JP4895384B2 - シート処理装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート処理装置及び画像形成装置に関し、特にシート処理装置にて行う製本処理に関する。

従来、複写機やプリンタ等の画像形成装置に接続したシート処理装置にて、画像形成後の複数枚のシートを束ねるなどの製本処理が行われ、この製本処理には、例えばステイプルや糊等用いられている。ステイプルを使用する製本処理としては、ステイプルによってシート束のコーナーを綴じる綴じ製本や、シートの中央をステイプルで綴じ且つステイプル位置に沿って半分に折る中綴じ製本等がある。また、糊を使用する製本としては、シート束の背部に糊付けを行って背部とシート束との略倍の大きさの表紙を接着してシート束を表紙で覆うくるみ製本や、シート束の背部に帯状のテープを糊付けするテープ製本等がある。

また、上記した以外にも、画像形成されたシートの端部にパンチ穴をあけ、順次シートを蓄積して束を生成し、生成したシート束のパンチ穴に対してリング型のバインダを装着させるリング製本という製本処理がある（特許文献１参照）。このリング製本したものは、見栄えがよく、書類としての取り扱いが容易であるという利点から、このリング製本を好む利用者も多い。

特開２００５−１３８５４９号公報

ところで、上記特許文献１に示した綴じ処理装置においては、リング製本を行う際、まず、画像形成装置より受け取ったシート一枚毎に、そのシート端部にパンチ穴をあける工程を経る。そして、上記工程を経た複数枚のシートが積載されたシート束の穴に対し、リング型のバインダを装着させるように製本処理が進められる。

しかし、このような装着工程にあっては、各シートにあけられる穴の相対位置の精度や、穴あけ後に積載される各シートの整列性等が問題となる。仮に、各シートにあけられた穴の相対位置の精度が低いものであったり、穴あけ後に積載された各シートの整列性が良くなかったりした場合には、積載されたシート束及びシート束における穴は、例えば図２０に示すような状態となる。図２０では、パンチ穴Ｈｄの各位置の精度及びシート束Ｐａの整列性が共に良くない。従って、パンチ穴Ｈｄの位置がシート束Ｐａの最上紙Ｐａ１から最下紙Ｐａ２までの間で不均一となり、シート束Ｐａにおける穴全体にバインダＢｄを通して装着することが困難なものとなっている。

また、各シートにあけられた穴の相対位置の精度が良く、穴あけ後に積載された各シートの整列性が良いものであったとしても、リング製本にあっては、更に図２１に示すような問題を生じるものとなる。図２１に示すように、シートＰが複数積載された際には、シート束Ｐａとして厚さを有することとなる。これにより、シート束Ｐａの穴にリング型のバインダＢｄを通す際には、最上紙の穴内部ｉ、最下紙の穴内部iii 、中央付近のシートにおける穴内部iiのそれぞれの位置では、バインダＢｄとの距離が接近することとなる。従って、シート束Ｐａと装着する際のバインダＢｄとの相対的な位置関係に少しでもずれを生じると、バインダＢｄがシート束Ｐａに接触し、バインダＢｄが変形するなどしてパンチ穴Ｈｄを通らず、バインダを装着出来ない場合が起り得る。また、装着する際にバインダＢｄがシート束Ｐａに接触すると、バインダＢｄが擦れてシートに傷がつくなどの虞がある。

そこで本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、シート束にあけられたパンチ穴に対する綴じ具の装着性を高めることができるシート処理装置及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、パンチ穴が施されたシート束を、湾曲形状を有する綴じ具を装着して綴じるシート処理装置において、パンチ穴が施されたシートが積載されてシート束を形成する積載手段と、シート束の厚さ方向に連続する前記パンチ穴が前記綴じ具の形状に倣うよう前記積載手段に積載されたシート束のシートごとの位置を調整するために、前記積載手段に積載されたシート束の側端が突き当る湾曲した面を備えた突き当て部材と、前記突き当て部材によって位置が調整されたシート束の前記パンチ穴に前記綴じ具を装着する装着手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、シートが順次積載されて積載手段上にシート束が形成された際、突き当て部材がシート束の厚さ方向に連続するパンチ穴を綴じ具の形状に倣うようにする。これにより、綴じ具の装着性を高めることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るシート処理装置３を備えた画像形成装置１の模式図である。

画像形成装置１は、図１に示すように、画像形成装置本体２と、シート処理装置３とから構成されている。そして、画像形成装置本体２は、原稿から画像を読み取るイメージリーダ６と、イメージリーダ６にて読み取った画像をシートに画像形成するプリンタ７とを備えている。なお、シート処理装置３は、画像形成装置本体２に例えばオプションとして着脱可能に装着する構成であっても、また画像形成装置本体２のフレーム（不図示）に一体的に組み込むような構成であってもよい。また、本実施の形態のシート処理装置３は、画像形成装置本体２にて画像形成されたシートを排出して積載する排出シート積載部５をその外部に有している。

画像形成装置本体２におけるイメージリーダ６上部には、原稿トレイ９ａ上にセットされた原稿を１枚ずつ給送する原稿給送装置９が搭載されている。また、イメージリーダ６は、プラテンガラス１０と、プラテンガラス１０の下方に設けられたスキャナユニット１１と、スキャナユニット１１に設けられた原稿の読取面を照射するランプ１２とを備えている。更に、ランプ１２による原稿からの反射光を反射・透過させるミラー１３，１５，１６、レンズ１７や、これを読み取るイメージセンサ１９等を備えている。

プリンタ７は、記録紙等のシートを給送するシート給送装置３８と、シート給送装置３８から給送されるシートＰに画像を形成する画像形成部２０とを備えている。

シート給送装置３８は、給紙カセットである上カセット２２及び下カセット２３と、ピックアップローラ２５、２６と、給紙ローラ２７、２９とを備えている。そして、上カセット２２及び下カセット２３内のシートＰは、所定のタイミングで昇降／回転するピックアップローラ２５、２６と、給紙ローラ２７、２９との作用によって１枚ずつ分離給送されるようになっている。シート給送装置３８から給送されたシートＰは搬送路へと送られ、この搬送路にはレジストローラ３０が配設されている。

画像形成部２０は、電子写真方式のものであり、画像形成するためのレーザ光を出力する露光制御部３１と、像担持体である感光ドラム３２とを備え、露光制御部３１には、レーザ光を走査するポリゴンミラー３１ａが設けられている。更に、画像形成部２０には、感光ドラム３２に現像剤を供給する現像器３５や、感光ドラム３２の現像剤をシート上に転写する転写部３３等が備えられている。転写部３３からの搬送路下流には定着部３６が配設され、定着部３６よりさらに下流側にはシートの進行方向を切り替えるフラッパ４０と、画像形成したシートを画像形成装置本体２の外部に排出させる排出ローラ３７とが配設されている。

次に、上述したような構成を有する画像形成装置本体２の各部における動作について説明する。

イメージリーダ６に搭載された原稿給送装置９は、原稿トレイ９ａ上に上向きにセットされた原稿を、先頭頁から順に１枚ずつ正面視左方向へと給送する。給送された原稿は湾曲したパスを介してプラテンガラス１０上を左から流し読み取り位置を経て右へと搬送され、その後、外部の排紙トレイ３９に向けて排出される。この原稿がプラテンガラス１０上の流し読み取り位置を左から右へ向けて通過する際、流し読み取り位置に配設されたスキャナユニット１１によって原稿画像が読み取られる。この読み取り方法は、一般に原稿流し読みと呼ばれるものである。そして、原稿が流し読み取り位置を通過する際、原稿の読取面がスキャナユニット１１におけるランプ１２の光で照射されると、その原稿からの反射光がミラー１３、１５、１６を介してレンズ１７へと導かれる。このレンズ１７を通過した光は、イメージセンサ１９の撮像面にて結像する。

また、上述した原稿流し読みにおいては、原稿の搬送方向に対して直交する方向を主走査方向とし、搬送方向を副走査方向とする原稿読み取りの走査が行われる。すなわち、原稿が流し読み取り位置を通過する際に、主走査方向に原稿画像を１ライン毎にイメージセンサ１９で読み取りながら、原稿を副走査方向に搬送することによって原稿画像全体の読み取りを順次行う。上記したように光学的に読み取られた原稿画像は、イメージセンサ１９によって画像データに変換されて出力される。イメージセンサ１９から出力された画像データは、プリンタ７の露光制御部３１にビデオ信号として入力される。

なお、原稿給送装置９を使用せずに原稿の読み取りを行う際には、正面視奥側の不図示のヒンジを軸にして原稿給送装置９を傾けるように持ち上げ、プラテンガラス１０上に原稿を載置して再び原稿給送装置９を元の状態に戻す。この状態で、スキャナユニット１１を左から右へと走査させることにより、原稿の読み取りを行うことができる。この読み取り方法は、一般に原稿固定読みという。

一方、プリンタ７における露光制御部３１は、イメージリーダ６から入力されたビデオ信号に基づきレーザ光を変調して出力する。このレーザ光は、ポリゴンミラー３１ａによって走査されながら感光ドラム３２の表面に照射される。予め帯電状態にされている感光ドラム３２には、走査されたレーザ光に応じた静電潜像が形成される。ここで、露光制御部３１は、原稿固定読み時には、正対画像（鏡像でない画像）が形成されるようにレーザ光を出力する。この感光ドラム３２上に形成された静電潜像は、現像器３５から供給される現像剤によって現像剤像として可視像化される。

また、プリンタ７内の上カセット２２又は下カセット２３からピックアップローラ２５、２６によって給紙されたシートは、給紙ローラ２７、２９によってレジストローラ３０まで搬送される。搬送されたシートの先端がレジストローラ３０まで達すると、レジストローラ３０は任意のタイミングで駆動され、該シートを露光制御部３１のレーザ光の照射開始と同期したタイミングで感光ドラム３２と転写部３３との間に搬送する。ここで、感光ドラム３２に形成された現像剤像は、転写部３３により、搬送されたシート上へと転写される。この現像剤像が転写されたシートは、定着部３６に搬送され、定着部３６は、シートを加熱及び加圧することによって現像剤像をシート上に定着させる。そして、定着部３６を通過したシートは、フラッパ４０及び排出ローラ３７を経てプリンタ７から画像形成装置本体２外部（シート処理装置３）へと排出される。

ここで、画像形成されたシートを、その画像形成面が下向きとなった状態（フェイスダウン）でプリンタ７から排出するには、反転パス４１を用いた処理を行う。これは、定着部３６を通過したシートを、フラッパ４０の切替動作によって一旦反転パス４１内に導き、そのシートの後端がフラッパ４０を通過した後に、シートをスイッチバックさせて排出ローラ３７によりプリンタ７から排出するものである。この排紙形態は、一般に反転排紙と呼ばれる。この反転排紙は、原稿給送装置９から原稿を読み取って画像形成するときや、コンピュータからの出力画像を画像形成するとき等のように、複数の原稿を先頭頁から順に画像形成するときに行われるもので、そのシートの頁順が揃えられて排紙される。

また、シート表裏の両面に画像形成を行う両面記録を行う場合には、フラッパ４０の切替動作によりシートを反転パス４１に導く。その後、両面搬送パス４２へと搬送し、両面搬送パス４２へ導かれたシートを感光ドラム３２と転写部３３との間に再度給紙するように制御する。

また、ＯＨＰシートなどの硬いシートに画像形成を行う場合には、画像形成装置本体２における正面視右側に設けられた手差給紙部４３から給紙を行う。この手差給紙部４３から給紙されたシートに画像形成する際には、シートを反転パス４１に導くことなく、画像形成面を上向きにした状態（フェイスアップ）で排出ローラ３７から排出することとなる。

上述したように、画像形成装置本体２にて画像形成されたシートは、画像形成装置本体２におけるプリンタ７から排出され、シート処理装置３へと送られる。

次に、本実施の形態における画像形成装置本体２の制御系を図２に沿って説明する。図２は、画像形成装置本体２の制御系を示すブロック図である。

すなわち、本制御系は、図２に示すように、ＣＰＵ回路部４５と、このＣＰＵ回路部４５に電気的に接続された、原稿給送装置制御部４６、イメージリーダ制御部４７、画像信号制御部４９、及びプリンタ制御部５０とを有している。更に、本制御系は、ＣＰＵ回路部４５に電気的に接続された、操作表示装置制御部５１、及びシート処理装置制御部５２を有している。

ＣＰＵ回路部４５は、ＣＰＵ（図示せず）、ＲＯＭ５３、及びＲＡＭ５５を内蔵している。ＲＯＭ５３は、原稿給送装置制御部４６、イメージリーダ制御部４７、画像信号制御部４９、外部Ｉ／Ｆ５６、プリンタ制御部５０、操作表示装置制御部５１、及びシート処理装置制御部５２を総括的に制御する制御プログラムを格納している。ＲＡＭ５５は、制御プログラムや制御プログラムで参照される制御データ等の一時的な保持領域や、画像形成装置１の制御に伴う演算処理の作業領域として用いられる。

原稿給送装置制御部４６は、ＣＰＵ回路部４５からの指令に基づき、原稿給送装置９を駆動制御する。イメージリーダ制御部４７は、ＣＰＵ回路部４５からの指令に基づき、スキャナユニット１１やイメージセンサ１９等に対する駆動制御を行い、イメージセンサ１９から出力されたアナログ画像信号を画像信号制御部４９に転送する。

画像信号制御部４９は、イメージセンサ１９からのアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換した後に各種の画像処理（補正処理等）を施し、このデジタル画像信号をビデオ信号に変換してプリンタ制御部５０に出力する。また、画像信号制御部４９は、コンピュータ５７から外部Ｉ／Ｆ５６を介して入力されるアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換した後に各種の画像処理を施し、このデジタル画像信号をビデオ信号に変換してプリンタ制御部５０に出力する。プリンタ制御部５０は、画像信号制御部４９から入力されたビデオ信号に基づき、露光制御部３１（図１参照）を駆動する。なお、画像信号制御部４９におけるこれらの処理動作は、ＣＰＵ回路部４５の指令に基づいて制御される。

操作表示装置制御部５１は、操作表示装置５９（図１参照）とＣＰＵ回路部４５との間における各種情報データの入出力を制御する。操作表示装置５９は、画像形成に関する各種機能を設定する複数のキーや、設定状態を示す情報を表示するための表示部等を有する。そして、操作表示装置５９は、各キーの操作に対応するキー信号をＣＰＵ回路部４５に出力するとともに、これらＣＰＵ回路部４５からの信号に応じた情報を表示部に表示する。

シート処理装置制御部５２は、制御基板として、例えばシート処理装置３に搭載され、ＣＰＵ回路部４５と情報データを入出力することによってシート処理装置３全体の駆動制御を行う。本シート処理装置制御部５２の制御における詳細は後述する。

次いで、シート処理装置３の構成について図３に沿って説明する。図３は、シート処理装置３の内部構成の概略を示した模式図である。

シート処理装置３は、図３に示すように、画像形成装置本体２から受け入れたシートＰを排出シート積載部５へと搬送する搬送パスａを有している。また、シート処理装置３は、画像形成装置本体２から受け入れたシートＰに製本処理の一部を施し、積載トレイ（積載手段）６０へと搬送する搬送パスｂを有している。

搬送パスａ，ｂの分岐点の上流側には、画像形成装置本体２から排出されるシートＰをシート処理装置３内部へと搬送する搬送ローラ対６１が配設されている。そして、搬送パスａ，ｂの分岐点には、搬送ローラ対６１により搬送されてくるシートＰを搬送パスａ又は搬送パスｂへと進行方向を切り替える切替フラッパ６２が配設されている。この切替フラッパ６２は、不図示のソレノイドによって切り替え駆動され、切り替え駆動されない場合には、搬送ローラ対６１によって搬送されるシートＰはすべて搬送パスａに導入される。これに対し、切替フラッパ６２が、図３に示すように切り替え駆動されている際には、搬送ローラ対６１によって搬送されるシートは搬送パスｂへと導入される。

搬送パスａには、搬送ローラ対６３，６５，６６，６７が順に配設されており、これら各搬送ローラ対６３，６５，６６，６７は、搬送パスａに導入されたシートを排出シート積載部５へと搬送する。また、搬送パスｂには、搬送ローラ対６９、パンチ後端センサ７１、搬送ローラ対７０、排紙センサ７７、及び排紙ローラ７６が搬送パスｂに沿った状態で配設されている。そして、搬送パスｂにおけるパンチ後端センサ７１と搬送ローラ対７０との間にはシートパンチ部（パンチ手段）Ａが配設されている。このシートパンチ部Ａから搬送パスｂを介して順に配設されるシート積載部Ｂ及び製本部Ｃにより、搬送パスｂに搬送されたシートＰにおける製本処理が行われることとなる。

シートパンチ部Ａは、シートに穿孔加工するパンチユニット７２と、パンチユニット７２を受ける受け部７３と、穿孔加工後のパンチ屑を収納するパンチ屑箱７５とを有している。シート積載部Ｂは、排紙ローラ７６における排紙方向下流側に配設された積載トレイ６０と、積載トレイ６０上に設けられた幅整合部材８０と、積載トレイ６０上に積載されるシートの一辺部を支持する板状の突当部材７９とを有している。製本部Ｃは、シート積載部Ｂから送られるシート束（複数のシート）８１を把持するグリッパ８２と、シート束８１に綴じ具を装着する綴じ具搬送部（装着手段）８３とを有し、この製本部Ｃの下方にはシート束積載箱８７が配設されている。

次いで、シート処理装置３を制御するシート処理装置制御部５２について図４を参照して説明する。

シート処理装置制御部５２は、図４に示すように、ＣＰＵ８９、ＲＯＭ９０、ＲＡＭ９１を有するように構成され、ＣＰＵ８９は、ＲＯＭ９０及びＲＡＭ９１の資源を適宜に使って各種制御を統括動作する。ＲＯＭ９０は、後述する各制御部を総括的に制御する制御プログラムを格納している。ＲＡＭ９１は、制御プログラムや制御プログラムで参照される制御データ等の一時的な保持領域や、シート処理装置３の制御に伴う演算処理の作業領域として用いられる。

また、ＣＰＵ８９は、搬送制御部９２、パンチ制御部（綴じ具装着空間成形手段、調整手段）９３、積載制御部９５、綴じ具制御部９６、及び排紙制御部９７の各制御部を実行制御する。搬送制御部９２は、前述した各搬送ローラ対６１，６９，７０や排紙ローラ７６等によるシート搬送の駆動制御を行い、パンチ制御部９３は、シートパンチ部Ａの駆動制御を行う。また、積載制御部９５はシート積載部Ｂの駆動制御を行い、綴じ具制御部９６は製本部Ｃの駆動制御を行い、更に、排紙制御部９７は、シート束積載箱８７へ製本束を排出する製本排出部Ｄの駆動制御を行う。

そして、シート処理装置制御部５２は、画像形成装置本体２に設けられたＣＰＵ回路部４５と不図示の通信ＩＣを介してデータ交換等を行うことにより製本処理を実行する。シート処理装置制御部５２では、画像形成装置本体２におけるＣＰＵ回路部４５からの指示に基づき、ＲＯＭ９０に格納されている各種プログラムが実行され、シート処理装置３が駆動制御される。

なお、上述したＣＰＵ８９は、シート処理装置３におけるシート処理装置制御部５２に搭載されているとして説明したが、画像形成装置本体２等が備える制御基板に搭載されているものであってもよい。更には、別体のパソコン等の情報機器におけるＣＰＵであってもよく、シート処理装置３の制御処理を行うＣＰＵは必ずしもシート処理装置３自身が備えている必要はないものとする。このように、ＣＰＵが、別体の情報機器に備えられている場合には通信回線等（有線、無線を問わず）を介して信号が送受信され、各種の制御処理がなされるものとする。また、上述したような態様が可能であることは、ＣＰＵだけでなく、他のＲＡＭやＲＯＭ等についても同様とする。

次に、シート処理装置３の動作について図５を参照して説明する。

シート処理装置３は、画像形成装置本体２における排出ローラ３７によって排出されるシートＰを、搬送ローラ対６１によりシート処理装置３内へと搬送する。シート処理装置３は、搬送したシートＰを排出シート積載部５へと搬送する場合には、図示しないソレノイドによって切替フラッパ６２を切り替え駆動し、シートＰを搬送パスａに導くようにする。この搬送パスａへと導かれたシートＰは、更に搬送ローラ対６３，６５，６６，６７によって搬送され、排出シート積載部５へと排出される。

一方、シート処理装置３では、搬送したシートＰに対して製本処理を行う場合には、シートＰが搬送パスｂへと導かれるように切替フラッパ６２を切り替える（図３の切替フラッパ６２の状態）。シートＰが搬送パスｂへと導かれると、シートパンチ部Ａによって以下のような穿孔処理が行われる。

搬送ローラ対６９に挟持されたシートＰは、搬送方向下流側へと搬送され、搬送ローラ対７０によって更に下流側へと搬送される。その際、パンチ後端センサ７１によってシートＰの後端が検知されると、搬送ローラ対７０は、シートＰをその検知位置から図５の矢印Ｓで示すシート搬送方向に所定距離Ｌだけ搬送して停止する。ここで、パンチ後端センサ７１における検知位置からパンチユニット７２の中心位置（つまりシートＰのパンチ穴Ｈの中心位置）までが固定距離Ｌ１である。また、シートＰの後端（綴じられる側の一端、綴じられる側の側端）Ｐｅからパンチ穴Ｈの中心位置までが可変距離Ｌ２である。そして、上記した所定距離Ｌは、固定距離Ｌ１と可変距離Ｌ２との差となっている。つまり、このようにＬだけ搬送してシートを停止させることにより、所望の穿孔位置とパンチユニットの中心位置とを一致させることができる。

そして、パンチユニット７２は、パンチ後端センサ７１から所定距離Ｌだけ搬送された位置に停止したシートＰに向い、不図示のパンチモータによって下降駆動される。これにより、パンチユニット７２は、受け部７３との間にシートＰを挟み込み、シートＰに対して穿孔加工する。この穿孔加工の後、穿孔加工により生じたパンチ屑はパンチ屑箱７５へと収納され、パンチユニット７２は受け部７３から再び上昇駆動される。

シート処理装置３は、シートＰに対する穿孔処理が終了し、パンチユニット７２を上昇駆動すると、停止していたシートＰの搬送を搬送ローラ対７０によって再開させる。その後、排紙ローラ７６の搬送方向上流側に配置されている排紙センサ７７によってシートＰの後端Ｐｅが検知されると、排紙ローラ７６は、所定の速度Ｖに切り替えてシートＰを積載トレイ６０へと排紙する。なお、本実施の形態では、速度Ｖを例えば３００ｍｍ／ｓとする。なお、積載トレイ６０に対してシートＰが排紙される際、その速度が速度Ｖに比してかなり遅い場合には、シートＰの後端Ｐｅが排紙ローラ７６にもたれ掛かるような状態が生じ得る。また、逆に、その速度が速度Ｖに比してかなり速い場合には、シートＰが積載トレイ６０内に収まって静止しないような状態が生じ得る。従って、排紙ローラ７６によりシートＰを排紙する速度は、常に上述したような所定の速度Ｖとする。

次いで、上述したシートパンチ部Ａから搬送されたシートＰは、シート積載部Ｂにて以下のような処理がなされる。

排紙ローラ７６から積載トレイ６０上へ排紙されたシートＰは、上述した所定の速度Ｖで排紙されることにより、排紙ローラ７６に対してもたれ掛かるようなことがなく、積載トレイ６０上に着地する。積載トレイ６０は全体として、図３に示すように、排紙ローラ７６近傍の高さが低くなる（つまり、排紙ローラ７６の排紙方向下流側に向って上昇傾斜する）ように設けられている。これにより、排紙ローラ７６から排紙されて積載トレイ６０上に着地したシートＰは、自重で排紙方向上流側（図３の正面視右下方向）へと移動し、突当部材７９に当接するので、シートＰが複数積載されたシート束８１の端部が整列するものとなる。

また、積載トレイ６０には、底面６０ａから垂直上方に向って突出した板状の幅整合部材８０が、排紙ローラ７６から排紙されるシートＰを左右幅方向から（図３の紙面手前側と奥側とから）挟み込むように幅方向に移動自在に配設されている。この幅整合部材８０は、搬送ローラ対７０により搬送中のシートＰの先端が排紙ローラ７６に到達した時点では、積載トレイ６０のシートＰが積載される位置の左右幅方向に互いに１０ｍｍずつ外側に位置するように移動して待機している。

そして、幅整合部材８０は、排紙ローラ７６により排紙されたシートＰが積載トレイ６０上に着地すると、上記待機していた位置から互いにシートＰを挟み込むように１０ｍｍ内側まで移動する。このように、シートＰが積載トレイ６０上に一枚排紙されるごとに上述したような整合動作を繰り返すことから、シート束８１の左右端部及び前後端部の位置は確実に整合されることとなる。

なお、シートＰが積載トレイ６０上に着地した否かの判断は、シートＰの後端が排紙ローラ７６を抜けた時点からの経過時間を不図示のタイマで計測することにより判定する。また、シートＰの後端が排紙ローラ７６を抜ける際のタイミングは、排紙センサ７７がシートＰの後端を検知してからの排紙ローラ７６の搬送速度と搬送距離とによって容易に判定可能となる。

次に、上述したシート積載部Ｂから搬送されたシートＰは、製本部Ｃにて以下のような処理がなされる。この製本部Ｃの動作については、図６〜１３を参照して説明する。

積載トレイ６０に積載され、整列されたシートＰのシート束８１は、図６に示すように、積載トレイ６０上にてグリッパ８２により把持され、シート積載部Ｂから製本部Ｃの上方へ、矢印Ｔ１の向きに束の状態で移動される。製本部Ｃの上方へと移動されたシート束８１は、図７に示すように、グリッパ８２に把持されたまま、綴じ具Ｒ（図８参照）によって綴じられる側、つまりシート束８１の後端Ｐｅ側を下に向けるように矢印Ｔ２の向きに回転される。

このようにシート束８１が移動されると、シート束８１の後端Ｐｅが綴じ具搬送部８３に望む状態、つまり綴じ具搬送部８３の奥側に重なった状態となり、この状態から綴じ具搬送部８３によって綴じ具Ｒが装着されることとなる。綴じ具Ｒの具体的な装着動作については、後述する図１０〜１３にて説明する。なお、上記した綴じ具Ｒは、金属製の螺旋状バインダであって、綴じるシート束の厚さ方向の断面においてリング形状（湾曲形状）を備えている。また、この螺旋状バインダは、金属製以外のプラスチック等でもよく、製本処理に要する硬度や柔軟性等を有していればその材質は特に限定されるものではない。

シート束８１が、製本部Ｃにおける図７に示す位置に移動されると、次に綴じ具Ｒの装着が行われる。この製本部Ｃにおける綴じ具Ｒの装着動作について、図１０〜１３を参照して以下で詳細に説明する。

ここで、製本部Ｃにおける綴じ具搬送部８３は、図１０に示すように、綴じ具Ｒを移動する綴じ具搬送ローラ８５、これを駆動する不図示のモータ、及び綴じ具Ｒを保持する綴じ具挿入軸８６からなる。綴じ具挿入軸８６は、綴じ具Ｒの正面視の内径にほぼ等しい外径を有し、その表面に綴じ具Ｒと同じピッチの螺旋状の溝が形成されている。この綴じ具挿入軸８６は固定されており、綴じ具搬送ローラ８５が回転して綴じ具Ｒが搬送された際にあっても回転及び移動することはない。

綴じ具Ｒを搬送するには、図１０に示すように、綴じ具挿入軸８６にセットされた綴じ具Ｒに対し、その螺旋形状の外側から綴じ具搬送ローラ８５の円筒外面を接触させる。この状態から、不図示のモータによって綴じ具搬送ローラ８５を矢印Ｘ１に示す方向に回転させると、綴じ具挿入軸８６の溝にセットされている綴じ具Ｒに回転が与えられる。これにより、図１１に示すように、綴じ具Ｒは綴じ具挿入軸８６の溝に沿って矢印Ｙ２方向に搬送を開始する。従って、綴じ具搬送部８３は、シート束８１へ向けて綴じ具Ｒを先端から順次送り出すこととなる。

シート束８１がグリッパ８２によって製本部Ｃ上方の製本位置へ移動されると、図１１に示すように、綴じ具搬送部８３による綴じ具Ｒの搬送が開始される。綴じ具搬送部８３は、図１２に示すように、グリッパ８２に把持されているシート束８１のパンチ穴Ｈに対し、綴じ具Ｒを回転させつつその先端から順に通過させていく。そして、図１３に示すように、綴じ具搬送部８３は、綴じ具Ｒをシート束８１における全てのパンチ穴Ｈに通した時点で綴じ具Ｒの搬送（セット）を終了する。

上記したように、綴じ具搬送部８３によってシート束８１に綴じ具Ｒが装着されると、このシート束８１は、図８に示すように、グリッパ８２に把持されたまま矢印Ｔ３方向へと移動され、シート束積載箱８７上方の製本排出部Ｄへと移動される。そして、シート束８１は、製本排出部Ｄにおける所定位置まで移動されると、図９に示すように、グリッパ８２によって把持されていた状態が解除され、シート束積載箱８７内へと落下収納される。

ところで、本実施の形態におけるシート処理装置３では、上述した製本部Ｃにおいてシート束８１に綴じ具Ｒを装着する際の装着性が高まる構成を有している。次に、この綴じ具Ｒの装着性が高まる、本発明の特徴となる構成とその動作とについて図１４及び図１５を参照して以下に説明する。

すなわち、図１４及び図１５には、シート束８１におけるシートごとのパンチ穴位置を変えることにより、シート束８１に対する綴じ具Ｒの装着性を高める例が示されている。これは、パンチ制御部９３が、パンチ後端センサ７１からのシートＰの停止位置（図５の距離Ｌ）を切り替えることにより、シートＰの後端Ｐｅからパンチ穴Ｈの中心位置までの可変距離Ｌ２（図５参照）を調整することにより行われる。

例えば、シート束８１の厚さ方向中央に積載されるシート（シート束の厚さ方向中央のシート）Ｐｃに対しては、その後端Ｐｅからパンチ穴中心までの距離が距離Ｌ２ｃに示すように比較的長くなるように調整する。それに対して、シート束８１の厚さ方向外端、すなわち、シートＰｎ１とシートＰｎ２とに対しては、後端Ｐｅからパンチ穴中心までの距離が比較的短くなる距離Ｌ２ｎとなるように調整する。そして、シートＰｃと、シートＰｎ１及びシートＰｎ２との間に位置する他のシートに対しては、シートＰｃからシートＰｎ１とシートＰｎ２とのそれぞれに向って、その後端Ｐｅからパンチ穴中心までの距離が順次近くなるように調整する。

具体的に、シート束８１のシート枚数をＮ、シートＰの厚さをβ、シート束８１に装着する綴じ具Ｒの半径を距離（径）ｒとした場合の、ｎ枚目のシートにおけるパンチ穴位置の決定過程を説明する。

ｎ枚目のシートは、ｎ＜Ｎ／２の場合には、シート束８１の中央（つまり束の高さの中央）から厚さ方向に（Ｎ／２−ｎ＋１）×βの距離（シートの厚さ）Ｔにあることとなる。また、ｎ＞Ｎ／２の場合には、シート束８１の中央から厚さ方向に（ｎ−Ｎ／２＋１）×βの距離Ｔにあることとなる。

ここで、上記した距離Ｔ、すなわちｎ枚目のシートにおけるシート束８１の中央から厚さ方向の高さからは、図１５に示すような綴じ具Ｒの径に基づいた式Ｔ＝ｒ×ｓｉｎθにより角度θを決定することができる。これにより、図１５にも示す通り、前述した距離Ｌ２ｃはＬ２ｃ＝ｒとなり、距離Ｌ２ｎはＬ２ｎ＝ｒ×ｃｏｓθとなる。従って、ｎ枚目のシートに穿孔処理をする際には、基準とするシートＰｃの停止位置の距離（つまり上記した距離ｒ）に比して、距離（ｒ−Ｌ２ｎ）分だけ搬送方向の下流側で停止させることとなる。

なお、上述したシートの厚さβや綴じ具Ｒの半径ｒは、使用するシートや綴じ具に応じてユーザが操作表示装置５９から選択設定した値が用いられる。この選択設定する値は、シート処理装置制御部５２のＲＯＭ９０にテーブルデータとして予め記憶されており、これらの値が操作表示装置５９に表示されてユーザにより選択可能なものとする。また、上記以外にも、シートの厚さβや綴じ具Ｒの半径ｒをそれぞれ計測し得る装置を配設し、製本部Ｃにて製本する際にそれらの値を検出して用いるようにしてもよく、これらの値を取得する方法は特に限定されるものではない。

また、シート束８１のシート枚数Ｎは、イメージリーダ６にて原稿を読み取る際にカウントされ、シート処理装置制御部５２のＲＡＭ９１に記憶されて用いられる。

従って、前述した算出処理に基づき、積載トレイ６０上に形成されたシート束８１のシートＰごとの停止位置を調整することによって、シート束８１におけるシートＰごとのパンチ穴Ｈの位置を変えることができるようになる。これにより、積載トレイ６０上にシートＰが順次積載されてシート束８１が形成されると、シート束８１の厚さ方向に通じるパンチ穴からなる綴じ具装着空間Ａｒ（図１４参照）は、綴じ具搬送部８３にて装着される際の綴じ具Ｒの形状に倣う形状に形成される。ここでは、螺旋状バインダのリング形状に倣うようにシート束８１の厚さ方向に通じるパンチ穴からなる、断面が円弧形状となった綴じ具装着空間が形成される。そして、綴じ具装着空間Ａｒが形成されたシート束８１は、グリッパ８２によって把持されて製本部Ｃへと移動され、製本処理である綴じ具Ｒの装着が行われることとなる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、パンチ制御部９３がシートＰのパンチ穴の形成位置を制御して穿孔した後、シートＰが順次積載されて積載トレイ６０上にシート束８１が形成される。このとき、このシート束８１の厚さ方向に連続するパンチ穴Ｈからなる綴じ具装着空間Ａｒを螺旋状の綴じ具Ｒの曲面に倣う形状とするものである。これにより、綴じ具Ｒの装着性を高めることができ、製本処理における安定性及び精度の向上を図ることができる。

従って、綴じ具Ｒが装着される際に綴じ具装着空間Ａｒの内壁と当接することがなくなり、綴じ具Ｒに生じ得る変形や損傷等を防止できるとともに、シート束８１の損傷を防ぐことができる。このことは、シート束８１における製本処理の精度向上につながるものであり、製本処理における歩留まりを良化させる要因ともなる。

また、パンチ制御部９３が、シートＰごとに穿孔するパンチ穴Ｈの位置を、シートＰの後端Ｐｅからの距離（例えば距離Ｌ）にて調整できるので、シート束８１に形成される綴じ具装着空間Ａｒの形状を簡易な構成で調整することができるものとなる。

また、パンチ制御部９３が、シートＰごとのパンチ穴Ｈの位置を、シート束８１の厚さ方向中央のシートＰｃから厚さ方向外端部のシートＰｎ１及びシートＰｎ２に向けて、シート束８１の後端Ｐｅに近づけるように調整する。これにより、シート束８１に形成される綴じ具装着空間Ａｒが、綴じ具Ｒの形状に倣うので、綴じ具Ｒを装着する際、綴じ具装着空間Ａｒの内部に綴じ具Ｒが接触するのを防止することができ、綴じ具Ｒの変形や破損等の発生を抑制することができる。

また、パンチ制御部９３が、シートＰごとのパンチ穴Ｈの位置を、綴じ具Ｒの径及び原稿の読み込み時にカウントしたシート束８１の枚数（つまりシート束８１の厚さ）、の少なくとも一方に応じて調整する。これにより、形状や大きさの異なる各種の綴じ具及びシートに応じて、製本処理を柔軟に行うことができるようになる。

次に、本発明における第２の実施の形態について図１６ないし図１９を参照して説明する。

第２の実施の形態では、シート束８１におけるシートＰごとの後端Ｐｅから各パンチ穴Ｈの中心位置までの距離はすべて一定とし、シートＰごとの後端Ｐｅの位置を調整することによって、綴じ具Ｒの装着性を高める例を示すものである。なお、画像形成装置１及びシート処理装置３の基本的な構成は、第１の実施の形態と同一であるため説明を省略すると共に、図１ないし図１５と同一符号のものは同一、又は相当部分を示すものとする。

上述したように、本実施の形態におけるシート束８１では、全てのシートＰが同じ位置に穿孔処理されている。これにより、シート束８１が積載トレイ６０上に形成されると、図１７に示すように、その厚さ方向に形成される綴じ具装着空間Ｂｒは、突き当て部材６０ｂに沿った形で積載トレイ６０の底面６０ａに対して垂直方向に形成されることとなる。なお、シートパンチ部Ａにてパンチ穴が穿孔されたシートＰが順次積載され、積載トレイ６０上に最初にシート束８１が形成された位置を形成位置という。

上記したようにシート束８１が積載トレイ６０上に形成されると、次に、シート束８１はグリッパ８２によって図１８に示す矢印Ｇ１の方向から挟持される。シート束８１は、グリッパ８２により狭持されると、グリッパ８２に内蔵された不図示のセンサによってその束厚が計測される。そして、グリッパ８２によるシート束８１の束厚の計測が終了すると、矢印Ｚ１及びＺ２の方向に回動可能に設けられた突き当て部材６０ｂが、不図示のモータによって矢印Ｚ２方向の破線位置に向けて開動作される。

上記矢印Ｚ２方向に開動作されると、突き当て部材６０ｂは、シート束８１の後端Ｐｅから離れる。すると、図１９に示すように、装着する綴じ具Ｒと同一径に形成された円柱状突き当て部材（綴じ具装着空間成形手段、調整手段）９９が、シート束８１の端部に向けてその湾曲した円筒状の側面（以下、押圧面ともいう）が接触する位置まで移動する。詳細には、このときの円柱状突き当て部材９９は、グリッパ８２が計測したシート束８１の厚みに基づき、シート束８１の高さ方向中心と円柱状突き当て部材９９の軸９９ａとが対向する位置に移動する。

円柱状突き当て部材９９がシート束８１の後端Ｐｅ付近まで移動すると、次に、グリッパ８２がシート束８１の挟持を弱めることにより、シート束８１全体がグリッパ８２から解放される。このとき、円柱状突き当て部材９９は、シート束８１の後端Ｐｅとその側面が略々接した状態に移動されていることから、傾斜を有した積載トレイ６０上をシート束８１が滑落するのを防ぐこととなる。

そして、円柱状突き当て部材９９は、受け止めた状態にあるシート束８１をさらに積載トレイ６０の傾斜に沿って押し上げるように動作し、積載トレイ６０端部に接する位置まで移動する。これにより、シート束８１の後端Ｐｅは、円柱状突き当て部材９９における押圧面に押し戻されるとともに、該押圧面の曲面形状に沿う形状に再配置される。円柱状突き当て部材９９における側面の曲率は、綴じ具Ｒの曲率と同様となっていることから、シート束８１に形成される綴じ具装着空間Ａｒは、図１９に示すように、綴じ具Ｒの曲面に倣うように配置されることとなる。

これにより、シート束８１における各シートＰは、積載トレイ６０の突き当て部材６０ｂによって形成された形成位置から、それぞれの後端Ｐｅが平行を保った状態で移動されて各位置が調整されることとなる。すなわち、シート束８１における各シートＰのパンチ穴Ｈの位置が、シート束８１の厚さ方向外端のシートＰｎ１とシートＰｎ２とから厚さ方向中央のシートＰｃに向けて、各シートＰの後端Ｐｅが上記形成位置から順次遠ざかるように調整されたこととなる。

シート束８１は、各シートＰの位置が上述したように調整された状態で再びグリッパ８２によって挟持されると、グリッパ８２によって製本部Ｃへと移動され、綴じ具Ｒの装着を行う製本処理がなされる。この製本処理の際、シート束８１は上記調整された状態が維持されるので、シート束８１の厚さ方向に通じるパンチ穴Ｈは、綴じ具Ｒの形状及び綴じ具Ｒの装着時の軌道を囲む形状となり、綴じ具Ｒの装着性が高まるものとなる。

そして、シート束８１が製本部Ｃへと移動されて積載トレイ６０上からなくなると、円柱状突き当て部材９９は元の不図示の待機位置へと移動する。また、突き当て部材６０ｂは、不図示のモータによって矢印Ｚ１方向に回動動作され、図１７に示すような、積載トレイ６０端部のシートＰを受け取る初期位置へと戻る。

なお、本実施の形態における円柱状突き当て部材９９は、シート処理装置３に対して着脱可能な構成となっており、綴じ具Ｒの径に合わせたサイズのものに交換し得るものとなっている。また、シート束８１の後端Ｐｅと円柱状突き当て部材９９との接触位置は、シート束８１の束厚に基づいて微調整される。これにより、円柱状突き当て部材９９は、いずれのサイズのものが装着されても、シート束８１の高さ方向中心と円柱状突き当て部材９９の軸９９ａとが対向する位置へと移動されることとなる。

また、円柱状突き当て部材９９は、円柱形状であるとして説明したが、シート束８１の後端Ｐｅと接触する面が曲面となる半月形状であってもよい。また、円柱形状のような長手方向に一様な形状ではなく、円板が複数串刺しになったような形状であってもよく、シート束８１の後端Ｐｅを曲面状に倣うことができる形状であればその形は特に限定されるものではない。

以上説明したように、本実施の形態によれば、シート束８１に形成されていた綴じ具装着空間Ｂｒが、螺旋状の綴じ具Ｒの曲面に倣うような形状となるように、円柱状突き当て部材９９によってシート束８１におけるシートＰごとの後端Ｐｅの位置が調整される。これにより、シート束８１に形成された綴じ具装着空間Ａｒが、綴じ具Ｒの曲面に倣う形状となり、綴じ具装着空間Ａｒに対して綴じ具Ｒが接触することなく円滑に装着されるものとなる。

従って、綴じ具Ｒが装着される際に綴じ具装着空間Ａｒの内壁と当接することがなくなり、綴じ具Ｒに生じ得る変形や損傷等を防止できるとともに、シート束８１の損傷を防ぐことができる。このことは、シート束８１における製本処理の精度向上につながるものであり、製本処理における歩留まりを良化させる要因ともなる。

また、円柱状突き当て部材９９が、シート束８１における厚さ方向外端部のシートＰｎ１及びシートＰｎ２のそれぞれの後端Ｐｅより、厚さ方向中央のシートＰｃにおける後端Ｐｅの方が、シート束８１が形成された形成位置から順次遠ざかるように調整する。これにより、螺旋状の綴じ具Ｒが装着される際、シート束８１に形成された綴じ具装着空間Ａｒの内部に綴じ具Ｒが接触するのを防止することができ、綴じ具Ｒの変形や破損等の発生を抑制することができるものとなる。

また、円柱状突き当て部材９９が、シート束８１におけるシートＰごとの積載位置を、綴じ具Ｒの径に基づいて調整する。これにより、形状や大きさの異なる各種の綴じ具に対応した製本処理を行うことができるようになる。

以上のように、本発明にかかるシート処理装置及び画像形成装置は、螺旋状や円形状等の綴じ具を用いて製本処理するシート処理装置に有用であり、特に、製本処理の安定性や精度向上が要求されるシート処理装置及び画像形成装置に適している。

本発明の第１の実施の形態に係るシート処理装置を備えた画像形成装置の模式図である。 図１のブロック図である。 シート処理装置の内部構成の概略を示した模式図である。 シート処理装置のブロック図である。 パンチ後端センサと停止したシートとの位置関係を示す図である。 製本部における製本処理の第１状態を示す説明図である。 製本部における製本処理の第２状態を示す説明図である。 製本部における製本処理の第３状態を示す説明図である。 製本部における製本処理の第４の状態を示す説明図である。 綴じ具搬送部の概略断面図である。 綴じ具搬送部による綴じ具装着の初期状態を示す概略図である。 綴じ具搬送部による綴じ具装着の経過状態を示す概略図である。 綴じ具搬送部による綴じ具装着の終了状態を示す概略図である。 第１の実施の形態に係る製本部にて製本処理されたシート束の断面例を示した概略図である。 第１の実施の形態に係るシートの穿孔例を示す説明図である。 第２の実施の形態に係る製本部にて製本処理されたシート束の断面例を示した概略図である。 円柱状突き当て部材によるシート束の位置調整の初期状態を示す概略図である。 円柱状突き当て部材によるシート束の位置調整の経過状態を示す概略図である。 円柱状突き当て部材によるシート束の位置調整の終了状態を示す概略図である。 従来のシート束とパンチ穴との一例を示す概略図である。 従来のシート束とパンチ穴との他の例を示す概略図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
３ シート処理装置
２０ 画像形成部
６０ 積載手段（積載トレイ）
８１ シート束
８３ 装着手段（綴じ具搬送部）
９９ 突き当て部材（円柱状突き当て部材）
Ａ パンチ手段（シートパンチ部）
Ｈ パンチ穴
Ｐ シート
Ｐｃ シート束の厚さ方向中央のシート（シート）
Ｐｅ 綴じられる側の一端、綴じられる側の側端（後端）
Ｐｎ１ 厚さ方向外端のシート（シート）
Ｐｎ２ 厚さ方向外端のシート（シート）
Ｒ 綴じ具
ｒ 径（距離）
Ｔ シートの厚さ（距離）

Claims (8)

1. パンチ穴が施されたシート束を、湾曲形状を有する綴じ具を装着して綴じるシート処理装置において、
   パンチ穴が施されたシートが積載されてシート束を形成する積載手段と、
   シート束の厚さ方向に連続する前記パンチ穴が前記綴じ具の形状に倣うよう前記積載手段に積載されたシート束のシートごとの位置を調整するために、前記積載手段に積載されたシート束の側端が突き当る湾曲した面を備えた突き当て部材と、
   前記突き当て部材によって位置が調整されたシート束の前記パンチ穴に前記綴じ具を装着する装着手段と、を備えたことを特徴とするシート処理装置。
2. 前記積載手段に積載されたシート束における前記綴じ具によって綴じられる側の側端が前記綴じ具の形状に倣う形状となるよう、前記突き当て部材が前記積載手段に積載されたシート束における綴じられる側の側端と当接することを特徴とする請求項１に記載のシート処理装置。
3. 前記突き当て部材は、前記積載手段に積載されたシート束のシートごとの積載位置を、前記綴じ具の形状に応じて調整することを特徴とする請求項１又は２に記載のシート処理装置。
4. 前記突き当て部材の湾曲した面を、前記積載手段に積載されたシート束の綴じられる側の側端に押し付けることにより、前記積載手段に積載されたシート束の側端が前記綴じ具の形状に倣う形状とすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシート処理装置。
5. 前記突き当て部材によって位置が調整された前記積載手段上のシート束を、前記装着手段へ移動させるグリッパを備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシート処理装置。
6. 前記積載手段に積載されるシート束のそれぞれのシートは、側端からパンチ穴の中心までの距離が等しいことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のシート処理装置。
7. シートにパンチ穴を施すパンチ手段を備え、
   前記パンチ手段は、前記積載手段に積載されるシート束におけるシートの側端からパンチ穴の中心までの距離がいずれも等しくなるようにシートにパンチ穴を施すことを特徴とする請求項６に記載のシート処理装置。
8. シートに画像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成部で画像が形成されたシートを処理する請求項１乃至７のいずれか１項に記載のシート処理装置と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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