JP2007076830A - 折り機構、並びに、該機構を備えた、シート折り装置、シート後処理装置、及び、画像形成装置、折り機構のシート折り方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 最小限の駆動力で、省エネルギー、低コスト、高品質な折り機構、並びに、該機構を備えた、シート折り装置、シート後処理装置、及び、画像形成装置、折り機構のシート折り方法を提供する。
【解決手段】 シートに折りを施す折り機構において、シート搬送路に略垂直方向に移動可能な折りプレート７４と、シート搬送路に露出する一対の折りローラ８１と、この一対の折りローラ８１を駆動する駆動モータとを設け、上記駆動モータの回転角と上記折りプレート７４の進退移動量が比例関係にあるような折り機構とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像形成装置等と、それに併設又は個別に、当該装置から排出された転写紙の仕分け、スタック、綴じ、中綴じ製本等を行うシート後処理装置とに関し、特に、折り機構、並びに、該機構を備えた、シート折り装置、シート後処理装置、及び、画像形成装置、折り機構のシート折り方法に関する。

複写機、プリンタ等の画像出力装置の下流側に配置され、出力される記録紙に綴じなどの後処理装置は広く知られているが、昨今その機能は多機能化され、従来の端面綴じに加えて中綴じ処理も可能としたのもが考案され、近年では、省エネルギー、低コスト、高品質の必要性が望まれている。

従来、この種のシート後処理装置では、中綴じ製本の折り方法として、中央を綴じられ、シート搬送路に露出した一対の折りローラの横を通過しつつ搬送され、折り位置に位置決め滞留された用紙束の綴じ部を略垂直方向に、折りプレートにより押出し、その移動方向に設けた折りローラ対を通過させることでシート束の半折りを行っている。

シート束を折りプレートにより高加圧（200〜400N程度）の折りローラニップまで押込むには数百Ｎの力が必要になることは周知のことである。そのために従来は、特許文献１〜３に開示されているようにクランク機構や変心軸を使用したカム機構を用いている。

上記押込み力を低減させる方法として、折りプレートよりも早い周速度で折りローラを回転させシートを引き込みながら折りプレートで押込む方法や、ワンウェイクラッチを折りローラ駆動系に配置しニップに入りやすくし押込み力を低減させる方法などがある。
特開２０００−１４３０８８号公報 特開２００１−００２３１７号公報 特許第３６２３５７３号公報

しかし、上述したような、折りプレートよりも早い周速度で折りローラを回転させシートを引き込みながら折りプレートで押込む方法では、シートを引き込む構成の不具合として表紙の破れや皺の問題がある。また、ワンウェイクラッチを用いる方法では、折りローラを正逆転して折り目を強化するには不向きであることや高トルク仕様となるため高価な機構となるという問題があった。

本発明は、上記のような問題点に鑑み、駆動モータの回転角と折りプレートの進退移動量が比例関係にある機構を採用することにより、最小限の駆動力で、省エネルギー、低コスト、高品質な折り機構、並びに、該機構を備えた、シート折り装置、シート後処理装置、及び、画像形成装置、折り機構のシート折り方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、シート搬送路に略垂直方向に移動可能な折りプレートと、前記シート搬送路に露出する一対の折りローラと、前記一対の折りローラを駆動する駆動モータと、を備えた、シートに折りを施す折り機構であって、前記駆動モータの回転角と前記折りプレートの進退移動量が比例関係にある折り機構としたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、前記折りプレートの駆動にはネジ機構を用いている請求項１記載の折り機構としたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、前記ネジ機構はボールネジである請求項２記載の折り機構としたことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、前記折りプレートの駆動には渦巻状のカム機構を用いている請求項１記載の折り機構としたことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、前記折りプレートを案内する折りプレート案内棒を更に有し、前記渦巻き状のカム溝と前記折りプレート案内棒との係合にカム溝の曲率に近似した曲率を持つ勾玉形状のガイド部材を用いる請求項４記載の折り機構としたことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の折り機構を有するシート折り装置としたことを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の折り機構を有するシート後処理装置としたことを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の折り機構を有する画像形成装置としたことを特徴とする。

請求項９記載の発明は、シート搬送路に略垂直方向に移動可能な折りプレートと、前記シート搬送路に露出する一対の折りローラと、前記一対の折りローラを駆動する駆動モータと、を備えた、シートに折りを施す折り機構のシート折り方法であって、前記駆動モータの回転角と前記折りプレートの進退移動量が比例関係にある折り機構のシート折り方法としたことを特徴とする。

本発明によれば、駆動モータの回転角と折りプレートの進退移動量が比例関係にある機構を採用することにより、最小限の駆動力で、省エネルギー、低コスト、高品質な折り機構、並びに、該機構を備えた、シート折り装置、シート後処理装置、及び、画像形成装置、折り機構のシート折り方法を実現することができる。

本発明を実施するための最良の形態は、シートに折りを施す折り機構において、シート搬送路に略垂直方向に移動可能な折りプレートと、シート搬送路に露出する一対の折りローラと、この一対の折りローラを駆動する駆動モータと、を設け、上記駆動モータの回転角と上記折りプレートの進退移動量が比例関係にあるような折り機構とする。

以下に、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下に述べる実施形態は本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。

（実施形態１）
本実施形態の折り機構は、上述したように、折りローラで引き込みながら、折りプレートでシートを押込むことで押込み力が低減され、『折りプレートの移動速度≧折りローラの周速度』、とすれば皺や破れの発生を防止することができ、更に、『折りプレートの移動速度≒折りローラの周速度』とすれば、折りローラと折りプレートの駆動力を最小限にすることができるという点に着眼したものである。

『折りプレートの移動速度≒折りローラの周速度』にするための機構としては、従来のクランク機構や変心軸を使用したカム機構では折りプレートの移動速度を制御することが困難である。そこで、折りプレートの移動速度を制御しやすい機構として、本実施形態では、駆動モータの回転角と折りプレートの進退移動量が比例関係にある機構を採用したことを特徴とする。

本実施形態によれば、従来の問題点を解消しつつ、最小限の駆動力で、省エネルギー、低コスト、高品質な折り機構を提供することが可能となる。まず、図１は、本実施形態の折り機構を備えた用紙後処理装置の全体構成断面図である。図１に示すように、本実施形態の折り機構を備えた用紙後処理装置が画像形成装置に取り付けられたことを想定し以下に説明をする。

図１に示すように、この用紙後処理装置は、画像形成装置の側部に取り付けられており、画像形成装置より排出された用紙は用紙後処理装置に導かれる。前記用紙は、1枚の用紙に後処理を施す後処理手段（本実施形態では穿孔手段としてパンチユニット）を有する搬送路Ａを通り、上トレイ２０１へ導く搬送路Ｂ、シフトトレイ２０２へ導く搬送路Ｃ、整合及びスティプル綴じ等を行う処理トレイＦへ導く搬送路Ｄへ、分岐爪１５及び分岐爪１６によって振り分けられるように構成される。

処理トレイＦで整合及びスティプル等を施された用紙は、偏向手段である分岐ガイド板５４と可動ガイド５５により、シフトトレイ２０２へ導く搬送路Ｃ、折り等を施す処理トレイＧへ振り分けられるように構成され、処理トレイＧで折り等を施された用紙は搬送路Ｈを通り下トレイ２０３へ導かれる。

また、搬送路Ｄ内に分岐爪１７が配置されており、図示してない低荷重バネにより図１の状態に保持されており、用紙後端がこれを通過した後、搬送ローラ９、１０、スティプル排紙ローラ１１の内少なくとも搬送ローラ９を逆転することで後端を用紙収容部Ｅへ導き滞留させ、次用紙と重ね合せて搬送することが可能なように構成されている。この動作を繰返すことで２枚以上の用紙を重ね合せて搬送することも可能である。

搬送路Ｂ、搬送路Ｃ、搬送路Ｄの上流で各々に対し共通な搬送路Ａでは、画像形成装置から受け入れる用紙を検出する入口センサ３０１、その下流に入口ローラ１、パンチユニット１００、搬送ローラ２、分岐爪１５、及び、分岐爪１６が順次配置されている。分岐爪１５、分岐爪１６は図示してないバネにより図１の状態に保持されており、図示しないソレノイドをＯＮすることにより、分岐爪１５は上方に、分岐爪１６は下方に、各々回動することで、搬送路Ｂ、搬送路Ｃ、搬送路Ｄへ用紙を振り分ける。

搬送路Ｂへ用紙を導く場合は、分岐爪１５は図１の状態でソレノイドはＯＦＦ、搬送路Ｃへ用紙を導く場合は、図１の状態からソレノイドをＯＮすることにより、分岐爪１５は上方に、分岐爪１６は下方に、回動した状態となり、搬送路Ｄへ用紙を導く場合は、分岐爪１６は図１の状態でソレノイドはＯＦＦ、分岐爪１５は図１の状態からソレノイドをＯＮすることにより、上方に回動した状態となる。

本実施形態の用紙後処理装置が有する用紙積載装置は、シフト排紙ローラ６と、戻しコロ１３と、紙面検知センサ３３０と、シフトトレイ２０２と、図３に示すその昇降機構と、その図２に示すシフト機構等により構成される。図３において、符号１３は、シフト排紙ローラ６から排出された用紙と接して上記用紙の後端を図示しないエンドフェンス３２に突き当てて揃えるためのスポンジ製のコロを示す。

この戻しコロ１３は、シフト排紙ローラ６の回転力で回転するようになっている。戻しコロ近傍にはトレイ上昇リミットスイッチ３３３が設けられており、シフトトレイ２０２が上昇して戻しコロ１３を押し上げると、トレイ上昇リミットスイッチ３３３がオンしてトレイ昇降モータ１６８が停止する。これによりシフトトレイ２０２のオーバーランが防止される。

戻しコロ１３の近傍には、図１に示すように、シフトトレイ２０２の紙面位置を検知する紙面位置検知手段としての紙面検知センサ３３０が設けられている。図１には表示していないが紙面検知センサ３３０は、図３に示す紙面検知レバー３０と、紙面検知センサ（スティプル用）３３０ａと紙面検知センサ（ノンスティプル用）３３０ｂとで構成されている。

紙面検知レバー３０はその軸部を中心に回動可能に設けられており、シフトトレイ２０２に積載された用紙の後端上面に接触する接触部３０ａと扇形の遮蔽部３０ｂを有している。上方に位置する紙面検知センサ（スティプル用）３３０ａは主にスティプル排紙制御に用いられ、紙面検知センサ（ノンスティプル用）３３０ｂは主にシフト排紙制御に用いられる。

本実施形態では、遮蔽部３０ｂによって遮られたときに紙面検知センサ（スティプル用）３３０ａ紙面検知センサ（ノンスティプル用）３３０ｂがオンするようになっている。従って、シフトトレイ２０２が上昇して紙面検知レバー３０の接触部３０ａが上方に回動すると、紙面検知センサ（スティプル用）３３０ａがオフし、更に回動すると紙面検知センサ（ノンスティプル用）３３０ｂがオンする。用紙の積載量が所定の高さに達したことが紙面検知センサ（スティプル用）３３０ａと紙面検知センサ（ノンスティプル用）３３０ｂによって検知されると、シフトトレイ２０２は所定量下降される。これにより、シフトトレイ２０２の紙面位置は略一定に保たれる。

次に、シフトトレイ２０２の昇降機構を詳細説明する。図３に示すように、シフトトレイ２０２は、駆動軸２１を駆動ユニットにより駆動されることにより昇降する。駆動軸２１と従動軸２２との間にはタイミングプーリを介してタイミングベルト２３がテンションをもって掛けられている。このタイミングベルト２３にシフトトレイ２０２を支持する側板２４が固定されており、かかる構成によってシフトトレイ２０２を含むユニットが昇降可能に吊り下げられている。

シフトトレイ２０２を上下方向に移動させる駆動源としての正逆転可能なトレイ昇降モータ１６８で発生した動力が、ウォームギヤ２５を介して駆動軸２１に固定されたギヤ列の最終ギヤに伝達されるようになっている。途中ウォームギヤ２５を介しているため、シフトトレイ２０２を一定位置に保持することができ、シフトトレイ２０２の不意の落下事故等を防止することができるようになっている。

シフトトレイ２０２の側板２４には、遮蔽板２４ａが一体に形成されており、下方には積載用紙の満載を検出する満杯検知センサ３３４と下限位置を検出する下限センサ３３５が配置されており、遮蔽板２４ａによって満杯検知センサ３３４と下限センサ３３５とがオン、オフされるようになっている。満杯検知センサ３３４と下限センサ３３５はフォトセンサであり、遮蔽板２４ａによって遮られたときにオンするようになっている。尚、図３において、シフト排紙ローラ６は省略している。

図２に示すように、シフトトレイ２０２の揺動機構は、シフトモータ１６９を駆動源にシフトカム３１を回転させる。そのシフトカム３１には回転軸中心から一定量離れた位置にピンが立っており、そのピンと、シフトトレイ２０２上の積載紙の後端をガイドし用紙排紙方向と直交方向に勘合されているエンドフェンス３２の長穴部とは勘合しており、シフトカム３１の回転により上記ピンと勘合しているエンドフェンスは用紙排紙方向と直交方向に移動し、それに伴いシフトトレイ２０２も移動する。シフトトレイ２０２は、手前と奥の２つの位置で停止し、その停止位置は、シフトセンサ３３６により検出されシフトモータ１６９のＯＮ、ＯＦＦにより成される。

シフト排紙ローラ６は、駆動ローラ６ａと従動ローラ６ｂを有し、図１及び図４に示すように、従動ローラ６ｂは、用紙排出方向上流側を支持され上下方向に回動自在設けられた開閉ガイド板３３の自由端部に回転自在に支持されている。従動ローラは６ｂ自重又は付勢力により駆動ローラ６ａに当接し用紙は両ローラ間に挟持されて排出される。

綴じ処理された用紙束が排出される時は、開閉ガイド板３３が上方に回動され、所定のタイミングで戻されるようになっており、このタイミングはシフト排紙センサ３０３の検知信号に基づいて決定される。その停止位置は、排紙ガイド板開閉センサ３３１の検知信号に基づいて決定され、排紙ガイド板開閉モータ１６７により駆動される。

次に、スティプル処理を施す処理トレイＦの構成を詳細説明する。図６に示すように、スティプル排紙ローラ１１により処理トレイＦへ導かれた用紙は、順次積載される。この場合、用紙ごとに叩きコロ１２で縦方向（用紙搬送方向）の整合が行われ、ジョガーフェンス５３にて横方向（用紙搬送方向と直交する用紙幅方向）の整合が行われる。

ジョブの切れ目、すなわち、用紙束の最終紙から次の用紙束先頭紙までの間で、制御手段３５０からのスティプル信号により端面綴じスティプラＳ１が駆動され、綴じ処理が行われる。綴じ処理が行われた用紙束は、ただちに放出爪５２ａを有する放出ベルト５２によりシフト排紙ローラ６へ送られ、受取り位置にセットされているシフトトレイ２０２に排出される。

放出爪５２ａは、図７に示すように、放出ベルトＨＰセンサ３１１によりそのホームポジションを検知されるようになっており、この放出ベルトＨＰセンサ３１１は放出ベルト５２に設けられた放出爪５２ａによりオン、オフする。この放出ベルト５２の外周上には対向する位置に２つの放出爪５２ａが配置されており、処理トレイＦに収容された用紙束を交互に移動搬送する。

また、必要に応じて放出ベルト５２を逆回転し、これから用紙束を移動するように待機している放出爪５２ａと対向側の放出爪５２ａ′の背面で、処理トレイＦに収容された用紙束の搬送方向先端を揃えても良い。また、図５に示すように、放出モータ１５７により駆動される放出ベルト５２の駆動軸には、用紙幅方向整合中心に放出ベルト５２とその駆動プーリとが配置され、それに対して対称に放出ローラ５６が配置固定されており、放出ローラ５６の周速は放出ベルト５２の周速より速くなるように設定されている。

図６に示すように、叩きコロ１２は支点１２ａを中心に叩きＳＯＬ１７０によって振り子運動を与えられ、処理トレイＦへ送り込まれた用紙に間欠的に作用して用紙を後端フェンス５１に突き当てる。尚、叩きコロ１２は反時計回りに回転する。ジョガーフェンス５３は、正逆転可能なジョガーモータ１５８によりタイミングベルトを介して駆動され、用紙幅方向に往復移動する。

図８に示すように、端面綴じスティプラＳ１は、正逆転可能なスティプラ移動モータ１５９によりタイミングベルトを介して駆動され、用紙端部の所定位置を綴じるために用紙幅方向に移動する。その移動範囲の一側端には、端面綴じスティプラＳ１のホームポジションを検出するスティプラ移動ＨＰセンサ３１２が設けられており、用紙幅方向の綴じ位置は、前記ホームポジションからの端面綴じスティプラＳ１移動量により制御される。また、斜め綴じの場合には、端面綴じスティプラＳ１が、図９に示す矢印方向に回転した後、斜め綴じ処理が実行される。

図１及び図５に示すように、中綴じスティプラＳ２は、後端フェンス５１から中綴じスティプラＳ２の針打ち位置までの距離が、中綴じ可能な最大用紙サイズの搬送方向長の半分に相当する距離以上となるように配置され、且つ、用紙幅方向整合中心に対して対称に２つ配置されステー６３に固定されている。

次に、用紙束偏向手段として、分岐ガイド板５４と可動ガイド５５の構成を説明する。図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、分岐ガイド板５４は支点５４ａを中心に上下方向に回動自在に設けられ、その下流側に回転自在な加圧コロ５７を有しており、スプリング５８により放出ローラ５６に加圧される。また、分岐ガイド板５４の位置は、束分岐駆動モータ１６１より駆動を得て回転するカム６１のカム面６１ａと当接することにより決められる。

可動ガイド５５は放出ローラ５６の回転軸に回動自在に支持され、可動ガイド５５には回動自在に連結されたリンクアーム６０が設けられている。リンクアーム６０は図５に示す側板６４に固定された軸と長穴部６０ａで勘合されており、これにより可動ガイド５５の回動範囲は規制される。また、スプリング５９により下方に付勢されることで図１０（ａ）の位置に保持される。更に、束分岐駆動モータ１６１より駆動を得て回転するカム６１のカム面６１ｂによりリンクアーム６０が押されると連結されている可動ガイド５５は上方へ回動する。

カム６１は束分岐ガイドＨＰセンサをその遮蔽部６１ｃにより検知させることで、そのホームポジションを得て、束分岐駆動モータ１６１の駆動パルスによりその停止位置を制御する。図１０（ａ）は、カム６１がホームポジション時の分岐ガイド板５４と可動ガイド５５の位置関係を示す。可動ガイド５５のガイド面５５ａはシフト排紙ローラ６への経路において、用紙をガイドする機能を有している。

図１０（ｂ）は、カム６１が回転することにより、分岐ガイド板５４が下方へ回動し、加圧コロ５７が放出ローラ５６に加圧していることを示す。図１０（ｃ）は、カム６１が更に回転することにより、可動ガイド５５が上方に回動し、処理トレイＦから処理トレイＧに導く経路を、分岐ガイド板５４と可動ガイド５５とで形成することを示す。

また、図５では、奥行き方向の位置関係を示す。本実施形態では、分岐ガイド板５４と可動ガイド５５は１つの駆動モータにより動作するが、個々に駆動モータを設けて、用紙サイズや綴じ枚数に応じて、移動タイミングや停止位置を制御可能に構成しても良い。

従来の折りプレート７４の移動機構を、図１１（ａ）、（ｂ）に示し説明する。折りプレート７４は前後側板に立てられた各２本の軸に長穴部７４ａが勘合することで支持され、その軸部７４ｂとリンクアーム７６の長穴部７６ｂは勘合されており、リンクアーム７６が支点７６ａを中心に揺動することで、折りプレート７４は図１１（ａ）、（ｂ）中を左右に往復移動する。このリンクアーム７６の長穴部７６ｃと折りプレート駆動カム７５の軸部７５ｂは勘合されており、折りプレート駆動カム７５の回転運動によりリンクアーム７６揺動する。

折りプレート駆動カム７５は、折りプレート駆動モータ１６６により図１１（ａ）、（ｂ）中の矢印方向に回転する。その停止位置は半月形状の遮蔽部７５ａ両端部を折りプレートＨＰセンサ３２５により検知することで決定される。図１１（ａ）は、処理トレイＧの用紙束収容領域から完全に退避したホームポジション位置を示す。折りプレート駆動カム７５を矢印方向に回転させると、折りプレート７４は矢印方向に移動し、処理トレイＧの用紙束収容領域に突出する。

図１１（ｂ）は、処理トレイＧの用紙束中央を折りローラ８１のニップに押し込む位置を示す。折りプレート駆動カム７５を矢印方向に回転させると折りプレート７４は矢印方向に移動し、処理トレイＧの用紙束収容領域から退避する。

本実施形態では、後処理モードに応じて下記の排出形態をとる。
ノンスティプルモードａ：搬送路Ａ、搬送路Ｂを通り上トレイ２０１へ排出される。
ノンスティプルモードｂ：搬送路Ａ、搬送路Ｃを通りシフトトレイ２０２へ排出され
る。
ソート、スタックモード：搬送路Ａ、搬送路Ｃを通りシフトトレイ２０２へ排出され
る。その際、シフトトレイ２０２が、部の区切れ毎に排紙方向と直交方向に揺動することで排出される用紙は仕分けられる。
スティプルモード：搬送路Ａ、搬送路Ｄを経て処理トレイＦで整合及び綴じを施され搬送路Ｃを通りシフトトレイ２０２へ排出される。
中綴じ製本モード：搬送路Ａ、搬送路Ｄを経て処理トレイＦで整合及び中央綴じを施され、更に処理トレイＧで中央折りを施され、搬送路Ｈを通り下トレイ２０３へ排出される。

ノンスティプルモードａの動作を以下に説明する（図１４参照：ステップ１０１〜１０７）。搬送路Ａから分岐爪１５で振り分けられた用紙は、搬送路Ｂに導かれ搬送ローラ３と上排紙ローラ４によって上トレイ２０１へ排出される。また、上排紙ローラ４の近傍に配置され用紙の排出を検出する上排紙センサ３０２によって、排紙の状態を監視する。

ノンスティプルモードｂの動作を以下に説明する（図１５参照：ステップ２０１〜２０９）。搬送路Ａから、分岐爪１５、分岐爪１６で振り分けられた用紙は、搬送路Ｃに導かれ、搬送ローラ５、シフト排紙ローラ６によってシフトトレイ２０２へ排出される。また、シフト排紙ローラ６の近傍に配置され用紙の排出を検出するシフト排紙センサ３０３によって、排紙の状態を監視する。

ソート、スタックモードの動作を以下に説明する（図１６参照：ステップ３０１〜３１３）。ノンスティプルモードｂ時と同様の搬送排紙を行う。その際、シフトトレイ２０２が、部の区切れ毎に排紙方向と直交方向に揺動することで排出される用紙は仕分けられる。

スティプルモードの動作を以下に説明する（図１７参照：ステップ４０１〜４３０）。搬送路Ａから、分岐爪１５、分岐爪１６で振り分けられた用紙は、搬送路Ｄに導かれ、搬送ローラ７、搬送ローラ９、搬送ローラ１０、スティプル排紙ローラ１１により処理トレイＦに排出される。処理トレイＦでは、排紙ローラ１１により順次排出される用紙を整合し所定枚数に達すると端面綴じスティプラＳ１により綴じ処理を行う。

その後、綴じられた用紙束は、放出爪５２ａにより下流へ搬送され、シフト排紙ローラ６によりシフトトレイ２０２へ排出される。また、シフト排紙ローラ６の近傍に配置され用紙の排出を検出するシフト排紙センサ３０３によって、排紙の状態を監視する。

スティプルモード時の処理トレイＦの動作について説明する。スティプルモードが選択されると、図６に示すように、ジョガーフェンス５３はホームポジションより移動し、処理トレイＦに排出される用紙幅より片側７ｍｍ離れた待機位置で待機する。用紙がスティプル排紙ローラ１１によって搬送され、用紙後端がスティプル排紙センサ３０５を通過すると、ジョガーフェンス５３が待機位置から５ｍｍ内側に移動して停止する。

また、スティプル排紙センサ３０５は用紙後端通過時点にそれを検知し、その信号がＣＰＵ３６０に入力される（図１３参照）。図１３に示すＣＰＵ３６０では、この信号の受信時点からスティプル排紙ローラ１１を駆動する図示しないスティプル搬送モータ１５５からの発信パルス数をカウントし、所定パルス発信後に叩きＳＯＬ１７０をオンさせる。

叩きコロ１２は、叩きＳＯＬ１７０のオン、オフにより振り子運動をし、オン時には用紙を叩いて下方向に戻し、後端フェンス５１に突き当てて紙揃えを行う。このとき、処理トレイＦに収容される用紙が入口センサ１０１あるいはスティプル排紙センサ３０５を通過するたびにその信号がＣＰＵ３６０に入力され、用紙枚数がカウントされる。

叩きＳＯＬ１７０がオフされて所定時間経過後、ジョガーフェンス５３は、ジョガーモータ１５８によってさらに２．６ｍｍ内側に移動して一旦停止し、横揃えが終了する。ジョガーフェンス５３はその後７．６ｍｍ外側に移動して待機位置に戻り、次の用紙を待つ。この動作を最終頁まで行う。その後再び７ｍｍ内側に移動して停止し、用紙束の両側端を押えてスティプル動作に備える。

その後所定時間後に図示しないスティプルモータにより端面綴じスティプラＳ１が作動し、綴じ処理が行われる。このとき２ヶ所以上の綴じが指定されていれば、１ヶ所の綴じ処理が終了した後、スティプル移動モータ１５９が駆動され、端面綴じスティプラＳ１が用紙後端に沿って適正位置まで移動され、２ヶ所目の綴じ処理が行なわれる。また、３ヶ所目以降が指定されている場合は、これを繰返す。

綴じ処理が終了すると、放出モータ１５７が駆動され、放出ベルト５２が駆動される。このとき、排紙モータも駆動され、放出爪５２ａにより持ち上げられた用紙束を受け入れるべくシフト排紙ローラ６が回転し始める。このとき、ジョガーフェンス５３は用紙サイズ及び綴じ枚数により異なるように制御される。例えば、綴じ枚数が設定枚数より少ない、あるいは設定サイズより小さい場合には、ジョガーフェンス５３により用紙束を押えながら放出爪５２ａにより用紙束後端を引っかけ搬送する。

そして、紙有無センサ３１０あるいは放出ベルトＨＰセンサ３１１による検知より所定パルス後にジョガーフェンス５３を２ｍｍ退避させ、ジョガーフェンス５３による用紙への拘束を解除する。この所定パルスは、放出爪５２ａが用紙後端と接触してからジョガーフェンス５３の先端を抜ける間で設定されている。

また、綴じ枚数が設定枚数より多い、あるいは設定サイズより大きい場合には、予めジョガーフェンス５３を２ｍｍ退避させ、放出を行う。いずれの場合も用紙束がジョガーフェンス５３を抜けきると、ジョガーフェンス５３は、更に５ｍｍ外側に移動して待機位置に復帰し、次の用紙に備える。なお、用紙に対するジョガーフェンス５３の距離により拘束力を調整することも可能である。

中綴じ製本モードの動作を以下に説明する（図１８参照：ステップ５０１〜５３８）。搬送路Ａから、分岐爪１５、分岐爪１６で振り分けられた用紙は、搬送路Ｄに導かれ、搬送ローラ７、搬送ローラ９、搬送ローラ１０、スティプル排紙ローラ１１により、処理トレイＦに排出される。処理トレイＦでは、スティプルモード時と同様に排紙ローラ１１により順次排出される用紙を整合し、スティプルする直前までは同様の動作をする（図１２（ａ）参照）。

その後、図１２（ｂ）の位置に、用紙束は放出爪５２ａにより用紙サイズ毎に設定された所定距離下流へ運ばれ、その中央を中綴じスティプラＳ２により綴じ処理される。図１２（ｃ）の位置に、綴じられた用紙束は放出爪５２ａにより下流へ用紙サイズ毎に設定された所定距離搬送され一旦停止する。この移動距離は放出モータ１５７の駆動パルスにより管理される。

その後、図１２（ｃ）に示すように、用紙束先端部は放出ローラ５６と加圧コロ５７により挟持され、分岐ガイド板５４と可動ガイド５５とが回動することで形成され処理トレイＧへ導かれる経路を通過するべく、再度放出爪５２ａと放出ローラ５６により下流へ搬送される。この放出ローラ５６は放出ベルト５２の駆動軸に設けられており放出ベルト５２と同期して駆動される。

そして、図１２（ｄ）に示すように、その用紙束は束搬送ローラ上７１と束搬送ローラ下７２により、予めその用紙サイズに応じた位置にホームポジションから移動し下側の端面をガイドするべく停止している可動後端フェンス７３まで搬送される。このとき、放出爪５２ａは、放出ベルト５２の外周上に対向する位置に配置されたもう１つの放出爪５２ａ′が後端フェンス５１近傍に達した位置で停止し、分岐ガイド板５４と可動ガイド５５はホームポジションへ復帰し、次の用紙に備える。

図１２（ｄ）に示すように、可動後端フェンス７３に突き当てられた用紙束は、束搬送ローラ下７２の加圧を解除される。その後、図１２（ｆ）に示すように、綴じられた針部近傍は略直角方向に折りプレート７４により押され、その対向する折りローラ８１のニップへと導かれる。折りローラ８１はその用紙束を加圧搬送することで、用紙束中央に折りを施す。

図１２（ｇ）に示すように、折りを施された用紙束先端が折り部通過センサ３２３に検知されると折りプレート７４はホームポジションに復帰する。その後、図１２（ｈ）に示すように、下排紙ローラ８３により下トレイ２０３へ排出される。このとき、用紙束後端が束到達センサ３２１に検知されると、可動後端フェンス７３はホームポジションに復帰し、束搬送ローラ下７２の加圧は復帰され、次の用紙に備える。また、次のジョブが同用紙サイズ同枚数であれば、可動後端フェンス７３はその位置で待機しても良い。

制御手段３５０は、図１３に示すように、ＣＰＵ３６０、Ｉ／Ｏインターフェース３７０等を有するマイクロコンピュータであり、図示しない画像形成装置本体のコントロールパネルの各スイッチ等、及び紙面検知センサ３３０等の各センサからの信号がＩ／Ｏインターフェース３７０を介してＣＰＵ３６０へ入力される。

ＣＰＵ３６０は、入力された信号に基づいて、シフトトレイ２０２用のトレイ昇降モータ１６８、開閉ガイド板を開閉する排紙ガイド板開閉モータ１６７、シフトトレイ２０２を移動するシフトモータ１６９、叩きコロ１２を駆動する叩きコロモータ１５６、叩きＳＯＬ１７０等の各ソレノイド、各搬送ローラを駆動する搬送モータ、各排紙ローラを駆動する排紙モータ、放出ベルト５２を駆動する放出モータ１５７、端面綴じスティプラＳ１を移動するスティプラ移動モータ１５９、端面綴じスティプラＳ１を斜めに回転する斜めモータ１６０、ジョガーフェンス５３を移動するジョガーモータ１５８、分岐ガイド板５４及び可動ガイド５５を回動する束分岐駆動モータ１６１、その束を搬送する搬送ローラを駆動する束搬送モータ１６２、可動後端フェンス７３を移動する後端フェンス移動モータ１６３、折りプレート７４を移動する折りプレート駆動モータ１６６、折りローラ８１を駆動する折りローラ駆動モータ１６４等の駆動を制御する。

スティプル排紙ローラを駆動する図示しないスティプル搬送モータ１５５のパルス信号はＣＰＵ３６０に入力されてカウントされ、このカウントに応じて叩きＳＯＬ１７０及びジョガーモータ１５８が制御される。

次に、本実施形態の折り機構において、折りプレート７４の駆動に、ネジ機構を用いることができる。図１９（ａ）、（ｂ）にあるように、折りプレート７４はボールネジ（ネジ機構）５０１と連結されており、その端部でギヤを介しモータ１６６と連結され、モータ１６６の回転により移動をする。また、そのホームポジションはセンサ３２５で検知して停止をする。（請求項２、３）

また、本実施形態の折り機構において、折りプレート７４の駆動に、渦巻状のカム機構を用いることができる。図２０に示すように、折りプレート７４の駆動には、回転角と渦巻き溝の回転半径が比例関係にある渦巻状のカム機構を用いており、折りプレート７４の案内棒（折りプレート案内棒４０１）の両端部がカム溝に係合している。また、渦巻状のカム（カム４０２ａ、カム４０２ｂ）の駆動は図２１に示すようになっており、２つのカム（カム４０２ａ、カム４０２ｂ）は常に同期して動作し、その回転方向により進退をする。（請求項４）

また、本実施形態の折り機構を、図２０、２２に示すように構成することができる。図２０、２２に示すガイド部材４０３は、折りプレート案内棒４０１を中心にカム溝形状に沿って揺動しながら摺動する。このガイド部材４０３がない場合は、図２３に示すように、棒とカムの接触面積は小さく、ガイド部材４０３を設けた場合は、図２４のように大きくなることから、圧力が分散されていることが分かる。これにより樹脂材料を用いることが可能となり、軽量、低コストに貢献することができる。（請求項５）

請求項１記載の折り機構においては、『折りプレートの移動速度≒折りローラの周速度』にするための機構として、折りプレートの移動速度を制御しやすい機構（駆動モータの回転角と折りプレートの進退移動量が比例関係にある機構）を採用することにより、従来の問題点（皺、破れ等）を解消しつつ最小限の駆動力で、省エネルギー、低コスト、高品質な折り機構を提供することが可能となる。また、駆動モータにパルスモータを使用すれば更に速度の制御が容易になる。

請求項２、３記載の折り機構においては、折りプレートの駆動にはボールネジ等のネジ機構を用いることとしたので高精度に速度制御が可能で、減速の役割もあり、また高負荷に強く停止状態を維持する保持力にも優れているため、省エネルギー、省スペースに非常に有効である。但し、折りプレート両端に設置した場合では、位相を合わせる難しさと、ややコスト高になるという部分もある。

請求項４記載の折り機構においては、折りプレートの駆動には、回転角と渦巻き溝の回転半径が比例関係にある渦巻状のカム機構を用いることとしたので、ネジ機構を使用した場合の利点を同様に得ることができ、渦巻き溝の端部を使用すれば、折りプレート両端につけた場合でも位相を合わせる難しさは無く、そのカムの外周を駆動用のギヤとして使用すれば、減速機構も簡素化でき、更に、省エネルギー、省スペース、低コストを達成することが可能となる。

請求項５記載の折り機構においては、カム溝と折りプレート案内棒との係合にカム溝の曲率に近似した曲率を持つ勾玉形状のガイド部材を用いることで、樹脂材料で構成した場合でも円筒とカム溝の接触面積に対して接触面積が広く確保できるため、圧力を分散可能となり高負荷に耐えることができ、更に軽量かつ低コストが可能となる。

本実施形態の折り機構を備えた用紙後処理装置の全体構成断面図である。 本実施形態の用紙後処理装置が有する用紙積載装置のシフト機構を示した斜視図である。 本実施形態の用紙後処理装置が有する用紙積載装置の昇降機構を示した斜視図である。 本実施形態の用紙後処理装置が有する用紙積載装置のシフト機構を説明するための斜視図である。 本実施形態の用紙後処理装置を説明するための断面図である。 本実施形態の用紙後処理装置における、スティプル処理を施す処理トレイＦの構成を説明するための斜視図及び断面図である。 本実施形態の用紙後処理装置における、スティプル処理を施す処理トレイＦの構成を説明するための斜視図及び断面図である。 本実施形態の用紙後処理装置における、端面綴じスティプラＳ１を説明するための斜視図である。 本実施形態の用紙後処理装置における、端面綴じスティプラＳ１を説明するための斜視図である。 （ａ）は、本実施形態の用紙後処理装置の用紙束偏向手段として、分岐ガイド板５４と可動ガイド５５の構成を説明するための断面図である。（ｂ）は、本実施形態の用紙後処理装置の用紙束偏向手段として、分岐ガイド板５４と可動ガイド５５の構成を説明するための断面図である。（ｃ）は、本実施形態の用紙後処理装置の用紙束偏向手段として、分岐ガイド板５４と可動ガイド５５の構成を説明するための断面図である。 （ａ）は、従来の折りプレート７４の移動機構を説明するための図である。（ｂ）は、従来の折りプレート７４の移動機構を説明するための図である。 （ａ）は、本実施形態の用紙後処理装置における、中綴じ製本モードの動作を説明するための断面図である。（ｂ）は、本実施形態の用紙後処理装置における、中綴じ製本モードの動作を説明するための断面図である。（ｃ）は、本実施形態の用紙後処理装置における、中綴じ製本モードの動作を説明するための断面図である。（ｄ）は、本実施形態の用紙後処理装置における、中綴じ製本モードの動作を説明するための断面図である。（ｅ）は、本実施形態の用紙後処理装置における、中綴じ製本モードの動作を説明するための断面図である。（ｆ）は、本実施形態の用紙後処理装置における、中綴じ製本モードの動作を説明するための断面図である。（ｇ）は、本実施形態の用紙後処理装置における、中綴じ製本モードの動作を説明するための断面図である。（ｈ）は、本実施形態の用紙後処理装置における、中綴じ製本モードの動作を説明するための断面図である。 本実施形態の用紙後処理装置を説明するためのブロック図である。 本実施形態の用紙後処理装置における、ノンスティプルモードａの動作を説明するためのフローチャートである。 本実施形態の用紙後処理装置における、ノンスティプルモードｂの動作を説明するためのフローチャートである。 本実施形態の用紙後処理装置における、ソート、スタックモードの動作を説明するためのフローチャートである。 本実施形態の用紙後処理装置における、スティプルモードの動作を説明するためのフローチャートである。 本実施形態の用紙後処理装置における、中綴じ製本モードの動作を説明するためのフローチャートである。 （ａ）は、本実施形態の折り機構において、折りプレート７４の駆動に用いるネジ機構について説明するための断面図である。（ｂ）は、本実施形態の折り機構において、折りプレート７４の駆動に用いるネジ機構について説明するための断面図である。 本実施形態の折り機構において、折りプレート７４の駆動に用いる渦巻状のカム機構について説明するための斜視図である。 本実施形態の折り機構において、折りプレート７４の駆動に用いる渦巻状のカム機構について説明するための斜視図である。 本実施形態の折り機構において、折りプレート７４の駆動に用いる渦巻状のカム機構について説明するための斜視図である。 本実施形態の折り機構において、折りプレート７４の駆動に用いる渦巻状のカム機構について説明するための斜視図である。 本実施形態の折り機構において、折りプレート７４の駆動に用いる渦巻状のカム機構について説明するための斜視図である。

符号の説明

１ 入口ローラ
２、３ 搬送ローラ
４ 上排紙ローラ
５、７ 搬送ローラ
６ シフト排紙ローラ
８ プレスタックローラ
９、１０ 搬送ローラ
１１ スティプル排紙ローラ
１２ 叩きコロ
１３ 戻しコロ
１５〜１７ 分岐爪
２１ 駆動軸
２２ 従動軸
２３ タイミングベルト
２４ 側板
２５ ウォームギヤ
３０ 紙面検知レバー
３１ シフトカム
３２ エンドフェンス
３３ 開閉ガイド板
５１ 後端フェンス
５２ 放出ベルト
５２ａ 放出爪
５３ ジョガーフェンス
５４ 分岐ガイド板
５５ 可動ガイド
５５ａ 可動ガイド１側面
５６ 放出ローラ
５７ 加圧コロ
５８、５９ スプリング
６０ リンクアーム
６１ カム
６２ 放出ベルト駆動プーリ
６３ ステー
６４ 側板
６４ａ 前側板
６４ｂ 後側板
６５ 放出軸
７１ 束搬送ローラ上
７２ 束搬送ローラ下
７３ 可動後端フェンス
７４ 折りプレート
７５ 折りプレート駆動カム
７６ リンクアーム
８１、８２ 折りローラ
８３ 下排紙ローラ
９１ 束搬送ガイド板下
９２ 束搬送ガイド板上
１００ パンチユニット
１０１ パンチかすホッパ
１５７ 放出モータ
１５８ ジョガーモータ
１５９ スティプラ移動モータ
１６０ 斜めモータ
１６１ 束分岐駆動モータ
１６７ 排紙ガイド板開閉モータ
１６８ トレイ昇降モータ
１６９ シフトモータ
１７０ 叩きＳＯＬ
２０１ 上トレイ
２０２ シフトトレイ
２０３ 下トレイ
３０１ 入り口センサ
３０２ 上排紙センサ
３０３ シフト排紙センサ
３０４ プレスタックセンサ
３０５ スティプル排紙センサ
３１０ 紙有無センサ
３１１ 放出ベルトＨＰセンサ
３１２ スティプラ移動ＨＰセンサ
３１３ スティプラ斜めＨＰセンサ
３１５ 束分岐ガイドＨＰセンサ
３２１ 束到達センサ
３２２ 可動後端フェンスＨＰセンサ
３２３ 折り部通過センサ
３２４ 下排紙センサ
３２５ 折りプレートＨＰセンサ
３３０ 紙面検知センサ
３３０ａ 紙面検知センサ（スティプル用）
３３０ｂ 紙面検知センサ（ノンスティプル用）
３３１ 排紙ガイド板開閉センサ
３３２ 排紙ガイド板開閉リミットＳＷ
３３３ トレイ上昇リミットＳＷ
３３４ 満杯検知センサ
３３５ 下限センサ
３３６ シフトセンサ
３５０ 制御手段
３６０ ＣＵＰ
３７０ Ｉ／Ｏインターフェース
４０１ 折りプレート案内棒
４０２ａ、４０２ｂ カム
４０３ ガイド部材

Claims (9)

1. シート搬送路に略垂直方向に移動可能な折りプレートと、
   前記シート搬送路に露出する一対の折りローラと、
   前記一対の折りローラを駆動する駆動モータと、を備えた、シートに折りを施す折り機構であって、
   前記駆動モータの回転角と前記折りプレートの進退移動量が比例関係にあることを特徴とする折り機構。
2. 前記折りプレートの駆動にはネジ機構を用いていることを特徴とする請求項１記載の折り機構。
3. 前記ネジ機構はボールネジであることを特徴とする請求項２記載の折り機構。
4. 前記折りプレートの駆動には渦巻状のカム機構を用いていることを特徴とする請求項１記載の折り機構。
5. 前記折りプレートを案内する折りプレート案内棒を更に有し、
   前記渦巻き状のカム溝と前記折りプレート案内棒との係合にカム溝の曲率に近似した曲率を持つ勾玉形状のガイド部材を用いることを特徴とする請求項４記載の折り機構。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の折り機構を有することを特徴とするシート折り装置。
7. 請求項１から５のいずれか１項に記載の折り機構を有することを特徴とするシート後処理装置。
8. 請求項１から５のいずれか１項に記載の折り機構を有することを特徴とする画像形成装置。
9. シート搬送路に略垂直方向に移動可能な折りプレートと、
   前記シート搬送路に露出する一対の折りローラと、
   前記一対の折りローラを駆動する駆動モータと、を備えた、シートに折りを施す折り機構のシート折り方法であって、
   前記駆動モータの回転角と前記折りプレートの進退移動量が比例関係にあることを特徴とする折り機構のシート折り方法。

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