JP5671953B2 - 筋付け装置及び画像形成システム - Google Patents

Description

本発明は、筋付け装置及び画像形成システムに係り、特に、前段から搬送されてくるシート状部材（以下、用紙と称する。）などの束に中綴じを行い、当該束を中央部で２つに折る前に用紙に筋を付ける筋付け装置、及びこの筋付け装置と複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの機能を複合したデジタル複合機などの画像形成装置とを含む画像形成システムに関する。

従来から、画像形成装置から排出された複数の用紙を束状にまとめた用紙束に中綴じを行い、中綴じした用紙束を中央部で２つ折りにする、所謂中折り若しくは中折り製本が行われている。このように複数枚からなる用紙束をまとめて折ると、用紙束の外側は内側の用紙と比べて折り部の用紙の伸び量が大きくなる。そのため、外側の用紙の折り部では形成された画像部が伸びることにより、トナー剥がれ等、画像部にダメージが生じることがある。同様の現象はＺ折り、３つ折り等、その他の折り処理でも発生する。また、用紙束の厚さによって折りが不十分であることがある。

そのため、用紙束を２つ折りする等の折り処理を行う前に、用紙の折り部に予め筋を付けておき、外側の用紙も折れやすくすることでトナー剥がれを防止するクリーサーと呼ばれる筋付け装置が既に知られている。このような筋付け装置では、ローラを走行させ、レーザーで焼き、あるいは筋付け刃で押圧する等の方法によりを搬送方向と直角方向に筋を付けるものがある。

例えば特許文献１（特開２００８−８１２５８号公報）には、用紙の種類に応じて加工形状が良好で高精度の折り型を形成する目的で、折り型を形成するローラを用紙に合わせて最適なローラに取替え可能な構成としている。また、画像形成後の用紙にミシン目状の切り込み加工を行い、切り込み位置で簡単に剪断することができるようにする方法もすでに知られている。

しかし、筋を付ける処理を行う装置とミシン目加工を行う装置とを一つの印刷システムで使用する場合、用紙搬送方向に沿って並べる必要があることから、それぞれの設置スペースが必要となり、システム全体の設置スペースが長大となってしまう。

また、用紙にミシン目加工を行った位置と同一の位置に、折り処理を行う場合、搬送される用紙をそれぞれの処理位置で停止させるため、ミシン目位置と折り位置にズレが生じてしまうことが多い。他方、両者の位置を合わせるように搬送させる必要があることから搬送速度も遅くなり、当然、処理効率が悪くなる。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、設置スペースの長大化を招くことなく、ミシン目加工位置と折り位置を確実に合わせ、効率的に処理することができるようにすることにある。

前記課題を解決するため、本発明は、用紙に対して１枚ずつ筋を付ける筋付け装置であって、用紙搬送方向と直交する方向に直線状の凸刃が形成された第１の部材と、前記凸刃と対となる凹刃が形成された第２の部材と、前記第１及び第２の部材を相対的に当接・離間させ、所定位置に停止した用紙を前記凸刃と凹刃との間に挟み込み、筋を付けさせる駆動手段と、を備え、前記第１の部材は相対的に進出・後退する第１及び第２の櫛歯により前記凸刃を構成し、前記第２の部材は相対的に進出・後退する第３及び第４の櫛歯により前記凹刃を構成し、前記駆動手段は、前記第１及び第２の櫛歯の進出・後退位置と、前記第３及び第４の櫛歯の進出・後退位置をそれぞれ選択することにより、筋付け及びミシン目付けのいずれかを選択して筋付け処理を行うことを特徴とする。

なお、後述の実施形態では、用紙は符号Ｐに、筋付け装置は符号１００に、凸刃は筋付け刃１２１ａに、第１の部材は筋付け部材１２１に、凹刃は筋付け溝１２２ａに、第２の部材は受台１２２に、駆動手段は櫛歯駆動機構を含む駆動機構１３０Ｍ及びこれを制御するＣＰＵ１００−１に、第１の櫛歯は符号１２１ａ−１に、第２の櫛歯は符号１２１ａ−２に、第３の櫛歯は符号１２２ａ−１に、第４の櫛歯は符号１２２ａ−２に、それぞれ対応する。

本発明によれば、設置スペースの長大化を招くことなく、ミシン目加工位置と折り位置を確実に合わせ、効率的に処理することができる。

本発明の前提となる画像形成システムの概略構成を示す図である。 筋付け処理を伴う画像形成システムの一連の動作を示す説明図で、用紙が筋付け装置に搬入されるときの状態を示す。 筋付け処理を伴う画像形成システムの一連の動作を示す説明図で、用紙先端が筋付け部の前で突当て板に突き当てられたときの状態を示す。 筋付け処理を伴う画像形成システムの一連の動作を示す説明図で、突当て板が搬送経路から退避して用紙が搬送されるときの状態を示す。 筋付け処理を伴う画像形成システムの一連の動作を示す説明図で、用紙に対して筋付け処理が行われているときの状態を示す。 筋付け処理を伴う画像形成システムの一連の動作を示す説明図で、筋を付けられた用紙が用紙後処理装置に搬入され、２枚目の用紙が筋付け装置に搬入されているときの状態を示す。 筋付け処理を伴う画像形成システムの一連の動作を示す説明図で、２枚目の用紙先端が筋付け部の前で突当て板に突き当てられたときの状態を示す。 筋付け処理を伴う画像形成システムの一連の動作を示す説明図で、３枚目の用紙に筋付け処理が行われているときの状態を示す。 筋付け処理を伴う画像形成システムの一連の動作を示す説明図で、最終枚目の用紙が中折り処理トレイに集積されたときの状態を示す。 筋付け処理を伴う画像形成システムの一連の動作を示す説明図で、図９の状態から用紙束が中折り位置に移動したときの状態を示す。 筋付け処理を伴う画像形成システムの一連の動作を示す説明図で、図１０の状態から中折り処理が実行されているときの状態を示す。 筋付け処理を伴う画像形成システムの一連の動作を示す説明図で、中折りされた用紙束が積載トレイに排紙されたときの状態を示す。 筋付け機構の平面図である。 筋付け機構の側面図である。 用紙に対して筋付け機構によって筋付けを行うときの動作説明図で、筋付け部材が筋付け位置から退避した初期状態を示す。 用紙に対して筋付け機構によって筋付けを行うときの動作説明図で、筋付け刃が受台に図示しない用紙を介して当接したときの状態を示す。 用紙に対して筋付け機構によって筋付けを行うときの動作説明図で、装置前側の筋付け刃部分が受台の筋付け溝に当接し、用紙に筋が付けられるときの状態を示す。 用紙に対して筋付け機構によって筋付けを行うときの動作説明図で、筋付け後、筋付け部材が筋付け位置から退避するときの状態を示す。 用紙に対して筋付け機構によって筋付けを行うときの動作説明図で、筋付け後、筋付け部材が受台に対して平行に離間する状態を示す。 用紙に対して筋付け機構によって筋付けを行うときの動作説明図で、筋付け部材が初期状態に戻った状態を示す。 駆動カムと位置決め部材との位置関係の変化に応じた受台と筋付け部材との位置関係の変化を示す動作説明図である。 筋付け部材の構造を説明するための図である。 第１の櫛歯の刃先に対して第２の櫛歯の刃先が突出した状態を示す図である。 第２の櫛歯の刃先に対して第１の櫛歯の刃先が突出した状態を示す図である。 受台の構造を説明するための図である。 第３の櫛歯の溝底に対して第４の櫛歯の溝底が下降した状態を示す図である。 第１の櫛歯の刃先に対して第２の櫛歯の刃先が突出し、第３の櫛歯の溝底に対して第４の櫛歯の溝底が下降した状態でミシン目を付けるときの状態を示す図である。 第４の櫛歯に溝底対して第３の櫛歯の溝底が下降した状態を示す図である。 第２の櫛歯の刃先に対して第１の櫛歯の刃先が突出し、第４の櫛歯の溝底に対して第３の櫛歯の溝底が下降した状態でミシン目を付けるときの状態を示す図である。 ミシン目の幅を決定するために突出する櫛歯を決定する制御手順を示すフローチャートである。 筋付け装置、折り処理装置及び画像形成装置からなる画像形成システムの制御構成を示すブロック図である。

本発明は、折り処理を行う前に筋付け処理を行うに際して、筋付けを行う筋付け刃とミシン目加工を行うミシン刃を切り替え可能とし、個別の処理を１つの装置で行うことができるようにしたことを特徴としている。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１は本発明の前提となる画像形成システムの概略構成を示す図である。本画像形成システムは、用紙に画像を形成する画像形成装置ＰＲ、筋を付ける筋付け装置１００、及び折り処理（後処理）を行う折り処理装置２００から基本的に構成されている。

画像形成装置ＰＲはスキャナ、ＰＣなどから入力された画像データを用紙上に可視像として顕像化して出力するもので、電子写真方式、液滴吐出方式などの公知の作像エンジンが使用される。

筋付け装置１００は搬送機構１１０と筋付け機構１２０からなり、筋付け機構１２０は筋付け部材１２１及び受台１２２を備え、筋付け部材１２１と受台１２２で用紙を挟み込むことにより直線状の筋が付けられる。筋付け部材１２１の受台１２２に対向する端面には筋を付けるための筋付け刃（クリース刃若しくは凸刃）１２１ａが用紙搬送方向と直交する方向に直線状に設けられている。筋付け刃１２１ａは櫛刃状で先端が尖った刃形状に形成されている。一方、受台１２２の前記筋付け刃１２１ａと対向する面には前記先端縁１２１ａが嵌り込むような筋付け溝１２２ａ（凹刃）が、前記筋付け刃１２１ａと同様に櫛歯（櫛歯状の溝）状に切溝されている。このような形状に両者が形成されていることから、用紙を挟み込んだときに、先端形状（凸刃）と溝形状（凹刃）による筋が形成される。

筋付け部材１２１は常時弾性部材１２４、例えば圧縮バネによって受台１２２方向に弾性付勢され、駆動カム１２３によって上下方向に駆動される。なお、弾性部材１２４の図において上端はバネ固定部材１２５によって規制されている。

搬送機構は、ここでは第１ないし第３の搬送ローラ１１１，１１２，１１３からなり、画像形成装置ＰＲから搬入されてきた用紙を後段に搬送する。なお、最上流側に配置された第１の搬送ローラ１１１の直前には筋付け装置１００に搬入されたシートの先端及び後端を検知する入口センサＳＮ１が設けられている。また、筋付け機構１２０内に設けられた第２の搬送ローラ１１２の直後には、用紙先端が突き当てられる突当て板１２６が搬送路１１４に対して昇降可能に設置されている。

折り処理装置２００は、折り処理を行う中折り装置２５０を備え、筋付け装置１００によって筋が付けられた用紙が搬入され、当該用紙を搬送機構の搬送ローラ２１１，２１２，２１３によって中折り装置２５０に導く。

中折り装置２５０は中折り処理トレイ２５１、中折り処理トレイ２５１の下端（搬送方向最上流側）に設けられた後端フェンス２５２、筋に沿って折り込む折りプレート２５３及び折りローラ２５４対、並びに積載トレイ２５５を備えている。後端フェンス２５２は用紙の搬送方向の整合を行うもので、図示しない戻しローラによって中折り処理トレイ２５１に排紙された用紙の後端を強制的に後端フェンス２５２に押し付け、用紙の位置を揃える。また、図示しないジョガーフェンスによって搬送方向と直交する方向の整合も行われる。

折りプレート２５３は整合された用紙束に対して自身の先端縁を前記筋に沿って押し当て、折りローラ２５４対のニップに押し込む。これにより、用紙束は折りローラ２５４対のニップに押し込まれ、当該ニップで筋が付けられる。中綴じ処理を伴う場合には、筋を付ける部分に図示しない綴じ装置によって綴じ処理を行った後、この折り処理、所謂２つ折りが実行される。２つ折りされた用紙束は積載トレイ２５５に排紙され、積載される。

図２〜図１２は、この画像形成システムにおける筋付け処理を伴う中折り処理を行う一連の動作を示す説明図である。この画像形成システムでは、画像形成装置ＰＲにおいて画像形成された用紙Ｐ１が筋付け装置１００内に搬送され（図２）、スキューを補正するために搬送路１１４内に突出した突当て板１２６に用紙先端が突き当てられ（図３）、用紙Ｐ１のスキューが補正される。その後、突き当て板１２６が搬送路１１４から矢印で示すように退避し、用紙Ｐは再搬送され（図４）、筋を付ける位置で停止する。筋を付ける位置は、入口センサＳＮ１が用紙先端を検出したタイミングと用紙サイズによって決定される。

そして、この位置で停止した用紙Ｐ１に対して駆動カム１２３が回転し、筋付け部材１２１が下降して用紙Ｐ１を受台１２２との間で挟み込む。その際、弾性部材１２４によって所定の弾性力で加圧され、その加圧力によって筋を付ける（図５）。その後、筋が付けられた用紙Ｐ１は折り処理装置２００へ搬送され（図６）、中折り処理トレイ２５１に一時収納される（図７）。その間、画像形成装置ＰＲから次の用紙Ｐ２が筋付け装置１００に搬入される。

上記図２ないし図７に示した動作を１部の枚数に相当する枚数分繰返し（図８）、１部に相当する枚数の用紙（Ｐ１ないしＰｎ）からなる用紙束（Ｐ１〜Ｐｎ）が中折り処理トレイ２５１に収納されたら（図９）、後端フェンス２５２を移動（上方へ）させて用紙束の折り部を折り位置に合わせる（図１０）。その後、折りプレート２５３で用紙に付けられている筋部分を押し、折りローラ９のニップへ押し込んで折り処理を行う（図１１）。そして折り処理されて冊子状になった用紙束は積載トレイ２５５上に順次積載されていく（図１２）。なお、用紙束の折り位置まで上昇させる際に後端フェンス２５２を使用しないで、別途設けた押し上げ爪を使用して押し上げるようにしても良い。

以上が用紙への筋付け処理から折り処理までの一連の動作となる。図示はしていないが、３つ折り、Ｚ折り、観音４つ折りなどの折りモードの場合は、筋付け装置１００により筋付け処理を行う回数分の筋（筋）を入れることにより対応することができる。

ここで、筋付け機構１２０についてさらに詳しく説明する。
図１３は筋付け機構１２０の平面図、図１４は側面図である。これらの図において、筋付け機構１２０は、筋付け部材１２１、受台１２２、及び駆動機構１３０Ｍからなる。

筋付け部材１２１は下端に備えられた筋付け刃１２１ａの他に、前側及び後側に後述の第１及び第２の支軸１３２，１３３がそれぞれ遊嵌される第１及び第２の長孔１２１Ｒ，１２１Ｓが穿孔され、また、後端部及び前端部にそれぞれ第１及び第２の位置決め部材１３１ａ，１３１ｂが設けられている。第１及び第２の長孔１２１Ｒ，１２１Ｓは用紙搬送方向に直交する方向に形成されており、前記第１及び第２の支軸１３２，１３３との間で用紙搬送方向と直交する平面に関して相対的な揺動を許容し、用紙搬送方向の移動はできないようになっている。第１及び第２の位置決め部材１３１ａ，１３１ｂは筋付け部材１２１の後端部及び前端部からほぼ垂直下方に垂下され、中心を回転可能に支持された円板状のカムフォロワとして構成され、当該第１及び第２の位置決め部材１３１ａ，１３１ｂは下方に位置する駆動カム１２３ａ，１２３ｂと当接して回転し、筋付け部材１２１が上下動する。

受台１２２は前記第１及び第２の支軸１３２，１３３を介して筋付け部材１２１の上方に配置されたバネ固定部材１２５と連結され、一体的に移動する。バネ固定部材１２５には後側及び前側の第１及び第２の軸部材１２７ａ，１２７ｂ（総体的には軸部材１２７と記す。）が筋付け部材１２１方向に設けられ、これらの軸部材１２７ａ，１２７ｂの外周に後側及び前側の第１及び第２の弾性部材１２４ａ，１２４ｂ（総体的には弾性部材１２４と記す。）がそれぞれ装着され、バネ固定部材１２５ひいては受台１２２を常時上方に弾性付勢している。また、第１の支軸１３２は長方形断面の短辺側が半円となる断面形状に形成され、前記第１の長孔１２１Ｒに遊嵌されている。この第１の支軸１３２の中央部から下方には、当該第１の支軸１３２の上下方向に第３の長孔１３２ａが形成され、この第３の長孔１３２ａに筋付け部材１２１の側面側から垂直（図１４では紙面に垂直）に回転軸１２１Ｑが挿入されている。回転軸１２１Ｑの直径は第３の長孔１３２ａの幅寸法に対して図１４においてＹ方向への移動を許容し、Ｘ方向への移動を不可とする寸法に設定されている。これにより、第１の支軸１３２は前記回転軸１２１Ｑ回りに回転可能であり、また、第３の長孔１３２ａの長手方向に移動可能である。これらの構成により、図１４において矢印Ｖで示すような揺動が可能となっている。

駆動機構１３０Ｍは、前記位置決め部材１３１ａ，１３１ｂに当接する駆動カム１２３ａ，１２３ｂを回転駆動して筋付け部材１２１を受台１２２に対して押し付け、離間動作させる機構であり、前記第１及び第２の駆動カム１２３ａ，１２３ｂを後部と前部において同軸に連結したカム軸１３４、このカム軸１３４の端部（本実施形態では、後端部）側でカム軸１２４を駆動する駆動ギア列１３５、及び駆動ギア列１３５を駆動する駆動モータ１３０を備えている。第１及び第２の駆動カム１２３ａ，１２３ｂは前記第１及び第２の位置決め部材１３１ａ，１３１ｂとそれぞれ対向し、当接する位置に配置され、カム軸１３４の中心と位置決め部材１３１ａ，１３１ｂの回転中心を結ぶ線における両者間の距離に応じて筋付け部材１２１を受台１２２に対して近接離間させる。その際、筋付け部材１２１の移動位置は第１及び第２の支持軸１３２，１３３と第１及び第２の長溝１２１Ｒ，１２１Ｓとによってそれぞれ規制され、この規制された状態で筋付け部材１２１は往復動する。その際、前記第１及び第２の駆動カム１２３ａ，１２３ｂの形状に基づいて、筋付け部材１２１の筋付け刃１２１ａは受台１２２に対して平行に移動するのではなく、傾斜した状態で当接し、用紙に対して斜めから筋付けを行うように設定されている。

図１５ないし図２０は用紙に対して筋付け部材１２１によって筋付けを行うときの動作説明図である。筋付け動作は駆動モータ１３０が後述のＣＰＵ１００−１によって制御されるモータドライバの指示によって回転を開始することから始まる。

すなわち、初期位置である図１５の状態（用紙が搬送され、筋付け位置で停止した状態）から駆動モータ１３０が回転すると、駆動ギア列１３５を介してカム軸１３４が回転し、第１及び第２の駆動カム１２３ａ，１２３ｂが回転する。この第１及び第２の駆動カム１２３ａ，１２３ｂの回転に応じてこれらに当接し、転動するカムフォロワとしての第１及び第２の位置決め部材１３１ａ，１３１ｂが回転し、両者の軸間距離が変化し、矢印Ｙ１方向に移動する。

図１６に示すように筋付け刃１２１ａが受台１２２に図示しない用紙を介して当接すると、筋付け部材１２１の移動は受台１２２によって規制される。その状態からさらに回転すると、第１の位置決め部材１３１ａと第１の駆動カム１２３ａは離間する。このとき、筋付け部材１２１の筋付け刃１２１ａの装置前側は受台１２２に当接していないので、第２の位置決め部材１３１ｂと第２の駆動カム１２３ｂは接触した状態となっている。

図１６の状態から駆動モータ１３０がさらに回転すると、図１７に示すように装置前側の筋付け刃１２１ａ部分も受台１２２の筋付け溝１２２ａに当接する。これにより第１及び第２の弾性部材１２４ａ，１２４ｂの弾性力によって用紙が加圧され、用紙に筋が付けられる。

筋が付けられた後、さらに駆動モータ１３０は回転し、これに伴ってカム軸１３４及び第１及び第２の駆動カム１２３ａ，１２３ｂが回転し、図１８に示すように第１の位置決め部材１３１ａと第１の駆動カム１２３ａが先に接触し、奥側の第１の位置決め部材１３１ａを第１の駆動カム１２３ａが押し上げ、筋付け部材１２１の奥側が先に矢印Ｙ２方向に上昇する。図１９に示すように、筋付け刃１２１ａの奥側である第１の位置決め部材１３１ａ側の下端が受台１２２から離間すると、装置前側の第２の位置決め部材１３１ｂと第２の駆動カム１２３ｂが接触し、位置決め手段１３１ｂ側の面も矢印Ｙ２方向に上昇する。

第１の位置決め部材１３１ａ側の筋付け刃１２１ａの下端は、受台１２２から離間した位置でしばらく停止し、図２０に示すように筋付け部材１２１の上側の面が水平になると、その水平を保ったまま上昇し、待機位置、すなわち図１６の初期位置に復帰する。初期位置では、筋付け刃１２１ａの奥側が前側よりも受台１２２により近接するように傾いた状態となる。

この過程で、図１６に示したように筋付け刃１２１ａが装置奥側で受台１２２に当接した後、筋付け刃１２１ａは図示反時計方向に回転し（矢印Ｖ１）、図１９で両端側ともに矢印Ｙ２方向に上昇した後、図２０に示すように筋付け部材１２１は図示時計方向（矢印Ｖ２方向）に回動する。これにより、言わば先端に揺動支点が設けられ、押し切りするカッタのような動作により装置奥側を支点にして筋を付けるようになっている。この動作は第１及び第２の駆動カム１２３ａ，１２３ｂのカム形状によるものである。

図２１は駆動カム１２３と位置決め部材１３１との位置関係の変化に応じた受台１２２と筋付け部材１２１との位置関係の変化を示す動作説明図である。同図では、右側に装置奥側の第１の駆動カム１２３ａと第１の位置決め部材１３１ａとの回転位置の関係を、左側に装置前側の第２の駆動カム１２３ｂと第１の位置決め部材１３１ｂとの回転位置関係をそれぞれ示し、両者の中央に第１及び第２の駆動カム１２３ａ，１２３ｂの回転に応じた受台１２２の筋付け溝１２２ａと筋付け部材１２１の筋付け刃１２１ａとの位置関係を示す。

図２１において、同図（ａ）は用紙が搬入され、折り位置に用紙が搬送され停止するまでの受台１２２に対する筋付け刃１２１ａの位置を示す。この位置が初期位置である。また、図において距離Ｌは第１の駆動カム１２３ａの回転軸１３４の中心と第１の位置決め部材１３１ａの回転軸の中心を結ぶ線上における第１の駆動カム１２３ａの回転軸１３４の中心から第１の位置決め部材１３１ａと第１の駆動カム１２３ａとの接点（外周面）までの距離を示している。また、距離Ｈは第２の駆動カム１２３ｂの回転軸１３４の中心と第２の位置決め部材１３１ｂの中心を結ぶ線上における第２の駆動カム１２３ｂの回転軸１３４の中心から第２の位置決め部材１３１ｂと第２の駆動カム１２３ｂとの接点（外周面）までの距離を示している。

図２１（ａ）における第１の駆動カム１２３ａと第１の位置決め部材１３１ａとの接点位置をＳ１、第２の駆動カム１２３ｂと第２の位置決め部材１３１ｂとの接点位置をＳ２すると、接点位置Ｓ１と距離Ｌ１、接点距離Ｓ２と距離Ｈ１の関係は、
Ｓ１＝Ｌ１
Ｓ２＝Ｈ１
Ｈ１＝Ｌ１
となる。この状態で、筋付け刃１２１ａと筋付け溝１２２ａとの関係は図１５で示した位置関係にあり、筋付け刃１２１ａと筋付け溝１２２ａの間隔は奥側が前側より狭くなっている。なお、Ｈは第２の駆動カム１２３ｂのカムフォロワの接点までの距離、Ｌは第１の駆動カム１２３ａのカムフォロワの接点までの距離をそれぞれ示す。

図２１（ｂ）は筋付け刃１２１ａの最後端部であるＡ部が受台１２２に接触したときの各部の状態を示している。このＡ部の位置は、本実施形態で筋付け処理を行う用紙の最大サイズの用紙の端部よりもさらに外側に設定され、外側（後部）のＡ部を中心として前部側が下降する。動作開始から筋付け刃１２１ａのＡ部が受台１２に接触するまでの距離Ｈ２と距離Ｌ２の関係は、
Ｈ２＝Ｌ２
となり、同時に同一の距離を移動（下降）する。図１６がこの位置関係に相当する。

Ａ部が接触後、さらに、第１及び第２の駆動カム１２３ａ，１２３ｂが回転すると、図２１（ｂ）に示すように接点位置Ｓ１と距離Ｌ２’、接点位置Ｓ２と距離Ｈ２‘の関係は、
Ｓ１＞Ｌ２‘
Ｓ２＝Ｈ２’
となる。この過程で、筋付け部材１２１は回転支点１２１Ｑを中心に回転する。

図２１（ｃ）は筋付け部材１２１が回転支点Ｑを中心に回転し、筋付け刃１２１ａの刃面が受台１２２の筋付け溝１２２ａに接触したときの位置を示している。同図から分かるように、接触時の接点位置Ｓ１と距離Ｌ３、接点位置Ｓ２と距離Ｈ３の関係は、
Ｓ１＞Ｌ３
Ｓ２＞Ｈ３
となり、両者ともに距離の方が小さくなる。これにより弾性部材１２４ａ，１２４ｂによって筋付け部材１２１が加圧され、筋付け刃１２１ａが用紙を介して受台１２２の筋付け溝１２２ａに嵌入し、用紙に対する筋付けが行われる。図１７がこの位置関係に相当する。

図２１（ｄ）は、筋付け刃１２１ａのＡ部が受台１２２から離間するときの位置を示している。離間するときの接点位置Ｓ１と距離Ｌ４、接点位置Ｓ２と距離Ｈ４の関係は、
Ｓ１＝Ｌ４
Ｓ２＞Ｈ４
となり、その後
Ｓ１＝Ｌ４‘
Ｓ２＝Ｈ４’
となる。図１８がこの位置関係に相当する。

ここで、後側の接点位置Ｓ１は前側の接点位置Ｓ２が後側の接点位置にくるまで停止しており、図２１（ｅ）に示すように
Ｓ１＝Ｓ２
になった後、図２１（ａ）の待機位置に復帰する。

なお、図２１（ｄ）において離間が開始された後は、離間速度が加速するように駆動カム１３１ａ，１３１ｂのカム形状は設定されている。

以上のように動作により、用紙への筋付けが用紙ごとに行われ、用紙後処理装置に搬送される。

従来の筋付け装置では、筋付け刃の全長が用紙の幅方向に同時に接触すると、面圧が高くなり動作時に負荷がかかる。これに対して本実施形態では接触を面で接触するのでなく、点から線若しくは面状にしていくことにより接触圧力を分散することが可能となる。その結果、動作時の負荷を低減することができる。また、用紙に対して、筋付け刃の接触は１回のみとなるため、筋のムラを未然に防ぐことが可能となる。

他方、本実施形態では、筋付け刃１２１と受台１２２は筋付けとミシン目付けの２つの機能を備えている。この機能を実現するため、両者とも櫛歯形状で２重構造となっている。図２２は筋付け部材１２１の構造を説明するための図で同図（ａ）が外側に位置する第１の櫛歯の正面図と側面図、同図（ｂ）が内側に位置する第２の櫛歯の正面図と側面図、同図（ｃ）が両者を組み合わせたときの正面図と側面図であり、各図において、左側が正面図、右側が側面図である。

これらの図から分かるように、筋付け部材１２１は、先端に段違いになった歯を有する第１の櫛歯１２１ａ−１と第２の櫛歯１２１ａ−２からなる。第１の櫛歯１２１ａ−１と第２の１２１ａ−２の切欠き部分１２１ａ−１ａ，２ａは図２２（ａ）及び（ｂ）に示すように互い違いになっており、第１の櫛歯１２１ａ−１には、第２の櫛歯１２１ａ−２を内包するための空間１２１ａ−１ｂが設けられている。これにより、第１の櫛歯１２１ａ−１の内側に第２の櫛歯１２１ａ−２をスライド可能に遊挿し、刃先１２１ａ−１ｃ、１２１ａ−２ｃが同一線上に位置するようにセットすることによって、図２２（ｃ）に示すように１枚の凸刃として構成することが可能となる。この状態で、筋付け部材１２１を下降させると、受台１２２との間で用紙に筋付け処理を行うことができる。

第１の櫛歯１２１ａ−１の歯幅Ｗａ１と第２の櫛歯１２１ａ−２の歯幅Ｗａ２は異なる寸法となっている。図２２の例では、第１の櫛歯１２１ａ−１の歯幅Ｗａ１が第２の櫛歯１２１ａ−２の歯幅Ｗａ２より広く設定されている。第１の櫛歯１２１ａ−１と第２の櫛歯１２１ａ−２は、駆動機構１３０Ｍに組み込まれた図示しない櫛歯駆動機構によって、互いの刃先１２１ａ−１ｃ，１２１ａ−２ｃの位置を変更することができる。

図２３は第１の櫛歯１２１ａ−１の刃先１２１ａ−１ｃに対して第２の櫛歯１２１ａ−２の刃先１２１ａ−２ｃが突出した状態を示している。この状態で筋付け部材１２１を受台１２２側に下降させて用紙を挟み込むと、用紙を第２の櫛歯１２１ａ−２の刃先１２１ａ−２ｃの位置で穿孔することができる。これにより、図２２（ｂ）に示す切り欠き部分１２１ａ−２ａの間隔で歯幅Ｗａ２のミシン目が付けられる。

図２４は、図２３とは逆に、第２の櫛歯１２１ａ−２の刃先１２１ａ−２ｃに対して第１の櫛歯１２１ａ−１の刃先１２１ａ−１ｃが突出した状態を示している。この状態で筋付け部材１２１を受台１２２側に下降させ手用紙を挟み込むと、用紙を第１の１２１ａ−１の刃先１２１ａ−１ｃの位置で穿孔され、ミシン目加工が施されるが、この場合には、第１の櫛歯１２１ａ−１の刃先１２１ａ−１ｃの幅Ｗａ１は第２の櫛歯１２１ａ−２の刃先１２１ａ−２ｃの幅Ｗａ２より広いため、第２の櫛歯１２１ａ−２の突出時と比較して、剪断の容易なミシン目となる。なお、櫛歯駆動機構は例えばモータ、ギア、カムを使用していずれかの櫛歯の刃先が突出する図２３及び図２４の状態と、両方の櫛歯が揃って突出する図２２（ｃ）の第３の状態に機構的に構成できれば良いので、特に例示しない。

受台１２２は、第３の櫛歯１２２ａ−１と第４の櫛歯１２２ａ−２とから構成され、凹歯形状となっている。図２５は受台１２２の構造を説明するための図で同図（ａ）が外側に位置する第３の櫛歯の正面図と側面図、同図（ｂ）が内側に位置する第４の櫛歯の正面図と側面図、同図（ｃ）が両者を組み合わせたときの正面図と側面図であり、各図において、左側が正面図、右側が側面図である。

図２５に示すように第３の櫛歯１２２ａ−１と第４の櫛歯１２２ａ−２の切欠き部分１２２ａ−１ａ，２ａは、互い違いになっており、第３の櫛歯１２２ａ−１には、第４の櫛歯１２２ａ−２を内包するため、空間１２２ａ−１ｂが設けられている。これにより、第３の櫛歯１２２ａ−１の内側に第４の櫛歯１２２ａ−２をスライド可能に遊挿し、歯元１２２ａ−１ｃ、１２２ａ−２ｃが同一線上に位置するようにセットすることによって、図２５（ｃ）に示すように１枚の凹刃として構成することが可能となる。この状態で、筋付け部材１２１を下降させると、受台１２２との間で用紙に筋付け処理を行うことができる。

第３の櫛歯１２２ａ−１の歯幅Ｗｂ１と第４の櫛歯１２２ａ−２の歯幅Ｗｂ２は異なるように構成されている。図２５の例では、第３の櫛歯１２２ａ−１の歯幅Ｗｂ１が第４の櫛歯１２２ａ−２の歯幅Ｗｂ２より広く設定されている。第３の櫛歯１２２ａ−１と第４の櫛歯１２２ａ−２は前記駆動機構１３０Ｍに組み込まれた図示しない駆動手段によって、互いの溝底（凹刃の刃先に相当）１２２ａ−１ｃ，１２２ａ−２ｃの位置を変更することができる。

図２６は第３の櫛歯１２２ａ−１の溝底１２２ａ−１ｃに対して第４の櫛歯１２２ａ−２の溝底１２２ａ−２ｃが下降した状態を示している。この状態で筋付け部材１２１を、第２の櫛歯１２１ａ−２が突出した状態で下降させると、用紙は第２の櫛歯１２１ａ−２の刃先１２１ａ−２ｃと第３の櫛歯１２２ａ−１の溝底１２２ａ−１ｃとの間で穿孔され、用紙にミシン目が付けられる。この状態を示すのが図２７である。

図２７は第１の櫛歯１２１ａ−１の刃先１２１ａ−１ｃに対して第２の櫛歯１２１ａ−２の刃先１２１ａ−２ｃが突出し、第３の櫛歯１２２ａ−１の溝底１２２ａ−１ｃに対して第４の櫛歯１２２ａ−２の溝底１２２ａ−２ｃが下降した状態で筋付け部材１２１が下降し、用紙に対してミシン目を付ける穿孔動作を行っている状態を示す図である。この状態では、第２の櫛歯１２１ａ−２の刃先１２１ａ−２ｃが用紙を挟んで第３の櫛歯１２２ａ−１の溝底（凹刃の刃先）１２２ａ−１ｃに当接し、用紙に対する穿孔動作が行われ、その穿孔跡がミシン目となる。

図２８は第４の櫛歯１２２ａ−２の溝底１２２ａ−２ｃに対して第３の櫛歯１２２ａ−１の溝底１２２ａ−１ｃが下降した状態を示している。この状態で筋付け部材１２１を、第１の櫛歯１２１ａ−１が突出した状態で下降させると、用紙は第１の櫛歯１２１ａ−１の刃先１２１ａ−１ｃの位置で第４の櫛歯１２２ａ−２の溝底１２２ａ−２ｃとの間で穿孔され、用紙にミシン目が付けられる。この状態を示すのが図２９である。

図２９は第２の櫛歯１２１ａ−２の刃先１２１ａ−２ｃに対して第１の櫛歯１２１ａ−１の刃先１２１ａ−１ｃが突出し、第４の櫛歯１２２ａ−２の溝底１２２ａ−２ｃに対して第３の櫛歯１２２ａ−１の溝底１２２ａ−１ｃが下降した状態で筋付け部材１２１が下降し、用紙に対してミシン目を付ける穿孔動作を行っている状態を示す図である。この状態では、第１の櫛歯１２１ａ−１の刃先１２１ａ−１ｃが用紙Ｐを挟んで第４の櫛歯１２２ａ−２の溝底（凹刃の刃先）１２２ａ−２ｃに当接し、用紙Ｐに対する穿孔動作が行われ、その穿孔跡がミシン目となる。

なお、ミシン目を付ける場合、溝付け部材１２２の第３の櫛歯１２２ａ−１と第４の櫛歯１２２ａ−２の溝底１２２ａ−１ｃ，２ｃの両者を突出状態（同一直線上に位置した状態）にし、第１又は第２の櫛歯１２１ａ−１，２のいずれか一方の刃先１２１ａ−１ｃ又は１２１ａ−２ｃを他方の刃先から突出させて用紙Ｐを挟み込んでも、ミシン目を形成することができる。その逆に筋付け刃１２１ａ側の刃先１２１ａ−１ｃ，２ｃを両者とも突出させ、筋付け溝１２２の溝底１２２ａ−１ｃ，２ｃの一方を後退させて用紙Ｐを挟み込んでもミシン目を形成することができる。しかし、図２７あるいは図２９に示すように対向する櫛歯を突出させた方が確実に深いミシン目を形成することが可能であり、専断性に優れていることは言うまでもない。

用紙にミシン目加工を行った場合、紙厚が厚い程、ミシン目位置での用紙の剪断は困難となる。また、用紙が表面にコーティング処理などをされた特殊紙である場合も同様に剪断が困難である。そのためミシン目加工の孔幅を大きくする必要がある。しかし、ミシン目加工の孔幅が大きい場合、紙厚が薄い、あるいは表面にコーティング処理などがされてない用紙では、ミシン目加工処理後の用紙搬送途中で、ミシン目加工位置で用紙が剪断される可能性がある。そこで、本実施形態では、予め設定した用紙の厚みｔ、及び印刷される用紙が特殊紙か否かによって、ミシン目加工の孔幅を決定するようにした。ミシン目加工の孔幅は、第１の櫛歯１２１ａ−１を突出させるか、第２の櫛歯１２１ａ−２を突出させるかを切り替えることにより制御する。このときの制御手順を図３０のフローチャートに示す。

図３０はミシン目の幅を決定するために突出する櫛歯を決定する制御手順を示すフローチャートである。同図において、まず、予め設定した用紙の厚みｔとミシン目を付ける対象の厚みを比較し、用紙厚が厚みｔ以上であれば（ステップＳ１−ＹＥＳ）、特殊紙かどうかを更に判断し（ステップＳ２）、特殊紙と判断すると（ステップＳ−ＹＥＳ）第１の櫛歯１２１ａ−１を突出させる。一方、ステップＳ１で紙厚がｔ未満である場合（ステップＳ１−ＮＯ）及びステップＳ２で特殊紙でないと判断したとき（ステップＳ２−ＮＯ）には、第２の櫛歯１２１ａ−２を突出させる。

このような制御は筋付け装置１００のＣＰＵによって実行される。図３１は、筋付け装置１００、折り処理を行う折り処理装置２００、及び画像形成装置ＰＲからなる画像形成システムの制御構成を示すブロック図である。筋付け装置１００はＣＰＵ１００−１、Ｉ／Ｏインターフェイス１００−２等を有するマイクロコンピュータを搭載した制御回路を備え、ＣＰＵ１００−１には、画像形成装置ＰＲのＣＰＵあるいは操作パネル２０の各スイッチ等、及び図示しない各センサからの信号が通信インターフェイス１００−３を介して入力され、ＣＰＵ１００−１は入力された信号に基づいて所定の制御を実行する。また、ＣＰＵ１００−１は折り処理装置２００とも通信インターフェイス１００−４を介して同様の信号を授受し、入力された信号に基づいて所定の制御を実行する。さらに、ＣＰＵ１００−１は、ドライバ、モータドライバを介してソレノイド及びモータを駆動制御し、インターフェイスから装置内のセンサ情報を取得し、また、制御対象やセンサに応じてＩ／０インターフェイス１００−２からモータドライバを介してモータの駆動制御を行い、センサからＩ／０インターフェイス１００−２を介してセンサ情報を取得する。

なお、前記制御は、図示しないＲＯＭに格納されたプログラムコードをＣＰＵ１００−１が読み込んで図示しないＲＡＭに展開し、当該ＲＡＭをワークエリア及びデータバッファとして使用しながら前記プログラムコードで定義されたプログラムに基づいて実行される。

また、図３１における筋付け装置１００の制御は画像形成装置ＰＲのＣＰＵからの指示若しくは情報に基づいて実行される。ユーザの操作指示は画像形成装置ＰＲの操作パネル２０から行われ、画像形成装置ＰＲと操作パネル２０は通信インターフェイス２１を介して相互に接続されている。これにより、画像形成装置ＰＲからは筋付け装置１００、及び折り処理装置２００へ操作パネル２０からの操作信号が送信され、また、各装置１００，２００の処理状態や機能が操作パネル２０を介してユーザ又は作業者に通知される。

なお、用紙の厚みｔも画像形成装置ＰＲのＣＰＵから通知され、筋付け装置１００のＣＰＵ１００−１は、通知された用紙の厚みｔに基づいて図３０に示すフローチャートを実行する。

以上のように本実施形態によれば、筋付け手段の刃とミシン目加工手段の刃を兼用することにより、筋付け動作時とミシン目付け動作時の用紙の位置決めが同一の位置決め機構で実行できるので、装置の小型化、及び折り位置とミシン目位置の揃えの高精度化を実現することができる。

なお、本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な実施形態を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲により規定される範囲に含まれる。

Ｐ 用紙
１００ 筋付け装置
１００−１ ＣＰＵ
１２１ 筋付け部材
１２１ａ 筋付け刃
１２１ａ−１ 第１の櫛歯
１２１ａ−２ 第２の櫛歯
１２２ 受台
１２２ａ 筋付け溝
１２２ａ−１ 第３の櫛歯
１２２ａ−２ 第４の櫛歯
１３０Ｍ 駆動機構
ＰＲ 画像形成装置
ｔ 用紙の厚み
Ｗａ１，Ｗａ２，Ｗｂ１，Ｗｂ２ 歯幅

特開２００８−０８１２５８号公報

Claims (7)

1. 用紙に対して１枚ずつ筋を付ける筋付け装置であって、
   用紙搬送方向と直交する方向に直線状の凸刃が形成された第１の部材と、
   前記凸刃と対となる凹刃が形成された第２の部材と、
   前記第１及び第２の部材を相対的に当接・離間させ、所定位置に停止した用紙を前記凸刃と凹刃との間に挟み込み、筋を付けさせる駆動手段と、
   を備え、
   前記第１の部材は相対的に進出・後退する第１及び第２の櫛歯により前記凸刃を構成し、
   前記第２の部材は相対的に進出・後退する第３及び第４の櫛歯により前記凹刃を構成し、
   前記駆動手段は、前記第１及び第２の櫛歯の進出・後退位置と、前記第３及び第４の櫛歯の進出・後退位置をそれぞれ選択することにより、筋付け及びミシン目付けのいずれかを選択して筋付け処理を行うこと
   を特徴とする筋付け装置。
2. 請求項１記載の筋付け装置であって、
   前記第１及び第２の櫛歯の凸刃の刃先と前記第３及び第４の櫛歯の凹刃の刃先は、用紙搬送方向と直交する同一面上に位置していること
   を特徴とする筋付け装置。
3. 請求項１又は２に記載の筋付け装置であって、
   前記第１の櫛歯の歯幅と前記第２の櫛歯の歯幅が異なる幅に設定されていることを特徴とする筋付け装置。
4. 請求項３記載の筋付け装置であって、
   前記第３の櫛歯の歯幅は前記第１の櫛歯の歯幅と同一であり、前記第４の櫛歯の歯幅は前記第２の櫛歯の歯幅と同一であることを特徴とする筋付け装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の筋付け装置であって、
   前記駆動手段が前記第１及び第２の櫛歯の両者と前記第３及び第４の櫛歯の両者をそれぞれ進出させて用紙を挟み込んだときには筋付けが行われること
   を特徴とする筋付け装置。
6. 請求項１ないし４のいずれか1項に記載の筋付け装置であって、
   前記駆動手段が前記第１及び第２の櫛歯の一方と、前記第３及び第４の櫛歯の両者をそれぞれ進出させて用紙を挟み込んだときにはミシン目付けが行われること
   を特徴とする筋付け装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の筋付け装置と、
   シート状部材に画像を形成する画像形成装置と、
   を備えていることを特徴とする画像形成システム。

Images