JP5511446B2 - シート処理装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シートまたはシート束の折り処理を行うシート処理装置に関し、例えば複写機、レーザービームプリンタなどの画像形成装置に接続され、画像形成済みのシートに対して折り処理を行うシート処理装置に関する。

従来、複写機やレーザービームプリンタなどの画像形成装置に装備され、画像形成装置本体から排出される画像形成済みのシートを順次取り込んだ後に、シートを束状にしてから綴じたり、冊子状に折るなどの処理を行うシート処理装置が利用されている。例えば、シート束の中央部を突き板で突いて折りローラ対のニップ部に押し込み、２つ折りされたシート束を搬送、排出することで中綴じ製本処理を行うものが知られている。

このようなシート処理装置において、シートの枚数が多いときや剛性の高い、いわゆる腰の強いシートが含まれているとき、シート束を突き板で１回突いて折りローラ対のニップ部を通過させるのでは折り部の折り状態が充分でない場合がある。そこで、シートの枚数等に応じて、突き板や折りローラ対による折り動作を複数回行うものが提案されている。特許文献１では、シート束の厚み又はシートの枚数が所定値以下のとき、突き板でシート束を１回のみ突き、所定値以上のとき、突き板でシート束を複数回突く構成が記されている。

特開平９−１８３５６８号公報

しかしながら、シート束の剛性は、シート束の厚みやシートの枚数に対して、必ずしも正確に１対１に対応するものではない。したがって、上記従来のシート処理装置では、決定された突き回数が過剰であったり、不足したりすることがあるという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、シート束の剛性に応じて突き回数を適正にして、良好な折り処理が可能なシート処理装置を提供することにある。

本発明は、ニップ部によりシートまたはシート束を折り曲げて搬送する折り搬送ローラ対と、ホームポジションと、先端部がシートまたはシート束を前記折り搬送ローラ対のニップ部に突き込むための位置と間の一定の移動範囲内で往復動可能に支持されたシート突き部材と、前記シート突き部材を前記ホームポジションとシート又はシート束を前記ニップ部に突き込むための位置との間の一定の移動範囲を往復動させるための駆動機構と、前記シート突き部材がシート又はシート束を前記ニップ部に突き込むための移動方向において、前記シート突き部材の先端部が前記シート突き部材の前記移動範囲内での所定の位置に達したかどうかを検知する検知手段と、前記検知手段による検知に応じて、前記駆動機構の駆動を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記検知手段が前記シート突き部材の先端部が前記所定の位置に達したことを検知するまで前記シート突き部材がシート又はシート束を前記ニップ部に突き込む動作を繰り返すように前記駆動機構を制御することを特徴とする。

本発明によれば、シート束の厚みやシートの枚数に関係なく、シート束を折り搬送ローラ対のニップ部へ確実に挟み込むことができ、良好な折り処理が可能となる。

本発明の実施の形態における画像形成装置の断面図。 折り搬送ローラ対の模式図。 突き板駆動手段の模式図。 突きモータが停止しているときにおける図３の部分図。 突きモータが駆動しているときにおける図３の部分図。 フィニッシャ制御部のブロック図。 実施例１の折り搬送動作を時系列的に示す模式図。 実施例１の折り搬送制御処理を示すフローチャート。 実施例１における他の突き板駆動構成を示す模式図。 実施例１における他の突き板駆動構成を示す模式図。 実施例１における他の突き板検知構成を示す模式図。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本実施例におけるシート処理装置５００を用いた画像形成装置１０００の断面図である。画像形成装置１０００は、電子写真プリンタ部３００と、シート処理装置（フィニッシャ）５００とを備えている。シート処理装置５００とプリンタ部３００とは、一体であってもよい。なお、本実施例では電子写真プリンタ部３００としたが、インクジェットプリンタを用いてもよい。

画像形成部としてのプリンタ部３００で画像形成が行われた後、プリンタ部３００から排出されたシートは、入口ローラ対５０２によってシート処理装置５００に取り込まれる。操作部（図示せず）によって製本処理が指定されている場合、シートは製本ローラ対８１３を介して収納ガイド８２０へ搬送され、該シートの先端が可動式のシート位置決め部材８２３に接するまで搬送される。製本ローラ対８１３の下流側、すなわち、収納ガイド８２０の途中位置には、２対のステイプラ８１８が設けられている。このステイプラ８１８と対向する位置に、アンビル８１９が設けられている。ステイプラ８１８は、アンビル８１９と協働してシート束の中央部を綴じるように構成されている。

ステイプラ８１８の下流側には、折り手段を構成する折り搬送ローラ対８２６が設けられている。図２に折り搬送ローラ対の模式図を示す。折り搬送ローラ対８２６は、折りモータＭ１２によって矢印方向に回転駆動される。折り搬送ローラ対８２６の両ローラは、夫々図２のように軸２００１Ａ、２００１Ｂに揺動可能に取り付けられ、支持部材２００２Ａ、Ｂによって回転可能に支持されている。支持部材２００２Ａ、Ｂは、バネ２００３Ａ、Ｂにより弾性的に付勢されており、これにより両ローラ間にシートを挟持するニップ部Ｎが形成されている。折りモータＭ１２の駆動は、ギア列８００を介して折り搬送ローラ対８２６に伝達される。なお、折り搬送ローラ対８２６夫々について、ワンウェイクラッチ等を利用した逆転防止機構を設け、折り搬送ローラ対８２６がシート束を搬送するための回転方向（矢印の向き）に対して逆転しないような構成とするのが好ましい。

折り搬送ローラ対８２６に対向する位置には、折り手段を構成するシート突き部材としての突き板８２５が設けられており、突きモータＭ１３を正逆それぞれの方向に駆動させることで、突き板８２５の突き動作、戻り動作を行う。突き板８２５が収納ガイド８２０に収納されたシート又はシート束の両端の間に向けて突き出されることにより、このシート束が折り搬送ローラ対８２６のニップ部Ｎへと押し出される。押し出されたシート束は、折り搬送ローラ対８２６により折り畳まれながら搬送される。なお、本実施例では、突きモータＭ１３にＤＣモータを用いており、また、正逆のそれぞれの回転方向に駆動可能である。突き板８２５の構成、及び折り手段によるシート束の折り搬送動作の詳細については後述する。

折り搬送ローラ対８２６のニップ部Ｎから搬送されたシート又はシート束は、折り排紙ローラ対８２７により排出トレイ８３０に排出される。

＜突き板の駆動機構＞
次に、突き板８２５の駆動機構について説明する。図３は、突き板駆動手段の構成図である。また、図４（ａ）、（ｂ）は図３の部分図であり、（ａ）図は図３を矢印Ａ側から、（ｂ）図はＢ側から見た図である。なお、図４で示される図は、突き板８２５が突き駆動を開始する前の状態である。突き板８２５の先端部が折り搬送ローラ対８２６のニップ部Ｎから離間した状態における突き板８２５の位置をホームポジション（起動位置）とする。

突きモータＭ１３は、突きユニットフレーム８３１に取り付けられている。駆動源としての突きモータＭ１３が駆動すると、出力軸１３ａに取り付けられたプーリ一体型突きモータエンコーダ８３２が回転する。突きモータＭ１３の駆動によって突きモータエンコーダ８３２が回転すると、突きモータエンコーダセンサ８３３からパルス信号が出力される。突きモータＭ１３の駆動が停止すると、突きモータエンコーダセンサ８３３からのパルス信号の出力も停止する。検知手段としての突きモータエンコーダセンサ８３３から出力されたパルス信号の数Ｎを検知結果として突き板８２５の位置を判断し、突き板８２５の先端部が所定位置に到達したかどうか、に応じてその後の突き板８２５の駆動制御を変更する。

突きモータＭ１３の回転は、ベルト８３４によって駆動ギア８３５に伝達される。駆動ギア８３５が回転すると、連結部材を介して中間ギア８３６に回転が伝達され、さらに中間ギア８３６と噛み合う突き板駆動ギア８３７に回転が伝達される。図５は、図４の状態から突きモータＭ１３が駆動し、突き板８２５の駆動が行われている状態を示す図である。図５において、突きモータＭ１３が矢印ａ方向に駆動すると、中間ギア８３６が矢印ｂ方向に回転し、さらに突き板駆動ギア８３７が矢印ｃ方向に回転する。

突き板駆動ギア８３７にはリンク支板８２９の一端が軸着されている。一方、リンク支板８２９の他端は、ガイド（図示せず）によって往復動可能に支持されており、突き板８２５が取り付けられた突き板ユニット８２８に軸着されている。突き板駆動ギア８３７の矢印ｃ方向の回転に連動して、リンク支板８２９は、突き板ユニット８２８及び突き板８２５をホームポジションから矢印ｄ方向へ移動させるように動作する。

以上説明したように、突き板８２５を矢印ｄ方向へ移動させることにより、シート束を折り搬送ローラ対８２６のニップ部へ押し込むように突き動作を行う。

なお、突き板８２５を、シート束を突いた状態からホームポジションへ戻す場合の戻り動作は、突きモータＭ１３を矢印ａと逆方向に回転させることにより行う。突き板８２５の突き動作方向下流側には、突き板８２５がホームポジションにあるかどうかを検知するための突き板ホームポジションセンサ８４１が設置されている。突き板８２５が戻り動作を行い、ホームポジションまで戻ると、突き板ホームポジションセンサ８４１が突き板ユニット８２８に取り付けられたフラグ８４０を検知し、突きモータＭ１３の駆動が停止される。

次に、シート処理装置５００の制御方法について説明する。図６にフィニッシャ制御部５０１の構成を示す。フィニッシャ制御部５０１は、情報処理手段としてのＣＰＵ５１１、ＲＯＭ５１２、ＲＡＭ５１３などから構成されるＣＰＵ回路部５１０を有する。画像形成装置本体側に設けられたＣＰＵ回路部（図示せず）からの指示に基づいて、ＲＯＭ５１２に格納されている各種プログラムが実行され、シート処理装置５００に対する駆動制御が実行される。

シート処理装置５００の駆動制御を行うにあたって、各種センサからＣＰＵ回路部５１０に検出信号が入力される。各種センサには、突きモータエンコーダセンサ８３３、突き板ホームポジションセンサ８４１、タイマー８４２がある。また、ＣＰＵ回路部５１０からの信号に基づいて、折り搬送ローラ対８２６および折り排紙ローラ対８２７の駆動源である折りモータＭ１２、突き板８２５の駆動源である突きモータＭ１３等の各種モータが駆動される。なお、この実施例において、フィニッシャ制御部５０１はシート処理装置５００に設けられているが、画像形成装置本体側に設けられたＣＰＵ回路部に一体で設けるようにしてもよい。

画像形成装置本体側に設けられたＣＰＵ回路部から直接、またはシート処理装置５００に設けられたフィニッシャ制御部５０１を介して、いずれの場合も同等にシート処理装置５００を駆動制御することが可能である。しかしながら、オプションとしてのシート処理装置５００に設けたほうが、画像形成装置本体側の制御部が必要最小限で済むため、より好ましい。

＜折り搬送制御処理＞
次に、本実施例による折り搬送の動作について説明する。

図７は、本実施例を時系列的（ａ→ｂ→・・・→ｇ）に示す概略図である。また、図８は、本実施例における折り搬送制御処理のフロー図である。以下、図７と図８を用いて本実施例の折り搬送制御処理を説明する。

図７の（ａ）は、シート位置決め部材８２３上に、操作者により設定された枚数のシートからなるシート束Ｓ１００が積載され、突き板８２５による突き動作が行われる前の状態を表している。この状態において、突き板８２５はホームポジションで停止している。

折り搬送制御処理が開始されると、突きモータＭ１３が正転駆動を開始し（Ｓ４００１）、突き板８２５が折り搬送ローラ対８２６のニップ部に向かって往動する。突きモータＭ１３が正転駆動を開始してから所定時間ｔが経過すると、ＣＰＵ回路部５１０は、所定時間ｔ以内に突きモータエンコーダセンサ８３３から出力されたパルス数Ｎが所定値ｎ０より多いかどうかを判定する（Ｓ４００２）。ここで所定値ｎ０とは、突き板８２５の突き動作時の移動方向において、突き板８２５の先端部が所定位置に到達したかどうかを判別するための値に設定されている。すなわち、所定時間ｔ内において、突き板８２５の先端部が、突き動作方向において所定位置を越えたときはＮ＞ｎ０、所定位置を越えなかったときはＮ≦ｎ０となるように設定される。なお、所定時間ｔは、突き板８２５の１回の突き動作において、突き板８２５がホームポジションから先端部が上記所定位置に到達するまでに要する時間である。また、上記所定位置は、突き板８２５の先端部がこの位置に到達した時には、突き板８２５の先端部で押されたシート束の部分が折り搬送ローラ対８２６の間隔を押し広げて、折り搬送ローラ対８２６のニップ部Ｎに突き込まれている位置とされている。好ましくは、この所定位置は、突き板８２５の突き動作時の移動方向において、突き板８２５の先端部が折り搬送ローラ対８２６のそれぞれのローラの中心軸を結ぶ線８４８を越えた位置である。

ここでシート束Ｓ１００の枚数が多いときや、剛性の高いシートが含まれているときは、突き板８２５によりシート束Ｓ１００を折り搬送ローラ対８２６のニップ部に押し込もうとしても、突きモータＭ１３のトルクが不足し、回転が停止する。そのため、突き板８２５は図７（ｂ）のような位置で停止してしまう。

所定時間ｔ内に突きモータエンコーダセンサ８３３から出力されたパルス数Ｎが所定値ｎ０以下のとき（Ｓ４００２のＮ）、ＣＰＵ回路部５１０は突きモータＭ１３を逆回転させる（Ｓ４００３）。そして、図７（ｃ）のように、突き板８２５を復動させてホームポジションまで戻し、突き板８２５がホームポジションに戻ったら（Ｓ４００４のＹ）、突きモータＭ１３の逆回転を停止させる（Ｓ４００５）。その後、突きモータＭ１３を正回転方向に再起動し（Ｓ４００６）、再び突き板８２５による突き動作を開始する。突き板８２５が突き動作を再開してから所定時間ｔ内に突きモータエンコーダセンサ８３３から出力されたパルス数Ｎが所定値ｎ０を超えるまで、Ｓ４００３〜Ｓ４００６の動作をくり返す。突き動作をくり返すと、図７（ｄ）、図７（ｅ）で示されるように、突き板により突かれたシート束Ｓ１００の部分に腰がつく。

突きモータエンコーダセンサ８３３から出力されたパルスの数Ｎが所定値ｎ０を超えると（Ｓ４００２のＹ）、図７（ｆ）のようにシート束Ｓ１００が折り搬送ローラ対８２６のニップ部に押し込まれた状態になる。ＣＰＵ回路部５１０は突きモータＭ１３を反転させ（Ｓ４００７）、図７（ｇ）のように、突き板８２５を復動させてホームポジションまで戻す（Ｓ４００８）。突き板８２５がホームポジションに戻ったら（Ｓ４００８のＹ）、突きモータＭ１３を停止させる。その後、折りモータＭ１２を起動し（Ｓ４０１０）、折り搬送ローラ対８２６が回転駆動されて、シート束Ｓ１００が折り搬送ローラ対８２６に搬送され、排出トレイ８３０に排出される。シート束Ｓ１００の搬送方向下流に設けられた製本排紙センサ（図示せず）がシート束Ｓ１００を検知したら（Ｓ４０１１のＹ）、折りモータＭ１２を停止させ（Ｓ４０１２）、折り搬送ローラ対８２６の回転駆動を停止させる。なお、突き板８２５がホームポジションに戻って、突きモータＭ１３の駆動が停止してから折りモータＭ１２を起動したが、折りモータＭ１２を起動するタイミングを、突き板８２５の復動開始時、または突き板８２５が復動している最中としてもよい。

また、本実施例では、突きモータとして正逆それぞれの方向に回転可能なものを用いたが、これに限るものではない。一方向のみに回転可能なモータを用いても、突き板８２５を突く方向、戻す方向に制御可能に構成する装置構成であれば、本実施例と同様の効果を得ることができる。その例として、図９、図１０に突き板駆動手段の模式図を示す。図９では、突き板ユニット８２８の後端にばね８４３を取り付けて、ばね８４３の弾性力を突き板の復動に用いる構成としている。また、突き板駆動ギア８３７への突きモータＭ１３の駆動の伝達をクラッチ８４４によって制御可能とし、突き板８２５の突き動作、戻り動作に応じてクラッチ８４４の結合、非結合を切り替える。また、図１０のようなギアの構成とすることにより、クラッチ８４４ａ、８４４ｂの切り替えによって突き板駆動ギア８３７を正逆それぞれの方向に回転可能に制御することができる。

また、本実施例では、所定時間ｔ以内に突き板８２５の先端部が所定位置に達したかどうかを検知する方法として、突きモータエンコーダセンサ８３３から出力されるパルスの数を検知することにより、突きモータＭ１３の作動量を検知する構成とした。しかしながら、検知する方法はこれに限らず、例えば、図１１のように、突き板８２５の一部に穴８４７を設け、穴８４７が所定位置を通過したときに受光素子からなるセンサ８４５が発光部８４６からの光を検知する構成としてもよい。この構成により、所定時間ｔ以内に突き板８２５に設けられた穴８４７が所定位置を通過したかどうかを検知することができる。

実施例１において、突き板８２５の先端部が折り搬送ローラ対８２６のニップ部に達してから折りモータＭ１２を起動し、折り搬送ローラ対８２６を回転駆動させる構成とした。しかし、突き板８２５が突き動作を行う際、突き板８２５の先端部が折り搬送ローラ対８２６のニップ部に達しておらず、折り搬送ローラ対８２６が駆動されていなくても、突き板８２５の突き動作によって折り搬送ローラ対８２６が従動回転する場合がある。このとき、シート束の最外層のシートが折り搬送ローラ対８２６との摩擦力により引きずり込まれ、シートの皺や破れ等の損傷が生じるおそれがある。

そこで、折りモータとしてステッピングモータを用いる、及び、若しくは、ブレーキを用いることで突き板８２５の突き動作による折り搬送ローラ対８２６の従動回転を防止する。この構成により、突き板８２５の先端部が折り搬送ローラ対８２６のニップ部に達して折りモータの駆動が開始されるまでは、折り搬送ローラ対８２６の回転を停止させた状態に保持させておくことが可能となる。突き板８２５の先端部が折り搬送ローラ対８２６のニップ部に到達するまで折り搬送ローラ対８２６の回転停止状態を保持することにより確実な折り処理が可能となる。

５００ シート処理装置
５０１ フィニッシャ制御部
８２５ 突き板
８２６ 折り搬送ローラ対
８２８ 突き板ユニット
８３２ 突きモータエンコーダ
８３３ 突きモータエンコーダセンサ
８４１ 突き板ホームポジションセンサ
Ｍ１２ 折りモータ
Ｍ１３ 突きモータ
Ｓ１００ シート束

Claims (5)

1. ニップ部によりシートまたはシート束を折り曲げて搬送する折り搬送ローラ対と、
   ホームポジションと、先端部がシートまたはシート束を前記折り搬送ローラ対のニップ部に突き込むための位置と間の一定の移動範囲内で往復動可能に支持されたシート突き部材と、
   前記シート突き部材を前記ホームポジションとシート又はシート束を前記ニップ部に突き込むための位置との間の一定の移動範囲を往復動させるための駆動機構と、
   前記シート突き部材がシート又はシート束を前記ニップ部に突き込むための移動方向において、前記シート突き部材の先端部が前記シート突き部材の前記移動範囲内での所定の位置に達したかどうかを検知する検知手段と、
   前記検知手段による検知に応じて、前記駆動機構の駆動を制御する制御手段と、
   を有し、
   前記制御手段は、前記検知手段が前記シート突き部材の先端部が前記所定の位置に達したことを検知するまで前記シート突き部材がシート又はシート束を前記ニップ部に突き込む動作を繰り返すように前記駆動機構を制御することを特徴とするシート処理装置。
2. 前記検知手段が発光部と受光部とを備えるセンサを有し、前記センサが前記シート突き部材の一部を検知することにより、前記シート突き部材の先端部が前記所定の位置に達したかどうかを検知することを特徴とする請求項１に記載のシート処理装置。
3. 前記検知手段がエンコーダセンサを有し、前記エンコーダセンサが、前記駆動機構に備えられたモータのパルス信号を検知することにより、前記シート突き部材の先端部が前記所定の位置に達したかどうかを検知することを特徴とする請求項１に記載のシート処理装置。
4. 前記制御手段は、前記検知手段により前記シート突き部材の先端部が前記所定の位置に達したと検知されるまで、前記折り搬送ローラ対を回転停止状態に保持する制御を行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のシート処理装置。
5. シートに画像を形成する画像形成手段と、
   画像形成されたシートを処理する請求項１乃至４の何れか１項に記載のシート処理装置と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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