JP2014205249A - シート加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 品質にバラツキのない高品位な製本を可能とする、大量生産に適した印刷シートの加工装置の提供。
【解決手段】 供給トレイに積載されたシートの１枚を移送部により加工テーブルの上に移送し、位置決め部によりシートを位置決めし、位置決めされたシートを製本のときに綴じ代となる部分を生成すべくカッタ部により切断し、切断されたシート同士の間に隙間を設けた状態でテーピング部によりシート同士をテープで繋ぎ合わせる。
【選択図】 図８

Description

本発明は、印刷されたシートを製本して写真アルバムやフォトブックなどを作成する工程で用いられる、シートを加工する装置および方法に関する。

特許文献１には、印刷されたシートを製本して写真アルバムを作成する方法が開示されている。この方法は、綴じ代となる小片と印刷物シートとを用意し、両者の間に隙間を設けた状態で、両面からラミネートフィルムを貼り合わせる加工により、１枚のシートを作成する。そして、作成した複数枚のシートの綴じ代を束ねて固定することで製本する。作成された各シートは、見開きとなる隙間の部分でラミネートフィルムが屈曲しやすい柔軟なヒンジとなるので、鑑賞者は容易に頁をめくることができる。

特開平９−１２３６３６号公報

特許文献１の方法では、最初に、小片と印刷物シートとの間に所望の隙間を設けるように、上と下の２カ所をセロハンテープ等の補助シートで固定する。これは、作業者の手作業によって行われるため、作業枚数が増えるほど、作業者の集中力が途絶えて、品質にバラツキが生じやすくなる。

品質のバラツキとは、隙間の寸法および平行度が均一にならないことをいう。例えば、図１６（Ａ）に示すように、小片に対して印刷物シートが斜めに傾いてセロハンテープで固定された場合、これを切り抜いて出来上がる完成品は、図１６（Ｂ）に示すように、ヒンジとなる部分が平行（一定間隔の長方形形状）ではなくくさび形状となる。これをそのまま綴じて製本すると、図１６（Ｃ）に示すように、見開きにしたときに右頁が正確な長方形とはならず、且つ、右頁のヒンジは上側ほど大きく露出してしまう（斜線でハッチングした部分）。このような仕上がりの悪さは鑑賞者にとっては目障りで、写真アルバムの美観を損なうことになる。加えて、このようなくさび形状のヒンジは、頁をめくる際にヒンジが均等に曲がらないので、操作する鑑賞者に違和感を与えることにもなる。また、くさび形状にならずに平行な隙間であっても、各頁の隙間の寸法が一定に揃っていないと、各頁でヒンジの幅にバラツキが生じて不揃いとなり、写真アルバムの仕上がりが悪くなる。

本発明は、上述の課題の認識にもとづいてなされたものである。本発明の目的は、品質にバラツキのない高品位な製本を可能とする、大量生産に適した印刷シートの加工装置を提供することである。

本発明の１つの形態は、印刷されたシートを製本のために加工する装置であって、印刷されたシートが積載されるトレイと、シートを加工するときにシートが置かれるテーブルと、前記トレイに積載されたシートを１枚ずつ前記テーブルの上に移送する移送部と、前記テーブルに置かれたシートを位置決めする位置決め部と、シートを切断するカッタ部と、切断されたシート同士をテープで繋ぎ合わせるテーピング部と、を有し、前記トレイに積載されたシートの１枚を前記移送部により前記テーブルの上に移送し、前記位置決め部によりシートを位置決めし、位置決めされたシートを製本のときに綴じ代となる部分を生成すべく前記カッタ部により切断し、切断されたシート同士の間に隙間を設けた状態で前記テーピング部によりシート同士をテープで繋ぎ合わせることを特徴とする。

本発明によれば、品質にバラツキのない高品位な製本を可能にするシート加工を行うことができるので、多数頁の本の生産や多量の冊数の本の生産に適している。

印刷シートの加工手順を概念的に説明するための図 シート加工装置の外観を示す図 シート加工装置の内部構成を示す図 シート移送部の構成を示す図 第１ステージと第２ステージの位置関係を示す図 テープ供給部の構成を示す図 システムブロック図 シート加工の際の概略シーケンスを示すフローチャート 第１ステージと第２ステージの位置関係の遷移を示す図 カッタ部でシートを切断する手順を示す図 テーピング（供給）の手順を示す図 テーピング（貼り付け及び切断）の手順を示す図 シートの供給と排出を並行して行う動作を説明する図 吸着パッドの構造を示す図 積載されたシートの分離性能を向上させる手段の説明する図 従来技術の課題を説明するための図

本発明の実施形態に係るシート加工装置について説明する。シート加工装置は、プリント装置によって画像（写真、図形、文字など）が印刷された印刷シートを束ねて、写真アルバムやフォトブックなどの本として製本する際に、各シートに折り曲げのヒンジを設けるよう加工するものである。

図１（Ａ）は、その加工手順を概念的に説明するための図である。最初に１枚の印刷シートを、画像が印刷された画像部分５０ａと、製本の際に綴じ代となる綴じ代部分５０ｂとに切り分ける。プリント装置で印刷シートを生成する際には、予め綴じ代も見込んで所望の画像とともに余白も設けておく。次いで、画像部分５０ａと綴じ代部分５０ｂの間に平行で所望の寸法を持った隙間を設けるよう、切り分けたシート同士を正確に位置決めする。そして、隙間の上に、シート両面から透明な粘着テープ５１ａを貼り付ける。こうして、画像部分と綴じ代部分との間には、粘着テープによる柔軟なヒンジが形成される。以下に説明するように、これらの加工の工程は作業者の手を介することなく、自動化された装置により行われる。

図１（Ｂ）、図１（Ｃ）は、加工された印刷シートを複数枚束ねて製本した完成状態を示す。複数のシートの綴じ代部分５０ｂを束ねて、糸綴じ、ステープル綴じ、ボンド固めなど周知の方法で、カバー５２の内側で固定する。なお、ここでは、説明を簡略化するため５枚のシートとしているが、実際にはさらに多くの枚数を製本する場合もある。各シートは柔軟な粘着テープにより形成されたヒンジ５１ａが屈曲して開くことができる。粘着テープによるヒンジは、シート自体よりも屈曲し易いので、左右の頁を見開いても頁間の見開き部分は１８０°フラットの平坦となり、いわゆるレイフラットな製本となる。

図１（Ｂ）では、画像部分と綴じ代部分との間隔方向における隙間の寸法、すなわちヒンジの長さが不揃いである。製本により束ねたシートの中央部分ほどヒンジが長くなっている。すなわち、断面から見ると、画像部分の下端の位置は、シート束の中央ほど高いなだらかな山型の形状となっている。綴じ代部分の上端の位置は、シート束の全体に渡り平坦に揃っている。図１（Ｃ）は、図１（Ｂ）の変形例である。断面から見ると、画像部分の下端の位置は、シート束の中央ほど高いなだらかな山型の形状となっているのは、図１（Ｂ）と同じである。ただし、綴じ代部分の上端の位置も同様の山形になるように、各シートの綴じ代の長さを変化させている。各シートで、ヒンジの長さは変わらない。これらの例において、隙間の絶対寸法は、製本するシートの枚数、束ねる方向の合計の厚み、使用するシート１枚の厚みの少なくとも１つのパラメータに応じて変えるようにすることが好ましい。束ねるシートの枚数、束ねた合計の厚さ、シート１枚の厚みが大きいほど、隙間の寸法も大きくする。図１（Ｂ）、図１（Ｃ）のような製本を行うことで、どの頁を見引きにしても、見開き部分は平坦になる。

次に、上述の加工の工程を自動で行うシート加工装置の詳細について説明する。

図２は、シート加工装置１の外観を示す。１１は加工する印刷シートを作業者が装填するための、１２は加工済の印刷シートを作業者が取り出すための第２スライドドア、１３は加工用の粘着テープを作業者が供給するための第３ドアである。１４は交換部品などを補完する収納スペース、１５は交換用のシート規制シャフト、１６は交換用のカッタユニットである。１７は操作用のタッチパネルである。１８は非常停止ボタン、１９は装置内部の照明スイッチ、２０は非常停止からの復帰ボタンである。

図３は、シート加工装置１の内部の構成を示す斜視図である。３０は加工するときに印刷シートが置かれる加工テーブル、３１は加工する前の印刷シートが複数枚積載される供給トレイである。

３２は印刷シートを吸着して保持する吸着パッド（吸着部）を支持する供給アームである。供給アーム３２は吸着パッドを上下動させる機構を備え、積載された印刷シートの最上位の１枚を吸着して持ち上げることができる。３４は供給アーム３２を矢印Ａ方向および矢印Ｂ方向に往復移動させる駆動ユニットである。印刷シートを吸着して持ち上げ、供給アーム３２を矢印Ａ方向に移動させることで、印刷シートを加工テーブル３０に移送することができる。

４１はシートに対して切断、テーピングなどの種々の加工を行う加工ユニットである。加工ユニット４１は、印刷シートから綴じ代となる部分を切り離すカッタ、粘着テープの先端を挟持するチャックや圧着ローラ、貼り付けた粘着テープの余りを切断するテープカッタなどを備えている。加工ユニット４１の詳しい構造および動作は後述する。加工ユニット４１は、加工の際に往復移動するようになっている。

３６は加工済の印刷シートが積載される排出トレイである。３７はシートを吸着して保持する吸着パッドを支持する排出アームである。排出アーム３７は吸着パッドを上下動させる機構を備え、印刷シートを吸着した吸着パッドを持ち上げることができる。供給アーム３２と排出アーム３７は一体化されており、共通の駆動ユニット３４によって矢印Ａ方向および矢印Ｂ方向に往復移動する。加工の済んだシートを吸着して加工テーブル３０から持ち上げ、排出アーム３７を矢印Ａ方向に移動させることで、印刷シートを排出トレイ３６に移送することができる。

３８はロール状に巻かれた第１の粘着テープを回転可能に支持する第１テープ供給部である。３９はロール状に巻かれた第２の粘着テープを回転可能に支持する第２テープ供給部である。第１の粘着テープはシートの表面（第１面）に貼られ、第２の粘着テープはシートの裏面（第２面）に貼られる。４３は供給アーム３２に設けられている押圧板である。押圧板４３は、供給アーム３２が加工テーブル３０の上に位置しているときに、シートの端部を加工テーブル３０に上から押し付けて、テーブルの平面に倣わせることでシートの反りを矯正するためのものである。

図１３は、図３の構成を概念的に示した上面図である。図１３（Ａ）において、供給トレイ３１、加工テーブル３０（第１ステージ３３、第２ステージ４０）、排出トレイ３６が横並びになっている。テープ供給部６０は２つの粘着テープを供給する。ガイド４１ａは加工ユニット４１の左右方向に移動をガイドする。供給アーム３２は、４つの吸着パッド３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆ（吸着部）を支持する２本のアームを有している。排出アーム３７は、４つの吸着パッド３７ｃ、３７ｄ、３７ｅ、３７ｆ（吸着部）を支持する２本のアームを有している。供給アーム３２と排出アーム３７は駆動ユニット３４により一体的に移動する。

以上の供給アーム３２、排出アーム３７および駆動ユニット３４により、供給トレイ３１に積載されたシートを１枚ずつ加工テーブル３０の上に移送するとともに、加工テーブル３０の上のシートを排出トレイ３６に移送するシート移送部が構成されている。

図４は、シート移送部の詳細な構成を示す。シート供給側の供給アーム３２は、複数のサブアームと複数の吸着パッドを備える。供給アーム３２は第１サブアーム３２ａと第２サブアーム３２ｂを有し、矢印Ａ方向及びＢ方向に移動する。第１サブアーム３２ａは吸着パッド３２ｃを支持し、第２サブアーム３２ｂは吸着パッド３２ｄ、３２ｅを支持している。吸着パッド３２ｃ、３２ｄ、３２ｅは負圧源にチューブで連結され、印刷シートの表面を吸着保持する。第２サブアーム３２ｂは、印刷シートのサイズに応じて供給アーム３２の長手方向に位置調整することができる構造になっている。また、各吸着パッドは、吸着する印刷シートのサイズに応じて各サブアームの長手方向に位置調整ができる構造になっている。

一方、シート排出側の排出アーム３７は、複数のサブアームと複数の吸着パッドを備える。排出アーム３７は第１サブアーム３７ａと第２サブアーム３７ｂを有し、矢印Ａ方向及びＢ方向に移動する。第１サブアーム３７ａは吸着パッド３７ｃを支持し、第２サブアーム３７ｂは吸着パッド３７ｄ、３７ｅを支持している。吸着パッド３７ｃ、３７ｄ、３７ｅは負圧源にチューブで連結され、印刷シートの表面を吸着保持する。第２サブアーム３７ｂは、印刷シートのサイズに応じて排出アーム３７の長手方向に位置調整することができる構造になっている。また、各吸着パッドは吸着する印刷シートのサイズに応じて各サブアームの長手方向に位置調整することができる構造になっている。

図５は、加工テーブル３０の詳細を説明するための図である。加工テーブル３０は、独立した第１ステージ３３と第２ステージ４０を有する。第１ステージ３３はその保持面３３ａでシートの画像部分を保持し、第２ステージ４０はその保持面４０ａでシートの綴じ代となる部分を吸着保持する。第１ステージ３３と第２ステージ４０とは、カッタ部でシートを切断する方向と直交する方向（矢印Ｊ方向）に関して相対的な位置関係を変えることができる。本実施形態では、第１ステージ３３と第２ステージ４０はいずれも矢印Ｃ方向および矢印Ｄ方向に独立してステージを移動させる機構を備え、両者の間隔を変化させることができる。なお、第１ステージ３３は固定して、第２ステージだけ移動可能とする構成としてもよい。

第１ステージ３３の内部は、負圧源に連結された負圧室になっている。保持面３３ａには、内部の負圧室と連通する複数の孔３３ｂが形成されており、孔３３ｂを介して印刷シートを吸着保持する。同様に、第２ステージ４０の内部は、負圧源に連結された負圧室になっている。保持面４０ａには、内部の負圧室と連通する複数の孔４０ｂが形成されており、孔４０ｂを介して印刷シートを吸着保持する。

第２ステージ４０には、加工テーブルに載置された印刷シートの一片に当接し、印刷シートの位置決め（傾きの整合）を行う位置決め面４０ｃが設けられている。位置決め面４０ｃは、カッタ部がシートを切断する方向（矢印Ｋ方向）に平行な平面を有している。位置決め面４０ｃにより、加工テーブルの上に置かれたシートの綴じ代となる部分のシートの一辺に当接し、カッタ部がシートを切断する方向と直交する方向（矢印Ｊ方向）に押すように、第２ステージ４０を矢印Ｊ方向と反対方向に移動させる。これにより、シートの一辺の向きが、カッタ部が切断する方向（矢印Ｋ方向）と平行になるようシートの位置決めがなされる。

図５（Ａ）は、第１ステージ３３と第２ステージ４０とが当接した状態を示す。この状態では、第１ステージ３３のシートの保持面３３ａと第２ステージ４０のシート（綴じ代）の保持面４０ａは、つながって連続した平坦な面を形成する。図５（Ｂ）は第１ステージ３３と第２ステージ４０が離間した状態を示す。

これら２つのステージの位置関係は、シートを位置決めする工程、カッタ部によりシートを切断する工程、切断したシート同士の隙間を調整する工程、テープの供給工程、圧着ローラが通過してテープを貼る工程、それぞれに適するように設定される。詳しくは後述する。

図６は、テーピング部の一部であるテープ供給部６０の内部構成を示す。上側の第１テープ供給部３８から供給される粘着テープは、ガイドローラ６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄによって加工テーブルに案内される。下側の第２テープ供給部３９から供給される粘着テープは、ガイドローラ６２ａ、６２ｂ、６２ｃによって加工テーブルに案内される。上下の粘着テープは粘着面を対向させた状態で、引き出したシートの先端付近を移動チャック６３によって挟持している。テープ供給部６０と加工ユニット４１により、テーピング部が構成されている。

図７は、シート加工装置を制御システムの観点から見たシステムブロック図である。制御部１００は、制御や演算を行うＣＰＵ１０１、プログラム、定数、数値のテーブルデータなどが格納されているＲＯＭ１０２、一時的なデータを格納するＲＡＭ１０３を備えている。さらに各種のモータ、ポンプ、電磁弁などを駆動するための各種ドライバを備えている。

制御部１００には、制御の対象となる各種のモータ、ポンプ、電磁弁などが接続されている。モータ１０４は供給アーム３２と排出アーム３７を移動させる駆動源、モータ１０５は加工ユニット４１をガイド４１ａに沿って往復移動させる駆動源である。加圧ポンプ１０６は各種のシリンダを駆動するための高圧の圧縮空気を高圧タンクに溜め、且つシート吸着の負圧源となる負圧空気を負圧タンクに溜めるためのポンプである。送風器７０はシート分離のために送風するファンである。

電磁弁１０７、１０８はそれぞれ、第１ステージ３３の移動、第２ステージ４０の移動を行う各シリンダへの圧縮空気供給を制御する弁である。電磁弁１０９、１１０、１１１はそれぞれ、供給トレイ３１の昇降、供給アーム３２と排出アーム３７の昇降、供給アーム３２のアーム伸縮を行う各シリンダへの圧縮空気供給を制御する弁である。電磁弁１１２は、供給アーム３２と排出アーム３７の吸着パッドそれぞれに供給する負圧を制御する弁である。電磁弁１１３は第１ステージ３３の負圧室、電磁弁１１４は第２ステージ４０の負圧室の負圧を制御するための弁である。電磁弁１１５は第１チャック６３ａ、第２チャック６３ｂの挟持を行うシリンダ、電磁弁１１６は移動チャック６３の挟持を行うシリンダの弁である。電磁弁１１７は圧着ローラ４４ａ、４４ｂを移動させるシリンダを制御する弁である。電磁弁１１８はシート切断用のカッタを移動させるシリンダを制御する弁である。電磁弁１１８はテープ切断用のカッタを作動させるシリンダを制御する弁である。

センサ１２０は、高圧タンクおよび負圧タンクの内部の圧力を検知する複数のセンサである。センサ１２１は、供給トレイ３１、第１ステージ３３、排出トレイ３６のそれぞれに載置されたシートの有無や積載量を検知するセンサである。センサ１２２は、供給アーム３２と排出アーム３７の高さ方向、給排出方向、奥行き方向の位置を検知する位置センサである。センサ１２３は加工ユ移動方向の位置を検知する位置センサである。

次に、上述の構成のシート加工装置における、各工程の動作手順を説明する。最初に、図８のフローチャートを用いて、１枚の印刷シートを加工する際の概略シーケンスについて説明する。

ステップＳ１では、作業者によって供給トレイ３１に載置された、未加工の印刷シートのうち最上位の１枚を、供給アーム３２でピックアップする。ステップＳ２では、ピックアップした印刷シートを、シート移送部で加工テーブル３０の上に移送する。ステップＳ３では、加工テーブル３０の上に置かれた印刷シートを、位置決め部で傾きを正して位置決めする。ステップＳ４では、位置決めされたシートを製本のときに綴じ代となる部分を生成すべく、カッタ部により切断する。ステップＳ５では、テープ供給部から粘着テープを加工テーブルに供給する。ステップＳ６では、切断されたシート同士の隙間が平行で且つ所定の寸法、すなわち一定間隔の長方形形状となるように、シート同士を位置決めする。ステップＳ７では、テーピング部で、切断されたシート同士の両面から粘着テープを圧着ローラで押圧して貼り付けて、シート同士を繋ぎ合わせる。ステップＳ８では、貼り合わせた粘着テープをシートの両端近傍で切断する。ステップ９では、加工の済んだシートを、加工テーブル３０から排出トレイにシート移送部で移送する。このとき、未加工のシートがまだ残っている場合には、排出と同時に、供給トレイ３１から加工テーブル３０に次のシート１枚を移送する。以上の動作を、供給トレイ３１に載置されたすべての印刷シートの加工が済むまで繰り返す。

以下、各工程のさらなる詳細を説明する。図９は、加工テーブルにおける加工の動作に応じて２つのステージの位置関係が変化する遷移の様子を示す図である。これは、第１ステージ３３と第２ステージ４０を、図５の矢印Ｋ方向から見た断面図である。

図９（Ａ）は、供給トレイから加工テーブルの上にシート５０が置かれるときの、第１ステージ３３と第２ステージ４０の位置関係を示す。２つのステージの間には、小さ隙間が設けられている。供給されたシート５０は、第１ステージ３３の保持面３３ａと第２ステージ４０の保持面４０ａに跨るように載置される。シートの一辺である端部と、第２ステージ４０に設けられた位置決め面４０ｃとの間にはわずかな隙間が開けられるように、シート５０が置かれる。この状態では、第１ステージ３３、第２ステージ４０いずれも負圧による吸着力は発生しておらず、シートはそれぞれの保持面の上に吸着なしに置かれるだけである。

次に、図９（Ｂ）のように、第２ステージ４０を、静止した第１ステージ３３に近づく方向（矢印Ｅ方向）に移動させる。位置決め面４０ｃによってシート５０の一辺が押されて、シートに傾きがあったとしても傾きが正されて位置決めがなされる。（図８のステップＳ３）
続いて、押圧板４３を、図９（Ｂ）の一点鎖線で示す位置まで下降させ、シート５０の端部を保持面３３ａと保持面４０ａに押し付ける。押し付けた状態で、第１ステージ３３と第２ステージ４０の負圧室に負圧を供給し、シート５０を保持面３３ａと保持面４０ａそれぞれで吸着させる。押圧板で隙間なくシートを押し付けてシートに反りが無い状態にして吸着を開始するので、短時間でシートを確実に吸着保持することができる。

続いて、第１ステージ３３の負圧室は負圧に保ったままで、第２ステージ４０の負圧室だけを大気に連通して負圧を解消する。保持面３３ａだけでシート５０を吸着保持される状態となる。その状態で、第１ステージ３３は静止したまま、第２ステージ４０を矢印Ｆ方向に移動させる。第１ステージ３３と第２ステージ４０との間隔が、カッタ部でシートを切断するのに適した所定の幅となったら、第２ステージ４０の移動を止める。次いで、第１ステージ３３の負圧室に負圧を供給し、シート５０を保持面３３ａと第２保持面４０ａの両方で吸着保持させる。その状態で、図９（Ｃ）のように、カッタ部４２ａを紙面垂直な方向に走らせながらシートを切断する。（図８のステップＳ４）
シートを切断した後は、図９（Ｄ）のように、第１ステージ３３と第２ステージ４０を共にお互いが離れる方向に移動させる。第１ステージ３３は矢印Ｅ方向に、第２ステージ４０は矢印Ｆ方向に所定距離移動させる。この結果、第１ステージ３３に保持される画像部分５０ａと、第２ステージ４０に保持される綴じ代部分５０ｂとの間には、大きな隙間が設けられた状態となる。この隙間は、テーピング部で粘着テープを加工テーブルに供給する際に、供給されるシートと干渉しないようにするためのものである。

テープの供給が済んだら、図９（Ｅ）のように、第１ステージ３３を矢印Ｆ方向に、第２ステージ４０を矢印Ｅ方向に移動させ、画像部分５０ａと綴じ代部分５０ｂとの間を所望の隙間とする。（図８のステップＳ６）
こうして設けられた隙間は製本した際のヒンジとなり、製本した最終生産物の品質を決定付けるので厳密な寸法および平行度の精度管理を要する。第１ステージと第２ステージの吸着部によってシートが強固に吸着保持されるので、カッタ部によってシートを切断する際、切断の後にステージを移動させる際に、ステージの上でシートが動いたり位置がずれたりすることがない。このため、高い精度で隙間を調整することができる。

こうして、切断されたシート同士の隙間を厳密に管理した状態で、図９（Ｅ）のように、両面から粘着テープ５１ａ、５１ｂを貼り付ける。そして、図９（Ｆ）のように、圧着ローラ４４ａ、４４ｂをテープの上に沿って走らせることで、テープを強固に固着させる。（図８のステップＳ７）
図１０は、カッタ部でシートを切断する動作（図８のステップＳ４）の手順を示す。これは先の図９（Ｃ）の状態において行われる処理である。

図１０（Ａ）の初期状態では、ガイドローラ６１ｄによって案内された第１の粘着テープ５１ａと、ガイドローラ６２ｃによって案内された第２の粘着テープ５１ｂは、互いの粘着面が対向するように、第１チャック６３ａに挟持されている。加工ユニット４１は、粘着テープの供給側とは反対側に停止している。加工ユニット４１には、カッタ部として上丸刃４２ａと下丸刃４２ｂが設けられている。上丸刃４２ａと下丸刃４２ｂはアクチュエータにより上下動可能であり、互いに離間した状態と刃先同士を接する状態とをとり得る。

図１０（Ｂ）のように、加工ユニット４１は、シートを切断する際に矢印Ｆ方向に移動する。図９（Ｃ）は切断が完了した状態であり、加工ユニット４１は粘着テープの供給側に静止する。切断が完了したら、加工ユニット４１に設けられている移動チャック６３で粘着テープの先端部を挟持し、第１チャック６３ａは退避する。

図１１は、テーピング部で粘着テープを加工ステージに供給する動作（図８のステップＳ６）の手順を示す。これは先の図９（Ｄ）の状態において行われる処理である。

図１１（Ａ）は、先の図１０（Ｃ）の状態から、加工ユニット４１が矢印Ｅ方向に移動している最中の状態を示す。第１の粘着テープ５１ａと第２の粘着テープ５１ｂは、移動チャック６３、ガイドローラ６１ｄ、ガイドローラ６２ｃの３カ所で支持されて、くさび状の鋭角な隙間を形成する。ここで、図１１（Ａ）の初期状態では、ガイドローラ６１ｄが上方に、ガイドローラ６２ｃが下方に位置しており、第１の粘着テープ５１ａと第２の粘着テープ５１ｂの間は大きく離れている。そのため、くさび状の隙間の鋭角の角度は大きい。このように張られた粘着テープは、先の図９（Ｄ）にように切断されたシート同士の大きな隙間を通過するので、粘着テープがシートに接触することは無い。図１１（Ｂ）は、加工ユニット４１の移動が進んで、粘着テープの先端が、固定された第２チャック６３ｂで挟持することが可能な位置まで引き出された状態を示す。

次いで、図１１（Ｃ）のように、粘着テープの先端を第２チャック６３ｂによって挟持し、移動チャック６３は退避する。次いで、ガイドローラ６１ｄを下方に、ガイドローラ６２ｃを上方に、両者がほぼ接触するまで移動させる。すると、第１の粘着テープ５１ａはシートの画像部分５０ａと綴じ代部分５０ｂの隙間の上面側に位置し、第２の粘着テープ５１ｂはシート同士の隙間の下面側に位置する。くさび状の隙間の鋭角の角度は小さくなる。この状態は図９（Ｅ）に示される状態である。ここで、加工ユニット４１の中に設けられた、上圧着ローラ４４ａと下圧着ローラ４４ｂを移動させて両者の間に粘着テープを挟持させる。

図１２は、テーピング部で粘着テープを貼り付け且つ切断する動作（図８のステップＳ７、Ｓ８）の手順を示す。これは先の図９（Ｅ）、図９（Ｆ）の状態において行われる処理である。

図１２（Ａ）は、加工ユニット４１が矢印Ｆ方向に移動している最中の状態を示す。上圧着ローラ４４ａと下圧着ローラ４４ｂは、上下の粘着テープでシートを挟んで押圧しながら転がって走行する。この押圧により、粘着テープはシートの両面から強固に固着する。図１２（Ｂ）のように、加工ユニット４１が反対側の端部まで移動したら、上圧着ローラ４４ａと下圧着ローラ４４ｂは離間する。そして、加工ユニット４１に設けられているテープ切断用のカッタ４５により、粘着テープの一方の側を切断する。続いて、図１２（Ｃ）のように、加工ユニット４１が矢印Ｅ方向に戻って、他方の端部で粘着テープを切断する。（図８のステップＳ８）
図１３は、シート移送部により未加工のシートの供給と加工済のシートの排出を並行して行う動作を説明するための上面図である。供給と排出の２つの動作を並行して行うことで、シリアルに処理を行うのに比べて装置の処理スループットが向上する。

図１３（Ａ）は、あるシート５０１の加工が済んで、次の未加工のシート５０２を供給するときに様子を示す。供給アーム３２の各吸着パッドはシート５０２を吸着し、排出アーム３７の各吸着パッドはシート５０１を吸着する。供給トレイ３１は、吸着の際に最上位のシートが吸着パッドと接触するように上方に移動する。２枚のシートを吸着保持したら供給アーム３２と排出アーム３７が共に上昇する。次いで、図１３（Ｂ）のように矢印Ｎ方向に移動し、加工済のシート５０１と未加工のシート５０２はそれぞれ、排出トレイ３６と第１ステージ３３の上方に移送される。そして、第１ステージ３３を矢印Ｍ方向に、第２ステージ４０を矢印Ｌ方向に移動させて、両者の間隔を狭める。この段階では、まだ両方のシートはステージやトレイに置かれずに浮上した状態である。

次に、図１３（Ｃ）に示すように、供給アーム３２の２本のアーム３２ｇ、３２ｈをアクチュエータによって矢印Ｐ方向に伸ばし、未加工のシート５０２を第１ステージ３３と第２ステージ４０に跨るように位置させる。そして、加工済のシート５０１と未加工のシート５０２がそれぞれ排出トレイ３６と第１ステージ３３、第２ステージ４０に載置されるように、供給アーム３２と排出アーム３７を下降させる。各吸着パッドの負圧を切って吸着保持を解除したら、供給アーム３２と排出アーム３７を上昇させ、供給アーム３２の２本のアーム３２ｇ、３２ｈをアクチュエータによって収縮させる。そして、図１３（Ｄ）のように、供給アーム３２と排出アーム３７は、矢印Ｑ方向に移動して、元に戻される。

ここから、加工テーブルの上のシート５０２に対して、位置決め、シート切断、シート間の隙間形成、テーピング、テープ切断の各工程が順次なされる。加工の間には、供給トレイ３１を上昇させて、次の未加工シート５０３を供給アーム３２の吸着パッドに吸着させて、次の供給の準備を行う。シート５０２の加工が終了したら、図１３（Ｅ）に示すように、第１ステージ３３を矢印Ｌ方向に移動させ、加工の済んだシート５０２を排出アーム３７の下方に位置させる。この状態は、図１３（Ａ）と同じであり、以降同様に処理を繰り返す。

図１４は、供給アーム３２が備える吸着パッド（吸着部）の構造を示す。ここでは吸着パッド３２ｃを例に挙げるが、複数の吸着パッドはいずれも同じ構造を有する。また、排出アーム３７の吸着パッドも同じ構造を有する。

吸着パッド３２ｃは、円周状の外周壁３２４によって仕切られた負圧室３２２を備えている。図１４（Ａ）、（Ｂ）のように、負圧室の内部には、外周壁とほぼ同じ高さの同心円状のリブ３２３が形成されている。負圧室３２２はチューブ３２１を介して負圧源と接続されており、供給された負圧によりシートが吸着保持される。

仮にリブ３２３が無いと、図１４（Ｃ）に示すように、リブ３２３の内部で、最上位の１枚のシート５０１が負圧によって盛り上がり、２枚目のシート５０２との間に負圧の空間３２５が形成される。この負圧の空間によってシート５０１を持ち上げたときに、２枚目のシート５０２も一緒に持ち上がり、分離性能が低下する。これに対して、同心円状のリブ３２３を設けたことで、リブの先端がシートに接して押さえて、負圧によりシートが持ち上がることを抑止し、良好な分離性能を実現している。つまり、吸着部は、外周壁の内部に形成された同心円状のリブを有し、シートを吸着保持した際には、外周壁とリブの先端がそれぞれシートに接する。

本実施形態の装置では。供給トレイに積載されたシートの分離性能をさらに向上させるため、図１５（Ａ）のような送風器７０を有している。送風器７０は、シートをピックアップする際に、供給トレイ３１に積載されたシートのサイドからエアを吹き付ける。気流が１枚目のシート５０１とその下のシートの間に入り込むことによって、１枚目のシート５０１が分離することを補助する。図１５（Ｂ）に示すように、１枚目のシート５０１は積載シートの高さ規制部材７１と当接するため、１枚目のシート５０１とその下のシートの間には、空気流７３が入り難い。そこで、図１５（Ｃ）のように、シート５０１の送風器７０に近い端部近傍を持ち上げる、専用の吸着パッド３２ｋ（吸着部）を備えている。他の吸着パッド３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆがシート５０１を持ち上げるのに先立って、吸着パッド３２ｋでシート５０１の端部を持ち上げ、持ち上げた端部に対してサイドからエアを吹き込んで、２枚目のシートとの分離を促進させる。

以上説明してきた実施形態のシート加工装置によれば、以下のような優れた作用効果を奏する。

（１）特許文献１のような手作業によるシート加工と違って、作業者の手を介することなく自動化された装置で加工することができる。そのため、品質にバラツキのない高品位な製本を可能にするシート加工を行うことができ、多数頁の本の生産や多量の冊数の本の生産に適している。

（２）１枚の印刷シートを切断して綴じ代部分を作り出すので、画像を印刷したシートがどのようなサイズ・厚さ・材質のシートであっても、当該シートに適した綴じ代を得ることができる。特許文献１のように、画像部分とは別に綴じ代部分（小片）を用意する方式では、印刷シートのサイズや厚さに応じた小片を用意しなければならない。つまり、使用するシートが多品種になるほど、用意しなければならない小片も多種になるため、現実的な対応が難しくなる。つまり、本実施形態によれば、多種のシートに対して低コスト且つ高品位な製本を実現することができる。

（３）１枚の印刷シートを切断して綴じ代部分を作り出すので、切断位置を変えるだけで、任意のサイズの綴じ代を得ることができる。例えば、図１（Ｂ）や図１（Ｃ）で説明したような、シート毎に綴じ代のサイズが異なるような形態であっても容易に対応することができる。

（４）位置決め部は、加工テーブルの上に置かれたシートの綴じ代となる部分のシートの一辺を、カッタ部が切断する方向と直交する方向に押して、当該一辺とカッタ部が切断する方向とが平行になるようにシートを位置決めする。製本の際には、通常、各シートの綴じ代側の一辺を基準して複数のシートを重ね合わせて束ねる。本実施形態では、重ね合わせの位置基準となる側の一辺を用いてシートが位置決めされるので、複数のシートの重ね合わせの精度が高まり、高品位な製本が実現する。加えて、位置決め部により位置決めされたシートの一辺と、カッタ部で切断する切断方向とが平行であるため、ヒンジがクサビ形状にならず高品位な製本が実現する。

（５）第１ステージと第２ステージが、カッタ部が切断する方向と直交する方向に相対的な位置関係を変えることができるので、切断した後にシート間の隙間の寸法を自由に設定することができる。このため、図１（Ｂ）や図１（Ｃ）で説明したような、シート毎に綴じ代のサイズが異なるような形態であっても容易に対応することができる。

（６）製本した最終生産物の品質を決定付けるのは、切断したシート同士の間の隙間の寸法と平行度の管理である。本実施形態によれば、第１ステージと第２ステージの吸着部によってシートが強固に吸着保持されるので、カッタ部によってシートを切断する際、切断の後にステージを移動させる際に、ステージの上でシートが動いたり位置がずれたりすることがない。そのため、シートを切断してからテーピングするまでの間に行う、シート間の間隔調整を高い精度で行うことができ、最終生産物の品質は非常に高い。

（７）第１ステージと第２ステージに備えられた吸着部によってシートをステージに吸着保持する前に、シート移送部に備えられた押圧板でシートを押圧してシートの反りを矯正するので、短時間に確実に吸着保持を行うことできる。

（８）シート移送部で給紙トレイから加工テーブルへシートを移送する方向と、カッタ部でシートを切断する方向は平行である。カッタ部を内蔵する加工ユニットが移動する領域が、加工テーブルと、供給トレイのあるいは排出トレイ方向の間に入り込まないので、装置のフットプリントが大きくならずに済む。

（９）給紙トレイから加工テーブルへのシートの移送と、加工テーブルから排出トレイへのシート移送は同時並行で行われる。シリアルに処理するのに比べて、装置のスループットが高く、高い生産性が得られる。

（１０）切断したシート同士をテープで貼り付ける際に、シートの両面から第１のテープと第２のテープを貼る。片面ずつ貼り付ける場合に比べて、シート一枚の加工に費やされる時間が短縮され、装置のスループットが高い。

（１１）吸着パッドは、円周状の外周壁の内部に形同心円状リブが形成されている。シートをピックアップする際に、最上位の１枚のシートが負圧によって吸着パット内部入り込むことが無く、確実にピックアップすることができる。

（１２）吸着パッドでシートをピックアップする際に、サイドからエアを吹きこむので、最上位の１枚のシートと２枚目のシートの分離を促進することができる。

３０ 加工テーブル
３１ 供給トレイ
３２ 供給アーム
３３ 第１ステージ
３５ 加工ユニット
３６ 排出トレイ
４０ 第２ステージ
４１ 加工ユニット

Claims (13)

1. 印刷されたシートを製本のために加工する装置であって、
   印刷されたシートが積載されるトレイと、
   シートを加工するときにシートが置かれるテーブルと、
   前記トレイに積載されたシートを１枚ずつ前記テーブルの上に移送する移送部と、
   前記テーブルに置かれたシートを位置決めする位置決め部と、
   シートを切断するカッタ部と、
   切断されたシート同士をテープで繋ぎ合わせるテーピング部と、
   を有し、
   前記トレイに積載されたシートの１枚を前記移送部により前記テーブルの上に移送し、前記位置決め部によりシートを位置決めし、位置決めされたシートを製本のときに綴じ代となる部分を生成すべく前記カッタ部により切断し、切断されたシート同士の間に隙間を設けた状態で前記テーピング部によりシート同士をテープで繋ぎ合わせることを特徴とするシート加工装置。
2. 前記位置決め部は、前記テーブルの上に置かれたシートの前記綴じ代となる部分のシートの一辺を、前記カッタ部が切断する方向と直交する方向に押して、前記一辺と前記カッタ部が切断する方向とが平行になるようにシートを位置決めすることを特徴とする、請求項１に記載のシート加工装置。
3. 前記テーブルは、印刷シートの画像部分を吸着保持する第１ステージと、綴じ代となる部分を吸着保持する第２ステージとを有し、前記第１ステージと前記第２ステージとは、前記カッタ部が切断する方向と直交する方向に関して相対的な位置関係を変えることができることを特徴とする、請求項１または２に記載のシート加工装置。
4. 前記移送部により前記テーブルに置かれたシートを、前記第２ステージおよび前記第１ステージいずれでも吸着保持しない状態で、前記第２ステージが前記第１ステージに近づく方向に移動することで前記位置決め部により位置決めし、
   次いで、前記第２ステージと前記第１ステージとの間に隙間を開けて、且つ前記第２ステージと前記第１ステージの両方でシートを吸着保持した状態で、前記隙間に沿って前記カッタ部によりシートを切断し、
   次いで、切断されたシート同士の間が所定の間隔の隙間となるように、前記第２ステージを移動させ、
   次いで、前記シート同士の隙間の上から前記テーピング部でテープを貼って、切断されたシート同士をつなぐことを特徴とする、請求項３に記載のシート加工装置。
5. 前記テーブルに向けてシートを押圧する押圧板を有し、
   前記移送部により前記テーブルの上に置かれたシートの端部を、前記第２ステージおよび前記第１ステージで吸着保持する前に前記押圧板により押圧し、吸着保持されたら前記押圧板を退避させることを特徴とする、請求項３または４に記載のシート加工装置。
6. 前記移送部でシートを前記トレイから前記テーブルに移送する方向と、前記カッタ部でシートを切断する方向とは平行であることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載のシート加工装置。
7. 前記移送部は、前記トレイから前記テーブルへのシートの移送と、前記テーブルから排出トレイへの加工されたシートの移送を、並行して行うことが可能である、請求項１から６のいずれか１項に記載のシート加工装置。
8. 前記テーピング部は、前記シート同士の繋ぎ部分に対して、シートの両面から第１のテープと第２のテープを貼ることを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載のシート加工装置。
9. 前記テーピング部は、鋭角で保持された前記第１のテープと前記第２のテープとの間でシートを挟み、テープを貼り付ける際には前記鋭角の角度を小さくすることを特徴とする、請求項８に記載のシート加工装置。
10. 前記テーピング部は、供給されたテープをシートに対して押圧しながら走行する圧着ローラを有することを特徴とする、請求項８または９に記載のシート加工装置。
11. 前記移送部は負圧によりシートを吸着保持する吸着部を有し、前記吸着部は、円周状の外周壁と、前記外周壁の内部に形成された同心円状のリブを有し、シートを吸着保持した際には、前記外周壁と前記リブの先端がそれぞれシートに接することを特徴とする、請求項１から１０のいずれか１項に記載のシート加工装置。
12. 前記移送部は負圧によりシートを吸着して持ち上げる吸着部を有し、前記吸着部がシートの端部近傍を吸着して持ち上げた状態でサイドからエアを吹き込んでシートの分離を促進させることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか１項に記載のシート加工装置。
13. 前記テーピング部は、前記シート同士の間に隙間ができた状態で前記テープを貼って繋ぎ合わせるものであり、
    前記シート同士の間隔方向における前記隙間の寸法は、製本するシートの枚数、束ねた合計の厚さ、シート１枚の厚さの少なくともいずれか１つに応じて設定されることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか１項に記載のシート加工装置。
    

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