中央の２個所を綴じるシート綴じ装置４０について、図５ないし図１３を用いて説明する。このシート綴じ装置４０は、ステイプラ４１ａ、４１ｂと、アンビルユニット４２と、駆動機構４３とを備える。このうちのステイプラ４１ａ、４１ｂは、シート束の互いに異なる個所にそれぞれ針を打ち込む複数（本実施形態では２個）の針打ち込み手段である。このため、ステイプラ４１ａ、４１ｂは、図６に示すように、シート束の幅方向（図２〜４の表裏方向）に離隔した所定位置にそれぞれ配置されている。

また、本実施形態の場合、シートを搬送する折り処理経路７１の上方にステイプラ４１ａ、４１ｂが配置され、この折り処理経路７１の下方にアンビルユニット４２が配置されている。このようなステイプラ４１ａ、４１ｂは、図５に示すように、針４４をシート状（板状）に連ねてなる針シート４５を重ねて配置した針カートリッジ４６を備える。また、針カートリッジ４６の下方に送りローラ４７を、隣接した位置に針検知センサ４８及びドライバ４９をそれぞれ有する。

送りローラ４７は、針カートリッジ４６内の針シート４５を打ち込み位置ホームポジション（ＨＰ）まで搬送する針シート送り手段で、ステイプラ４１ａ、４１ｂの打ち込み動作に連動して回転する。また、針検知センサ４８は、送りローラ４７により打ち込み位置ＨＰに送られた針シート４５の先端を検知する針検知手段である。また、ドライバ４９は、打ち込み位置ＨＰに存在する針４４を押圧してシート束に打ち込むものである。

このようなステイプラ４１ａ、４１ｂは、針カートリッジ４６の最下層に位置する針シート４５を送りローラ４７により打ち込み位置ＨＰまで送る。そして、針検知センサ４８により針シート４５の先端を検知し、ドライバ４９を後述する駆動機構４３（図６参照）により駆動し、針シート４５の先端の針４４をシート束に打ち込む。この打ち込みの際、針４４は板状からコ字型にフォーミングされ、フォーミング後の針がシート束に打ち込まれる。打ち込まれた針は、先端をアンビルユニット４２で折り曲げられて、シート束を綴じる。針を打ち込んだ後は、送りローラ４７がこの打ち込み動作と連動して回転し、針シート４５の先端を打ち込み位置ＨＰに送る。

なお、上述のように針先を折り曲げるアンビルユニット４２は、針先を折り曲げる折り曲げ溝を有するステー部材で構成されている。本実施形態の場合、シート束の幅方向に複数の折り曲げ溝が設けられている。この複数の折り曲げ溝は予め設定された複数個所をステイプラ４１ａ、４１ｂのドライバ４９と協働して綴じ合わせるように構成されている。

また、このようなステイプラ４１ａ、４１ｂは、針が打ち込み位置ＨＰにない場合には、空打ち動作を行って、針を打ち込み位置まで搬送するものである。即ち、針カートリッジ４６を新品のものに交換装着した場合や、針詰まりした針シートを抜き出したり、更には一旦針カートリッジ４６を取り出して再度装着した場合には、最下層の針シート４５の先端は、打ち込み位置ＨＰから離れた位置に存在する。このため、針シート４５の先端が打ち込み位置ＨＰに到達するまで、針が打ち込み位置ＨＰにない状態で打ち込み動作を行う、空打ち動作を行う。この空打ち動作は、針検知センサ４８が針シート４５の先端を検知するまで行う。

また、このようにステイプラ４１ａ、４１ｂに針打ち込み動作を行わせる駆動手段である駆動機構４３は、図６ないし図９に示すように、共通の駆動部としての１個のモータ８０と、カム８１ａ、８１ｂと、レバー部材８２と、突起部８３と、ばね８４（図９）とを備える。このうちのモータ８０は、ステイプラ４１ａ、４１ｂの間に配置され、正逆両方向に回転駆動可能である。また、カム８１ａ、８１ｂは、レバー部材８２の先端部に固定した突起部８３と係合し、モータ８０により正逆両方向に回転してレバー部材８２を移動させるものである。このために、カム８１ａ、８１ｂは、モータ８０の回転が歯車機構８０ｂにより伝達される回転軸８０ａの軸方向複数個所（図示の例では４個所）に、それぞれ固定配置される。このうちの２個のカム８１ａは、図６の右側のステイプラ４１ａの両側に、残りの２個のカム８１ｂは、図６の左側のステイプラ４１ｂの両側に、それぞれ配置される。

また、レバー部材８２は、ドライバ４９に針の打ち込み動作を行わせるべく、打ち込み動作の方向に対応した方向に移動する移動部材である。このために、レバー部材８２は、中間部を固定の部分に回転中心軸Ｍにより回転自在に支持され、基端部をドライバ４９を打ち込み方向に動作させる動作部に接続している。この動作部は、レバー部材８２が中間部の回転中心軸Ｍを中心として図６の上方に回動するとこのレバー部材８２の基端部が下方に回動することにより、ステイプラ４１ａ、４１ｂを下方に回動させ、更にドライバ４９を下方に移動させる。一方、レバー部材８２が中間部の回転中心軸Ｍを中心として下方に回動するとこのレバー部材の基端部が上方に回動することにより、ドライバ４９を上方に移動させ、更にステイプラ４１ａ、４１ｂを上方に回動させる。

また、レバー部材８２の先端部には、突起部８３をこのレバー部材８２の回転中心軸Ｍと平行に突出するように設けている。この回転中心軸Ｍは、図７（ｂ）に示すように、カム８１ａ、８１ｂの回転軸８０ａと平行である。従って、突起部８３は、レバー部材８２の移動方向に直角な方向に突設されている。また、レバー部材８２の基端部と共に移動する部分と固定の部分との間には、図９に示すように、付勢手段であるばね８４を掛け渡している。そして、レバー部材８２の基端部を図９の上方に付勢している。この結果、レバー部材８２の先端部に固定した突起部８３をカム８１ａ、８１ｂのカム面８７に押し付ける方向に付勢している。そして、レバー部材８２をカム８１ａ、８１ｂの回転に追従させている。したがって、ばね８４は追従手段でもある。

また、カム８１ａ、８１ｂは、図７に示すように、互いに回転方向の位相を１８０度ずらして配置されている。即ち、カム８１ａ、８１ｂは、それぞれ回転軸８０ａに対して偏心して配置されているが、このうちの２個のカム８１ａは互いの偏心方向を同じとし、残りの２個のカム８１ｂは、カム８１ａの偏心方向と１８０度ずれた方向に偏心させている。これら２個のカム８１ｂの偏心方向も互いに同じである。

また、カム８１ａ、８１ｂは、図７（ａ）、図８の時計方向側面にそれぞれ凹曲面８５を形成している。この凹曲面８５は、図８（ａ）→（ｂ）或は（ｂ）→（ａ）に示すように、カム８１ａ、８１ｂとの係合に基づき、突起部８３がレバー部材８２が回動する方向に移動する場合に、この突起部８３が通る曲線に応じた湾曲面としている。これにより、カム８１ａ、８１ｂが回転し、凹曲面８５と突起部８３とが係合した場合に、この突起部８３が凹曲面８５に沿って円滑に移動し易くなる。

一方、カム８１ａ、８１ｂの図７（ａ）の反時計方向側面は、凸曲面８６としている。そして、これら凹曲面８５及び凸曲面８６を含むカム８１ａ、８１ｂの外周面をカム面８７としている。なお、このカム面８７の形状は、このような凹曲面や凸曲面を含むものでなくても良く、中心が回転中心に対して偏心した円筒面やその他平面を含むようなものであっても良い。要は、カム面８７と突起部８３との係合に基づき、カム８１ａ、８１ｂの回転がこの突起部８３の打ち込み方向の動きに円滑に変換されるような形状であれば良い。

何れにしても、カム８１ａ又は８１ｂが、図８に示すように半回転することにより、ステイプラ４１ａ又は４１ｂの綴じ動作を完了する構成になっている。即ち、カム８１ａ又は８１ｂが図８（ａ）から時計方向に回動し（ｃ）の状態となる間に、ドライバ４９が図５の下方に押し下げられ、打ち込み動作を行う。したがって、図８（ｂ）のように、カム８１ａ又は８１ｂの偏心方向がドライバ４９の移動方向と平行で、カム８１ａの中心が回転中心（回転軸８０ａ）から打ち込み方向に対応した方向（図８の上方）にずれた状態で、ドライバ４９が最も押し下げられる。一方、カム８１ａ又は８１ｂが図８（ａ）から反時計方向に回動し（ｃ）の状態となる間は、ドライバ４９は打ち込み動作を行わない。

本実施形態の場合、カム８１ａ、８１ｂと、レバー部材８２及び突起部８３と、ばね８４とにより、モータ８０による回転をドライバ４９の針打ち込み方向の動作に変換する複数（２個）の、ずらし手段としての変換手段８８ａ、８８ｂを構成している。即ち、図６の右側の変換手段８８ａは、２個のカム８１ａと、２個のレバー部材８２及び突起部８３と、２個のばね８４とにより構成され、ステイプラ４１ａのドライバ４９を駆動する。一方、図６の左側の変換手段８８ｂは、２個のカム８１ｂと、２個のレバー部材８２及び突起部８３と、２個のばね８４とにより構成され、ステイプラ４１ｂのドライバ４９を駆動する。

また、本実施形態の場合、上述のように、カム８１ａ、８１ｂの回転方向の位相を半周期ずらしているため、各変換手段８８ａ、８８ｂによりそれぞれ動作させるステイプラ４１ａ、４１ｂのそれぞれのドライバ４９による針の打ち込み動作のタイミングがずれる。例えば、図６の右側のカム８１ａが図８（ａ）の状態であるとすると、この状態から回転軸８０ａを０〜１８０度まで回転させた場合には、図６の右側のステイプラ４１ａの綴じ動作を行う。更に、回転軸８０ａを１８０〜３６０度まで回転させた場合には、図６の左側のステイプラ４１ｂの綴じ動作を行う。

また、本実施形態の場合、このように、各変換手段８８ａ、８８ｂがモータ８０による回転を変換する位相をそれぞれずらして配置されている。このため、この位相のずれの範囲内で、モータ８０を正逆両方向に回転させることにより、ステイプラ４１ａ、４１ｂのうちの所定のステイプラ４１ａ又は４１ｂを選択して打ち込み動作を行わせることが可能である。即ち、一方のステイプラ４１ａ又は４１ｂにのみ打ち込み動作を行わせ、他方のステイプラ４１ｂ又は４１ａに打ち込み動作を行わせなくすることが可能である。

例えば、図６の右側のステイプラ４１ａのみに打ち込み動作を行わせる場合、カム８１ａを図８（ａ）→（ｂ）→（ｃ）に示すように、０〜１８０度まで回転させる。この際、カム８１ａとの係合によりレバー部材８２が押し上げられる方向に回動し、ステイプラ４１ａのドライバ４９に打ち込み動作を行わせる。一方、カム８１ｂはカム８１ａと１８０度位相がずれているため、レバー部材８２が押し上げられず、ステイプラ４１ｂの打ち込み動作が行われない。

次に、カム８１ａを図８（ｃ）→（ｂ）→（ａ）に示すように、１８０〜０度まで逆回転させる。この場合も、カム８１ａとの係合によりレバー部材８２が回動し、ステイプラ４１ａのドライバ４９に打ち込み動作を行わせるが、カム８１ｂはステイプラ４１ｂに打ち込み動作を行わせない。なお、図８（ａ）の状態とは、カム８１ａ、８１ｂの偏心方向がドライバ４９の移動方向に直角であり、カム８１ａの中心が回転中心（回転軸８０ａ）からドライバ４９と反対側にずれた状態である。

このように、図８（ａ）の状態から１８０度正方向（図８の時計方向）に、図８（ｃ）の状態から１８０度逆方向（図８の反時計方向）に回転させれば、一方のステイプラ４１ａのみに打ち込み動作を行わせられる。この際、他方のステイプラ４１ｂには打ち込み動作を行わせない。ステイプラ４１ｂにのみ打ち込み動作を行わせ、ステイプラ４１ａに打ち込み動作を行わせない場合には、上述の状態を１８０度位相をずらして行えば良い。

また、本実施形態の場合、上述のように所定のステイプラ４１ａ又は４１ｂにのみ打ち込み動作を行わせるための制御手段であるＣＰＵ９０を有する。また、各針打ち込み手段であるステイプラ４１ａ、４１ｂが針の打ち込み動作を行わない待機位置（ホームポジション）を検知する待機位置検知手段であるホームポジションセンサ９１を有する。また、針の打ち込み動作を行っているステイプラ４１ａ又は４１ｂを検知する動作検知手段である動作検知センサ９２も有する。図１２に示すように、これらホームポジションセンサ９１と動作検知センサ９２の信号は、ＣＰＵ９０に送られる。また、ＣＰＵ９０には、前述の針検知センサ４８の信号も送られる。そして、ＣＰＵ９０は、ホームポジションセンサ９１、動作検知センサ９２、針検知センサ４８の情報に基づいて、カム８１ａ、８１ｂを回転駆動するモータ８０を制御する。

ホームポジションセンサ９１及び動作検知センサ９２は、それぞれ図６及び図１０に示すように、それぞれ回転軸８０ａの端部に固定した遮蔽板９１ａ、９２ａと、フォトインタラプラ９１ｂ、９２ｂとからなるフォトセンサである。ホームポジションセンサ９１の遮蔽板９１ａは、図１０（ａ）に示すように、回転軸８０ａに対して１８０度位相がずれた位置に１対の細長い板部材９３を配置してなる。これら両板部材９３は、カム８１ａ、８１ｂの偏心方向に直角な方向に配置されている。また、フォトインタラプタ９１ｂも同方向に配置されている。したがって、カム８１ａ（８１ｂ）が図８（ａ）又は（ｃ）に示すように、レバー部材８２を押し上げていない（ドライバ４９に打ち込み動作を行わせていない）状態で、図１０（ａ）に示すような状態となる。即ち、一方の板部材９３がフォトインタラプタ９１ｂを遮蔽した状態で、カム８１ａ（８１ｂ）がホームポジションに位置することを検知する。

一方、動作検知センサ９２の遮蔽板９２ａは、図１０（ｂ）に示すように、半円状の板部材の中心を回転軸８０ａに固定してなる。この遮蔽板９２ａは、半円の９０度となる方向（周長の中央となる位置と中心とを結んだ方向）が、カム８１ａ、８１ｂの偏心方向と同方向となるように配置されている。また、フォトインタラプタ９２ｂも同方向に配置されている。本実施形態の場合、カム８１ａが図８（ａ）の状態のときに、図１０（ｂ）に示すように、遮蔽板９２ａがフォトインタラプタ９２ｂを遮蔽すると共に、半円の９０度となる方向が偏心方向と同方向となるようにしている。この場合、カム８１ｂは図８（ｃ）の状態となる。一方、カム８１ｂが図８（ａ）の状態の時には、遮蔽板９２ａは図１０（ｂ）の状態から１８０度回転しており、フォトインタラプタ９２ｂを遮蔽しない。

図１０（ｃ）は、動作検知センサ９２の検知状態で、回転軸８０ａをどちらに回転させたらステイプラ４１ａ又は４１ｂが打ち込み動作を行うかを示している。ここで、図１０（ｃ）の動作検知センサ９２の「ＯＮ」とは、遮蔽板９２ａがフォトインタラプタ９２ｂを遮蔽している状態を、同じく「ＯＦＦ」とは、遮蔽板９２ａがフォトインタラプタ９２ｂを遮蔽していない状態を、それぞれ示している。また、「時計回転」、「反時計回転」とは図８で見た場合に回転軸８０ａを回転させる方向を示している。このような図１０（ｃ）からも明らかなように、動作検知センサ９２の情報から、回転軸８０ａの回転方向に応じてステイプラ４１ａと４１ｂとの何れか一方に打ち込み動作を行わせることができる。

上述のようなホームポジションセンサ９１及び動作検知センサ９２からの信号は、図１１のように表される。即ち、図１１（ａ）はホームポジションセンサ９１からの信号を、図１１（ｂ）は動作検知センサ９２からの信号を、図１１（ｃ）はこれの信号を重ねて示した状態を、それぞれ示している。本実施形態の場合、それぞれのセンサの遮蔽板９１ａ、９２ａを上述のような形状及び配置とし、フォトインタラプタ９１ｂ、９２ｂの配置個所も上述した位置としている。このため、図１１（ｃ）に示すように、動作検知センサ９２により検知している位置（ＯＮ）と検知していない位置（ＯＦＦ）とで、それぞれホームポジションセンサ９１の検知（ＯＮ）状態が存在する。したがって、図１１（ｃ）の情報から、何れのカム８１ａ又は８１ｂがホームポジションに存在し、回転軸８０ａをどちらに回転させれば、何れのステイプラ４１ａ又は４１ｂが作動するかが分かる。したがって、これらの情報に基づいて、所定のステイプラ４１ａ又は４１ｂを選択して駆動することが可能である。

また、針検知センサ４８は、前述したように針シート４５の先端を検知、即ち、ステイプラ４１ａ又は４１ｂの打ち込み位置ＨＰに針が存在するか否かを検知するものである。したがって、ステイプラ４１ａ又は４１ｂの針カートリッジ４６を交換装着したりして、針検知センサ４８により針シート４５の先端を検知できない場合、ＣＰＵ９０はステイプラ４１ａ又は４１ｂの打ち込み位置ＨＰに針が存在しないと判断する。そして、ＣＰＵ９０は、打ち込み位置ＨＰに針が存在しないステイプラ４１ａ又は４１ｂを選択して空打ち動作を行い、針シート４５の先端を打ち込み位置ＨＰまで送る。

この際、上述のように、ホームポジションセンサ９１及び動作検知センサ９２の情報に基づいて、モータ８０により回転軸８０ａを所定方向に回転し、選択したステイプラ４１ａ又は４１ｂに連続的に空打ち動作を行わせる。前述したように、針シート４５を送る送りローラ４７は、ドライバ４９の打ち込み動作に連動して回転するため、空打ち動作により針シート４５が打ち込み位置ＨＰに向けて送られる。そして、針検知センサ４８が針シート４５の先端を検知したら空打ち動作を停止し、通常のステイプル動作を行う。なお、通常のステイプル動作を行う場合にも、ステイプラ４１ａと４１ｂとが片方ずつ作動する。即ち、これらステイプラ４１ａ、４１ｂが同時に作動することはない。これにより、モータ８０の消費電力の最大値（出力）を抑えられるため、モータ８０として出力が小さいものを使用可能である。

上述のような動作のフローについて、図１３により説明する。なお、図１３（ａ）は図６の右側のステイプラ４１ａのみ針カートリッジ４６を交換（針交換）した場合の、図１３（ｂ）は図６の左側のステイプラ４１ｂのみ針交換した場合の、それぞれフローを示している。なお、何れの場合も、針交換時に、カム８１ａ、８１ｂがホームポジションに位置しているとする。したがって、この時、カム８１ａ、８１ｂは図８（ａ）又は（ｃ）の状態である。

まず、図１３（ａ）に示すように、ステイプラ４１ａのみ針交換した場合（Ｓ１）、針検知センサ４８による検知を行い（Ｓ２）、検知されない場合（ＯＦＦの場合）に動作検知センサ９２による検知を行う（Ｓ３）。この際、図１０（ｃ）に示したように、動作検知センサ９２がＯＮであれば、カム８１ａが図８（ａ）の状態であるから、回転軸８０ａを時計方向に回転させる（Ｓ４）。一方、動作検知センサ９２がＯＦＦであれば、カム８１ａが図８（ｃ）の状態であるから、回転軸８０ａを反時計方向に回転させる（Ｓ５）。これによりステイプラ４１ａを空打ちする。この動作を、針検知センサ４８が交換後の針シート４５の先端を検知するまで行い、検知した場合（ＯＮの場合）にこの動作を終了する（Ｓ６）。この結果、交換後の針シート４５の先端が打ち込み位置ＨＰまで送られる。

同様に、図１３（ｂ）に示すように、ステイプラ４１ｂのみ針交換した場合（Ｓ１１）、針検知センサ４８による検知を行い（Ｓ１２）、検知されない場合（ＯＦＦの場合）に動作検知センサ９２による検知を行う（Ｓ１３）。この際、図１０（ｃ）に示したように、動作検知センサ９２がＯＮであれば、カム８１ｂが図８（ｃ）の状態であるから、回転軸８０ａを反時計方向に回転させる（Ｓ１４）。一方、動作検知センサ９２がＯＦＦであれば、カム８１ｂが図８（ａ）の状態であるから、回転軸８０ａを時計方向に回転させる（Ｓ１５）。これによりステイプラ４１ｂを空打ちする。この動作を、針検知センサ４８が交換後の針シート４５の先端を検知するまで行い、検知した場合（ＯＮの場合）にこの動作を終了する（Ｓ６）。この結果、交換後の針シート４５の先端が打ち込み位置ＨＰまで送られる。

本実施形態によれば、１個のモータ８０により２個のステイプラ４１ａ、４１ｂを１個ずつ作動させることができるため、前述したように、モータ８０の出力を抑えられ、このモータ８０の小型化及び低コスト化を図れる。また、ステイプラ４１ａ、４１ｂを１個のモータ８０で駆動する構造で、１個のステイプラ４１ａ又は４１ｂを空打ち動作させる際に、他のステイプラ４１ｂ又は４１ａを駆動しなくて済み、この空打ち動作により無駄な針が生じることはない。このため、針の無駄がなくなるだけでなく、空打ち時にでた針が装置の中に散乱し、紙詰まりが生じたり、ショートによる装置の電気的な故障が生じることを防止できる。

＜第２の実施形態＞
本発明に係る第２の実施形態について、図１４を用いて説明する。本実施形態の場合、カム８１ａ（８１ｂ）の周囲に、このカム８１ａ（８１ｂ）のカム面８７と相似形の内周面８９ａを有する規制部材である鍔部８９を固定配置している。このために、カム８１ａ（８１ｂ）と鍔部８９の一端部同士を連結部８９ｂにより連結している。そして、レバー部材８２の先端部に突設した円筒状の突起部８３を、内周面８９ａとカム面８７との間に配置可能としている。したがって、内周面８９ａとカム面８７との間隔は突起部８３の外径とほぼ同じである。これにより、カム８１ａ（８１ｂ）の回転位置に拘らず、突起部８３が内周面８９ａと係合し、レバー部材８２の突起部８３をカム８１ａ（８１ｂ）の回転に追従させることができる。即ち、本実施形態の場合、突起部８３と鍔部８９とにより追従手段を構成している。したがって、本実施形態の場合は、上述の第１の実施形態と異なり、ばね８４を備える必要がない。その他の構成及び作用は、上述の第１の実施形態と同様である。

＜第３の実施形態＞
本発明に係る第３の実施形態について、図１５を用いて説明する。本実施形態の場合、モータ８０による回転をステイプラ４１ａ、４１ｂのドライバ４９（図３、６等参照）の針打ち込み方向の動作に変換する複数の変化手段８８ｃ、８８ｄを、前述の各実施形態のようなカム機構に変えてクランク機構により構成している。このために、本実施形態の場合、モータ８０により正逆両方向に回転し、複数のクランク部１００ａ、１００ｂを有するクランクシャフト１０１を有する。即ち、クランクシャフト１０１は、ドライバ４９を駆動するためのレバー部材８２の回転中心軸Ｍと平行に配置され、歯車機構８０ｂを介してモータ８０の回転が伝達される。

また、両端部をそれぞれレバー部材８２とクランク部１００ａ、１００ｂとに回転自在に連結し、クランクシャフト１０１の回転によりレバー部材を移動（回動）させる連結アーム１０２を有する。そして、各変換手段８８ｃ、８８ｄを、それぞれ、レバー部材８２と、クランク部１００ａ、１００ｂと、連結アーム１０２とで構成している。

また、複数のクランク部１００ａ、１００ｂは、互いに回転方向の位相をずらして配置されている。即ち、クランク部１００ａとクランク部１００ｂとがクランクシャフト１０１から偏心する方向を、それぞれクランクシャフト１０１の回転方向に１８０度ずらしている。

また、本実施形態の場合、前述の各実施形態同様に、レバー部材８２はステイプラ４１ａ、４１ｂ毎に２個ずつ合計４個存在する。そして、各レバー部材８２をそれぞれクランク部１００ａ、１００ｂと連結アーム１０２を介して連結している。即ち、ステイプラ４１ａのレバー部材８２をクランク部１００ａに、ステイプラ４１ｂのレバー部材８２をクランク部１００ｂに、それぞれ連結している。なお、クランク部１００ａ、１００ｂは、レバー部材８２と同じ４個としても良いし、ステイプラ４１ａ、４１ｂ毎の２個のレバー部材８２を同じクランク部１００ａ又は１００ｂに連結すれば、２個とすることもできる。

このように構成することで、モータ８０によりクランクシャフト１０１を回転させると、クランク部１００ａ、１００ｂの位相のずれにより、ステイプラ４１ａ、４１ｂのドライバ４９の打ち込み動作のタイミングがずれる。また、この位相のずれの範囲内で、モータ８０を正逆両方向に回転させることにより、前述の各実施形態と同様に、１個のステイプラ４１ａ又は４１ｂに打ち込み動作を連続的に行わせることが可能である。その他の構成及び作用は、上述の第２の実施形態と同様である。

なお、上述の各実施形態では、ステイプラ４１ａ、４１ｂがシートの上側に配置される構造について説明したが、前述の特許文献３に記載された構造のように、ステイプラがシートの下側に配置される構造であっても、本発明を適用可能である。

また、上述の各実施形態では、ステイプラ４１ａ、４１ｂを駆動して針の打ち込みを行っているが、このステイプラ４１ａ、４１ｂと対向するアンビルユニットの方を駆動して針の打ち込みを行っても良い。この場合、アンビルユニットが針打ち込み手段となる。即ち、ステイプラ４１ａ、４１ｂにそれぞれ対向するように２個のアンビルユニットを配置し、これら２個のアンビルユニットを駆動することにより、例えば、ステイプラ４１ａ、４１ｂを押し上げ、ドライバ４９を打ち込むべき針に当接させる。そして、この状態から更に、ステイプラ４１ａ、４１ｂを押し上げることにより、ドライバ４９が相対的に針の打ち込み方向に移動し、針の打ち込みが行われる。このような構造に本発明を適用する場合、上述の各実施形態で示したカム機構やクランク機構などの駆動手段をアンビルユニット側に配置する。これにより、２個のアンビルユニットを互いに位相をずらして駆動できる。

要は、ステイプラ４１ａ、４１ｂとアンビルユニットが相対的に移動することにより、針の打ち込み動作が行われる構造であれば、本発明を適用できる。そして、本発明は、ステイプラ４１ａ、４１ｂのそれぞれの打ち込み動作を、互いに位相をずらして行えるように構成すれば良い。

４０ シート綴じ装置
４１ａ、４１ｂ ステイプラ（針打ち込み手段）
４２ アンビルユニット
４３ 駆動機構（駆動手段）
４４ 針
４５ 針シート
４６ 針カートリッジ
４７ 送りローラ
４８ 針検知センサ（針検知手段）
４９ ドライバ
８０ モータ
８０ａ 回転軸
８１ａ、８１ｂ カム
８２ レバー部材（移動部材）
８３ 突起部
８４ ばね（追従手段、付勢手段）
８７ カム面
８８ａ、８８ｂ、８８ｃ、８８ｄ 変換手段
８９ 鍔部（規制部材）
８９ａ 内周面
９０ ＣＰＵ（制御手段）
９１ ホームポジションセンサ（待機位置検知手段）
９２ 動作検知センサ（動作検知手段）
１００ａ、１００ｂ クランク部
１０１ クランクシャフト
１０２ 連結アーム
Ｐ シート束
ＨＰ 打ち込み位置
Ｍ 回転中心軸

Claims (6)

1. シート束に針を打ち込む複数の針打ち込み手段と、
   前記複数の針打ち込み手段に、針の搬送及び針を打ち込む動作をさせる打ち込み動作を行わせるための共通の駆動部と、
   該共通の駆動部の駆動による、前記複数の針打ち込み手段の前記打ち込み動作を、互いにタイミングをずらして行わせるためのずらし手段と、
   前記複数の針打ち込み手段の打ち込み位置に針が存在するか否かを検知する針検知手段と、
   前記針検知手段の情報に基づいて前記共通の駆動部を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記針検知手段の情報に基づいて、打ち込み位置に針が存在しない前記針打ち込み手段に対しては前記打ち込み動作を行わせるように、打ち込み位置に針が存在する前記針打ち込み手段に対しては前記打ち込み動作を行わせないように、前記共通の駆動部により前記ずらし手段を動作させる、
   ことを特徴とするシート綴じ装置。
2. 前記ずらし手段は、
   前記針打ち込み手段に針の打ち込み動作を行わせるべく、この打ち込み動作の方向に対応した方向に移動する移動部材と、
   前記移動部材と係合し、前記共通の駆動部により回転して該移動部材を移動させるカムと、を備え、
   前記ずらし手段の前記カムは、互いに回転方向の位相をずらして複数配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のシート綴じ装置。
3. 前記移動部材を該カムの回転に追従させる追従手段を備え、
   前記追従手段は、前記移動部材を前記カムのカム面に押し付ける方向に付勢する付勢手段であることを特徴とする、請求項２に記載のシート綴じ装置。
4. 前記共通の駆動部により正逆両方向に回転し、複数のクランク部を有するクランクシャフトを有し、
   前記ずらし手段は、
   前記針打ち込み手段に針の打ち込み動作を行わせるべく、該打ち込み動作の方向に対応した方向に移動する移動部材と、
   前記クランク部と、
   両端部をそれぞれ前記移動部材と前記クランク部とに回転自在に連結し、前記クランクシャフトの回転により前記移動部材を移動させる連結アームと、を備え、
   前記複数のクランク部は、互いに回転方向の位相をずらして配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のシート綴じ装置。
5. 前記制御手段は、前記針検知手段の情報に基づいて、打ち込み位置に針が存在しない前記針打ち込み手段が前記打ち込み動作をし、打ち込み位置に針が存在する前記針打ち込み手段が前記打ち込み動作をしない範囲で、前記共通の駆動部により前記ずらし手段を正逆両方向に回転させることを特徴とする、請求項１ないし４のうちの何れか１項に記載のシート綴じ装置。
6. 前記各針打ち込み手段が前記打ち込み動作を行わない待機位置を検知する待機位置検知手段と、
   前記打ち込み動作を行っている針打ち込み手段を検知する動作検知手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記待機位置検知手段及び前記動作検知手段の情報に基づいて前記駆動部を制御することを特徴とする、請求項１ないし５のうちの何れか１項に記載のシート綴じ装置。

Images