JP7223251B2 - ミシン目形成装置、後処理装置、画像形成装置、及び、画像形成システム - Google Patents
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Description
ここで、特許文献1には、ウェブにミシン目を良好に形成するために、ミシン胴とミシン受胴との軸間距離を調整する調整機構を設ける技術が開示されている。
しかし、特許文献1のミシン目形成装置は、調整機構が複雑かつ大型であるため、装置全体が大型化、高コスト化してしまっていた。
本実施の形態において、画像形成装置1は、ミシン目形成装置80と後処理装置50とが着脱可能に設置されていて、ミシン目形成装置80及び後処理装置50とともに1つの画像形成システム100を構成している。
ここで、画像形成システム100におけるミシン目形成装置80は、画像形成装置1から排出されたシートPに対して、搬送方向に直交する幅方向(図1の紙面垂直方向である。)にミシン目を形成するための装置である。
その後、感光体ドラム2Kの表面は、露光部7から発せられたレーザ光の照射位置に達して、この位置での幅方向(図1の紙面垂直方向であって、主走査方向である。)の露光走査によってブラックに対応した静電潜像が形成される(露光工程である。)。
その後、感光体ドラム2Kの表面は、中間転写ベルト8及び1次転写ローラ6の対向位置に達して、この位置で感光体ドラム2Kの表面に形成されたトナー像が中間転写ベルト8の表面に1次転写される(1次転写工程である。)。このとき、感光体ドラム2K上には、僅かながら未転写トナーが残留する。
最後に、感光体ドラム2Kの表面は、除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム2K上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム2K上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。
そして、それぞれの感光体ドラム2Y、2M、2C、2Kの表面に形成された各色のトナー像が、中間転写ベルト8上に重ねて1次転写されることになる。こうして、中間転写ベルト8上にカラー画像が形成される。
こうして、中間転写ベルト8上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。
詳しくは、給紙部10には、用紙などのシートPが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ11が図1の反時計方向に回転駆動されると、一番上のシートPが搬送経路K1を経由してレジストローラ12のローラ間に向けて給送される。
その後、シートPは、排出搬送経路K2を経由して、排紙ローラ25によって画像形成装置1の外部へと排出される。
さらに、画像形成装置1から排出されたシートPは、ミシン目形成装置80の内部に搬送されて、ミシン目形成装置50内で必要に応じてミシン目が形成される。具体的に、ユーザーによって操作表示パネル40に予め「ミシン目形成処理」が選択されている場合に、ミシン目形成装置80によって、シートPの所望の位置にミシン目が形成される。なお、ミシン目形成装置80の構成・動作については後で詳しく説明する。
こうして、画像形成装置1における、一連の画像形成プロセス(画像形成動作)が完了する。
なお、「片面プリントモード」、「両面プリントモード」は、ユーザーによる操作表示パネル40(画像形成装置1の外装部に設置されている。)の操作によって選択される。
まず、画像形成装置1からミシン目形成装置80を経由して搬送されたシートPは、入口ローラ51によって後処理装置50の内部に送入(搬送)される。
そして、操作表示パネル40にユーザーによって予め「通常処理モード」が選択されている場合には、切替爪57による搬送経路の切り替えによって、シートPは直線搬送経路K11を経由して排出ローラ58によって排出トレイ59上にそのまま排紙される。
その際、ユーザーによって操作表示パネル40に予め「パンチ処理」が付加的に選択されている場合には、シートPがパンチ処理部70を通過するときに、パンチ処理部70によってシートPにパンチ処理が施される。
また、ユーザーによって操作表示パネル40に予め「ソート処理」が付加的に選択されている場合には、シートPが排出ローラ58によって排出トレイ59上に排出されるときに、ソート処理部として機能する排出ローラ58が、シートPを仕分けるタイミングに合わせて幅方向に移動して、排出トレイ59に排出されるシートPにソート処理が施される。
また、本実施の形態では、積載部61の載置面上にシートP(シート束PT)が載置されると、そのたびに、搬送ベルト65のベルト面に保持されたストッパ部64が、搬送ベルト65の図1の時計方向の走行によって、シートPの先端を押動するように移動して、そのシートPがエンドフェンス62に向けて搬送(移動)される。これにより、複数枚のシートP(シート束PT)の後端がエンドフェンス62に突き当たって、複数枚のシートP(シート束PT)の搬送方向の位置が揃えられることになる。
また、このようにシート束PTに対して搬送方向の揃え処理がおこなわれるとき、積載部61の幅方向両端部に設置されたサイドフェンス(ジョガーフェンス)が、積載部61上にシートPが載置されるたびに(又は、所望の枚数のシートPが積載された後に)、シートP(シート束PT)を挟み込むように幅方向(搬送方向に直交する方向であって、図1の紙面垂直方向である。)に移動して、シートP(シート束PT)の幅方向の位置が揃えられることになる。
その後、綴じ処理が施されたシートP(シート束PT)は、放出爪としても機能するストッパ部64の排紙方向の移動によって載置面の傾斜に沿って斜め上方に移動して、排出搬送経路K13を通過した後に、排出ローラ58による搬送によって排出トレイ59に排紙される。
なお、綴じ処理モード時においても、ユーザーによって操作表示パネル40に予め「パンチ処理」が付加的に選択されている場合には、シートPがパンチ処理部70を通過するときに、パンチ処理部70によってシートPにパンチ処理が施される。
ミシン目形成装置80は、所定の搬送方向(図2の紙面垂直方向であって、図4の左右方向である。)に搬送されるシートPに対して、幅方向(搬送方向に直交する方向である。)に沿うようにミシン目を形成する装置である。
図1を参照して、装置内に搬入されたシートPは、ミシン目形成装置主部81まで搬送されて、その位置で停止した状態でミシン目形成装置主部81によって幅方向にミシン目が形成されることになる。
本実施の形態において、押圧ローラ85は、樹脂材料からなるホイール部を覆うように、ゴム材料(又は、樹脂材料)からなる外周部が形成されたものである。そして、押圧ローラ85は、移動機構89~93の駆動によって、幅方向両端部にそれぞれ設けられた退避台94の間を、所定方向(幅方向)に沿うように回転しながら所定方向(幅方向)に移動する。
なお、図4等に示すように、押圧ローラ85には、大径部85cと小径部85b(溝部)とが設けられているが、これについては後で詳しく説明する。
第1保持部材86は、板金に種々の曲げ加工を施して形成したブラケットであって、押圧ローラ85を直接的に回転可能に保持するものである。詳しくは、押圧ローラ85の両端からそれぞれ突出する軸部85aが、軸受を介して(又は、直接的に)第1保持部材86の穴部に挿入されている。
第2保持部材87は、樹脂成型によって(又は、板金に種々の曲げ加工を施して)形成したブラケットであって、第1保持部材86を支軸86a(回転軸)を中心に回動可能に保持するものである。詳しくは、第1保持部材86と第2保持部材87とのそれぞれの両端に形成された穴部に、支軸86aが挿通されている。
また、第2保持部材87は、装置の幅方向両端に設置された側板95の間に橋設されたガイドレール89に、スライド移動可能に保持されている。詳しくは、第2保持部材87の両端にそれぞれ形成された穴部に、ガイドレール89が挿通されている。
圧縮スプリング88は、その一端側が第1保持部材86に接続され、その他端側が第2保持部材87に接続されている。この圧縮スプリング88のスプリング力が、押圧ローラ85を押圧方向(シートPを押圧する方向であって、下方である。)に付勢する力となる。
このように、本実施の形態において、押圧ローラ85(押圧部材)は、第2保持部材87(ミシン目形成装置80)において、支軸86aを中心に回動可能に支持されていることになる。
ガイドレール89は、上述したように、押圧機構85~88を幅方向にスライド移動可能に保持している。
タイミングベルト90は、装置の幅方向両端部にそれぞれ保持されたプーリ92、93に巻架されている。2つのプーリのうち一方のプーリ92には、駆動モータ91の駆動ギアに噛合する従動ギアが同軸上に一体的に形成されている。また、タイミングベルト90の一部が、押圧機構の第2保持部材87に固定して接続されている。
駆動モータ91は、正逆双方向回転型のモータであって、押圧ローラ85(押圧機構85~88)を、図2の左方から右方へ向かう往路を移動させたり、図2の右方から左方へ向かう復路を移動させたりすることができる。
これに対して、制御部125の制御によって駆動モータ91が逆方向に駆動されると、ミシン目形成処理を終えて図2の右方の退避台94上に退避していた押圧機構85~88が、次のミシン目形成処理に備えて、左方の退避台94(ホームポジション)に向けて移動することになる。
また、本実施の形態では、双方の退避台94の位置に、押圧機構85~88を光学的に検知するセンサが設置されていて、そのセンサの検知結果に基づいて制御部125によって駆動モータ91が制御される。そして、押圧機構85~88の位置を認識しながら、上述した押圧機構85~88の往復移動がおこなわれることになる。
詳しくは、図2、図4を参照して、制限部材83は、幅方向に延在するミシン刃部82を搬送方向上流側と搬送方向下流側とで幅方向にわたって挟むように形成された一対の板金である。制限部材83を構成する上流側の板金は、その上端部が上流側に水平方向に広がるように曲げ加工が施されている。同様に、制限部材83を構成する下流側の板金は、その上端部が下流側に水平方向に広がるように曲げ加工が施されている。そして、これらの上端部が、押圧ローラ85に当接することで、押圧ローラ85の下方(押圧方向)への移動が制限されることになる。すなわち、押圧ローラ85は、先に説明した圧縮スプリング88のスプリング力(及び、第1保持部材86や押圧ローラ85の自重)によって下方に付勢されるが、押圧ローラ85が制限部材83に当接する位置で、押圧ローラ85の押圧方向の位置が定められることになる(それ以上、下方に移動しないことになる)。
換言すると、制限部材83は、ミシン刃部82に対する押圧ローラ85の押圧方向の相対的な位置を保持する手段として機能することになる。
また、制限部材83は簡易な構成のものであって、制限部材83を設けることで押圧ローラ85の押圧方向の移動を簡単に制限することができるため、ミシン刃部82と押圧ローラ85との距離を調整するための複雑な調整機構を設ける場合に比べて、装置を小型化、低コスト化することができる。
小径部85bは、上述した制限部材83による制限によって、複数の尖状刃(刃先82a)に接しないように対向するものである。すなわち、押圧ローラ85が制限部材83に当接した状態のとき、ミシン刃部82の尖状刃の刃先82aと、小径部85bと、は接することなく、それらの間に隙間が形成されることになる。
一対の大径部85cは、小径部85bを間に挟むように形成されている。すなわち、大径部85cの中央部に小径部85bが溝のように形成されている。そして、一対の大径部85cは、押圧ローラ85による押圧によって、複数の尖状刃(刃先82a)に接することなく、シートPに接することになる。すなわち、一対の大径部85cは、シートPを介して、制限部材83の上端部に接することになる。そして、一対の大径部85cの間で、ミシン刃部82の尖状刃がシートPを突き抜くことで、シートPにミシン目(貫通穴)が形成されることになる。
なお、大径部85cと小径部85bとは、いずれも、同じ軸部85aを中心に形成されている。これにより、ミシン目形成処理時に押圧ローラ85が回転しながら幅方向に移動しても、ミシン刃部82の刃先82aが押圧ローラ85に接触することはない。
M≧N
なる関係が成立するように構成されている。
図5(A)、(B)に示すように、移動機構89~93により押圧ローラ85(押圧機構85~88)が矢印X方向に移動しているとき、押圧ローラ85の回動の中心となる支軸86aには、ガイドレール89を介して矢印F1方向の駆動力が作用する。
このとき、図5(B)に示すように、支軸86aと軸部85aとの位置関係において、M´<Nなる関係が成立する場合には、押圧ローラ85には、ミシン刃部82から離れる方向のモーメントが作用することになる。そのため、押圧ローラ85が尖状刃に乗り上げるときに、押圧ローラ85が跳ね上がってしまう可能性がある。そのような場合には、押圧ローラ85による押圧力が低下して、シートPに良好なミシン目を形成することができなってしまう。
これに対して、本実施の形態では、図5(A)に示すように、支軸86aと軸部85aとの位置関係において、M≧Nなる関係が成立するため、押圧ローラ85には、ミシン刃部82に近づく方向のモーメントが作用することになる。そのため、押圧ローラ85が尖状刃に乗り上げるときに、押圧ローラ85が跳ね上がりにくくなる。したがって、押圧ローラ85による押圧力が低下することなく、シートPに良好なミシン目を形成することができる。
そして、シートPにミシン目を形成することなくシートPを搬送するときには、図6(A)、(D)に示すように、そのシートPが複数の尖状刃(ミシン刃部82)に接しないように、制限部材83が押圧方向の逆方向(図6の上方である。)に移動する。そして、そのように上方に移動した制限部材83(その上端部が尖状刃の刃先82aよりも上方に移動した制限部材83である。)が、シートPの搬送を案内する搬送ガイド板として機能することになる。すなわち、非ミシン目形成処理時には、制限部材83が尖状刃の刃先82aを覆うように上方に移動して、その位置を通過するシートPは、搬送ガイド板として機能する制限部材83にガイドされながら、その位置を通過していくことになる。なお、非ミシン目形成処理時は、ユーザーによる操作表示パネル40の操作によって「ミシン目形成処理」が選択されていない場合の他、「ミシン目形成処理」が選択されている場合における処理前後の状態も含むものである。
これに対して、シートにミシン目を形成するときには、図6(B)、(C)に示すように、搬送停止された状態のシートPが複数の尖状刃(ミシン刃部82)に接するように、制限部材83が押圧方向の正方向(下方)に移動する。そして、そのように下方に移動した制限部材83(その上端部が尖状刃の刃先82aよりも下方に移動した制限部材83である。)によって制限された状態で、押圧ローラ85がシートPを押圧することになる。
図6に示すように、ミシン目形成装置80には、制限部材83を上方(押圧方向の逆方向)に付勢する圧縮スプリング96(付勢手段)や、制限部材83を下方(押圧方向の正方向)の移動を規制するストッパ97が設置されている。
そして、まず、図6(A)に示すように、シートPがミシン刃部82の上方に搬送されるとき、制限部材83は、圧縮スプリング96に付勢されて、ミシン刃部82を覆う上方位置に位置している。このとき、制限部材83の上方位置を定めるために、制限部材83の上方への移動を規制する第2ストッパ部を設けることが好ましい。また、このとき、押圧機構85~88は、シートPの搬送を妨げないように、ホームポジションとなる退避台94上に位置している。
そして、シートPにおいてミシン目を形成する搬送方向の部分がミシン刃部82の上方に位置したときに、そのシートPの搬送が停止される。そして、その後、図6(B)、(C)に示すように、制御部125によって制御された移動機構89~93によって、押圧機構85~88が往路を移動して、シートPにミシン目が形成される。このとき、制限部材83は、押圧ローラ85による押圧によって、圧縮スプリング96の付勢力に抗するように、ストッパ97に当接する位置まで押し下げられて、ミシン刃部82の刃先82aが上方に露呈した状態になる。また、押圧ローラ85は、ストッパ97に当接した状態の制限部材83によって、その押圧方向(下方)の移動が制限される。
その後、図6(D)に示すように、ミシン目形成処理を終えた押圧機構85~88が往路終端の退避台94上に移動すると、制限部材83は、押圧ローラ85による押圧が解除されて、圧縮スプリング96の付勢によって再びミシン刃部82を覆う上方位置に移動する。その後、ミシン目形成処理後のシートPが、再び、制限部材83を搬送ガイド板として下流側に搬送されていくことになる。
図7(A)は、ミシン目形成装置80内に、画像形成装置1からシートPが搬送される前の状態を示すものである。このとき、制限部材83は、ミシン刃部82を覆う上方位置に位置して、搬送ガイド板として機能している。
そして、図7(B)に示すように、画像形成装置1の排紙ローラ25によって、ミシン目形成装置80内にシートPが搬送されると、そのシートPが搬送ローラ98によってミシン目形成装置主部81に向けて搬送される。
そして、図7(C)に示すように、シートPがさらに2つの搬送ローラ98、99に搬送される状態になって、その先端がシート検知センサ120によって光学的に検知されるタイミングをトリガーとして、搬送ローラ98、99による搬送が停止される。これにより、シートPにおける所望の搬送方向の部分がミシン刃部82の上方に位置した状態になる。
その後、図7(D)に示すように、搬送停止した状態のシートPに対して、ミシン目形成装置主部81によるミシン目形成処理がおこなわれる。このとき、制限部材83は、ミシン刃部82を露呈する下方位置に移動して、押圧ローラ85の押圧位置を定める部材として機能する。
その後、図7(E)に示すように、ミシン目形成処理が施されたシートPは、搬送ローラ98、99によって再び搬送されて、ミシン目形成装置80から排出されることになる。
図8に示すように、シート検知センサ120による検知結果に基づいて、制御部125によって搬送ローラ98、98を回転駆動する駆動モータ126が制御される。また、制御部125によって、所定のタイミングで、押圧ローラ85(押圧機構85~88)を幅方向に移動する移動機構の駆動モータ91が制御される。
まず、シート検知センサ120の検知結果に基づいて、シートPが所望のミシン目形成位置で搬送停止される(ステップS1)。そして、移動機構89~93によって押圧ローラ85(押圧機構85~88)の幅方向の移動が開始され、シートPにミシン目が形成される(ステップS2)。そして、シートPにミシン目が形成された後に、移動機構89~93による押圧ローラ85(押圧機構85~88)の移動が終了する(ステップS3)。
図10は、変形例1としてのミシン目形成装置80(ミシン目形成装置主部81)の動作を示す図である。また、図11は、そのミシン目形成装置80を示すブロック図であって、本実施の形態における図8に対応する図である。また、図12は、そのミシン目形成装置80におけるミシン目形成時の制御を示すフローチャートであって、本実施の形態における図9に対応する図である。
図10に示すように、変形例1におけるミシン目形成装置80も、本実施の形態のものと同様に、非ミシン目形成時には制限部材83が上方に移動して搬送ガイド板として機能して、ミシン目形成時には制限部材83が下方に移動して押圧ローラ85の押圧方向の移動を制限する部材として機能する。
そして、変形例1では、本実施の形態とは異なり、ミシン目形成時における制限部材83の上下方向の位置を調整できるように構成されている。
変形例1では、これらの制限部材83の一連の上下動をカム110(カム機構)によっておこなっている。具体的に、カム機構は、制限部材83の上端部に下方から当接するカム110、カム110を回転駆動するモータ、制限部材83を下方に向けて付勢する付勢部材、などで構成されている。そして、モータの制御によってカム110の上死点(最大半径部)が制限部材83に当接しているとき、制限部材83は最上方に位置して搬送ガイド板として機能することになる。これに対して、その状態からからモータの制御によってカム110が図10(A)に示すように角度θ1だけ回転されると、制限部材83からミシン刃部82の刃先82aが所定量Z1だけ露呈した状態になり、カム110が図10(B)に示すように角度θ2(>θ1)だけ回転されると、制限部材83からミシン刃部82の刃先82aが所定量Z2(>Z1)だけ露呈した状態になる。
具体的に、ミシン目形成処理をおこなうシートPの厚さが所定値A以下であるときには、シートPに対して尖状刃をそれほど深く押し込まなくてもミシン目を形成することができるため、上述したカム110の回転角度はθ1に設定されてミシン目形成処理がおこなわれる(図10(A)の状態である)。これに対して、ミシン目形成処理をおこなうシートPの厚さが所定値Aを超えるときには、シートPに対して尖状刃をある程度深く押し込まなくてはミシン目を形成することができないため、上述したカム110の回転角度はθ2(>θ1)に設定されてミシン目形成処理がおこなわれる(図10(B)の状態である)。
このように、シートPの厚さに応じて制限部材83の上下方向の位置を調整して、シートPに対する尖状刃の押し込み深さを変化させることで、シートPの厚さに関わらず良好なミシン目を形成することができる。
なお、シートPの厚さは、ユーザーによって操作表示パネル40に入力されるシートPの情報に基づいて検知することもできるし、ミシン目形成装置主部81に達するまでの搬送経路に設置された紙厚センサによって検知することもできる。そして、図11を参照して、そのようにシートPの厚さを検知する検知手段の検知結果に基づいて、制御部125による制御によってカム110を駆動するモータ127が制御されることになる。
まず、シート検知センサ120の検知結果に基づいて、シートPが所望のミシン目形成位置で搬送停止される(ステップS1)。
そして、そのシートPの厚さが所定値A以下であるかが判別される(ステップS11)。その結果、シートPの厚さが所定値A以下であると判別された場合にはカム110が角度θ1(図10(A)の回転角度)で回転されて(ステップS12)、シートPの厚さが所定値A以下でないと判別された場合にはカム110が角度θ2(図10(B)の回転角度)で回転される(ステップS13)。
そして、移動機構89~93によって押圧ローラ85(押圧機構85~88)の幅方向の移動が開始され、シートPにミシン目が形成される(ステップS2)。そして、シートPにミシン目が形成された後に、移動機構89~93による押圧ローラ85(押圧機構85~88)の移動が終了する(ステップS3)。最後に、カム110がホームポジション(制限部材83を搬送ガイド板として機能させる位置である。)に復帰される(ステップS14)。
変形例1のようにミシン目形成装置80を構成した場合であっても、本実施の形態のものと同様に、装置が大型化、高コスト化することなく、装置の機械的寿命が向上することになる。
図13は、変形例2としてのミシン目形成装置80の要部を示す図である。
図13に示すように、変形例1におけるミシン目形成装置80(ミシン目形成装置主部81)に設置される制限部材83は、本実施の形態のものとは異なり、上流側の板金83aと下流側の板金83bとが左右対称形になっていない。
詳しくは、下流側の板金83bは、その上端部が下流側に水平方向に広がるように曲げ加工が施されている。これに対して、上流側の板金83aは、その上端部が、上流側に水平方向に広がり、さらに上流側で下方に傾斜するように曲げ加工が施されている。
また、図13(A)に示すように、非ミシン目形成時であって、制限部材83が搬送ガイド板として機能するときに、上流側の板金83aの上端部が、下流側の板金83bの上端部に比べて、上方に突出するように構成されている。このような構成は、圧縮スプリング96(図6参照)によって上方に付勢される上流側板金83aの上方への移動を規制する第2ストッパ部と、圧縮スプリング96によって上方に付勢される下流側板金83bの上方への移動を規制する第2ストッパ部と、の上下方向の位置をずらすことによって達成している。
図13(A)に示すように、非ミシン目形成時であって、制限部材83が搬送ガイド板として機能するときには、上流側板金83aの上端部の形状と、上流側板金83aと下流側板金83bとの段差と、によってシートPが制限部材83に引っ掛かることなく、スムーズに案内されながら搬送されることになる。
また、図13(B)に示すように、ミシン目形成時であって、制限部材83が押圧ローラ85の押圧方向の移動を制限する部材として機能するときには、上流側板金83aと下流側板金83bとがそれぞれ押圧ローラ85の大径部85cに当接することになる。
変形例2のようにミシン目形成装置80を構成した場合であっても、本実施の形態のものと同様に、装置が大型化、高コスト化することなく、装置の機械的寿命が向上することになる。
図14(A)は、変形例3としてのミシン目形成装置80において往路時に押圧ローラ85とミシン刃部82との接触部にかかる力を示す力学的モデル図であって、図14(B)は、その復路時に押圧ローラ85とミシン刃部82との接触部にかかる力を示す力学的モデル図である。なお、図14において、ミシン刃部82において幅方向に連続的に形成された尖状刃の刃先82aは、簡単のため凸凹状に図示している。
変形例3におけるミシン目形成装置80も、本実施の形態のものと同様に、押圧ローラ85(押圧部材)が、所定方向(幅方向)に離れた位置に配置された支軸86aを中心に回動可能に支持されている。そして、変形例3においても、押圧ローラ85は、支軸86aの側から押圧ローラ85の側に移動する方向(図2、図14の左方から右方に向かう方向である。)を往路として、押圧ローラ85の側から支軸86aの側に移動する方向(図2、図14の右方から左方に向かう方向である。)を復路として、往復移動可能に構成されている。
そして、変形例3では、押圧ローラ85(押圧機構85~88)を往路のみを移動させることで1枚のシートPにミシン目を形成する「第1モード」と、押圧ローラ85(押圧機構85~88)を往路と復路とのいずれかを移動させることで1枚のシートPにミシン目を形成する「第2モード」と、押圧ローラ85(押圧機構85~88)を往路と復路とを往復移動させることで1枚のシートPにミシン目を形成する「第3モード」と、を切替可能に構成されている。そして、シートPの厚さ(紙厚)に応じて、それらの3つのモードのうち1つのモードを選択して、ミシン目形成処理をおこなうように制御している。
このような制御をおこなうのは、押圧ローラ85が往路を移動してシートPにミシン目を形成するときにミシン刃部82(刃先82a)がシートPに突き刺さる力F1と、押圧ローラ85が復路を移動してシートPにミシン目を形成するときにミシン刃部82(刃先82a)がシートPに突き刺さる力F3と、が異なるためである(F1>F3である。)。
T1=F1・b-F2・a・・・・(式1)
この(式1)から、上述した垂直方向の力F1は、次式で求められる。
F1=(T1+F2・a)/b・・・・(式2)
これに対して、図14(B)に示すように、押圧ローラ85が復路を移動するときの、支軸86aから押圧ローラ85と刃先82aとの接触位置までの水平方向の距離をcとして、支軸86aから押圧ローラ85と刃先82aとの接触位置までの垂直方向の距離をdとして、押圧ローラ85と刃先82aとが接触するときに水平方向にかかる力をF4として、押圧ローラ85と刃先82aとが接触するときに垂直方向にかかる力をF3としたときに、支軸86aのまわりのモーメントT2は、次式で求められる。
T2=F3・c+F4・d・・・・(式3)
この(式3)から、上述した垂直方向の力F3は、次式で求められる。
F3=(T2-F4・d)/c・・・・(式4)
ここで、図14(A)と図14(B)との力学モデル図を比較すると、上述したモーメントT1、T2は、圧縮スプリング88(図3等参照)のスプリング圧であるため、T1=T2となる。また、上述した距離a、dは、a=dとなる。また、上述した距離b、cについては、往路時と復路時とでは押圧ローラ85が接触する刃先82aの位置が異なるため、厳密にはb>cとなるが、刃先82aは尖状であるため、その差は僅かであり、b≒cとみなすことができる。また、上述した水平方向の力F2、F4は、刃先82aと押圧ローラ85との摩擦力であるのでF2=F4となる。よって、上述した(式4)におけるF3は、次式で近似することができる。
F3≒(T1-F2・a)/b・・・・(式5)
したがって、(式2)と(式5)との比較から、押圧ローラ85が往路を移動してシートPにミシン目を形成するときにミシン刃部82(刃先82a)がシートPに突き刺さる力F1は、押圧ローラ85が復路を移動してシートPにミシン目を形成するときにミシン刃部82(刃先82a)がシートPに突き刺さる力F3に比べて、大きいことがわかる(F1>F3である。)。すなわち、押圧ローラ85が往路を移動するときの方が、押圧ローラ85が復路を移動するときに比べて、シートPにミシン目を形成しやすいことになる。
しかし、シートPによっては、厚さが薄くて、刃先82aがシートPに突き刺さる力Fがそれほど大きくなくても、充分にミシン目を形成できる場合がある。また、ミシン目形成時に、往路も復路も利用できたら、連続通紙時における生産性が格段に向上することになる。
詳しくは、シートPの厚さH1が薄いときには、刃先82aがシートPに突き刺さる力Fがそれほど大きくなくても良いため、生産性を重視して、往路でも復路でもミシン目形成処理をできるように「第2モード」が選択される。「第2モード」が選択された場合であって、連続通紙時には、先行するシートPに対して往路を用いてミシン目形成処理がされた後、後行のシートに対しては復路を用いてミシン目形成処理がされて、それ以降、往路を用いたミシン目形成処理と、復路を用いたミシン目形成処理と、が交互に繰り返されることになる。
これに対して、シートPの厚さH2(>H1)が中程度のときには、刃先82aがシートPに突き刺さる力Fがある程度大きくなくてはならないため、復路を用いてのミシン目形成処理はおこなわずに、往路を用いてのミシン目形成処理のみをおこなう「第1モード」が選択される。「第1モード」が選択された場合には、連続通紙時であっても、1枚のシートPに対して往路を用いてのミシン目形成処理が終了するたびに、押圧機構85~88がホームポジション(図2の左方の退避台94である。)に戻されることになる。
さらに、シートPの厚さH3(>H2>H1)が厚いときには、刃先82aがシートPに突き刺さる力Fがとても大きくなくてはならないため、往復経路を用いてのミシン目形成処理をおこなう「第3モード」が選択される。「第3モード」が選択された場合には、1枚のシートPに対して往路を用いてのミシン目形成処理をおこなった後に、復路を用いたミシン目形成処理が重ねておこなわれることになる。
なお、シートPの厚さを検知する検知手段としては、先に図11等で説明した検知手段128を用いることができる。
変形例3のようにミシン目形成装置80を構成した場合であっても、本実施の形態のものと同様に、装置が大型化、高コスト化することなく、装置の機械的寿命が向上することになる。
図15は、変形例4としてのミシン目形成装置80の動作を示す図である。また、図16は、それとは別形態のミシン目形成装置80の動作を示す図である。
変形例4におけるミシン目形成装置80は、移動機構89~93によって移動する押圧ローラ85(押圧機構85~88)の移動経路が、本実施の形態のものと相違する。
図15(A)~(E)に示すように、変形例4では、押圧ローラ85(押圧部材)をシートPに対して幅方向(所定方向)の中央部で最初に押圧させて、その後に押圧状態の押圧ローラ85を幅方向一端側(所定方向の一端側であって、図15の右方である。)に移動させて、その後に押圧状態の押圧ローラ85を幅方向他端側(所定方向の他端側であって、図15の左方である。)に移動させている。
詳しくは、まず、図15(A)に示すように、シートPがミシン刃部82の上方に搬送されたとき、押圧ローラ85(押圧機構85~88)は、幅方向の中央部の上方に退避している。
そして、図15(B)に示すように、搬送停止状態のシートPの幅方向中央部に押圧ローラ85が圧接するように、ガイドレール89を上下動する接離機構(例えば、移動機構89~93を全体的に上下動させるカム機構である。)が動作する。これにより、シートPの幅方向中央部に最初にミシン目が形成される。
その後、図15(C)に示すように、移動機構89~93によって、押圧ローラ85は、シートPを介して制限部材83に当接した状態のまま、図15の中央から右方に移動する。これにより、シートPの幅方向中央部から幅方向一端側にかけてミシン目が形成される。
その後、図15(D)に示すように、移動機構89~93によって、押圧ローラ85は、シートPを介して制限部材83に当接した状態のまま、図15の右方から左方に移動する。これにより、シートPの幅方向全域にわたってミシン目が形成される。
その後、図15(E)に示すように、押圧ローラ85(押圧機構85~88)は、接離機構によって上方の退避位置に移動した後に、幅方向中央部のホームポジションに移動する。
ここで、図16に示すミシン目形成装置80は、押圧ローラ85を上下動させる接離機構の構成が、図15に示すものと異なる。具体的に、図16(A)~(E)に示すように、モータ(接離機構)の動作によって、第2保持部材87に保持された状態で押圧ローラ85(第1保持部材86)が支軸86aを中心に角度θの範囲で正逆方向に回動可能に構成されている。そして、図16(A)、(E)に示すように、押圧ローラ85(第1保持部材86)が支軸86aを中心に角度θだけ反時計方向に回動しているときには、押圧ローラ85がシートPや制限部材83から上方に退避した状態になる。これに対して、図16(B)~(D)に示すように、押圧ローラ85(第1保持部材86)が支軸86aを中心に角度θだけ時計方向に回動しているときには、押圧ローラ85がシートPを介して制限部材83に当接した状態になる。このように構成することで、ガイドレール89を上下動させなくてすむため、接離機構の構成が簡易になる。そして、図16(B)~(D)に示すように、図16に示すミシン目形成装置80も、図15に示すものとほぼ同様の移動経路で、押圧ローラ85(押圧機構85~88)が幅方向に移動することになる。
変形例4のようにミシン目形成装置80を構成した場合であっても、本実施の形態のものと同様に、装置が大型化、高コスト化することなく、装置の機械的寿命が向上することになる。
特に、変形例4では、押圧ローラ85をシートPに対して幅方向中央部で最初に押圧させているため、シートPの幅方向中央部がミシン刃部82に突き刺さった状態で固定されて、その後に押圧ローラ85が幅方向に移動しても、シートPが引きずられるように移動する不具合が生じにくい。そのため、シートPにきれいなミシン目を形成することができる。
図17は、変形例5としてのミシン目形成装置80において押圧ローラ85の移動が制限部材83によって制限された状態を示す正面図であって、本実施の形態における図4に対応する図である。
図17に示すように、変形例5におけるミシン目形成装置80における押圧ローラ85には、小径部85b(溝部)が設けられていない。
そのため、ミシン目形成時において、押圧ローラ85がシートPを介して制限部材83に当接するときに、押圧ローラ85の表面にシートPを貫通したミシン刃部82の刃先82aが突き刺さる可能性がある。しかし、押圧ローラ85の押圧方向の移動(位置)が制限部材83によって制限されるため、そのような制限がない場合に比べて、ミシン刃部82の刃先82aが押圧ローラ85に突き刺さる深さが制限されて、ミシン刃部82や押圧ローラ85の耐久性を向上させることができる。
したがって、変形例5のようにミシン目形成装置80を構成した場合であっても、本実施の形態のものと同様に、装置が大型化、高コスト化することなく、装置の機械的寿命が向上することになる。
図18は、変形例6としての画像形成システム100を示す概略図である。また、図19は、別形態としての画像形成装置1を示す概略図である。
図18に示すように、変形例6における画像形成システム100は、画像形成装置1と後処理装置50とで構成されていて、後処理装置50にミシン目形成装置80が内蔵されている点が、画像形成システム100においてミシン目形成装置80が画像形成装置1と後処理装置50とは別に設けられている本実施の形態のものと相違する。
また、図19に示す画像形成装置1は、その内部にミシン目形成装置80が設けられている。
変形例6のようにミシン目形成装置80を設置した場合であっても、本実施の形態のものと同様に、装置が大型化、高コスト化することなく、装置の機械的寿命が向上することになる。
これにより、ミシン目形成装置80が大型化、高コスト化することなく、ミシン目形成装置80の機械的寿命が向上することになる。
そして、そのような場合であっても、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
そして、そのような場合であっても、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
また、本願明細書等において、「ミシン目」とは、対象体に形成される連続的な穴であるものと定義する。
50 後処理装置、
80 ミシン目形成装置(シート部分切断装置)、
81 ミシン目形成装置主部、
82 ミシン刃部、
82a 刃先(尖状刃の刃先)、
83 制限部材(位置決め部材)、
85 押圧ローラ(押圧部材)、
85a 軸部、
85b 小径部、
85c 大径部、
86 第1保持部材、
86a 支軸、
87 第2保持部材、
100 画像形成システム、
P シート。
Claims (13)
- シートにミシン目を形成するミシン目形成装置であって、
所定方向に複数の尖状刃が並設されたミシン刃部と、
前記ミシン刃部との間にシートを挟んだ状態で、当該シートを前記ミシン刃部に向けて押圧しながら前記所定方向に移動する押圧部材と、
前記ミシン刃部に対する前記押圧部材の押圧方向の相対的な移動を制限する制限部材と、
を備え、
前記押圧部材は、
前記所定方向に離れた位置に配置された支軸を中心に回動可能に支持されて、
前記支軸の側から前記押圧部材の側に移動する方向を往路として、前記押圧部材の側から前記支軸の側に移動する方向を復路として、往復移動可能に構成され、
前記押圧部材を前記往路と前記復路とのいずれか一方に移動させることで1枚のシートにミシン目を形成するか、前記押圧部材を前記往路と前記復路とを往復移動させることで1枚のシートにミシン目を形成するか、を切替可能に構成されたことを特徴とするミシン目形成装置。 - 前記押圧部材は、前記押圧部材を前記往路と前記復路とのいずれか一方に移動させることで1枚のシートにミシン目を形成するか、前記押圧部材を前記往路と前記復路とを往復移動させることで1枚のシートにミシン目を形成するか、を前記シートの厚さに応じて切替可能に構成されたことを特徴とする請求項1に記載のミシン目形成装置。
- 前記押圧部材は、前記押圧部材を前記往路を移動させることで1枚のシートにミシン目を形成するか、前記押圧部材を前記復路を移動させることで1枚のシートにミシン目を形成するか、を前記シートの厚さに応じて切替可能に構成されたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のミシン目形成装置。
- シートにミシン目を形成するミシン目形成装置であって、
所定方向に複数の尖状刃が並設されたミシン刃部と、
前記ミシン刃部との間にシートを挟んだ状態で、当該シートを前記ミシン刃部に向けて押圧しながら前記所定方向に移動する押圧部材と、
前記ミシン刃部に対する前記押圧部材の押圧方向の相対的な移動を制限する制限部材と、
を備え、
前記押圧部材をシートに対して前記所定方向の中央部で最初に押圧させて、その後に押圧状態の前記押圧部材を前記所定方向の一端側に移動させて、その後に押圧状態の前記押圧部材を前記所定方向の他端側に移動させることを特徴とするミシン目形成装置。 - 前記押圧部材は、前記所定方向に沿うように回転しながら前記所定方向に移動する押圧ローラであって、
前記押圧ローラは、前記制限部材による制限によって前記複数の尖状刃に接しないように対向する小径部と、前記小径部を間に挟むように形成されて前記押圧部材による押圧によって前記複数の尖状刃に接することなく前記シートに接する一対の大径部と、を具備したことを特徴とする請求項1~請求項4のいずれかに記載のミシン目形成装置。 - 前記制限部材は、前記押圧方向に移動する前記押圧部材に当接することにより、押圧時における前記ミシン刃部に対する前記押圧部材の前記押圧方向の位置を定めることを特徴とする請求項1~請求項5のいずれかに記載のミシン目形成装置。
- 前記押圧部材は、支軸を中心に回動可能に支持されて、
前記複数の尖状刃の刃先から前記支軸までの前記押圧方向の距離をMとして、前記複数の尖状刃の刃先から前記押圧部材の重心までの前記押圧方向の距離をNとしたときに、
M≧N
なる関係が成立することを特徴とする請求項1~請求項6のいずれかに記載のミシン目形成装置。 - 前記制限部材は、前記押圧方向に対して正逆方向に移動可能に構成されたことを特徴とする請求項1~請求項7のいずれかに記載のミシン目形成装置。
- シートにミシン目を形成することなく当該シートを搬送するときには、当該シートが前記複数の尖状刃に接しないように前記制限部材が前記押圧方向の逆方向に移動して、前記制限部材が当該シートの搬送を案内して、
シートにミシン目を形成するときには、搬送停止された状態の当該シートが前記複数の尖状刃に接するように前記制限部材が前記押圧方向の正方向に移動して、前記制限部材によって制限された状態で前記押圧部材が当該シートを押圧することを特徴とする請求項8に記載のミシン目形成装置。 - 前記制限部材は、ミシン目を形成するシートの厚さが厚いときに、シートの厚さが薄いときに比べて、前記押圧方向の正方向に移動することを特徴とする請求項8又は請求項9に記載のミシン目形成装置。
- 画像形成装置から排出されたシートに後処理を施す後処理装置であって、
請求項1~請求項10のいずれかに記載のミシン目形成装置を備えたことを特徴とする後処理装置。 - 請求項1~請求項10のいずれかに記載のミシン目形成装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
- 画像形成装置を備えた画像形成システムであって、
請求項1~請求項10のいずれかに記載のミシン目形成装置を備えたことを特徴とする画像形成システム。
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