JP4618055B2 - 製本装置及び画像形成システム - Google Patents

Description

本発明は、用紙束の背部及び表裏面を表紙用紙により覆って冊子を作製する製本装置に関し、特に、複写機、ファクシミリ装置、プリンタ等の画像形成装置本体に接続されて適用可能な製本装置を備えた画像形成システムに関する。

製本処理としては、印刷された用紙を集積した一冊の用紙束に対して、ステイプル綴じ製本処理や、糊付け製本処理が知られている。

糊付け製本装置としては、糊吐出ノズルを用いて用紙に糊を吐出する装置、糊収容箱に糊車を設置し該回転する糊車の外周に糊を付着させ糊車の外周を用紙に接触させて接触転写する装置、ノズルよりホットメルト剤（熱融着剤）と加熱圧縮空気の混合体を吐出するホットメルト塗布装置、粘着性を有する糊が予め塗布されたテープを加熱しながら用紙束の背部に貼り付けるテープ貼り装置、等が知られている。

一般的な製本装置においては、用紙束をクランプ装置により把持した後、ミーリング装置によって用紙束の端辺に複数の切り欠き溝を形成して、この切り欠き溝を有する用紙束の端辺側に糊を塗布する製本装置が従来の印刷装置で行われている。

最近の電子写真方式等の画像形成装置は、高速性能、多機能、ネットワーク機能等を有し、大容量給紙装置、大容量スタッカを接続することにより、印刷装置としての用途が拡大している。

画像形成装置を印刷装置として用いる場合には、印刷物を製本する製本装置を接続する事により、印刷から製本までを１台の装置で行うことが可能となる。
特開２００４−２０９８６９号公報

特許文献１に開示された糊付け製本装置では、用紙束の背部に塗布された糊接着面積が少ないため、糊付けされた製本の強度が不足する。

ミーリング装置によって用紙束の端辺に複数の切り欠き溝を形成して、この切り欠き溝を有する用紙束の端辺側に糊を塗布する製本装置では、ミーリング装置は大型であるため、製本装置内にこのミーリング装置を配置させると、製本装置が大型化し、製造コストアップを伴うという問題があり、画像形成装置を印刷装置として用いて製本装置を直結する画像形成システムとする場合には欠点となる。

本発明は、上記の課題を解消して製本装置を改良し、製本装置を大型化することなく、従来と同等の製本強度を達成する製本装置、及び該製本装置を備えた画像形成システムを提供することを目的とする。

上記の目的は、本発明の下記の製本装置及び画像形成システムにより解決される。

（１）本発明の製本装置は、用紙束の背部に表紙を貼着してくるみ製本処理する製本装置において、前記製本装置の用紙搬送路に、用紙の製本処理時に糊が塗布される端辺側に切り欠き部を形成する切り欠き形成手段を設け、用紙の紙種に応じて前記切り欠き部を用紙に形成するか否かを選択可能に制御されることを特徴とするものである。

（２） 本発明の製本装置は、（１）において、前記切り欠き形成手段は、前記用紙を集積する用紙束収容手段に前記用紙を搬送する用紙搬送路の用紙搬送方向上流側に配置されたことを特徴とするものである。

（３）本発明の製本装置は、（１）において、前記切り欠き形成手段は、前記用紙搬送路の一部に固設されたダイと、該ダイに嵌合して昇降可能なパンチと、該パンチを昇降させる駆動手段とを有することを特徴とするものである。

（４）本発明の画像形成システムは、画像形成手段、用紙搬送手段を有する画像形成装置本体と、前記画像形成装置本体で画像形成された用紙の一方の端辺側に切り欠き部を形成したのち、前記用紙を集積し用紙束の背部に表紙を貼着してくるみ製本処理する（１）から（３）の何れか１項に記載の製本装置と、を備えて成ることを特徴とするものである。

本発明の製本装置及び画像形成システムにより以下の効果が得られる。

（１） 本発明の製本装置は、製本装置の用紙搬送路に、用紙の製本処理時に糊が塗布される端辺側に切り欠き部を形成する切り欠き形成手段を設けた事により、製本装置の小型化が達成され、従来の製本装置のミーリング装置のような大規模な装置を備える必要がなく、設置スペースが少なくてすむ。また、従来の製本装置のミーリング装置と同等のくるみ製本処理が得られるので、製本強度が高く、製本の仕上がり品質が向上する。

（２） 本発明の切り欠き形成手段は、用紙を集積する用紙束収容手段に用紙を搬送する用紙搬送路の用紙搬送方向上流側に配置され、製本装置内に搬送される１枚または少数の用紙に切り欠き部を形成するもので、切り欠き形成手段の小型化、製造コスト低減、低騒音が達成される。

（３） 本発明の切り欠き形成手段は、用紙に切り欠き部を形成するか否かを選択可能に制御されることを特徴とし、用紙束の枚数、用紙の紙種等により適宜選択する事が出来る。

（４） 本発明の切り欠き形成手段は、用紙搬送路の一部に固設されたダイと、該ダイに嵌合して昇降可能なパンチと、該パンチを昇降させる駆動手段とを有するもので、切り欠き形成手段の小型化、製造コスト低減、低騒音が達成される。

（５） 本発明の製本装置を備えた画像形成システムにより、画像形成装置本体から搬出された用紙に対して、用紙束と表紙との強力な貼着を行い、画像形成処理に連続して自動的に製本化処理する事が可能である。

次に、本発明の製本装置、及び製本装置を備えた画像形成システムを図面に基づいて説明する。

［画像形成システム］
図１は画像形成装置本体Ａ、製本装置Ｂ、排紙装置Ｃを備えた画像形成システムの全体構成図である。図２は画像形成システムの外観斜視図である。

［画像形成装置本体］
画像形成装置本体Ａは、回転する像担持体１の周囲に、帯電手段２、像露光手段３、現像手段４、転写手段５Ａ、除電手段５Ｂ、及びクリーニング手段６を配置した画像形成手段を有する。画像形成手段は、帯電手段２によって像担持体１の表面に一様帯電を行った後に、像露光手段３のレーザビームによって原稿から読み取られた画像データに基づく露光走査を行って潜像を形成し、該潜像を現像手段４により反転現像して像担持体１の表面にトナー像を形成する。

用紙収納部７Ａから給紙された用紙Ｓは転写位置へと送られる。転写位置において転写手段５Ａによりトナー像が用紙Ｓ上に転写される。その後に、用紙Ｓは除電手段５Ｂにより裏面の電荷が消去されて像担持体１から分離され、搬送部７Ｂにより搬送され、引き続き定着手段８により加熱定着され、排紙ローラ７Ｃから排出される。

用紙Ｓの両面に画像形成を行う場合には、定着手段８により加熱定着された用紙Ｓを、搬送路切換手段７Ｄにより通常の排紙通路から分岐し、反転搬送部７Ｅにおいてスイッチバックして表裏反転した後、再び画像形成部を通過し、用紙Ｓの裏面に画像を形成し、定着手段８を経て、排紙ローラ７Ｃから装置外に排出される。排紙ローラ７Ｃから排出された用紙Ｓは、製本装置Ｂに送り込まれる。

像担持体１の画像処理後の表面は、クリーニング手段６により表面に残留している現像剤が除去され、次の画像形成に備える。

［製本装置］
図３は、本発明に係る製本装置Ｂの用紙搬送路を示す断面図である。

製本装置Ｂは、用紙導入手段１０、排紙手段２０、用紙束収容手段３０、用紙束搬送手段４０、糊塗布手段５０、表紙供給手段６０、表紙断裁手段７０、表紙外装手段（くるみ製本手段）８０、整合手段８９、冊子搬送手段１００、を備えている。これらの各手段は、製本装置本体内のほぼ垂直方向に縦列配置されている。

〈用紙導入手段１０〉
用紙導入手段１０に導入された用紙Ｓは、入口ローラ１１，１２に挟持されて搬送され、搬送路切換手段３１によって排紙手段２０と用紙束収容手段３０の何れかに分岐される。

〈排紙手段２０〉
この用紙搬送が設定されると、搬送路切換手段３１は用紙束搬送手段４０への搬送路を遮断し、排紙手段２０への搬送路を開放する。

排紙手段２０の搬送路を通過する用紙Ｓは、搬送ローラ２１，２２に挟持されて上方に搬送され、排紙ローラ２３によって装置最上部の固定排紙台２４上に排出、収容される。固定排紙台２４上には、画像形成装置本体Ａから排出された用紙Ｓを直接受容して、最大約２００枚を積載することができる。

〈用紙束収容手段３０〉
搬送路切換手段３１によって用紙搬送方向下流側の図示左方に分岐された用紙Ｓは、搬送ローラ３２，３３，３４，３５，３６に挟持されて用紙束収容手段３０の所定位置に収容され順次積載されて、所定枚数の用紙Ｓから成る用紙束Ｓａが形成される。用紙束収容手段３０は、傾斜配置された用紙載置台３７、移動可能な用紙後端位置決め部材３８、用紙幅方向を位置決めする用紙幅整合部材３９等を備えている。

〈用紙束搬送手段４０〉
用紙束収容手段３０の用紙載置台３７上に積載された用紙束Ｓａは、図示しない押し出し手段により斜め下方に搬送される。その後、用紙束Ｓａは用紙束搬送手段４０の把持手段４１によって把持され、用紙束Ｓａを把持したまま用紙束Ｓａに糊塗布処理をする面（背部）を下側になるように旋回されて所定位置に停止される。

〈糊塗布手段５０〉
糊塗布手段５０は、糊塗布部材（塗布ローラとも称す）５１、塗布ローラ５１を回転駆動させる回転手段５２と、糊を収容する糊容器５３と、糊容器５３を支持して製本装置Ｂの背面側の初期位置から前面側の糊塗布位置に移動可能な移動体５４と、移動体５４を往復動させる図示しない移動手段と、を備えている。

図４は、用紙束Ｓａへの糊塗布処理を示す製本装置Ｂの断面図、図５は糊塗布手段５０と把持手段４１の斜視図である。

糊塗布手段５０の移動体５４は、把持手段４１により直立状態に保持された用紙束Ｓａの下面長手方向に平行する方向に図示しない駆動手段によって移動される。

移動体５４は製本装置Ｂの背面側の初期位置から移動を開始して、案内部材５５に沿って移動され、製本装置Ｂの前面側の所定位置で停止した後、反転駆動され初期位置に復帰する。

糊塗布駆動手段のモータＭ１及び回転手段５２により、糊Ｎを収容した糊容器５３に浸漬された塗布ローラ５１が回転される。移動体５４の往動、または往復動により、塗布ローラ５１は、直立状態に保持された用紙束Ｓａの下面長手方向に糊Ｎを塗布する。

〈表紙供給手段６０〉
図３に示すように、表紙供給手段６０の給紙皿６１内に収容された表紙Ｋは、給紙手段６２により分離、給送され、搬送ローラ６３，６４，６５に挟持されて、表紙外装手段８０に搬送される。

〈表紙断裁手段７０〉
図６は、下限位置の表紙外装手段８０、及び表紙断裁手段７０を示す断面図である。

表紙供給手段６０の側上方で、後述の表紙外装手段８０の図示右方に表紙断裁手段７０が一体に構成されている。表紙断裁手段７０は表紙Ｋの搬送方向長さを所定長に断裁する。

表紙断裁手段７０は、回転刃７１と固定刃７２とから成るローラカッタユニットである。回転刃７１は固定刃７２に摺接しながら回転し、表紙Ｋを表紙幅方向に向かって剪断する。剪断された表紙Ｋの屑部は、落下して屑箱７３に収容される。

表紙Ｋの断裁長は、用紙Ｓの進行方向の２枚分の長さに用紙束Ｓａの背部の長さを加えた長さである。画像形成装置本体Ａの操作部９において、用紙サイズ、用紙枚数、用紙厚さが選択設定されるか、または、検出されると、制御手段は表紙Ｋの断裁所定長を設定する。表紙Ｋの断裁前の長さは、用紙最大枚数に対応して予め定められる。

〈表紙外装手段８０〉
表紙供給手段６０の給紙皿６１内に収容された表紙Ｋは、給紙手段６２により分離、給送され、搬送ローラ６３，６４，６５に挟持されて、表紙外装手段８０に導入されたのち、逆方向に搬送されて表紙断裁手段７０に進入する。表紙断裁手段７０において所定の長さに断裁された表紙Ｋは再び表紙外装手段８０に搬送される。

表紙外装手段８０に導入された表紙Ｋは、搬送ローラ６５によって搬送され、ガイド板８７に沿って進行し、駆動回転する搬送ローラ８１と従動ローラ８８１との挟持位置を通過し、更に、駆動回転する搬送ローラ８２と従動ローラ８８２との挟持位置を通過する。

第２駆動手段のモータＭ２Ａは、ベルト、ギア列から成る駆動伝達系Ｚ１を介して表紙保持部材８８Ａを揺動駆動する。第２駆動手段のモータＭ２Ｂは、ベルト、ギア列から成る駆動伝達系Ｚ２を介して表紙保持部材８８Ｂを揺動駆動する。

表紙保持部材８８Ａは、駆動伝達系Ｚ１の最終歯車に接続して揺動可能なレバーに回転可能に支持された従動ローラ８８１を有する。

表紙保持部材８８Ｂは、駆動伝達系Ｚ２の最終歯車に接続して揺動可能なレバーに回転可能に支持された従動ローラ８８２を有する。

表紙Ｋが表紙外装手段８０内のガイド板８７に沿って進入する際には、モータＭ２Ａが駆動開始してレバーを揺動して従動ローラ８８１を駆動回転している搬送ローラ８１に圧接する。また、ほぼ同時に、モータＭ２Ｂが駆動開始してレバーを揺動して従動ローラ８８２を駆動回転している搬送ローラ８２に圧接する。

ガイド板８７に沿って進入する表紙Ｋは、搬送方向上流側の搬送ローラ８１と従動ローラ８８１とにより挟持されて搬送され、引き続き搬送方向下流側の搬送ローラ８２と従動ローラ８８２とにより挟持されて搬送されたのち、所定位置に停止する。

図７は、表紙外装手段８０の上限位置を示す断面図である。

表紙外装手段８０に載置された表紙Ｋが表紙外装手段８０の第１駆動手段により糊塗布処理面の近傍に移動する間は、第１駆動手段のモータＭ３により表紙保持部材８８Ａ，８８Ｂを揺動させて表紙Ｋを押圧して保持する。これにより、表紙外装手段８０の移動中に表紙Ｋが移動する事が防止され、用紙束Ｓａの糊塗布処理面に正確に貼着される。

表紙Ｋが用紙束Ｓａの糊塗布処理面に近接した事を検知手段ＰＳにより検知されると、モータＭ２Ａ，Ｍ２Ｂにより表紙保持部材８８Ａ，８８Ｂによる表紙押圧を解除する。

〈冊子の作製〉
図８は、冊子の作製過程を示す斜視図である。図８（ａ）は、表紙外装手段８０の移動筐体８４上に載置された表紙Ｋと、表紙Ｋの中央部に貼着された用紙束Ｓａとを示す斜視図である。図８（ｂ）は、糊貼着された用紙束Ｓａが第１折曲部材８６Ａと第２折曲部材８６Ｂと加圧部材８３とにより折り曲げられた表紙Ｋによってくるみ製本する状態を示す斜視図である。図８（ｃ）は、くるみ製本された冊子Ｓｂの斜視図である。

これらの図において、Ｕは用紙束Ｓａ、冊子Ｓｂを直立させたときの上面側を表す天部側、Ｌは用紙束Ｓａ、冊子Ｓｂの底面側を表す地部側を示す。

〈冊子の排出〉
表紙Ｋの折り曲げ工程の終了後、図１に示すベルト８５の下降駆動によって表紙外装手段８０が下降して待避した後、図示しない駆動手段により排出ベルト１０１の回動が開始され、冊子Ｓｂが下降する事によって、その下端部が排出ベルト１０１に当接して排出ベルト１０１により搬送方向に摺動される。冊子Ｓｂは、回動する排出ベルト１０１の面上に載置されて搬送され、装置外に排出され排紙装置Ｃに収容される。

〈排紙装置Ｃ〉
排出ベルト１０１により排出された冊子Ｓｂは、図１に示す排出開口１０２から排紙装置Ｃの昇降排紙台１０３上に載置され順次積載される。昇降排紙台１０３上に冊子Ｓｂが排出、積載されると、昇降排紙台１０３は回動するワイヤ１０４によって順次下降する。昇降排紙台１０３が下死点に到達すると、冊子Ｓｂは搬送ベルト１０５に受け渡され、搬送ベルト１０５の回動により装置外に排出される。

図９は、切り欠き形成手段９０の断面図である。

切り欠き形成手段９０は、用紙搬送路の一部に固設されたダイ９１、ダイ９１に嵌合して昇降可能なパンチ９２、パンチ９２を昇降させる駆動手段、切り欠かれた用紙屑を収容する屑収容箱９８等を備えている。

ダイ９１に対向するパンチ９２の外周面は、案内部材９３の内面に昇降可能に嵌合している。パンチ９２を昇降させる駆動手段は、モータＭ４、モータＭ４に接続する小ギヤ９４、小ギヤ９４に噛み合う大ギヤ９５、大ギヤ９５の一端に係止され揺動回転可能なクランク９６、クランク９６とパンチ９２の上部とを連結する連結部材９７等を備えている。

モータＭ４の駆動により、小ギヤ９４、大ギヤ９５、クランク９６、連結部材９７を介してパンチ９２が昇降駆動される。

パンチ９２の下降駆動とダイ９１との嵌合によって、用紙Ｓの後端部に切り欠き部Ｖ（図１１参照）が形成される。

切り欠き形成手段９０は、搬送ローラ３２と搬送ローラ３３との中間に配置されている。製本装置Ｂに導入される用紙Ｓの先端部は、搬送ローラ３２、切り欠き形成手段９０の切り欠き形成位置、搬送ローラ３３を通過し、所定位置に停止する。即ち、搬送ローラ３２の上流側に配置された図示しないセンサが、用紙Ｓの後端部通過を検知した後、所定パルスをカウントして図示しないモータの駆動を停止させ、用紙Ｓの進行を停止させる。この用紙停止位置において、用紙Ｓの後端部の端辺に切り欠き部Ｖが形成される。

図１０（ａ）は、ダイ９１とパンチ９２の平面図、図１０（ｂ）は、ダイ９１とパンチ９２の斜視図である。

ダイ９１は複数の切り欠き刃部９１ａを有する。パンチ９２はダイ９１に嵌合する複数の突起状刃部９２ａを有する。

図１１（ａ）は、１枚の用紙Ｓに複数の切り欠き部Ｖを形成し、切り欠き屑Ｓｃを分離した状態を示す斜視図である。なお、複数の切り欠き部Ｖまたは切り込み部の形成は、１枚ずつ搬送される用紙Ｓに対して１枚毎に形成するようにしてもよいし、複数枚の用紙Ｓをスタックして纏めて形成するようにしてもよい。

図１１（ｂ）は、複数の切り欠き部Ｖを形成した用紙Ｓを集積した用紙束Ｓａの斜視図である。この状態で、切り欠き部Ｖを有する用紙束Ｓａの背部に糊が塗布される。塗布される糊は端辺及び切り欠き部Ｖに進入し、用紙束Ｓａの背部に表紙Ｋが強固に貼着される。

切り欠き部Ｖの形状は、図示のＶ字形状のノッチに限定されるものではなく、用紙Ｓの紙種、枚数、糊の性質等により各種の形状が適宜選択される。

図１２は、複数の切り込み部Ｖ’を形成した用紙Ｓを集積した用紙束Ｓａの斜視図である。

また、切り欠き部Ｖの代わりに直線状の切り込み部（スリット）Ｖ’であってもよい。この場合には、前述の昇降するパンチ９２に代えてナイフ状の刃部材と、ダイ９１に代えて板状の受け板部材を配置するもので、機構が簡単で、且つ、切り欠き屑Ｓｃを発生しない特長がある。しかし、用紙束Ｓａの背部での糊のくい込みが少ない。

図１３は、複数の切り欠き部Ｖを形成した用紙Ｓを集積した用紙束Ｓａの他の実施の形態を示す斜視図である。

図９において、切り欠き形成手段９０の用紙搬送方向下流側の搬送ローラ３３に、図示しない公知のシフト手段を設ける。シフト手段は、搬送ローラ３３によって把持された用紙Ｓを用紙搬送方向に直交する用紙幅方向に所定距離だけシフトさせる。

切り欠き形成手段９０により、１枚目の用紙Ｓに複数の切り欠き部Ｖを形成して搬送した後、２枚目の用紙Ｓを搬送して、シフト手段により搬送ローラ３３によって把持された用紙Ｓを用紙搬送方向に直交する方向に所定距離だけシフトさせた後、切り欠き形成手段９０により、２枚目の用紙Ｓに複数の切り欠き部Ｖを形成する。

このようにして後続の複数枚の用紙Ｓに順次切り欠き部Ｖが形成されて用紙束収容手段３０に搬送され、用紙束Ｓａが形成される。用紙束Ｓａの背部には、積層状の用紙間の複数の切り欠き部Ｖが、図示のように斜めに配列される。

そして、用紙束Ｓａの背部には、複数の切り欠き部Ｖがほぼ等間隔に配列されて、糊貼着面が形成される。

なお、本発明の製本装置Ｂを独立した装置に形成し、他の画像形成装置本体により処理された用紙束Ｓａを用紙束収容手段３０に積載したのち、糊塗布処理と表紙外装処理とを行い、くるみ製本を作製することも可能である。

画像形成装置本体、製本装置、排紙装置を備えた画像形成システムの全体構成図。 画像形成システムの外観斜視図。 本発明に係る製本装置の用紙搬送路を示す断面図。 用紙束への糊塗布処理を示す製本装置の断面図。 糊塗布手段と把持手段の斜視図。 表紙断裁手段と表紙外装手段の断面図。 表紙外装手段の上限位置を示す断面図。 冊子の作製過程を示す斜視図。 切り欠き形成手段の断面図。 ダイとパンチの平面図、及び斜視図。 １枚の用紙に複数の切り欠き部を形成し、切り欠き屑を分離した状態を示す斜視図、及び複数の切り欠き部を形成した用紙を集積した用紙束の斜視図。 複数の切り込み部を形成した用紙を集積した用紙束の斜視図。 複数の切り欠き部を形成した用紙を集積した用紙束の他の実施の形態を示す斜視図。

符号の説明

３２，３３ 搬送ローラ
４１ 把持手段
５０ 糊塗布手段
９０ 切り欠き形成手段
９１ ダイ
９１ａ 切り欠き刃部
９２ パンチ
９２ａ 突起状刃部
９３ 案内部材
９４ 小ギヤ
９５ 大ギヤ
９６ クランク
９７ 連結部材
９８ 屑収容箱
Ａ 画像形成装置本体
Ｂ 製本装置
Ｍ４ モータ
Ｓ 用紙
Ｓａ 用紙束
Ｓｃ 切り欠き屑
Ｖ 切り欠き部
Ｖ’ 切り込み部

Claims (4)

1. 用紙束の背部に表紙を貼着してくるみ製本処理する製本装置において、
   前記製本装置の用紙搬送路に、用紙の製本処理時に糊が塗布される端辺側に切り欠き部を形成する切り欠き形成手段を設け、
   用紙の紙種に応じて前記切り欠き部を用紙に形成するか否かを選択可能に制御されることを特徴とする製本装置。
2. 前記切り欠き形成手段は、前記用紙を集積する用紙束収容手段に前記用紙を搬送する用紙搬送路の用紙搬送方向上流側に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の製本装置。
3. 前記切り欠き形成手段は、前記用紙搬送路の一部に固設されたダイと、該ダイに嵌合して昇降可能なパンチと、該パンチを昇降させる駆動手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の製本装置。
4. 画像形成手段、用紙搬送手段を有する画像形成装置本体と、前記画像形成装置本体で画像形成された用紙の一方の端辺側に切り欠き部を形成したのち、前記用紙を集積し用紙束の背部に表紙を貼着してくるみ製本処理する請求項１から３の何れか１項に記載の製本装置と、を備えて成ることを特徴とする画像形成システム。

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