以下、図面を参照しながら、本発明に係る用紙処理装置及び用紙処理方法の一実施例について説明をする。
図1(A)及び(B)は、本発明に係る実施例としてのバインド装置100の構成例を示す概念図である。バインド装置100は、複数の各々の用紙の所定位置に穿孔された孔に綴じ部品(消耗品)を綴じて冊子を作成する用紙処理装置の一例を構成し、コピー機や印刷装置から出力される記録紙(以下単に用紙という)にパンチ処理をし、その後、所定の綴じ部品で綴じ処理をして排出する装置である。バインド装置100は、コピー機や印刷装置(画像形成装置)等と並べて使用されることが好ましく、複写機や印刷機等と同程度の高さを有している。
図1(A)に示すバインド装置100は、装置本体部(筐体)101を有している。装置本体部101の前面側には、右ドア70及び左ドア71が備えられている。右ドア70及び左ドア71は、図示しない蝶番で装置本体部101に開閉自在に取付けられている。バインド装置100は、左ドア71の下方にスタッカ63を備えている。スタッカ63には、スタッカトレイ73が備えられている。スタッカトレイ73は、用紙束に綴じ部品が綴じられて排出された冊子を受け取り、冊子の厚さや冊数に応じて高さを調節して当該冊子を蓄積する。また、スタッカ63には、蓄積された冊子の数を確認するためのスタッカ窓72が、装置本体部101の前面側に備えられている。
図1(B)に示すバインド装置100は、図1(A)に示したバインド装置100の右ドア70及び左ドア71がオープンされた状態である。装置本体部101内には用紙搬送部10が備えられる。用紙搬送部10は、第1の搬送路11及び第2の搬送路12を有している。搬送路11は、コピー機などから出力される用紙3を搬送路12へ向けて搬送する。
搬送路12は、当該搬送路11から搬送経路が切り換え可能なスイッチバック機能を有している。ここにスイッチバック機能とは、搬送路11の所定の位置で用紙の搬送を減速及び停止し、その後、搬送路11から搬送路12に用紙の搬送経路を切り換え、かつ、当該用紙を逆方向に送出する機能をいう。
搬送路12の下流側には、パンチ処理部20が配置されている。パンチ処理部20では、搬送路11からスイッチバックし、搬送路12によって搬送される用紙の一端に二以上の綴じ用の孔を穿孔するようになされる。パンチ処理本体の下方には、パンチカス収納部26が設けられ、パンチ処理部20で切り落とされたパンチカスを収納するようになされる。
パンチ処理部20の下流側には、バインダ紙揃えユニット30が配置され、パンチ処理部20から排紙される複数枚の用紙の孔の位置を揃えて一時保留(蓄積)するようになされる。
バインダ紙揃えユニット30は、用紙進入時、当該用紙を所定の位置に案内すると共に用紙の後端部を整える。また、バインダ紙揃えユニット30は、用紙の先端と横端を基準位置に揃えるための多櫂状の回転部材により適正な位置に用紙の先端と横端を案内する。
バインダ紙揃えユニット30の下流側には、バインド処理部40が配置される。バインド処理部40は、当該ユニット30によって揃えられた複数枚の用紙束を綴じ部品で綴じて冊子を作成する。バインド処理部40は、綴じ機構41及びバインダ(綴じ部品)カセット42を有している。バインダカセット42には、処理前は展開されており、処理後に環状となる所定の大きさの複数個の綴じ部品43(図9参照)がセットされる。綴じ部品43は、例えば、射出金型成形され、用紙束の厚みに応じて複数種類の径が準備される。綴じ機構41は、綴じ手段の一例を構成し、展開状の綴じ部品43が収納されたバインダカセット42から所定の大きさの綴じ部品を受け取って、用紙の所定位置に穿孔された孔に綴じ部品43を綴じる。
この例で、綴じ機構41は、バインダ紙揃えユニット30の用紙搬送方向と、バインダカセット42の綴じ部品提供方向との間を往復回転するように移動する。先ず、綴じ機構41は、搬送路11の搬送方向と直交する位置でバインダカセット42から1個の綴じ部品43を引き抜いて保持し、この状態で、バインダ紙揃えユニット30の用紙搬送方向を見通せる位置に回転する。次に、この位置で綴じ機構41は、バインダ紙揃えユニット30から、パンチ孔が位置決めされた用紙束を受け入れ、そのパンチ孔に綴じ部品43を挿入して嵌合する。嵌合後、綴じ機構41は、綴じ部品43を解放する。用紙束に綴じ部品43が綴じられて冊子が作成されると、バインダ紙揃えユニット30は、作成された冊子を排出ユニット60へ受け渡す。
バインド処理部40の下流側には、排出ユニット60が配置される。この排出ユニット60は、バインド処理部40により作成された冊子を受け取って排出処理する。排出ユニット60は、例えば、第1のベルトユニット61、第2のベルトユニット62及びスタッカ63を有して構成される。
ベルトユニット61は、バインダ紙揃えユニット30から落下してくる冊子を受け止めて冊子の送出方向を切り換えるようになされる。例えば、ベルトユニット61は、冊子受け止め後、バインダ紙揃えユニット30の用紙搬送方向を見通せる位置からスタッカ63を見通せる位置へ振り向くようになされる。
スタッカ63を見通せる位置には、ベルトユニット62が配置されている。ベルトユニット62は、ベルトユニット61によって送出方向が切り換えられた冊子を受け取ってリレー搬送し、当該冊子をスタッカ63へ受け渡す。スタッカ63は、ベルトユニット61及び62によって搬送されてくる冊子を蓄積する。このようにして、図2(D)に示す冊子90が作成される。
続いて、本発明に係る用紙処理方法について説明する。図2(A)〜(D)は、バインド装置100の機能例を示す工程図である。図2(A)に示す用紙3は、当該バインド装置100の上流側(コピー機など)から給紙され、パンチ孔が開孔されていないものである。用紙3は、図1に示した搬送路11の所定の位置に向けて搬送され、搬送路11の所定の位置で減速及び停止される。その後、スイッチバック機能により搬送路11から搬送路12に用紙3の搬送経路が切り換えられ、かつ、当該用紙3は逆方向に送出されてパンチ処理部20に搬送される。
パンチ処理部20では、図2(B)に示すように用紙3の一端に所定の数の綴じ用の孔が穿孔される。綴じ用の孔が穿孔された用紙3’は、バインド紙揃えユニット30へ搬送される。バインド紙揃えユニット30では、予め設定された用紙枚数に到達すると、例えば、図2(C)に示す用紙3”のようにその綴じ用の孔の位置が揃えられ、バインド処理部40と協調して綴じ部品43がその孔へ挿入されて嵌合される。これにより、綴じ部品43が嵌合された図2(D)に示す冊子90を得ることができる。冊子90は、排出ユニット60により排出されてスタッカ63に蓄積される。
図3は、バインダ紙揃えユニット30、綴じ機構41及びバインダカセット42の配置例(その1)を示す概略図である。バインド装置100は、図3に示すバインダ紙揃えユニット30及びバインダカセット42の下流側に綴じ機構41を配置し、かつ、当該綴じ機構41を基準に上流側に放射状にバインダ紙揃えユニット30及びバインダカセット42を配置した略V字状を成す配置構造を有している。
綴じ機構41は、綴じ機構回転軸41dを有している。綴じ機構回転軸41dは、バインダ紙揃えユニット30から下流側へ用紙束3”を排出する方向Iと、バインダカセット42から下流側へ綴じ部品43を排出する方向IIとが交差する領域付近に配置される。
バインダ紙揃えユニット30及びバインダカセット42は、綴じ機構回転軸41dを基準にして上流側で円弧状(放射状)に左側と右側とに配置される。綴じ機構41は、バインダ紙揃えユニット30とバインダカセット42との間を往復移動するように動作する。また、綴じ機構41は、本体上部に開口部41cを有している。綴じ部品取り出し位置(方向II)は、綴じ機構41の開口部41cがバインダカセット42側を向く姿勢をとる位置である。
図3に示す矢印Y1は、綴じ機構41の回転方向である。この例で、綴じ機構回転軸41dを基準にして、上述の綴じ部品取り出し位置(方向II)をホームポジションとすると、このホームポジションから反時計方向に用紙綴じ位置(方向I)まで回転する。また反対に、用紙綴じ位置から時計方向にホームポジションまで回転する。
例えば、バインド処理部40では、綴じ機構41がバインダカセット42の下流側に移動して所定の大きさの綴じ部品43(図9参照)を受け取り、バインダカセット42から受け取った綴じ部品43を保持し、綴じ機構回転軸41dを基準にして、反時計方向へ回転して、バインダ紙揃えユニット30の下流側に移動し、当該綴じ部品43で図2(C)に示した用紙束3”を綴じる。このように、バインダカセット42から受け取った綴じ部品43をバインダ紙揃えユニット30の下流側に移動して綴じ処理することにより図2(D)に示した冊子90を作成することができる。
なお、この例で綴じ機構41は、バインダ紙揃えユニット30が用紙3’を揃えているときに、バインダカセット42から綴じ部品43を受け取るようになされる。このようにすると、用紙揃え処理と綴じ部品43の受け取り処理とを並行処理できるので、綴じ処理の高速化を図ることができ、当該バインド装置100のスループットを向上できるようになる。
図4は、バインダ紙揃えユニット30、綴じ機構41及びバインダカセット42の配置例(その2)を示す概略図である。図4に示す綴じ機構41は、バインダ紙揃えユニット30により揃えられた用紙に綴じ部品43を綴じる処理の為、図3に示した綴じ部品取り出し位置(方向II)に有った綴じ機構41が、綴じ機構回転軸41dを基準にして、矢印Y1に示す反時計方向に回転し、用紙綴じ位置(方向I)に移動した状態である。ここに用紙綴じ位置は、綴じ機構41の開口部41cがバインダ紙揃えユニット30の用紙搬送方向を向く姿勢をとる位置である。図4に示すバインド処理部40によれば、綴じ機構41は、用紙綴じ位置(方向I)で、バインダ紙揃えユニット30から提供された用紙3”に綴じ部品43を綴じて冊子90を作成し、その後、綴じ部品取り出し位置(方向II)へ戻る。
図5(A)は、綴じ機構41の構成例を示す斜視図である。図5(B)は、綴じ部品掴み部41bの上端部の構成例を示す斜視図である。図5(A)に示す綴じ機構41は本体部41aと、この本体部41aの内部に綴じ部品掴み部41bを備えて構成される。綴じ部品掴み部41bは、保持部の一例を構成し、本体部41aの上部の開口部41cを通過して、先端部が本体部41aの内部及び外部に位置するように上下に移動可能な構成となっており、綴じ部品43を保持する。
また、図5(B)に示す波線円内図において、綴じ部品掴み部41bの上端部の拡大構成例によれば、綴じ部品掴み部41bの上端部には、複数の綴じ部品掴み爪41h、掴み爪ホルダ41v及びホルダ固定枠41wが備えられる。この例で、掴み爪ホルダ41vは、ホルダ固定枠41wに固定された状態となっている。綴じ部品掴み爪41hは、上端部が掴み爪ホルダ41vの上部に突出した状態となるように、掴み爪ホルダ41vの内部に位置している。このように、綴じ部品43を綴じる綴じ部品掴み部41bが構成されている。
図6(A)は、綴じ機構41の内部の構成例(その1)を示す断面図である。図6(A)に示す綴じ機構41は、図5に示した綴じ機構41のX−X矢視切断面における関連部材の構成例を示したものである。
この例で、綴じ機構41は綴じ部品43を綴じるための綴じ爪開閉機能を有している。この機能を動作するために、綴じ機構41は、嵌合部41xを備えている。嵌合部41xは、綴じ爪41z、綴じ爪リンクA41l、綴じ爪リンクB41m、綴じ爪リンクC41n、バネ41o、綴じ爪用カム41p及び綴じ機構駆動用モータ45a(図10参照)から構成される。嵌合部41xは、綴じ部品掴み部41bにより保持された綴じ部品43の両先端を用紙の孔に挿入して嵌合する。
綴じ爪41zは、開口部41cの長手方向に沿って、開口部41cの両側部に備えられる。また、綴じ爪41zは、閉じ部41qを有しており、閉じ部41qは、綴じ部品43を綴じる際に、綴じ部品43に接触する。各綴じ爪41zは、L字型の形状を有する綴じ爪リンクA41lの上端部にそれぞれ回転自在に連結されている。各綴じ爪リンクA41lは、各綴じ爪リンクA41lの略中央部に位置する綴じ爪リンクA回転軸A41rにおいて、回転自在に本体部41aに取り付けられている。
また、2つの綴じ爪リンクA41lは、綴じ爪41zが連結された端部の逆側の端部に位置するリンク結合部A46jにおいて、回転自在に連結される。更に2つの綴じ爪リンクA41lには、上下方向に所定の長さを有する綴じ爪リンクB41mの上端部が、リンク結合部A46jにおいて、回転自在に連結される。
綴じ爪リンクB41mは、リンク部材の一例を構成し、下端部に長孔状の綴じ爪リンクB結合孔41sを有している。綴じ爪リンクB結合孔41sは、綴じストロークを切り替えるための切替孔の一例を構成する。この綴じ爪リンクB結合孔41sには、綴じ部リンクC41nの突起状のリンク結合部B46kが嵌合され、綴じ爪リンクB41mと綴じ爪リンクC41nは、回転自在に連結されている。また、綴じ爪リンクB41mは、中央部にてバネ41oを介して本体部41aに取り付けられている。このバネ41oにより綴じ爪リンクB41mには、上向きの力が加えられた状態になっている。
綴じ爪リンクC41nは、綴じ爪リンクC回転軸41tにおいて、回転自在に本体部41aに取り付けられている。また、綴じ爪用カム41pが矢印Fに示すように回転することにより、綴じ爪リンクC41nが綴じ爪リンクC回転軸41tを軸に回転する構成となっている。
以上のような構成を備えることにより、綴じ爪41zの開閉動作が行われる。この例では、綴じ爪用カム41pが矢印Fで示す図6の時計回り方向に回転して、綴じ爪リンクCが反時計回りに回転し、綴じ爪リンクB41mに下向きの力が加えられる。この結果、図6の右側に示す綴じ爪リンクA41lには反時計回りの力が、左側に示す綴じ爪リンクA41lには時計回りの力がそれぞれ加えられ、それぞれの綴じ爪41zが矢印Eに示す方向に移動して綴じ爪41zが閉じられる。図6(A)に示す綴じ爪41zは、略閉じられた状態である。
また、綴じ機構41は、綴じ部品43の径のサイズに合わせて、綴じ爪41zを綴じる範囲を調整する機能を有している。この調整機能を動作するために、綴じ機構41は、ストローク切替部41yを備える。このストローク切替部41yは、綴じ部品調節用カム41u、綴じ部品調節部46l、及び綴じ部品調節用モータ45b(図10参照)から構成され、嵌合部41xにおける綴じストロークを切り替える。ここで、綴じストロークとは、図6(A)に示す綴じ開始位置Pから綴じ完了位置Qに至る行程をいう。この例で、綴じ開始位置Pは、綴じ爪用カム41pの回転によって綴じ爪リンクB41mが下方向へ移動を開始する位置であり、綴じ完了位置Qは、当該カム41pの回転後、綴じ爪リンクB41mが最下部に移動したときの位置である。
綴じ部品調節用カム41uは、切替カムの一例を構成し、綴じ部品調節部46lに連接される。この綴じ部品調節部46lは、左右に移動可能に取り付けられ、綴じ爪リンクB41mに結合される。また、綴じ部品調節部46lは、当該カム41uにより左右に移動され、綴じ爪リンクB41mの綴じ爪リンクB結合孔41sを切り替える。例えば、この綴じ部品調節部46lに結合されている綴じ爪リンクB41mは、リンク結合部A46jを軸にして左右へ回動される。綴じ爪リンクB41mの回動により、綴じ爪リンクB41mの綴じ爪リンクB結合孔41sの位置が変更される。当該結合孔41sの位置変更により、突起状のリンク結合部B46kの結合位置が切り替えられ、上述した綴じ爪41zを綴じる綴じストロークが調整される。
ここで、綴じ爪リンクB結合孔41sには、綴じ部品43の径のサイズに合わせて、綴じ爪41zを綴じる綴じストロークを調整する調整孔の他に、綴じ機構41がロックした状態に陥ることを回避するための図6(B)に示す回避孔R4が備えられている。例えば、誤って、綴じ部品43の先端を用紙3”のパンチ孔以外の箇所に嵌合し、綴じ爪41zを綴じる動作が中断した場合、この回避孔R4に突起状のリンク結合部B46kを位置させる。
図6(B)は、綴じ爪リンクB41mの構成例を示す説明図である。図6(B)に示す綴じ爪リンクB41mの綴じ爪リンクB結合孔41sは、調整孔R1〜R3及び回避孔R4を有している。調整孔R1〜R3の各々とリンク結合部A46jとの距離は、調整孔R1が最短で、調整孔R3が最も長く、調整孔R2が調整孔R1とR3との中間の長さとなっている。
これにより、左右の綴じ爪41zがE方向へ接近する間隔を調整できるようになる。従って、調整孔R1は、左右の綴じ爪41zがE方向にて最も接近するので、小径用綴じ部品を使用する場合に使用され、調整孔R2は、中径用綴じ部品を使用する場合に使用され、調整孔R3は、大径用綴じ部品を使用する場合に使用される。
また、回避孔R4は、リンク結合部A46jとの距離H2が、調整孔R1〜R3のいずれよりも極端に長く設定されている(図中の距離H1は調整孔R3の距離を表す)。これは、綴じ開始位置から綴じ完了位置に至る行程を略ゼロにするためである。すなわち、図6(A)に示した綴じ爪用カム41pが回転しても、綴じ爪リンクC41nのリンク結合部B46kが回避孔R4に設定されているため、綴じ爪用カム41pが空転し、綴じ爪リンクB41mに下向きの力が加えられない。従って、左右の綴じ爪リンクA41lに力が伝わらず、左右の綴じ爪41zが矢印Eに示す方向に閉じられない。これにより、無負荷モードが設定された場合に、綴じ爪41zを綴じる処理を停止できるので、途中まで綴じ爪41zにより綴じられた綴じ部品43を解放できるようになると共に、綴じ機構41をホームポジションへ待機させるための処理へ移行できるようになる。ここに、無負荷モードとは、綴じ爪41zがE方向に移動していない状態の綴じストロークを略ゼロに設定して綴じ処理を待機する動作をいう。
図7は、綴じ機構41の内部の構成例(その2)を示す断面図である。図7に示す綴じ機構41は、図6(A)に示した綴じ機構41と同じ構成であり、図6(A)の状態から無負荷モードの状態へ遷移したものである。
この例で、回動された綴じ部品調節用カム41uによって、綴じ部品調節部46lは、図6(A)に示した位置から図7に示す右方向の位置へ移動すると共に、当該調節部46lに連結されている綴じ爪リンクB41mも右方向へ移動する。このとき、当該リンクB41mの綴じ爪リンクB結合孔41sも同様に移動し、その結果、綴じストロークを略ゼロに設定する当該結合孔41sの回避孔R4(図6B参照)に突起状のリンク結合部B46kが設定される。
このようにして、リンク結合部B46kが回避孔R4に設定される。設定後、回避孔R4とリンク結合部A46jとの距離が図6(B)に示した距離H2となり、上述したように、綴じ爪用カム41pが空転して左右の綴じ爪41zが矢印Eに示す方向に閉じられない。これにより、綴じ爪41zを綴じる処理を停止できるので、後段の処理へ移行できるようになる。
図8(A)及び(B)は、綴じ機構41の内部の構成例(その3)を示す断面図であり、綴じ部品掴み部41bにおける関連部材の構成例及びその動作例(上下移動時)を示す。
図8(A)に示す綴じ機構41は、綴じ部品掴み部41bを上下に移動するため、例えば、掴み部リンク41f、掴み部用カム41g、掴み部リンク回転軸41j及び綴じ機構駆動用モータ45a(図10参照)を備えて構成される。この例で、綴じ部品掴み部41bは、最下部に位置する状態を示している。
綴じ部品掴み部41bは、所定の高さを有し、横方向及び縦方向の幅は開口部41cより若干小さい形状を有している。また、綴じ部品掴み部41bの上端部には、綴じ部品を掴むための複数の綴じ部品掴み爪41hを備えている。
更に、綴じ部品掴み部41bは、側面に突起状の掴み部リンク結合部41eを有している。綴じ部品掴み部41bと掴み部リンク41fは、掴み部リンク結合部41eが掴み部リンク41fの長孔状の掴み部結合孔41iに嵌合されて結合された状態となっている。掴み部リンク41fは掴み部用カム41gに連結され、掴み部用カム41gが回転することで、掴み部リンク回転軸41jを軸に回転可能な構成となっている。
図8(B)に示す綴じ機構41は、綴じ部品掴み部41bが図8(A)に示した最下部に位置する状態から、その最上部に位置する状態に移動した場合を示している。この場合、掴み部用カム41gが回転することで、掴み部リンク41fが回転する。これにより、掴み部結合孔41iの位置及び姿勢が変化し、その結果、掴み部リンク結合部41eを介して綴じ部品掴み部41bが、矢印Dに示すように上方向へ移動可能なようになされる。
このように、綴じ部品掴み部41bは、図8(A)で示した最下部から図8(B)で示した最上部まで移動可能な構成となっている。また、図8(A)に示した綴じ部品掴み部41bが最下部に位置する状態では、綴じ部品掴み爪41hは、本体部41aの内部に位置する。更に、図8(B)に示したように、綴じ部品掴み部41bが最上部に位置する状態では、綴じ部品掴み爪41hは本体部41aの外部に位置するようになっている。
続いて、綴じ部品43の構成例について説明する。図9(A)〜(D)は、綴じ部品43の構成例を示す説明図である。図9(A)に示す綴じ部品43は、綴じ部品43の一部を示す平面図である。綴じ部品43は、背骨部43a、第1の分割リング部43d、第2の分割リング部43c、第3の分割リング部43e、ピン43f、第1の結合部43g及び第2の結合部43hを有する。綴じ部品43は、定形紙の寸法に合わせた長さの背骨部43aに、一定間隔でリング部43bが配列された樹脂射出成形品である。
図9(B)は、図9(A)の矢印Bから見た状態を示した図である。図9(A)及び(B)に示すように、リング部43bは、背骨部43aに結合される分割リング部43cとその左右に折り曲げ自在に連結されている分割リング部43d及び分割リング部43eとに三分割された構成となっている。
分割リング部43dの先端には、結合部43gが備えられ、分割リング部43eの先端には、結合部43hが備えられている。結合部43gと結合部43hとが結合されてリング部43bは環状となる。
図9(C)は、図9(A)のC−C矢視断面図である。図9(C)に示す綴じ部品43の背骨部43a断面の形状は凸型であり、この凸型形状は、逆L字型形状の綴じ部品掴み爪41hで綴じ部品43を掴み易くするための形状である。
図9(D)は、複数の綴じ部品43を積層させた状態を図9(A)の矢印Bから見た状態である。また、図9(A)から(C)に示したように、リング部43bの分割リング部43cは突起状のピン43fを有している。ピン43fが備えられている分割リング部43cの逆側には、ピン43fに対応した図示しない挿入孔が備えられている。これにより、分割リング部43d、分割リング部43c及び分割リング部43eの各両端部が一直線上に揃った状態で、ピン43fを挿入孔に挿入させて複数の綴じ部品43を積層することができる。
なお、綴じ部品43は、図2で示した用紙束3”の厚みに応じてリング部43bの大きさ等が異なるものが複数種類用いられる。また、綴じ部品43は、リング部43bが、分割リング部43d、分割リング部43c及び分割リング部43eの3つの箇所に分割された構成としたが、リング部43bがn(nは自然数)箇所に分割された構成としても良い。
図10は、バインド処理部40の制御系の構成例を示すブロック図である。図10に示す制御系は、制御部50、モータ駆動部44a及び信号処理部44bを有して構成される。
制御部50は、システムバス55を有しており、このシステムバス55には、I/Oポート54、EEPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)53、RAM(Random Access Memory)52及びCPU(Central Processing Unit)51が接続される。EEPROM53には、綴じ機構41が綴じ部品43を取得して用紙に綴じ部品43を綴じる動作を制御するためのプログラム(綴じ部品取得制御プログラム)や、綴じ機構41が綴じ部品43を処理する綴じ開始時刻から綴じ完了時刻に至る経過時間(目標時間)が保存されている。RAM52は、綴じ部品取得制御プログラムに基づいて綴じ部品43を取得制御する際に、ワークメモリとして使用される。
I/Oポート54にはモータ駆動部44a及び信号処理部44bが接続される。信号処理部44bには綴じ部品サイズセンサ45f及び外部端子が接続される。例えば、綴じ部品サイズセンサ45fには、反射型の光学センサが使用される。綴じ部品サイズセンサ45fは、バインダカセット42に積層されて格納されている最下位層の綴じ部品43のサイズを検知し、信号処理部44bに綴じ部品サイズ信号S45fを出力する。信号処理部44bは、出力された綴じ部品サイズ信号S45fを入力し、綴じ部品サイズ信号S45fを二値(デジタル)化して、例えば、3ビットの検出データをCPU51に出力する。綴じ部品43のサイズの検知方法は、例えば、綴じ部品43のサイズの違いによりバインダカセット42に綴じ部品43が接触する箇所に違いが生じることを検出するものである。
また、外部端子には、図示しないコピー機などが接続される。例えば、バインド装置100に組み合わされたコピー機により印刷された1冊子分の用紙枚数の情報が、規定枚数信号S45gとして外部端子から信号処理部44bに出力され、信号処理部44bは、出力された規定枚数信号S45gを二値化して、検出データDpをCPU51に出力する。
CPU51は、制御手段の一例を構成し、検出データDpを入力し、この検出データDpに基づき、図2に示した紙揃えユニット30に1冊子分の用紙3’が後少しで蓄積されると判断すると、モータ駆動部44aにモータ制御データDmを出力して綴じ機構41が綴じ処理を行うように制御する。
モータ駆動部44aは、I/Oポート54を介してCPU51に接続され、更に、綴じ機構41に配設された綴じ機構駆動用モータ45a及び綴じ部品調節用モータ45bに接続される。
モータ駆動部44aは、CPU51により出力されたモータ制御データDmを入力し、モータ制御データDmをデコードした綴じ機構駆動用信号S45aを綴じ機構駆動用モータ45aに出力し、当該モータ45aを駆動させて、図8に示した綴じ部品掴み部41bをバインダカセット42に積層されている最下位層の綴じ部品43を取得できる位置まで上方向へ移動させる。
綴じ部品掴み部41bが綴じ部品43を取得できる位置まで上方向へ移動した後、綴じ部品掴み爪41hを開閉して綴じ部品43を取得する。綴じ部品43を取得後、綴じ部品掴み部41bを下方向へ移動させる。
下方向へ移動後、CPU51は、図3に示したバインダカセット42に設置された図示しないセンサから綴じ部品43のサイズ情報を入力する。CPU51は、入力したサイズ情報に基づいてモータ駆動部44aにモータ制御データDmを出力する。モータ駆動部44aは、出力されたモータ制御データDmを入力し、モータ制御データDmをデコードした綴じ部品調節用信号S45bを綴じ部品調節用モータ45bに出力する。綴じ部品調節用モータ45bは、駆動部の一例を構成し、綴じ部品調節用信号S45bを入力し、図6に示した綴じ部品調節用カム41uを駆動して綴じ部品43の径のサイズに応じた綴じ爪41zの綴じストロークを調節する。
綴じストローク調節後、当該モータ45aは、綴じ機構41を図3に示した方向IIから図4に示した方向Iの位置へ回転させる。回転後、当該モータ45aを駆動することにより、図2に示した用紙3”をバインダ紙揃えユニット30から綴じ機構41へ提供すると共に、図6(A)に示した綴じ爪用カム41pを回転して綴じ爪41zを綴じて綴じ部品43を用紙3”のパンチ孔に綴じる。その後、綴じ機構41は、綴じ部品43を解放すると共に、図3に示したホームポジションに移動する。このようにして、バインド装置100は、バインダ紙揃えユニット30から提供された用紙3”に綴じ部品43を綴じて冊子90を作成する。
また、CPU51は、綴じ機構41における綴じ部品43の処理時間を測定し、測定された処理時間と設定された目標時間とを比較し、処理時間が目標時間を超過した場合に、綴じ機構41に無負荷モードを設定する。綴じ部品43の処理時間とは、実際に、綴じ機構41が綴じ部品43を処理する綴じ開始時刻から綴じ完了時刻に至る経過時間をいう。綴じ開始時刻は、例えばCPU51が図3に示した紙揃えユニット30に1冊子分の用紙3’が後少しで蓄積されると判断して綴じ部品43を取得して一旦待機し、待機後に綴じ処理を開始する時刻である。綴じ完了時刻は、綴じ部品43を用紙3”に綴じてホームポジションに戻った時刻である。
無負荷モード設定時、CPU51は、モータ駆動部44aに無負荷モード設定用のモータ制御データDmを出力する。モータ駆動部44aは、出力されたモータ制御データDmを入力し、綴じ部品調節用信号S45bを綴じ部品調節用モータ45bに出力する。この綴じ部品調節用モータ45bは、当該信号S45bを入力して図6(A)に示した綴じ部品調節用カム41uを回動する。回動された綴じ部品調節用カム41uにより、綴じ部品調節部46lが図6に向かって右方向へ移動されると共に、当該調節部46lに連結されている綴じ爪リンクB41mが右方向へ移動される。このとき、当該リンクB41mの綴じ爪リンクB結合孔41sも同時に右方向へ移動され、綴じストロークを略ゼロに設定する当該結合孔41sの図6(B)に示した回避孔R4に突起状のリンク結合部B46kが設定される。この結果、図6(A)に示した綴じ爪41zを綴じるための綴じ爪用カム41pが空転するようになる。
これにより、無負荷モードが設定されている間、綴じ処理を停止できるので、綴じ機構41をホームポジションへ待機させるための処理へ移行できるようになる。従って、バインド装置100が、ロックした状態に陥ることを回避できるようになる。これにより、ユーザーは、無負荷モードが設定されている期間を利用して、綴じ不良の綴じ部品43や冊子を当該装置100から簡単に除去できるようになる。
なお、綴じ機構41は、ホームポジションへ復帰後に、回避孔R4に設定されたリンク結合部B46kを元々設定されていた調整孔に戻す。例えば、CPU51は、モータ駆動部44aに無負荷モード解除用のモータ制御データDmを出力する。モータ駆動部44aは、出力されたモータ制御データDmを入力し、綴じ部品調節用信号S45bを綴じ部品調節用モータ45bに出力する。この綴じ部品調節用モータ45bは、当該信号S45bを入力して図7に示した綴じ部品調節用カム41uを回動する。回動された綴じ部品調節用カム41uにより、綴じ部品調節部46lが図7に向かって左方向へ移動されると共に、当該調節部46lに連結されている綴じ爪リンクB41mが左方向へ移動される。このとき、当該リンクB41mの綴じ爪リンクB結合孔41sも同時に左方向へ移動され、当該結合孔41sの図6(B)に示した当該調整孔R1〜R3のいずれかに突起状のリンク結合部B46kが設定される。これにより、無負荷モードを解除できるようになる。
続いて、綴じ機構41による綴じ部品43の取り出し例について説明する。図11(A)〜(D)は、綴じ機構41による綴じ部品43の取り出し例を示す工程図である。この例では、図8に示した綴じ機構41の切断面における関連部材の動作例について説明する。綴じ機構41がバインダカセット42下の綴じ部品取り出し位置にある状態で、バインダカセット42内から1個の綴じ部品43を分離し、それを取り出して当該綴じ部品43を半綴じ状態にするまでを前提とする。この工程では、バインダ紙揃えユニット30への回転は行われない。
図11(A)に示す綴じ部品掴み部41bは、最下部に位置する状態にある。バインダカセット42内には、綴じ部品43がセットされている。この状態から、図8(A)で説明したように、図10に示したモータ45aが掴み部用カム41gを回転し、この掴み部用カム41gの回転により、掴み部リンク41fが回転する。これにより、掴み部結合孔41iの位置及び姿勢が変化し、その結果、掴み部リンク結合部41eを介して綴じ部品掴み部41bが上方向へ移動する。
上方向へ移動後、図11(B)に示す綴じ部品掴み部41bは綴じ部品43に到達すると、綴じ部品掴み爪41hを閉じて綴じ部品43の背骨部43aを掴む。このとき、綴じ部品掴み爪41hは綴じ部品43を1個だけ掴んだ状態となる。この状態で、モータ45aが掴み部用カム41gを回転し、この掴み部用カム41gが回転することで、綴じ部品43を掴んだ綴じ部品掴み部41bを下方向へ移動するようになされる。
バインダカセット42内から綴じ部品43を取り出した後、綴じ部品掴み部41bを下方に移動させると、図11(C)に示すように綴じ部品43が綴じ爪41zに接触した状態となる。このとき、綴じ爪41zは、開いた状態となっている。その後、綴じ爪41zを開いた状態のまま綴じ部品掴み部41bを更に下方に引き込むように移動させる。このとき、図11(D)に示すように、綴じ部品43の分割リング部43d及び43e(図9参照)が綴じ爪41zに押されることで、綴じ部品43は、所定量折り曲げられて半綴じ状態となる(この作業を綴じ部品43の第1フォーミングと称する)。
続いて、第1フォーミング後、バインダ紙揃えユニット30から提供された用紙3”に綴じ部品43を綴じ機構41により綴じる場合であって、誤って、綴じ部品43の先端を用紙3”のパンチ孔3a以外の箇所に挿入して嵌合した例について説明する。パンチ孔3a以外の箇所に挿入する可能性として、用紙3”のパンチ孔3aが整っていない場合や綴じ部品43の第1フォーミング時に不良が生じた場合などが考えられる。
図12(A)〜(D)は、無負荷モード設定時の動作例を示す工程図である。この例では、図6(A)に示した綴じ機構41の切断面における関連部材の動作例について説明する。
例えば、綴じ機構41が綴じ部品43を冊子3”のパンチ孔3aに綴じて冊子90を作成する場合であって、部品掴み爪41hが、図9に示した綴じ部品43の背骨部43aを正しく保持しておらず、第1フォーミングに不良が発生していることを前提とする。また、通常、綴じ部品43を処理する処理時間を約1.5秒間としたとき、目標時間を4秒間として綴じ機構41に設定し、この目標時間はEEPROM53に保存されている。この例では、処理時間(1.5秒間)は、綴じ機構41が、図11(D)に示した状態(第1フォーミング)から綴じ部品43を用紙束3”に綴じて図3に示したホームポジション(方向II)に戻るまでの時間とする。
これらを綴じ機構41の綴じ不良を制御する条件として、まず、図11(D)に示した綴じ機構41を回転して図12(A)に示す綴じ機構41の用紙綴じ位置(方向I)に移動させる。このとき、CPU51は、第1フォーミングから綴じ部品43を用紙束3”に綴じてホームポジションに戻るまでの処理時間の測定を開始する。
図示しないバインダ紙揃えユニット30は、用紙束3”を降下し、図12(B)に示すように用紙束3”をバインド処理部40が提供する半綴じ状態の綴じ部品43の中央に向けて移動させる。その後、半綴じ状態の綴じ部品43の先端部の嵌合位置に用紙束3”のパンチ孔(孔部3a)が到達すると、綴じ機構41では、図12(C)に示すように、綴じ爪41zを閉じて用紙束3”の各孔部3aに図9(B)に示した綴じ部品43の結合部43g及び43hを綴じるようになされる。
このとき、上述したように第1フォーミングに不良が発生していたため、用紙束3”の各孔部3aに綴じ部品43の結合部43g及び43hが一部嵌合せず、綴じ爪用カム41pが所定の位置から先に回動できない状態となり、綴じ爪41zを完全に綴じることができない。この場合、図10に示した綴じ機構駆動用モータ45aは、この綴じ爪用カム41pを回動して綴じ爪41zを綴じようとする動作を続ける。
このとき、CPU51は、測定開始からの処理時間と目標時間(=4秒間)とを比較し、処理時間が4秒間を超過した場合に、モータ制御データDmをモータ駆動部44aへ出力する。モータ駆動部44aは、綴じ機構駆動用信号S45aを綴じ機構駆動用モータ45aに出力する。当該モータ45aは、綴じ爪用カム41pを逆回動させて綴じ爪41zが動き出す前の状態まで戻し、負荷を逃がすと同時にジャムした綴じ部品43を取り出し易い状態にする。
続いて、CPU51は、無負荷モード設定用のモータ制御データDmをモータ駆動部44aへ出力する。モータ駆動部44aは、モータ制御データDmを入力し、綴じ部品調節用信号S45bを綴じ部品調節用モータ45bに出力する。
綴じ部品調節用モータ45bは、綴じ部品調節用信号S45bを入力し、図12(D)に示すように、綴じ部品調節用カム41uを回動する。回動された綴じ部品調節用カム41uによって、綴じ部品調節部46lは、図12(D)に向かって右方向へ移動すると共に、当該調節部46lに連結されている綴じ爪リンクB41mも右方向へ移動する。このとき、当該リンクB41mの綴じ爪リンクB結合孔41sも同様に移動し、その結果、綴じストロークを略ゼロに設定する当該結合孔41sの回避孔R4(図6B参照)に突起状のリンク結合部B46kが設定される。
回避孔R4にリンク結合部B46kを設定後、モータ駆動部44aは、綴じ機構駆動用信号S45aを綴じ機構駆動用モータ45aに出力する。当該モータ45aは、綴じ爪用カム41pを正回動する。このとき、綴じストロークを略ゼロに設定する回避孔R4にリンク結合部B46kが設定されているので、綴じ爪用カム41pが空転する。これにより、綴じ爪41zを綴じる処理を停止できると共に、図12(D)に示す綴じ部品掴み爪41hを開いて綴じ部品43の背骨部43aを解放できるようになる。解放後、綴じ機構41は、図3に示した綴じ機構回転軸41dを基準にして回転し、ホームポジション(方向II)に復帰する。ホームポジションに復帰後、綴じ機構41は、リンク結合部B46kを回避孔R4から元々設定されていた調整孔に設定する。
バインダ紙揃えユニット30は、図12(D)に示す途中まで綴じ部品43が綴じられた冊子90’を上流側に引き上げてベルトユニット61に冊子90’を落下する。ベルトユニット61は、落下された冊子90’を受け止めて処理を終了する。このとき、当該装置100に並べて使用される図示しないコピー機のモニタに「排出経路上にある綴じ不良の冊子を除去してください。」等と表示する。この表示を確認したユーザーは、ベルトユニット61に落下された冊子90’を取り除く。これにより、綴じ不良の綴じ部品43や冊子90’を当該装置100から簡単に除去できるようになる。
このように、実施例としてのバインド装置100及び用紙処理方法によれば、複数の各々の用紙の所定位置に穿孔された孔に綴じ部品43を綴じて冊子を作成する場合であって、測定された綴じ部品43の処理時間と、設定された目標時間とを比較した結果に基づいて綴じ機構41を制御するCPU51を備え、このCPU51は、処理時間が目標時間を超過した場合に、綴じ機構41に無負荷モードを設定するものである。
従って、無負荷モードが設定されている間、綴じ機構41の綴じ爪41zを綴じる処理を停止できるので、綴じ処理不良が発生した場合であっても、綴じ機構41をホームポジションへ待機させるための処理へ移行できるようになる。これにより、当該装置100が、ロックした状態に陥ることを回避できるようになるので、ユーザーは、綴じ不良の綴じ部品42や冊子90’を当該装置100から簡単に除去できるようになる。
なお、綴じ部品43を強制的に解除するレバーを備えてもよい。ユーザーがこのレバーを解除操作するにより、綴じ部品掴み爪41h及び綴じ爪41zを強制的に開くようにする。また、綴じ部品掴み爪41h及び綴じ爪41zを別駆動源により動作するように構成し、無負荷モード時に、制御部50により綴じ部品掴み爪41h及び綴じ爪41zを開くように制御してもよい。このようにすると、綴じ部品43を綴じ機構41から解放できるようになる。