JP5797186B2 - 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、特にシートを綴じ針を用いることなく綴じるものに関する。

従来、複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ及びこれらの複合機等の画像形成装置においては、画像を形成したシートに対し綴じ等の処理を行うシート処理装置を備えたものがある。このようなシート処理装置では、シート束を綴じる場合、金属針を用いてシート束を綴じるものが一般的である。しかし、近年、シートの綴じ方法として、環境に配慮して金属針を使用せず、歯型状の凹凸を有する凹凸部によってシート束を挟み込んでシートに凹凸を形成することにより、シートの繊維を絡めてシート束を締結する方法が提案されている（特許文献１参照）。

図１６は、このような歯型状の凹凸を有する凹凸部によりシート束を締結する従来のシート処理装置の構成を示す図である。このシート処理装置は、歯型状の凹凸を有する下凹凸部材１と、歯型状の凹凸を有する上凹凸部材２と、下凹凸部材１が配置された下支持台９と、上凹凸部材２が配置された上支持台１０を備えている。そして、シート束を締結する場合は、カムモータ２０によりカム１６を回転させてアーム板１５を撓ませることで移動アーム１２を回動させる。このように移動アーム１２が回動すると、上凹凸部材２と下凹凸部材１が噛み合う綴じ位置まで上支持台１０が移動し、下支持台９及び上支持台１０に配置されている下凹凸部材１及び上凹凸部材２に荷重が付与され、シートに凹凸が形成される。なお、この荷重は、綴じられるシート束の厚さに応じて大きくする。

特開２０１０−１８９１０１号公報

しかし、歯型状の凹凸を有する凹凸部によりシート束を挟み込んでシート束を締結する従来のシート処理装置では、繊維が絡んだ方向と直交する方向には所定の締結力があるものの、繊維が絡んでいる方向には極端に締結力が低下する。また、繊維を絡ませることによりシート束を締結する場合、例えばシートの水分量が低い場合や、シートの表面の平滑度が高く、繊維同士が絡まりにくい場合等、極めて低い締結力でしかシート同士を締結することができない。

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、シートの表面性や水分量等の条件によらず、安定して所定の締結力を確保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、シート処理装置において、シートを積載するシート積載手段と、凹凸状に形成され、互いに噛み合うよう配置された第１及び第２歯を備え、前記シート積載手段に積載されているシート束に前記第１及び第２歯により所定の方向に延びる複数の凹凸を形成して、シート束を綴じる綴じ処理を行う綴じ手段と、を有し、前記綴じ手段は、前記第１及び第２歯により、前記シート束の端及びこの端と隣り合う隣接端の両方を跨ぐようにして前記シート束を挟み込んで、該シート束に前記複数の凹凸を形成する第１の綴じモードと、前記第１及び第２歯が前記シート束のいずれの端も跨ないように前記シート束を挟み込んで前記複数の凹凸を形成する第２の綴じモードとを選択的に行うことを特徴とする。
また、本発明は、シート処理装置において、シートを積載するシート積載手段と、互いに噛み合うよう配置された第１及び第２歯を備え、前記シート積載手段に積載されているシート束の角部に該シート束の端に対して傾斜した方向に並んだ複数の凸形状を前記第１及び第２歯によって形成してシート束を綴じる綴じ処理を行う綴じ手段と、を有し、前記第１及び第２歯が前記シート束の端の少なくとも一つを跨るように挟み込んで、前記複数の凸形状の少なくとも一つを前記シート束の端を含んだ位置に前記第１及び第２歯が形成する第１の綴じモードと、前記第１及び第２歯がシート束のいずれの端も跨ないように前記シート束を挟み込んで、前記複数の凸形状を前記シート束に前記第１及び第２歯が形成する第２の綴じモードとを選択的に行うことを特徴とする。

本発明のように、綴じ手段の綴じモードを、凹凸部がシート束の端を跨ぐように綴じ処理するモード又は凹凸部がシート束の端を跨がないように綴じ処理するモードに切り換えることにより、シートの表面性や水分量等の条件によらず、安定して所定の締結力を確保できる。

本発明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構成を示す図。 上記シート処理装置であるフィニッシャを説明する図。 上記フィニッシャに設けられた綴じ部の構成を説明する図。 上記綴じ部に設けられた針無し綴じユニットの構成を説明する図。 上記綴じ部に設けられた針無し綴じユニットの動作を説明する図。 上記針無し綴じユニットにより針無し綴じされたシートの状態を示す断面図。 上記画像形成装置の制御ブロック図。 上記フィニッシャの制御ブロック図。 上記フィニッシャのシート綴じ処理動作を説明する図。 上記針無し綴じユニットによる綴じ処理を説明する図。 上記針無し綴じユニットによる針無し綴じされた部分を示す図。 上記針無し綴じユニットの第１の綴じモードによる綴じ処理を説明する図。 上記針無し綴じユニットによる針無し綴じの際の繊維の絡みによるシートの締結を説明する図。 上記針無し綴じユニットによる第１の綴じモード及び第２の綴じモードの切換制御を説明するフローチャート図。 上記フィニッシャに設けられた他の綴じ部の構成を説明する図。 従来のシート処理装置の構成を示す図。

以下、本発明を実施するための形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明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構成を示す図である。図１において、９００は画像形成装置、９００Ａは画像形成装置本体（以下、装置本体という）、９００Ｂはシートに画像を形成する画像形成部である。９５０は、装置本体９００Ａの上部に設けられ、原稿搬送装置９５０Ａを備えた画像読取装置であり、１００は装置本体９００Ａの上面と画像読取装置９５０の間に配置されたシート処理装置であるフィニッシャである。

ここで、画像形成部９００Ｂは、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色のトナー画像を形成する感光体ドラムａ〜ｄと、画像情報に基づいてレーザビームを照射して感光体ドラム上に静電潜像を形成する露光装置９０６等を備えている。なお、この感光体ドラムａ〜ｄは不図示のモータにより駆動されると共に、周囲には、それぞれ不図示の一次帯電器、現像器、転写帯電器が配置されており、これらはプロセスカートリッジ９０１ａ〜９０１ｄとしてユニット化されている。

９０２は、矢印方向に回転駆動される中間転写ベルトであり、この中間転写ベルト９０２に転写帯電器９０２ａ〜９０２ｄによって転写バイアスを印加することにより、感光体ドラム上の各色トナー像が順次中間転写ベルト９０２に多重転写される。これにより、中間転写ベルト上にはフルカラー画像が形成される。

９０３は順次中間転写ベルト９０２に形成されたフルカラー画像をシートＰに転写する２次転写部である。この２次転写部９０３は、中間転写ベルト９０２を支持する２次転写対向ローラ９０３ｂ及び中間転写ベルト９０２を介して２次転写対向ローラ９０３ｂと当接する２次転写ローラ９０３ａとから構成される。９０９はレジストレーションローラ、９０４は給紙カセット、９０８は給紙カセット９０４に収容されたシートＰを給送するピックアップローラである。２００は装置本体９００Ａ及びフィニッシャ１００の制御を司る制御部であるＣＰＵ回路部である。

次に、このように構成された画像形成装置９００の画像形成動作について説明する。画像形成動作が開始されると、まず不図示のパソコン等からの画像情報に基づき露光装置９０６はレーザ光を照射し、表面が所定の極性・電位に一様に帯電されている感光体ドラムａ〜ｄの表面を順次露光して感光体ドラムａ〜ｄに静電潜像を形成する。この後、この静電潜像をトナーにより現像し、可視化する。

例えば、まず感光体ドラムａに、原稿のイエロー成分色の画像信号によるレーザ光を露光装置９０６のポリゴンミラー等を介して照射し、感光体ドラムａ上にイエローの静電潜像を形成する。そして、このイエローの静電潜像を、現像器からのイエロートナーにより現像し、イエロートナー像として可視化する。この後、このトナー像が感光体ドラムａの回転に伴って感光体ドラムａと中間転写ベルト９０２とが当接する１次転写部に到来する。ここで、このようにトナー像が１次転写部に到来すると、転写帯電器９０２ａに印加した１次転写バイアスにより、感光体ドラムａ上のイエロートナー像が中間転写ベルト９０２に転写される（１次転写）。

次に、中間転写ベルト９０２のイエロートナー像を担持した部位が移動すると、このときまでに上記と同様な方法で感光体ドラムｂ上に形成されたマゼンタトナー像がイエロートナー像上から中間転写ベルト９０２に転写される。同様に、中間転写ベルト９０２が移動するにつれて、それぞれ１次転写部においてシアントナー像、ブラックトナー像が、イエロートナー像、マゼンタトナー像上に重ね合わせて転写される。これにより、中間転写ベルト９０２上にフルカラートナー画像が形成される。

また、このトナー画像形成動作に並行して給紙カセット９０４に収容されたシートＰは、ピックアップローラ９０８により１枚ずつ送り出される。そして、シートＰは、レジストレーションローラ９０９に達し、レジストレーションローラ９０９によりタイミングを合わされた後、２次転写部９０３に搬送される。この後、この２次転写部９０３において、転写手段である２次転写ローラ９０３ａに印加される２次転写バイアスによって中間転写ベルト９０２上の４色のトナー像がシートＰ上に一括して転写される（２次転写）。

次に、トナー像が転写されたシートＰは、２次転写部９０３から搬送ガイド９２０に案内されて定着部９０５に搬送され、定着部９０５を通過する際、熱及び圧力を受けて定着される。この後、このように画像が定着されたシートＰは、定着部９０５の下流に設けられた排出通路９２１を通過した後、排出ローラ対９１８によって排出され、フィニッシャ１００に搬送される。

ここで、フィニッシャ１００は、装置本体９００Ａから排出されたシートを順に取り込み、取り込んだ複数のシートを整合して１つの束に束ねる処理、束ねたシート束のシート排出方向上流端（以下、後端という）を綴じる綴じ処理を行う。そして、フィニッシャ１００は、図２に示すように、必要に応じて綴じ処理を施し、積載トレイ１１４にシートを排出、積載する処理部１３９を備えている。なお、この処理部１３９は、綴じ処理を施すシートを積載するシート積載手段である中間処理トレイ１０７、中間処理トレイ１０７に積載されたシートを綴じる綴じ部１００Ａを備えている。

また、中間処理トレイ１０７には、中間処理トレイ１０７に、装置本体９００Ａの奥行き方向と直交する方向から搬送されたシートの幅方向（奥行き方向）の両側端位置を規制（整合）する後述する図３に示す前及び奥整合板１０９ａ，１０９ｂが設けられている。なお、この中間処理トレイ１０７に積載されたシートの幅方向の側端位置を整合する側端整合手段である前及び奥整合板１０９ａ，１０９ｂは、後述する図８に示す整合モータＭ２５３により駆動されて幅方向に移動する。

また、この前及び奥整合板１０９ａ，１０９ｂは、通常、不図示の整合ＨＰセンサの検知信号に基づいて駆動される整合モータＭ２５３によりシートを受け入れる受け入れ位置に移動する。そして、中間処理トレイ１０７に積載されたシートの両側端位置を規制する際には、整合モータＭ２５３を駆動し、前及び奥整合板１０９ａ，１０９ｂを幅方向に沿って移動させて中間処理トレイ上に積載されたシートの両側端に当接させる。

また、図２に示すように中間処理トレイ１０７の搬送方向下流側の上方には引き込みパドル１０６が配置されている。ここで、この引き込みパドル１０６は、シートが処理部１３９に搬入される前に、後述する図８に示すパドルＨＰセンサＳ２４３の検知情報に基づいてパドル昇降モータＭ２５２を駆動することにより、排出シートの邪魔にならない上方で待機した状態になる。

また、引き込みパドル１０６は、中間処理トレイ１０７にシートが排出されると、パドル昇降モータＭ２５２の逆転駆動により、下方に移動すると共に、不図示のパドルモータにより、適切なタイミングで反時計方向に回転する。この回転により、シートを引き込んでシートの排出方向の一端であるシート後端を後端ストッパ１０８に突き当てる。ここで、本実施の形態において、この引き込みパドル１０６と、後端ストッパ１０８と、前及び奥整合板１０９ａ，１０９ｂとにより、中間処理トレイ１０７に積載されたシートを整合する整合手段１３０が構成される。なお、例えば中間処理トレイ１０７の傾斜が大きい場合には、引き込みパドル１０６や、後述するローレットベルト１１７を用いることなく、シートを後端ストッパ１０８に当接させることができる。

なお、図２において、１１２はシート排出方向に沿って移動可能な移動手段である後端アシストである。この後端アシスト１１２は、後述する図８に示すアシストＨＰセンサＳ２４４の検知信号に基づいて駆動されるアシストモータＭ２５４により、後述するステイプラの移動を妨げない位置からシートを受け入れる受け入れ位置に移動する。そして、この後端アシスト１１２は、後述するようにシート束に対して綴じ処理が施された後、シート束を積載トレイ１１４に排出する。

また、フィニッシャ１００は、シートを装置内部に取り込むための入口ローラ対１０１及び排紙ローラ１０３を備えており、装置本体９００Ａから排出されたシートは、入口ローラ対１０１に受け渡される。なお、この時、入口センサＳ２４０によりシートの受渡しタイミングも同時に検知される。そして、入口ローラ対２４０に受け渡されたシートは、シート排出手段である排紙ローラ１０３により順次中間処理トレイ１０７に排出され、この後、引き込みパドル１０６やローレットベルト１１７等の戻し手段により後端ストッパ１０８に突き当てられる。これにより、シートのシート搬送方向の整合が行われ、整合処理されたシート束を形成する。

なお、図２において、１０５は後端落しであり、この後端落し１０５は、図２の（ａ）に示すように排紙ローラ１０３を通過するシートにより押し上げられる。そして、この後端落し１０５は、シートＰが排紙ローラ１０３を通過すると、図２の（ｂ）に示すように自重により落下してシートＰの後端を上側から押し下げる。

また、１０４は除電針、１１５は束押えであり、この束押え１１５は後述する図８に示す束押えモータＭ２５５によって回転することにより、積載トレイ１１４に積載されたシート束を押さえる。Ｓ２４２はトレイ下限センサ、Ｓ２４５は束押えＨＰセンサである。Ｓ２４１はトレイＨＰセンサであり、シート束がトレイＨＰセンサＳ２４１を遮光している場合には、図８に示すトレイ昇降モータＭ２５１により積載トレイ１１４をトレイＨＰセンサＳ２４１が透過状態になるまで下降させて紙面位置を確定させる。

また、綴じ部１００Ａは、図３に示すように、針有り綴じ部であるステイプラ１１０と、針無し綴じ部である針無し綴じユニット１０２とを備えている。なお、図３は、ステイプラ１１０がＨＰ（ホームポジション）に位置している状態を示している。ここで、シートに対し針により綴じ処理を施す第１綴じ手段であるステイプラ１１０はステイプル台１５０に固定されている。

なお、このステイプル台１５０は、後述する図８に示すＳＴＰ移動モータＭ２５８により、ステイプル移動台１１１に設けられた移動ガイド１１１１の溝にステイプル台１５０の案内ガイド１１１２，１１１３がガイドされながら移動する。これにより、ステイプラ１１０はステイプル移動台上でシートに対する向きを変えながら移動する。

シートに対し針を用いずに綴じ処理を施す第２綴じ手段である針無し綴じユニット１０２は、図３に示すように、中間処理トレイ１０７よりも装置本体９００Ａの奥行き方向奥側（以下、装置本体奥側という）に設けられている。また、この針無し綴じユニット１０２は、図４の（ａ）に示すように、針無し綴じモータＭ２５７と、針無し綴じモータＭ２５７により回転するギア５０１と、ギア５０１により回転する段ギア５０２〜５０４を備えている。さらに、針無し綴じユニット１０２は、段ギア５０２〜５０４により回転するギア５０５を備えている。また、針無し綴じユニット１０２は、フレーム５１３に固定された下アーム５１２と、下アーム５１２に軸５１１を中心に揺動自在に設けられ、不図示の付勢部材により下アーム側に付勢された上アーム５０９とを備えている。

ここで、ギア５０５は、回転軸５０６に取り付けられている。そして、この回転軸５０６には図４の（ｂ）に示すようにカム５２７が取り付けられており、このカム５２７は、上アーム５０９と下アーム５１２の間に設けられている。これにより、針無し綴じモータＭ２５７が回転すると、針無し綴じモータＭ２５７の回転はギア５０１、段ギア５０２〜５０４、ギア５０５を介して回転軸５０６に伝わり、カム５２７が回転する。

このようにカム５２７が回転すると、それまで図５の（ａ）に示すようにコロ５２８を介してカム５２７に、不図示の付勢部材により圧接していた上アーム５０９のカム側端部が、図５の（ｂ）に示すように上昇する。ここで、上アーム５０９のカム５２７とは反対側の端部の下端には歯型状の凹凸を有する凹凸部である上歯５１０が取り付けられており、下アーム５１２のカム５２７とは反対側の端部の上端には歯型状の凹凸を有する凹凸部である下歯５１４が取り付けられている。なお、下歯５１４は谷型形状を、上歯５１０は山型形状を有しており、この一対の下歯５１４及び上歯５１０は、複数の凹凸である歯が互いに噛み合うよう配置されている。

これにより、上アーム５０９のカム側端部が上昇すると、上アーム５０９のカム５２７とは反対側の端部が下降し、これに伴い上歯５１０が下降して下歯５１４と噛合し、シートを加圧する。そして、このように加圧されると、シートＰは引き延ばされることによって表面の繊維が露出し、さらに加圧されることによってシート同士の繊維が互いに絡み合うことで締結が行われる。つまり、シートに対する綴じ処理を行う際には、上アーム５０９を揺動させ、上アーム５０９の上歯５１０と、下アーム５１２の下歯５１４とによってシートを噛み合い加圧することにより、シートが締結される。

なお、図６は、針無し綴じユニット１０２により針無し綴じされた５枚束のシートＰの状態を示す図であり、上歯５１０と下歯５１４によってシートに山型の形状を施しながら加圧することでシートＰの繊維同士の絡み合いを発生させて締結している。この繊維同士の絡み合いによるシートＰの締結については、後述する図１３において、詳しく説明する。

図７は、画像形成装置９００の制御ブロック図であり、図８において、２００は図１に示すように装置本体９００Ａの所定の位置に配置されたＣＰＵ回路部である。このＣＰＵ回路部２００は、ＣＰＵ２０１、制御プログラム等を格納したＲＯＭ２０２、制御データを一時的に保持するための領域や、制御に伴う演算の作業領域として用いられるＲＡＭ２０３を有している。

また、図７において、２０９は画像形成装置９００と外部ＰＣ（コンピュータ）２０８との外部インターフェイスである。この外部インターフェイス２０９は外部ＰＣ２０８からのプリントデータを受信すると、このデータをビットマップ画像に展開し、画像データとして画像信号制御部２０６へ出力する。

そして、この画像信号制御部２０６は、このデータをプリンタ制御部２０７へ出力し、プリンタ制御部２０７は、画像信号制御部２０６からのデータを不図示の露光制御部へ出力する。なお、イメージリーダ制御部２０５から画像信号制御部２０６へは、画像読取装置９５０に設けられた不図示のイメージセンサで読み取った原稿の画像が出力され、画像信号制御部２０６は、この画像出力をプリンタ制御部２０７へ出力する。

また、操作部２１０は、画像形成に関する各種機能を設定するための複数のキー及び設定状態を表示するための表示部等を有している。そして、ユーザによる各キーの操作に対応するキー信号をＣＰＵ回路部２００に出力すると共に、ＣＰＵ回路部２００からの信号に基づき対応する情報を表示部に表示する。

ＣＰＵ回路部２００は、ＲＯＭ２０２に格納された制御プログラム及び操作部２１０の設定に従い、画像信号制御部２０６を制御すると共に、ＤＦ（原稿搬送装置）制御部２０４を介して原稿搬送装置９５０Ａ（図１参照）を制御する。また、イメージリーダ制御部２０５を介して画像読取装置９５０（図１参照）を、プリンタ制御部２０７を介して画像形成部９００Ｂ（図１参照）を、フィニッシャ制御部２２０を介してフィニッシャ１００をそれぞれ制御する。

なお、本実施の形態において、フィニッシャ制御部２２０はフィニッシャ１００に搭載され、ＣＰＵ回路部２００と情報のやり取りを行うことによってフィニッシャ１００の駆動制御を行う。また、フィニッシャ制御部２２０をＣＰＵ回路部２００と一体的に装置本体側に配設し、装置本体側から直接、フィニッシャ１００を制御するようにしてもよい。

図８は本実施の形態に係るフィニッシャ１００の制御ブロック図である。フィニッシャ制御部２２０は、ＣＰＵ（マイコン）２２１、ＲＯＭ２２２、ＲＡＭ２２３で構成されている。そして、このフィニッシャ制御部２２０は、通信ＩＣ２２４を介してＣＰＵ回路部２００と通信してデータ交換を行い、ＣＰＵ回路部２００からの指示に基づきＲＯＭ２２２に格納されている各種プログラムを実行してフィニッシャ１００の駆動制御を行う。

また、フィニッシャ制御部２２０は、ドライバ２２５を介して搬送モータＭ２５０、トレイ昇降モータＭ２５１、パドル昇降モータＭ２５２、整合モータＭ２５３、アシストモータＭ２５４、束押えモータＭ２５５を駆動している。さらに、フィニッシャ制御部２２０は、ドライバ２２５を介してＳＴＰモータＭ２５６、針無し綴じモータＭ２５７、ＳＴＰ移動モータＭ２５８等を駆動している。

また、フィニッシャ制御部２２０には、入口センサＳ２４０、排紙センサＳ２４６、トレイＨＰセンサＳ２４１、トレイ下限センサＳ２４２、パドルＨＰセンサＳ２４３、アシストＨＰセンサＳ２４４、束押えＨＰセンサＳ２４５が接続されている。そして、フィニッシャ制御部２２０は、これら各センサからの検知信号に基づき整合モータＭ２５３、ＳＴＰ移動モータＭ２５８、針無し綴じモータＭ２５７等を駆動する。

次に、本実施の形態に係るフィニッシャ１００のシート綴じ処理動作について説明する。画像形成装置９００から排紙されたシートＰは、既述した図２の（ａ）に示すように、搬送モータＭ２５０により駆動されている入口ローラ対１０１に受け渡される。この時、シートＰの先端が入口センサＳ２４０によりシートの受渡しタイミングが同時に検知されている。

次に、入口ローラ対１０１に受け渡されたシートＰは、入口ローラ対１０１から排紙ローラ１０３に受け渡され、先端部が後端落し１０５を持ち上げながら搬送されると同時に、除電針１０４により除電されながら中間処理トレイ１０７に排出される。排紙ローラ１０３により中間処理トレイ１０７に排出されたシートＰは、後端落し１０５の自重により上側から押さえられることで、シートＰの後端部が中間処理トレイ１０７に落下する時間が短縮される。

次に、排紙センサＳ２４６により検知されたシートＰ後端の信号を基に、フィニッシャ制御部２２０は中間処理トレイ内の制御を行う。即ち、既述した図２の（ｂ）に示すように、パドル昇降モータＭ２５２により引き込みパドル１０６を中間処理トレイ１０７側に下降させ、シートＰに接触させる。このとき、引き込みパドル１０６は、搬送モータＭ２５０により反時計周り方向に回転しているため、引き込みパドル１０６によりシートＰは図中右方向の後端ストッパ１０８側に搬送され、この後、シートＰの後端がローレットベルト１１７に受け渡される。なお、シートＰの後端がローレットベルト１１７に受け渡されると、パドル昇降モータＭ２５２が上昇方向に駆動し、パドルＨＰセンサＳ２４３によりＨＰに到達したことを検知すると、フィニッシャ制御部２２０はパドル昇降モータＭ２５２の駆動を停止する。

ローレットベルト１１７は、引き込みパドル１０６により搬送されてきたシートＰを後端ストッパ１０８まで搬送した後、シートＰに対しスリップしながら搬送することで、シートＰを常時後端ストッパ１０８に付勢させることになる。このスリップ搬送により、シートＰを後端ストッパ１０８に突き当てることでシートＰの斜行補正することができる。次に、このようにシートＰを後端ストッパ１０８に突き当てた後、フィニッシャ制御部２２０は整合モータＭ２５３を駆動して整合板１０９をシート排出方向と直交する幅方向に移動させ、シートＰの幅方向の位置を整合する。この一連の動作を綴じ処理する所定枚数のシートに対して繰り返し行うことで、図９の（ａ）に示すように、中間処理トレイ１０７上で整合されたシート束ＰＡが形成される。

次に、このような整合動作が行われた後、綴じモードが選択されている場合には、綴じ部による綴じ処理が施される。この後、図９の（ｂ）に示すように、アシストモータＭ２５４により同一で駆動される後端アシスト１１２と排出爪１１３によりシート束ＰＡの後端が押され、中間処理トレイ１０７上のシート束ＰＡは積載トレイ１１４上に束排出される。

なお、この後、図９の（ｃ）に示すように、積載トレイ１１４上に積載されたシート束ＰＡが後続して排出されるシート束により搬送方向に押し出されるのを防止するため、束押え１１５が反時計周りに回転してシート束ＰＡの後端部を押える。そして、この束押え１１５による束押え動作完了後、シート束ＰＡがトレイＨＰセンサＳ２４１を遮光している場合には、積載トレイ１１４をトレイ昇降モータＭ２５１により、トレイＨＰセンサＳ２４１が透過状態になるまで下降して紙面位置を確定させる。これまでの一連の動作を繰り返し行うことで、必要な部数のシート束ＰＡを積載トレイ１１４上に排出することができる。

なお、動作中、積載トレイ１１４が下降してトレイ下限センサＳ２４２を遮光した場合には、積載トレイ１１４の満載がフィニッシャ制御部２２０から画像形成装置９００のＣＰＵ回路部２００に通知され、画像形成が中止される。この後、積載トレイ１１４上のシート束が取り除かれると、積載トレイ１１４がトレイＨＰセンサＳ２４１を遮光するまで上昇した後、下降してトレイＨＰセンサＳ２４１が透過することで再び積載トレイ１１４の紙面が確定される。これにより、画像形成装置９００の画像形成が再開される。

ところで、本実施の形態において、既述したように綴じ部１００Ａは、図３に示すように、ステイプラ１１０と、針無し綴じユニット１０２とを備えている。そして、綴じモードを選択する際、ユーザは、綴じ針によりシートを綴じるステイプルジョブか、針無し綴じによりシートを綴じる針無し綴じジョブを選択する。

ここで、例えば操作部２１０やプリントの設定でプリントジョブに針無し綴じジョブが選択された場合、本実施の形態においては、図１０の（ａ）に示すように、前整合板１０９ａと後整合板１０９ｂにより、中間処理トレイ１０７の中央でシートＰを整合する。この状態で排紙ローラ１０３により排出されたシートＰは、引き込みパドル１０６により搬送方向とは逆方向の力が加わり、ローレットベルト１１７の搬送により後端ストッパ１０８まで戻される。

シートＰの後端が後端ストッパ１０８に戻された後、前整合板１０９ａによってシートＰが後整合板１０９ｂまで搬送されることにより、シートＰの幅方向の整合動作が行われる。この後、搬送方向の戻しがローレットベルト１１７により行われる。この一枚一枚のシートＰの整合動作がステイプルする束の必要枚数行われた後で、針無し綴じユニット１０２による針無し綴じを行うため、シート束を整合位置から針無し綴じ位置まで束搬送する。

ここで、本実施の形態においては、シート束を上下一対の上歯５１０と下歯５１４により構成される歯部１２０が、シート束の端部に所定の方向に延びる複数の凹凸を形成してシート束の端部を跨ぐように綴じる第１の綴じモードを備えている。また、歯部１２０がシート束の端部に所定の方向に延びる複数の凹凸を、シート端部に跨がないように形成して綴じる第２の綴じモードを備えている。

第２のモードの場合は、フィニッシャ制御部２２０は、前整合板１０９ａ及び後整合板１０９ｂを幅方向に移動させると共に、後端アシスト１１２をシート排出方向下流側に移動させる。この際、フィニッシャ制御部２２０は、前整合板１０９ａ及び後整合板１０９ｂの移動量及び後端アシスト１１２の移動量を制御することにより、図１０の（ｂ）に示すように、シート束ＰＡを歯部１２０がシート端部に跨らない位置まで移動させる。この後、針無し綴じユニット１０２により、シート束ＰＡのシートに画像が形成されている領域外である突き当て手段側端部である後端ストッパ側端部の幅方向の角部に対して綴じ処理が行われる。なお、図１１の（ａ）は、第２のモードにより針無し綴じが施されたシート束ＰＡの綴じ部を示している。

第２のモードによる綴じの場合、歯部１２０の両端部がシート束ＰＡの端部を跨いでいないために、上歯５１０と下歯５１４の歯型状の凹凸である歯の並び方向と同じ方向からシートをめくると繊維の絡み方向の力が加わる。このため、シートＰは容易に剥せることになる。逆に、歯の並び方向と直交する方向にシートをめくった場合、シートＰは所定の締結力で保持される。

第１の綴じモードによる綴じの場合、シート束ＰＡは、図１２に示すように後端アシスト１１２、前整合板１０９ａ及び後整合板１０９ｂにより歯部１２０がシート束ＰＡの端部に跨ぐ針無し綴じ位置まで搬送される。この後、シート束ＰＡに対して針無し綴じユニット１０２により綴じ処理が行われる。図１１の（ｂ）は、第１の綴じモードによりシート束ＰＡの後端ストッパ側端部の幅方向の角部に対して針無し綴じが施されたシート束ＰＡの綴じ部を示している。

ここで、第２のモードによる綴じの場合、図１１の（ａ）に示すように、上歯５１０と下歯５１４の歯の並び方向の両側には、繊維の絡み部分が存在しないため、両端部においてシートがめくりやすく、繊維の絡み方向の力が加わり易い。一方、第１のモードによる綴じの場合、両端部がシート端部に跨った状態で締結しているためシートの端まで繊維の絡み部分が存在する。ところで、シートの端まで繊維の絡み部分が存在する場合、シートがめくりにくくなる。この結果、繊維の絡み方向の力が加わりにくくなり、シートがめくりによるはがれのきっかけが発生しづらくなる。つまり、第１のモードによる綴じの場合、上歯５１０と下歯５１４の歯の並び方向と同じ方向からシートをめくろうとした場合でも、シートがめくりにくく、繊維の絡み方向の力が加わりにくくなるので、シートＰを容易に剥すことができなくなる。

ここで、針無し綴じの際の繊維の絡みによるシート束の締結に関して、図１３を用いて説明する。図１３の（ａ）に示すように、上歯５１０と下歯５１４の間には綴じ処理されるシートＰ１及びＰ２が挟まれている。この状態で、既述した駆動手段により上歯５１０が下降すると、歯型の上視図である図１３の（ｂ）においてハッチングされた歯型の斜面部でシートＰ１，Ｐ２を高圧で押圧することにより、シートＰ１，Ｐ２には矢印Ｂ方向に大きな力が加わる。この結果、シート表面の繊維が露出し、このように繊維を露出させた後、絡ませることでシート同士の繊維絡まることになる。そして、この後も、高圧で押圧されることで、繊維同士が締結されていく。

図１３の（ｃ）は、繊維の絡みを模式的に示した拡大図である。ある歯型の斜面Ａ部では、シートＰ１，Ｐ２の繊維Ｐ１’、Ｐ２’が、矢印Ｂ方向に押圧されながら絡まっているために、繊維は図中の縦方向Ｙに絡むことになる。このためシートＰ１，Ｐ２の締結力は、歯の移動方向であるＹ方向には強いが、繊維の絡まっているＸ方向には弱くなる。

ところで、シートを押圧して締結する綴じ方法は、綴じ枚数が多くなればなるほど、大きな押圧力が必要である。また、シートの平滑度が高い場合は、シートを押圧した際のシート間の摩擦が低いため、シート表面の繊維が露わにならないことで繊維の絡まりが発生し辛くなる。この他、シートの水分量が低かったり破断伸び係数が低かったりすると、シート表面の繊維伸びがあまり生じないため、繊維自体が絡む前に切断するようになり、シートを締結することが困難になる。

このように、シートの平滑度や水分量等によっては、シートの繊維を絡めて綴じにくくなる。ここで、既述したように、第１のモードを選択すると、端部でのシートの絡みを行うと同時に、押圧面積が小さくなることで面圧が向上し、締結し辛い条件であっても締結することが可能となる。

そこで、本実施の形態においては、２つのモードを、上歯５１０と下歯５１４によるシートの締結力に影響のある綴じ枚数、平滑度、水分量、破断伸び係数等に応じて切換えるようにしている。なお、シートを締結し辛い条件は、例えばシートの枚数はジョブのプリント枚数から得ることができる。平滑度や破断伸び係数はシートの種類に依存しているため、画像形成装置でのシート種類の登録情報（普通紙、再生紙、コート紙、マット紙等の情報や、メディア情報）から予めＲＯＭ２０２に記憶されている情報を用いて導出される。シートの水分量は、画像形成装置９００が備えている環境センサの情報や、プリントのモード（定着器を通過すると水分量が低下することが知られている。このため、例えば、片面よりも両面の方が、水分量が低くなる）により綴じ方法を切り替えることになる。

ここでは、シート枚数、平滑度や破断伸び係数、水分量各々に関して独立しての説明を行ってきたが、実際の使用状態としてはこれらの組み合わせであることが一般的である。このため、使用される条件のマトリックスを予めＲＯＭ２０２に記憶し、プリントされる条件に応じ、このマトリックスから、これらの条件のうちの少なくとも一つを選択して綴じモードを決定することが可能となる。

次に、本実施の形態における、２つのモードを切り換えるモード切換手段としてのフィニッシャ制御部２２０の、２つのモードの切換制御について、図１４を用いて説明する。初めに、ジョブがスタートすると画像形成装置９００のＣＰＵ回路部２００からフィニッシャ制御部２２０に綴じ枚数、シート情報（平滑度、破断伸び係数）、水分量の情報が送られてくる。

そして、フィニッシャ制御部２２０は、針無し綴じを行う前に、綴じ枚数が所定の枚数よりも多いかを判断する（Ｓ１００）。そして、綴じ枚数が所定の枚数よりも多い場合、すなわち綴じ枚数が所定枚数以上の場合には（Ｓ１００のＹ）、端部跨り綴じ、即ち第１のモードを選択する（Ｓ１０５）。また、フィニッシャ制御部２２０は、綴じ枚数が所定の枚数よりも少ない場合には（Ｓ１００のＮ）、次に平滑度が所定の平滑度よりも高いかを判断する（Ｓ１０１）。

フィニッシャ制御部２２０は、平滑度が所定の平滑度よりも高い場合、すなわち平滑度が所定の平滑度以上の場合には（Ｓ１０１のＹ）、端部跨り綴じを選択する（Ｓ１０５）。また、フィニッシャ制御部２２０は、平滑度が所定の平滑度よりも低い場合には（Ｓ１０１のＮ）、次に破断伸び係数が所定の破断伸び係数よりも低いかを判断する（Ｓ１０２）。そして、フィニッシャ制御部２２０は、破断伸び係数が所定の破断伸び係数よりも低い場合、すなわち破断伸び係数が所定の破断伸び係数以下の場合には（Ｓ１０２のＹ）、端部跨り綴じを選択する（Ｓ１０５）。また、破断伸び係数が所定の破断伸び係数よりも高い場合には（Ｓ１０２のＮ）、フィニッシャ制御部２２０は、水分量が所定の水分量よりも低いかを判断する（Ｓ１０３）。

そして、水分量が所定の水分量よりも低い場合、すなわち水分量が所定の水分量以下の場合には（Ｓ１０３のＹ）、フィニッシャ制御部２２０は、端部跨り綴じを選択する（Ｓ１０５）。水分量が所定の水分量よりも高い場合には（Ｓ１０３のＮ）、跨らない綴じ、即ち第２のモードを選択する（Ｓ１０４）。このようなステップを踏んで、シート束への綴じ方法が決定される。

即ち、本実施の形態では、シート束枚数が所定枚数以上、シートの平滑度が所定の平滑度以上、水分量が所定の水分量以下及び破断伸び係数が所定の破断伸び係数以下のうち、少なくとも１つの条件を満たしている場合に第１のモードに切り換えるようにしている。言い換えれば、シートの表面性や水分量等の条件に応じて、前及び奥整合板１０９を移動させるだけでシート束を綴じ位置に移動させる簡易な第２のモードと、前及び奥整合板１０９及び後端アシスト１１２を移動させる第１のモードに切り換えるようにしている。そして、このようにシートの表面性や水分量等の条件に応じて、第１のモードに切り換えることにより、安定して所定の締結力を確保できる。

以上説明したように、本実施の形態においては、フィニッシャ制御部２２０により、シートの表面性や水分量等の条件に応じて、第１のモード及び第２のモードの一方に切り換えるようにしている。これによりシートの表面性や水分量等の条件によらず、安定して所定の締結力を確保できる。つまり、本実施の形態のように、シートの表面性や水分量等の条件に応じて綴じモードを、第１のモード又は第２のモードに切り換えることにより、シートの表面性や水分量等の条件によらず、安定して所定の締結力を確保できる。

なお、これまでの説明においては、モードの切換に応じてシート束の移動量を変更するようにしたが、本発明は、これに限らず、モードの切換に応じて針無し綴じユニットを移動させるようにしても良い。

また、これまでの説明において、綴じ手段を構成する歯型状の凹凸を有し、所定の方向に延びる複数の凹凸を形成してシートを綴じる凹凸部として、上下一対の上歯５１０と下歯５１４を例に挙げて説明したが、本発明は、これに限らない。例えば、綴じ手段を構成するとして、図１５に示す外周部に凹凸３００ａ，３０１ａを有する一対の回転部材３００，３０１を備えたものを用いても良い。そして、一対の回転部材３００，３０１によってシートＰの束を挟持しながら一対の回転部材３００，３０１を回転させることにより、シートＰの束に複数の凹凸３１０を形成して綴じ処理を施すようにしても良い。

なお、このような一対の回転部材３００，３０１を用いた場合、第１のモードの場合には、図１５に示すようにシートの束の対向する２つの端部が跨ぐように綴じられる。つまり、第１のモードの場合に、一対の回転部材３００，３０１によって綴じられるシート束の端部は、上下一対の上歯５１０と下歯５１４により綴じられるシート束の端部がシート束の隣り合う２つの端部であるのに対し、対向する２つの端部である。

さらに、これまでの説明においては、第１のモードの場合には、隣り合う２つの端部、あるいは対向する２つの端部の両方を跨ぐように複数の凹凸を形成する場合について説明したが、本発明は、これに限らない。例えば、綴じられたシート束をめくったときに力の加わりやすい一方の端辺のみを跨ぐように綴じるようにし、力の加わりにくい他方の端部は跨がないように綴じてもよい。この場合、シート束の状態でめくる際には剥がれにくいが、シート束を１枚ずつにばらす際には他方の端部から剥がすことによって剥がしやすくなる。

１００…フィニッシャ、１００Ａ…綴じ部、１０２…針無し綴じユニット、１０６…引き込みパドル、１０７…中間処理トレイ、１０８…後端ストッパ、１０９…前及び奥整合板、１１０…ステイプラ、１１２…後端アシスト、１１４…積載トレイ、１２０…歯部、１３０…整合手段、１３９…処理部、１４０，１４１…間口、２００…ＣＰＵ回路部、２２０…フィニッシャ制御部、３００，３０１…回転部材、５１０…上歯、５１４…下歯、９００…画像形成装置、９００Ａ…画像形成装置本体、９００Ｂ…画像形成部、Ｐ…シート

Claims (8)

1. シートを積載するシート積載手段と、
   凹凸状に形成され、互いに噛み合うよう配置された第１及び第２歯を備え、前記シート積載手段に積載されているシート束に前記第１及び第２歯により所定の方向に延びる複数の凹凸を形成してシート束を綴じる綴じ処理を行う綴じ手段と、を有し、
   前記綴じ手段は、前記第１及び第２歯により、前記シート束の端及びこの端と隣り合う隣接端の両方を跨ぐようにして前記シート束を挟み込んで、該シート束に前記複数の凹凸を形成する第１の綴じモードと、前記第１及び第２歯が前記シート束のいずれの端も跨ないように前記シート束を挟み込んで前記複数の凹凸を形成する第２の綴じモードとを選択的に行うことを特徴とするシート処理装置。
2. シートを積載するシート積載手段と、
   互いに噛み合うよう配置された第１及び第２歯を備え、前記シート積載手段に積載されているシート束の角部に該シート束の端に対して傾斜した方向に並んだ複数の凸形状を前記第１及び第２歯によって形成してシート束を綴じる綴じ処理を行う綴じ手段と、を有し、
   前記第１及び第２歯が前記シート束の端の少なくとも一つを跨るように挟み込んで、前記複数の凸形状の少なくとも一つを前記シート束の端を含んだ位置に前記第１及び第２歯が形成する第１の綴じモードと、前記第１及び第２歯がシート束のいずれの端も跨ないように前記シート束を挟み込んで、前記複数の凸形状を前記シート束に前記第１及び第２歯が形成する第２の綴じモードとを選択的に行うことを特徴とするシート処理装置。
3. 前記シート積載手段に積載されたシート束を移動させる移動手段を有し、
   前記移動手段は、前記シート束に前記第１の綴じモード又は前記第２の綴じモードで綴じ動作が行われるように前記シート束を移動させる、
   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。
4. 前記綴じ手段を移動させる駆動手段を有し、
   前記駆動手段は、前記シート束に前記第１の綴じモード又は前記第２の綴じモードで綴じ動作が行われるように前記綴じ手段を移動させる、
   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。
5. 前記シート積載手段にシートを排出するシート排出手段と、
   前記シート排出手段により前記シート積載手段に排出されたシートの排出方向の一端が突き当てられる突き当て手段と、
   シート排出方向と直交する幅方向に移動可能に設けられ、前記突き当て手段に突き当てられたシートの幅方向の位置を整合する整合手段と、
   前記シート排出手段により連続して排出されたシートが、前記突き当て手段に突き当てられた状態で前記整合手段により順次整合されて形成されるシート束をシート排出方向に沿って移動させる移動手段と、を備え、
   前記第１の綴じモードにより綴じ処理を行う場合は、シート束を前記第１及び第２歯が前記シート束の端を跨ぐ位置に移動させ、前記第２の綴じモードにより綴じ処理を行う場合は、前記第１及び第２歯が前記シートのいずれの端も跨がない位置に移動させるように前記整合手段の移動量及び前記移動手段の移動量が制御されることを特徴とする請求項１または２記載のシート処理装置。
6. 前記綴じ手段により、シート束の角部に綴じ処理を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載のシート処理装置。
7. 綴じ処理されるシート束の枚数が所定枚数以上、綴じ処理されるシートの平滑度が所定の平滑度以上、綴じ処理されるシートの水分量が所定の水分量以下及び綴じ処理されるシート束の破断伸び係数が所定の破断伸び係数以下のうち、少なくとも１つの条件を満たしている場合には前記第１の綴じモードに切り換わることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシート処理装置。
8. 画像形成部と、前記画像形成部により画像が形成されたシートに対して綴じ処理を施す請求項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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