JP6465422B2 - シート綴じ装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、用紙に綴じ処理を施すシート綴じ装置、そのシート綴じ装置を備えた画像形成装置に関するものである。

従来、画像形成システムとして、画像形成装置で画像が形成された用紙束に対して綴じ処理を施す用紙綴じ装置が設けられた用紙処理装置を備えたものが知られている。

特許文献１には、金属針を用いずに用紙束を一対の凹凸形状の歯部を有する圧着部材である圧着歯で強く噛み合わせることにより用紙の繊維を絡ませて、用紙同士を圧着させることで用紙束を綴じる、圧着綴じ方式の用紙綴じ装置が記載されている。

この用紙綴じ装置において、一対の圧着歯の一方は、固定部材に組み付けられた固定圧着歯であり、他方は、固定部材に組みつけられた圧着部材に対して接離可能な可動部材に組みつけられた可動圧着歯である。

金属針を用いずに圧着綴じで用紙束を綴じることにより、用紙束の廃棄時やシュレッターをかけるときに、用紙束から金属針をはずす手間を省くことができる。

本発明の目的は、シート束が圧着部材に張り付くのを抑制できるシート綴じ装置、そのシート綴じ装置を備えた画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、複数の凸部を有し、シート束を挟み込んで綴じる一対の圧着部材と、前記一対の圧着部材のうちの一方の圧着部材を、前記一対の圧着部材のうちの他方の圧着部材との間でシート束を綴じる綴じ位置と、該綴じ位置から退避した退避位置と、の間で移動させる移動手段と、前記一方の圧着部材と連動して移動可能で、シート束のうち前記一方の圧着部材に対向する側の面と接触する接触部材と、前記一方の圧着部材が前記綴じ位置から前記退避位置へ移動する途中で、前記接触部材に設けられた被当接部に当接して前記接触部材の移動を止める規制部材とを備えることを特徴とするシート綴じ装置である。

以上、本発明によれば、綴じられたシート束が圧着部材に張り付くのを抑制できるという優れた効果がある。

（ａ）歯型が開いた状態の綴じ具及びその駆動機構の一例を示す説明図、（ｂ）歯型が閉じた状態の綴じ具及びその駆動機構の一例を示す説明図。 実施形態に係る画像形成システムの２つの態様を示す図。 図２における用紙後処理装置の平面図。 図２における用紙後処理装置の正面図。 図４における分岐爪が用紙搬送状態であるときの分岐爪を中心とするシート後処理装置の要部を示す図。 図４における分岐爪が用紙をスイッチバックさせるとき分岐爪を中心とする用紙後処理装置の要部を示す図。 用紙後処理装置でオンライン綴じを行う場合のイニシャル動作完了時の状態を示す動作説明図。 図７の状態から１枚目の用紙が画像形成装置より排紙され、用紙後処理装置に搬入された直後の状態を示す動作説明図。 図８の状態から用紙後端が入口ローラのニップから離脱して分岐路を超えたときの状態を示す動作説明図。 図９の状態から用紙をスイッチバックして用紙の搬送方向を整合するときの状態を示す動作説明図。 図１０の状態から分岐路に１枚目の用紙を待機させ、次の２枚目のシートを搬入するときの状態を示す動作説明図。 図１１の状態から２枚目の用紙が搬入されてきたときの状態を示す動作説明図。 図１２の状態から最終紙を整合して用紙束を形成したときの状態を示す動作説明図。 図１３の状態から綴じ動作時を行うときの状態を示す動作説明図。 図１４の状態から用紙束を排紙するときの状態を示す動作説明図。 歯部が進退可能な孔部が形成された剥がし部材の模式図。 歯型が開いた状態の綴じ具及びその駆動機構の一例を示す説明図。 歯型が閉じた状態の綴じ具及びその駆動機構の一例を示す説明図。 搬送路で用紙を重ねることについて説明する図。 ２部目以降の処理動作について説明する図。

［実施形態１］
図２は実施形態に係る画像形成装置と画像形成システムそれぞれの態様を示す図である。すなわち、図２（ａ）は、画像形成装置１０１の搬送路内に用紙処理装置としての用紙後処理装置２０１が設置された画像形成装置１０１を示している。図２（ｂ）は、画像形成装置１０１と、画像形成装置１０１の搬送路外に設けられた用紙後処理装置２０１とを備えた画像形成システムを示している。

用紙後処理装置２０１は、画像形成装置１０１から排出された用紙を綴じる用紙綴じ装置である圧着綴じ装置２８０を備えている。また、この用紙後処理装置２０１は、搬送路内で用紙を重ね合わせ整合する整合機能と、整合された用紙束を搬送路内で綴じる綴じ機能とを備えている。

図２（ａ）では、画像形成装置１０１の胴内で後処理することから胴内処理装置とも呼ばれている。このように本実施形態に係る用紙後処理装置２０１は小型で、画像形成装置１０１の形態に応じて胴内でも側面でも簡単に取り付け、あるいは配置することが可能である。

画像形成装置１０１は、画像処理部及び給紙部を含む画像形成エンジン部１１０と、画像読み取って画像データに変換する読み取りエンジン部１０３と、読み取りエンジン部１０３に読み取る原稿を自動的に送り込む自動原稿給送装置１０４とを備えている。

図２（ａ）では、画像形成後の用紙の排出が画像形成装置１０１の胴内に設けられた排紙部により行われ、図２（ｂ）では、画像形成後の用紙の排出は画像形成装置１０１の外部に設けられた排紙部により行われる。

図３は図２における用紙後処理装置２０１の平面図であり、図４は図２における用紙後処理装置２０１の正面図である。図３及び図４において、用紙後処理装置２０１は、搬送路２４０に沿って入口側から入口センサ２０２、入口ローラ２０３、分岐爪２０４、綴じ具２１０及び排紙ローラ２０５を備えている。

入口センサ２０２は、画像形成装置１０１の排紙ローラ１０２から排紙され、用紙後処理装置２０１に搬入された用紙の先端、後端及び用紙の有無を検知する。入口センサ２０２としては、例えば反射型の光センサが使用される。なお、反射型の光センサに代えて透過型の光センサを使用することもできる。

入口ローラ２０３は、用紙後処理装置２０１の入口に位置し、画像形成装置１０１の排紙ローラ１０２によって排紙される用紙を受け取り、圧着綴じ装置２８０が有する綴じ手段である綴じ具２１０内に搬入する機能を有する。また、停止、回転、搬送量を制御可能な不図示の駆動手段（駆動モータ）と、この駆動手段や圧着綴じ装置２８０などを制御する不図示の後処理制御部も備えている。

入口ローラ２０３は、対となるローラとのニップに画像形成装置１０１側から搬送されてきた用紙の先端部を突き当て、スキュー補正も行う。

入口ローラ２０３の後段には、分岐爪２０４が配置されている。分岐爪２０４は用紙後端を分岐路２４１に導くために設けられている。この場合には、用紙後端が分岐路２４１を越えた後、分岐爪２０４は図４において時計回り方向に回転し、用紙を搬入方向と逆の方向に搬送する。

これにより、用紙後端側は分岐路２４１側に導かれる。分岐爪２０４は後述するが、ソレノイドによって駆動され、揺動動作を行う。なお、ソレノイドに代えてモータとすることもできる。

分岐爪２０４は図４において反時計回り方向に駆動され、回転したとき、分岐路２４１の搬送面に用紙あるいは用紙束を押圧することが可能である。これにより分岐爪２０４は用紙あるいは用紙束を分岐路２４１で固定することができる。

排紙ローラ２０５は用紙後処理装置２０１の搬送路２４０の最後段の出口直前に位置し、用紙の搬送、シフト、排出を行う機能を有する。また、入口ローラ２０３と同様に排紙ローラ２０５の停止、回転、搬送量を制御可能な駆動源（駆動モータ）を備え、この駆動源は前記後処理制御部によって制御される。排紙ローラ２０５のシフトはシフト機構２０５Ｍによって行われる。シフト機構２０５Ｍは、シフトリンク２０６、シフトカム２０７、シフトカムスタッド２０８及びシフトホームポジションセンサ２０９からなる。

シフトリンク２０６は排紙ローラ２０５の軸端２０５ａに設けられ、シフトの移動力を受ける。シフトカム２０７はシフトカムスタッド２０８を有し、回転をする円盤状の部品である。この部品の回転によってシフトカムスタッド２０８を介しシフトリンク長穴部２０７ａに移動可能に挿入された排紙ローラ２０５が用紙搬送方向と直交する方向に移動する。この移動がいわゆるシフトである。

シフトカムスタッド２０８はシフトリンク長穴部２０７ａと連動し、シフトカム２０７の回転運動を排紙ローラ２０５の軸方向の直動運動に変換する機能を有する。シフトホームポジションセンサ２０９はシフトリンク２０６の位置を検出し、シフトホームポジションセンサ２０９で検出した位置をホームポジションとし、このホームポジションを基準にシフトカム２０７の回転制御を実行する。この制御は前記後処理制御部によって実行される。

綴じ具２１０は、用紙端検知センサ２２０、綴じ具ホームポジションセンサ２２１及び綴じ具移動のためのガイドレール２３０を備えている。綴じ具２１０は、用紙束ＰＢを綴じる機構で、いわゆるステイプラと称されるものである。

本実施形態では一対の歯型２６１で挟み込み、加圧することによって用紙を変形させ、用紙の繊維を絡めて綴じる機能を備えたものである。

この綴じ方式の他に、半抜き加工、切曲げ、切り曲げてさらに穴に通すなどの綴じ方の綴じ具を使用するステイプラも知られている。

いずれにしてもサプライ消費を抑制し、あるいはリサイクルし易くし、そのままシュレッダにかけられるなどのことから省資源に大きく貢献する。そのため、このような綴じ具２１０を使用すると、用紙後処理装置、いわゆるフィニッシャーにおいても、金属針を使わず、圧着綴じのように用紙単体で綴じ処理が可能となる。

用紙端検知センサ２２０は用紙の側端を出するセンサで、用紙を揃えるときに、このセンサ検知位置を基準に揃える。

綴じ具ホームポジションセンサ２２１は用紙幅方向に移動可能な綴じ具２１０の位置を検出すセンサで、最大サイズの用紙が搬送されても邪魔にならない位置に綴じ具２１０が位するポジションをホームポジションとし、その位置を検出する。

ガイドレール２３０は綴じ具２１０が用紙幅方向に安定して移動可能なように、その綴じ具２１０の移動をガイドするレールである。ガイドレール２３０は、綴じ具２１０がホームポジションから最小用紙サイズの用紙を綴じることができる位置まで用紙後処理装置２０１の搬送路２４０の用紙搬送方向に直交する方向に移動可能なように設置されている。

なお、綴じ具２１０は図示しない駆動モータを含む移動機構によってガイドレール２３０に沿って移動する。

搬送路２４０は受け入れた用紙を搬送し、排出する搬送経路であって、用紙後処理装置２０１の入口側から出口側まで貫通している。分岐路２４１は用紙を反転搬送して（スイッチバックさせて）後端側から搬入される搬送路であり、搬送路２４０から分岐している。分岐路２４１は用紙を重ね合わせて整合するために設けられ、集積手段として機能する。

突き当て面２４２は、分岐路２４１の末端に設けられ、用紙後端を突き当て整合する基準面である。

歯型２６１は、所定方向に凹凸形状の歯部２６ａが並ぶ上側歯型部２６１ａ、及び、所定方向に凹凸形状の歯部２６ｂが並ぶ下側歯型部２６１ｂからなる一対の圧着部材である（図１参照）。そして、上側歯型部２６１ａと下側歯型部２６１ｂそれぞれの用紙束ＰＢを対向する歯型面の間に用紙束を挟み込んで加圧し、圧着綴じを行う機能を有する。

図５及び図６は分岐爪２０４を中心とする用紙後処理装置２０１の要部を示す図である。図５は分岐爪２０４が用紙搬送状態にあるときの、図６は用紙をスイッチバックさせるときの関連機構の詳細をそれぞれ示す。

分岐爪２０４は、用紙の搬送経路を搬送路２４０と分岐路２４１のいずれかに切り換えるために支軸２０４ｂに関して予め設定された角度範囲で揺動可能に設けられている。分岐爪２０４は図中の右側より受け入れた用紙が抵抗なく下流側に搬送できる位置、すなわち図５の位置がホームポジションとなっており、スプリング２５１により常時図示反時計回り方向に弾性的に加圧されている。

スプリング２５１は分岐爪可動レバー部２０４ａに掛けられ、分岐爪可動レバー部２０４ａには分岐ソレノイド２５０のプランジャが連結されている。

なお、分岐路２４１の搬送面と分岐爪２０４とは、図６の状態で用紙が分岐路２４１に搬送された後、図５の状態になると、分岐路２４１内にある用紙を挟持状態で保持することができる。

搬送経路の切り換えは、分岐ソレノイド２５０のＯＮ／ＯＦＦによって行われる。すなわち、分岐ソレノイド２５０をＯＮすると、分岐爪２０４は図６において矢印Ｒ１方向に回転し、搬送路２４０を閉鎖し分岐路２４１を開放することにより、分岐路２４１に用紙を導くことができる。

図７〜図１５は、用紙後処理装置２０１の綴じ具２１０によるオンライン綴じの綴じ動作を示す動作説明図である。なお、各図において（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。

本実施形態でオンライン綴じとは、図２に示すように画像形成装置１０１の排紙口に用紙後処理装置２０１を設置し、画像形成装置１０１で画像形成された用紙を用紙後処理装置２０１に連続的に受け入れて整合し、綴じ処理を行うことを言う。

これに対して、画像形成装置１０１から印字出力された用紙若しくは別途印字出力された用紙を用紙後処理装置２０１の綴じ具２１０で綴じることもできる。この綴じ方法は、マニュアル綴じと称される。マニュアル綴じは画像形成装置１０１の排紙から一連の動作で綴じるものでないので、オフライン綴じに含まれる。

図７はオンライン綴じ動作のイニシャル動作完了時の状態を示す図である。画像形成装置１０１から画像形成された用紙の出力が開始されると、各部はホームポジションに移動し、イニシャル処理（動作）を完了する。図７はこのときの状態を示す。

図８は画像形成装置１０１から１枚目の用紙Ｐ１が排紙され、用紙後処理装置２０１に搬入された直後の状態を示す図である。画像形成装置１０１から１枚目の用紙Ｐ１が用紙後処理装置２０１に搬入される前に、用紙後処理装置２０１の後処理制御部は画像形成装置１０１のＣＰＵ（不図示）から用紙処理の制御モードに関するモード情報と用紙情報を受け取る。そして、その情報に基づき、受け入れ待機状態になる。

制御モードには、ストレートモード、シフトモード及び綴じモードの３つのモードが設定されている。ストレートモードにおいては、受け入れ待機状態で入口ローラ２０３及び排紙ローラ２０５は用紙搬送方向に回転を開始し、用紙Ｐ１，・・・Ｐｎが順次搬送され、排出されて最終紙Ｐｎが排出された後、入口ローラ２０３及び排紙ローラ２０５は停止する。なお、ｎは２以上の正の整数である。

シフトモードにおいては、受け入れ待機状態で入口ローラ２０３及び排紙ローラ２０５は搬送方向に回転を開始する。シフト排紙動作は、１枚目の用紙Ｐ１を受け入れて搬送し、１枚目の用紙Ｐ１の後端が入口ローラ２０３を抜けたところで、シフトカム２０７が一定量回転し排紙ローラ２０５が軸方向に移動する。このとき１枚目の用紙Ｐ１も排紙ローラ２０５の移動と共に移動する。

また、１枚目の用紙Ｐ１が排出されると、シフトカム２０７が回転してホームポジションに復帰し、次の２枚目の用紙Ｐ２の搬入に備える。この排紙ローラ２０５のシフト動作を同じ部のｎ枚目（最終）の用紙Ｐｎの排出が完了するまで繰り返す。

これにより、１部（１冊）分の用紙束ＰＢが一方にシフトした状態で排紙され、積層される。次の部の１枚目の用紙Ｐ１が搬入された場合、シフトカム２０７は前の部とは逆方向に回転し、用紙Ｐ１は前の部とは逆側に移動し、排出される。

綴じモードにおいては、受け入れ待機状態で入口ローラ２０３は停止しており、排紙ローラ２０５が搬送方向に回転を開始する。また、綴じ具２１０は用紙幅より一定量退避した待機位置に移動して待機する。この場合、入口ローラ２０３はレジストローラとしても機能する。

すなわち、１枚目の用紙Ｐ１が用紙後処理装置２０１に搬入され、用紙先端は入口センサ２０２により検知され、さらに入口ローラ２０３のニップに突き当たる。そして、１枚目の用紙Ｐ１は、突き当たった位置からさらに一定量の撓みを生じさせる距離だけ画像形成装置１０１の排紙ローラ１０２によって搬送される。前記距離搬送された後、入口ローラ２０３の回転が開始される。

これにより、１枚目の用紙Ｐ１のスキュー補正が行われる。図８（ａ）及び図８（ｂ）は、このときの状態を示す。

図９は用紙後端が入口ローラ２０３のニップから離脱して分岐路２４１を超えたときの状態を示す図である。

１枚目の用紙Ｐ１の搬送量は、用紙後端の入口センサ２０２による検知情報に基づいてカウントされ、用紙搬送位置の位置情報は用紙後処理装置２０１の後処理制御部によって把握されている。

用紙後端が入口ローラ２０３のニップを通過したら、入口ローラ２０３は次の２枚目の用紙Ｐ２の受け入れのために回転を停止する。それと同じタイミングでシフトカム２０７が図９の矢印Ｒ４方向（図示時計回り方向）に回転し、１枚目の用紙Ｐ１をニップした状態で排紙ローラ２０５は軸方向に移動を開始する。これにより、１枚目の用紙Ｐ１は図９において矢印Ｄ１方向に斜行しながら搬送される。

その後、綴じ具２１０に併設又は組み込まれた用紙端検知センサ２２０が用紙Ｐ１の側端部を検知すると、シフトカム２０７は停止し、次いで逆転し、用紙端検知センサ２２０が用紙Ｐ１の非検知状態でシフトカム２０７は停止する。そして、前記動作が完了し、用紙後端が分岐爪２０４先端を通過した所定の位置で排紙ローラ２０５は停止する。

図１０は用紙Ｐ１をスイッチバックして用紙Ｐ１の搬送方向を整合するときの状態を示す図である。図９の状態から分岐爪２０４を図示矢印Ｒ５方向に回転させ、搬送経路を分岐路２４１に切り換えた後、排紙ローラ２０５を逆回転させる。

これにより、１枚目の用紙Ｐ１は矢印Ｄ２方向にスイッチバックされ、用紙後端が分岐路２４１に搬入され、さらに、突き当て面２４２に突き当てられる。この用紙後端の突き当てにより用紙後端は突き当て面２４２を基準に揃えられる。

１枚目の用紙Ｐ１が揃えられると、排紙ローラ２０５は停止する。このとき、排紙ローラ２０５は１枚目の用紙Ｐ１が突き当て面２４２に突き当たるとスリップし、搬送力が付与されないようになっている。すなわち、１枚目の用紙Ｐ１がスイッチバックして突き当て面２４２に突き当たり、用紙後端が突き当て面２４２を基準に揃えられると、それ以上、搬送されて用紙が座屈しないように設定されている。

図１１は分岐路２４１に１枚目の用紙Ｐ１を待機させ、次の２枚目の用紙Ｐ２を搬入するときの状態を示す図である。先行の１枚目の用紙Ｐ１が突き当て面２４２を基準に揃えられた後、分岐爪２０４を図示矢印Ｒ６方向に回転させる。

これにより、分岐爪２０４の下面である接触面２０４ｃが分岐路２４１に位置している用紙後端を分岐路２４１の表面に強力に押さえ付け、動かない状態にして待機する。後行の２枚目の用紙Ｐ２が画像形成装置１０１から搬入されてくると、先行の１枚目の用紙Ｐ１と同様に入口ローラ２０３でスキュー補正を行う。次いで、入口ローラ２０３の回転が開始するのと同時に排紙ローラ２０５も搬送方向に回転を開始する。

図１２は２枚目の用紙Ｐ２が搬入されてきたときの状態を示す図である。図１１の状態から２枚目の用紙Ｐ２、さらに３枚目以降の用紙Ｐ３，・・・，Ｐｎが搬送されてきたときも、図９及び図１０に示した動作を実行する。そして、順次、画像形成装置１０１から搬送されてくる用紙を予め設定した位置に移動させて重ね合わせ、整合状態の用紙束ＰＢを搬送路２４０内にスタック（集積）する。

図１３は最終紙Ｐｎを整合して用紙束ＰＢを形成したときの状態を示す図である。最終紙Ｐｎを整合状態の用紙束ＰＢとして動作完了したら、排紙ローラ２０５を一定量搬送方向に回転させ停止する。この動作で用紙後端を突き当て面２４２に突き当てたときに発生した撓みを解消させる。

その後、分岐爪２０４を図示矢印Ｒ５方向に回転させ、接触面２０４ｃを分岐路２４１から離間させることにより用紙束ＰＢへの加圧力を開放する。これにより用紙束ＰＢは分岐爪２０４による拘束力が解除され、排紙ローラ２０５による搬送が可能となる。

図１４は綴じ動作時の状態を示す図である。
図１３の状態から排紙ローラ２０５を搬送方向に回転させ、綴じ具２１０の歯型２６１の位置と用紙束ＰＢの綴じ位置が一致する距離分用紙束ＰＢを搬送し、その位置で停止させる。これにより、用紙束ＰＢの搬送方向の加工位置が歯型２６１の搬送方向の位置と合致する。

そして、綴じ具２１０を綴じ具２１０の歯型２６１の位置と用紙の加工位置が一致する距離分だけ図示矢印Ｄ３方向に移動させ、停止する。これにより、用紙束ＰＢの幅方向の加工位置が歯型２６１の位置と搬送方向及び幅方向で合致することになる。このとき、分岐爪２０４は図示矢印Ｒ６方向に回転し、用紙受け入れ状態に復帰する。

その後、駆動モータ２６５をＯＮし、歯型２６１によって用紙束ＰＢを加圧し、絞ることによって圧着綴じを行う。

図１５は用紙束ＰＢを排紙するときの状態を示す図である。図１４に示したようにして綴じられた用紙束ＰＢは、排紙ローラ２０５の回転により排出される。

用紙束ＰＢが排出され後、シフトカム２０７を矢印Ｒ７方向に回転させ、ホームポジション（図７の位置）に復帰させる。これと並行して綴じ具２１０を図示矢印Ｄ４方向に移動させ、ホームポジション（図７の位置）に復帰させる。これにより、１部（１冊）の用紙束ＰＢの整合動作を綴じ動作が完了する。次の部がある場合には、図７から図１５の動作を繰り返し、同様にして圧着綴じされた１部の用紙束ＰＢを作成する。

図１は、圧着綴じ装置２８０における絞り圧着機構２６９の説明図である。図１（ａ）は、歯型２６１が開いた状態の綴じ具２１０及びその駆動機構の一例を示す説明図であり、図１（ｂ）は、歯型２６１が閉じた状態の綴じ具２１０及びその駆動機構の一例を示す説明図である。

本実施形態において、歯型２６１は上側歯型部２６１ａと下側歯型部２６１ｂとを有し、噛み合う形状をしている。上側歯型部２６１ａは、凹凸形状の歯部２６ａを固定部材２７ａの下面に設けて構成されている。下側歯型部２６１ｂは、上側歯型部２６１ａと対向するように、凹凸形状の歯部２６ｂを可動部材２７ｂの上面に設けて構成されている。

また、図１（ｂ）に示すような上側歯型部２６１ａとともに用紙束ＰＢを綴じる綴じ位置と、図１（ａ）に示すような当該綴じ位置から退避した退避位置との間で移動可能なように、下側歯型部２６１ｂが回転軸２３を中心に回転移動可能に設けられている。

図１に示した圧着綴じ装置２８０は、下側歯型部２６１ｂを移動させ歯型２６１に押圧力を付与する押圧力付与手段としての絞り圧着機構２６９を備えている。

この絞り圧着機構２６９は、リンク機構２７０や、このリンク機構２７０を動作させるクランク機構２７１などを有している。リンク機構２７０とクランク機構２７１とは、第一節点２６９ａで回転可能に連結されている。

リンク機構２７０は、第一コネクティングロッド２７０ａ及び第二コネクティングロッド２７０ｂを備えている。第一コネクティングロッド２７０ａ及び第二コネクティングロッド２７０ｂのそれぞれの一端は、第一節点２６９ａに連結され、他端は第二節点２７０ｃ及び第三節点２７０ｄにそれぞれ回転可能に連結されている。

第二節点２７０ｃは下側歯型部２６１ｂの背面に設置され、第三節点２７０ｄは下側歯型部２６１ｂの往復直線運動の延長上（仮想直線２７０ｅの延長線上）の固定部材２７０ｆに移動不能に設置されている。この仮想直線２７０ｅは、下側歯型部２６１ｂを案内する図示しないガイド部材によって下側歯型部２６１ｂが案内される軌跡に相当する。

クランク機構２７１は、第三コネクティングロッド２７１ａ、駆動モータ２７１ｍ、回転軸２７１ｂ、及び、回転軸２７１ｂに固定され一体に回転する回転ロッド２７１ｃを備えている。

第三コネクティングロッド２７１ａは、一端が回転ロッド２７１ｃの先端部と第四節点２７１ｄに回転可能に連結され、他端が第一節点２６９ａに同じく回転可能に連結されている。すなわち、第一節点２６９ａには、第一コネクティングロッド２７０ａ、第二コネクティングロッド２７０ｂ、及び、第三コネクティングロッド２７１ａの一方の端部が連結されている。なお、駆動モータ２７１ｍの回転軸２７１ｂの位置は固定である。

また、第一コネクティングロッド２７０ａ及び第二コネクティングロッド２７０ｂは、下側歯型部２６１ｂが上側歯型部２６１ａ側に最大限変位したときに、仮想直線２７０ｅに一致しないような角度で連結されている。

言い換えれば、第一節点２６９ａを挟んだ両者間の角度αが１８０度（一直線）にならないような角度で、第一コネクティングロッド２７０ａ及び第二コネクティングロッド２７０ｂとが連結されている。このような状態で連結されたリンクは、「くの字リンク」とも称される。

「くの字リンク」とは、第一コネクティングロッド２７０ａ及び第二コネクティングロッド２７０ｂと、第一節点２６９ａとを含むリンク機構を意味している。

この機構では、第三コネクティングロッド２７１ａが第一節点２６９ａに連結され、第一節点２６９ａは駆動モータ２７１ｍによって駆動される回転ロッド２７１ｃによって矢印Ｄ１方向または矢印Ｄ１とは反対方向に移動する。その際、矢印Ｄ１方向の第一節点２６９ａの死点が仮想直線２７０ｅに至る直前の位置に来るようにこれらの機構の各部が配置されている。

これにより、第一コネクティングロッド２７０ａ及び第二コネクティングロッド２７０ｂが一直線になることがなく、一直線になる直前の位置で最大限の押圧力が付与できるようになっている。このような構成であると、第一節点２６９ａが常時頂角を有し、言わば、「く」の字のような形状をしていることから「くの字リンク」と称される。

このように構成された絞り圧着機構２６９では、駆動モータ２７１ｍが図示時計回り方向に回転すると、第三コネクティングロッド２７１ａが第一節点２６９ａを図示矢印Ｄ１方向に押し、第一節点２６９ａが図示矢印Ｄ１方向に移動する。すると、第一コネクティングロッド２７０ａと第二コネクティングロッド２７０ｂとの角度αが広がる。

一方、第三節点２７０ｄの位置は固定されているので、これに伴って下側歯型部２６１ｂが図示矢印Ｄ２方向に移動する。そして、下側歯型部２６１ｂが隙間Ｌの間に挿入された用紙束ＰＢを挟んで上側歯型部２６１ａ側に移動する際に用紙束ＰＢに押圧力を付与し、圧着動作が行われることになる。

このような押圧力付与機構による綴じは、圧着動作の前段の動作として絞り動作を備えていることから、前述のように絞り圧着綴じと称される。

リンク機構２７０は下側歯型部２６１ｂを変位させるように構成され、リンク機構２７０に駆動力を伝達する手段がクランク機構２７１となっている。

リンク機構２７０は前述のように第一コネクティングロッド２７０ａ及び第二コネクティングロッド２７０ｂが伸びきる辺りでは非常に強い力が発生し、車のジャッキにも使用される。そこで、リンク機構２７０を駆動する際に、クランク機構２７１で最も力が欲しいタイミングで最大限の力が出せるように両者の関係を設定する。

また、用紙束ＰＢを綴じた後、歯型部間から用紙束ＰＢを取り出せるよう、歯型部間の距離を広げる際には、駆動モータ２７１ｍを図示反時計回り方向に回転させる。これにより、第三コネクティングロッド２７１ａが第一節点２６９ａを図示矢印Ｄ１方向とは反対方向に押し、第一節点２６９ａが図示矢印Ｄ１方向とは反対方向に移動する。すると、第一コネクティングロッド２７０ａと第二コネクティングロッド２７０ｂとの角度αが狭まる。

一方、第三節点２７０ｄの位置は固定されているので、これに伴って下側歯型部２６１ｂが図示矢印Ｄ２方向とは反対方向、すなわち、下側歯型部２６１ｂが上側歯型部２６１ａから離れる方向に移動する。これにより、圧着動作が解除され、上側歯型部２６１ａと下側歯型部２６１ｂとの間の隙間Ｌが大きくなり、歯型部間から用紙束ＰＢを取り出すことができる。

また、本実施形態では、前記綴じ位置から前記退避位置に下側歯型部２６１ｂが移動するときに、用紙束ＰＢと接触し当該用紙束ＰＢを下側歯型部２６１ｂから離間させる離間機構２０を、下側歯型部２６１ｂの可動範囲内に設けている。

この離間機構２０は、用紙束ＰＢの下側歯型部２６１ｂと対向する側の面と接触する接触面である上面を有し、回転軸２３を中心に回転可能な板状部材である剥がし部材２１を有している。剥がし部材２１には、図１６に示すように下側歯型部２６１ｂの凹凸形状の歯部２６ｂが進退可能な開口部２１ｂが形成されている。

また、離間機構２０は、剥がし部材２１の上面とは反対側の面である下面に設けられた突起部２１ａと接触することで、剥がし部材２１の回転移動を規制する回転規制部材であるストッパー２２を有している。そして、剥がし部材２１の突起部２１とストッパー２２とが接触することで、下側歯型部２６１ｂの可動範囲よりも小さい範囲で、ストッパー２２により剥がし部材２１の回転移動が制限される。

また、剥がし部材２１の回転中心は、下側歯型部２６１ｂの回転軸２３と同軸上にあり、下側歯型部２６１ｂの回転移動に連動して剥がし部材２１も回転移動可能に構成されている。

下側歯型部２６１ｂが前記退避位置から前記綴じ位置に移動するときには、下側歯型部２６１ｂの可動部材２７ｂの上面と、剥がし部材２１の下面とが接触する。そして、下側歯型部２６１ｂに剥がし部材２１が押し上げられながら、下側歯型部２６１ｂの回転移動に連動して剥がし部材２１も回転移動する。

下側歯型部２６１ｂが前記綴じ位置に位置するときには、剥がし部材２１の下面が下側歯型部２６１ｂの可動部材２７ｂの上面と接触した状態で、剥がし部材２１の開口部２１ｂから下側歯型部２６１ｂの歯部２６ｂが突き出ている。これにより、一対の歯型２６１によって用紙束ＰＢを綴じることができる。

一方、下側歯型部２６１ｂが前記綴じ位置から前記退避位置に移動するときに、剥がし部材２１が自重により下側歯型部２６１ｂの移動に連動して移動する途中で、剥がし部材２１の突起部２１ａがストッパー２２と接触し、剥がし部材２１の回転移動が停止する。そして、下側歯型部２６１ｂが前記退避位置に位置するときには、剥がし部材２１がストッパー２２と接触した位置に位置したままとなる。

これにより、前記綴じ位置から前記退避位置に下側歯型部２６１ｂが移動するときに、圧着綴じされた用紙束ＰＢが剥がし部材２１の上面で止まる。そのため、下側歯型部２６１ｂと用紙束ＰＢとが離間して隙間が生じ、下側歯型部２６１ｂから用紙束ＰＢを剥がすことができる。

よって、一対の歯型２６１による用紙束ＰＢの噛み合わせを解除したときに、前記綴じ位置から前記退避位置に移動する下側歯型部２６１ｂに用紙束ＰＢが張り付くのを抑制できる。よって、用紙束ＰＢが下側歯型部２６１ｂに張り付いて、紙詰まりや用紙の損傷などが生じるのを抑制することができる。

また、下側歯型部２６１ｂやストッパー２２と接触する位置に剥がし部材２１を移動させるために、駆動源を別途で設けて剥がし部材２１の回転移動を制御する必要がないため、装置の大型化や、制御が複雑になるのを抑制することができる。

また、図１６に示したように、下側歯型部２６１ｂが進退可能な開口部２１ｂを剥がし部材２１に形成したことで、簡単な構成で圧着綴じ動作を妨げることなく、剥がし部材２１により用紙束ＰＢが下側歯型部２６１ｂに張り付くのを抑制することができる。

図１７及び図１８はそれぞれ綴じ具２１０の構成及び動作の他例を示す説明図である。図１７は、歯型２６１が開いた状態の綴じ具２１０及びその駆動機構の一例を示す説明図であり、図１８は、歯型２６１が閉じた状態の綴じ具２１０及びその駆動機構の一例を示す説明図である。

図１７において、歯型２６１は上側歯型部２６１ａと下側歯型部２６１ｂとを有し、噛み合う形状をしている。上側歯型部２６１ａは、可動リンク部材２６３の先端に組み付けられている。

下側歯型部２６１ｂは、上側歯型部２６１ａと対向するように固定リンク部材２６４に組み付けられている。

可動リンク部材２６３は、加圧レバー２６２の回動によって歯型２６１が互いに接離するように構成されている。

加圧レバー２６２は、図１８中矢印Ａ２方向に回転するカム２６６により、図１８中矢印Ａ３方向に回動する。このカム２６６は駆動モータ２６５より駆動力を与えられ回転し、カムホームポジションセンサ２６７の検知情報に基づき、その検知位置に位置するように制御される。

カムホームポジションセンサ２６７の検知位置をカム２６６のホームポジション（待機位置）とし、この位置で歯型２６１は開いた状態となっている。

用紙を綴じるときは、図１８に示すように動作する。一対の歯型２６１が開いた状態で、その間に用紙Ｐを挿入し、駆動モータ２６５の回転によってカム２６６を図１８中矢印Ａ２方向へ回転させる。

そのカム面の変位によって加圧レバー２６２は図中矢印Ａ３方向に回動する。その回転力は、てこを利用した可動リンク部材２６３を介して力を増し、その端部の上側歯型部２６１ａに伝わる。

カム２６６が一定量だけ回転した時点で上側歯型部２６１ａと下側歯型部２６１ｂとは噛み合い、用紙Ｐを狭持する。この狭持によって、用紙Ｐは変形加圧され、隣接した用紙同士の繊維が絡み合い綴じられる。

その後、駆動モータ２６５は逆回転し、カムホームポジションセンサ２６７の検知位置で停止する。また、加圧レバー２６２はバネ性を有しており過負荷が加わったときは撓み、その過負荷を逃がすようになっている。

図１７及び図１８で示す構成の綴じ具２１０において、用紙Ｐを変形加圧するように挾持する一対の歯型２６１が噛み合う力である綴じ力が変化し、用紙同士の繊維が絡み合って用紙束が綴じられるときの綴じ強度が変化する。一対の歯型２６１が噛み合うときの綴じ力は、カム２６６を介して加圧レバー２６２を回動させるときの回転力（トルク）、すなわち、駆動モータ２６５で発生するトルク（力のモーメント）によって変化する。

駆動モータ２６５で発生するトルクは、駆動モータ２６５に供給されるモータ電流に応じて変化する。したがって、駆動モータ２６５に供給されるモータ電流を制御することにより、本綴じモード及び仮綴じモードなどの綴じモードに応じて、綴じ具２１０の綴じ力を変更し、用紙束の綴じ強度を変更することができる。

そして、このような構成の綴じ具２１０に対しても、上述したような用紙束ＰＢを上側歯型部２６１ａから離間させる離間機構を、上側歯型部２６１ａの可動範囲内に設けることで、圧着綴じが施された用紙束ＰＢが上側歯型部２６１ａに張り付くのを抑制できる。

［実施形態２］
図１９に、用紙上に画像を形成する画像形成装置１０１と、画像形成装置１０１によって画像が形成された用紙の束に対して綴じ処理を施す用紙後処理装置２０１とを備えた画像形成システムの概略図を示す。

図１９を用いて、搬送路で用紙を重ねることについて説明する。
画像形成装置１０１から出力された用紙は用紙後処理装置２０１に入り、搬送ローラ４、搬送ローラ５で搬送され、用紙の移動力で切換爪９を回動させ、それにより確保された搬送路を通り、搬送ローラ７、搬送ローラ８により整合ユニット１８へ搬送される。

搬送された用紙は矢印Ｂ方向へ自重落下し、後端フェンス１１で搬送方向を揃えられる。予め用紙の後端をセンサＳ２で検知し、用紙搬送方向が揃えられ得る時間の後、整合フェンス１０により幅方向が揃えられる。この動作を繰り返す事で多枚数の用紙を１枚ずつ整合する。

最終紙を整合し終わると、整合された用紙束に圧着綴じ装置１２で圧着綴じを施し、整合ユニット１８内の放出ベルト１４が矢印Ｃ方向に回転し、それに取り付いている放出爪１３により整合ユニット１８から矢印Ｄ方向へ用紙束を放出する。その用紙束は排出ローラ１５と従動コロ１６とによりトレイ３に排出スタックされる。またトレイ３はスタック枚数に応じ上下移動する機構を持っている。

この従動コロ１６は搬送ガイド板１７に取り付いており、搬送する用紙束の厚みが変化しても同じ搬送力を得る事が出来るように支点１７ａを中心に回動可能に構成され、搬送ガイド板１７の自重で排出ローラ１５に加圧する構成になっている。以上が１部の場合の動作である。

これが２部以上の場合は、画像形成装置１０１は、先の部の最終紙と次の部の１枚目とのコピー間隔を、その他の場合と同じ間隔でコピーを連続して用紙後処理装置２０１に送り込む。

２部目以降の処理動作を、図２０（ａ）、図２０（ｂ）、図２０（ｃ）、図２０（ｄ）で説明する。

図２０（ａ）の矢印方向に搬送ローラ４，５が回転し、２部目の１枚目の用紙が搬送される。センサＳ２がその用紙の後端を検知し、整合ユニット１８が用紙を受け入れる状態ではない場合には、図２０（ｂ）の矢印方向に搬送ローラ６，７，８が逆転する。そして、切換爪９によって用紙は図２０（ｂ）に示すように搬送され、その用紙の紙端をセンサＳ２で検知したら停止させる。

図２０（ｃ）に示すように搬送ローラ４，５により２部目の２枚目の用紙が搬送され、その先端をセンサＳ２が検知すると、図２０（ｄ）の矢印方向に搬送ローラ６，７，８が回転し、２枚の用紙を重ねた状態で搬送する。このとき、それら用紙の後端をセンサＳ２で検知したときに、整合ユニット１８が用紙を受け入れる状態にある場合は、そのまま用紙を排出する。

一方、整合ユニット１８が用紙を受け入れる状態ではない場合は、１枚目の用紙と同じ動作を繰り返す。このように、２部目の２枚目以降の用紙に対して、整合ユニット１８が用紙を受け入れる状態になるまで、１枚目の用紙と同じ動作を繰り返した後、２枚以上の用紙を重ねた状態で排出する。

以上の動作により、２部以上のステープル処理時に生産性を落とすこと無く、効率よく後処理を行うことができる。

また、本実施形態の圧着綴じ装置１２の構成としては、実施形態１の圧着綴じ装置２８０と同じ構成を採用することができ、実施形態１の圧着綴じ装置２８０を設けた場合と同様の効果を得ることができる。

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
凹凸形状の歯部を有する一対の歯型２６１などの圧着部材と、前記一対の圧着部材の一方であり、上側歯型部２６１ａなどの他方の圧着部材とともに用紙束ＰＢなどの用紙束を綴じる綴じ位置と、当該綴じ位置から退避した退避位置との間で移動可能に設けられた下側歯型部２６１ｂなどの可動圧着部材を移動させる圧着機構２６９などの圧着部材移動手段とを備え、可動圧着部材移動手段により可動圧着部材を前記綴じ位置に移動させることで、前記一対の圧着部材によって用紙束を挟み込み、用紙束に綴じを行う圧着綴じ方式の圧着綴じ装置２８０などの用紙綴じ装置において、前記綴じ位置から前記退避位置に可動圧着部材が移動するときに、用紙束と接触し用紙束を可動圧着部材から離間させる離間機構２０などの離間手段を、可動圧着部材の可動範囲内に設けた。
一対の圧着歯で用紙束を強く噛み合わせる際には、強い加圧力が必要である。そのため、一対の圧着歯による用紙束の噛み合わせを解除するときに、圧着綴じされた用紙束が可動圧着歯に張り付いた状態で、可動圧着歯が固定圧着歯から離れる方向に移動することがある。このように、用紙束が可動圧着歯に張り付いてしまうと、紙詰まりや用紙の損傷に繋がるおそれがある。
そこで、（態様Ａ）においては、前記綴じ位置から前記退避位置に前記可動圧着部材が移動するときに、圧着綴じされた用紙束を離間手段によって可動圧着部材から離間させて剥がすことができる。これにより、一対の圧着部材による用紙束の噛み合わせを解除したときに、前記綴じ位置から前記退避位置に移動する可動圧着部材に用紙束が張り付くのを抑制できる。よって、用紙束が可動圧着部材に張り付いて、紙詰まりや用紙の損傷などが生じるのを抑制することができる。

３ トレイ
４ 搬送ローラ
５ 搬送ローラ
６ 搬送ローラ
７ 搬送ローラ
８ 搬送ローラ
９ 切換爪
１０ 整合フェンス
１１ 後端フェンス
１２ 圧着綴じ装置
１３ 放出爪
１４ 放出ベルト
１５ 排出ローラ
１６ 従動コロ
１７ 搬送ガイド板
１７ａ 支点
１８ 整合ユニット
２０ 離間機構
２１ 剥がし部材
２１ａ 突起部
２１ｂ 開口部
２２ ストッパー
２３ 回転軸
２６ａ 歯部
２６ｂ 歯部
２７ａ 固定部材
２７ｂ 可動部材
１０１ 画像形成装置
１０２ 排紙ローラ
１０３ エンジン部
１１０ 画像形成エンジン部
２０１ 用紙後処理装置
２０２ 入口センサ
２０３ 入口ローラ
２０４ 分岐爪
２０４ａ 分岐爪可動レバー部
２０４ｂ 支軸
２０４ｃ 接触面
２０５ 排紙ローラ
２０５ａ 軸端
２０５Ｍ シフト機構
２０６ シフトリンク
２０７ シフトカム
２０７ａ シフトリンク長穴部
２０８ シフトカムスタッド
２０９ シフトホームポジションセンサ
２１０ 綴じ具
２２０ 用紙端検知センサ
２２１ 綴じ具ホームポジションセンサ
２３０ ガイドレール
２４０ 搬送路
２４１ 分岐路
２４２ 突き当て面
２５０ 分岐ソレノイド
２５１ スプリング
２６１ 歯型
２６１ａ 上側歯型部
２６１ｂ 下側歯型部
２６２ 加圧レバー
２６３ 可動リンク部材
２６４ 固定リンク部材
２６５ 駆動モータ
２６６ カム
２６７ カムホームポジションセンサ
２６９ 圧着機構
２６９ａ 第一節点
２７０ リンク機構
２７０ａ 第一コネクティングロッド
２７０ｂ 第二コネクティングロッド
２７０ｃ 第二節点
２７０ｄ 第三節点
２７０ｅ 仮想直線
２７０ｆ 固定部材
２７１ クランク機構
２７１ａ 第三コネクティングロッド
２７１ｂ 回転軸
２７１ｃ 回転ロッド
２７１ｄ 第四節点
２７１ｍ 駆動モータ
２８０ 圧着綴じ装置

特開２０１０−１８４７６９号公報

Claims (11)

1. 複数の凸部を有し、シート束を挟み込んで綴じる一対の圧着部材と、
   前記一対の圧着部材のうちの一方の圧着部材を、前記一対の圧着部材のうちの他方の圧着部材との間でシート束を綴じる綴じ位置と、該綴じ位置から退避した退避位置と、の間で移動させる移動手段と、
   前記一方の圧着部材と連動して移動可能で、シート束のうち前記一方の圧着部材に対向する側の面と接触する接触部材と、
   前記一方の圧着部材が前記綴じ位置から前記退避位置へ移動する途中で、前記接触部材に設けられた被当接部に当接して前記接触部材の移動を止める規制部材とを備えることを特徴とするシート綴じ装置。
2. 請求項１のシート綴じ装置において、
   前記一対の圧着部材によってシート束を綴じるとき、前記接触部材は、シート束から離間していることを特徴とするシート綴じ装置。
3. 請求項１または２に記載のシート綴じ装置において、
   前記接触部材は、シート束のうち前記一方の圧着部材と対向する側の面と接触する接触面を有することを特徴とするシート綴じ装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載のシート綴じ装置において、
   前記接触部材は回転軸を中心に回転可能であって、
   前記一方の圧着部材の前記綴じ位置と前記退避位置との間の移動に連動して、前記接触部材が前記回転軸を中心に回転することを特徴とするシート綴じ装置。
5. 請求項４に記載のシート綴じ装置において、
   前記一方の圧着部材は、前記回転軸を中心に、前記接触部材とともに回転可能であることを特徴とするシート綴じ装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載のシート綴じ装置において、
   前記接触部材は、板状部材であることを特徴とするシート綴じ装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載のシート綴じ装置において、
   前記接触部材は突起部を有し、前記規制部材は前記突起部と当接することを特徴とするシート綴じ装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載のシート綴じ装置において、
   前記接触部材は、前記一方の圧着部材の複数の凸部が進退可能な開口部を有し、
   前記一方の圧着部材が前記綴じ位置に位置するときには、前記接触部材の前記開口部から前記一方の圧着部材の複数の凸部が突き出ていることを特徴とするシート綴じ装置。
9. 請求項８に記載のシート綴じ装置において、
   前記一方の圧着部材が前記綴じ位置に位置するときには、前記接触部材が前記一方の圧着部材と接触した状態で、前記接触部材の前記開口部から前記一方の圧着部材の複数の凸部が突き出ていることを特徴とするシート綴じ装置。
10. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載のシート綴じ装置において、
    前記一対の圧着部材によって綴じられたシート束を綴じ位置から排出する排出手段を備えることを特徴とするシート綴じ装置。
11. シート上に画像を形成する画像形成手段と、
    前記画像形成手段によって画像が形成されたシートの束に対して綴じ処理を施すシート綴じ装置とを備えた画像形成装置において、
    前記シート綴じ装置として、請求項１乃至１０いずれか一項に記載のシート綴じ装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。

Images