JP4839735B2 - 用紙集積装置、製本装置及び画像形成システム - Google Patents

Description

本発明は用紙を集積して用紙の束を作成する用紙集積装置、かかる用紙集積装置を有する製本装置及びかかる製本装置を有する画像形成システムに関する。

電子写真方式の画像形成装置は高速性能を有することから、比較的少量部数の印刷を行う軽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と結合することにより、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。

特許文献１では、画像形成装置と印刷装置を結合可能とするために、小型化された製本装置が提案されている。

特許文献１の製本装置では、画像形成装置において画像が形成された用紙を傾斜した用紙集積面を有する用紙集積部に集積して、本を構成する用紙の束を形成し、該束を綴じ処理部に移し、その後に、前記束を垂直状態に回転させ、垂直状態に設定された前記束に対して、接着剤の塗布及び表紙の接合を行って本を作成している。

また、傾斜した用紙集積部における用紙の浮き上がりを押さえるために、用紙集積部に対向してブラシローラを設けることが特許文献２において開示されている。
特開２００４−２０９８６９号公報 特開平１０−２９７８１５号公報

傾斜した用紙集積面に用紙を集積し用紙の束を作成する方法は、重力を利用して用紙を用紙集積部に集積するので、集積する段階において搬送方向の用紙の整合が自動的に行われるので、用紙の整合には、搬送幅方向の整合手段を設けるのみで、搬送方向及び搬送幅方向に整合された用紙の束を作成することができるという利点を有する。

しかしながら、特許文献１のように傾斜した集積部に用紙を集積する場合、紙質、環境、用紙に形成される画像の性質等により、用紙がカールして集積部に搬入される場合があり、このような場合に集積部における用紙の整合性がよくなく、作成した本を構成する用紙が不揃いであり本の品質がよくないという問題があり、特許文献１においてはこのような問題を解決していない。

また、特許文献２では集積された用紙のカールを抑制することが提案されているが、ブラシローラを用いた場合、カールを矯正する力が弱く、カールや波打ちの防止には不十分である。

前記に説明したように、種々の条件で用紙のカールが発生するが、特に、カラー印刷のように、画像を形成するインクの量が多い場合には、用紙のカールが発生しやすく、このようなカールを矯正するには、ある程度大きな力で用紙を押さえる必要があるが、従来技術では、カールを矯正する力が小さく、本を構成する用紙の整合が十分にとられ、高品質の本を作成することが困難である。特に、本を作成する場合には、精度の高い用紙の整合が必要になるが、従来の整合技術では、この条件を満足することが困難であった。

本発明は、小型の製本装置に用いられる用紙集積装置におけるこのような問題を解決することを目的とする。

前記目的は下記の発明により達成される。
１．
用紙集積部、
押圧位置と退避位置とに移動可能であり、前記用紙集積部に集積された用紙を押圧する押圧部材及び該押圧部材を前記押圧位置と前記退避位置とに移動させる駆動手段を有する用紙押圧手段並びに、
制御手段を有し、
前記制御手段は、
所定枚数の用紙が集積される毎に前記押圧部材を前記退避位置から前記押圧位置に移動させるように前記用紙押圧手段の動作を制御するとともに、前記用紙集積部に設定された枚数の用紙が集積された段階で用紙の集積を停止し、
前記所定枚数の整数倍と前記設定された枚数との差が前記所定枚数未満である場合に、該所定枚数未満の用紙に対して前記用紙押圧手段による用紙の押圧を行って、前記設定された枚数の用紙の集積を終了することを特徴とする用紙集積装置。
２．
前記用紙集積部に集積された用紙の高さを検知する高さ検知手段を有し、前記制御手段は、前記高さ検知手段により、集積用紙の高さが所定値以上になったことが検知されたときに、前記用紙押圧手段を作動させることを特徴とする前記１に記載の用紙集積装置。
３．
前記用紙集積部の上流に配置され、複数枚の用紙を集積した後に、複数枚の用紙を前記用紙集積部に供給する用紙供給部を有することを特徴とする前記１又は前記２に記載の用紙集積装置。
４．
前記用紙集積部に用紙が供給される毎に、押さえ動作をする用紙押さえ部材を有することを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の用紙集積装置。
５．
前記１〜４のいずれか１項に記載の用紙集積装置、前記用紙集積部に集積された用紙の束を綴じ処理し、表紙を接合する手段を有することを特徴とする製本装置。
６．
用紙に画像を形成する画像形成装置及び前記５に記載の製本装置を有することを特徴とする画像形成システム。

請求項１〜６の発明により、複数枚の用紙を集積したときに出来る用紙束の端面が平面となり、十分に用紙の整合がとれた用紙束が作成される。

請求項１の発明により、複数枚の用紙が集積した段階で用紙の浮き上がりを押さえる用紙押圧が行われるので、用紙の浮き上がり抑制効果が良く、また、用紙の整合性が更に向上し、様々な性質の用紙に対して、また、様々な環境において十分な用紙整合を行うことができる。

請求項２の発明により、厚さの違いやカール、浪打の程度の違いに左右されないで良好な用紙の整合が行われる。

請求項５の発明により、画像形成装置に結合するのに好適な小型で、高品質の本を作成する製本装置が実現される。

請求項６の発明により、印刷から製本までを一貫して行い、高品質の本を作成する画像形成システムが実現される。

図示の実施の形態により本発明を説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。
＜画像形成システム＞
図１は本発明の実施の形態に係る画像形成システムの全体を示す図である。

該画像形成システムは画像形成装置Ａ及び製本装置Ｂを有し、画像形成装置Ａにおいて用紙に画像を形成した後に製本装置において用紙束を作成し、用紙束を綴じ処理することにより、画像形成から製本までを一貫した処理工程により行うシステムである。

画像形成装置Ａは電子写真方式により用紙に画像を形成するものであり、画像形成部Ａ１、原稿搬送装置Ａ２、画像読取部Ａ３及び通信部Ａ４を有する。

画像形成部Ａ１において、ドラム状の感光体１の周囲に帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写装置５Ａ、分離装置５Ｂ及びクリーニング装置６が配置され、これらの電子写真プロセス装置により、帯電、露光、現像及び転写が行われて感光体１上にトナー像が形成され、用紙Ｓ１に画像が形成される。

用紙Ｓ１は３個の給紙トレイ７Ａに収納されており、これらの給紙トレイ７Ａから用紙Ｓ１が１枚ずつ給紙され、転写装置５Ａにより、感光体１上のトナー像が用紙Ｓ１に転写される。

用紙Ｓ１に転写されたトナー像が定着装置８を通過して定着処理される。定着処理された用紙Ｓ１は、排紙ローラ７Ｃから排紙されるか又は再給紙路７Ｅに搬送される。

片面プリントにおけるフェースダウン排紙、片面プリントにおけるフェースアップ排紙又は両面画像形成における表面画像形成において、切り替えゲート７Ｄが用紙Ｓ１を切り替え案内する。即ち、フェースアップ排紙においては、切り替えゲート７Ｄは用紙Ｓ１を直進させ、フェースダウン排紙及び両面画像形成においては、切り替えゲート７Ｄは用紙Ｓ１を下方に案内する。

フェースダウン排紙においては、用紙Ｓ１は下方に案内された後に、スイッチバックして上方に搬送され、排紙ローラ７Ｃから排紙される。

両面画像形成においては、用紙Ｓ１は下方に案内され、スイッチバックによる表裏反転後に再給紙路７Ｅを経て、転写装置５Ａが配置された転写部に再給紙され、裏面画像の転写が行われる。

原稿搬送装置Ａ２は原稿を１枚ずつ読取位置に搬送する。画像読取部Ａ３は原稿搬送装置Ａ２により搬送された原稿又は原稿台９に載置された原稿の画像を読み取って、画像信号を生成する。通信部Ａ４はネットワーク機器と通信を行い、ネットワークから送信された画像形成指令を受けて画像信号を生成する。

製本装置Ｂは画像形成装置Ａから送り込まれた用紙を複数枚束ねて用紙束を作成し、該用紙束に表紙を接合して本を形成する装置である。以下の説明において、画像形成装置Ａにおいて画像が形成され、製本装置Ｂに供給される用紙を用紙Ｓ１と言い、表紙用紙を表紙Ｓ２と言い、用紙に表紙用紙が接合された本を本Ｓ３と言う。

製本装置Ｂは、画像形成装置Ａから排出された用紙Ｓ１を排紙皿２０又は用紙反転部４０に搬送する搬送部１０、排紙皿２０、用紙集積部５０に用紙を供給する供給部としての用紙反転部４０、１枚ずつ又は数枚ずつ送りこまれた用紙Ｓ１を集積する用紙集積部５０、塗布手段６０、表紙Ｓ２を収納する表紙収納部８０、表紙を支持する表紙支持部９０及び本排出部１００を有する。

画像形成装置Ａから排出された用紙Ｓ１は搬送部１０に設けられた切り替えゲート１１により排出路１２を経て排紙皿２０に排出されるか又は用紙反転部４０に搬送される。排紙皿２０には、製本処理モードでない場合に用紙Ｓ１が排出される。

製本モードにおいては、用紙Ｓ１は搬送路１３を経て用紙反転部４０に搬送され、用紙反転部４０においてスイッチバックした後に、用紙集積部５０に搬送される。用紙集積部５０においては、設定された枚数の用紙Ｓ１が集積され、用紙集積部５０は設定枚数が集積した段階で回転して、用紙Ｓ１の束をほぼ垂直状態で保持する。

垂直状態で用紙集積部５０により保持された用紙Ｓ１の束の下面に、塗布手段６０により接着剤が塗布される。

接着剤が塗布された用紙Ｓ１の束に表紙Ｓ２が接触し、接着される。

用紙Ｓ１の束に表紙Ｓ２が接着されて作成された本Ｓ３は本排出部１００に排出される。
＜製本装置＞
以下製本装置各部について図２〜９を参照して詳細に説明する。図２は製本装置Ｂの正面断面図である。

搬送路１３を搬送された用紙Ｓ１は搬入ローラ１４で搬送され、搬送ローラ４０１を経て用紙Ｓ１を支持案内する傾斜した支持面を有する反転案内板４０２を上昇した後に、搬送ローラ４０１が回転して、用紙Ｓ１を下方に搬送する。４０３は反転案内板４０２上の用紙Ｓ１を整合する整合部材であり図示しないモータの駆動で、搬送幅方向に往復移動する。４０４は用紙反転部４０に複数の用紙Ｓ１を集積する場合に使用されるストッパであり、実線の退避位置と点線の用紙受け位置とに設定可能である。実線の退避位置では反転案内板４０２上に用紙Ｓ１が集積されず、点線の用紙受け位置にある時に用紙Ｓ１が反転案内板４０２上に集積される。整合部材４０３は反転案内板４０２に用紙を集積する場合に作動して用紙を搬送幅方向に整合する。反転案内板４０２及びストッパ４０４は用紙集積部５０に用紙Ｓ１を集積する前段階で用紙Ｓ１を集積するバッファ用紙集積部を構成する。下方に搬送された用紙Ｓ１は用紙集積部５０に落下し集積する。用紙集積部５０は傾斜した集積面を有する支持板５０２及び受け板５０６を有し、用紙反転部４０を下降した用紙Ｓ１は支持板５０２及び受け板５０６により傾斜状態で支持される、
画像形成装置Ａから順次排出された用紙Ｓ１は用紙集積部５０に集積され、用紙Ｓ１の束が形成される。束を形成する用紙Ｓ１の枚数は、設定部（図示せず）において設定されている。５０４は集積された用紙Ｓ１の浮き上がりを押さえる押圧部材であり、上下移動して用紙Ｓ１を押さえる。５０５は用紙の側縁を整合する整合部材である。

設定された枚数の用紙Ｓ１が集積された段階で、押圧部材５０３が作動して、支持板５０２と押圧部材５０３とで用紙Ｓ１の束を挟持し保持する。

用紙Ｓ１の束を保持した状態で用紙集積部５０が軸５０１を軸にして回転して、用紙Ｓ１の束を傾斜状態から垂直状態にする（図１２参照）。

図３は用紙Ｓ１の束を用紙集積部５０に垂直状態で保持し、接着剤を塗布する工程を示す。

塗布工程の前に、支持板５０２とで用紙Ｓ１を挟持する挟持手段を構成する押圧部材５０３による用紙の保持を説明する。

モータＭ４の駆動で押圧部材５０３が移動して、用紙Ｓ１の束を押圧し、押圧による駆動トルクの増大を検知して停止することにより、用紙Ｓ１の束が支持板５０２と押圧部材５０３により強固に保持される。このように、支持板５０２及び押圧部材５０３は用紙Ｓ１の束を支持する用紙束支持手段を構成する。押圧部材５０３の停止位置はエンコーダ５０９により検知され、位置検知手段５１１の記憶装置に記憶される。

用紙Ｓ１の束が保持された段階で、受け板５０６がモータ（図１０におけるモータＭ７）により９０°回転して、図３（ｂ）に示すように退避する。

図３（ｂ）の状態では、図３（ｃ）に示すように、用紙Ｓ１の束の下面ＳＡ（図３における下面）が塗布ローラ６２から離れている。

次に図３（ｄ）に示すように、ホットメルト接着剤６３が収容されている塗布手段６０がモータＭ２の駆動で上昇して、塗布ローラ６２の周面上のホットメルト接着層が用紙Ｓ１の束の図における下面ＳＡに接触し、塗布手段６０が図３の紙面に直角な方向に移動して接着剤６３を用紙Ｓ１の束の下面ＳＡに塗布する。なお、接着剤６３は接着剤容器６６に固形の形態で収容されており、ヒータ６４で加熱され、溶融して塗布手段６０に供給される（図４参照）。塗布手段６０は接着剤６３を収容する容器及び塗布ローラ６２を有し、図２、３の紙面に直角な方向（図４における左右方向）に移動する。

図３（ｃ）の塗布前段階から図３（ｄ）の塗布段階を図４により説明する。

製本開始の段階では、塗布手段６０は図４（ａ）のように、ホームポジションである右端位置（第１位置）にある。塗布手段６０のホームポジションは図４（ａ）に示す右端位置であり、製本工程の開始時にホームポジションから左方向に移動するが、このホームポジションから左端位置（第２位置）への移動は、モータＭ３で駆動されるベルト６７（第２移動手段）の駆動で行われ、反転案内板４０２（図２に示す）の直ぐ下流に設けられた用紙センサＳＥ２により、用紙集積部５０に集積される用紙Ｓ１の最後の用紙Ｓ１の先端通過を検知した信号に基づいて行われる。塗布手段６０が左端位置に移動する過程では、塗布ローラ６２は用紙Ｓ１の束の下面ＳＡから離れている。

そして、塗布手段６０が左端位置から右端位置に向けて移動する図４（ｂ）の段階で、塗布ローラ６２がモータＭ２の駆動で上昇して用紙Ｓ１の下面ＳＡに接触して接着剤６３の塗布を行う。図４（ｂ）の塗布工程の開始は、用紙Ｓ１の束が垂直状態の塗布可能な状態に設定されたときに、表紙裁断後の一時停止を見て、塗布を開始するようにタイミング制御される。

このようなタイミング制御により、各部の作動が連続的に実行され、高い効率で製本処理効が行われる。

塗布手段６０がホームポジションに移動した後に、表紙Ｓ２の接合が行われる。

図５は表紙Ｓ２の接合工程を示す。

表紙Ｓ２は図２に示すように、製本装置Ｂの下部に設けられた表紙収納部８０の給紙トレイ８０１に収納されており、送り出しローラ８２により搬送され、表紙Ｓ２の先端が所定位置に達したときに、表紙Ｓ２が用紙サイズの情報及び位置検知手段５１１において記憶されている用紙Ｓ１の束の厚さの情報に基づいた量のスイッチバック搬送が行われた後に、裁断手段としてのカッター８１により表紙Ｓ２が裁断される。これにより用紙サイズ及び用紙束の厚さに応じた長さに表しＳ２が裁断さあれる。裁断された表紙Ｓ２は再度スイッチバック搬送により図の左方向に進行た後に、表紙支持手段９０１上に水平状態で載置される。鎖線で示す表紙支持手段９０１は押圧部材９１、９２、押圧部材９１、９２を駆動するカム９３、９４等の複数の部材で構成される。

なお、カッター８１は表紙Ｓ２のサイズの情報、用紙Ｓ１のサイズ情報及び位置検知手段５１１において記憶されている用紙Ｓ１の束の厚さの情報に基づいた長さに表紙Ｓ２を裁断する。従って、図７に示すように、本Ｓ３における用紙Ｓ１と表紙Ｓ２の見開き側端部Ｓ１Ｅ、Ｓ２Ｅが揃うようになる。また、表紙Ｓ２の切り屑は屑容器８２に収容される。

図５（ａ）は接着剤６３の塗布が完了した状態を示す。図５（ａ）の状態では、表紙支持手段９０１は図２に示すように、用紙Ｓ１の束の下面から離れた下方位置で表紙Ｓ２を支持している。

次に表紙支持手段９０１はベルト９９Ａ、９９Ｂ（第１移動手段、図２に示す）により駆動されて上昇し、図５（ｂ）に示す状態となり、表紙Ｓ２を用紙Ｓ１の束の下面ＳＡ、即ち、接着剤塗布面に接触させる。なお、表紙押圧部材９５、９６、９７は表紙支持手段９０１と一緒に上昇し、下降する。従って、図５（ｂ）に示すように、表紙支持手段９０１が上昇した時に表紙押圧部材９５、９６、９７は表紙Ｓ１を上から押さえており、表紙Ｓ２を平面状態に保持する。

表紙支持手段９０１は図５（ｂ）の位置から更に、数ｍｍ上昇する。この数ｍｍ上昇した位置が図５（ｃ）に示す位置である。上昇した後に折り曲げ手段としての押圧部材９１、９２は表紙Ｓ２を左右から押圧し、背表紙と表表紙の境界及び背表紙と裏表紙との境界に角を付与して、表紙Ｓ２を用紙Ｓ１に密着させ、本が形成される。

図５に示す表紙Ｓ２の接合工程は、塗布手段６０が図４（ａ）のホームポジションに戻った直後に開始される。従って、接着剤６３の塗布完了直後から表紙Ｓ２の接合工程が開始されるので、塗布された接着剤６３が接合前に乾燥することが防止され、乾燥による接着不良が防止される。即ち、塗布手段６０が第１位置から第２位置に移動する過程で、用紙Ｓ１の束の下面ＳＡに接着剤６３を塗布する場合は、スペース的な問題により、塗布後に再度、塗布手段６０を第１位置に戻してから表紙Ｓ２を接合する必要があるために、塗布から接合までに時間を要し、接着剤の乾燥の問題の他に、接合工程に要する時間が長くなってしまう。

表紙支持手段９０１の図５に示す上昇・下降はモータ（図示せず）により駆動されるベルト９９Ａ、９９Ｂにより行われ、また、押圧部材９１、９２の左右方向への移動はモータ（図示せず）により駆動されるカム９３、９４（カム形状を図８に示す）により行われる。但し、押圧部材９１、９２はカムにより移動する構成以外にも、押圧部材にラックを設け、該ラックに噛み合うピニオンの回転で移動させる構成など、他の機構を用いることが可能である。

さらに、ベルト９８Ａ、９８Ｂは図２に示す表紙支持手段９０１がホームポジションにある状態では、表紙支持手段９０１の上面図である図８の実線で示す位置にあって、表紙Ｓ２を支持し、搬送するが、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、表紙支持手段９０１が上昇し、下降する工程では、図８の鎖線で示す退避位置に移動して、表紙Ｓ２及び表紙支持手段９０１が上昇・下降するスペースを形成する。

表紙Ｓ２の接合後の表紙Ｓ２の処理について、図６、９により説明する。

表紙Ｓ２の接合が完了すると、図６に示すように、表紙支持手段９０１がベルト９９Ａ、９９Ｂにより駆動されて落下し、ホームポジションに戻る。

表紙支持手段９０１がホームポジションに戻る図６の戻り工程において、表紙押圧部材９５〜９７は矢印で示すように、これらの支持軸を中心に回転して、ほぼ垂直状態になるが、ホームポジションに戻った段階で、表示押圧部材９５〜９７は再度回転して垂直状態から水平状態になる。

続いて、押圧部材５０３が退避位置に移動するとともに、押圧部材９１、９２が押圧を解除する。これにより、用紙Ｓ１の束及び表紙Ｓ２からなる本Ｓ３が表紙支持手段９０１上に落下する。図９（ａ）は、このようにして本Ｓ３が表紙支持手段９０１により支持され、表紙押圧部材９５〜９７が表紙Ｓ２の下に位置した状態を示す。

図９（ａ）の状態において、ベルト９８Ａ、９８Ｂが矢印のように移動を開始するとともに、用紙押圧部材９５〜９７が回転して表紙Ｓ２を押し上げる。本Ｓ３はベルト９８Ａ、９８Ｂにより左方向に搬送されるが、用紙押圧部材９６、９７により上部が移動を阻止されるので、図９（ｂ）、（ｃ）に示すように右方に倒れ、ベルト９８Ａ、９８Ｂ上に倒伏し、更に搬送されることにより、表紙Ｓ２が表紙押圧部材９６、９７により押さえられて図９（ｃ）に示すように用紙Ｓ１に密着する。

ベルト９８Ａ、９８Ｂにより本Ｓ３が搬送され、図２の本排出部１００に排出される。

排紙台１０１はベルト駆動で上下し、本Ｓ３が載置された排紙台１０１が下降して、本Ｓ３をベルト１０２に受け渡し、本Ｓ３がベルト１０２により搬送されて製本装置Ｂから排出される。

なお、用紙集積部５０は図９（ａ）に示す状態となった段階、即ち、押圧部材５０３が退避位置に移動する動作とともに、用紙集積部５０が回転して図２に示す傾斜状態に設定される。

図３（ａ）に示す段階、即ち、用紙集積部５０が傾斜状態から垂直状態に回転してから、図９（ａ）の段階を経て、垂直状態から傾斜状態に復帰するまでの期間において、前記に説明したように塗布手段６０による接着剤の塗布及び表紙Ｓ２の接合が行われるが、この期間において、製本装置Ｂに連続して用紙Ｓ１を搬入することにより、製本装置Ｂを画像形成装置Ａと組み合わせて使用する場合に、作業効率を上げることができる。

このような作業効率の向上を実現するために、接着剤の塗布及び表紙の接合が行われている期間において、画像形成装置Ａから製本装置Ｂに搬入される用紙Ｓ１が用紙反転部４０に集積される。即ち、ストッパ４０４を点線の位置に設定して、複数枚の用紙Ｓ１を反転案内板４０２に集積し、整合部材４０３により整合した後に、用紙集積部５０を図２の傾斜状態に復帰させ、反転案内板４０２に集積された用紙Ｓ１を用紙集積部５０に搬送することが行われる。
＜用紙反転部４０＞
前記に説明した製本工程における用紙の集積について、図１０、１１を参照して更に詳細に説明する。図１０は、用紙反転部４０及び用紙反転部４０から供給された用紙を集積する用紙集積部５０の断面図、図１１は用紙押圧手段を示す斜視図である。

図１、２に示すように製本装置Ｂに傾斜して設けられた用紙反転部４０の各部品は製本装置Ｂに固定して設けられた反転部枠４００に取り付けられている。

駆動ローラと従動ローラのローラ対からなる搬送ローラ４０１の従動ローラは回転可能なレバー４０１Ａの自由端に取り付けられており、モータ（図示せず）及び圧縮型のバネＳＰ２の作用により回転するカム（図時せず）の駆動で、駆動ローラに接触・離間する。具体的には、用紙Ｓ１が搬入ローラ１４により搬送されて図１０における左上方向に走行する段階においては、ローラ対が離間し、用紙Ｓ１が搬入ローラ１４を離れた直後にローラ対が接触して用紙Ｓ１を挟持し右下方向に搬送し、更に、用紙Ｓ１の先端が搬送ローラ４０１を通過し、搬送ローラ４０５に達する直前で離間するように、タイミング制御されてローラ対が接触・離間する。このようなタイミング制御は、搬入ローラ１４近傍に設けられたセンサＳＥ１による用紙後端検知信号を基準として行われる。

搬送ローラ４０５、４０６も同様に駆動ローラと従動ローラとからなり、従動ローラがソレノイド等の駆動手段の駆動で、駆動ローラに対して圧接・離間する。

搬送ローラ４０５の位置は固定であるが、搬送ローラ４０６は実線で示す位置と一点鎖線で示す位置との間で移動し用紙サイズに応じた位置に設定される。

固定の案内棒４０９により案内されて移動可能な移動部材４０８には、用紙Ｓ１を支持案内する傾斜した支持面を有する案内板４２０、搬送ローラ４０６の支持腕（図示せず）及び用紙集積部５０に集積された用紙Ｓ１を整合する整合部材４３０が固定され、これらは一体な移動ユニットを構成する。

この移動ユニットは用紙サイズ情報により移動し、画像形成装置Ａの操作部（図示せず）における用紙サイズ設定操作或いは外部機器からの画像形成依頼に含まれる用紙サイズ指定情報に従って、用紙サイズに対応した位置に移動する。即ち、大サイズ用紙の場合は、図１０における左上位置に設定され、小サイズ用紙の場合は、右下位置に設定される。

用紙反転部４０の動作は次のとおりである。

画像形成装置Ａから１枚ずつ排出された用紙Ｓ１は搬入ローラ１４により傾斜した支持面を有する反転案内板４０２を図１０における左上方向走行する。用紙Ｓ１のこの走行時には、搬送ローラ４０１のローラ対は開いた状態にあり、用紙Ｓ１は搬送ローラ４０１を構成するローラ対間をすり抜けて走行する。

搬入ローラ１４における用紙Ｓ１の後端通過がセンサＳＥ１で検知され、センサＳＥ１の後端検知信号により、搬送ローラ４０１のローラ対が接触し回転して、用紙Ｓ１を図１０における右下方向に搬送する。従って、用紙Ｓ１は搬入ローラ１４を通過直後に走行方向を反転して、反転案内板４０２上を右下方向に走行する。

なお、搬送ローラ４０５、４０６は用紙Ｓ１の搬送中は接触状態にあり、搬送ローラ４０１からの用紙Ｓ１を搬送して、用紙集積部５０へと搬送する。搬送ローラ４０５、４０６はモータＭ５により駆動され、回転して用紙Ｓ１を用紙集積部５０へと搬送する。

以上の動作が繰り返し行われて用紙集積部５０に用紙Ｓ１が集積される。

前記に説明した動作は、搬入した用紙Ｓ１を用紙反転部４０において集積することなく、用紙集積部５０に搬送し、用紙集積部において、用紙Ｓ１を集積するときの用紙反転部４０の動作であるが、用紙反転部４０では用紙Ｓ１を複数枚集積し、集積した複数枚の用紙Ｓ１を用紙集積部５０に搬送するモードがある。この集積モードは、前記に説明したように、用紙Ｓ１の束に対する接着剤の塗布、表紙Ｓ２の接合及び本Ｓ３の排出からなる製本工程が実行中であり、用紙集積部５０が用紙Ｓ１を受け取ることが出来ない状態にある間に、用紙反転部４０に搬入される用紙Ｓ１に対して行われる。

次に、このような用紙反転部４０における集積を伴った用紙搬送を説明する。

集積モードにおいては、 搬入ローラ１４により用紙Ｓ１が搬送され、搬送ローラ４０１により図１０における右下方向に搬送されるが、一点鎖線の位置に設定されているストッパ４０４により停止する。なお、集積モードにおいては、用紙反転部４０における用紙の集積が終了するまでは、搬送ローラ４０５及び４０６は離間しており用紙搬送を行わない。

用紙案内板４０２上に用紙Ｓ１が搬入される毎に、整合部材４０３Ａ、４０３Ｂが作動して用紙Ｓ１を搬送幅方向に整合する。

用紙集積部５０から下流側における用紙処理が完了して用紙集積部５０が用紙受け入れ可能となった段階で、用紙反転部４０において集積された用紙Ｓ１の束の用紙集積部５０への搬送が行われる。即ち、用紙集積部５０における用紙受け入れ可能信号を受けて、ストッパ４０４が実線の位置に退避するとともに、搬送ローラ４０５、４０６が一点鎖線の位置から実線の位置に移動して、用紙Ｓ１の束を挟持する。挟持の後に、搬送ローラ４０５、４０６は用紙Ｓ１の束を搬送して、用紙集積部５０へと搬送する。

用紙反転部４０が図示のように傾斜しており、重力の作用があるとともに、搬送ローラ４０５、５０６の搬送力により、用紙Ｓ１の束は確実に用紙集積部へと搬送され、このように、重力の作用と搬送ローラ４０５、４０６の搬送作用により用紙反転部４０において、整合処理された状態を保持した状態での搬送が行われる。

本を作成する工程においては、用紙反転４０において用紙Ｓ１を集積することなく、用紙集積部５０に用紙Ｓ１を供給して、設定枚数集積された段階で、用紙集積部５０を図３に示すように垂直にするとともに、用紙集積部５０への用紙供給と停止し、用紙反転部４０に用紙Ｓ１を集積する。

用紙束の綴じ処理及び表紙Ｓ２の接合が終了し、用紙集積部５０が図２、１０に示す傾斜状態に復帰し、用紙Ｓ１の受け入れが可能となった段階で、用紙反転部４０に集積された用紙束を用紙集積部５０経搬送する。更に、用紙反転部４０で用紙集積を行うことなく、用紙Ｓ１を用紙集積部５０に供給し、設定枚数の用紙が用紙集積部５０に集積された段階で、用紙集積部５０が図３の垂直状態に回転する。

このように、用紙反転部４０に用紙Ｓ１を集積することなく、用紙集積部５０に用紙を供給するモードと用紙反転部４０に用紙Ｓ１を集積した後に用紙集積部５０に用紙束を搬送する集積モードとを繰り返すことにより、複数の用紙束が作成され、複数の本が作成される。
＜用紙集積部５０＞
用紙集積部５０の構成部品は製本装置Ｂに固定された集積部枠５００に取り付けられる。

用紙Ｓ１の集積において、傾斜した集積面を形成する支持板５０２、支持板５０２に対向して配置され、支持板５０２とで用紙束を挟持し押圧する押圧部材５０３、供給される用紙Ｓ１を受け止めるストッパ５０６、用紙押さえ部材５０４等は、軸５０１を中心に回転する回転ユニットを形成する。

即ち、ウォームＧ１、歯車Ｇ２及び扇型ギヤＧ３を介してモータＭ６により前記回転ユニットが回転駆動され、図１０に示す傾斜状態と図１２に示す垂直状態とに設定される。

押圧部材５０３はラック板５０７の先端に設けられており、歯車Ｇ４を介して駆動手段としてのモータＭ７により駆動されて支持板５０２の用紙支持面に直角な方向に移動し、用紙Ｓ１の束を押圧する位置と用紙Ｓ１の束から離れた退避位置の設定される。押圧部材５０３及びモータＭ７は用紙Ｓ１の束を押さえてその浮き上がりをなくする用紙押さえ手段を構成する。

支持板５０２上の用紙Ｓ１を押さえる用紙押さえ部材５０４は搬送幅方向に並列して設けられた４個設けられ、軸５０４５に基部が固定された回転アーム５０４６に孔・ピン連結により連結される。

用紙押さえ部材５０４を支持する棒５０４８はガイドブロック５０４７によりガイドされて、回転アーム５０４６の回転により、矢印で示すように、ほぼ直線運動する。

回転アーム５０４６が固定された軸５０４５はリンク５０４３、５０４４を介してモータＭ６により駆動されて一定角度回転する。

このように、用紙押さえ部材５０４はソレノイドＳＬにより駆動されて、図１１の矢印で示すように、即ち、図１０における支持板５０２の支持面にほぼ直角な方向に移動して集積された用紙Ｓ１を押圧し押さえる。

次に、集積部５０における紙紙Ｓ１の集積動作を、図１０に加えて制御系を示すブロック図である図１３、用紙反転部４０及び用紙集積部５０の動作のタイミングチャートである図１４、１５を参照して説明する。

図１０に示す状態で用紙反転部４０から用紙Ｓ１が用紙集積部５０に供給されるが、用紙供給毎に、整合部材５０５は搬送幅方向に往復移動して用紙を整合する。制御手段ＣＲは給紙毎にソレノイドＳＬを駆動して用紙押さえ部材５０４をさせ、用紙Ｓ１を押さえる。制御手段ＣＲは、また、枚数カウンタＣＴの情報により、用紙集積部５０に所定枚数（例えば、５０枚）が搬入された段階で、モータＭ７で押圧部材５０３を駆動して用紙Ｓ１を押圧し、用紙Ｓ１の束の浮き上がりを押さえる。押圧部材５０３が退避位置に復帰した段階で、次の用紙Ｓ１を用紙集積部５０に搬入する。

このような動作を繰り返すことにより、用紙集積部５０に設定枚数の用紙が集積される。

供給される用紙Ｓ１は紙質、環境或いは形成された画像によりカールしているものがある。

特に、カラー画像のように、画像を形成しているトナー量が多い用紙Ｓ１ではカールが起きやすい。このようなカールした用紙Ｓ１でも、押圧部材５０３によりモータ駆動による強い力で用紙Ｓ１を押圧することによって、用紙Ｓ１の浮き上がりを抑制し、端部が良好に揃えられた用紙束が作成される。

なお、押圧部材５０３による用紙の押さえ動作機構は、押さえ力を大きくする一方、押さえ動作が用紙の給紙間隔を超えて行われる場合がある。このような場合には、前記に説明した用紙反転部４０にける用紙集積機能を利用して、用紙反転部４０に複数枚の用紙を集積し、その後に、複数枚の用紙Ｓ１を用紙集積部５０に搬入するように構成することも可能である。

支持板５０２への用紙Ｓ１の搬入、整合部材５０５による整合及び押圧部材５０３による用紙押圧を繰り返すことにより、用紙Ｓ１が集積部５０に集積され、設定枚数の用紙Ｓ１が集積された段階で、押圧部材５０３がモータＭ７の駆動で降下して用紙束をしっかりと保持し、次に、モータ（図示せず）の駆動でストッパ５０６が回転して退避位置に移動する。

その後、モータＭ６の駆動で支持板５０２を含む用紙集積部５０の回転ユニットが回転して、図１２に示すように用紙束を垂直状態に保持する。図１２の状態では、用紙束は支持板５０２と押圧部材５０３とにより挟持され保持される。

制御手段ＣＲは所定枚数毎に用紙の押さえ動作を行って、設定枚数の用紙Ｓ１が用紙集積部５０に集積された段階で、用紙束を図１２に示す垂直状態にするように集積部５０を設定するが、用紙押さえ単位である所定枚数の整数倍と設定枚数のと差が所定枚数未満である場合には、この最後の所定枚数未満の用紙Ｓ１に対しては、該所定枚数未満の段階で、押圧部材５０３を押圧位置に移動させて用紙Ｓ１の束を押圧して用紙束を保持し、図１２の状態に移行する制御を行う。

図１４はこのような用紙反転部４０及び用紙集積部５０における動作のタイミングチャートである。

用紙反転部４０には、用紙ｓ１〜ｓｎが等時間間隔で搬入される。

そして、用紙反転部４０から用紙集積部５０へは設定枚数まで用紙ｓ１・・・が等時間間隔で搬入され、設定枚数が用紙集積部５０に集積された段階でモータＭ５を停止して用紙搬入が停止する。

用紙反転部４０から用紙集積部５０への用紙搬入において、ｒ１、ｒ２、ｒ３のように所定枚数毎にモータＭ７が作動して、押圧部材５０３を作動させて用紙を押圧し、用紙の浮き上がりを押さえる。なお、押圧動作ｒ２から設定枚数までに押圧部材５０３の作動サイクルである所定枚数に達しない場合には、該所定枚数に達しなくても、ｒ３で示すように、押圧部材５０３の押圧動作を行って用紙Ｓ１の束を保持する。

用紙が設定枚数集積された段階でｕ１で示すように モータＭ６を起動して用紙集積部５０を回転させて、用紙集積部５０を図１０から図１２の状態に移行させる。

設定枚数の用紙の集積時における用紙集積部５０への搬入停止（モータ５の停止）及び用紙集積部５０の回転ユニットの回転（モータＭ６の起動）は、搬送ローラ４０６の直ぐ下流に設けられたセンサＳＥ２による用紙後端検知信号に基づいて行われる。

その後、モータＭ６を起動して、ｕ２で示すように用紙集積部５０を回転させ、用紙集積部５０の図１０の状態に復帰させるとともに、モータＭ５を起動して、複数枚の用紙ｑ１を用紙反転部４０から用紙集積部５０に搬入する。

複数枚の用紙Ｓ１の供給により前回の押圧ｒ１以後における集積部６０の集積枚数が所定枚数以上となった場合に、複数枚の用紙搬入直後にｒ２で示すように、押圧部材５０３を作動させて、用紙お押さえる。これらの動作を繰り返すことにより、用紙束が次々と作成される。

図１５は、押圧部材５０４による用紙押さえ動作に要する時間が、給紙間隔よりも長い場合に、押圧部材５０３の作動中に用紙反転部４０に用紙を集積する例におけるタイミングチャートである。

この例では、押圧部材の作動ｒ１、ｒ２、ｒ３の作動直後に、用紙反転部４０において集積された複数枚の用紙ｔ１、ｔ２、ｔ３が用紙集積部５０に搬入される。

図１６は制御系の他の例のブロック図、図１７は用紙束の高さを検知するセンサの配置を示す図である。

図１７においてＳＥ３は支持板５０２の両端に設けられた発光部と受光部を有する光センサ素子からなり、支持板５０２上に集積された用紙Ｓ１の束の高さが所定値以上になったときに検知信号を出力するセンサである。

制御手段ＣＲは用紙集積部５０に集積された用紙束の高さが所定値以上なったときのセンサＳＥ３を信号に基づいてモータＭ７を駆動し、押圧部材５０３を作動させて用紙の浮き上がりを押さえる。

図１６、１７に示す例は、厚紙やカールの程度が大きい用紙の場合に、少ない枚数でも集積した用紙の高さが大きくなる場合でも、良好に用紙の整合を行われるという利点を有する。

本発明の実施の形態に係る画像形成システムの全体を示す図である。 本発明の実施の形態に係る製本装置の正面断面図である。 接着剤の塗布工程を示す図である。 塗布手段の移動を示す図である。 用紙に表紙を接合する工程を示す図である。 用紙に表紙を接合する工程を示す図である。 本の側面図である。 表紙支持手段の上面図である。 接合後の表紙の処理を説明する図である。 用紙反転部及び用紙集積部の断面図である。 押さえ手段を示す斜視図である。 用紙束を垂直に保持した用紙反転部及び用紙集積部の断面図である。 用紙集積部の制御を行う制御系の一例のブロック図である。 用紙反転部及び用紙集積部の作動のタイミングチャートの一例を示す図である。 用紙反転部及び用紙集積部の作動のタイミングチャートの他の例を示す図である。 用紙集積部の制御を行う制御系の他のブロック図である。 用紙の集積高さを検知するセンサの配置を示す図である。

符号の説明

Ａ 画像形成装置
Ｂ 製本装置
４０ 用紙反転部
５０ 用紙集積部
６０ 塗布手段
４０１ 反転案内板
４０６ 搬送ローラ
５０３ 押圧部材
５０７ 整合部材
Ｍ５、Ｍ６、Ｍ７ モータ

Claims (6)

1. 用紙集積部、
   押圧位置と退避位置とに移動可能であり、前記用紙集積部に集積された用紙を押圧する押圧部材及び該押圧部材を前記押圧位置と前記退避位置とに移動させる駆動手段を有する用紙押圧手段並びに、
   制御手段を有し、
   前記制御手段は、
   所定枚数の用紙が集積される毎に前記押圧部材を前記退避位置から前記押圧位置に移動させるように前記用紙押圧手段の動作を制御するとともに、前記用紙集積部に設定された枚数の用紙が集積された段階で用紙の集積を停止し、
   前記所定枚数の整数倍と前記設定された枚数との差が前記所定枚数未満である場合に、該所定枚数未満の用紙に対して前記用紙押圧手段による用紙の押圧を行って、前記設定された枚数の用紙の集積を終了することを特徴とする用紙集積装置。
2. 前記用紙集積部に集積された用紙の高さを検知する高さ検知手段を有し、前記制御手段は、前記高さ検知手段により、集積用紙の高さが所定値以上になったことが検知されたときに、前記用紙押圧手段を作動させることを特徴とする請求項１に記載の用紙集積装置。
3. 前記用紙集積部の上流に配置され、複数枚の用紙を集積した後に、複数枚の用紙を前記用紙集積部に供給する用紙供給部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の用紙集積装置。
4. 前記用紙集積部に用紙が供給される毎に、押さえ動作をする用紙押さえ部材を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の用紙集積装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の用紙集積装置、前記用紙集積部に集積された用紙の束を綴じ処理し、表紙を接合する手段を有することを特徴とする製本装置。
6. 用紙に画像を形成する画像形成装置及び請求項５に記載の製本装置を有することを特徴とする画像形成システム。

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