JP2801043B2 - 中央で綴じたシート群を形成する装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は複写機、複製機、プリンタの如き、ハードコ
ピーを出力する装置に関し、特に、出力されたシートを
グループとして積載しその中央部でシートを一緒に綴じ
る装置に関する。

［技術的背景］ 一般にペーパーシートや透明シートであるハードコピ
ーを出力するために種々の型式の機械や装置を使用す
る。これらの機械や装置は複写機、複製機、プリンタな
どと呼ばれているが、所望の頁の１以上のハードコピー
を出力する機能は基本的に同じである。出力されたシー
トは個々に又はグループとして排紙されるか、または一
緒に整頓され或は一緒に綴じられた組をなすシートとし
て排紙される。ある種の装置は、シートに対して、折り
畳みやトリミングの如き追加的な仕上げ作業を行う。

シート群は、シートの中間部で綴じて折り畳まれた本
の形に仕上げるのが望ましい。このような本を提供する
従来の装置では、本の縁部を正確に整合させるために折
り畳み作業の後に本の縁部をトリミングする必要があっ
た。折り畳んだ本のうちの外側のシートが一層大きな曲
げ半径に沿って延び、従って、折り畳むときにこれら外
側のシートが内側のシートよりも折り畳み部に一層近付
くため、このトリミング作業が必要となる。

ハードコピー出力装置により提供された折り畳んだ本
においては、シート上の画像の位置に関する問題も生じ
る。一般に、折り畳む前のシート上には２つの画像が形
成され、各画像はシートの折り畳み線の両側に位置し、
完成した本においては頁毎に正確に整合するように適正
な位置に形成される。異なる寸法のシートにおける画像
が各シートの縁部から同じ距離を隔てて形成されている
場合は、本を構成するシートをその縁部でトリミングし
たときには、シート縁と画像との距離が各シート毎に変
わってしまう。その理由は、各シートの縁部をトリミン
グで切断除去する量がそれぞれ異なるからである。例え
ば、最外側シートの縁部切断除去量は最内側シートの縁
部切断除去量より少なく、従って、最外側シート上の画
像は最内側シート上の画像よりもシート外縁から一層内
方に位置することとなる。

［発明の目的］ それ故、本発明の目的は、シート縁部をトリミングす
ることなくシート縁部を整合させてシートを折り畳める
装置を提供することである。本発明の別の目的は、各シ
ートに対してシート縁と画像縁との距離が常に一定とな
る状態で折り畳める装置を提供することである。

［発明の構成並びに実施例］ 以下、本発明を実施例につき説明するが、すべての図
面において同一又は類似の素子は同じ参照番号で示すこ
とにする。

図面、特に第１図には、本発明を適用した典型的な印
刷機即ちプリンタを示す。このプリンタは、プリンタフ
レーム10と、制御パネル12と、静電写真画像形成装置14
と、定着装置16とを有する。画像処理を制御するプリン
タ内の電気回路部分は別のフレーム18内に位置してい
る。プリンタの作動は従来から既知の方法で行われ、露
光、現像、及び原稿からの画像のハードコピー材への転
写を行う手段として光伝導性のウエブ22を使用する。

第１図に示すプリンタはシートロール26を収容したシ
ート材供給部24を有する。ロール26は、11インチ（約27
9mm）の幅のシートを巻いてつくったロールであり、従
って、8 1/2×11インチ（約216×279mm）及び11×17イ
ンチ（約279×432mm）の基本寸法のシート材を提供でき
る、必要なら、直径36インチ（約914mm）の大型ロール
を使用してほぼ30,000枚の8 1/2×11インチ（約216×27
9mm）寸法のシート材を供給できるようにしてもよい。
ロールの形をした供給部を使用する利点は、コピーシー
トの寸法を容易に変更でき、適当な位置でロールのシー
ト材を切断する切断装置を適正に制御することにより、
種々の寸法のシートを混ぜて利用できることである。

第１図に示すプリンタは、出口30近傍に位置したスタ
ック形成装置28をも有する。この装置28は、プリンタか
ら出てきた個々のシートをスタック即ちシート群として
組立て、これらのシートをその中央部で綴じるために使
用する。装置28は、主として、プリンタからの出力物
（シート）を、各頁を綴じ中央で折り畳み各シートの中
央部の両側に画像をそれぞれ印刷したような本の形にす
る場合に使用する。第１図には、プリンタの必要な諸素
子をそれぞれ収容した２つのフレームを示したが、これ
らの諸素子を１つのフレーム内に収容してもよい。

第２図には、第１図のプリンタを略示し、本発明の重
要な特徴を示す。第２図のプリンタにおいては、種々の
素子は１つのフレーム内に収容された状態で示されてい
るが、前述のように、これらの素子を別々のフレーム内
に収容してもよい。また、プリンタに設けた適当な手段
により、折り畳みの如き付加的な機能を遂行してもよ
い。

第２図によれば、シートロール26はローラ32、34上に
位置していて回転できる。ロール26の中心軸を回転支持
するような別の装着機構を使用してもよい。ロール26か
ら出た材料、即ち紙または透明材料の如き他の材料は、
送給ローラ36、38により切断装置40へ送られる。切断装
置40はマスター制御装置42により制御されてシート材を
適当に切断し、特定寸法のシートを提供する。個々のシ
ートはローラ44、46により案内されて画像形成装置即ち
画像付与装置48に至り、シート上に静電写真方式で画像
を付与する、画像の付与もマスター制御装置42で制御す
る。画像付与装置48を出たシートは、綴じられその中央
で折り畳まれて本を形成するように意図したものである
から、シートにはその中央部の両側に画像がそれぞれ形
成され、本になったときに別々の頁の画像を構成する。

第２図に示すように、シート50はローラ52、54により
シートの積載体即ちシートスタック56上へ送られる。シ
ートスタック56に含まれるシートの縁部はストッパとし
ての傾斜表面58により整合せしめられる。傾斜表面58は
シートの平坦な表面に関して所定の角度で傾斜してお
り、スタック内のシートの縁部を第２図に示すようにオ
フセットした状態で整合させる、スタック56内のシート
の（上記縁部に平行な）反対側の縁部は傾斜表面60に隣
接して整合せしめられる。同一のスタック内に含まれる
シートは、後述するように、切断装置40において漸次短
くなるように切断されるので、結果として得られるシー
トスタツク56の形状は台形となり、スタックの両側部は
互いに反対方向に傾斜する。傾斜表面60を電気機械的な
移動装置62に接続し、この傾斜表面60を移動させること
により、スタツク56の両側部を傾斜表面58、60に沿って
正確に整合させる。

スタック56が形成されると、マスター制御装置42が上
方綴じ部分66と下方綴じ部分68とを有するステープラ型
綴じ装置64を作動させる。綴じ終わったスタック56は、
傾斜表面58を経路外へ退避させローラ72、74のまわりで
コンベヤ70を回転させることにより、綴じ装置64から取
り出される。コンベア70は開口76を通してスタック56を
台又はトレイ78（第２図にその一部のみを示す）上へ送
る。第２図の実施例ではスタック56をプリンタの右方向
に排出する例を示したが、第２図の紙面に垂直な方向に
排出させてもよい。プリンタから排出された後には、綴
じたスタック56は次いで折り畳み作業を受けるが、便宜
的には、折り畳み機構をプリンタに内臓してもよい。ま
た、ステープラ型綴じ装置の代わりに、サドルーステッ
チ型綴じ装置を使用してもよい。

上述のように、切断装置40はマスター制御装置42によ
り制御されてシート材料を適正な長さに切断する。例示
の応用においては、同一のシート群即ちシートスタック
内に異なる長さのシートを含ませるようにシート材を切
断するほうが有利である。換言すれば、シートは最終的
には綴じられシート中心線に沿って折り畳まれ本として
形成されるものであるから、シートスタック56において
は、長さの漸次減少するシート（本の中心までのシート
縁の距離が漸次減少するシート）を順次積み重ねるのが
望ましい、このようなシートスタックを得るため、マス
ター制御装置42はスタツクにおける最底部シート（本に
おいては最外側に位置するシート）を最も長いシートと
して切断させ、以後スタックとして積み重ねるに従って
漸次僅かづつ短くなるシートを提供する。後述するが、
スタックにおいて隣接するシート間の長さの変化量はシ
ートの厚さに依存する。スタックの最底部のシートが最
も長く、スタックに積み重ねるにつれてシートの長さは
徐々に短くなる。

スタックにおけるシートの長さを漸減させる理由は、
シートスタックを折り畳んで本にするときに、各シート
は異なる曲げ半径に沿って折り畳まれて別々の頁を形成
するので、折り畳まれたシートの両縁が本の端面で不揃
いになるのを防止するためである。すべて同じ長さのシ
ートを積み重ねてシートスタックを形成した場合は、こ
のスタックを中央部で綴じた後に折り畳んだときに本の
端面が不揃いとなり、その端面をトリミングして揃える
必要が生じる。しかし、本発明においては、漸減する長
さのシートを順次積み重ねてシートスタックを形成して
あるため、シートスタックを折り畳んで本にしたときに
はその端面が正確に整合し（揃い）、従ってトリミング
作業を行う必要がない。

第３図は第２図のスタック形成装置の拡大図で、特に
傾斜表面58に関するスタック内のシートの整合関係を示
す。傾斜表面68に対するシート縁部の整合は、シート縁
部を傾斜表面58に係合させることにより、得られる。傾
斜表面58へのシートの縁部の係合は、傾斜表面58をスト
ッパとしこの傾斜表面58により個々のシートの前進運動
を制限するか、または他方の傾斜表面60（第３図には示
さない）を移動させてシートを傾斜表面58に接触させる
か、または両方の傾斜表面58、60を移動させてシートを
傾斜表面58に接触させることにより、達成できる。シー
トをスタックとして積み重ね、その縁部を整合させた
後、スタックをその中央部（線82にて示す）で綴じ、プ
リンタ内の適当な機械的手段により傾斜表面58をスタッ
クの運動経路外へ退避させ、綴じたスタックを綴じ装置
から取り出せるようにする。

第３図の一部を更に拡大して示す部分は、傾斜表面58
と同じ角度で傾斜するスタックの縁部を形成するため傾
斜表面58に接して段違いとなったシートの縁部を示す。
この角度はスタックに含まれるシートの数及びシートの
厚さに基づき計算により決定される、しかし、以下に図
示説明するように、傾斜表面58の傾斜角度、従ってスタ
ック56の縁部の傾斜角度は、スタック内のシートの数及
びシートの厚さに無関係に、一定とし、シートスタック
56を形成するために使用するシートの数や厚さに無関係
に一定の角度で傾斜表面を特異に指向（傾斜）させるこ
とができるようにする。同様の理由で、傾斜表面60（第
２図）も、シートの平坦な表面に関して、傾斜表面58と
同じ鋭角を形成するように傾斜させることができる。

第３図の再拡大部分を参照すると、傾斜角度θは第
３、４図に示す幾何学構造により決定される。この傾斜
角度θは次式（１）により決定される。

tanθ＝Nt/x （１） ここに、Ｎはスタック内のシートの数、ｔは各シート
の厚さ、ｘは第３図に示す地点84、86間の水平距離であ
る。図示の例は５枚のシートを含むシート群即ちシート
スタックを示すが、本発明に関連する傾斜角度及び寸法
を決める式は、スタツク内のシートの数がＮ枚の場合に
ついて規定してある。

距離ｘは第４図に示す構造を分析することにより決定
できる。第４図は、綴じられ線82に沿って折り畳んだ後
のシート群の折り畳み区域を示す。第４図から判るよう
に、最外側シート88は、曲率中心90のまわりで折り曲げ
る際に、スタックの内側の（残りの）シートよりも一層
長い距離を必要とする。本の一側でのシートの曲状部分
にとって必要な距離は次式（２）により決まる。

Ｄд_Ｂ＝２πr/4 （２） ここに、Ｄд_Ｂは図示の曲線の円弧に沿った地点Ａ、
Ｂ間の距離、ｒはこの曲線の曲率半径である。この式は
ｒの半径を有する円の円周の1/4の部分に基づいて得ら
れるものである。半径とシートの厚さとシートの数との
間の関係に置き換えると、式（２）は総体的に次式
（３）で表現できる。

Ｄд_Ｂ＝２πNt/4 （３） 式（３）により提供される円弧上の距離は、特別なト
リミングを行うことなく折り畳んで本にした場合に、個
々のシートがその縁部で整合できない距離距離に該当す
る。換言すれば、第４図に示す最外側シートは、その縁
部において、最内側シートよりも、これら２つのシート
を折り畳んだときのそれぞれの円弧上の距離間の差に等
しい距離だけ、短くなってしまう。第３図に示す距離ｘ
は、Ｎ＋１番目のシートの円弧距離からスタックの第１
シート即ち最内側シートの円弧距離を差し引いた値に相
当する。これは次式（４）により表される。

ｘ＝２π（Ｎ＋１）/4−２πt/4 （４） この式は次式（５）のように簡略化できる。

ｘ＝πNt/2 （５） 傾斜角度θの正接（タンジェント）は距離ｘ及びスタ
ックの合計高さNtの関数である。従って、次式（６）、
（７）はシートの平坦表面に関する傾斜表面の鋭角を決
定するために使用される。

tanθ＝2Nt/πNt＝2/π （６） θ＝32.48゜ （７） 従って、スタック56内のシートの数に無関係に、傾斜
表面58をシートスタック56を支持する水平面に関して約
32゜の鋭角で位置決めできることが判る。32゜の鋭角よ
りも明確に大きな又は明確に小さな傾斜表面の角度を用
いた場合は、シートを綴じて折り畳んだときにシート群
の縁部を正確に整合させることができるような台形形状
にシートスタックを整合させることができない。32゜の
角度は所望の傾斜角度であるが、32゜の角度から僅かに
ずれた傾斜角度を用いても満足できる効果を奏すること
ができるし、32゜の角度からある程度ずれた傾斜角度も
本発明の範囲に含まれる。整合期間中にシートスタック
をち密にすれば、傾斜表面58に対する最適な傾斜角度に
影響を及ぼす。

傾斜表面58の角度を決定するほかに、第３図は、折り
畳んだ後のシートの縁部の整合を生じさせるに必要な
（シート縁部の）段違い関係を与えるためスタック内の
個々のシートの長さを決定するためにも使用される。第
３図に示す距離ｙはスタックの一側における２つの隣接
するシート縁部間の距離を示す。従って、２つの隣接す
るシート両縁部間の合計距離差はこの値の２倍になり、
この差はシートスタック内の隣接する任意の２枚のシー
トについて一定となる。距離ｙ及びシートの厚さは傾斜
表面の傾斜角度の正接に関連し、次式（８）で表され
る。

tanθ＝t/y （８） 角度θの正接の値を距離ｙに関して書き換えると次式
（９）を得る。

ｙ＝t/tanθ＝ｔπ/2 （９） 隣接シート間の合計距離差は第３図に示す値ｙの２倍
なので、合計距離差は次式（10）で表される。

2y＝ｔπ （10） 従って、スタック内のシートは個々のシートの厚さに
応じて徐々に短くすればよいことが判る。普通、マスタ
ー制御装置は、シートスタックの形成開始時期を知り、
第１のシート（最底部シート）を提供した後に、スタッ
クの最後のシートが第２図の画像付与装置48を通るま
で、以後のすべてのシートを式（10）に示す寸法づつ順
次短くする。異なる寸法のシートを提供するためのシー
トの可変長さの切断と、綴じる前のシートスタックの台
形状態への整合とを組み合わせて用いることにより、画
像を付与され積載され綴じられた（本の形に折り畳むべ
き）シート群の縁部を正確に整合させることができる。

第５図はシート群即ちシートスタックの内の最も離れ
た２枚のシート（最底部シート及び最上部シート）を示
し、中間のシートは示さない。シート92は折り畳んだ本
の最内側のシートとなるべきもので、折り畳まない状態
のシートスタックの最上部シートである。シート94は折
り畳んだ本の最外側のシートとなるべきもので、折り畳
まない状態のシートスタックの最底部シートである。前
述のように、最上部シート92の縁部96に沿った長さはシ
ート94の縁部98に沿った長さより短い。この２つの寸法
（長さ）の差は、シートの厚さ間の整合誤差を無視でき
る程度にシートが薄いと仮定すれば、スタツク内のシー
トの数ではなく、シートの厚さに依存する。

シート92はシート94より短いので、シートの両縁に対
して整合した状態で画像が見えるようにする（すなわ
ち、すべてのシートについて画像が本の縁部から同じ距
離の位置で見えるようにする）ためには、シート92上の
画像の位置をシート94に関して移動させる（再位置決め
する）必要がある。換言すれば、縁部の余白100、102を
等しい量にするためには、シート92上の画像104は、シ
ート94の中心線110に関して位置している画像108より
も、シート92の中心線106に一層近付いた位置に形成し
なければならない。第５図では、一定の縁部余白を維持
するために画像の移動量を誇張して示してあるが、スタ
ック内の各シート上での画像は正確な縁部余白を維持す
るように配置されているものである。シートの反対側の
画像112、114についても同様である。画像は文章でも、
グラフでも、絵でもよいし、シート材に記録できる他の
任意の情報でもよい。

シート上での画像の移動はシート上に形成する画像の
量を決めることによりマスター制御装置42によって実行
される。第６図は画像位置の制御に関するブロック線図
を示す。プロセス制御子116はスタック内のシートの数
即ちシートの垂直位置、シートの厚さ、及び画像付与装
置を通っているシートの位置に関する情報を受信する。
これらの情報間の関係に基づき、第２図に示す切断装置
40に類似のカッタ118及び画像移動器120が制御され、シ
ート上での画像を適正に位置決めする。画像移動器120
は第２図に示す画像付与装置48に類似の画像付与装置12
2と共働し、シート上の適正位置に画像を形成する。換
言すれば、画像の位置は、スタック内のシートの位置、
シートの厚さ及び画像付与装置内でのシートの位置によ
り決定される。

第６図にブロック線図として示したが、画像移動器
は、シートを本として束ね折り畳んだときに得られる頁
の頁番号を適正に整合させた状態で同一のシートに別々
の画像を形成する従来既知の方法及び装置をも含む。シ
ートの長さが変わった場合でさえもシートに同量の余白
を与えるように、シート上で画像を移動させるための装
置の作動タイミング及び書き込み位置を制御する。運動
中の感光性シート表面への画像の書き込みタイミングを
変えれば、画像を移動した位置に形成することができ
る。

以上、事後のトリミング作業を必要とせずに本の縁部
を整合させうる状態で、総合的にシートを切断し積載し
締結する新規で有用な装置を説明した。本発明の要旨を
変更することなく上述の装置を種々に修正、変形できる
ことは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置を示す部分概略立面図、 第２図は本発明の特徴を示す第１図の装置の全体断面
図、 第３図は第２図に示したスタック形成装置の拡大図、 第４図はシートの中心部近傍の区域を示す折り畳んだシ
ート群の部分図、 第５図はシート上の画像の位置を示すシートスタックの
概略図、 第６図は第２図の装置の制御手段を示すブロック線図で
ある。 符号の説明 14:電子写真装置、24:シート材供給部 26:シートロール、28:スタック形成装置 40:切断装置、42:マスター制御装置 48:画像付与装置、58、60:傾斜表面 50、92、94:シート 56:シートスタック、64:綴じ装置 66、68:綴じ部分、82:シート中心線 100、102:余白 104、108、112、114:画像 106、110:シート中心線 θ：傾斜角度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B42B 4/00 G03G 15/00 B65H 37/04

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像（104、108、112、114）を施した複数
   枚のハードコピーシートを該シートの中央部（106、11
   0）で一緒に綴じたシート群（56）をつくる装置におい
   て、 シート（50）に画像を施す画像付与手段（48）と、 異なる長さを有し、一緒に綴じたシート群（56）に含ま
   れるべき各シートを前記画像付与手段（48）へ供給する
   供給手段（24）と、 同一のシート群に含まれるべき複数枚のシートを、長さ
   の長いシートから順々に台形状に積載し、下方から上方
   に向かい対向端部間隔が漸次減少するスタック（56）を
   形成するためのスタック形成手段（28）と、 前記複数枚のシートの共通の中央部（82）で、積載した
   シート群を一緒に綴じる綴じ手段（64）と、 を備えたシート群をつくる装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載のシート群をつくる装置に
   おいて、前記画像付与手段（48）が、所望の画像に対応
   してシート（50）にトナー粒子を蒸着し定着する電子写
   真装置（14）を有するシート群をつくる装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載のシート群をつくる装置に
   おいて、異なる長さの複数枚のシートを供給する前記供
   給手段（24）が、 一定幅を有する連続シート材のロール（26）と、 特定の長さの個々のシート（50）を提供するため前記ロ
   ール（26）からシート材を切断する制御可能な切断手段
   （40）と、 前記シート（50）を同一の束ねたシート群（56）に含ま
   せる場合に前記ロールのシート材を異なる長さに漸次切
   断するように前記切断手段を制御する制御手段（42）
   と、 を備えたシート群をつくる装置。
4. 【請求項４】請求項３に記載のシート群をつくる装置に
   おいて、前記シート（50）が漸次短く切断されるシート
   群をつくる装置。
5. 【請求項５】請求項４に記載のシート群をつくる装置に
   おいて、隣接するシートが、シートの厚さをｔとした場
   合にｔπに等しい量だけ順次短く切断されるシート群を
   つくる装置。
6. 【請求項６】請求項１に記載のシート群をつくる装置に
   おいて、前記スタック形成手段（28）が、シート群（5
   6）の一側でシートの縁部に接触しシートの中心部（8
   2）を一緒に整合させるように位置した第１の傾斜表面
   （58）を有するシート群をつくる装置。
7. 【請求項７】請求項６に記載のシート群をつくる装置に
   おいて、前記スタック形成手段（28）が、シート群（5
   6）の反対側に位置した第２の傾斜表面（60）をも有
   し、この第２の傾斜表面（60）を機械的に駆動すること
   により、前記第１の傾斜表面（58）と前記第２の傾斜面
   （60）との間にシートを整合させるようにシートを動か
   してシート群をつくる装置。
8. 【請求項８】請求項６に記載のシート群をつくる装置に
   おいて、前記第１の傾斜表面（58）がシートの平坦な表
   面に対し約32度の鋭角を形成しているシート群をつくる
   装置。
9. 【請求項９】請求項８に記載のシート群をつくる装置に
   おいて、前記第２の傾斜表面（60）がシートの平坦な表
   面に対し約32度の鋭角を形成しているシート群をつくる
   装置。
10. 【請求項１０】請求項１に記載のシート群をつくる装置
    において、前記綴じ手段（64）がステープラとされてい
    るシート群形成装置。
11. 【請求項１１】請求項１に記載のシート群をつくる装置
    において、前記画像のまわりに同量の余白（100、102）
    を維持するため、シート（92、94）の寸法の差異を補償
    するようにシート上の前記画像（104、108、112、114）
    を漸進的に移動させるシート群をつくる装置。