JPH1160044A - 用紙綴じ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 用紙束を綴じるときの綴じ手段の動きによっ
て、整合トレイ上の用紙が大きく持ち上げられるために
発生する整合された用紙の整列性の乱れを防止すること
を目的とする。 【解決手段】 用紙を保持するトレイ手段１６０と、用
紙を上下から挟んで綴じるために用紙を下方の部材６２
により上昇させる綴じ手段１８を備える用紙綴じ装置に
おいて、トレイ手段における綴じ手段側の一端部１６０
ａを揺動可能であって、且つ綴じ手段による用紙の上昇
動作に連動して上昇するように構成したことを特徴とす
る用紙綴じ装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、用紙束を綴じるた
めの用紙綴じ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、用紙束の一端を綴じるための綴じ
装置は、以下に説明するような構成であった。

【０００３】画像形成装置によって画像を作成された用
紙（シート）は、画像形成装置本体の所定の排出口より
所定のタイミングにて排出される。その用紙を綴じ装置
の受け入れ口から受け入れて、搬送ローラーにてニップ
し搬送する。その後、綴じるための用紙を一時的にスト
ックする積載部に所定の枚数が整列して積載される。所
定の枚数が積載部に溜まると画像形成装置は用紙の排出
を一時止め、このタイミングにて、綴じ針等の綴じ手段
によって用紙の指定された部分を綴じる。この従来の用
紙綴じ構成は、用紙の方向や用紙のサイズが多種多様で
あることと、使用者の使い方によっては綴じ位置や綴じ
個数が異なることにより、用紙綴じ機構部が用紙の搬送
方向と直交する方向に移動して排出された用紙の排出後
端の複数部分を綴じることが出来るように提案されてい
る。

【０００４】次に、用紙の一部が綴じられた用紙束は、
装置内に配置されていて用紙から退避していた排出ロー
ラーが回動し、対向する排紙コロとで用紙束を挟むこと
でニップして搬送されることで、装置の側面部に設けら
れた積載トレイ上に排出される。この動作を繰り返すこ
とによって所定の枚数を綴じた用紙束を積載トレに順次
積載していく。この積載トレイは用紙を束ねる時の用紙
の一部の一時ストックの積載部を兼ねているために、上
下動が可能に構成されており排出された用紙の厚みに応
じて、積載のために下方へ移動するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、用紙束を綴じるときの綴じ装置の動きによっ
て、整合トレイ上の用紙が大きく持ち上げられるため、
整合された用紙の整列性を乱してしまい、結果綴じられ
た用紙束端部の整列性が、乱れ易いという欠点があっ
た。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明ではシート束を綴じるときに、シートの一部
分だけが持ち上がることを避けるために、整合トレイの
一部を綴じ装置の可動部に連結して、上下動可能にする
ことによって、用紙束を大きな半径を持って上下動する
ようにする。こうすることによって、整合された用紙の
端部の乱れを最小に抑えることが出来る。

【０００７】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）図１、図２が本発明の構成を最も
良く表した図面であり、同図における構成について以下
に説明する。１は画像形成装置であり、転写材Ｐ（シー
ト又は用紙）は、その画像形成装置によって作成された
画像を転写され、画像形成装置本体の下に接続された用
紙綴じ装置Ａに搬送される。図１において、１ａはシー
トカセット、１ｂは分離給送ローラ、１ｃはレジストロ
ーラ、１ｄは感光ドラム、１ｅは定着ローラ、１ｆはフ
ラッパ、１ｇは排送ローラ、１ｈは排出ローラ、１ｊは
排出トレイ、１ｋは搬送ローラである。

【０００８】Ａは前記画像装置本体１の下側の所定の位
置に接続された綴じ装置本体である。２は用紙の入口に
配置された入口搬送ローラ対、３は用紙が綴じ装置Ａに
進入してきたことを検知するための入口センサー、４は
用紙Ｐを次工程に案内するガイド板、５は用紙Ｐを次工
程の綴じ部に搬送して積載されるための搬送ローラ対、
６は搬送ローラ対５によって用紙を搬送するときの上ガ
イド板であり、この上ガイド板によって用紙は積載部６
０（図４）にその先端が案内されていく。７は用紙Ｐの
積載時の用紙Ｐの暴れを防止するためと、次工程のロー
ラー対に用紙の先端を安定して案内するための第一の揺
動ガイドである。８は用紙幅方向に複数の第一の搬送ロ
ーラー８ａを先端軸上に配置し、モータＭ１により、図
示しないクラッチを介して所定のタイミングにて、上下
動を繰り返すことができるようになっている上下動可能
な第一の揺動アームである。尚、搬送ローラー８ａはモ
ータＭ３、ベルト８ｂにより回転駆動する。９は前記第
一の搬送ローラー８ａに対抗して配置され、用紙が順次
積載されていく積載部の下面に設けられた第一の対向搬
送ローラーであり、モータＭ５の駆動部より所定のタイ
ミングで駆動回転できるように構成されている。ベルト
８ｂはアーム８の揺動軸８ｃとローラ８ａの軸の間に掛
けわたされている。１０は前記第一の揺動ガイド７と同
じ機能を有した第二の揺動ガイド、１１は積載部の用紙
の有無を検知するための用紙検知センサーである。１２
は前記第一の揺動アーム８と同じ機能を有したモータＭ
２により揺動する第二の揺動アームであって、第二の搬
送ローラ１２ａが複数軸支されている。１３は前記第一
の対向ローラー９と同じ機能を有した第二の対向ローラ
ーである。搬送ローラ１２ａはモータＭ４、ベルト１２
ｂを介して回転される。１４は用紙の搬送方向と直行す
る方向の端部を揃えるためのサイド整合機構部であり、
その機構部には駆動モーターＭ６を有しており、用紙が
１枚、積載部に積載される度に用紙のサイドを、用紙中
央側方向へ所定の押圧力で複数回押しつけることで、用
紙束の端部を揃える。ベルト１２ｂはアーム１２の揺動
軸１２ｃとローラ１２ａの軸の間に掛けわたされてい
る。１５は前記用紙整合機構部１４と、用紙を挟んで、
対向した位置に設けられた突き当て基準面であり、用紙
整合機構部１４によって押圧された用紙の反対端部を基
準面１５に突き当てることで、サイド位置を揃えること
ができるようになっている（図２）。１６は用紙先端を
ストップさせ用紙の搬送方向の整合をするための用紙先
端ストッパーゲートであり、用紙搬送方向と直行する方
向に配置されている（図２、４）。ストッパーゲート１
６は、クラッチ１７によってモータＭ７により回転駆動
されて用紙ストッパー位置と待避位置とを選択的に移動
可能に構成されている。

【０００９】１８は整合された用紙束の所定の位置を所
定の角度にて、綴じ針によって綴じるステイプルユニッ
トであり、図３に示す構成になっている。図３（ａ）は
ステイプラユニット１８のホームポジションを示す図面
であり、約３０度傾きを持って斜め綴じのステイプルを
行う斜め位置に設定されている。３２は用紙綴じを行う
ためのステイプルヘッド部、３３は上記ステイプラヘッ
ド部を支持するためのステイプラヘッド保持部、３４は
支持部３３の下方に配置され、任意の角度に回転可能に
構成した回転台である。図３（ｂ）は用紙束の搬送に連
動して回転台３４を平行綴じ位置に回動した時の状態を
示した図である。平行とはシート端面に沿うという程度
の意味である。１９は綴じられた（ステイプルされた）
用紙束を積載するための用紙束トレイであり、２０は積
載された用紙束、２１は用紙をトレイ１９に排出するた
めの排出ローラ対、２２は用紙束２０の先端を簡易的に
揃えるための用紙束先端ストッパである。ストッパ２２
は画像形成装置本体の装置前面側に配置されている。

【００１０】図５は、ステイプラユニットの綴じ位置角
度を変えるためのステイプラユニット台駆動部である。
同図において、５１は回転台３４に設けられた溝であ
り、この溝５１には、欠け歯ギヤ５２の同軸上に設けら
れたウォームギア５２ａがかみ合っている。従って、欠
け歯ギヤ５２の回転によって、回転台３４上のステイプ
ラユニット１８が所定の角度に回転する。５３は、上下
動可能な第二の揺動アーム１２の軸上に設けられたギヤ
であり、上下動をすることによって、ギア５６、５４に
交互にかみ合うようになっている。ギヤ５４は、第二の
対向ローラー１３の軸上に設けられたギヤである。ギヤ
５５はアイドラギヤである。ギア５３にはベルトを介し
てモータＭ４の力が伝達されている。

【００１１】上記構成において、以下に本発明に係る用
紙綴じ装置の動作について説明をする。画像形成装置１
にて用紙上に画像を形成された用紙Ｐは、不図示の画像
形成装置１の排出ローラーによって、用紙綴じ装置Ａの
入口に用紙を搬送、案内されてくる。この用紙の先端を
入口搬送ローラー対２によって捕らえ、用紙Ｐを用紙綴
じ装置内へと搬送させてゆく。進入してきた用紙Ｐは、
その先端が入口センサー３を切ることで、用紙綴じ装置
Ａに対して用紙Ｐの正確な位置を知らせる（検知するこ
とができる）。用紙は搬送ローラー対５により用紙積載
部Ｂに搬送されて行くが、この時、第一の揺動アーム８
は上方の位置に待機している。また、第一の対向ローラ
ー９も回転をしていない。第一の搬送ローラー８ａと第
一の対向ローラー９の開いたニップ部に用紙が進入し
（この時、このニップ部は離間状態にある）、入口セン
サー３からの所定の時間分だけ用紙が搬送された後、図
示しないクラッチの動作によって第一の揺動アーム８が
降下して、用紙を第一の搬送ローラ８ａと第一の対向ロ
ーラー９とで挟む。１枚目の排出時であって積載部に積
載用紙が無い場合には（用紙の有無センサー１１によっ
て検知される）、第一の対向ローラー９も回転駆動力に
よって用紙を第一の搬送ローラー８ａとともに用紙搬送
方向下流側に搬送して行く。また、積載部に用紙がすで
に積載されている次の用紙の積載時には、第一の対向ロ
ーラー９は回転駆動力を有さずに止まっており、第一の
搬送ローラー８ａのみにて用紙は搬送方向下流側に搬送
されて行く。すなわち、搬送される用紙は、その下の積
載されている用紙と滑ることとなる。図４に示したよう
に、搬送されてきた用紙Ｐは、その用紙先端がストッパ
ーゲート１６に突き当たって止まり、第一の搬送ローラ
ー８ａと用紙はスリップする。これらの工程によって用
紙Ｐは用紙積載部Ｂに先端を整合され積載される。その
後、第一の揺動アーム８は、モータＭ１の逆転により図
示しないクラッチによって再び上方へ移動されて待機状
態となる。

【００１２】次に、用紙整合機構部１４によって用紙の
サイド整合が行われる。これは、用紙１枚が積載部に積
載される度に実施され、これと対向した突き当て部１５
とステイプラユニット１８の突き当て部に用紙サイドを
押圧してサイド整合を行う。

【００１３】以上説明した用紙Ｐの１枚の動作を、設定
された目的の枚数分が用紙積載部に積載されるまで繰り
返し行われる。これらの工程が、全て実施されることに
よってできあがった用紙束は、次のステイプル工程へ進
む。ステイプルの工程を図３、図４、図５を用い、最初
に２カ所止め時のステイプル工程と用紙の動作について
説明する。

【００１４】用紙先端をストッパーゲート１６に突き当
てて整合し用紙束が整ったところで、第一の揺動アーム
８と第二の揺動アーム１２がクラッチにより下降する。
これによって、用紙束は、搬送ローラ８ａ、１２ａと対
向ローラー９、１３とにそれぞれニップされる。第一の
搬送ローラー８ａ部のニップ部搬送速度と第二の搬送ロ
ーラー１２ａ部のニップ部搬送速度は、第一の搬送ロー
ラー部速度≦第二の搬送ローラー部速度の関係にて構成
されているため、用紙束を２対のローラー対にて搬送し
た場合には、下流側の搬送速度（第二の搬送ローラー１
２ａと第二の対向ローラー１３の搬送速度）が上流側の
搬送速度より速いため、用紙は常にピンと張った状態に
て搬送される。このように搬送する事によって、整合さ
れた用紙束は整合状態を保ったまま所定位置まで搬送さ
れる。このような用紙束搬送機構のため、用紙の整合が
乱れることがない。また、用紙整合部１４が、用紙束の
搬送と共に搬送方向下流側に移動するように構成してお
けば、用紙の両端を拘束することとなり、用紙の整合の
乱れは更に小さくすることができる。

【００１５】前記用紙束の搬送と同期して、ステイプラ
ユニット１８は、ホームポジションの斜め綴じ位置（図
３ａ）から平行綴じ位置（図３ｂ）のポジションへ回動
する。この動作について、図５を用いて説明する。用紙
束を搬送するために、前述のように第二の揺動アーム１
２が下降すると、その軸上にあるギア５３が第二の対向
ローラー１３軸上のギア５４とかみ合う。これによっ
て、ギヤ５２は矢印Ｒ方向に回転して、ギヤの歯が欠け
ている位置（図５ａ）まで回転する。この回転によっ
て、ステイプラユニット１８が用紙搬送方向と平行な角
度に回動される。その後、ギヤ５５は空回転する。

【００１６】次に所定の位置まで搬送されてきた用紙束
は、その位置で停止され（ローラ８ａ、１２ａ、９、１
３の回転を止める）、モータＭ８の回転によりステイプ
ラ１８によってまず第一のステイプル（平行打ちステイ
プル）を実行する。これにより、用紙束は綴じ針によっ
て１カ所を綴じられる。この時、第一の搬送ローラー８
ａと、第二の搬送ローラー１２ａは、用紙束をしっかり
とニップしているのでステイプルによる用紙束のずれは
発生しない。次に、第一の対向ローラー９と、第二の対
向ローラー１３と、排紙ローラー対２１とはタイミング
を同じにして、再度回転を開始して用紙束を次の所定の
位置まで搬送して行く。排紙ローラー対２１は、第二の
搬送ローラー部のニップ搬送スピードと以下の関係にな
っている。

【００１７】第二の搬送ローラー部速度≦排紙ローラー
部速度 上記関係は、前述した第一の搬送ローラー部速度と第二
の搬送ローラー部速度の関係と同じであり、用紙束の乱
れ無く搬送することが可能である。

【００１８】上記搬送ローラー群によって所定量（所定
量はカウンターによりカウントされる）搬送された用紙
束は、搬送ローラー群の回転停止により所定の位置でス
トップし、その後、ステイプルユニット１８にて、第二
の綴じ針を綴じられる（平行綴じ）。このようにして、
２カ所止めされた用紙束は、搬送ローラー群の再度の回
転により搬送され、排紙積載トレイ１９へと排出され、
順次積載していく。排出が終了すると第一、第二の揺動
アーム８、１２は上昇する。同時に、ステイプラユニッ
ト１８は、第二の揺動アーム１２が上方へ移動すること
によって、ギヤ５３がギヤ５６にかみ合う。そして、こ
のかみ合いによって、ギヤ５２は矢印Ｕ方向へ回転しギ
ヤが欠けているところまで、回転を続ける（図５ｂ）。
このギヤ５２の回転によって、ステイプラ１８の回転台
４３が回転して、ホームポジション位置（図３ａ）に復
帰する。一方、排出された用紙束の先端は、先端ストッ
パ２２によって簡易的に揃えられる。

【００１９】次に、用紙束先端に１カ所斜め綴じを行う
場合について説明する。先端斜め綴じの場合には前記し
た用紙の整合までは同じ工程を経過する。第二の揺動ア
ーム１２は上昇したままであるので、その後、図３に示
したようにステイプラユニット１８は約３０〜４５度だ
け傾いて、用紙搬送方向上流側にホームポジションとし
て位置しているため、用紙束の整合処理が終了次第、そ
の位置にて用紙束をステイプルする。これと同時に、ス
トッパーゲート１６がクラッチ１７によって解放され
る。その後、第一の搬送ローラー８ａ、９対と第二の搬
送ローラー１２ａ、１３対によって用紙束は下流へと搬
送され、排紙ローラー対２１まで搬送された後は搬送ロ
ーラー群によって用紙束トレイ１９上へ排出され積載さ
れて行く。排出後は、第一、第二の揺動アーム８、１２
は上昇するので、ステープルユニット１８は図５（ｂ）
の状態になる。

【００２０】次に、用紙束の整合の後、綴じタイミング
における用紙整合トレイの構成について説明する。図６
において、図６（ａ）は、従来の整合トレイで発生して
いた問題点を説明するための簡略図であり、６１は用紙
束、６２はステイプラ１８の稼働アゴ（アンビル）、６
３はステイプラユニット内のギヤにより回転するカムで
ある。６４はヘッドで、内蔵されたハンマ部により針を
押し出す。図６ａにおいては、用紙束は固定の整合トレ
イ６０上に積載されていたため、ステイプラ１８の稼働
アゴ６２によって、用紙束の端部のみが持ち上げられ
る。用紙束は、図に示すように、用紙の持ち上げられる
範囲が狭いため、整合された端部がずれてしまう事がた
びたび発生し、整合性が悪かった。

【００２１】本発明の綴じ装置に置ける用紙整合トレイ
においては、図６（ｂ）に示すように整合トレイ１６０
は、回動中心６４を有し、回動可能な端部１６０ａはそ
の一端６５でステイプラの下アゴに回動可能にピン６５
ａで接続されている。このように構成することで、用紙
束が綴じられているときには、整合トレイが回転中心６
４によって回転して、用紙束は上方へ移動することとな
り（図６（ｃ））、図６（ａ）に示したような用紙束の
端部の整合の乱れが発生しない。針は、図６（ｃ）に示
すように、アンビル６２が押し上げられた状態のとき、
ヘッド６４のハンマー部により押し出されて、アンビル
により先端が曲げられて用紙束をとじる。

【００２２】尚、図６（ｂ）において、６３ａはカムリ
ンクであり軸６３ｃにより回転自在に支持されていて、
その一端にはカムフォロワー６３ｂを支持し、他端では
稼働アゴ６２を支持している。カム６３はモータＭ８に
よって回転され、カム部６３ｄがカムフォロワー６３ｂ
を押してカムリンク６３ａを揺動させる。カム部６３ｄ
が通過するとカムリンク６３ａは整合トレイの端部１６
０ａの自重により右旋して図６（ｂ）の状態に復元す
る。

【００２３】図８が本発明のローラの位置の構成を最も
良く表した図面であり、同図における構成について以下
に説明する。６１はステイプラによって綴じられた用紙
束、７２は用紙束を綴じた綴じ針であり、綴じた後の針
の曲げ部分が十分に曲げられていない。このような綴じ
針の形状に成るのは、紙厚があつかったりした場合や、
ステイプラユニットの耐久の劣化による場合に発生する
ことがある。２１はステイプラユニット１８よりも、用
紙搬送方向下流側に設けられた排出ローラー対の一部で
あり、上下のローラーが共に十分な加圧力によってシー
ト束をニップするように構成されている。また、前記排
出ローラー２１は、長手方向において綴じ針が通過する
部分にのみ上述加圧構成のニップ部を有するようになっ
ている（針通過部分にのみバネがある）。

【００２４】上記構成において、綴じ針７２の曲げが十
分でない綴じられた用紙束６１が、ローラー対７３を通
過する。綴じ針７２は、ローラー対２１の間でニップさ
れて搬送されることで、不十分な曲げ部分が加圧力によ
って用紙に密着される。この加圧によって、綴じ針は図
８（ｂ）に示す７４のように、用紙に対してほぼ並行
（平行）に浮き無く密着される。

【００２５】以上のような動作によって、綴じ針が用紙
に対して十分に密着されるため、用紙を排出したとき
に、他の排出用紙束に引っかかったりする事がなくな
る、また、ステイプラユニット１８の針曲げが若干緩く
なっていても、上記構成のローラー対２１によって密着
されるため、ステイプラユニットの耐久に十分な余裕が
できる。同時に、針部分の厚みが減ることになり、用紙
束の積載容量のアップと、積載整列性能の向上につなが
る。

【００２６】尚、上記加圧ローラは排出ローラ対に限定
されず、排出ローラと第二の搬送ローラとの間に専用で
設けてもよい。このような専用の場合には、針の通過部
分にのみローラを設けるだけでよい。

【００２７】（第２の実施の形態）図９に示したのが本
発明の他の実施例を示す図面である。同図において、８
１、８２は、導電性を有したローラーであり、本発明で
は、ＳＵＳの金属ローラーを使用した。８３、８４は、
ＳＵＳローラー８１、８２を所定の圧にて加圧する加圧
ばね、８５は導電性を有した金属の用紙綴じ針である。
Ｐは用紙束、８６は、前記金属ローラ８１、８２に接続
され、金属ローラー同士の微少な電流を流すことによっ
て、用紙束が綴じ針によって綴じられていることを検知
する検知部である。以上の構成にすることによって、金
属ローラー８１、８２部のニップを、綴じ針によって綴
じられた用紙束が通過することで、検知部にて所定の個
数の綴じ針が用紙束に対して確実に綴じられたことを検
知できる。また、用紙束の搬送タイミングと合わせるこ
とで（搬送を開始してから針を検知するまでの時間をカ
ウントすることで）、綴じ針が所定の位置に綴じられた
かを確認することが可能となる。これは、用紙束の整合
不良等による綴じ針のエラーを検出するのに非常に有効
な構成である。エラーが発生したときは、警報を発生し
装置を停止させる。

【００２８】

【発明の効果】本発明に係る用紙束綴じ装置は上述の通
りの構成であるので、シートを綴じるときのシート束の
整列性の乱れを防止できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の用紙綴じ装置を備えるプリンターの主
断面図を示した図面。

【図２】本発明の用紙綴じ装置の上面図を示した図面。

【図３】本発明の用紙綴じ機構部の動作を説明する上視
図。

【図４】本発明の用紙綴じ部の拡大図。

【図５】ステイプラユニットの回動機構に関する概略
図。

【図６】用紙整合トレイ部の動作説明図。

【図７】ブロック図。

【図８】綴じ針の加圧機構の概念図。

【図９】綴じ針エラー検出の概念図。

【図１０】フローチャート。

【符号の説明】

１ 画像形成装置 ８、１２ 揺動アーム ８ａ、１２ａ 搬送ローラ ９、１３ 対向ローラー １４ 用紙整合部 １８ 用紙綴じ機構部（ステイプラユニット）

フロントページの続き (72)発明者 早川 保芳 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シートを保持するトレイ手段と、 上記トレイ手段上のシートを上下から挟んで綴じるため
   に上記トレイ手段上のシートを下方の部材により上昇さ
   せる綴じ手段と、を備える用紙綴じ装置において、 上記トレイ手段における上記とじ手段側の一端部を揺動
   可能であって、且つ、上記綴じ手段によるシートの上昇
   動作に連動して上昇するように構成したことを特徴とす
   る用紙綴じ装置。
2. 【請求項２】 綴じ手段は下方がアンビルであって、ト
   レイ手段の揺動可能な一端部は上記アンビルを昇降させ
   る部材に連結されている、請求項１の用紙綴じ装置。