JP2008296536A - 製本装置及び画像形成システム - Google Patents

Abstract

【課題】用紙束の背部を接着剤で接着し冊子を得る製本装置において用紙束の接着強度が高い高品質の冊子の作成が可能な、小型で、軽量で、安価で、高生産性の製本装置、及び該製本装置を有する画像形成システムの提供。
【解決手段】用紙束を厚み方向に押圧する押圧手段と、前記押圧手段に押圧された用紙束の背に接着剤を塗布する塗布手段と、前記押圧手段により押圧された用紙束の背に当接して背部の用紙間隙を広げる拡張部材と、前記拡張部材を用紙束の背の長手方向に沿って往復移動させる長手方向移動手段と、前記拡張部材を用紙束の背の厚さ方向に往復移動させる厚さ方向移動手段とを有することを特徴とする製本装置。
【選択図】図４

Description

本発明は製本装置及び、画像形成装置と該製本装置とを有する画像形成システムに関し、特に、複数枚の用紙を接着剤で接着することにより冊子を作成する技術に関する。

軽印刷の分野においては、たとえば、電子写真画像形成装置のように高速の画像形成性能を有する画像形成装置と製本装置とを連結することにより、印刷から製本までを行い冊子を作成する画像形成システムが普及している。

このような画像形成システムは、印刷工程と製本工程とが別工程で実行される従来の一般的な本製造工程に対して、印刷速度、製本速度自体は低いが、印刷内容を随時変更できるという利点を有し、総合的に高効率の画像形成システムであり、ＰＯＤ（ＰＲＩＮＴ ＯＮ ＤＥＭＡＮＤ）システムとして、利用されている。

ＰＯＤシステムの特徴は、顧客の要望に応じて印刷の内容が随時変更可能であるなど、柔軟性に富んでいることであり、従って、ＰＯＤシステムにおいては、十数ページの冊子から数百頁の冊子まで広範囲に亘って厚さが異なる冊子が作成され、扱われる用紙の種類も多様である。

一方、ＰＯＤシステムは、オフィス等の環境に設置されることが多いことから小型、軽量であることが要求される。

このために、システムを構成する製本装置では、比較的単純な綴じ処理工程が必要とされ、接着剤を用いて用紙を綴じる工程が用いられる。

このような製本装置として、用紙束の背に沿ってその長手方向に往復移動する塗布ローラにより接着剤の塗布を行い、塗布ローラの回転方向の選択により冊子の厚さに対応した塗布量の制御を行うようにしたものが知られている（例えば特許文献１を参照。）。

また、用紙束の背に接着剤が浸入しやすくするため、用紙束の背にノッチカッタ（ガリカッタ）でノッチを入れるようにしたものが知られている（例えば特許文献２を参照。）。
特開２００４−２０９７５３号公報 特開平１−３０１３７号公報

しかし、引用文献１に開示された製本装置では、塗布ローラを用紙束の背に沿って往復移動して接着剤の塗布を行うことにより接着剤を均一に塗布することは可能となるが、用紙束の背に接着剤が塗布されるのみで用紙間隙には接着剤が浸入しない可能性があり、このような場合は、用紙束の接着強度としては十分なものが得られない可能性があるという問題点があった。

又、上記対策として用紙束の背に接着剤を浸入し易くするようにしたものとして、引用文献２に開示された製本装置では、ノッチカッター（ガリカッター）により用紙束の背にノッチを入れることで用紙間隙に接着剤を浸入し易くし、用紙束の接着強度が十分なものが得られるようにしている。しかし、ノッチカッターは大型で、質量も大きく、高価で、ノッチを入れる時に紙粉を発生してしまい清掃（メンテナンス）が必要なことから生産性が低下してしまうという問題点があった。

本発明は上記問題点に鑑み、用紙束の背部を接着剤で接着し冊子を得る製本装置において用紙束の接着強度が高い高品質の冊子の作成が可能な、小型で、軽量で、安価で、高生産性の製本装置、及び該製本装置を有する画像形成システムの提供を目的とする。

上記の目的は、本発明の下記の後処理装置及び画像形成システムにより解決される。

１．用紙束を厚み方向に押圧する押圧手段と、前記押圧手段に押圧された用紙束の背に接着剤を塗布する塗布手段と、前記押圧手段により押圧された用紙束の背に当接して背部の用紙間隙を広げる拡張部材と、前記拡張部材を用紙束の背の長手方向に沿って往復移動させる長手方向移動手段と、前記拡張部材を用紙束の背の厚さ方向に往復移動させる厚さ方向移動手段とを有することを特徴とする製本装置。

２．用紙に画像形成を行う画像形成装置と前記１に記載の製本装置とを有することを特徴とする画像形成システム。

本発明によれば、
用紙束の背部の用紙間隙を広げる拡張手段を蛇行手段により蛇行させて、塗布ローラで接着剤を塗布直前に背部の用紙間隙を広げ、背部の用紙間隙に接着剤を浸入させることにより、冊子を構成する用紙がバラバラとならない、高品質な冊子を製造可能な製本装置及び、画像形成装置と該製本装置とを有する画像形成システムの提供が可能となる。

本発明の後処理装置、及び後処理装置を備えた画像形成システムの実施の形態を図面に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限定されるものではない。

図１は本発明の実施の形態に係る製本装置を備えた画像形成システムの全体を示す図である。

画像形成システムは用紙に画像を記録する画像形成装置Ａ及び画像形成装置Ａで画像が記録された用紙を製本処理する製本装置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。

画像形成通信手段Ｃ１１は製本装置通信手段Ｃ２２と接続され、製本装置Ｂと後処理に係る情報の授受を行う。

画像形成装置制御手段Ｃ１は画像形成装置Ａに係る上述した動作の制御を行う。

製本装置Ｂは画像形成装置Ａから送り込まれた用紙Ｓ１を複数枚束ねて用紙の束を構成し、用紙束Ｓ４に表紙用紙を接合して冊子（本）を形成する装置である。

以下、表紙用紙を表紙Ｓ２と言い、用紙Ｓ１の束に表紙Ｓ２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と、排紙皿２０と、用紙反転部４０と、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と、用紙束Ｓ４の背に接着剤を塗布する塗布手段である塗布部６０と、表紙Ｓ２を収納する表紙収納部８０と、表紙Ｓ２を支持する表紙支持部９０と、冊子Ｓ３を集積する冊子排出部１００とを有する。

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、集積された用紙は用紙集積板５０１と用紙束を厚み方向に押圧する押圧手段である用紙狭持板５０２との間に狭持され回転して、用紙束Ｓ４をほぼ垂直状態で保持する。

なお、用紙狭持板５０２には集積板５０１と用紙狭持板５０２との間に狭持された用紙束Ｓ４の厚さを測定する厚さ測定センサ５０４が配設されており、用紙狭持板５０２が集積板５０１側に付勢され用紙束Ｓ４を狭持する時、狭持された用紙束Ｓ４の厚さを測定する。

また、センサで用紙束の厚さを測定する代わりに、オペレータが画像形成装置Ａの操作パネルＰで設定した冊子を構成する用紙の枚数や紙種に基づいて演算するようにしても良い。

そして、垂直状態に狭持された用紙束Ｓ４の下面（背部）に、塗布部６０により接着剤が塗布される。接着剤は取り扱いが容易で、冷却により短時間で固化し固化後も柔軟性を保っているホットメルトが好ましい。

接着剤が塗布された用紙束Ｓ４に表紙収納部８０から給紙された表紙Ｓ２が接触し、接着される。

用紙束Ｓ４に表紙Ｓ２が接着されて作成された冊子Ｓ３は本排出部１００に排出される。

製本装置通信手段Ｃ２２は画像形成通信手段Ｃ１１と接続され、画像形成装置Ａと製本処理に係る情報の授受を行う。

製本装置制御手段Ｃ２は製本装置Ｂに係る上述した動作及び、後述する塗布部６０に係る動作の制御を行う。

以上説明したように、後述する製本装置Ｂに上述した画像形成装置Ａを連結することにより、用紙束の接着強度が高い高品質の冊子の作成が可能な、小型で、軽量で、安価で、高生産性の製本装置を有する画像形成システムの提供が可能となる。

図２は塗布部の全体を示す図である。

図２は図１に記載した塗布部６０を左側面から見た図である。

塗布部６０は、用紙狭持板５０２に狭持された用紙束Ｓ４の下方に配置されており、接着剤ＡＤを用紙束Ｓ４の背ＳＡに塗布する塗布部材である塗布ローラ６１１と接着剤ＡＤを収容する接着剤槽６１２と用紙狭持板５０２により押圧（持板）された用紙束Ｓ４の背ＳＡ部の用紙間隙を広げる拡張部材６１４とを有する塗布ユニット６１と、塗布ユニット６１を用紙束Ｓ４の背ＳＡの背の長手方向に沿って往復移動させる長手方向移動手段６３と、前記拡張部材６１４を用紙束Ｓ４の背の厚さ方向に往復移動させる厚さ方向移動手段６４とを有している。

塗布ローラ６１１はモータＭＴ２により矢印Ｗ１方向に回転され、接着剤槽６１２に収容された接着剤ＡＤをその周面に付着させ、用紙束Ｓ４の背ＳＡに塗布する。

そして、長手方向移動手段６３と厚さ方向移動手段６４とは、塗布ユニット６１が用紙束Ｓ４の背ＳＡの長手方向に沿って移動される時に拡張部材６１４が用紙束Ｓ４の背ＳＡに沿って往復するようになっている。

即ち、長手方向移動手段６３と厚さ方向移動手段６４とは、拡張部材６１４を用紙束Ｓ４の背ＳＡに沿って蛇行させる機能を有し、蛇行手段を構成している。

接着剤の塗布は１又は複数回の塗布ユニット６１の往復時に行われるが（最低、塗布ユニット６１の往時のみ）、拡張部材６１４は塗布ローラ６１１に対して、塗布ユニット６１による第１回目の接着剤塗布時（矢印Ｗ２方向）の塗布方向下流側（図示右側）に位置している。

拡張部材６１４が用紙束Ｓ４の背ＳＡに向けて付勢された状態で、用紙束Ｓ４の背ＳＡに沿って蛇行しながら移動することにより、用紙束Ｓ４の背ＳＡを引っ掻くようにして背部の用紙間隙を広げさせ、後続する塗布ローラ６１１により拡張した用紙間隙に接着剤の浸入を可能とさせる。

長手方向移動手段６３は塗布ユニット６１を駆動ベルト６７を介して用紙束Ｓ４の背ＳＡＳＡに沿って平行移動させるモータＭＴ１を有している。

長手方向移動手段６３により塗布ユニット６１は用紙束Ｓ４の背ＳＡに対して図示左右方向（矢印Ｗ２／Ｗ３方向）に移動可能となっている。

矢印Ｗ２で示す往動と矢印Ｗ３で示す復動は、駆動ベルト６７を介して塗布ユニット６１を往復させるモータＭＴ１の正逆回転駆動で行われる。

集積部５０に用紙束Ｓ４がほぼ垂直状態で保持されると、矢印Ｗ２／Ｗ３方向のホームポジション（図示左端位置）に位置する塗布ユニット６１は、モータＭＴ１の正転により下流側（矢印Ｗ２方向）に向けて移動開始される。

塗布ユニット６１の塗布ローラ６１１が一方の端部に来ると、塗布ユニット６１は用紙束Ｓ４の背ＳＡＳＡと塗布ローラ６１１の表面（背ＳＡとの対向位置）との間隙ｄが予め設定された接着剤塗布厚さに等しい値になるまで上昇する。

そして、塗布ユニット６１は上昇した状態で、矢印Ｗ２方向に移動しながら塗布ローラ６１１により用紙束Ｓ４の背ＳＡに接着剤ＡＤを塗布し、他方の端部に来ると塗布ユニット６１は下降して矢印Ｗ２で示す往路における塗布が終了する。

ここで、少なくとも往路における接着剤の塗布中は、拡張部材６１４が長手方向移動手段６３と厚さ方向移動手段６４とにより蛇行しながら用紙束Ｓ４の背ＳＡに沿って移動され、塗布ローラ６１１の直前で用紙束Ｓ４の背ＳＡの用紙間隙を拡張し、用紙間に接着剤の浸入を容易にさせている。

そして塗布ユニット６１の矢印Ｗ３で示す復路においても矢印Ｗ２で示す往路と同様にして接着剤の塗布を行う。

しかし、復路においては離接手段６１５６を作動させて、拡張部材６１４を用紙束Ｓ４の背ＳＡと離間させて、用紙間隙の拡張を行わせない。

なお、往路のみ接着剤ＡＤを塗布するようにしても構わない。

また、復路においても拡張部材手段６１４を蛇行させながら用紙束Ｓ４の背ＳＡに沿って移動させ、塗布した接着剤を用紙間に押し込むようにしても良い。

用紙束の一方の端部とは、往動における用紙束の塗布方向上流側端部を指し、用紙束の他方の端部とは、往動における用紙束の塗布方向下流側端部を指す。

塗布ユニット６１のホームポジションは、矢印Ｗ２／Ｗ３方向に用紙束Ｓ４から外れた図示左端位置で、図１の製本装置Ｂの正面から見て奥側に位置しており、矢印Ｗ４方向に背ＳＡと塗布ローラ６１１の表面（背ＳＡとの対向位置）とが離間している位置で接着剤の塗布は行われない。

そして塗布ユニット６１のホームポジションにおいて、補給装置６６から接着剤のペレットＰＴが補給される。

図３は塗布部の詳細構成を示す図である。

以下図２、図３を参照して塗布ユニット６１の往動時及び復動時における接着剤の塗布を詳細に説明する。

上流側とは塗布ユニット６１の往動時（矢印Ｗ２方向移動時）の上流側を指し、下流側とは塗布ユニット６１の往動時の下流側を指す。

また、往動とは上流から下流に向けての動作を指し、復動とは下流から上流に向けての動作を指す。

塗布ユニット６１は前述以外に規制部材６０３、６０４、ヒータ６０５及び接着剤量センサ６０６等を有する。

接着剤槽６１２内のペレットはヒータ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。規制部材６０４は板状の支持部材６０７により支持され、その下端エッジ６０４Ｂで塗布ローラ６１１上の接着剤の層厚を規制し、上端エッジ６０４Ａで矢印Ｗ３方向に移動時に用紙束の背ＳＡ上の接着剤の層厚を規制する。

塗布ローラ６１１の上流側に位置する塗布ローラの規制部材６０３は、塗布ユニット６１が矢印Ｗ２で示す方向に移動して塗布を行う際に塗布層の厚さを規制する。

塗布ローラ６１１はモータＭＴ２の駆動で矢印Ｗ１で示す方向に回転され、接着剤槽６１２から接着剤ＡＤを汲み上げ、用紙束Ｓ４の背ＳＡＳＡに接着剤ＡＤを塗布可能としている。

拡張部材６１４の先端の突起６１４１により、少なくとも矢印Ｗ２方向移動中に塗布ローラ６１１で接着剤ＡＤを塗布する直前に用紙束Ｓ４の背ＳＡ部ＳＡの用紙間隙を広げ、拡張した用紙間に接着剤ＡＤの浸入を容易にする。

図４は用紙間隙を拡張するための構成を示す図である。

図２、図３、図４を参照して用紙間隙の拡張について説明する。

図４（ａ）は側面図（図３の側方から見た図）である。

用紙束Ｓ４は用紙集積板５０１と用紙狭持板５０２により押圧（狭持）されている。

塗布ローラ６１１は前記の接着剤塗布厚さに等しい間隙を隔てて用紙束Ｓ４の背ＳＡと対向している。

塗布ローラ６１１の下流（図示手前）側に拡張部材６１４とその横に厚さ方向移動手段６４が位置しており、厚さ方向移動手段６４により拡張部材６１４がＷ５方向に往復移動する。

拡張部材６１４は用紙束Ｓ４の背ＳＡとの対向部に、用紙束Ｓ４の背ＳＡに向けて突き出した突起６１４１を有している。

又、長手方向移動手段６３により塗布ユニット６１が用紙束Ｓ４の背ＳＡに沿って図示手前に移動し、且つ厚さ方向移動手段６４により拡張部材６１４が矢印Ｗ５方向に移動することにより、突起６１４１が用紙束Ｓ４の背ＳＡに沿って蛇行しながら当接する。

この時突起６１４１が用紙束Ｓ４の背ＳＡを引っ掻き、所定ピッチで用紙束Ｓ４の背ＳＡ部の用紙間隙を広げさせる（図４（ｂ））。そして、後続する塗布ローラ６１１により拡張した用紙間隙に接着剤の浸入を可能とさせる。

厚さ方向移動手段６４は塗布ローラ６１１を回転駆動させるモータＭＴ１から歯車列又はベルト等を介して回転するカム６１５１とカム６１５１のカム溝６１５２に係合するカムフォロワ６１５３を有している。

拡張部材６１４を支持する支持部材６１５４は矢印Ｗ５方向に可動となっており、支持部材６１５４の一端に拡張部材６１４が配設され、他端にはカムフォロワ６１５３が配設されている。

そして、カム６１５１の回転によりカムフォロワ６１５が矢印Ｗ５方向に往復移動し、支持部材６１５４を介して拡張部材６１４が矢印Ｗ５方向に往復移動する。

この場合は、前記歯車列又はベルト等の減速比を変えることによりＷ５方向の単位長さあたりの往復回数を変更可能である。

厚さ方向移動手段６４による長手方向の移動に対して、厚さ方向の単位長さあたりの往復回数を変更することで蛇行ピッチを変化可能となる。

紙種や用紙束の厚さに応じて効率的に蛇行ピッチを可変とするため、塗布ユニット６１を回転駆動させるモータＭＴ１から前記歯車列又はベルト等を介して厚さ方向移動手段６４を駆動せずに、カム６１５１に蛇行ピッチを変化させる蛇行ピッチ変化手段６１５５であるモータＭＴ−５を連結し、モータＭＴ−５の回転数を変化させることにより厚さ方向の単位長さあたりの往復回数を変え、上述したように長手方向の移動に対して、厚さ方向の単位長さあたりの往復回数を変更することで蛇行ピッチを変化させても良い。

この場合は、用紙の厚さ情報を取得する厚さ取得手段により用紙の厚さ情報を取得する。

厚さの取得としては、例えば前述の厚さ測定センサ５０４の測定値、或いはオペレータが画像形成装置Ａの操作パネルＰで設定した冊子を構成する用紙の枚数と紙種（用紙厚さ）との積に基づく演算結果が利用可能である。

そして、これ等により取得した用紙束の厚さに応じて製本装置制御手段Ｃ２により蛇行ピッチ変化手段６１５５（モータＭＴ−５）の回転数を変化させ、蛇行ピッチ変化手段６１５５に接続されたカム６１５１の回転数を変化させ、厚さ方向の単位長さあたりの往復回数、結果的に蛇行ピッチを変化させる。

また必要に応じて、拡張部材６１４を用紙束Ｓ４の背ＳＡと接離可能とさせる離接手段６１５６を作動させて、拡張部材６１４を用紙束Ｓ４の背ＳＡから離間させても良い。

この場合は、離接手段６１５６のソレノイド（不図示）の作動により支持部材６１５４の上昇を阻止することで、例えば厚さの薄い用紙束の場合に拡張部材６１４の用紙束の背への当接を禁止することもできる。

図４（ｂ）は拡張部材による用紙間隙拡張の説明図である。

用紙束Ｓ４の背ＳＡは拡張部材６１４の突起６１４１の矢印Ｗ６方向の移動により用紙端部が引っ掻けられて用紙間に間隙の拡張部６１４２が発生し、間隙の拡張部６１４２に後続する塗布ローラ６１１により接着剤が浸入される。

図５は拡張部材による用紙間隙の拡張の説明図である。

図５は図４（ａ）の用紙束の背を図示下側から見た図で、一点鎖線は拡張部材６１４の突起６１４１の軌跡を示している。

拡張部材６１４の矢印Ｗ５方向の移動、及び塗布ユニット６１の矢印Ｗ７方向の移動により、複数の拡張部材６１４の突起６１４１ａ〜６１４１ｃは一点鎖線で示した軌跡で用紙束Ｓ４の背ＳＡＳＡを引っ掻きながら移動する。

このため、用紙束を構成する２点鎖線で示した隣り合う用紙は、一点鎖線との交点Ｑで突起６１４１により引っ掻かれ、交点Ｑで間隙の拡張部６１４２が発生する。

即ち、用紙束を構成する２点鎖線で示した隣り合う用紙は次々に複数の交点Ｑで引っ掻かれ間隙の拡張部６１４２が発生する。

第１の突起６１４１ａによる軌跡ａは用紙束の一方の端部からはみ出た軌跡を有し、第３の突起６１４１ｃによる軌跡ｃは用紙束の他方の端部からはみ出た軌跡を有し、第２の突起６１４１ｂによる軌跡ｂは軌跡ａと軌跡ｃとに幅方向でオーバラップした軌跡を有している。これにより用紙束Ｓ４の幅全面に亘って間隙の拡張部６１４２を発生させている。

また、軌跡のピッチＰｔはピッチＰｔの１／２が背の長さＬに対して４〜１０個、好ましくは４．５〜９個含まれることが好ましく、このような関係になるように長手方向移動手段６３の移動速度に対してカム６１５１の回転数が予め設定されている。

そして、一点鎖線部で発生させた用紙間の間隙の拡張部６１４２に、後続する塗布ローラ６１１により接着剤が浸入する。

ここで、塗布ローラ６１１の中心と突起６１４１との距離Ｄは２５ｍｍ程度が好ましい。

小さいと塗布ローラ６１１と拡張部材６１４が干渉しやすくなり、大きいと拡張部材６１４により拡張した間隙の拡張部６１４２が閉じてしまう可能性が高くなる。

図６は拡張部材の説明図である。

拡張部材６１４は一端が支持部材６１５４に固定され、他端側が用紙束Ｓ４の背ＳＡに向かって折り曲げられ、先端に用紙束Ｓ４の背ＳＡに対向する（図示上側）前記他端側の先端には複数の突起６１４１を有している。

図５（ａ）拡張部材の斜視図において、折り曲げ角度θは４５°＋４５°−１０°が用紙間に食い込みやすく好ましい。

突起６１４１の形状は根本の寸法ｄ１が３ｍｍ＋−０．５ｍｍで高さｈ１が１．８ｍｍ＋−０．１ｍｍで先端部の寸法ｄ２が０．４ｍｍ＋−０．１ｍｍの台形で、隣り合う突起との距離ｄ３が５〜１０ｍｍで、例えば突起６１４１の数を３個とすると１０ｍｍ程度が好ましい。

これらの寸法が大きすぎると用紙に対する食い込み量が大きくなり傷を付けたり紙粉を発生したりする原因となり、小さすぎると食い込み量が少なく用紙間隙に十分な接着剤の浸入ができなくなってしまう可能性がある。

突起６１４１の数は２〜４個、好ましくは３個がよい。これより多いと用紙間に侵入する接着剤が多くなり背部の厚さがふくらんでしまい、少ないと接着強度が低下してしまう。

なお、根本の寸法ｄ１、先端部の寸法ｄ２とも３ｍｍ程度、高さｈ１が１．８ｍｍ＋−０．１ｍｍ程度の矩形でも良く、根本の寸法ｄ１が３ｍｍ程度で、高さｈ１が１．８ｍｍ＋−０．１ｍｍ程度の三角形でも良い。

図５（ｂ）拡張部材と用紙束の関係図において、拡張部材６１４は自由な時の形状（破線）に対し、用紙束Ｓ４の背ＳＡに押されて０．５ｍｍ程度図示下側に撓んだとき（実線）に、用紙束Ｓ４の背ＳＡに向かう１００ｇ重程度の応力ｆを発生する板状の金属又はプラスチック材で構成されている。

そして、応力ｆが用紙束Ｓ４の用紙間に突起６１４１を食い込ませて間隙の拡張部６１４２を発生させる力となっている。

図７は製本装置と、該製本装置と画像形成装置とを有する画像形成システムのブロック図である。

画像形成システムは画像形成装置Ａと製本装置Ｂとを有している。

画像形成装置Ａを制御する画像形成装置制御手段Ｃ１と製本装置Ｂを制御する製本装置制御手段Ｃ２とは、それぞれＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ）とＲＯＭ（Ｒｅａｄ・Ｏｎｌｙ・Ｍｅｍｏｒｙ）と不揮発のＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ・Ａｃｃｅｓｓ・Ｍｅｍｏｒｙ）（例えばバッテリーバックアップされたＲＡＭ）と下記の各種機器とのインターフェースを行うＩＦ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）等を有している。

画像形成装置Ａについて説明すると、画像形成通信手段Ｃ１１は画像形成装置制御手段Ｃ１により制御され、製本装置Ｂの製本装置通信手段Ｃ２２とシリアル通信を行っている。

原稿搬送装置Ａ２は画像形成装置制御手段Ｃ１により制御され、原稿を画像読取部Ａ３の画像読み取り部に向けて搬送する。

画像読取部Ａ３は画像形成装置制御手段Ｃ１により制御され、原稿搬送装置Ａ２により搬送される原稿の画像を読み取り、原稿画像情報を画像形成装置制御手段Ｃ１に入力する。

画像形成部Ａ１は画像形成装置制御手段Ｃ１により制御され、例えば、画像読取部Ａ３により入力された原稿画像情報に基づいて用紙にトナー画像を形成する。

定着装置８は画像形成装置制御手段Ｃ１により制御され、画像形成部Ａ１により用紙上に形成されたトナー画像を加熱圧着することにより定着する。

操作パネルＰはタッチパネル等を有し、画像形成装置制御手段Ｃ１により制御され、タッチパネルに各種操作スイッチや製本処理に係る情報等を表示し、各種操作スイッチの操作情報が画像形成装置制御手段Ｃ１に入力される。

製本装置Ｂについて説明すると、製本装置通信手段Ｃ２２は製本装置制御手段Ｃ２により制御され、画像形成装置Ａの画像形成通信手段Ｃ１１とシリアル通信を行い、画像形成装置Ａの操作パネルＰから入力された製本処理に係る情報等を受信する。

搬送部１０は製本装置制御手段Ｃ２により制御され、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。

排紙皿２０は製本装置制御手段Ｃ２により制御され、搬送部１０から搬送された用紙Ｓ１を集積する。

用紙反転部４０は製本装置制御手段Ｃ２により制御され、搬送部１０から搬送された用紙Ｓ１を反転（スイッチバック）して集積部５０に給紙する。

集積部５０は製本装置制御手段Ｃ２により制御され、搬送部１０から搬送された用紙Ｓ１を所定枚数集積する。

塗布装置６０の下記手段と部材は製本装置制御手段Ｃ２により制御され、集積部５０で集積された用紙束の背に接着剤を塗布する。

長手方向移動手段６３のモータＭＴ１は塗布ユニット６１を用紙束の背に沿って移動させる。そしてモータＭＴ１はパルスモータが好ましく、製本装置制御手段Ｃ２はモータＭＴ１の駆動パルスをカウントして塗布ユニット６１の矢印Ｗ２／Ｗ３方向の移動量を演算し、塗布ユニット６１の位置を把握する。

なお、製本装置制御手段Ｃ２により制御されるカウンタＣ２１を設けてモータＭＴ１に接続されたパルスエンコーダのパルスをカウントして塗布ユニット６１の矢印Ｗ２／Ｗ３方向の移動量を把握するようにしても良い。

塗布ユニット６１を用紙束の長手方向に移動させるモータＭＴ２は塗布ローラ６１１と、歯車列やベルト等の動力伝達手段を介して拡張部材６１４を蛇行させるカム６１５１とを回転させる。

なお、図４を参照して説明したように紙種や用紙束の厚さに応じて効率的に蛇行ピッチ即ち蛇行間隔を可変するためには、カム６１５１をモータＭＴ２によって駆動させずに、カム６１５１を蛇行ピッチ変化手段６１５５であるモータＭＴ５によって駆動し、モータＭＴ５の回転数を用紙束Ｓ４の厚さ等に応じて変化させ蛇行ピッチを変化させるとなお良い。

なおこの場合は、モータＭＴ２の回転数即ち拡張部材６１４の長手方向の移動速度に対して、蛇行ピッチ変化手段６１５５であるモータＭＴ５の回転数即ち拡張部材６１４厚さ方向の移動速度を調整して拡張部材６１４の蛇行ピッチを変化させる。

離接手段６１５６は不図示のソレノイド（不図示）の作動により拡張部材６１４を用紙束Ｓ４の背ＳＡと離間させる。

厚さ測定センサ５０４は製本装置制御手段Ｃ２により制御され、集積部５０で狭持された用紙束の厚さを測定し、測定値を製本装置制御手段Ｃ２に入力する。

表紙収納部８０は製本装置制御手段Ｃ２により制御され、必要に応じて収納した表紙を給紙する。

表紙支持部９０は製本装置制御手段Ｃ２により制御され、給紙された表紙を支持して用紙束の背に接着する。

以下に記すフローの制御は製本装置制御手段Ｃ２により実行される。

図３、図４、図７、図８、図９、図１０を参照して用紙束の接着剤塗布に係るフローを説明する。

図８は製本装置における用紙束の接着剤塗布に係るフロー図である。

１．集積完了判断（ステップＳ１０１）。

集積部５０に用紙が所定枚数集積されたか否か判断する。即ち、集積された用紙束Ｓ４を用紙集積板５０１と用紙狭持板５０２とで狭持してほぼ垂直状態で保持完了していれば（Ｙｅｓ）次ステップに進み、保持完了するまで（Ｎｏ）ステップＳ１０１を繰り返して待つ。

２．接着剤の塗布（往動）と拡張部材の蛇行の開始（ステップＳ１０２）
長手方向移動手段６３を駆動するモータＭＴ１を正転させて、塗布ユニット６１のホームポジションに退避していた塗布ユニット６１を用紙束Ｓ４の背ＳＡに沿って移動（往動）させ、この時モータＭＴ２の回転駆動により塗布ローラ６１１を回転させ接着剤を用紙束Ｓ４の背ＳＡに塗布する。

また、同時にモータＭＴ２の回転駆動によりカム６１５１を回転させて拡張部材６１４を往復移動させる。

この往復移動と塗布ユニット６１の移動（往動）により拡張部材６１４の突起６１４１が用紙束Ｓ４の背ＳＡを引っ掻いて間隙の拡張部６１４２を発生させ、後続する塗布ユニット６１が接着剤を塗布するときに接着剤を間隙の拡張部６１４２に浸入させる。

なお、この塗布ユニット６１の往動中は離接手段６１５６をＯＦＦとして拡張部材６１４の突起６１４１を用紙束Ｓ４の背ＳＡに当接させている。

３．往動完了判断（ステップＳ１０３）
製本装置制御手段Ｃ２のＲＡＭから、ホームポジションから用紙束の他端までの距離に対応するモータＭＴ１の駆動パルス数を読み出して、当該パルス数と塗布ユニット６１の移動（往動）のためのモータＭＴ１の駆動パルス数を比較して、一致すると（Ｙｅｓ）往動完了と判断し次ステップに進み、一致するまで（Ｎｏ）ステップＳ１０３を繰り返す。

４．接着剤の塗布（往動）と拡張部材の蛇行の停止（ステップＳ１０４）
往動完了判断によりモータＭＴ１を停止させ接着剤の塗布（往動）を停止する。

また往動完了により、離接手段６１５６をＯＮとして拡張部材６１４の突起６１４１を用紙束Ｓ４の背ＳＡから離間させ、これらにより拡張部材６１４の蛇行を停止させ、次ステップに進む。

５．接着剤の塗布（復動）開始（ステップＳ１０５）
また往動完了により、長手方向移動手段６３を駆動するモータＭＴ１を逆転させて、塗布ユニット６１をホームポジションに向けて移動開始（復動）させる。

そして、この時モータＭＴ２の回転駆動により塗布ローラ６１１を回転させ接着剤を用紙束Ｓ４の背ＳＡに塗布する。

なお、復動時においては、離接手段６１５６をＯＮとして拡張部材６１４の突起６１４１を用紙束Ｓ４の背ＳＡから離間させているので、突起６１４１は用紙束Ｓ４の背ＳＡから離間している。

６．復動完了判断（ステップＳ１０６）
製本装置制御手段Ｃ２のＲＡＭから、ホームポジションから用紙束の他端までの距離に対応するモータＭＴ１の駆動パルス数を読み出して、当該パルス数と塗布ユニット６１の移動（復動）のためのモータＭＴ１の駆動パルス数を比較して、一致すると（Ｙｅｓ）復動完了と判断し次ステップに進み、一致するまで（Ｎｏ）ステップＳ１０６を繰り返す。

７．接着剤の塗布（復動）停止（ステップＳ１０７）
復動完了判断によりモータＭＴ１を停止させ接着剤の塗布（復動）を停止し、エンドに進む。

以下、用紙束の接着剤塗布時の拡張部材の蛇行ピッチの変更について説明するが、本フローは図４に示すように、拡張部材６１４が蛇行ピッチ変化手段６１５５（モータＭＴ−５）によりカム６１５１の回転数が変更可能な場合に適応される。

図９は用紙束の厚さと紙種に対する蛇行ピッチ変化手段の回転数の関係を記憶した、用紙枚数・紙種／回転数テーブルの説明図である。

図１０は用紙束の接着剤塗布時の拡張部材の蛇行に係るフロー図である。

図９において、用紙枚数・紙種／回転数テーブルＴＥ１は、紙種を記した紙種欄ＴＥ１１と用紙束の用紙枚数を記した用紙束の枚数欄ＴＥ１２と、紙種と用紙束の枚数とに対応する蛇行ピッチ変化手段の回転数を記した回転数欄ＴＥ１３とを有している。

そして用紙枚数・紙種／回転数テーブルＴＥ１は予めＲＯＭに記憶されており、用紙束の厚さ、即ち紙種と用紙束の用紙枚数の積に対して冊子の品質と品位を確保するために必要な、予め実験等で求められた蛇行ピッチ変化手段の回転数が格納されている。

ここで、回転数欄ＴＥ１３の通常の回転数とは、普通紙を１５０〜３００枚束として用紙間隙拡張手段６１３を作用させながらその背に接着剤を塗布した場合に、用紙束の背が大きくふくらまず且つ十分な接着強度が得られる拡張部材６１４の蛇行ピッチ即ち蛇行間隔が得られる回転数で、実験等により予め求められる。

また、低速とは通常より低い回転数で、高速とは通常より高い回転数である。

例えば、普通紙が選択された場合用紙束を構成する枚数が１５０枚未満の場合は蛇行ピッチ変化手段の回転数を通常回転数で回転させ、コート紙が選択された場合用紙束を構成する枚数が３００枚以上の場合は蛇行ピッチ変化手段の回転数を低速回転数で回転させること等を示している。

上述したように、用紙の厚さでもある、用紙枚数と紙種との組み合わせに対応する回転数に対して、蛇行ピッチ変化手段６１５５（ＭＴ−５）の回転数が高すぎると用紙束に対する蛇行回数が多く（蛇行ピッチが小さく）なり、接着剤の浸入回数が多くなるため冊子としての背部の厚さがふくれてしまい、品位を低下してしまう。

また、回転数が低くすぎると用紙束に対する蛇行回数が少なく（蛇行ピッチが大きく）なり、接着剤の浸入回数が少なくなるため冊子としての背部の接着強度が低下してしまい、品質低下を招いてしまう。

拡張部材６１４の蛇行ピッチは、前述したように長手方向移動手段６３（ＭＴ−２）と厚さ方向移動手段６４（ＭＴ−５）との移動速度の組み合わせにより決定される。

以下、長手方向移動手段６３（ＭＴ−２）による拡張部材６１４の用紙束の背の長手方向の移動速度を一定とした場合の長手方向の移動速度に対して、厚さ方向移動手段である蛇行ピッチ変化手段６１５５（ＭＴ−５）で拡張部材６１４の用紙束の背の厚さ方向の移動速度を調整して、蛇行ピッチを変化する方法について説明する。

図１０において、
１．次ジョブに係る用紙束の用紙枚数と紙種の取得（ステップＳ２０１）
画像形成装置Ａの操作パネルＰで選択された、現在実行中の次のジョブに係る冊子を構成する用紙束の用紙枚数情報と紙種情報とが、画像形成通信手段Ｃ１１を介して製本装置通信手段Ｃ２２で受信（取得）すると、用紙枚数情報と紙種情報とを製本装置制御手段Ｃ２のＲＡＭに記憶させ、次ステップに進む。

２．用紙枚数と紙種に対応する蛇行ピッチ変化手段の回転数の取得（ステップＳ２０２）
ＲＯＭに記憶された用紙枚数・紙種／回転数テーブルＴＥ１（図１０）と、ステップＳ２０１で記憶された用紙枚数情報と紙種情報とを読み出す。

そして、紙種欄ＴＥ１１から用紙枚数情報と同じ紙種、用紙束の枚数欄ＴＥ１２から用紙枚数情報を含む用紙束の枚数範囲を求め、当該紙種と用紙枚数とに対応する蛇行ピッチ変化手段の回転数を取得し、ＲＡＭに記憶させ、次ステップに進む。

例えば、コート紙が選択され、用紙枚数が３００枚以上選択された場合は蛇行ピッチ変化手段の回転数を低速回転数で回転させることを取得する。

なお、ステップＳ２０１で記憶された用紙枚数情報と紙種情報（１枚あたりの用紙厚さ）との積を算出することで、用紙束の厚さを演算し、演算した用紙束の厚さに応じて蛇行ピッチ変化手段の回転数を変化させるようにしても良い。

用紙枚数・紙種／回転数テーブルＴＥ１の組み合わせ、例えばコート紙と３００枚以上の組み合わせの場合でも明らかなように、用紙束の厚さが厚い方が蛇行ピッチ変化手段の回転数を遅くする。

３．実行中のジョブ終了判断（ステップＳ２０３）
現在実行中のジョブに対する接着剤塗布回数、即ち冊子製作数が設定値に達すると（Ｙｅｓ）、ジョブ終了と判断し次ステップに進み、設定値に達するまで（Ｎｏ）ステップＳ２０３を繰り返す。

４．蛇行ピッチ変化手段６１５５（モータＭＴ−５）の回転数変更（ステップＳ２０４）
ジョブ終了によりステップＳ２０２でＲＡＭに記憶させた蛇行ピッチ変化手段の回転数を読み出して蛇行ピッチ変化手段６１５５（モータＭＴ−５）の回転数を変更させる。

５．次ジョブの開始（ステップＳ２０５）
次ジョブが開始され製本装置Ｂに用紙が供給されると、集積部５０は用紙を所定枚数束にする。

そして、塗布部６０は長手方向移動手段６３で塗布ユニット６１を用紙束の背に沿って往動させる。

この往動中はステップＳ２０４で変更された回転数で蛇行ピッチ変化手段６１５５（モータＭＴ−５）を回転させ、カム６１５１を回転させる。

これにより、拡張部材６１４は用紙束の背に沿って紙種と用紙枚数とに応じた蛇行ピッチで蛇行し、塗布ローラ６１１で塗布する接着剤を用紙間隙に侵入させ、エンドに進む。

以上説明したように、用紙束の背部の用紙間隙を広げる拡張手段を蛇行手段により蛇行させて、塗布ローラで接着剤を塗布直前に背部の用紙間隙を広げ、背部の用紙間隙に接着剤を浸入させることにより、冊子を構成する用紙がバラバラとならない、高品質な冊子を製造可能な製本装置の提供が可能となる。

本発明の実施の形態に係る製本装置を備えた画像形成システムの全体を示す図である。 塗布部の全体を示す図である。 塗布部の詳細構成を示す図である。 用紙間隙を拡張するための構成を示す図である。 拡張部材による用紙間隙拡張の説明図である。 拡張部材の説明図である。 製本装置と、該製本装置と画像形成装置とを有する画像形成システムのブロック図である。 製本装置における用紙束の接着剤塗布に係るフロー図である。 用紙束の厚さと紙種に対する蛇行ピッチ変化手段の回転数の関係を記憶した、用紙枚数・紙種／回転数テーブルの説明図である。 用紙束の接着剤塗布時の拡張部材の蛇行に係るフロー図である。

符号の説明

５０ 集積部
６０ 塗布部
６１ 塗布ユニット
６３ 平行移動手段
６４ 厚さ方向移動手段
６１１ 塗布ローラ
６１４ 拡張部材
６１４１ 突起
６１５１ カム
６１５５ 蛇行ピッチ変化手段
６１５６ 離接手段
Ａ 画像形成装置
ＡＤ 接着剤
Ｂ 製本装置
Ｃ２ 製本装置制御手段
Ｓ４ 用紙束
ＴＥ１ 厚さ・紙種／回転数テーブル

Claims (10)

1. 用紙束を厚み方向に押圧する押圧手段と、前記押圧手段に押圧された用紙束の背に接着剤を塗布する塗布手段と、前記押圧手段により押圧された用紙束の背に当接して背部の用紙間隙を広げる拡張部材と、前記拡張部材を用紙束の背の長手方向に沿って往復移動させる長手方向移動手段と、前記拡張部材を用紙束の背の厚さ方向に往復移動させる厚さ方向移動手段とを有することを特徴とする製本装置。
2. 前記拡張部材は、前記用紙束の背との対向部に、前記背に向けて突き出した突起を有することを特徴とする請求項１に記載の製本装置。
3. 前記拡張部材は、前記塗布手段に対して、前記塗布手段による第１回目の接着剤塗布時の塗布方向下流側に位置していることを特徴とする請求項１又は２に記載の製本装置。
4. 前記突起は台形、三角形或いは矩形のいずれかの形状であることを特徴とする請求項２〜３のいずれか１項に記載の製本装置。
5. 前記拡張部材は板状であることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の製本装置。
6. 前記長手方向移動手段と前記厚さ方向移動手段とを制御して、前記拡張部材を用紙束の背に沿って蛇行させる制御手段を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の製本装置。
7. 前記制御手段は前記長手方向移動手段による前記拡張部材の用紙束の背の長手方向の移動速度に対して、前記厚さ方向移動手段による前記拡張部材の用紙束の背の厚さ方向の移動速度を調整して、前記拡張部材を用紙束の背に沿って所定の間隔で蛇行させることを特徴とする請求項７に記載の製本装置。
8. 前記制御手段は前記用紙束の厚さを取得する厚さ取得手段により取得した用紙束の厚さに応じて蛇行の間隔を変化させることを特徴とする請求項７に記載の製本装置。
9. 前記拡張部材を前記用紙束の背と接離可能とさせる離接手段を有し、前記制御手段は前記塗布手段の復移動時に前記離接手段を作動させて前記拡張部材を前記用紙束の背から離間させることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の製本装置。
10. 用紙に画像形成を行う画像形成装置と請求項１〜９のいずれか１項に記載の製本装置とを有することを特徴とする画像形成システム。

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