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発明の名称 用紙綴じ装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−60044
公開日 平成11年(1999)3月2日
出願番号 特願平9−228153
出願日 平成9年(1997)8月25日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】丸島 儀一
発明者 藁谷 強 / 小松 照夫 / 荒木 友行 / 早川 保芳
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【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。
【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。
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60(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M2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12b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16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12a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12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、13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8a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)、63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65a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64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160a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、81、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。




 

 


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