JP2007076119A - 製本装置及びこれを用いた画像形成システム - Google Patents

製本装置及びこれを用いた画像形成システム Download PDF

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Abstract

【課題】装置起動時に接着剤を溶融している間に上流側のシート束集積或いは画像形成動作を実行させることによってシステムとしての装置の稼働効率を向上させることが可能な製本装置を提供する。
【解決手段】温度制御手段を設け、装置電源供給時に上記容器中の接着剤が所定の溶融温度に達するように加熱手段を制御すると共に、シート搬送手段によって上記温度制御手段が接着剤を溶融する間に、搬送経路からシートを順次積載トレイ手段に搬送して集積するように制御する。これによって、従来は容器内に収納された接着剤を所定温度に溶融するウォーミング時間の後、画像形成、シートの束状集積を実行していたのに対し、時間を要する接着剤の溶融の間にこれらの前工程の動作を実行するようにしたので装置或いはシステムの処理効率を向上させることが出来る。
【選択図】図1

Description

本発明は、束状に整合した一連のシート束の一端縁に接着剤を塗布して表紙シートと伴に綴合わせる製本装置及びこれを用いて画像形成装置で印刷したシートを順次束状に集積してその一端縁に接着剤を塗布し、表紙シートと伴に綴合わせて冊子状に製本処理する画像形成システムに係わり、詳細には装置起動時或いは中断後の装置再起動時に装置を有効的に起動する装置改善に関する。
一般にこの種の装置はプリンタ、印刷機などの画像形成装置の端末装置として、画像形成されたシートをページに積重ね、束状に整合した後その端面に接着剤を塗布して表紙シートと綴合わせる整本システムとして広く使用されている。特に最近電子出版などのオンデマンド印刷として、所定の情報の印刷と同時に、これを自動的に綴合わせて表装仕上げする装置が種々提案されている。このようなシステムとして例えば特許文献1には画像形成装置から出力されたシートを自動的に冊子仕上げするシステムが提案されている。同文献には、画像形成装置から出力されたシートを、その排紙口から受取って排紙経路に導き、この排紙経路の下流側に設けたトレイに積載収納し、このトレイ上に集積された水平姿勢のシート束を90度旋回させて鉛直姿勢で糊付け位置に導いて糊付け処理を施す。そして糊付けされたシート束を排紙経路に設けたインサータから供給した表紙シートと一緒に折り畳んで接着する装置が開示されている。
従来このような特許文献1に開示されているシステムにおいて、シート束をグリッパ手段などで鉛直姿勢に保持したシート束に糊付けする場合には、シート束の下端縁に接着剤を収容した容器を設け、この容器内に配置した塗布ローラに接着剤を含侵させこのローラをシート端縁に沿って走行させることによって糊付けしている。そして接着剤としては熱溶融性(ホットメルト)の接着剤が用いられている。これは接着剤を容器に充填する迄は固形形態でその取扱いが容易であり、容器内に装填した後は液状に溶融してシート束に塗布し、塗布後は固化して接着することが使用上好ましい為である。そこで従来この種の熱溶融性接着剤を使用する装置にあっては、装置起動時に接着剤を収納した容器を内蔵したヒータなどの加熱手段で加熱して容器内が所定の溶融温度に達した後、装置を稼働可能な状態にしている。
特開2004−209869号公報
上述のように熱溶融性の接着剤を用いた製本装置では、装置の起動時、或いは用紙詰まりなどの装置トラブル時に装置を再起動する際には容器内で固化した接着剤を加熱溶融して所定の温度に達した後、シートを積載トレイに受け入れるなどのウォーミング動作を行っている。そしてこのウォーミング動作は装置が置かれた環境温度、或いは容器内の接着剤の量、固化程度によって異ならないように容器内の温度が確実に所定の溶融温度に達するまで十分なウォーミング時間に設定している。
従って、装置使用時にはこのウォーミング時間が経過した後で、動作モードの設定、印刷処理、シートの束状集積などの各動作を実行するようにしている。例えば、画像形成装置の排紙口に製本装置を連結したシステムにあっては、通常装置起動時に画像形成部のイニシャライズ動作、シート搬送経路のシート残留検出などと同時に接着剤容器内の残存接着剤の溶融を行い、全てが稼働状態に準備された後、印刷から束集積、塗布位置へのシート束の搬送保持動作をこの順に実行している。このため容器内の接着剤の溶融に時間を要すると、接着剤塗布位置より上流側のシート集積部及び画像形成部も待機状態に置かれ、通常この残留接着剤の溶融に時間を要し、システム装置としての生産性が問題となっている。
そこで本発明は、装置起動時に接着剤を溶融している間に上流側のシート束集積或いは画像形成動作を実行させることによってシステムとしての装置の稼働効率を向上させることが可能な製本装置の提供をその主な課題としている。
本発明は上記課題を解決するために以下の構成を採用したものである。
まず請求項1の発明は、印刷シートを順次搬出するシート搬送経路と、上記シート搬送経路に配置されシートを順次搬出するシート搬送手段と、上記シート搬送手段からのシートを束状に積載する積載トレイ手段と、上記積載トレイ手段からのシート束を所定の接着剤塗布位置に搬送保持するシート保持手段と、上記シート保持手段で保持されたシート束に接着剤を塗布する接着剤塗布手段とを備える。そして上記接着剤塗布手段は、熱溶融性接着剤を溶融する加熱手段を有する容器と、この容器内に配置され上記シート束の端縁に接着剤を塗布する塗布部材と、上記加熱手段で該容器中の接着剤を所定温度に維持する温度制御手段とから構成する。
そこで上記温度制御手段は、装置電源供給時に上記容器中の接着剤が所定の溶融温度に達するように上記加熱手段を制御すると共に、上記シート搬送手段は、上記温度制御手段が接着剤を溶融する間に、上記搬送経路からシートを順次上記積載トレイ手段に搬送して集積するように制御する。これによって、従来は容器内に収納された接着剤を所定温度に溶融するウォーミング時間の後、画像形成、シートの束状集積を実行していたのに対し、時間を要する接着剤の溶融の間にこれらの前工程の動作を実行するようにしたので装置或いはシステムの処理効率を向上させることが出来る。
また、請求項2の発明は、前記シート保持手段を前記温度制御手段が装置電源供給時に、前記加熱手段を制御して容器中の接着剤を溶融する間に、前記積載トレイ手段から積載されたシート束を搬送して前記所定の接着剤塗布位置に搬送保持するように制御する。これによって更に処理効率を向上させることが出来る。
更に、請求項3の発明は、前記シート搬送手段の制御手段を、前記温度制御手段が装置電源供給時に、前記加熱手段を制御して容器中の接着剤を溶融する間に、前記シート保持手段がシート束を前記所定の接着剤塗布位置に搬送保持した後、更に後続するシートを前記シート搬送経路から前記積載トレイ手段に搬出するように制御する。これによって比較的時間を要するシートの束状集積を最初の一連のシート集積に次いで後続する一連のシートを集積することが可能となり、一層処理効率を向上させることが出来る。
また、請求項4の発明は、前記接着剤塗布位置の下流側に表紙シートの供給経路を設け、この供給経路には所定の供給位置から表紙シートを搬送する表紙シート搬送手段を配置し、この表紙シート搬送手段は、前記温度制御手段が装置電源供給時に、前記加熱手段を制御して容器中の接着剤を溶融する間に、表紙シートを所定位置に給送セットするように制御する。これによって、シート束に接着剤を塗布する前に表紙シートを所定位置に給送セットすることとなり、表紙シートに搬送トラブルが発生してもシート束には接着剤が塗布されていないのでトラブル解消の間に接着剤が固化する問題が生じない。
また、請求項5の発明は、シートに画像を形成する画像形成装置と、この画像形成装置からの印刷シートを順次搬出するシート搬送経路と、上記シート搬送経路に配置されシートを順次搬出するシート搬送手段と、上記シート搬送手段からのシートを束状に積載する積載トレイ手段と、上記積載トレイ手段からのシート束を所定の接着剤塗布位置に搬送保持するシート保持手段と、上記シート保持手段で保持されたシート束に接着剤を塗布する接着剤塗布手段とを備える。そして上記接着剤塗布手段は、熱溶融性接着剤を溶融する加熱手段を有する容器と、この容器内に配置され上記シート束の端縁に接着剤を塗布する塗布部材と、上記加熱手段で該容器中の接着剤を所定温度に維持する温度制御手段とから構成する。
そこで上記温度制御手段は装置電源供給時に、上記容器中の接着剤が所定の溶融温度に達するように上記加熱手段を制御すると共に、上記シート搬送手段は、上記温度制御手段が接着剤を溶融する間に、上記画像形成装置からの印刷シートを上記搬送経路から上記積載トレイ手段に順次搬送して集積する制御手段を備える。これによって時間を要する接着剤の溶融の間に、画像形成からシートの束状集積までの各動作を実行することとなり、処理効率を向上させることが出来る。
本発明は、熱溶融性接着剤を溶融する加熱手段を有する容器と、この加熱手段の温度制御手段は装置電源供給時に、容器中の接着剤が所定の溶融温度に達するように加熱手段を制御するのと同時に搬送経路に配置されたシート搬送手段の制御手段は上記加熱手段によって接着剤を溶融する間に、搬送経路からシートを順次下流側の積載トレイ手段に搬送して集積するようにしたものであるから、接着剤の溶融に要する時間内でシートの搬出及びシート束集積など接着剤塗布部の上流側での各動作を並行して実行することが出来るので装置全体の処理効率を高めることができ、特に画像形成装置と製本装置とを連結したシステム装置にあっては画像形成からシート束集積までを先行して実行し、容器内の接着剤が溶融した後速やかに塗布処理を実行することが出来る。このため装置の生産性を向上させることが出来る。
以下図示の製本装置及びこれを含む画像形成システムに基づいて本発明を詳述する。図1は、画像形成システムの全体構成の説明図であり、図2はその要部の説明図である。図1に示す画像形成システムは、シートに順次印刷を施す画像形成装置Aと、この画像形成装置Aからの一連のシートを束状に集積して表紙シートと綴じ合わせて表装する製本装置Bと、この製本装置に表紙シートを供給するインサータ装置Jとから構成されている。
「画像形成装置」
コンピュータ、ワードプロセッサなどのシステムに組み込まれ、一連の文書をシート上に印刷して排紙口109から搬出する。レーザプリンタ、インクジェットプリンタその他の印刷手段が採用可能であり、図示の実施例に格段の特徴とする構成はなく、既に公知の種々の印刷その他、画像形成装置の構成が採用可能である。この画像形成装置の一例を図1に基づいて説明すると、画像形成装置Aは、静電ドラムなどの印刷ドラム101と、この印刷ドラム101にシートを供給する給紙カセット102と、印刷ドラム101に画像を形成するレーザなどの印刷ヘッド103と、現像器104と定着器105とから構成されている。そして給紙カセット102から給紙経路106にシートを供給する。この給紙経路106には印刷ドラム101が配置され、この印刷ドラム101には印刷ヘッド103で潜画像が形成され現像器104でトナーインクが付着してある。そして印刷ドラム101上に形成されたトナー像をシート上に転写し定着器105で定着した後、排紙口109から排出する。
図示108は反転経路で片面に画像印刷されたシートを表裏反転して再び印刷ドラム101に導きシートの裏面側に印刷するデュープレックスパスである。図示110は画像読取り装置であり、オリジナル原稿が書類(ドキュメント)データであるとき、原稿をセットするガラスプラテンと、このプラテンに沿って往復動するスキャニングキャリッジと、光電変換素子とで通常のスキャナー装置として構成されている。図示120は原稿供給送置であり、上記ガラスプラテンに原稿を自動的に供給するため、原稿をスタッカ上にセットし、順次1枚ずつ読取部に供給して原画像を光電変換して前述の印刷ヘッド103のデータ貯蔵部に供給する。一方、このデータ貯蔵部には、コンピュータ、ワードプロセッサなどのオリジナルが電子データである外部機器に接続され、これらのプロセッサから原稿データの供給を受ける。尚、図示の画像形成装置Aはレーザプリンタを示したが、本発明はこれに限らず、インクジェットプリンタ、シルク印刷、オフセット印刷など種々の印刷方式が採用可能である。
「製本装置」
次に製本装置Bについて説明すると、図示の装置は前記画像形成装置の排紙口109から順次搬出されるシートをページ順に上下に積重ねて束状に部揃いする「集積トレイユニットC」と、この部揃え集積されたシート束を次工程の接着剤塗布位置に搬送セットする「束搬送ユニットD」と、シート束の一端に接着剤を塗布する「接着剤塗布ユニットE」と、上記接着剤塗布位置の下流側に配置された綴合わせ位置に表紙シートを給送セットする「表紙シート搬送ユニットF」と、この表紙シートと接着剤を塗布したシート束とを接合する「綴合わせユニットG」と、この綴合わせたシート束の周縁を所定量裁断して揃える「裁断ユニットH」と、冊子状に製本仕上げしたシート束を収納する「収納スタックユニットI」とから構成されている。各構成について以下説明する。
「集積トレイユニット」
図1に示すように前述の画像形成装置Aの排紙口109にはシート搬入経路P1が連結され、このシート搬入経路P1は装置中央を横断するパスで構成され水平方向に配置されている。このシート搬入経路P1の入り口端には後述するインサータ装置Jの給紙経路P2が連接してあり経路切換片300を介して排紙経路P3が連結してある。この排紙経路P3は装置中央を横断する経路P1に対し装置上方にシートを分岐して案内するように配置され、その排紙口301には排紙ローラ302(シート搬送手段)、シートセンサSeが配置されている。この排紙口301の下流側には段差を形成して積載トレイ303が略々水平方向に図示のように傾斜して配置されている。
この積載トレイ303にはシートの搬送方向後端を規制する後端規制部材304と、整合ローラ305と、シートガイド306が配置されている。整合ローラ305は正逆転可能な駆動モータに連結され、シートが排紙口から搬出されるときには排紙方向(図1時計方向)に回転し、シート後端がトレイ上に進入後は、逆方向(図1反時計方向)に回転してシート後端を後端規制部材304に突き当て整合する。またシートガイド306は図1のように排紙口からのシートをトレイ上に案内し、シートが搬入された後はトレイ303に沿ってシートを規制部材に案内するように揺動自在に構成され図示しない作動ソレノイドなどの駆動手段が連結してある。
また積載トレイ303にはシートの幅方向左右をサイド基準或いはセンター基準で幅寄せする整合手段が備えられる。この整合手段は図示しないが、例えば左右一対の整合板をトレイ上に幅方向に移動自在に配置し、少なくともいずれか一方の整合板を駆動モータなどで往復移動させシートを所定の基準位置に整合する。特に図示の積載トレイ303は図1上下方向に移動自在に装置フレームに支持され、積載したシート束を図示矢印a方向に移動し、次いで矢印b方向に移送して後続するグリップ搬送手段420(後述のシート保持手段)にシートを転送する。従ってシートを積載する積載位置とこれより所定量下側の降下位置との間で昇降自在に装置フレームに例えばガイドレール部材に嵌合して案内する。そして駆動モータに連結したピニオンと、これに係合したラック307をトレイ側に固定する。これによってトレイ303は駆動モータで積載位置と降下位置との間で昇降自在に支持されることとなる。
「束搬送ユニット」
上記トレイ手段303を積載位置から所定量降下した降下位置に移動した後、このシート束を搬出する束搬送ユニットDについて説明する。この束搬送ユニットDはグリップ搬送手段420で構成され、積載トレイ303から略々水平姿勢で受取ったシート束を90度旋廻させて鉛直姿勢に偏向し、次いで次工程の接着剤塗布位置(図2X−X)にシート束を移送する。この為、グリップ搬送手段420は図3に示すように装置フレームに軸424で回転自在に支持されたユニットフレーム429にクランパ421とクランパ422を組込んで構成されている。そしてユニットフレーム429には扇形ギア425が一体に取付けられ、この扇形ギア425を装置フレームに取付けた旋回モータM5で回転することによって軸424を中心に所定回転するようになっている。そこでこのユニットフレーム429には一対のクランパが積載トレイ303から送り出されたシート束を把持するように可動クランパ421と固定クランパ422とから構成されている。
このユニットフレーム429には左右側枠423a、423bがフレーム429に対して昇降自在にガイドレール(図示せず)で取付けてあり、この左右側枠423に固定クランパ422が固定してあり、可動クランパ421は軸受430に嵌合したロッド431に固定してある。そしてこのロッド431にはラック432が設けてあり駆動モータM6に連結したピニオン433が噛合してある。従って駆動モータM6を駆動すると可動クランパ421は図3左右方向に移動するようになっている。またこれらのクランパを取付けた側枠423はユニットフレーム429に取付けた昇降モータM7でピニオン435を介して側枠423に取付けたラック436を図3上下方向に移動する。この昇降モータM7は例えばステッピングモータで構成され、電源パルスの供給制御で左右側枠423a、423bとこれに担持された固定クランパ422と可動クランパ421の図2上下(矢印d)方向の位置を制御するようになっている。
従って可動クランパ421は駆動モータM6で固定クランパ422との間にシート束を挟圧及び解除することとなり、この両クランパは昇降モータM7で図2矢印d方向に往復移動可能となる。このような構成でこの両クランパで構成されるグリップ搬送手段420はシート束に接着剤を塗布する塗布位置(図2X−X)にシートをグリップして搬送保持するシート保持手段を構成している。また上記可動クランパ421にはシート束と圧接した状態を検知するグリップセンサSgが設けてあり、可動クランパ421のロッド431にはシート束厚さ検知センサSa(図示せず)が設けてある。このシート束厚さ検知センサSaは例えばスライダックセンサで固定グリッパ422と可動クランパ421との間隔を検出する。
従ってグリップセンサSgがシートと接してONしたときの信号でシート束厚さ検知センサSaの状態(例えば抵抗値)からシート束の厚さを検出することが可能となる。この厚さ検出手段は前記積載トレイ303で集積されたシート束の厚さを検出して、後述する(1)接着剤塗布ロールとシート束とのギャップをシート束の厚さに応じて設定する。また(2)表紙シートのセット位置をその送り量をシート束の厚さに応じて調整してシート束が表紙シートのセンターと一致するようにする。また(3)シートの裁断刃の起動位置をシート束の厚さに応じて調節する。など後続する処理動作に使用する。従ってこの厚さ検出手段は例えば排紙口のシートセンサSeでシート枚数をカウントし、平均的なシートの紙厚を乗算することで構成するなど種々の厚さ検知方法が採用可能である。
以上から明らかなように、駆動モータM6で可動クランパ421を、シート束を把持する方向に移動すると固定クランパ422に接近してシート束と係合する。この係合でグリップセンサSgがONし、その信号から所定量駆動モータM6を駆動する。すると可動クランパ421はシート束を挟んだ状態で図示しない蓄勢スプリングに蓄力しながら固定クランパ422に更に接近して停止する。このときのシート束厚さ検知センサSa(図示せず)の出力値からシート束の厚さが検出され、シート束は確実に保持される。この状態で昇汞モータM7を駆動するとグリップ搬送手段420は図1下方向にシート束を把持した状態で移動する。この位置に接着剤塗布位置X−Xが設定してある。
「接着剤塗布ユニット」
接着剤塗布ユニットEは、接着剤塗布位置X−Xに配置された接着剤を収容する容器61と、この容器内に回転自在に取付けられた塗布ロール62と、この塗布ロール62を回転駆動する駆動モータM8と、上記容器61をシート束に沿って往復駆動する駆動モータM9とから構成される。図4(a)にその概念図を示すが、シート束Sの下端縁S1に対し容器61は短い長さ(寸法)に形成してあり、これに取付けられた塗布ロール62と伴にシート下端縁S1に沿って装置フレームに取付けたガイドレール66(図4(a)参照)に支持され移動自在に構成されている。このガイドレール66に支持された容器61はこのレールに沿って装置フレームに取付けられたタイミングベルト64に固定され、このベルト64には駆動モータM9が連結してある。
図示のものは容器61をシート束の長さより小さく構成し、シートに沿って移動するように構成したが、これはシート束の下端縁S1の長さより大きいトレイ形状に容器61を構成し、塗布ロール62のみが同図左右方向に移動するようにしても良い。そして、この容器61内には熱溶融性の接着剤が収納され、容器61内の温度を溶融温度に保持する加熱手段67aと、温度制御手段67bが設けられている。容器61の底部にはヒータなどの加熱素子(図4(b)に示す67a)とサーモスタットなどの温度検出素子67bが埋設されている。そして加熱素子67aには電源が接続され、その供給電流は後述する制御CPU360で接着剤の溶融温度を基準に設定された基準値と温度検出素子67bで検知した検出値(温度)とを例えばコンパレータで比較して常に容器内の温度が基準値と一致するように供給電流を制御するようになっている。そして液状に溶融された接着剤は塗布ロール62に含浸される。図示の塗布ロール68は耐熱性の多孔質材で構成され接着剤を含侵してロール周囲に接着剤の層を盛り上がるように形成してシート束に糊を塗布する。従ってこの塗布ロール62が接着剤塗布部材を構成する。
そこで容器61はホームポジション位置HPと、シート束の下端に沿って往動作を開始する待機位置WPと、シート束に沿って復動作を開始するリターン位置RPと、接着剤を補充する待避位置EPとの間で前記駆動モータM9によって往復動する。そして各位置の関係は図4(a)に示す位置関係に設定され、装置電源投入時(イニシャル時)にはホームポジションHPに設定され、先行する例えば前記グリップ搬送手段420のグリップセンサSgのシートグリップ信号でホームポジションから待機位置WPに移動する。この移動と同時に塗布ロール62は駆動モータM8で回転を開始する。
次いで後述の塗布開始指示信号で駆動モータM9を回転駆動して左側にガイドレール66に沿って移動を開始する。この塗布ロール62はシート束に対し往路(図示左方向移動)ではシート束に圧接してシート端部をバラけさせ、復路(図示右方向移動)ではシート端と所定のギャップを形成して接着剤を塗布するように偏心カムでシート束との位置関係を調節するように構成されている。そこで駆動モータM9はシートのサイズ情報でシート束の一端(図示右端)から他端(図示左端)に移動し、このリターン位置RPで復帰動作をするように制御される。また駆動モータM9は待避指示信号でシート束に接着剤を塗布する作動位置から距離を隔てて待避した待避位置EPに移動すると、この待避位置EPに配置された接着剤タンク65から接着剤の補給を受けるようになっている。
「インサータ装置」
次に上記接着剤塗布ユニットEで糊付けされたシート束は表紙シートと綴合わせることとなるが、この表紙シートの給送について説明する。画像印刷ユニットAの排紙口109には順次画像形成済みのシートが搬出され、通常はこの排紙口109に排紙スタッカが準備される。本発明はこの排紙口109に後述する製本装置としてのシート搬入経路P1が連結され、このシート搬入経路P1にインサータユニットBが取付けられる。インサータ装置Jはシートをスタックする1段若しくは複数段、図示のものは2段のスタックトレイ201と、このスタックトレイ201上のシートを1枚ずつ分離するピックアップ手段202と、このピックアップ手段202からのシートをシート搬入経路P1に案内する給紙経路P2とから構成される。
そしてスタックトレイ201上にセットされたシートは画像印刷ユニットAの排紙口109から順次搬出されるシートの間にシート搬入経路P1に供給される。つまり画像印刷ユニットAから一連のシートが画像形成されて搬出された後、この最終シートの後にスタックトレイ201からシートが供給される。従ってスタックトレイ201には表紙シートとして厚紙或いはコーティング紙などの特殊シートが準備され、後述する製本装置Bからの制御信号でスタックトレイ201上のシートはシート搬入経路P1に搬入される。またスタックトレイ201を2段設けたのは、種類の異なる表紙シートを予めスタッカに準備出来るようにしたものであり、選択された1つのスタッカから表紙シートが供給される。上述の画像形成装置から搬出されたシートは製本処理のため後述の集積トレイユニットCに向けて搬出される。インサータ装置Jこの排紙経路に表紙シートを補給する。その為、表紙シートを供給するホッパーと、このホッパーから1枚ずつシートを繰り出す分離機構と、シートを排紙経路に搬送する搬送機構で構成される。尚、図示の実施例に格段の特徴とする構成はなく、既に公知のインサータの構成が採用可能である。
「表紙シート搬送ユニット」
図1のシステムにおいて、シート搬入経路P1にはインサータ装置Jの給紙経路P2が連結され、集積トレイユニットCの排紙経路P3が連なっている。このシート搬入経路P1には表紙シートの移送経路P4が経路切換片300を介して連結されインサータ装置Jからの表紙シートを表紙移送経路P4に導く。この表紙移送経路P4は製本経路P5と直交するように交わり、製本経路P5からシート束と表紙移送経路P4から表紙シートを逆T状に接合するようになっている。
この表紙移送経路P4は上下に所定間隔で対向する上部搬送ガイド63a、63bと下部搬送ガイド63cで構成され、上部搬送ガイド63a、63bは製本経路P5との交差部を境に右側の第1上部搬送ガイド63aと左側の第2上部搬送ガイド63bに区割され左右の搬送ガイドが個別に開閉動するようになっている。そして製本経路P5と表紙移送経路P4との交差部に綴合わせ位置150が交差空間として形成され、この位置でシート束と表紙シートとが略々逆T字状に接合される。
そこでこの表紙移送経路P4には、表紙シートを搬送方向と搬送直交方向でそれぞれ位置合わせするレジスト手段と、このレジスト手段で位置合わせした表紙シートを綴合わせ位置150に移送する表紙シート搬送手段が配置されている。まず表紙シート搬送手段は表紙移送経路P4に配置された搬送ローラ69で構成され、下部搬送ガイド63cに取り付けられた駆動ローラ69と上部搬送ガイド63aに取り付けられた従動ローラ69aとから構成されている。駆動ローラ69には図示しない駆動モータが連結してある。一方上部搬送ガイド63aと従動ローラ69aとは駆動ローラ69に圧接する位置と上方に浮上して離間する位置との間で移動可能にカムレバーなどで装置フレームに取り付けられている。従って上部搬送ガイド63aと従動ローラ69aとは図示しないカムレバーの駆動モータによって経路中の表紙シートと圧接してこれを図2左側に移送する作動位置と、表紙シートから離間して浮上した退避位置との間で移動可能に構成されている。
そして、この経路には図5に示す整合ユニット75が設けてある。この整合ユニット75は段差壁72aと表紙シートをニップするニップ爪部材72とから構成され、表紙シートの搬入方向(図示矢印)と図示の位置関係にしてある。そして上部ペーパーガイド(図示せず)が一体に取付けられ、この整合ユニット75は固定フレーム76に図示左右方向(図示の横レジ移動方向)に移動自在に取付けてある。
つまり固定フレーム76には図示しないガイドレールが設けてあり、このレールに整合ユニット75が移動可能に嵌合してある。また固定フレーム76には正逆転可能なステッピングモータが設けてあり、このモータと整合ユニット75が連結してある。従ってこの駆動モータを駆動することによって整合ユニット75は図示左右方向に移動自在となる。
そこでニップ爪部材72は図5に示すように複数設けられ軸72bで回転自在に構成され図示位置では表紙シートをニップしてホールドし、軸72bを図示時計方向に回転するとニップ爪部材72は起立してシート端縁を段差壁72aと共に係止する。軸72bには作動ソレノイド(図示せず)などの駆動手段が連結してある。このニップ爪部材72は前記シート搬入経路に配置され、作動ソレノイドをオフして倒伏姿勢にすると表紙シートを表紙移送経路に案内し、その後、作動ソレノイドをオンして起立姿勢にするとスイッチバックして逆送する表紙シートを突き当てて停止する。そこで表紙移送経路P4には上記整合ユニット75の下流側に逆転ローラ68が設けられている。このローラ68は表紙シートと係合する位置と退避して非係合の位置に昇降自在に配置され、揺動自在の支持アームに取付けられている。そしてこのローラ68には表紙シートを給送方向と反対方向に移送するように駆動モータが連結されている。
また表紙移送経路P4には図2に示すように複数、図示のものは第1上部搬送ガイド63aに複数の搬送ローラ69が配置され、また整合ユニット75の上流側には搬送ローラ(入口ローラ)70が配置されている。この搬送ローラ69が後述する表紙シート搬送手段を構成し、上記整合ユニット75で整合されたシートを所定量搬送する。
その構造を動作と共に説明すると、表紙移送経路P4に進入した表紙シートはセンサSiで先端が検出され、搬送ローラ70及び搬送ローラ69で送られる。このとき整合ユニット75のニップ爪部材72は倒伏した状態で表紙シートを進入させ、また逆転ローラ68は経路から上方に退避した状態に置かれる。シートの後端がセンサSiからの信号で整合ユニット75を通過する遅延時間の後、搬送ローラ70及び搬送ローラ69をシートから退避させる。そこで逆転ローラ68をシートと係合する位置に降下し、同時にシートと係合する全ての搬送ローラをシートから上方に退避させる。そして逆転ローラ68を駆動しシートを給紙方向と反対方向に移動する。この時ニップ爪部材72は作動ソレノイドによって起立した状態にする。するとシートの後端はニップ爪部材72に係止され、その直後に逆転ローラ68を停止するのと同時にシートから離間させる。尚この逆転ローラ68の停止タイミングはセンサSiがシート後端を検出した信号から算出する。
そこで作動ソレノイドの電源を断ってニップ爪部材72を初期姿勢に戻すとシート後端は整合ユニット75のステップ部(板)とニップ爪部材72とにニップされる。この状態で整合ユニット75を給紙方向と直交する方向に移動すると、ニップ爪部材72にニップされたシートも同時に移動する。そこで整合ユニット75を移動可能に支持する固定フレーム76には給紙直交方向に複数のセンサが配置してあり、これらのセンサによってシートの横方向の位置を割り出す。このようなシートの給紙直交方向の位置を割出(整合)した後、搬送ローラ69及び70をシートと係合する位置に降下し、次いで全ての搬送ローラはシートと係合され、逆転ローラ68のみをシートから退避した位置に置く。そこで再び作動ソレノイドをONしてストッパを起立方向に回動し、その後搬送ローラ69を回転駆動する。するとシートは表紙移送経路P4を下流側に搬送され、ニップ爪部材72は初期状態の倒伏姿勢に復帰する。
このように構成された搬送ローラ69は駆動モータ10に連結され、制御CPU360によって制御される。上記のニップ爪部材72で位置決めされた表紙シートを給送方向と直交する方向に幅寄せする整合動作を実行させ、その後搬送ローラ69で表紙シートを綴合わせ位置150に向けて所定量搬送する。この搬送ローラ69の制御は、まず制御CPU360は表紙シートのサイズ(搬送方向長さ)と製本経路P5から送られるシート束の厚さからシートの中心が綴合わせ位置の中心と一致する搬送量を算出し、その結果に基づいてステッピングモータで構成される駆動モータのステップ数を割り出し、電源パルスを供給する。この場合シートの長さサイズのみから送り量を算出する場合と、シートの長さサイズと前記シート束厚さ検知センサSaからのシート束の厚さから送り量を算出する場合のいずれかを選択する。
このように表紙シートは表紙移送経路P4と前記製本経路P5との交点である綴合わせ位置150に搬送され所定位置にセットされる。この綴合わせ位置150位置の上部搬送ガイド63bは開閉ガイド板で構成され、製本経路P5を遮り、表紙シートの上部を案内する位置と、この経路から退避した退避位置との間で移動自在に構成されている。そしてこの搬送ガイド63bは図2に示すように表紙シートを案内した後は、製本経路P5を開放するように退避する。その構造は装置フレームにカムレバーを設け、このレバーに搬送ガイド63bを固定し、レバーをソレノイド、モータなどの駆動手段で揺動するなど適宜の構成を採用すればよい。
「綴合わせユニット」
上記製本経路P5と表紙移送経路P4との交点には綴合わせ位置150が形成され、この位置には、バックアップ部材151で構成される接合手段と背折りブロック155が設けられている。この綴合わせ位置で製本経路P5からのシート束と表紙移送経路からの表紙シートが逆T字状に接合される。まず製本経路P5ではグリップ搬送手段420に把持されたシート束に接着剤塗布ユニットEで下側端縁に糊付けが施され、容器61は経路外に退避する。これと同時に表紙移送経路P4では綴合わせ位置150に表紙シートがセットされている
シート束はグリップ搬送手段420で支持しされ綴合わせ位置150に送られると表紙シートはバックアップ部材151に支持され、両者は接合する。この状態で左右一対のブロック部材で構成された背折りブロック155が互いに離間した位置からシート束の肩部をプレスするように移動し、バックアップ部材151と共に冊子処理の背部をプレス整形するようになっている。一方、綴合わせ位置150の下流側には製本経路P5に折りロール160が設けられている。この一対の折りロールは互いに圧接及び離間自在に構成され、図示しない圧接スプリングで圧接し、作動ソレノイドで離間するようになっている。そこでこの折りロール160を離間させ、前述のグリップ搬送手段420で表紙シートとこれに接合されたシート束を製本経路P5に沿って下流側に下降させる。このシート束の位置をセンサで検出して折りロール160を圧接状態にする。次いでクランパ421、422をシート束から解除して折りロール160を搬出方向に回転させシート束を搬出する。この搬出動作でシート束と表紙シートとは互いに冊子状に接合され折り畳まれることとなる。
「裁断ユニット」
上述の折りロール160で製本シートは、上記綴合わせ位置150の下流側に配置された裁断ユニットHに送られ、シートの周縁を裁断揃えされる。折りロール160の下流には製本経路P5に回転テーブル170が設けられ、シート束を把持して回転する。この回転テーブル下流には裁断刃171と刃受けブロック172が準備され、裁断刃171には裁断モータ173が連結してある。図示174はシートの裁断縁プレス部材であり、シートの裁断縁を押圧保持する。そこで製本経路P5に送られたシート束は回転テーブル170に挟圧保持され、裁断位置に搬送される。裁断位置ではシート束は裁断縁プレス部材174で保持された状態で裁断刃171によって裁断される。このように表紙シートと背部を綴じ合わされたシート束は、天部、地部、小口部の順に裁断され、排紙ローラ175で収納スタッカ180に収容される。
次に上述の装置の制御について説明する。本発明を図1に示すシステム装置について説明する。図6は図1のシステム装置の制御構成を示すブロック図であり、図7は製本動作の実行プログラムのフローチャートを示す。まず図1に示すような画像形成装置Aと製本装置Bとを連結したシステムでは、例えば画像形成装置Aの制御部にコントロールパネルと、モード選択手段を設ける。そして画像形成装置Aの制御CPU350はコントロールパネル351から「印刷処理モード」「製本処理モード」「製本・裁断処理モード」の処理選択を入力する。
印刷処理モードでは製本装置Bは経路切換片300でシート搬入経路P1に搬入された印刷シートを図2に示す表紙移送経路P4及び排紙経路P6から後処理装置に搬送し、この後処理装置502に設けられたスタッカに収納する。従って印刷シートは製本装置Bを通過するのみである。
また製本処理モードが選択されると製本装置Bはシート搬入経路P1から排紙経路P2に印刷シートを導き、シート集積処理、接着剤塗布処理、表紙シート綴合わせ処理を経て首脳スタッカ180に製本済みシートを収納する。また製本裁断モードが選択されると表紙シートと綴合わせたシート束はその綴じ部である背部を除く天部、地部、小口部の各周縁を裁断刃171で裁断して仕上げ処理した上で収納スタッカ180に収納する。このように製本モード若しくは製本裁断モードが選択されると画像形成装置Aの制御CPU350は製本(製本裁断)モードの指示信号と、これと同時に印刷シートのサイズ情報を製本装置に伝達する。これと共に部数情報例えばnページの印刷処理の時、最後のnページの印刷が終了したときジョブ終了信号を製本装置の制御CPU360に転送する。製本装置の制御CPU360は、製本綴じ制御部361と、インサータ制御部362と、裁断制御部363とで構成され、製本綴じ制御部361にはシート搬入経路P1の搬送ローラ駆動モータと排紙経路P3の排紙ローラ302の駆動モータM1と整合ローラ305の駆動モータM2と、シートガイド306の駆動モータM3若しくは駆動ソレノイドのドライバ回路が連結してある。
同様に積載トレイ303の昇降駆動モータM4、グリップ搬送手段、旋回モータM5、シート束をグリップ動作する可動クランパ121の駆動モータM6と、シート束を接着剤塗布位置に移送する昇降モータM7のドライバ回路が連結してある。更に、接着剤を塗布する塗布ロールを回転する駆動モータM8と、この塗布ロール68をシート束に沿って移動する駆動モータM9のドライバ回路がそれぞれ接続してある。また、表紙シート搬送手段を構成する搬送ローラ69の駆動モータと逆転ローラ68の駆動モータ及び整合ユニット75の整合爪部材72を搬送直交方向にシフトするステッピングモータも制御CPU360に連結してある。一方、シート搬入経路P1のシートセンサSi、排紙口のシートセンサSe、グリップセンサSgなど各移動部材に設けた検知センサもその信号を制御CPU360に伝達するように接続されている。
そこで本発明は、製本装置Bの起動時に容器61内に残留している接着剤が固化している場合に、その溶融に時間を要する。これは常温では固形(固体)で、シートに塗布して接着する際には溶融して液化する性状の接着剤を用いるため、装置起動時には容器61内の接着剤は固化した状態若しくはゲル状の状態にある。従って、装置起動時には容器61内の接着剤が完全に溶融され設定された温度に達するまで装置を不作動状態に置く必要がある。この装置のウォーミングアップを制御CPU360は、製本動作の実行プログラムをROM365から呼出して図7に示す動作を実行する。
このような構成で装置電源が投入(St100)されると画像形成装置Aと製本装置Bは予め設定されたイニシャライズ動作を実行する。例えば画像形成装置Aでは、シートの搬送経路(給紙経路、排紙経路、循環経路など)にシートが残留していないかそれぞれ経路に設けたセンサで検知し、シートが残留している場合はジャム除去の信号を発して処置を促す。また画像形成部の印字ヘッドその他の動作手段が初期位置に設定されているか、それぞれのポジションセンサで検出する。更に給紙カセット102に収納されている印刷シートのサイズを検出し、メモリに記憶する。このようなイニシャライズ動作を実行して装置状態が正常な状態にあるか検出する(St101)。
一方、製本装置Bも同様に各経路P1、P2、P3、P4、P5、P6にシート或いはシート束が残留していないか各経路に配置したジャムセンサで検出し、残留している場合は警告を発してその除去を促す。また、シート束の集積部、グリップ搬送手段、接着剤塗布手段、綴合わせ手段、裁断手段などの動作手段が正常な状態に位置しているかを検出する(St102)。これらのイニシャライズ動作と同時に、製本装置の制御CPU360は接着剤の容器61に収納された接着剤が所定の溶融温度に達しているか予め設定した設定温度と温度検出手段67bからの検出値とを比較して、所定温度に達していない場合は、加熱手段67aに電源を供給して容器内の温度を上昇させる(St103)。容器内の温度が設定温度に達していない場合にも画像形成装置Aに設けたコントロールパネルからモード選択を受付けるように画像形成装置Aに対して装置起動許可の信号を発する。
そこで画像形成装置で「製本モード」若しくは「製本・裁断モード」が選択されると(St104)、画像形成装置Aは印刷動作を実行し、排紙口109から印刷シートを排出する(St105)。製本装置Bはこの印刷シートをシート搬入経路T1から排紙経路T3に案内し、排紙口301から積載トレイ303上に搬出する。すると前述の整合ローラ305、ペーパガイド306及び図示しない整合手段はシートを整合してトレイ上に集積する(St106)。この集積動作を繰返し、画像形成装置Aから印刷のショブエンド信号が転送されると制御CPU360は積載トレイ303を所定量降下させ、トレイ上のシート束をグリップ搬送手段420に転送して把持する(St107)。そしてグリップ搬送手段はシート束を水平姿勢から鉛直姿勢に旋回して偏向し、接着剤塗布位置X−Xにシート束を搬送セットする(St108)。
このシート束のグリップ動作でグリップ搬送手段420はシート束の厚さをシート束厚さ検知センサSaで検出する。次いで制御CPU360は表紙シートを移送経路P4から綴合わせ位置に搬送セットする(St109)。そこで制御CPU360は接着剤の容器温度が所定温度に達しているときは塗布ロール62をホームポジションHPから待機位置WPに移動し、駆動モータM8を駆動してロールを回転しながら駆動モータM9で図4(a)右端から左側に移動する(St110)。この駆動モータM9の制御で塗布ロール62はシート束の下端に接着剤を塗布する。その後、制御CPU360は前記グリップ搬送手段420の昇降モータM7を駆動してシート束を製本経路P5の下流側に移送する。すると下流側の綴合わせ位置150には表紙シートが移送経路P4にセットされているため、表紙シートとシート束とは逆T字状に接合される。このとき綴合わせ位置150にはバックアップ部材151が表紙シートの背面側を支持している。
次いで制御CPU360は左右一対の背折りブロック155を図2の離間した位置から表紙シートを挟圧する位置に移動するとシート束と表紙シートは背部をプレス成形される。この後制御CPU360はバックアップ部材151と背折りブロック155とを製本経路P5から待避させ、グリップ搬送手段420でシート束を下流側の折りロール160に引き渡す。次いでシート束の裁断及び収納の各動作は、前述の「裁断ユニット」で説明した動作を実行する。一方、制御CPU360は接着剤の温度が所定の設定温度に到達していないときには、シート束を接着剤塗布位置X−Xに保持し、綴合わせ位置150に表紙シートをセットした状態で装置を保持して、接着剤の温度が設定温度に達するのを待つ。
また、制御CPU360は前記積載トレイ303からシート束がグリップ搬送手段420に転送された後、前記積載トレイ303を集積位置に復帰させ、排紙経路から搬出される後続シートを同様に順次集積する。このように、接着剤を収納した容器61が設定温度に達するのを待たず、画像形成装置Aでの画像形成、集積トレイ303へのシート集積、グリップ搬送手段420でのシート移送、表紙シートの綴合わせ位置への給送セットを順次行うことによって、装置起動時の処理を効率化することが可能となる。
本発明に係わる画像形成システムの全体構成を示す説明図、 図1の装置の要部を示す詳細説明図。 図1の装置のシート保持手段(グリップ搬送手段)の斜視説明図。 図1の装置における接着剤塗布手段の概念構成図を示し、(a)は容器の移動状態を、(b)は容器に加熱素子を設けた場合の説明図。 図1の装置における表紙シート移送経路の整合ユニットの構造説明図。 図1の画像形成システムにおける制御部の構成を示すブロック図である。 図6の製本装置Bにおける製本動作の実行プログラムの動作フローを示す。
符号の説明
A 画像形成装置
B 製本装置
J インサータ装置
P1 シート搬入経路
P2 給紙経路
P3 排紙経路
P4 表紙シート移送経路
P5 製本経路
61 容器
62 塗布ロール(接着剤塗布手段)
69 搬送ローラ(表紙シート搬送手段)
150 綴合わせ位置
303 積載トレイ
360 制御CPU(製本装置)
420 シート束保持手段(グリップ搬送手段)
421 可動クランパ
422 固定クランパ
X−X 接着剤塗布位置
M6 (グリップ動作)駆動モータ
M7 (グリップ搬送手段)昇降モータ
M8 (塗布ローラ回転)駆動モータ
M9 (容器移動)駆動モータ
M10 (表紙シート搬送手段)駆動モータ

Claims (5)

  1. 印刷シートを順次搬出するシート搬送経路と、
    上記シート搬送経路に配置されシートを順次搬出するシート搬送手段と、
    上記シート搬送手段からのシートを束状に積載する積載トレイ手段と、
    上記積載トレイ手段からのシート束を所定の接着剤塗布位置に搬送保持するシート保持手段と、
    上記シート保持手段で保持されたシート束に接着剤を塗布する接着剤塗布手段と、を備えた製本装置であって、
    上記接着剤塗布手段は、熱溶融性接着剤を溶融する加熱手段を有する容器と、この容器内に配置され上記シート束の端縁に接着剤を塗布する塗布部材と、上記加熱手段で該容器中の接着剤を所定温度に維持する温度制御手段と、から構成され、
    上記温度制御手段は、装置電源供給時に、上記容器中の接着剤が所定の溶融温度に達するように上記加熱手段を制御すると共に、
    上記シート搬送手段は、上記温度制御手段が接着剤を溶融する間に、上記シート搬送経路からシートを順次上記積載トレイ手段に搬送して集積する制御手段を備えていることを特徴とする製本装置。
  2. 前記シート保持手段は、前記温度制御手段が装置電源供給時に、前記加熱手段を制御して容器中の接着剤を溶融する間に、前記積載トレイ手段から積載されたシート束を搬送して前記所定の接着剤塗布位置に搬送保持するように制御されることを特徴とする請求項1に記載の製本装置。
  3. 前記シート搬送手段の制御手段は、前記温度制御手段が装置電源供給時に、前記加熱手段を制御して容器中の接着剤を溶融する間に、前記シート保持手段がシート束を前記所定の接着剤塗布位置に搬送保持した後、更に後続するシートを前記シート搬送経路から前記積載トレイ手段に搬出するように制御することを特徴とする請求項2に記載の製本装置。
  4. 前記接着剤塗布位置の下流側には表紙シートの供給経路が設けられ、この供給経路には所定の供給位置から表紙シートを搬送する表紙シート搬送手段が配置され、この表紙シート搬送手段は、前記温度制御手段が装置電源供給時に、前記加熱手段を制御して容器中の接着剤を溶融する間に、表紙シートを所定位置に給送セットするように制御されることを特徴とする請求項1乃至3の何れかの項に記載の製本装置。
  5. シートに画像を形成する画像形成装置と、
    この画像形成装置からの印刷シートを順次搬出するシート搬送経路と、
    上記シート搬送経路に配置されシートを順次搬出するシート搬送手段と、
    上記シート搬送手段からのシートを束状に積載する積載トレイ手段と、
    上記積載トレイ手段からのシート束を所定の接着剤塗布位置に搬送保持するシート保持手段と、
    上記シート保持手段で保持されたシート束に接着剤を塗布する接着剤塗布手段と、を備え、
    上記接着剤塗布手段は、熱溶融性接着剤を溶融する加熱手段を有する容器と、この容器内に配置され上記シート束の端縁に接着剤を塗布する塗布部材と、上記加熱手段で該容器中の接着剤を所定温度に維持する温度制御手段と、から構成され、
    上記温度制御手段は、装置電源供給時に、上記容器中の接着剤が所定の溶融温度に達するように上記加熱手段を制御すると共に、
    上記シート搬送手段は、上記温度制御手段が接着剤を溶融する間に、上記画像形成装置からの印刷シートを上記搬送経路から上記積載トレイ手段に順次搬送して集積する制御手段を備えていることを特徴とする画像形成システム。
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