JP2008114526A - 製本装置及び製本システム - Google Patents

Abstract

【課題】塗布ローラが浸漬された溶解糊部に直接、固形糊を投入すると、半溶解状態の固形糊が塗布ローラにより掬い上げられて、搬送される冊子の背部と塗布ローラとが接する糊塗布部に到達して製本不良が発生するという問題を解決する。
【解決手段】固形糊ＰＴを接着剤槽６０１に補給する補給手段６１と、接着剤槽に補給された固形糊ＰＴを溶解する溶解手段と、接着剤槽で溶解された糊を冊子の端面に塗布する塗布部材６０２と、接着剤槽において補給手段により固形糊が補給される箇所と塗布部材との間を隔離する隔離手段６０７と、を有する製本装置。
【選択図】図４

Description

本発明は、集積された複数枚の用紙の端縁（背）に接着材を塗布して冊子を形成する製本装置及び製本システムに関し、特に、個々の冊子毎に接着剤の塗布処理が行われる製本装置及び製本システムに関するものである。

画像形成から製本までの作業が一貫処理される製本システムにおいて用いられる、冊子毎に接着剤を塗布して用紙を束ねる製本装置が知られている。このような製本装置においては、接着剤としてホットメルト接着剤が用いられ、塗布による消費に応じて、接着剤のペレット（固形糊）を少量ずつ補給することにより製本作業が連続して行われる。
特許文献１では、用紙束の背に沿って塗布ローラを移動させることにより、接着剤を用紙束に塗布し、塗布ローラが浸漬している溶融接着剤槽に接着剤のペレットを数個単位の少量ずつ定量補給する補給装置が開示されている。
特開２００４−２０９７４６号公報

特許文献１では、接着剤槽内の接着剤の量が少なくなったときに、定量のペレットを供給しており、これによって、接着剤の液面を一定に維持している。

しかしながら、特許文献１の製本装置は、塗布ローラが浸漬された溶解糊部に直接、固形糊を投入する構成であるため、半溶解状態の固形糊が塗布ローラにより掬い上げられて、搬送される冊子の背部と塗布ローラとが接する糊塗布部に到達することによる製本不良が発生する。

また、溶解槽に固形糊を投入する補給箇所から塗布ローラに至るまでの固形糊搬送距離を長く設定して、溶解槽内で充分溶解した固形糊を塗布ローラに供給するようにすると、溶解槽が大型化するばかりでなく、溶解槽内の溶解糊の蒸発量増大、製本開始時の固形糊の溶解ウオーミングアップ時間の増大等の問題が発生する。

本発明は、塗布手段への接着剤の補給におけるこのような問題を解決することを目的とし、小型化された塗布手段を用いて高品質な製本を可能とする製本装置を提供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．固形糊を接着剤槽に補給する補給手段と、前記接着剤槽に補給された固形糊を溶解する溶解手段と、前記接着剤槽で溶解された糊を冊子の端面に塗布する塗布部材と、前記接着剤槽において前記補給手段により固形糊が補給される箇所と前記塗布部材との間を隔離する隔離手段と、を有することを特徴とする製本装置。

２．用紙に画像を形成する画像形成装置、及び該画像形成装置からの用紙を受け取って、糊付け製本する前記１に記載の製本装置を有することを特徴とする製本システム。

本発明では、小型化された塗布手段においても、隔離手段により半溶解状態の固形糊が塗布手段により冊子端面に塗布されることを防止できるため、高い接着強度を持ち、高品質の冊子を作成できる製本装置および製本システムが実現される。

以下本発明の実施の形態に基づいて、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。

図１は本発明の実施の形態に係る製本装置で構成された製本システムの全体を示す図である。

製本システムは画像形成装置Ａ及び製本装置Ｂを有する。

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及び画像読取部Ａ３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。

製本装置Ｂは画像形成装置Ａから送り込まれた本構成用紙を複数枚束ねて本構成用紙の束を構成し、該束に表紙用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、本構成用紙を用紙Ｓ１と言い、表紙用紙を表紙Ｓ２と言い、本構成用紙に表紙用紙が接合されたものを冊子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及び冊子排出部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、集積部５０に搬送される。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、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冊子Ｓ３は冊子排出部１００に排出される。

図２は接着剤の塗布工程を示す図である。

塗布手段６０は用紙束ＳＳの下方に配置され、モータＭＴ１の駆動による矢印Ｗ２で示す往動時に、塗布部材としての塗布ローラ（塗布部材）６０２が用紙Ｓ１の束である冊子ＳＳの背ＳＡに溶融された接着剤ＡＤを塗布し、矢印Ｗ３で示す復動時に、塗布ローラ６０２が背ＳＡに接着剤ＡＤを塗布する。

塗布手段６０のホームポジションは図２における左端位置であり、図１の製本装置Ｂの正面から見て奥側にあり、該ホームポジションにおいて、補給手段６１から接着剤のペレット（固形糊）ＰＴが補給される。塗布ローラ６０２は往動時及び復動時にモータＭＴ２の駆動で矢印Ｗ１に示す方向に回転して、接着剤槽（溶解手段）６０１から接着剤を汲み上げ、用紙束ＳＳの背ＳＡに塗布する。

図３は塗布手段６０の構成を示す図である。

塗布手段６０は接着剤ＡＤを収容する接着剤槽６０１、塗布ローラ６０２及び規制部材６０３、６０４、ヒータ６０５、接着剤量センサ６０６及び隔離手段６０７を有する。

接着剤槽６０１内のペレットＰＴはヒータ６０５で加熱され、溶融し、接着剤ＡＤの塗布液が形成されるが、接着剤ＡＤの量は、温度センサからなる接着剤量センサ６０６により検知され、液面が一定に維持されるように、適宜、ペレットＰＴが補給される。規制部材６０３は断面がほぼ円形の棒状部材である。規制部材６０４は板状の支持部材６０４Ｃにより支持され、その下端エッジ６０４Ｂで塗布ローラ６０２上に付着した接着剤の層厚を規制し、上端エッジ６０４Ａで用紙束ＳＳの背ＳＡ上の接着剤の層厚を規制する。

接着剤槽６０１は点線で示す待機状態から実線で示す塗布状態に軸６０８を中心に回転して設定される。

接着剤量センサ６０６はサーミスタからなる温度検知素子を有し、接着剤量センサ６０６が接着剤ＡＤの液に浸漬しているときは、検知温度が高く、液面が低下して接着剤量センサ６０６が液面から離れると検知温度が低下する。この温度低下を検知することにより接着剤量が所定値以下になったことが検知される。接着剤量の減少検知信号が出ると、接着剤の補給が行われる。６０７は後述の隔離手段である。

図４（ａ）は塗布部材としての塗布ローラが回転している状態の塗布手段６０の側面断面図、図４（ｂ）は塗布手段６０のＡ−Ａ断面図である。なお、規制部材６０３、６０４、ヒータ６０５及び接着剤量センサ６０６は図示を省略した。

接着剤槽６０１、塗布ローラ６０２の内部で、図２に示す補給手段６１の下方に、隔離手段６０７を配置した。この隔離手段６０７を境界にして接着剤槽６０１は補給槽部６０１Ａと溶解槽部６０１Ｂとに仕切られる。即ち、隔離手段６０７の図示左側がペレットＰＴを補給する補給槽部６０１Ａ、隔離手段６０７の図示右側が塗布ローラ６０２、接着剤量センサ６０６等を有する溶解槽部６０１Ｂである。

なお、図４（ａ）は、塗布ローラ６０２が回転している最中の状態を示す図であり、接着剤槽６０１中の接着剤ＡＤが、塗布ローラ６０２の回転により、塗布ローラ６０２より右側の部分に多く流れ込んでいる。そのため、接着剤槽６０１中の接着剤ＡＤの液面高さが、塗布ローラ６０２を挟んで左右で異なっている。しかしながら、塗布ローラ６０２の回転が停止すると、接着剤ＡＤの液面の高さは左右同等になる。

図５は隔離手段６０７を示し、図５（ａ）は隔離手段６０７の側面図、図５（ｂ）は正面図、図５（ｃ）は斜視図である。

隔離手段６０７は直立する左右一対の側板６０７Ａと、側板６０７Ａの下部付近を架橋するフェンス部６０７Ｂと、左右一対の側板６０７Ａの各上部に形成した取付面６０７Ｃと、からなり、これらが一体に成型されている。隔離手段６０７は、ステンレス鋼板や燐青銅板等の薄板を用いてプレス加工により加工される。

取付面６０７Ｃは図４に示すように、接着剤槽６０１の上面にネジにより固定される。隔離手段６０７の側板６０７Ａの底部６０７Ｄは、図４に示すように接着剤槽６０１の内側底部に当接する。

フェンス部６０７Ｂには、複数のトンネル状の通路６０７Ｊが穿設されている。通路６０７Ｊは、溶解した接着剤ＡＤを通過可能にするとともに、補給手段６１から補給されて未溶解で大粒のペレットＰＴの通過を阻止する。

即ち、フェンス部６０７Ｂの通路６０７Ｊは、半溶融状態の大粒のペレットＰＴが塗布ローラ６０２に付着したまま搬送されて用紙束ＳＳの背部に接着されて糊付け不良を発生することを防止する。通路６０７Ｊは、未溶解で小粒となったペレットＰＴは通過可能とする。小粒のペレットＰＴは通路６０７Ｊを通過して溶解槽部６０１Ｂで溶解される。

通路６０７Ｊを通過する小径の半溶融状態のペレットＰＴ及び溶解した接着剤ＡＤは、塗布ローラ６０２が配置された溶解槽部６０１Ｂに送り込まれて、ここで更に溶解されて回転する塗布ローラ６０２の外周面に塗布される。

フェンス部６０７Ｂの上部には、複数の突起部６０７Ｇが形成されている。突起部６０７Ｇの先端部は塗布ローラ６０２の外周面に所定の間隙を保持して近接している。突起部６０７Ｇは、用紙束ＳＳに糊付け処理を行うにあたって、接着剤ＡＤ内に未溶解のペレットＰＴの小塊が搬送され、それが塗布ローラ６０２の表面に付着していた場合に、塗布ローラ６０２の表面から剥離して、補給槽部６０１Ａ側に戻すためのものである。また、突起部６０７Ｇを全長に亘って設けていない理由は、糊塗布可能な用紙束の最大厚み領域のみ設ければ、必要最低限の効果が得られるためである。

また、隔離手段６０７は、塗布ローラ６０２が回転しているときの接着剤槽６０１中における接着剤ＡＤの液面と同じ位置に、フェンス部６０７Ｂが存在するように配設することで、補給直後の固形状のペレットＰＴが塗布ローラ６０２側に供給されることを効果的に防止できる。これは、補給直後の固形状のペレットＰＴは、接着剤ＡＤの液面付近に浮揚しやすいためであると推定される。

図６（ａ）は、塗布手段６０の他の実施形態を示す側面断面図、図６（ｂ）は隔離手段６０７の正面図である。なお、これらの図面に使用されている符号について、図５と同じ機能を有する部分には、図５と同符号を付している。また、図５と異なる点を説明する。

隔離手段６０７のフェンス部６０７Ｂには、水平方向に長い４個の長円形の透孔６０７Ｆが穿設されている。また、透孔６０７Ｆの上部には、２個の長方形の透孔６０７Ｈが穿設されている。

図７は、隔離手段６０７の更に他の実施形態を示し、図７（ａ）は隔離手段６０７の側面図、図７（ｂ）は正面図、図７（ｃ）は斜視図である。なお、これらの図面に使用されている符号について、図５と同じ機能を有する部分には、図５と同符号を付している。また、図５と異なる点を説明する。

フェンス部６０７Ｂには、複数の長円形の透孔６０７Ｆが穿設されている。透孔６０７Ｆは、溶解した接着剤ＡＤを通過可能にするとともに、補給手段６１から補給されて未溶解のペレットＰＴの通過を阻止する。即ち、フェンス部６０７Ｂの透孔６０７Ｆは、半溶融状態のペレットＰＴが塗布ローラ６０２に付着したまま搬送されて用紙束ＳＳの背部に接着されて糊付け不良を発生することを防止する。

透孔６０７Ｆを通過する小径の半溶融状態のペレットＰＴ及び溶解した接着剤ＡＤは、塗布ローラ６０２が配置された溶解槽部６０１Ｂに送り込まれて、ここで更に溶解されて回転する塗布ローラ６０２の外周面に塗布される。

フェンス部６０７Ｂの上部には、複数の突起部６０７Ｇが形成されている。突起部６０７Ｇの先端部は塗布ローラ６０２の外周面に所定の間隙を保持して近接している。

図８（ａ）は、隔離手段６０７の更に他の実施の形態の側面図、図８（ｂ）は隔離手段６０７の正面図である。なお、これらの図面に使用されている符号について、図６と同じ機能を有する部分には、図６と同符号を付している。また、図６と異なる点を説明する。

隔離手段６０７のフェンス部６０７Ｂには、水平方向に長い１個の長円形の透孔６０７Ｆが、透孔６０７Ｆの上部には、２個の長方形の透孔６０７Ｈが穿設されている。

図９は、用紙束ＳＳを構成する用紙Ｓ１の枚数に対して、適正な接着を行うための補給割合を示す図である。

前記に説明したように、接着剤ＡＤの液面の低下を検知し、検知信号に基づいて接着剤のペレットＰＴの補給が行われるが、ペレットＰＴの補給における補給割合について、図８を用いて説明する。

図９において、横軸は用紙束ＳＳを構成する用紙Ｓ１の枚数Ｐ、縦軸は補給されるペレットＰＴの補給センサＦＳによるペレットカウント数Ｎであり、図３に示す塗布手段６０を用いて塗布実験を行って得られた結果である。

なお、図９では横軸を冊子Ｓ３の枚数Ｐとしているが、理論的には、塗布により消費される接着剤ＡＤの量であり、消費される接着剤ＡＤの量は、主に、用紙Ｓ１の枚数Ｐと用紙Ｓ１の１枚の厚さとにより決定される用紙束ＳＳの厚さ及び用紙サイズに対応する。この他にコート紙、非コート紙等の紙種によっても消費量が変わる。

直線Ｌ１は次の式により表される。

Ｎ＝１０＋０．０１９Ｐ・・・・・式１
なお、補給センサＦＳのカウントは必ずしも補給されるペレットＰＴの数に等しくはなく、実験例では、補給センサＦＳの１カウントが２．５個のペレットＰＴに対応した。

なお、実際の制御においては、折れ線Ｌ２で示すように、小数点以下を切り捨てたペレットＰＴの個数が適正補給量として制御に用いられる。制御手段（後に説明）は接着剤量センサ６０６（図３に示す）が液面低下を検知した信号を受け取って、ペレットＰＴの補給を開始し、用紙枚数に対応した補給量に対応するカウント値が式１により与えられ、図８に示した適正値に達したときに、補給を停止する。

このような制御により、接着剤の液面が常にほぼ一定したレベルに維持されて、均一な塗布が行われる。

以下に、接着剤の補給制御について図１０、図１１により説明する。

図１０は接着剤補給の制御を行う制御系のブロック図、図１１は塗布制御のフローチャートである。

制御手段ＣＲは、画像形成装置Ａの制御部である本体制御部ＭＣから用紙束ＳＳの情報を取得し、接着剤槽の液面を検知する接着剤量センサ６０６の液面低下を検知した信号に基づいて、ペレットＰＴを補給する補給手段を構成する駆動するモータＭＴ３を起動してペレットＰＴを補給し、補給センサＦＳの補給量検知信号から得られた補給量が適正値に達した時点でモータＭＴ３を停止するペレットＰＴの補給制御を行う。

ＳＴＥＰ１において、接着剤ＡＤが塗布される用紙束ＳＳの情報を入力する。用紙束ＳＳの情報として、冊子Ｓ３を構成する用紙の枚数、紙厚、コート紙、非コート紙等の別を示す紙種、用紙サイズ等がある。

ＳＴＥＰ２において、塗布手段６０が往復して、用紙束ＳＳの背に接着剤が塗布される。

ＳＴＥＰ３において、ＳＴＥＰ２における塗布行程実施後の接着剤の液面低下を検知し、低下が検知されないときは（ＳＴＥＰ３のＮ）終了し、低下が検知されたときは（ＳＴＥＰ３のＹ）、適正塗布量を計算する（ＳＴＥＰ４）。

ＳＴＥＰ４の計算は例えば、図９に示した折れ線Ｌ２に従って行われ、制御手段ＣＲが有する記憶手段に記憶されているルックアップテーブルを参照して行われる。

ＳＴＥＰ５において、ペレットの補給を開始する。

ＳＴＥＰ６において、補給センサＦＳの出力を監視し、補給センサＦＳのカウント値が適正値に達した段階（ＳＴＥＰ６のＹ）で補給を停止して終了する（ＳＴＥＰ７）。

設定された部数の冊子Ｓ３を形成し、製本ジョブが完了したら（ＳＴＥＰ８のＹ）、終了し、終了しない時は、ＳＴＥＰ２に戻る（ＳＴＥＰ８のＮ）。

図１０、１１では制御手段ＣＲが用紙束ＳＳの情報を入力し、入力した情報に基づいて、ペレット補給量を決定しているが、用紙束ＳＳの情報としては、枚数Ｐ、紙厚、紙種、紙サイズ等があり、制御手段ＣＲがこれらの情報から補給割合の計算に必要な情報を計算する自動補給の他に、オペレータが補給割合を直接設定することも可能である。

例えば、補給割合の段階を数段階設け、オペレータが用紙束ＳＳの厚さ等から適正な補給割合を選択し設定することが可能であり、オペレータの設定が用紙束ＳＳの情報として制御手段ＣＲに入力される。

自動補給制御においては、制御手段ＣＲは画像形成装置Ａから枚数、紙厚、用紙サイズ等の情報を取得して、適正補給割合を計算するが、図１における用紙束ＳＳの集積部５０に用紙束ＳＳの厚さを検知する用紙厚センサを設け、制御手段ＣＲが用紙厚センサの検知信号に基づいて、適正な補給割合を計算するように構成することもできる。

本発明の実施の形態に係る製本装置で構成された製本システムの全体を示す図。 接着剤の塗布工程を示す図。 塗布手段の構成を示す図。 塗布手段の側面断面図、及び塗布手段のＡ−Ａ断面図。 隔離手段の側面図、正面図及び斜視図。 塗布手段の他の実施の形態を示す側面断面図及び隔離手段の正面図。 隔離手段の更に他の実施の形態を示す側面図、正面図及び斜視図。 隔離手段の更に他の実施の形態の側面図、及び隔離手段の正面図。 用紙束を構成する用紙の枚数に対して、適正な接着を行うための補給割合を示す図。 接着剤補給の制御を行う制御系のブロック図。 塗布制御のフローチャート。

符号の説明

６０ 塗布手段
６０１ 接着剤槽（溶解手段）
６０１Ａ 補給槽部
６０１Ｂ 溶解槽部
６０２ 塗布ローラ（塗布部材）
６０５ ヒータ
６０６ 接着剤量センサ
６０７ 隔離手段
６１ 補給手段
ＡＤ 接着剤（糊）
Ｂ 製本装置
ＰＴ ペレット（固形糊）
ＳＳ 用紙束

Claims (6)

1. 固形糊を接着剤槽に補給する補給手段と、
   前記接着剤槽に補給された固形糊を溶解する溶解手段と、
   前記接着剤槽で溶解された糊を冊子の端面に塗布する塗布部材と、
   前記接着剤槽において前記補給手段により固形糊が補給される箇所と前記塗布部材との間を隔離する隔離手段と、を有することを特徴とする製本装置。
2. 前記塗布部材は、前記接着剤槽にて溶解した糊に浸漬した状態で回転し、前記接着剤槽中の糊を掬い上げる塗布ローラであることを特徴とする請求項１に記載の製本装置。
3. 前記隔離手段は、溶解途中の固形糊が前記塗布部材に移動することを規制するフェンス部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の製本装置。
4. 前記塗布部材は、前記接着剤槽にて溶解した糊に浸漬した状態で回転および停止可能な塗布ローラであって、
   前記フェンス部は、前記塗布ローラが回転している状態における前記接着剤槽中の糊の液面と同じ位置にあるように配設されることを特徴とする請求項３に記載の製本装置。
5. 前記フェンス部は、前記塗布ローラが停止している状態では、前記接着剤槽中の糊の液面より低い位置にあるように配設されることを特徴とする請求項３または４に記載の製本装置。
6. 用紙に画像を形成する画像形成装置、及び該画像形成装置からの用紙を受け取って、糊付け製本する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の製本装置を有することを特徴とする製本システム。

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