以下、図面を参照しながら、この発明の実施形態に係る用紙処理装置について説明をする。
図1は、本発明に係る部品供給機構を応用した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。
図1に示すバインド装置100は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3という)にパンチ処理をし、その後、所定の綴じ部品(消耗品)で綴じ処理する。これにより処理された冊子を排出する装置である。もちろん、用紙処理装置は、予め束ねられた用紙の綴じ処理を行う装置のみに適用してもよい。バインド装置100は装置本体部(筐体)101を有している。バインド装置100は複写機や印刷機(画像形成装置)等と並べて使用されることが好ましく、装置本体部101は、複写機や印刷機等と同程度の高さを有している。
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、給紙口13及び排出口14を有しており、給紙口13から引き込んだ用紙3を所定の位置となる排出口14へ向けて搬送するスルーパス機能を有している。
ここにスルーパス機能とは、上流側の複写機や印刷機等と下流側の他の用紙処理装置の間に位置する搬送路11が、複写機や印刷機等から他の用紙処理装置へ用紙3を直接受け渡す機能をいう。このスルーパス機能が選択された場合は、搬送ローラの加速処理やバインド処理等を省略するようになされる。用紙3は、通常、片面コピーの場合に、フェースダウンの状態で送られてくる。給紙口13には給紙センサ111が取付けられ、用紙3の先端を検知して給紙検知信号S11を制御部50へ出力するようになされる。
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3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3の搬送経路を切り換え、かつ、当該用紙3を逆方向に送出する機能をいう。搬送路11には、フラップ15が設けられ、搬送経路を搬送路11から搬送路12に切換えるようになされる。
また、搬送路11と搬送路12との切換え点には、3連の搬送ローラ17c、19a’、19aが設けられる。搬送ローラ17c及び19aは時計方向回りに回転し、搬送ローラ19a’は反時計方向回りに回転する。例えば、搬送ローラ19a’が駆動ローラで搬送ローラ17c及び19aが従動ローラとなっている。
搬送ローラ17c及び19a’により取り込まれた用紙3は、減速及び停止するが、フラップ15で上方から下方に切り換えられると、搬送ローラ19a’及び19aにより給紙されて搬送路12に搬送される。3連の搬送ローラ17c,19a’,19aの手前には用紙検知センサ114が配設され、用紙の前端及び後端を検知して用紙検知信号S14を制御部50へ出力するようになされる。
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。この例で、上述の搬送路11と搬送路12との間は、所定の角度を有するように設計されている。例えば、搬送路11の搬送面とパンチ処理部20の用紙被穿孔面の間には、第1の俯角θ1が設定されている。ここに用紙被穿孔面とは、用紙3に孔を穿孔する面をいう。パンチ処理部20は、搬送路11の搬送面を基準にして俯角θ1を有する位置に用紙被穿孔面を設定するように配置される。
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3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。パンチ処理部20は、例えば、往復動作可能なパンチ刃21を駆動するモータ22を有している。用紙3はモータ22によって駆動されるパンチ刃21によって、1枚ずつ穿孔される。
パンチ処理部20内には、孔あけ位置の基準となる開閉可能なフェンス24が設けられ、用紙3を当てつけるように使用される。更に、パンチ処理部20には、サイドジョーガー23が設けられ、用紙3の姿勢を修正するようになされる。例えば、用紙3の先端が開閉可能なフェンス24に均等に当接するようになされる。フェンス24は用紙端部の揃え時の位置基準となる。サイドジョーガー23の下流側には用紙検知センサ118が配設され、用紙の前端及び後端を検知して用紙検知信号S18を制御部50へ出力するようになされる。
パンチ処理部20は、用紙3をフェンス24に当接させて停止させ、その後、当該用紙3の先端を穿孔する。なお、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、パンチ刃21によって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、排紙ローラ25が設けられ、用紙穿孔後の用紙3’を次段のユニットに搬送するようになされる。
パンチ処理部20の下流側には、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3’のパンチ孔3aの位置を揃えて一時保留(蓄積)するようになされる。紙揃えユニット30は、搬送部11の搬送面を基準にして第2の俯角θ2を有する位置に用紙保留面を設定するように配置される。ここに用紙保留面とは、パンチ孔3aが穿孔された用紙3’を保留(積層)する面をいう。この例では、俯角θ1と俯角θ2との関係がθ1<θ2に設定される。俯角θ1に関しては、0°<θ1<45°に設定され、俯角θ2に関しては、0°<θ2<90°に各々設定される。この設定は本体装置101の幅を縮小化するため、及び、この条件下で用紙3’を直線的に搬送するためである。
紙揃えユニット30は用紙案内押え機能を有しており、紙進入時に用紙3’を所定の位置に案内し、紙進入完了後は、用紙3’の後端を押え込むようになされる。また、紙揃えユニット30は用紙先端角部揃え機能を有しており、紙進入時、用紙3’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(以下パドルローラユニット32という)の適正な位置に用紙3’の先端を案内するようになされる。パドルローラユニット32は、所定の厚み、且つ、所定の弾性を有した複数のフィンがリング形状に構成された多重フィン構造を有している。
紙揃えユニット30はクランプ移動機構80を有している。クランプ移動機構80は、用紙束3”を保持した用紙ガイド押え機構31を用紙搬送方向に移動するようになされる。
また、紙揃えユニット30の下流側には、バインド処理部400が配置され、当該ユニット30によって揃えられた複数枚の用紙束3”を綴じ部品43で綴じて冊子90を作成するようになされる。冊子90とは、綴じ部品43が嵌合され綴じられた用紙束をいう。
この例で、バインド処理部400はカートリッジ装填機構40及び移動機構41を有している。カートリッジ装填機構40は部品供給機構の一例を構成し、複数の綴じ部品43が積層され、当該綴じ部品43が最下部の順から供給されるものである。
移動機構41は、紙揃えユニット30の用紙搬送方向と、上述した搬送路11の搬送方向と略直交する位置との間を往復回転するように移動する。移動機構41は、カートリッジ装填機構40から綴じ部品43を取り出して当該綴じ部品43で用紙束3”の一辺を綴じるように動作する。
バインド処理部400の下流側には排出ユニット60が配置され、バインド処理部400により作成された冊子90を排出処理するようになされる。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はバインド紙揃えユニット30から落下してくる冊子90を受止めて送出方向を切換えるようになされる。例えば、紙揃えユニット30の用紙搬送方向を見通せる位置から所定の排出方向へベルトユニット本体を振り向けるようになされる。
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換えられた冊子90を受け取ってリレー搬送するようになされる。スタッカ63は冊子蓄積部の一例を構成し、ベルトユニット61及び62によって搬送されてくる冊子90をため込むようになされる。
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の上流側から給紙されたものであり、パンチ孔3a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、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を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、紙揃えユニット30へ搬送される。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、その綴じ用の孔の位置が揃えられて用紙束3”とし、紙揃えユニット30とバインド処理部400が協調して、綴じ部品43をその孔へ嵌合するようになされる。これにより、綴じ部品43で嵌合された冊子90を得ることができる。
図3は、バインド処理部400におけるカートリッジ装填機構40の配置例を示す概略図である。この例で、カートリッジ装填機構40を備えたバインド処理部400は、紙揃えユニット30により揃えられた複数枚の用紙束3”を、紙揃えユニット30と協調して綴じ部品43で綴じて冊子90を作成するようになされる。
バインド処理部400は、複数の用紙束3”を綴じ部品43により綴じる移動機構41及びカートリッジ42が装填されたカートリッジ装填機構40を備えて構成される。カートリッジ42は部品収納手段の一例を構成し、複数の綴じ部品43が収納される。
図3に示すカートリッジ装填機構40は、バインド処理部400における移動機構41の上方であって、紙揃えユニット30に隣接して設けられる。なお、移動機構41はカートリッジ装填機構40の下方(以下綴じ部品取り出し位置という)に位置する状態である。ここに綴じ部品取り出し位置とは、用紙搬送部10の第1の搬送路11と略直交する位置であって、カートリッジ装填機構40から綴じ部品43を取り出す位置をいう。つまり、図3に示す移動機構41の開口部41cがカートリッジ42側を向く位置であり、このような位置を移動機構41の綴じ部品取り出し位置と称している。
図4は、カートリッジ装填機構40に対する移動機構41の移動例を示す概略図である。図4に示す移動機構41は、カートリッジ装填機構40の下方位置から左側(以下用紙綴じ位置という)に位置する状態である。用紙綴じ位置とは、紙揃えユニット30の用紙搬送方向と平行する位置であって、用紙束3”を綴じる位置をいう。つまり、図4に示す移動機構41の開口部41cが紙揃えユニット30の用紙搬送方向を向く位置であり、このような位置を移動機構41の用紙綴じ位置と称している。
図3及び図4において、移動機構41には移動機構回転軸41dが設けられ、この移動機構回転軸41dを基準にして、矢印Aに示すように、綴じ部品取り出し位置から用紙綴じ位置まで当該移動機構41が回動可能な構成となされている。この移動機構41は、図16に示す制御部50により回動制御される。
この例で、移動機構41は、綴じ部品取り出し位置でカートリッジ装填機構40のカートリッジ42から1個の綴じ部品43を取り出して保持し、この状態で、移動機構回転軸41dを基準にして、矢印A方向に回転し、紙揃えユニット30の用紙搬送方向を見通せる用紙綴じ位置に移動する。この位置で、移動機構41は、紙揃えユニット30から、パンチ孔3aが位置決めされた用紙束3”を受入れ、そのパンチ孔3aに綴じ部品43を嵌合して綴じ処理を実行する(自動製本機能)。
続いて、カートリッジ装填機構40の構成例について説明する。図5は、カートリッジ装填機構40の構成例を示す斜視図である。図6及び7はカートリッジ42の構成例(その1,2)を示す斜視図である。
図5に示すカートリッジ装填機構40は、カートリッジ42及びカートフレーム401を有して構成され、複数の綴じ部品43が積層され、当該綴じ部品43が最下部の順から供給されるものである。
カートリッジ42は無天面状を有しており、同一種類の綴じ部品43を複数個分まとめて収納するように取り扱われる(図6参照)。カートリッジ42には、部材移動案内用の搬送路の一例となるガイド溝部402が設けられる。ガイド溝部402は、例えば、綴じ部品収納領域を画定する所定の面に設けられる。
カートフレーム401には、カートリッジ42を装填するための装填領域が画定されている。例えば、カートフレーム401は、前面に操作扉407を有している。この操作扉側から見て左側面のフレーム(以下左面フレーム4Lという)及び右側面のフレーム(以下右面フレーム4Rという)を有している。左面及び右面のフレーム4L,4Rは部品取り出し用の開口部4aを備えた底面部材4bに接合される。装填領域とは、左面及び右面フレーム4L,4R及び底面部材4bから囲まれた内側の領域をいう。
左面及び右面フレーム4L,4Rは、鉄板等を矩形状に板金加工、プレス加工、孔開け加工及び折り曲げ加工等を施して構成される。左面フレーム4Lのほぼ中央には点検用の窓部4cが設けられている。底面部材4bも、所定の形状を有した鉄板から構成される。
カートフレーム401内にはプッシャー403が設けられ、カートリッジ42の装填と共にカートリッジ42のガイド溝部402に沿って綴じ部品43上を押圧するように動作する。プッシャー403には、所定の厚み及び重さを有した金属板(鉄板や黄銅、鉛板等)が使用される。もちろん、プッシャー403は、単一の金属板のみならず、鉄板におもりとして鉛板を付加したものでもよい。
カートフレーム401には一対のく字状の長孔部405が設けられる。長孔部405には、可動ピン404が移動自在に組み立てられ、ガイド溝部402に沿って移動するプッシャー403の移動軌跡上に自在に突出されて、当該プッシャー403の動作を規制するようになされる。例えば、長孔部405の一端(最下端)は、プッシャー403のガイド溝部402に重なる位置(オーバーラップする位置)に配置される。
この例では、ガイド溝部402と略平行する左面フレーム4Lに長孔部405が設けられて、可動ピン404の一端を可動自在に支持し、かつ、当該可動ピン404をく字状に沿って案内する。可動ピン404の各々の端部は、例えば、C型の固定部品で抜け止めされる。
右面フレーム4Rにも、左面フレーム4Lの長孔部405と対峙する位置に、図示しない長孔部405が設けられて、可動ピン404の他端を可動自在に支持し、かつ、当該可動ピン404をく字状に沿って案内する。可動ピン404は両フレーム4R,4Lの長孔部405に架橋状態に配置されている。この例で左面フレーム4Lの所定の位置には、バネ支持用の突起部4dが設けられる。もちろん、右面フレーム4Rの所定の位置にも、図示しないバネ支持用の突起部が設けられる。
左面フレーム4Lの突起部4dと可動ピン404の一端との間には、引張りバネ406が取り付けられる。図示せずも、右面フレーム4Rの突起部と可動ピン404の他端との間にも、引張りバネ406が取り付けられ、長孔部405の一端(この例では最下端)の側に可動ピン404を付勢するようになされる。このようにカートリッジ装填機構40を構成すると、カートリッジ42の非装填時、ガイド溝部402のプッシャー403の移動軌跡上に可動ピン404を突出できるので、プッシャー403の落下動作を阻止できるようになる(下端ロック機構)。
また、カートリッジ42の装填時は、カートリッジ42の挿入端側の面で可動ピン404を押し上げ、長孔部405に沿って可動ピン404を待避させるようになされる。このようにすると、ガイド溝部402から可動ピン404を上部方向へ移動できるので、以後、プッシャー403の落下動作を開放できるようになる(下端ロック解除機構)。
図5に示すカートフレーム401によれば、カートフレーム401からカートリッジ42を挿抜する側に上下に開閉可能な操作扉407を備え、この操作扉407とプッシャー403とを連動させた連動構造を有している。この連動構造によれば、操作扉407の開動作でプッシャー403が引き上げられ、操作扉407の閉動作でプッシャー403が自由に落下可能となされる。この例では、カートリッジ42の装填無し時に、操作扉407を誤って閉じても、降下したプッシャー403が可動ピン404で受け止められる。
図6はカートリッジ42の前面側から見た構成例を示す斜視図である。この例で、図6に示すカートリッジ42の挿入端側の上方には、係合用の凹部の一例を構成する山形状のピン引掛け部408(カートロック軸)が備えられる。カートリッジ42の装填時、長孔部405の他端(この例では最上端)に押し上げられた可動ピン404は、ピン引掛け部408に嵌合するようになされる。このように構成すると、長孔部405の最上端に位置する可動ピン404で、装填完了以後、カートフレーム401にカートリッジ42を連続的にロックできるようになる(上端ロック機構)。
上述したカートリッジ42のアンロック時によれば、カートリッジ42を手前に引っ張る。このとき、ピン引掛け部408の山形状を越える外力が可動ピン404に働いた時点で、ロックを解除できるようになる(上端ロック解除機構)。カートリッジ42内の下方には、押さえ爪機構409が設けられ、最下部の綴じ部品43を押さえ、当該綴じ部品43から順に移動機構41へ受け渡すように動作する。なお、図7にはその背面側から見た構成例を示している。
ここで、図8及び図9を参照しながら、カートリッジ42に収納可能な綴じ部品43の構成例(その1,2)について説明する。図8(a)〜(c)は、図6や図7等に示したカートリッジ42に収納される綴じ部品43の構成例を示す図である。図8(a)は綴じ部品43の構成例を示す上面図であり、図8(b)は図8(a)の矢印B方向から見た正面図であり、図8(c)は図8(a)のC−C矢視断面図である。
図8(a)に示す綴じ部品43は、用紙束3”の厚みに応じた複数種類が準備される。綴じ部品43は、例えば、射出金型成形装置を利用して形成され、定形紙(例えばA版)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が配列された樹脂成形品から構成される。綴じ部品43は種類毎に図6や図7等に示したカートリッジ42内に複数個分ずつまとめてセット(収納)される。
リング部43bは、図8(b)に示すように背骨部43aに結合されるリング部B43cと、その左右に折り曲げ自在に連結されているリング部A43d及びリング部C43eとに三分割された構成となっている。また、図8(c)に示すように、背骨部43aの断面は、底辺が直線で上部中央に凸部を有した形状となされている。
なお、図8(a)〜(c)に示すように、所定のリング部43bのリング部B43cには突起状のピン43fが備えられている。ピン43fが備えられているリング部B43cの逆側には、ピン43fに対応した図示しない嵌合穴が備えられている。
図9は、図8(a)の矢印B方向から見た綴じ部品43の積層例を示す正面図である。図9に示す積層状態の綴じ部品43によれば、図8(a)〜(c)に示した所定のリング部43bのリング部A43d、リング部B43c及びリング部C43eの各両端部が略一直線上に揃った状態で、ピン43fを嵌合穴に嵌合させて複数の綴じ部品43を積層するようになされる。これにより、図6や図7等に示したカートリッジ42内に種類毎に複数個分ずつまとめて、綴じ部品43を収納できるようになる。
ここで、綴じ部品43の綴じ動作例について説明する。図10(a)〜(c)は、綴じ部品43の綴じ動作例を示す状態遷移図である。図10(a)に示す綴じ部品43は、リング部43bを展開した状態であり、図8(a)の矢印Bから見た状態である。図10(a)に示す綴じ部品43はリング部43bを有している。リング部43bは、各々が円弧状を成すリング部A43d、リング部B43c及びリング部C43eを有している。リング部A43dとリング部B43cとは連結部で繋がっており、リング部B43cとリング部C43eとが連結部で繋がっている。
この例では、リング部A43dとリング部B43cの連結部及び、リング部B43cとリング部C43eの連結部は、各々折り曲げ自在な構成となされている。例えば、図10(a)に示すように、リング部A43d、リング部B43c及びリング部C43eの各両端部が略一直線上に展開された(揃った)状態から、
図10(b)に示す半綴じ状態を経て、更に、リング部A43d及びリング部C43eを折り曲げて結合部A43gと結合部B43hを結合する。これにより、図10(c)に示すように綴じ部品43が完全なリング形状を構成するようになる。
なお、結合部A43gと結合部B43hは、結合及び取り外しを何度も行うことができ、綴じ部品43を再利用できるようになされている。また、図8、図9及び図10において説明した綴じ部品43は、用紙3の大きさ(用紙幅寸法)及び用紙束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、その都度、カートリッジ42を代えるか、又は、カートリッジ42に対して綴じ部品43を収納し直すように取り扱われる。
図11は、カートリッジ装填機構40の構成例を補足する側面図である。図11に示すカートリッジ装填機構40によれば、図9に示した積層状態の綴じ部品43(積層バインドリング)を収納(セット)したカートリッジ42をカートリッジ装填機構40に装填した状態である。この例では、カートリッジ装填機構40から、図5に示した左面フレーム4L(図中手前側)を取り除いて、便宜的にプッシャー403の上部の構造を見易くしたものである。
図11において、カートリッジ装填機構40は、第1のプッシャリンク411を有している。プッシャリンク411には両側を補強した長手状の金属板が使用される。プッシャリンク411には操作扉407が回動自在に係合される。例えば、プッシャリンク411の一端と操作扉407とが軸支ピン428で軸支される。
操作扉407は底面部材4bに対して軸支ピン427で回動自在に軸支されている。操作扉407は一端が90°に曲げ加工され、プッシャリンク411に上方向への力を伝達するように操作される。操作扉407の他端の所定の面側には、取手4eが設けられる。取手4eを図中右側に引くと、操作扉407が開き、軸支ピン427を回動中心にしてプッシャリンク411を上方に押し上げるようになされる。反対に操作扉407を開いた状態から、取手4eを図中左側に押し戻すと、軸支ピン427を回動中心にして、プッシャリンク411が下方向へ引き下げられる。
また、第1のプッシャリンク411には第2のプッシャリンク412が回動自在に係合される。例えば、プッシャリンク411の一端とプッシャリンク412の全長の1/3付近で軸支ピン429により、当該プッシャリンク411とプッシャリンク412とがT字状に軸支される。プッシャリンク412の一端は軸支ピン442で図示しない左面フレーム4Lに軸支される。
プッシャリンク412の他端には当接ピン441が立設されている。左面フレーム4Lには、当接ピン441をガイドする円弧状の長孔部432が設けられる。この例では、プッシャリンク412の当接ピン441側の上面がプッシャー403を上下するためのパンタグラフ構造410に係合される。上述の取手4eを図中右側に引くと、操作扉407が開き、軸支ピン427を回動中心にして押し上げられたプッシャリンク411が、軸支ピン442を回動中心にして、プッシャリンク412を上方に押し上げる。この結果、パンタグラフ構造410を介してプッシャー403を強制的に上方向へ押し上げることができる。
反対に、上述の操作扉407を開いた状態から、当該取手4eを図中左側に押し戻すと、軸支ピン427を回動中心にして押し下げられたプッシャリンク411がプッシャリンク412を下方向へ押し戻す。この結果、パンタグラフ構造410を介したプッシャー403の下方向への移動が自由になされる。
プッシャー403の上方の左右には第1のホルダリンク413及び第2のホルダリンク414が回動自在に係合されている。例えば、ホルダリンク413には両側を補強した長手状の金属板が使用され、その中央部には、長孔部433が設けられる。ホルダリンク413の一端は、プッシャー403の左側に軸支ピン421で軸支される。ホルダリンク414にも両側を補強した長手状の金属板が使用され、その中央部には長孔部434が設けられている。ホルダリンク414の一端は、プッシャー403の右側に軸支ピン424で軸支される。
この例で、右面フレーム4R(図中奥側)の所定の位置であって、上下方向に直線状に、長孔部437が開口されている。ホルダリンク413の長孔部433と、ホルダリンク414の長孔部434とが長孔部437に対して軸支ピン427で回動自在に軸支されている。
更に、第3のホルダリンク413には第4のホルダリンク416が回動自在に係合される。例えば、ホルダリンク413の他端とホルダリンク416の他端とが軸支ピン425で軸支される。ホルダリンク416にも両側を補強した長手状の金属板が使用され、その中央部には、長孔部436が設けられている。
上述のホルダリンク414には、ホルダリンク415が回動自在に係合される。例えば、ホルダリンク414の他端とホルダリンク415の他端とが軸支ピン422で軸支される。ホルダリンク414にも両側を補強した長手状の金属板が使用され、その中央部には、長孔部434が設けられている。
なお、ホルダリンク415の他端は、右面フレーム4R(図中奥側)の右上部において、軸支ピン426で当該右面フレーム4Rに可動自在に軸支される。ホルダリンク416の他端は、右面フレーム4Rの左上部において、軸支ピン423で当該右面フレーム4Rに可動自在に軸支される。ホルダリンク415の長孔部435と、ホルダリンク416の長孔部436とが長孔部437に対して軸支ピン428で回動自在に軸支されている。
この軸支ピン428の下方位置において、当該軸支ピン428が設けられた板部材からピン445が突出配置されており、このピン445に、プッシャリンク412の上面が係合され、操作扉407を開動作することで、パンタグラフ構造410が開閉動作をし、プッシャー403を上部に引き上げるようになされる。
これにより、カートフレーム401内の上方領域に、プッシャー403を保持するパンタグラフ構造410を配置できるようになる。このパンタグラフ構造410によれば、長孔部437を基準にして、ホルダリンク413及びホルダリンク414、ホルダリンク415及びホルダリンク416がX字状に伸縮可能となされ、カートフレーム401の上部でプッシャー403を吊り上げるようになされる。図中、引張りバネ406の一端は可動ピン404に接続されているが、他端は、左面フレーム4Lが取り除かれているので、その突起部4dから外された状態を示している。
図12〜図15は、カートリッジ装填機構40の動作例を示す側面図である。図12は、プッシャー403の押圧例(その1)を示す側面図である。綴じ部品43は、図11に示したカートリッジ42から順次引き出され、当該カートリッジ42内に綴じ部品43が残りわずかになった状態である。
このカートリッジ装填機構40のパンタグラフ構造410によれば、プッシャリンク412の当接ピン441とホルダリンク415とが非当接状態となされ、長孔部437を基準にして、ホルダリンク413,414,415,416が上下に延びたX字状に伸長され、カートフレーム401の上部でプッシャー403を吊り上げた状態を維持するようになされる。
図13は、プッシャー403の押圧例(その2)を示す側面図である。図13に示すプッシャー403は、図12に示した部品消費状態から、更に、綴じ部品43が消費され、カートリッジ42内で最後の一の綴じ部品43を押圧している状態である。この際のパンタグラフ構造410によれば、プッシャリンク412の当接ピン441とホルダリンク415とが非当接状態となされ、直線状の長孔部437を基準にして、ホルダリンク413,414,415,416が上下に延びたX字状に伸長され、カートフレーム401の上部でプッシャー403を吊り上げた状態を維持するようになされる。
図13及び図14は、カートリッジ装填機構40における操作扉407の開動作例を示す側面図である。図14に示した取手4eを図中右側に引くと、操作扉407が開き、軸支ピン427を回動中心にして押し上げられたプッシャリンク411が、軸支ピン442を回動中心にして、プッシャリンク412を上方に押し上げる。この結果、パンタグラフ構造410を介して、プッシャー403を強制的に上方向へ押し上げることができる。
この際のパンタグラフ構造410によれば、プッシャリンク412の当接ピン441がホルダリンク415の半円弧状の凹部445に当接され、長孔部437を基準にして、ホルダリンク413,414,415,416が上下に詰まったX字状に短縮され、カートフレーム401の上部でプッシャー403を吊り上げた状態を維持するようになされる。
この段階で、長孔部405の最上端に押し上げられた可動ピン404は、ピン引掛け部408に嵌合した姿勢を維持しているので、カートリッジ42をカートフレーム401に連続的にロックしている状態である(上端ロック機構)。
この状態からカートリッジ42を右側に強く引き出すと、上端ロック機構が解除される。このとき、ピン引掛け部408の山形状を越える外力が可動ピン404に働いた時点で、ロックを解除できるようになる(上端ロック解除機構)。しかも、可動ピン404が引張りバネ406に付勢されて長孔部405の最下端に移動する。
図15は、プッシャー403のロック例を示す側面図である。図15に示すカートリッジ装填機構40によれば、図14に示した操作扉407が開状態でカートリッジ42が引き抜かれ、当該カートリッジ42が装填されることなく、操作扉407が閉操作された場合である。この場合、操作扉407を開いた状態から、当該取手4eを図中左側に押し戻すと、軸支ピン427を回動中心にして押し下げられたプッシャリンク411がプッシャリンク412を下方向へ押し戻す。この結果、プッシャー403の下方向への移動を自由になされる。
しかし、この例では安全対策として、カートリッジ42が抜かれた状態のカートフレーム401に対して、操作扉407を閉操作しても、図15に示すように可動ピン404がプッシャー403をロックするようになっている。これは、左面フレーム4Lの突起部4dと可動ピン404の一端との間に取り付けられた引張りバネ406が長孔部405の最下端の側に可動ピン404を付勢するためである。これにより、カートリッジ42が装填されないときは、ガイド溝部402へ可動ピン404を突出できるので、プッシャー403の落下動作を阻止でき、プッシャー押圧動作を制限できるようになった(下端ロック機構)。
図16は、バインド装置100における制御系の構成例を示すブロック図である。図16に示すバインド装置100には制御部50が設けられる。制御部50には、図示しないCPUや、RAM、ROM等を備えたマイクロコンピュータが使用される。
制御部50の入力側には、例えば、給紙センサ111、用紙検知センサ114,118,消耗品センサ119が接続される。その出力側には、例えば、用紙搬送部10、パンチ処理部20、紙揃えユニット30、移動機構41及び排出ユニット60の各々のモータ駆動部(図示せず)が接続される。
給紙センサ111は、第1の搬送路11上の用紙3の先端を検知して給紙制御信号S11を制御部50へ出力する。用紙検知センサ114は、用紙3の前端及び後端を検知して用紙検知信号S14を制御部50へ出力する。用紙搬送部10は、用紙搬送制御信号S10に基づいて給紙口13から引き込んだ用紙3を排出口14又は第2の搬送路12へ向けて搬送するようになされる。用紙搬送制御信号S10は給紙制御信号S11や用紙検知信号S14等を入力した制御部50から用紙搬送部10へ出力される。
パンチ処理部20では、パンチ制御信号S20に基づいて図1に示したモータ22を駆動し、パンチ刃21を往復動作する。用紙3はモータ22によって駆動されるパンチ刃21によって、1枚ずつ穿孔される。パンチ制御信号S20は制御部50からパンチ処理部20へ出力される。用紙検知センサ118は、パンチ処理後の用紙3’の前端及び後端を検知して用紙検知信号S18を制御部50へ出力する。
紙揃えユニット30は、紙揃え制御信号S30に基づいてパドルローラユニット32やサイドジョーガー等を駆動して複数枚の用紙束3”を揃えるようになされる。紙揃え制御信号S30は制御部50から紙揃えユニット30へ出力される。図16に示す消耗品センサ119は、図5〜図7に示したカートリッジ内の綴じ部品43の残量を検知して制御部50に消耗品検知信号S19を出力する。
移動機構41は、綴じ部品取り出し位置と用紙綴じ位置との間を移動機構制御信号S41に基づいて往復回動するようになされる。移動機構制御信号S41は消耗品検知信号S19を入力した制御部50から移動機構41へ出力される。また、移動機構41は、カートリッジ装填機構40から綴じ部品43を取り出して紙揃えユニット30のクランプ移動機構80と協調して当該綴じ部品43で用紙束3”の一辺を綴じるように動作する。綴じ部品43で綴じられた用紙束3”は冊子90となる。排出ユニット60は、バインド処理部400により作成された冊子90を排出制御信号S60に基づいて排出処理するようになされる。これらにより、バインド装置100における制御系を構成する。
続いて、バインド装置100におけるカートリッジ42の取扱例について説明する。図17は、カートリッジ42の取扱例を示すフローチャートである。
この例では、図11に示したカートリッジ装填機構40において、カートリッジ42をカートフレーム401に装填すると、可動ピン404によるロック機能が解除される。これにより、プッシャー403は、カートリッジ42内の綴じ部品43を上部から押し付けるようになされる。
これらを取扱条件にして、図17に示すフローチャートのステップST1でカートリッジ42をカートリッジ装填機構40に装填する。このとき、カートフレーム401内に画定された装填領域にカートリッジ42を装填するようになされる。カートリッジ装填機構40では、カートリッジ42の挿入端側の面で可動ピン404を押し上げ、長孔部405に沿って可動ピン404を待避させるようになされる。
この例では、可動ピン404は、横からの外力を受けて逃げ場を失い、引張りバネ406の付勢力に打ち勝ってく字状の長孔部405の形状に沿って上部へ移動して行く。このようにすると、ガイド溝部402から可動ピン404を上部方向へ移動できるので、以後、プッシャー403の落下動作を開放できるようになる(図11参照:下端ロック解除機構)。
次に、ステップST2に移行して綴じ処理を実行する。例えば、図3に示したバインド処理部400では、紙揃えユニット30により揃えられた複数枚の用紙束3”を、紙揃えユニット30と協調して綴じ部品43で綴じて冊子90を作成するようになされる。
このとき、移動機構41の開口部41cがカートリッジ42側を向く位置で、図10(a)に示したような積層状態の綴じ部品43から、押さえ爪機構409を介してその最下部の一の綴じ部品43を受け取る。綴じ部品43を受け取った移動機構41は、図10(b)に示したような半綴じ状態とするように当該綴じ部品43の形態を変化させる。
その後、図4に示した移動機構41は、移動機構回転軸41dを基準にして、矢印Aに示したように、綴じ部品取り出し位置から用紙綴じ位置まで回動する。移動機構41の回動制御は、図示しない制御系によりモータ制御信号に基づいて移動機構回転用のモータ等を駆動することにより実行される。紙揃えユニット30では、用紙綴じ位置で、図示しないクランプ機構が移動機構41と協調して綴じ部品43で用紙束を綴じるようになされる。このとき、図10(c)に示したように綴じ部品43は、完全なリング形状を構成するようになる(自動製本機能)。
更に、ステップST3で綴じ部品43を全部使用したかを判断する。この際の判断は、図示しない綴じ部品43の残量を検知する消耗品センサ119からの消耗品検知信号S19(残量検知情報)に基づいて制御部50で、カートリッジ42内の綴じ部品43を全部使用したか否かを判断するようにされる。綴じ部品43を全部使用した場合は、制御部50でその旨を表示処理等するようにしてもよい。その旨を表示がなされた場合は、ステップST4に移行して、カートリッジ装填機構40からカートリッジ42を取り出す。このとき、可動ピン404はピン引掛け部408を越えた後、カートリッジ42が順次抜かれることと、引張りバネ406の付勢力に従動して、ガイド溝部402の形状に沿って下部へ移動して行く。可動ピン404は降りきった場所でプッシャー403を支持するようになる。
その後、ステップST5に移行して、カートリッジ42に綴じ部品43を収納する。このとき、ユーザは、図8aに示したような綴じ部品43を図9に示したように積層して無天面状のカートリッジ42に収納する。そして、ステップST1に戻ってカートリッジ42をカートリッジ装填機構40に装填する。このとき、カートリッジ装填機構40では、カートリッジ42の挿入端側の面で可動ピン404を押し上げ、長孔部405に沿って可動ピン404を待避するようになされる。このようにすると、ガイド溝部402から可動ピン404を上部方向へ移動できるので、以後、プッシャー403の落下動作を開放できるようになる(下端ロック解除機構)。以下、上述した処理を繰り返すようになされる。
このように、本発明に係るカートリッジ装填機構及び用紙処理装置によれば、複数の綴じ部品43が積層され、当該綴じ部品43を最下部の順から供給する場合に、カートフレーム401で装填領域を画定する左面及び右面フレーム4L,4Rには、く字状のガイド溝部402が設けられる。プッシャー403は、カートリッジ42の装填と共にガイド溝部402に沿って綴じ部品43上を押圧する。可動ピン404は、ガイド溝部402のプッシャー403の移動軌跡上に自在に突出されて当該プッシャー403の動作を規制する。
一対の長孔部405は、ガイド溝部402と略平行する本体部の所定の2つの面にく字状の長孔路を各々有しており、可動ピン404を両端で可動自在に支持する。引張りバネ406は長孔部405の一端に可動ピン404を付勢するようになる。
従って、カートリッジ42の非装填時、ガイド溝部402のプッシャー403の移動軌跡上への可動ピン404の突出状態を維持できるので、プッシャー403の落下動作を阻止できるようになる。上述した例では、降下するプッシャー403を可動ピン404で受け止める構造を採っているので、ジャム処理時に、プッシャー403が誤って触れられても、機械本体の移動機構41の押さえ爪機構409の側に向かって降下し始めたプッシャー403をその綴じ爪部付近に至る途中で停止させることができる。
これにより、ジャム処理時、不本意なプッシャー降下を原因とするる障害を無くすことができる。しかも、当該カートリッジ42の前端面で可動ピン404を押し上げ、長孔部405に沿って可動ピン404を待避させることができるので、カートリッジ42の装填後、プッシャー403の落下動作を開放できるようになる。
上述した実施例では、可動ピン404が長孔部405に沿って移動する場合について説明したが、これに限られることはなく、カートフレーム401内からカートリッジ42が抜き去れた時に、有効なプッシャー降下防止用のプレートを待避させる構造であってもよい。この構造であると、カートリッジ42が装填されたとき、カートリッジ42に押されてプレートを待避するようにすればよい。