JP6102335B2 - シート処理装置および画像形成システム - Google Patents
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このための装置として、画像形成装置の用紙排出部に連設されたシート処理装置が用いられる。
上述した装置の一つとして、纏めて積層されている用紙群を挟持押圧可能な歯型部材を用いて用紙群に多数の微小歯型を噛み合わせて凹凸状の深絞りを行うことで用紙同士の綴じ処理を行う綴じ装置が提案されている(例えば、特許文献1)。
図14は、用紙の幅方向全域に深絞りを施すための構成を示している。
複数の用紙を重ねた用紙束Pは、対向面に山形歯を形成された上側圧着歯Aおよび下側圧着歯Bにより挟まれて加圧されることにより圧着される。
圧着歯の一方である上側圧着歯Aは、長手方向の貫通する加圧軸A1を備えており、この加圧軸A1が図示しない加圧手段により付勢されて用紙束を圧着する。
また、圧着歯同士で綴じ力が不均一となる場合としては、用紙束の曲げ剛性などの特性によっても生じる場合がある。つまり、用紙束の長手方向において曲げ剛性が最も弱い部分から先に変形し始めるものの、曲げ剛性が高く、いわゆる腰が強いとされる箇所では変形しにくいことから綴じ力が充分に作用しない場合がある。
図1は、本発明の実施形態に係るシート処理装置を用いる画像形成システムを説明するための模式図である。以下、画像形成システムの概略について説明した後、本実施形態の特徴について説明する。
画像形成システム1に用いられるシート処理装置3は、複数枚の用紙を纏めて綴じる綴じ処理や中折りなどの折り加工を行う後処理装置(以下、便宜上、シート処理装置を用紙後処理装置と表現する)としての機能を有する。
各種の後処理には、例えば、端部綴じ処理、中折り処理等がある。中折り処理は、中綴じ処理が含まれる。
このような各種の後処理を行なう用紙後処理装置3は、動作モードとして、排出モードと、端部綴じモードと、中折りモードとを有している。
画像形成装置2では、例えば、制御手段や、作像部、光書き込み部、給紙部、給紙搬送路、画像読取部、中間転写部、定着部、排紙搬送路、両面搬送路等(いずれも図示せず)を有して、用紙5の両面または片面に画像を形成する。
用紙後処理装置3には、第1の搬送経路Pt1を備えている。
第1の搬送経路Pt1は、画像形成装置2から排出された用紙5を受け入れてこの用紙5を第1の排紙トレイ10に排出するために用いられる。
第1の搬送経路Pt1は、途中で分岐して用紙束6に端部綴じ処理等を施すための第2の搬送経路Pt2と、第2の搬送経路Pt2に接続されて用紙束6に中綴じ中折り処理を施すための第3の搬送経路Pt3とに分かれている。
第1の搬送経路Pt1には、入口ローラ11、搬送ローラ12、13、排紙ローラ14が第1の搬送経路Pt1の上流部から下流部に向けて順に配置されている。この場合の上流側及び下流側は、用紙の搬送方向を対象としている。
入口ローラ11、搬送ローラ12、13および排紙ローラ14は、モータによって回転駆動されて矢印Aで示される方向に用紙5を搬送する。入口ローラ11の上流には、入口センサ15が配置されている。入口センサ15は、用紙5が用紙後処理装置3内へ搬入されたことを検知する。
分岐爪17は、回動してその位置を切り替えることができる。
分岐爪17は、用紙5を、第1の搬送経路Pt1における用紙5の搬送方向において分岐爪17の下流側の部分と第2の搬送経路Pt2とのいずれか一方へ選択的に案内することができる。このため、分岐爪17は、例えばモータやソレノイドなどで駆動される。
用紙集積トレイ23の下流には、分岐爪26、27が配置されている。
分岐爪26、27は、回動してその位置を切り替えすることによって、用紙5を、第1の搬送経路Pt1における分岐爪17の下流側の部分と第3の搬送経路Pt3とのいずれか一方へ選択的に案内する。このため、分岐爪26、27は、例えばモータやソレノイドなどによって駆動される。
用紙束6がある状態で、一方の圧着歯を他方の圧着歯の方向に力をかける圧着綴じ部により、用紙束6が綴じられる。なお、綴じ方についての詳細は、後述する。
搬送ローラ31、32は、モータに駆動されて用紙5を搬送する。中綴じ折り部33は、中折り部34と、中綴じ部(第2の綴じ部)35と第2の束化部36と、を有している。中綴じ折り部33は、綴じ形成部の一例として用いられる。
用紙束6は、中綴じ部35によって、用紙搬送方向の中央部近傍が綴じられる(中綴じされる)。中綴じされた用紙束6は、第2の可動基準フェンス37によって中折り位置まで戻される。第2の可動基準フェンス37は、モータによって駆動される。
折りブレード38は、図示されないモータによって駆動される。そして、折り曲げられた用紙束6は、一対の押圧ローラ39、40によって上下から押圧される。
一対の押圧ローラ39、40は、図示されないモータによって駆動される、このようにして折り曲げられた用紙束6は、押圧ローラ39、40と排紙ローラ41とによって、第2の排紙トレイ42上に排紙される。排紙ローラ41は、モータによって駆動される。
なお図1中、符号49は、綴じ孔用のパンチ穴を開ける場合に用いられる穿孔装置を示している。
制御部61は、本実施形態に関連する、綴じモードに応じた各部の動作や搬送形態の選択実行およびシート束を構成するシートのサイズや厚さに応じた綴じ加圧の各制御を行うために用いられる。なお、綴じ加圧は、後で説明するが、本実施形態の特徴であるシートの幅方向全域に亘って圧着綴じを行う際に行われる処理である。
制御部61は、CPU、記憶部、通信インターフェース等を有するコンピュータが用いられている。
制御部61の記憶部は、ROM、RAM等によって構成されており、CPUが実行するプログラム等を格納している。
制御部61には、入口センサ15、加工部16、第1の束化部28、中綴じ折り部33、搬送部51および経路切替部52等が接続されている。
制御部61(CPU)は、記憶部に記憶されているプログラムに従って用紙後処理装置3の各部を駆動制御する。また、制御部61は、画像形成装置の制御手段とデータ通信可能に接続されている。
図3は、端部綴じ部を対象とする圧着綴じ方法を説明するための図である。
同図において圧着綴じ部25は、凹凸がある圧着歯(下凹凸歯101、上凹凸歯102)を用紙束(シート束)6に対し対向する位置に配置している(図3(A))。
どちらか一方の圧着歯(もしくは両方)を動かし、力を掛ける。(図3(B)〜(C))
加圧力を大きくしていくと、用紙が凹凸状に加圧変形されてその形状が転写され綴じが完了する。(図3(D))
この圧着綴じでは、凹凸の嵌合や用紙間の繊維の絡まりや固着により用紙を綴じることが可能となる。圧着歯101、102の凹凸形状には任意の角度の斜面部を持っている。
また、凹凸形状の頂点部、谷部の形状は異なっており、圧着歯101、102が噛み合ったときに、図4に示すように、例えば上圧着歯102の頂点部と下圧着歯101の谷部が接触しないようになっている。これにより、斜面部のみで用紙束6を圧着することになり、効率よく綴じを行なうことが可能となる。
本実施形態に係るシート処理装置は、シート束の端部綴じの一つとして、用紙の幅方向全域を圧着綴じするモードを実行する際に、綴じ領域全域において圧着綴じ力の不足が生じないようにする点を特徴としている。
図5は、シート処理装置における圧着綴じ部に関する一実施例の要部を示す図である。
同図において、圧着と持部25に用いられる圧着歯(下凹凸101,上凹凸歯102)は、シート束を構成する用紙の幅方向全域に亘って設けられている。
図6は、上凹凸歯102の保持機構を示しており、同図において、上凹凸歯102は、保持機構に用いられる両端規制部材104によって昇降可能に支持されている。
つまり、両端規制部材104は、圧着歯の一方である上凹凸歯102の長手方向両端近傍に配置され、上凹凸歯102の長手方向両端に有する支持ロッド102Aが挿入される昇降方向のスリット104Aを備えている。
支持ロッド102Aが両端規制部材104のスリット104A内に挿入される上凹凸歯102は、支持ロッド102Aと両端規制部材104との間に配置された引っ張りバネ105によって圧着歯の他方である下凹凸歯101から離される初期習性が付与されている。
図7において、プレスローラ103が上凹凸歯102の対向面裏側に当接して加圧する位置では、圧着歯同士の噛み合いが強化される。つまり、圧着歯の長手方向でプレスローラ103が上凹凸歯102の対向面裏側を移動しながら加圧する位置では、これ以外の位置での圧着歯同士の噛み合い状態に関係なく用紙の圧着綴じに必要な綴じ力が確保される。
図7(B)では、符号L2で示すように、長手方向ほぼ中央において上凹凸歯102が加圧されているので、長手方向中央での圧着歯同士の噛み合いが確保されると共に長手方向全域に亘って圧着歯同士が噛み合っている状態が示されている。
図7(C)では、図7(A)とは反対に紙面左側(符号L3で示す位置)での圧着歯同士の噛み合い状態に関係なく紙面右側での噛み合いが強化されて用紙への綴じ力が確保される状態が示されている。
なお、上記実施例では、上凹凸歯102を対象として昇降可能な構成としているが、下凹凸歯101を対象として昇降可能な構成とすることも可能である。この構成によれば、下凹凸歯101自身の重力を利用して上凹凸歯102から離す習性を付与できるので、図6に示した構成での引っ張りバネ105を省略して構成の簡略化が図れる。
図8に示す実施例は、圧着歯の一方として用いる上凹凸歯102を、その長手方向で複数に分割したことを特徴としている。
図9は、上凹凸歯102の保持機構を示しており、同図において上凹凸歯102は、圧着歯昇降規制部材106に形成された開口106A内に挿入されている。
複数に分割された上凹凸歯102は、圧着歯昇降規制部材106との間に配置された圧縮バネ107により下凹凸は101から離れる向きに移動する習性が付与されている。
なお、この構成においても、図5に示した構成と同様に、下凹凸は101側を上凹凸歯102に対して接離する構成とすることで、圧縮バネ107を省略することが可能となる。
図10に示す実施例は、図7に示した場合と違って、圧着歯の一方である上凹凸歯102の長手方向が曲線状とされている。
上凹凸歯102は、図11に示す保持機構により揺動することができる。
図11において、上凹凸歯102は、長手方向中央に固定された支軸102Bが回転規制部材108に支持されることにより揺動することができる。
上凹凸歯102の長手方向両端には、図示しないが、図6に示した構成と同様に、引っ張りバネを掛け止められる係止部102Cが設けられている。
上凹凸歯102は、プレスローラ103の当接位置を除いて、引っ張りバネによって下凹凸歯101に対向する面が下凹凸歯101から離れる習性を付与されている。
図10(A)は、図7(A)に示した位置にプレスローラ103が移動している状態を示している。また、図10(B)は、図7(B)に示した位置にプレスローラ103が移動した状態を示している。そして図10(C)は、図7(C)に示した位置にプレスローラ103が移動している状態を示している。
この構成においては、上凹凸歯102がプレスローラ103の転動に応じて揺動し、プレスローラ103と対応する位置が下凹凸歯101と噛み合うことができる。しかも、上凹凸歯102側の曲面の一部が下凹凸歯101に噛み合うことになるので、噛み合い時の圧力が高められる。これにより圧着に必要な綴じ力が十分確保される。
図12は、この状態を示しており、この構成に対するプレスローラ103を用いた作用は、図8に示した構成と同様であるが、上述したように、曲面の一部が下凹凸歯101に噛み合うので、図8に示した場合に比べて加圧力を強くすることができる。
図13に示す実施例は、プレスローラ103に加えて、上凹凸歯102を下凹凸歯101に対して噛み合わせるための加圧ユニットが備えられている。
つまり、圧着歯の近傍には、支点軸109を挟んで長手方向両端が揺動することでシーソー運動が可能なリンク機構からなる加圧ユニット110が設けられ、揺動端の一方には上凹凸歯102が支持されている。
加圧ユニット110の揺動端の他方には上凹凸歯102を下凹凸歯101に対して噛み合い、噛み合い解除の各位置に移動させる荷重軸110Aが設けられている。
荷重軸110Aには、図示しない駆動部材が連結されて上凹凸歯102を下凹凸歯101に対して噛み合わせる向きに移動させるようになっている。
これによりシート束の圧着綴じが行われることになるが、綴じ力が不十分で用紙の潰れが少ない箇所では、プレスローラ103による加圧によって綴じ力が補われる。
なお、上凹凸歯102の長手方向両端に設けられている支持ロッド102Aは、その端部がボールジョイントなどを介して加圧ユニット110へ設けられることも可能である。
シートの圧着綴じに際して綴じ力が不十分となる可能性は、シート束を構成する用紙のサイズや厚さに影響される。
そこで、本実施形態では、図2に示した制御部61において、用紙サイズや厚さを入力可能な操作パネル220およびこの情報に応じて制御部61で設定されたプレスローラ103の駆動態位に基づきプレスローラ103を駆動する駆動部201が用いられている。
制御部61において、プレスローラ103を駆動する必要が判定された場合には、プレスローラ駆動部201を介して、圧着歯の長手方向での加圧位置や移動回数などの信号に基づきプレスローラ103の動作状態が設定される。
2 画像形成装置
3 用紙後処理装置
61 制御手段
101,102 圧着歯
103 プレスローラ
200 操作パネル
201 プレスローラ駆動部
Claims (7)
- 複数の用紙が重ねられたシート束の一部を凹凸状に加圧変形させることで綴じ処理を行うシート処理装置であって、
前記凹凸状に変形させるために互いに噛み合い可能な圧着歯と
を備え、
前記圧着歯の一方には、該圧着歯の長手方向に沿って該圧着歯同士の対向面裏側を加圧しながら移動可能な加圧手段が配置されていることを特徴とするシート処理装置。 - 前記圧着歯は、前記長手方向で一方の圧着歯が他方の圧着歯から離される初期習性を付与され、前記加圧手段が対向面裏側を加圧しながら移動すると加圧手段と対向する圧着歯同士が噛み合う方向に移動することを特徴とする請求項1記載のシート処理装置。
- 前記圧着歯は、いずれか一方が前記長手方向で複数に分割されていることを特徴とする請求項1または2に記載のシート処理装置。
- 前記圧着歯の一方は、長手方向が曲線であることを特徴とする請求項1乃至3のうちのいずれか一つに記載のシート処理装置。
- 前記圧着歯の一方は、前記シートに向け加圧する方向に移動可能な加圧ユニットに支持されていることを特徴とする請求項1乃至4のうちのいずれか一つに記載のシート処理装置。
- 前記加圧手段は、前記シート束を構成するシート枚数、厚さに応じて動作状態を制御する制御部により駆動制御されることを特徴とする請求項1記載のシート処理装置。
- 請求項1乃至6のうちのいずれか一つに記載のシート処理装置を画像形成装置に付設することを特徴とする画像形成システム。
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