JP2009227439A - 製本装置及び製本システム - Google Patents

Abstract

【課題】十分な強度を有し、不規則なサイドグルーの形成等の冊子品質を低下させることがない製本装置及び製本システムを提供する。
【解決手段】糊が塗布された用紙束の背に表紙を接合した後に、背と表紙間の間隔をＤ１に設定し、その後に前記間隔をＤ１よりも広いＤ２に設定することにより、糊層の厚さを適正値にするとともに、不規則なサイドグルーの形成を抑制する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、複数枚の用紙からなる用紙束に表紙を付加して綴じ処理することにより冊子を作成する製本装置及び用紙に画像を形成し、画像が形成された用紙を綴じ処理して冊子を作成する製本システムに関する。

近年、ＰＯＤ（Ｐｒｉｎｔ Ｏｎ Ｄｅｍａｎｄ）システムと称される印刷システムが普及している。

このシステムは、画像形成装置と製本装置との組み合わせからなり、画像形成装置において、用紙に画像を形成しつつ製本装置において製本を行うので、印刷の内容をページ単位で、また、冊子毎に、随時変えることができるフレキシブルなシステムとして利用されている。

また、このシステムでは、用紙束を綴じ処理する手段として、糊を用いた接着により用紙を束ね冊子を作成する製本装置も用いられている。

糊を用いた接着により用紙束を綴じ処理する製本装置においては、冊子強度を十分に確保し、且つ、糊のはみ出しや塗布むらにより冊子外形にできる凹凸等を無くした高品質の冊子を作成するには、熟練した技術や製本工程上の調整が必要であり、様々な改良が行われている。

特許文献１では、塗布ローラで糊を塗布した後に、スクレープローラにより糊の塗布厚を調整する塗布装置において、用紙束の厚さに応じてスクレープローラの回転面の高さを変えることにより、用紙束の厚さに応じた塗布厚の糊層を形成することが提案されている。

特許文献２では、塗布ローラと塗布面間の間隔を変えて２回塗布を行うことにより、接着強度を確保するとともに、接着された表紙の外面の仕上がりを良くすることが提案されている。
特開２０００−１６８２６５号公報 特開２００６−３４６９８４号公報

冊子強度は、主として背割れ強度と接着強度とに分けて考えることができ、これら２強度を十分に確保すれば、十分な冊子強度が得られる。

背割れは、用紙束Ｓａを図１４（ａ）のように、厚さ方向の中間で割ったときに、背ＳＳが割れて曲がる現象であり、背割れを起こさせる力Ｆ１に対する抵抗が背割れ強度である。

接着強度は、図１４（ｂ）のように、冊子Ｓ３に対して冊子Ｓ３の中から１乃至数枚の用紙Ｓ１を抜き取る力Ｆ２が作用した場合の抜き取り力Ｆ２に対する抵抗である。

背割強度は、主として、糊層ＰＳを厚くするほど強化される。即ち、糊の塗布において、塗布厚を厚くすることにより背割れ強度を上げることができる。

接着強度は、主として、用紙束Ｓａを構成している用紙Ｓと用紙Ｓとの間及び用紙Ｓの中に浸透する糊の量を増すことにより強化される。

塗布工程においては、塗布工程の実行中又は塗布後、糊が固化しないうちに糊層に圧力を加えることにより、糊を用紙間や用紙中に浸透させることが可能であり、これにより接着強度が増す。

糊の塗布厚を厚くし、且つ、糊層に圧力をかければ、背割れ強度及び接着強度を増すことができるが、その場合、糊は用紙束Ｓａの両端部にはみ出し、図１４（ｃ）のようにサイドグルーＳＧが形成される。

表紙が付された場合に、サイドグルーＳＧが原因して表紙の表面における凹凸ができたり、図１４（ｃ）に示すように、用紙束Ｓａと表紙Ｓ２との境界分部に不規則なサイドグルーＳＧができるなど、サイドグルーＳＧが冊子の品質低下の原因となる。

特許文献１のように塗布厚を制御しただけでは、冊子強度及び冊子品質を十分に確保することができない。

特許文献２のように、２度塗りすることによっても、冊子強度及び冊子品質を十分に確保することができない。

本発明は、糊を用いた接着により用紙を綴じ処理し、冊子を作成する製本装置における前記に説明した問題を解決し、冊子強度及び冊子品質を十分に確保することを可能にした製本装置及び製本システムを提供することを目的とする。

上記目的は下記の発明により達成できる。

１．
用紙束の背に糊を塗布する糊塗布手段、
糊が塗布された用紙束を支持する用紙束支持手段、
表紙を支持する表紙支持手段、
前記用紙束支持手段及び前記表紙支持手段の少なくとも何れか一方を移動させて、用紙束の背と表紙間の間隔を変更する移動手段並びに、
該移動手段を制御する制御手段、を有し、
該制御手段は、糊が塗布された用紙束の背と表紙との間隔をＤ１に設定して表紙を用紙束に接着した後に、前記間隔を前記Ｄ１よりも大きいＤ２に設定して用紙束及び表紙を保持するように前記移動手段を制御することを特徴とする製本装置。

２．
表紙が用紙束をくるむように表紙を折り曲げる折り曲げ手段を有し、
前記制御手段は、前記間隔を前記Ｄ２に設定した状態で表紙が用紙束をくるむように前記折り曲げ手段を制御することを特徴とする前記１に記載の製本装置。

３．
前記制御手段は、前記糊塗布手段を制御して塗布厚を制御することを特徴とする前記１又は前記２に記載の製本装置。

４．
前記制御手段は、糊の塗布厚に応じて前記Ｄ１を変えることを特徴とする前記３に記載の製本装置。

５．
前記制御手段は、糊の塗布厚に応じて前記Ｄ２を変えることを特徴とする前記３又は前記４に記載の製本装置。

６．
前記制御手段は、前記糊塗布手段による塗布の終了時点から前記間隔を前記Ｄ１に設定するまでの時間を糊の塗布厚に応じて変える制御を行うことを特徴とする前記３〜５の何れか１項に記載の製本装置。

７．
前記制御手段は、前記間隔を前記Ｄ１に設定してから前記間隔を前記Ｄ２に設定するまでの時間を糊の塗布厚に応じて変えることを特徴とする前記３〜６の何れか１項に記載の製本装置。

８．
前記制御手段は、前記間隔を前記Ｄ２に設定した状態を所定時間維持した後に、前記折り曲げ手段による表紙の折り曲げを開始するように前記折り曲げ手段を制御することを特徴とする前記２に記載の製本装置。

９．
前記制御手段は、前記所定時間を糊の塗布厚に応じて変える制御を行うことを特徴とする前記８に記載の製本装置。

１０．
前記制御手段は、前記折り曲げ手段が表紙を折り曲げた状態が継続される時間を糊の塗布厚に応じて変えることを特徴とする前記２、８又は９に記載の製本装置。

１１．
前記制御手段は、冊子条件に応じて糊の塗布厚は変わるように前記糊塗布手段を制御することを特徴とする前記３に記載の製本装置。

１２．
前記冊子条件は、用紙束の厚さを含むことを特徴とする前記１１に記載の製本装置。

１３．
用紙束の厚さを検知する検知手段を有し、前記制御手段は、前記検知手段からの情報に基づいて、糊の塗布厚を変えるように前記糊塗布手段を制御することを特徴とする前記３に記載の製本装置。

１４．
前記１〜１３の何れか１項に記載の製本装置及び
用紙に画像を形成し、画像が形成された用紙を前記製本装置に送る画像形成装置を有し、
前記画像形成装置は、用紙束を構成する用紙の枚数の情報及び用紙の種類の情報の少なくとも一つを前記制御手段に伝送する主制御手段を有し、前記制御手段は、前記主制御手段から伝送された前記枚数の情報及び前記種類の情報の少なくとも一つに基づいて、前記糊塗布手段を制御して糊の塗布厚を制御することを特徴とする製本システム。

本発明によれば、用紙束の背に糊が塗布された後に、表紙を背に接合し、接合後に、背と表紙との間隔を拡大するので、用紙及び用紙と用紙との間に糊が十分に浸透し、しかも糊層の厚さを十分に確保し、更に、不規則なサイドグルーの形成が十分に抑制される。

従って、強度及び品質の面で十分な冊子を作成することができる製本装置及び製本システムが実現される。

次に、本発明の製本装置、画像形成装置、及び製本システムを図面に基づいて説明する。

〈画像形成装置Ａ〉
図１は画像形成装置Ａと製本装置Ｂとを備えた製本システムの全体構成図である。

画像形成装置Ａは、画像形成装置本体Ａ１内に、回転する像担持体１と、その周囲に、帯電手段２、像露光手段３、現像手段４、転写手段５Ａ、除電手段５Ｂ、及びクリーニング手段６が配置された画像記録手段を有する。画像記録手段は、帯電手段２によって像担持体１の表面に一様帯電を行った後に、像露光手段３のレーザビームによって原稿から読み取られた画像データに基づく露光走査を行って潜像を形成し、潜像を現像手段４により反転現像して像担持体１の表面にトナー像を形成する。なお画像形成装置ＡはパーソナルコンピュータＰＣなどの外部機器としての画像データ作成手段などから受信した画像データ画像によっても画像を形成する。

また、以下の説明においては、冊子の中身を構成する用紙を用紙Ｓ１、複数枚の用紙で構成される用紙の束を用紙束Ｓａ、表紙用紙を表紙Ｓ２、用紙束Ｓａに表紙用紙が接合されたものを冊子Ｓ３という。なお、表紙Ｓ２は画像形成装置にて印字された表紙を表紙Ｓ２Ａ、製本装置内に収容してある表紙を表紙Ｓ２Ｂと区別して表記する場合がある。

紙収容部は、用紙Ｓ１を収容する用紙収容部７Ａと表紙Ｓ２を収容可能な表紙用紙収容部７Ｆを備え、用紙収容部から給紙された用紙Ｓ１は転写位置へと送られる。転写位置において、転写手段５Ａにより前記トナー像が用紙Ｓ１上に転写される。その後に、用紙Ｓ１は除電手段５Ｂにより裏面の電荷が消去されて像担持体１から分離され、搬送部７Ｂにより搬送され、引き続き定着手段８により加熱定着され、排紙ローラ７Ｃから排出される。

用紙Ｓ１の両面に画像形成を行う場合には、定着手段８により定着処理された用紙Ｓ１を、搬送路切り替え板７Ｄにより通常の排紙通路から分岐し、反転搬送部７Ｅにおいてスイッチバックして表裏反転した後、再び画像形成部を給紙する。

裏面に画像が形成され、定着処理された用紙Ｓ１は排紙ローラ７Ｃから装置外に排出される。排紙ローラ７Ｃから排出された用紙Ｓ１は、製本装置Ｂに送り込まれる。

また、画像形成装置Ａで表紙Ｓ２に画像形成を行う場合は、定着手段８により定着処理された表紙Ｓ２を、搬送路切り替え板７Ｄにより通常の排紙通路から分岐する。

表紙Ｓ２の後端が分岐点を通過した時点で、表紙Ｓ２を挟持している各搬送ローラの回転方向を切り替え、先後端を逆にして排紙ローラ７Ｃに向けて搬送し、排紙ローラ７Ｃから装置外に排出される。

自動原稿搬送装置Ａ２は原稿を１枚ずつ読み取り位置に搬送する。画像読み取り部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。通信部Ａ４はネットワーク機器と通信を行い、ネットワークから送信された画像形成指令を受けて画像データを生成する。

像担持体１の画像処理後の表面は、クリーニング手段６により表面に残留している現像剤が除去され、次の画像形成に備える。

次に、製本装置Ｂをについて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。
〈製本装置Ｂ〉
図２は製本装置Ｂの正面概略断面図である。

製本装置Ｂは搬送部１０、用紙Ｓ１を集積する集積部５０、塗布手段６０、表紙Ｓ２Ｂを収容する第２の表紙収容部としての表紙収容部８０、表紙Ｓ２Ｂを給紙する給紙ローラ８３、表紙Ｓ２を用紙Ｓ１の束に対応した長さに断裁するカッター８１、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。

切り替えゲートＧ１は画像形成装置Ａから排出された用紙Ｓ１又は表紙Ｓ２の搬送路の切り替えを行う。

画像形成装置Ａから排出された用紙が用紙Ｓ１の場合、用紙Ｓ１は切り替えゲートＧ１によって搬送部１０に送られ、搬送部１０の途中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。製本指定が画像形成装置Ａの操作部等で指定されていない場合、用紙Ｓ１は排紙皿２０に排出される。

画像形成装置Ａから排出された用紙が表紙Ｓ２Ａの場合、表紙Ｓ２Ａは搬送路切り替えゲートＧ１により搬送部Ｈ１に送られる。更に表紙収容部８０から送られる表紙Ｓ２Ｂとの切り替えを行う切り替えゲートＧ２によってカッター８１を経て表紙支持部９０に送られる。

製本指定が画像形成装置Ａの操作部等で指定されている（製本処理モードという）場合、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挟持回転して、用紙Ｓ１の束Ｓａ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束Ｓａの背ＳＳ（図２における下端面）に、塗布手段６０により糊が塗布される。糊が塗布された用紙束Ｓａに表紙Ｓ２が接触し接着され冊子Ｓ３が作成され、冊子排出部１００に排出される。

以下製本装置各部について詳細に説明する。

搬送路１３を搬送された用紙Ｓ１は排紙ローラ１４で排出され、揺動圧接ローラ４０１で搬送され、傾斜した反転皿４０２を上昇した後に揺動圧接ローラ４０１が逆回転して用紙Ｓ１を下方に搬送する。下方に搬送された用紙Ｓ１は集積部５０に落下し集積する。

用紙反転部４０を下降した用紙Ｓ１は集積部５０において、支持板５０２及び受け板５０６からなる用紙支持手段により傾斜状態で支持される。

画像形成装置から順次排出された用紙Ｓ１は集積部５０に集積され、用紙Ｓ１の束Ｓａが形成される。

用紙束Ｓａを形成する用紙Ｓ１の枚数は、画像形成装置に装着された自動原稿搬送装置Ａ２を用いてカウントした原稿枚数や、パーソナルコンピュータ等により送信された受信画像情報から得られた原稿枚数の他、予め操作者によって入力された原稿枚数である。

５０４は集積された用紙Ｓ１の浮き上がりを抑える部材であり、用紙Ｓ１が集積部５０に１枚供給される毎に接離して用紙Ｓ１を抑える。５０５は用紙の側縁を整合する整合板である。

設定された枚数の用紙Ｓ１が集積部５０に集積された段階で、保持板５０３が作動して用紙束Ｓａを挟持保持する。

用紙束Ｓａを挟持保持した状態で集積部５０が軸５０１を軸にして回転し、用紙束Ｓａを傾斜状態から垂直状態にする。
〈塗布工程〉
図３は用紙束Ｓａを集積部５０に垂直状態で保持し、糊を塗布する工程を示す。

塗布工程を説明する前に、図３（ａ）にて保持板５０３による用紙の保持を説明する。

集積部５０を垂直状態に回転する前に、モータ（図示せず）の駆動で保持板５０３が移動して、用紙束Ｓａを押圧する。押圧による駆動トルクが所定の値に達したことを検知して停止することにより、用紙束Ｓａが支持板５０２と保持板５０３により強固に保持される。保持板５０３の停止位置は用紙束厚さセンサ５１０とエンコーダ５０９により検知される。これにより、集積部５０に集積された用紙束Ｓａの厚さを実測により把握することができる。集積部５０は、用紙束Ｓａを支持板５０２と保持板５０３とで強固に保持した状態で、軸５０１を中心に垂直状態になるまで回転する。

用紙束Ｓａが保持された状態で、受け板５０６が９０°回転して図３（ｂ）に示すように退避する。

図３（ｃ）の状態では用紙束Ｓａの背ＳＳが塗布ローラ６２から離れている。

次に図３（ｄ）に示すように、ホットメルト糊からなる糊Ｐが収容されている塗布手段６０がモータ（図示せず）の駆動により上昇して、塗布ローラ６２が用紙束Ｓａの図における背ＳＳに接触する。塗布ローラ６２は、モータＭ２により回転駆動されながら、図３の紙面に対し直角な方向に移動して、糊Ｐを用紙束Ｓａの背ＳＳに塗布する。

次に塗布工程を図４により説明する。

図４（ａ）において製本開始の段階では、塗布手段６０はホームポジションである右端位置（第１位置）にある。この位置は、図２に示す製本装置Ｂの正面から見て奥側に位置する。この右端位置において、固形状の糊が扉６５の開放により補給路６６を通って糊容器に補給される。塗布手段６０は、製本工程の開始時にホームポジションから図４（ａ）における左方向に移動するが、このホームポジションから左端位置（第２位置）への移動はモータＭ２で駆動されるベルト６７の駆動で行われる。モータＭ２の始動は、反転皿４０２（図２参照）の直ぐ下流に設けられた用紙センサＳＥにより、集積部５０に集積される用紙束Ｓａを構成する最後の用紙Ｓ１の先端通過を検知した信号に基づいて行われる。塗布手段６０が左端位置に移動する過程では、塗布ローラ６２は用紙束Ｓａの背ＳＳから離れている。

そして、塗布手段６０が左端位置から右端位置に向けて移動する図４（ｂ）の段階で、塗布ローラ６２がモータ（図示せず）の駆動で上昇して用紙束Ｓａの背ＳＳに接触して糊Ｐの塗布を行う。図４（ａ）の塗布工程の開始は、用紙束Ｓａが垂直状態の塗布可能な状態に設定されたときに、カッター８１による断裁後の表紙の搬送停止を待ってから塗布を開始するようにタイミング制御が行われる。

このようなタイミング制御により、各部の動作が連続的に実行され高い効率で製本処理が行われる。

塗布手段６０がホームポジションに移動した後に、用紙束Ｓａへの表紙Ｓ２の接合が行われる。

図５は、糊塗布手段６０の概念図である。

糊塗布手段６０は、回転しながら用紙束Ｓａの背ＳＳの長手方向に沿って移動する塗布ローラ６２によって、糊容器６１に収容されている糊を用紙束Ｓａの背ＳＳに塗布する。

図６は、糊塗布手段６０の移動と塗布厚との関係を説明する図である。

糊塗布手段６０は、図の矢印ｘ方向に移動し、糊容器６１内の糊Ｐ（図中斜線部）は矢印ｒ１方向に回転する塗布ローラ６２によって用紙束Ｓａの背ＳＳに導かれ、前記用紙束Ｓａには厚さｔ１の糊が塗布される。塗布ローラ６２はモータＭ１により駆動されて回転する。

厚さｔ１で塗布された前記糊は、所定の塗布厚ｔ２にするために図の矢印ｒ２の方向に回転する掻き取りローラ６３によって一部が掻き取られる。

掻き取られた糊は掻き取りローラ６３の表面に接している掻き取り板（不図示）によりローラの表面から掻き取られ、再度、糊容器６１に戻される。

前記所定の塗布厚ｔ２は、用紙束Ｓａの背ＳＳと掻き取りローラ６２の距離を変更することにより変更される。

図７は、糊の塗布厚を変更する塗布厚変更手段６００を説明する図である。

塗布厚変更手段６００は糊塗布手段６０に付属して設けられるもので、掻き取りローラ６３が、回転軸６０２を中心にして回転する支持部材６０１の端部に取り付けられている。

前記支持部材６０１の他端部には、ステッピングモータＭ３によって回転角度が制御される偏芯カム６０３が接しており、偏芯カム６０３の停止位相により、掻き取りローラ６３と用紙束Ｓａの背ＳＳとの距離が変更される。

即ち、制御手段（後に説明）は、ステッピングモータＭ３の予め設けた基準停止位置からの回転角度を制御することにより、塗布厚ｔ２を制御する手段である。

なお、前記塗布厚ｔ２は、用紙束Ｓａの厚さ又は用紙枚数、及び用紙束Ｓａを構成する用紙Ｓの紙種により決定されるものである。
〈接合工程〉
糊が塗布された用紙束Ｓａには、表紙Ｓ２が接合される。

以下に用紙束Ｓａと表紙Ｓ２の接合工程について説明する。

図８は表紙Ｓ２を支持する表紙支持部９０の断面図である。

表紙支持部９０はベルト９９Ａ、９９Ｂで支持されており、移動手段を構成するモータＭ４（図２参照）の駆動で上下に移動する。

表紙Ｓ２は画像形成装置Ａから排出され搬送路切り替えゲートＧ１（図１参照）によって表紙支持部９０に収容された表紙Ｓ２Ａ、又は図２に示すように製本装置の下部に設けられた表紙収容部８０の給紙トレイ８０１に収容されている表紙Ｓ２Ｂである。

表紙Ｓ２Ｂは既に印刷された用紙を表紙として使う場合、又は印刷する必要がないが表紙が必要な場合に使用される。また、製本装置Ｂが後述する第２の画像記録手段を備えている場合は、第２の画像記録手段を使って表紙Ｓ２Ｂに直接印字する場合にも使用される。

製本装置Ｂは図２に示すように表紙Ｓ２Ｂに画像を記録する第２の画像記録手段８５を備える。給紙収容部８０から表紙支持部９０に至るまでの搬送路中に第２の画像記録手段８５が配置される。第２の画像記録手段８５はラインヘッド状のインクジェット方式を用いた記録手段、或いはサーマルヘッドとインクリボンからなるサーマル記録手段等からなり、表紙Ｓ２Ｂに印字することができる。

表紙Ｓ２Ａ又はＳ２Ｂは、表紙支持部９０で整合された後スイッチバックして断裁手段としてのカッター８１により用紙Ｓ１の束に対応した長さに断裁され、搬送ローラにより搬送され、１点鎖線で示す表紙支持手段９０１上に水平状態に載置される。表紙支持手段９０１は押圧部材９１、９２、押圧部材９１、９２を駆動するカム９３、９４等の複数の部材で構成されており表紙Ｓ２を支持する水平面を形成する。

なおカッター８１は、表紙Ｓ２のサイズの情報、用紙Ｓ１のサイズの情報、及び用紙束厚さセンサ５１０により検知された用紙束Ｓａの厚さの情報に基づいた長さに、表紙Ｓ２の端部を断裁する。なお、用紙束Ｓａの厚さの情報については、実測により得た情報の他に、原稿枚数のカウントに基づく記録枚数や、外部機器からの受信画像情報、又は、画像形成装置の操作部で入力された受信画像情報から得た記録枚数と、記録する用紙Ｓ１の１枚当たりの厚さとを掛け合わせることにより算出することもできる。断裁後の表紙Ｓ２の切り屑は収容箱（図示せず）に収容される。

所定の長さに断裁された表紙Ｓ２は搬送ローラにより送り出され、約５ｍｍ程度の隙間を設けた表紙押さえ部材板９５、９６の間に挿入される。表紙Ｓ２は表紙搬送ローラ９５１と、表紙押さえ部材９５，９６の先端に設けられている従動ローラ９５２とにより搬送される。表紙Ｓ２は表紙Ｓ２のサイズの情報、用紙Ｓ１の束の厚さの情報に基づいて所定の位置に来たときに停止するように制御されている。

表紙押さえ部材９５はその右端を軸として回転可能に表紙支持部９０に設けられ、表紙押さえ部材９６、９７はその左端を軸として回転可能に表紙支持部９０に設けられている。

図９（ａ）は表紙支持手段９０１の上面図、図９（ｂ）はＣ−Ｃ断面図である。

ベルト９８Ａ，９８Ｂは搬送された表紙Ｓ２の傾きなどを補正する整合動作と、製本された冊子Ｓ３を冊子排出部１００に搬送する動作を行う。

表紙Ｓ２の整合手段として表紙Ｓ２の搬送方向と平行な方向の両端面を整合する整合部材９８１Ａ、９８１Ｂが設けられ、整合部材９８１Ａ、９８１Ｂにはベルト９８Ａ、９８Ｂを張架する太鼓状のローラが取り付けられている。整合部材９８１Ａ、９８１Ｂは表紙Ｓ２が搬送されてくる毎に整合動作を行う。更に後述する表紙支持部材９０１が上昇するとき、整合部材９８１Ａ、９８１Ｂとベルト９８Ａ、９８Ｂは図６（ａ）の２点鎖線に示す位置に後退する。

図８（ｂ）は表紙Ｓ２が表紙押さえ部材９５、９６により押さえつけられ、そのまま表紙支持手段９０１とともにベルト９９Ａ、９９Ｂ（図２参照）を駆動するモータＭ４により上昇し、表紙Ｓ２を用紙束Ｓａに接合する状態を示す。

表紙支持手段９０１は図８（ｂ）の位置から更に、数ｍｍ上昇する。この数ｍｍ上昇した位置が図８（ｃ）に示す位置である。上昇した後に押圧部材９１，９２は表紙Ｓ２を左右から押圧し、背表紙と表表紙の境界及び背表紙と裏表紙との境界に角を付与して角背を形成し、表紙Ｓ２を用紙束Ｓａに密着させ冊子Ｓ３が形成される。押圧部材９１，９２の押圧力は約２００Ｎｆである。

また、押圧部材９１、９２の左右方向の移動手段はモータＭ５（後に説明）により駆動されるカム９３、９４（図９を合わせ参照）により行われる。なお押圧部材９１、９２の移動は各部材にラックを設け、ラックに噛合するピニオンの回転により移動する構成であっても良い。

表紙Ｓ２の接合が完了すると、表紙押さえ部材９５、９６、９７がモータＭ５の駆動により回転して表紙Ｓ２の押圧を解除した後に、押圧部材９１，９２を解放し表紙支持部９０はモータＭ４（図２参照）の駆動により約１００ｍｍ下降しホームポジションに戻る。即ち、図１０に示すように、表紙支持部９０が冊子Ｓ３から離れる。

図１０に示す状態で表紙支持部９０のベルト９８Ａ、９８Ｂが作動し、ベルト９８Ａ、９８Ｂが作動している状態で保持板５０３が保持を解除し、冊子Ｓ３が表紙支持部９０上に落下する。

落下した冊子Ｓ３は冊子排出部１００に排出される。

前記に説明した接合工程において、用紙束Ｓａの背ＳＳ上に形成された糊層に対する表紙Ｓ２の圧力及び該圧力をかける時間の長さ等の接合条件が冊子Ｓ３の強度及び冊子Ｓ３の仕上がりに影響する。そして、冊子Ｓ３の強度及び仕上がりは、糊の塗布厚に密接に関係する。

用紙束Ｓａに表紙Ｓ２が接合されて作成された冊子Ｓ３の強度は主として、接着強度と背割れ強度とにより表される。

接着強度は、用紙束Ｓａ中の１枚又は複数枚の用紙Ｓ１に対して引き抜き力が作用した場合に、引き抜き力に対する抵抗である。

背割れ強度は、冊子Ｓ３を開いた場合における開き力に対する背割れのし難さである。

用紙束Ｓａを形成している各用紙Ｓ１及び用紙Ｓ１と用紙Ｓ１との間に糊が良く浸透するほど接着強度が増す。

接着強度を増すには、糊塗布時又は塗布後であって糊が固化しないうちに背に形成された糊層に圧力を加えることが有効である。

また、用紙束Ｓａの背に形成された糊層の厚さが厚いほど背割れ強度が増す。

背割れ強度を増すには、用紙束Ｓａ上の糊層を厚くすることが有効である。

更に、冊子Ｓ３の品質を向上するには、不規則なサイドグルーがないことや用紙束Ｓａの背に形成された糊層の厚さが均一なために、表紙の外面に現れる凹凸がないことが要求される。

これらの冊子品質に関する諸条件をクリアすることが必要である。

次に、これらの諸条件をクリアすることができる接合工程ついて、図１１を参照して説明する。図１１において、糊層ＰＳと用紙束Ｓａとの境界を点線で示すが、点線は糊が用紙束Ｓａの内部に浸透していることを示す。

図１１（ａ）は塗布工程が完了した段階における糊層の状態を示す。

用紙束Ｓａの背に糊層ＰＳが形成されるが、糊層ＰＳは、用紙束Ｓａの厚さ方向の両端部において、厚くなるように形成される。

図１１（ａ）の糊層ＰＳに対して、表紙Ｓ２が押し当てられる。図１１（ｂ）は用紙Ｓ２が押し当てられた状態を示す。

用紙束Ｓａの背と表紙Ｓ２の表面との間隔Ｄ１が、図１１（ａ）における糊層ＰＳの厚さよりも狭くなるように表紙Ｓ２が押し当てられる結果、糊は、両端部において、押し出され、図示のように、サイドグルーＳＧができる。

このような、表紙Ｓ２を押し当てることにより、糊層ＰＳに圧力が加えられる。その結果、糊が用紙束Ｓａの内部まで浸透する。

即ち、図１１（ｂ）に示す工程により、冊子の接着強度が強化される。

次に、図１１（ｃ）に示すように、用紙束Ｓａの背と表紙Ｓ２間の間隔がＤ１よりも大きなＤ２に拡大される。

間隔Ｄ２への拡大は、表紙支持手段９０１を降下させることにより行われるが、用紙束支持手段としての支持板５０２（図２、５参照）を上昇させてもよい。

図１１（ｃ）に示す間隔拡大工程により、図１１（ｂ）におけるサイドグルーＳＧがほぼ消滅するとともに、糊層ＰＳの厚さが増す。

これにより背割れ強度が増すとともに、不規則なサイドグルーの形成が防止される。

次に、図１１（ｄ）において、表紙を折り曲げる曲げ手段としての押圧部材９１、９２が表紙Ｓ２を左右から用紙束Ｓａに押圧して、図示のように、表紙Ｓ２が折り曲げられ、角背が形成される。

図１１に示した接合工程により、冊子の品質、特に、冊子強度に対する条件が基本的にクリアされる。

なお、表紙Ｓ２により用紙束Ｓａをくるみつつ両者を接合するくるみ製本においては、
前記に説明した接着強度、サイドグルー及び糊層の厚さに均一性等に関しての問題の他に図１２に示すような問題もあり、図１２に示すような冊子が形成されることを避けることが望ましい。

図１２に示すように、糊層ＰＳが厚く、且つ、糊の粘度が低いときに、表紙Ｓ２の折り曲げ工程を実行すると、角背の形成が十分でなく、冊子Ｓ３の背の端部の仕上がりが悪くなる。

前記に説明した冊子品質に関する諸条件をクリアするには、冊子の厚さ、糊の性質など様々な要因が考慮されて接合工程における調整が行われるが、図１１に示す接合工程を基本とし、次に説明する調整により、高品質の冊子を作成することが可能となる。

以下に説明する調整においては、糊層の厚さ調整が行われるが、糊層の厚さ調整は、図５、６に示し、前記に説明したように、掻き取りローラ６３の調整等により行われる。

糊層の厚さは、冊子条件に対応して調整される。即ち、冊子の厚さ及び冊子を構成する用紙の紙種に応じて、糊層の厚さが調整され、冊子が厚いほど糊層の厚さを厚くし、コート紙等では普通紙よりも糊層を厚くする。

なお、以下に説明する調整工程は、用紙束Ｓａが所定値以上の厚さを持つ場合に実施され、用紙束Ｓａの厚さが前記所定値を下回る場合は、一定の層厚となるように糊が塗布される。

即ち、用紙束Ｓａの厚さが、例えば、７ｍｍ未満の場合は、糊層厚の調整や、図１１に示したような接合工程は基本的に実施する必要がない。

図１１に示す表紙の接合工程及び以下に説明する調整は図１３に示す制御系により行われる。

図１３において、ＣＲは製本装置Ｂに設けられ、製本装置Ｂ内の制御を行う制御手段、ＭＣＲは画像形成装置Ａに設けられ、製本システム全体の制御を行う制御手段である。

制御手段ＣＲは、塗布手段６０のモータＭ１、Ｍ２を制御して、糊の塗布を行うとともに、塗布手段６０のモータＭ３を制御して、糊層の厚さを制御する。

糊層の厚さの制御には、モータＭ１の回転速度を制御したり、塗布手段６０の一方向の移動時のみ塗布を行うか又は往復移動時に塗布を行うかを選択するなど周知の任意の塗布厚制御手段が用いられる。

ＩＤは、表紙支持手段９０１を移動させる移動手段であり、モータＭ４及びベルト９９Ａ、９９Ｂ（図２参照）で構成される。

制御手段ＣＲはモータＭ４の作動タイミング及び作動量を制御することにより、用紙束Ｓａの背ＳＳと表紙Ｓ２間の間隔を制御する。

ＯＭは表裏Ｓ２を折り曲げる折り曲げ手段であり、図８、９に示す押圧部材９１、９２、カム９３、９４及びカム９３、９４を駆動するモータで構成される。制御手段ＣＲは、折り曲げ手段ＯＭを構成するモータを制御することにより、表紙Ｓ２を折り曲げて角背を形成する工程のタイミングを制御する。

制御手段ＣＲは、図１１に示す表紙接合工程及び以下に説明する調整を用紙束厚さセンサ５１０の検知結果及び主制御手段ＭＣＲから受け取った情報に基づいて行う。

糊層の厚さの制御は、用紙束厚さセンサ５１０の検知情報に基づいて行われ、基本的には、用紙束Ｓａの厚さが圧いほど糊層の厚さが厚くされる。

実際的な制御としては、用紙束Ｓａの厚さが所定値、例えば、７ｍｍ未満では、一定の塗布厚とし、所定値以上では用紙束Ｓａの厚さに対応した塗布厚とする制御方法が用いられる。

なお、主制御手段ＭＣＲから受け取った用紙束を構成する用紙の枚数の情報と紙種の情報とから、用紙束Ｓａの厚さを計算し、糊の塗布厚を制御することもできる。

また、塗布厚の決定に、用紙束Ｓａの厚さの情報に紙種の情報を加味してもよい。

例えば、コート紙等のように糊の浸透性が低く、且つ、高い冊子強度が必要な紙種の場合は、糊層の厚さを厚くする制御が行われる。

接合工程における調整は次のとおりである。
（１）表紙Ｓ２の押しつけ量と引き離し量
糊層の厚さに応じて、押しつけ時の間隔、即ち、図１１（ｂ）における間隔Ｄ１及び引き離し時の間隔、即ち、図１１（ｃ）における間隔Ｄ２を変える。

具体的には、糊層の厚さが厚い程、押しつけ時の間隔（間隔Ｄ１）及び引き離し時の間隔（間隔Ｄ２）を大きくする。

糊層が厚い場合、糊層の熱容量が大きく、糊層の温度低下速度が緩い。

従って、糊の粘度が低く、間隔Ｄ１を大きくしてサイドグルーの量を小さくする。

なお、粘度が低いので、間隔Ｄ１を大きくしても、糊の冊子束への浸透が低下することはなく、必要な接着強度は確保される。

間隔Ｄ１、Ｄ２を調整する制御は、移動手段ＩＤのモータ４の作動量を制御することにより行われる。
（２）塗布終了から表紙押しつけ開始までの時間ＷＴ
糊層の厚さに応じて、塗布終了から表紙押しつけ開始までの時間ＷＴを変更する。

具体的には、糊層が厚いほど時間ＷＴを長くする。

糊層が厚いと糊の硬化速度が緩くなる。従って、時間ＷＴが短いと、サイドグルーが大きくなり、また、図１２に示すように角背の形成が良好でなくなる。

時間ＷＴの標準値としては、１秒程度である。
（３）押しつけ後、引き離し開始までの時間ＨＴ
図１１（ｂ）工程状態を維持し、図１１（ｃ）工程を開始するまでの時間ＨＴを、糊層の厚さに応じて変更する。

具体的には、糊層が厚いほど時間ＨＴを長くする。

糊層は冊子の厚さが厚い程厚くされる。従って、厚い糊層の形成は冊子強度を増す必要がるときに実施される。

図１１（ｂ）に示す押しつけ時間ＨＴを長くすることにより、接着強度が増し、冊子強度が増す。

時間ＷＴ、ＨＴの制御は、移動手段ＩＤのモータＭ４の駆動時間を制御することにより行われる。
（４）引き離しから表紙折り曲げ開始までの時間ＭＴ
図１１（ｃ）の状態を維持する時間ＭＴを所定時間、例えば、３秒とする。

図１１（ｃ）の状態を所定時間維持することにより、所望の層厚の糊層が形成されるとともに、糊の硬化が進行する。

糊が硬化し、粘度を所定値まで高めることにより、冊子Ｓ３の角背が望ましい形状に形成される。
（５）折り曲げ時間ＯＴ
図１１（ｄ）に示す状態、即ち、表紙Ｓ２を折り曲げて冊子Ｓ３を押圧部材９１、９２により挟持している時間ＯＴを糊層の厚さに応じて変更する。

図１１（ｄ）の状態を長く保持することにより、角背が良好に形成され、高品質の冊子が作成される。

糊層を厚くした冊子、即ち、厚い冊子は多数枚の用紙により構成される。

図１に示す製本システムでは、冊子を構成する用紙は、１枚毎に画像が形成されて作成されるので、１枚の用紙の処理には一定時間を要する。

従って、構成枚数が多い厚い冊子ほど１冊を構成する用紙に対する処理時間が長くなる。このような画像形成から製本までの一貫処理における工程上の特徴を利用して、図１１（ｄ）の工程の時間、即ち、折り曲げ時間ＯＴを長くすることにより、高品質の冊子を作成することが可能となる。

時間ＭＴ、ＯＴの制御は、表紙Ｓ２を折り曲げる折り曲げ手段ＯＭを構成するモータの作動時間を制御することにより行われる。

画像形成装置と製本装置とを備えた製本システムの全体構成図である。 製本装置の断面図である。 用紙束Ｓａを集積部に垂直状態で保持し、糊を塗布する工程を示す図である。 糊塗布工程を示す図である。 糊塗布工程を示す図である。 塗布厚制御を説明するための図である。 塗布厚変更手段を示す図である。 表紙の接合工程を示す図である。 表紙支持部を示す図である。 表紙支持部のホームポジションへの移動を示す図である。 表紙接合工程を示す図である。 冊子の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る製本システムの制御系を示す図である。 冊子強度を説明するための図である。

符号の説明

Ａ 画像形成装置
Ｂ 製本装置
５０ 集積部
６０ 塗布手段
８１ カッター
９１、９２ 押圧部材
９３，９４ カム
９５，９６，９７ 表紙押さえ部材
５１０ 冊子束厚さセンサ
ＣＲ 制御手段
ＭＣＲ 主制御手段
Ｓ１ 用紙
Ｓ２ 表紙
Ｓ３ 冊子
Ｓａ 用紙束
ＳＳ 用紙束Ｓａの背
Ｐ 糊
ＰＳ 糊層

Claims (14)

1. 用紙束の背に糊を塗布する糊塗布手段、
   糊が塗布された用紙束を支持する用紙束支持手段、
   表紙を支持する表紙支持手段、
   前記用紙束支持手段及び前記表紙支持手段の少なくとも何れか一方を移動させて、用紙束の背と表紙間の間隔を変更する移動手段並びに、
   該移動手段を制御する制御手段、を有し、
   該制御手段は、糊が塗布された用紙束の背と表紙との間隔をＤ１に設定して表紙を用紙束に接着した後に、前記間隔を前記Ｄ１よりも大きいＤ２に設定して用紙束及び表紙を保持するように前記移動手段を制御することを特徴とする製本装置。
2. 表紙が用紙束をくるむように表紙を折り曲げる折り曲げ手段を有し、
   前記制御手段は、前記間隔を前記Ｄ２に設定した状態で表紙が用紙束をくるむように前記折り曲げ手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の製本装置。
3. 前記制御手段は、前記糊塗布手段を制御して塗布厚を制御することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の製本装置。
4. 前記制御手段は、糊の塗布厚に応じて前記Ｄ１を変えることを特徴とする請求項３に記載の製本装置。
5. 前記制御手段は、糊の塗布厚に応じて前記Ｄ２を変えることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の製本装置。
6. 前記制御手段は、前記糊塗布手段による塗布の終了時点から前記間隔を前記Ｄ１に設定するまでの時間を糊の塗布厚に応じて変える制御を行うことを特徴とする請求項３〜５の何れか１項に記載の製本装置。
7. 前記制御手段は、前記間隔を前記Ｄ１に設定してから前記間隔を前記Ｄ２に設定するまでの時間を糊の塗布厚に応じて変えることを特徴とする請求項３〜６の何れか１項に記載の製本装置。
8. 前記制御手段は、前記間隔を前記Ｄ２に設定した状態を所定時間維持した後に、前記折り曲げ手段による表紙の折り曲げを開始するように前記折り曲げ手段を制御することを特徴とする請求項２に記載の製本装置。
9. 前記制御手段は、前記所定時間を糊の塗布厚に応じて変える制御を行うことを特徴とする請求項８に記載の製本装置。
10. 前記制御手段は、前記折り曲げ手段が表紙を折り曲げた状態が継続される時間を糊の塗布厚に応じて変えることを特徴とする請求項２、８又は９に記載の製本装置。
11. 前記制御手段は、冊子条件に応じて糊の塗布厚は変わるように前記糊塗布手段を制御することを特徴とする請求項３に記載の製本装置。
12. 前記冊子条件は、用紙束の厚さを含むことを特徴とする請求項１１に記載の製本装置。
13. 用紙束の厚さを検知する検知手段を有し、前記制御手段は、前記検知手段からの情報に基づいて、糊の塗布厚を変えるように前記糊塗布手段を制御することを特徴とする請求項３に記載の製本装置。
14. 請求項１〜１３の何れか１項に記載の製本装置及び
    用紙に画像を形成し、画像が形成された用紙を前記製本装置に送る画像形成装置を有し、
    前記画像形成装置は、用紙束を構成する用紙の枚数の情報及び用紙の種類の情報の少なくとも一つを前記制御手段に伝送する主制御手段を有し、前記制御手段は、前記主制御手段から伝送された前記枚数の情報及び前記種類の情報の少なくとも一つに基づいて、前記糊塗布手段を制御して糊の塗布厚を制御することを特徴とする製本システム。

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