(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成された用紙を搬送する用紙搬送手段と該用紙搬送手段によって搬送される用紙の先端を当接停止させるべく搬送路に設けた位置調節移動の可能な停止部材と、該停止部材によって形成される用紙の撓みを二つの折りローラで構成されるローラ対に挟み込んで第１の折り目及び第２の折り目を形成する用紙折り装置であって、用紙が前記ローラ対に挟み込まれるタイミングで前記各折りローラの回転速度を一時的に減ずる制御手段を有し、前記制御手段は、第１の紙折りでは１段目の減速を行い、第２の紙折りでは前記１段目の減速率より高い２段目の減速を行うように前記各折りローラの回転速度を制御することを特徴とする用紙折り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複写機等の画像形成装置の画像形成された用紙をＺ折り等紙折りする場合の折り機構における折りローラが用紙を折り込み中に増大する負荷に対応させて動力を制御するようにした用紙折り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、用紙をＺ折り等紙折りする場合の折り機構では特開昭６１−２４８８６１号に開示されているように、１段目のローラ対と２段目のローラ対とによりＺ折りタイプの２回折りが行われているが、それらのローラ対だけでは折りが弱いので２段目のローラ対の一方のローラに増し折りローラを圧着させて折り状態がくっきり確実に付けられるようにしてある。それは１段目のローラ対と２段目のローラ対だけでは各ローラの圧着力を駆動動力の上で強くできないので各紙折り線が弱く実用に達しないこともあり、それを補うために増し折りローラの機構を付加してあるが装置が大型化して好ましくない。
【０００３】
また、特開昭６１−２４８８６３号ではローラ対を形成する２つの折りローラの間を用紙が搬送されながら紙折りが進行するとき折りローラを正転逆転させて折り目を付ける経路を複数回繰り返させて折り目をきつく付けるようにしてある。
【０００４】
更に、特開昭６２−１６９８７号でもローラ対による紙折りが一応終った後にも増し折り機構を設けて折りの弱さや不完全さを補完するようにしてある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、増し折りローラ等の増し折り機構を付加したり、紙折りを行うローラ対のところで往復動等の繰り返し操作をさせる機構を設けることは、それだけ装置が複雑で大型になり好ましくない。また、往復動等の繰り返し操作をさせると紙折りに掛かる１サイクルの所要時間が延び、効率が低下し生産性が悪くなるという欠点が生ずる。
【０００６】
本発明はこのような従来技術の欠点を排除し、小型で折り目が正確にきちんと付けられ安定した効率の良い用紙折り装置を提供することを課題目的にする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的は次の技術手段（１）項によって達成される。
【０００８】
（１）  画像形成された用紙を搬送する用紙搬送手段と該用紙搬送手段によって搬送される用紙の先端を当接停止させるべく搬送路に設けた位置調節移動の可能な停止部材と、該停止部材によって形成される用紙の撓みを二つの折りローラで構成されるローラ対に挟み込んで第１の折り目及び第２の折り目を形成する用紙折り装置であって、用紙が前記ローラ対に挟み込まれるタイミングで前記各折りローラの回転速度を一時的に減ずる制御手段を有し、前記制御手段は、第１の紙折りでは１段目の減速を行い、第２の紙折りでは前記１段目の減速率より高い２段目の減速を行うように前記各折りローラの回転速度を制御することを特徴とする用紙折り装置。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の用紙折り装置と、それによる用紙折り後の用紙後処理装置及びそれ等を連結した画像形成装置本体を添付図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は画像形成装置本体Ａ、用紙Ｚ折り装置Ｂ、用紙後処理装置ＦＳ及び自動原稿送り装置ＤＦを備えた画像形成装置の全体構成図である。
【００１５】
図示の画像形成装置本体Ａは、画像読み取り部１、画像処理部２、画像書き込み部３、画像形成部４、カセット給紙部５、大容量給紙部（ＬＣＴ）６、定着装置７、排紙部８、自動両面コピー給紙部（ＡＤＵ）９を備えている。
【００１６】
画像形成装置本体Ａの上部には、自動原稿送り装置ＤＦが搭載されている。画像形成装置本体Ａの図示の左側面の排紙部８側には、用紙Ｚ折り装置Ｂと用紙後処理装置ＦＳが連結されている。
【００１７】
自動原稿送り装置ＤＦの原稿台上に載置された原稿ｄは矢印方向に搬送され画像読み取り部１の光学系により原稿の片面又は両面の画像が読みとられ、ＣＣＤイメージセンサ１Ａに読み込まれる。
【００１８】
ＣＣＤイメージセンサ１Ａにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部２において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、画像書き込み部３に信号を送る。
【００１９】
画像書き込み部３においては、半導体レーザからの出力光が画像形成部４の感光体ドラムに照射され、潜像を形成する。画像形成部４においては、帯電、露光、現像、転写、分離、クリーニング等の処理が行われ、カセット給紙部５又は大容量給紙部６から搬送された用紙Ｓに画像が転写される。画像を担持した用紙Ｓは、定着装置７により定着され、排紙部８から用紙Ｚ折り装置Ｂ又は用紙後処理装置ＦＳに直接送り込まれる。或いは搬送路切り替え板８Ａにより自動両面コピー給紙部９に送り込まれた片面画像処理済みの用紙Ｓは再び画像形成部４において、両面画像処理後、排紙部８から用紙Ｚ折り装置Ｂに送り込まれる。
【００２０】
用紙Ｚ折り装置Ｂは、複数の折りローラにより、用紙Ｓを二度折りしてつづら状のＺ字型に折り畳み、図２に示すように形成する。
【００２１】
図２（ａ）は、Ｚ折り処理される前の用紙Ｓの平面図である。破線で示すａ，ｂは折り目線である。
【００２２】
図２（ｂ）は、Ｚ折り処理された用紙Ｓの平面図である。用紙Ｚ折り装置Ｂの複数の折りローラによりＺ折り処理した用紙Ｓには、折り目線ａ，ｂが形成され折り畳まれる。
【００２３】
図２（ｃ）は、Ｚ折り処理され更に綴じ処理する状態を示す用紙束の斜視図である。Ｚ折り処理された用紙Ｓは、後述の用紙後処理装置ＦＳ内に搬送され、綴じ手段５０により綴じ針ＳＰが打針され、端綴じ処理された冊子に形成されるときの状態を示している。
【００２４】
図１に示す用紙後処理装置ＦＳには、図示の上段から、用紙Ｚ折り装置Ｂで紙折り処理されず、本発明の用紙Ｚ折り装置Ｂの下部の切り換え通路を通って集積されたり、用紙Ｚ折り装置ＢでＺ折りされたままの状態即ち編集して綴じられたりすることのない状態のまま集積される固定排紙皿８１、冊子として編集される場合に用いる表紙給紙手段４０、シフト処理搬送部（大容量排紙搬送部）２０、第１積載部３０、綴じ手段５０、二つ折り手段６０が、ほぼ垂直方向に縦列配置されている。
【００２５】
用紙後処理装置ＦＳの図示右方には入口搬送部１０が配置されている。また、用紙後処理装置ＦＳの図示左側面には、端綴じ及びシフト処理済みの用紙を積載する昇降排紙皿８２と、中綴じ及び二つ折り処理済みの用紙を積載する固定排紙皿８３とが配置されている。
【００２６】
図３は、本発明の用紙折り装置の実施の形態の一例を表す用紙Ｚ折り装置Ｂの用紙搬送経路を示す断面図である。
【００２７】
画像形成装置本体Ａの排紙部８から排出された画像形成処理済みの用紙Ｓは、紙折り操作を行わない場合は、入口部１０１に導入され、用紙搬送路１０２を通過して、搬送ローラ１０３，１０４により搬送され、用紙Ｚ折り装置Ｂ外の用紙後処理装置ＦＳに排出される。
【００２８】
この用紙搬送過程では、切り替え手段１０５はソレノイドＳＤ１０オフの状態で、図示の破線で示す位置に保持され、用紙搬送路１０６を開放し、用紙搬送路１０７を閉止状態にして、用紙Ｓが用紙搬送路１０８を経て、用紙後処理装置ＦＳに排出可能である。
【００２９】
用紙Ｚ折り処理モードに設定されると、ソレノイドＳＤ１０の駆動により切り替え手段１０５が揺動され、図示の実線で示す位置に保持され、用紙搬送路１０６を閉止し、用紙搬送路１０７を開放状態にして、用紙ＳをＺ折りする折りローラ１１３，１１４で構成されるローラ対へ搬送可能にする。
【００３０】
用紙搬送路１０７を通過した用紙Ｓは、搬送ローラ１１０により搬送され、用紙搬送路１１１に案内されて上昇し、用紙先端部が第１の停止部材１１２に当接して進行が遮られるが、それを図４の回路図にも示すように、第１の停止部材１１２の近傍に設けた用紙先端検出器１４２によって検出し、搬送を継続する用紙Ｓの中間部は、折り形成ガイド１１１Ａが図示の破線で示される位置から、支点１１１Ａ１の回りに実線で示される位置に回動して紙折りし易いように撓みを形成した後、圧接して駆動回転する一対の折りローラ１１３，１１４に挟持され、折り目線ｂが形成される。
【００３１】
折り目線ｂにより折り処理された用紙Ｓは、用紙搬送路１１５，１１６，１１７を通過し、用紙Ｓの折り目線ｂが先頭になり用紙の先端部として、第２の停止部材としての停止部材１１８に当接して進行が遮られるが、搬送を継続する用紙Ｓの中央部は撓みを形成した後、圧接して駆動回転する一対の折りローラ１１４，１２０に挟持され、中央の折り目線ａが形成される。
【００３２】
なお、用紙先端部の当接する前記停止部材１１２や最初の用紙折れ部ｂで形成される先端部の当接する前記停止部材１１８は、用紙Ｓの搬送方向長さに対応して移動可能であり、所望の折り目線ａ，ｂを形成する。
【００３３】
折り目線ａ，ｂを形成しＺ折り処理された用紙Ｓは、折りローラ１２０とその従動ローラ１２１に挟持されて搬送され、用紙搬送路１２２を経て再び用紙搬送路１１７に入る。前記停止部材１１８は用紙搬送路１１７から退避状態にあるため、用紙Ｓは前記停止部材１１８のあった位置を通過し、搬送ローラ１２３により搬送され、用紙搬送路１２４から装置外に排出される。
【００３４】
本発明の実施の形態では、前述の用紙後処理装置ＦＳに排出されるようにしてある。
【００３５】
前記停止部材１１２，１１８はそれぞれプーリ１１２Ｃ，１１８Ｃに掛けられて駆動される無端のタイミングベルト１１２Ｂ，１１８Ｂにアタッチメントとして取り付けられていて、図４の回路図にも示すように、用紙サイズの入力手段１４３によって停止位置の調節ができるようにしてあり、そのような機能の他に、特に前記停止部材１１８はそれが退避して用紙Ｓが通過しなければならないときにはプーリ１１８Ｃが大きく回動して停止部材１１８が搬送路から外れ搬送路を開放するようにしてある。
【００３６】
そしてこのような停止部材１１８の退避や所定位置への移動は、図４の回路図に示すようにプーリ１１８Ｃに掛けられたタイミングベルト１１８Ｂの近くの用紙搬送路１１７に対向して置かれた用紙検知センサ１４１によって用紙先端（折り目線ｂ）の位置が前進又は後退するのを検知する検知信号で作動させる制御手段１４０によって行われる。
【００３７】
ここで、用紙折り装置における起動からの紙折りサイクル中のトルク負荷の変化状況を示す線図である図５に見られるように、第１の折り及び第２の折り時における各ローラ対を通過時のトルクは、紙折りされない低負荷時のトルクの３．５〜４．０倍（起動時のトルクの２．４〜２．８倍）になっていることが分かる。紙折り時の上記各ローラ対には第１折り時には２枚の紙が重なり、第２折り時には３枚の紙が重なって送られるため前述の大きな負荷が生ずることになる。
【００３８】
このような負荷の変化に対応するために前記各ローラ対の駆動モータの容量を大きくして対処することが可能である。しかし前述の従来技術のような処置と同じように電源やモータが大型になることにより装置全体の大型化に繋がり好ましくない。
【００３９】
本発明ではこのような実状に対処するため次のような幾つかの具体的な手段を試みた。
【００４０】
第１の手段は、用紙Ｚ折り装置Ｂを電源１５５と定常の定格電流電圧のモータ１５６で一定の定格回転数で運転しておき、折りローラ１１３，１１４で形成されるローラ対による第１の折りで折り目線ｂが形成されてゆくとき、及び折りローラ１１４，１２０で形成されるローラ対による第２の折りで折り目線ａが形成されてゆくとき、各折りローラの回転速度を定常時の回転速度より減速させるようにしたものである。より具体的には、例えば簡単な歯車列による切り換えが行われる減速機構１５１が設けられている。そして前記ローラ対を通過する時期を用紙検知センサ１４１，１４２によって検出して、この検出信号のタイミングで前記減速機構１５１をクラッチ作動で切り換えて強力で安定した折り目線ａ，ｂが得られるように制御する制御手段１４０Ｂが図６の回路図に示すように設けられている。
【００４１】
そして第１の折りでは、１段目の減速変換をし、第２の折りでは更に減速率の高い２段目の減速変換をすることにより、各折りローラの所要トルクが起動時の２．４〜２．８倍（定常時の３．５〜４．０倍）で楽に達成可能になっている。
【００４２】
第２の手段では、電源１５５及び直流モータ１５７は通常の大きさのものを用い、用紙Ｚ折り装置Ｂを定常の定格電圧で運転しておく。折りローラ１１３，１１４で形成されるローラ対による第１の折りで折り目線ｂが形成されてゆくとき、及び折りローラ１１４，１２０で形成されるローラ対による第２の折りで折り目線ａが形成されてゆくとき、図１０の回転数−トルク線図及び電流−トルク線図に示すように、電流値を起動時及びそれ以外の定常時のＩ１に対して、前記ローラ対を通過する時期を用紙検知センサ１４１，１４２によって検出して、この検出信号のタイミングで直流モータの電流を電流加減手段１５２によってＩ１からＩ２のように増量させることにより最大トルク値をＴ１からＴ２に上昇させ強力で安定した折り目が得られるように制御する制御手段１４０Ｃが図７の回路図に示すように設けられている。
【００４３】
第３の手段では、通常の大きさの電源１５５及びパルスモータ１５８を用い、用紙Ｚ折り装置Ｂを定常の定格電圧で運転しておく。このパルスモータの特性を図１１のパルスレート（回転数）−トルク線図に示す。折りローラ１１３，１１４で形成されるローラ対による第１の折りで折り目ｂが形成されてゆくとき、及び折りローラ１１４，１２０で形成されるローラ対による第２の折りで折り目線ａが形成されてゆくとき、起動時及びそれ以外の定常時に対して、前記ローラ対を通過する時期を用紙検知センサ１４１，１４２によって検出して、この検知信号のタイミングでパルスレート加減手段１５３によりパルスモータ１５８への入力のパルスレートを減少させる。このようにトルク値を上げ強力で安定した折り目が得られるように制御する制御手段１４０Ｄが図８の回路図に示すように設けられている。
【００４４】
また、第４の手段では、図９の回路図に示すように、用紙が前記ローラ対に挟み込まれるタイミングで前記各折りローラの駆動手段としてのモータの駆動電力を駆動電力変換手段１５４によって特定の定常値からそれよりも高い特定の定常値に一時的に変化させる制御手段１４０Ｅを設けることによって、トルク値を上げ強力で安定した折り目が得られるように制御することができる。
【００４５】
尚、図６，図７，図８，図９の各回路図は図４の回路図に紙折り時のトルク増手段を加減するための制御を付加したものである。
【００４６】
また、紙折り操作を行わない場合、画像形成装置本体Ａの排紙部８から排出された画像形成処理済みの用紙Ｓが長いときは、入口部１０１に導入され、用紙搬送路１０２を通過して、搬送ローラ１０３，１０４により搬送して、装置外の用紙後処理装置ＦＳに排出するようにすると、次の用紙搬送に当たり用紙の先頭と後尾が衝突して搬送の邪魔になるので、その場合は切り換えゲート１０５を切り換えて搬送路１１０Ａ、搬送ローラ１１０、切り換えゲート１１１Ａ、第１，第２の折りローラ１１３，１１４を通過させ、更に搬送路１１５，１１６，１１７、搬送ローラ１２３と用紙搬送路１２４を経て用紙搬送路１０８から用紙後処理装置ＦＳへ送り込むように制御している。
【００４７】
そして、用紙搬送路１１７，１２２の片側を形成する案内板１３０は支点１３１で回動可能にしてあり、用紙搬送路１１０Ａの片側を形成する案内板１３５は支点１３５Ａで回動可能にしてあり、用紙搬送路１１２の片側を形成する案内板１１２Ａは支点１１２Ａ１で回動可能にしてあり、紙詰まり等が起こっても前記各案内板を回動させてジャム状の用紙を容易に取り出すことが可能になる。しかし従来のように搬送路が三重に配置されるような構成では中側に配置された搬送路に起きた紙詰まり現象を解消するには少なくとも一方の外側の搬送路を外した上でなければジャムになった用紙を取り出して復元させることが非常に困難になるし、三重の搬送路全てを開放可能にすると装置が大型化するという欠点が生ずる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の用紙折り装置により、複写機等の画像形成装置で形成される画像形成済みの用紙の折り畳みは、原動機や電源を大型化することなく、折り目線形成の過程のみトルク増量の処置をとり、強力で安定した折り目線を付けることができるようになり、しかも用紙折り装置は、簡単確実な構成で生産性を落とすことなく効率的で、取り扱いやすくコンパクトなものになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置本体、用紙Ｚ折り装置、用紙後処理装置及び自動原稿送り装置を備えた画像形成装置の全体構成図である。
【図２】Ｚ折り処理される前の用紙の平面図、Ｚ折り処理された用紙の平面図、Ｚ折り処理され更に綴じ処理する状態を示す用紙束の斜視図である。
【図３】本発明の用紙折り装置の実施の形態の一例である用紙Ｚ折り装置の用紙搬送経路を示す断面図である。
【図４】本発明の用紙折り装置における用紙折り長さや用紙の搬送停止や搬送経路の切り換えを制御する制御手段の回路図である。
【図５】用紙折り装置における起動から始まる紙折りサイクル中のトルク負荷の変化状況を示す線図である。
【図６】図４の制御手段に紙折り時の負荷を補完する制御を付加した制御手段の回路図である。
【図７】図４の制御手段に紙折り時の負荷を補完する制御を付加した別の制御手段の回路図である。
【図８】図４の制御手段に紙折り時の負荷を補完する制御を付加した他の制御手段の回路図である。
【図９】図４の制御手段に紙折り時の負荷を補完する制御を付加した更に他の制御手段の回路図である。
【図１０】直流モータの回転数−トルク線図である。
【図１１】パルスモータのパルスレート（回転数）−トルク線図である。
【符号の説明】
１０  入口搬送部
２０  シフト処理搬送部（大容量排紙搬送部）
３０  第１積載部
４０  表紙給紙手段
５０  綴じ手段
６０  二つ折り手段
１０２，１０６，１０７，１１０Ａ，１１１，１１５，１１６，１１７，１２２，１２４  用紙搬送路
１０３，１０４，１１０，１２３  搬送ローラ
１１２，１１８  停止部材
１１２Ｂ，１１８Ｂ  タイミングベルト
１１２Ｃ，１１８Ｃ  プーリ
１１３，１１４，１２０  折りローラ
１２１  従動ローラ
１３０，１３５，１１２Ａ  案内板
１１１Ａ１，１３１，１３５Ａ，１１２Ａ１  支点
１４０，１４０Ｂ，１４０Ｃ，１４０Ｄ，１４０Ｅ  制御手段
１４１，１４２  用紙検知センサ
１５１  減速機構
１５２  電流加減手段
１５３  パルスレート加減手段
１５４  駆動電力変換手段
１５５  電源
１５６  モータ
１５７  直流モータ
１５８  パルスモータ
Ａ  画像形成装置本体
Ｂ  用紙Ｚ折り装置
ＦＳ  用紙後処理装置
Ｓ  用紙
ａ，ｂ  折り目線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0003944624.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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