JP5503279B2 - シート綴じ装置 - Google Patents

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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. シート束針を打ち込む複数の針打ち込み手段と
    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、
    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、請求項ないし5のうちの何れか1項に記載のシート綴じ装置。
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