JP4591271B2 - 製本装置及び画像形成システム。 - Google Patents

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Description

本発明は画像形成装置との組み合わせで使用される小型の製本装置及び該製本装置と画像形成装置とが結合された画像形成システムに関する。
電子写真方式の画像形成装置は高速性能を有することから、少量部数の印刷を行う軽印刷装置としての用途が拡大している。
画像形成装置を印刷装置として用いる場合には、印刷物を製本する製本装置と結合することにより、印刷から製本までを1台の装置で行うことが可能となる。
特許文献1では、画像形成装置と印刷装置を結合可能とするために、小型化された製本装置が提案されている。
特開2004−209870号公報
製本装置を画像形成装置と結合する場合には、大量の印刷物を高速度で製本処理する大量生産ではなく、むしろ、画像形成装置における画像形成に同期して作動することができる自在性に富み、且つ、高効率で作動する性能が必要になる。特許文献1の製本装置は、効率良く製本処理を行うという点で十分ではなく、改良すべき点がある。
本発明は、画像形成装置における画像形成の作動に適切に同期し、高い効率で製本を行うことが出来る製本装置及びかかる製本装置と画像形成装置とが結合した画像形成システムを提供することを目的とする。
前記目的は下記の発明により達成される
(1)
本構成用紙を集積する集積部、
集積された本構成用紙の束を一端が整合された状態で支持する本構成用紙支持手段、
表示用紙を支持する表紙用紙支持手段、
前記束の前記一端に接着剤を塗布する塗布手段及び、
接着剤が塗布された前記束の前記一端と、前記表紙用紙とを接触させる第1移動手段を有する製本装置であって、
前記塗布手段を第1位置と、第2位置との間で往復移動させる第2移動手段を有し、
前記塗布手段を前記第2移動手段により前記第1位置から前記第2位置に移動させた後に、前記塗布手段を前記第2位置から前記第1位置に移動させ、前記第2位置から前記第1位置に前記塗布手段を移動させる過程で、前記束の前記一端に前記接着剤を塗布するとともに、塗布が完了するまでに、前記表紙用紙支持手段による前記表紙用紙の支持を完了し、前記塗布の完了後に、前記第1移動手段により前記接着剤が塗布された前記束の前記一端と、前記表紙用紙とを接触させることにより、前記本構成用紙の束に前記表紙用紙を接合することを特徴とする製本装置。
(2)
前記表紙用紙を裁断する裁断手段を有することを特徴とする前記(1)に記載の製本装置。
(3)
前記裁断手段は、前記束の厚さの情報に基づいて裁断を行うことを特徴とする前記(2)に記載の製本装置。
(4)
前記束と前記表紙用紙とを接合した後に、前記表紙用紙を前記束の前記一端の角に合わせて折り曲げる折り曲げ手段を有することを特徴とする前記(1)〜(3)のいずれか1項に記載の製本装置。
(5)
前記本構成用紙支持手段は前記束を、前記一端が底面を形成するようにほぼ垂直状態で支持し、前記塗布手段は前記底面に沿って移動することにより前記接着剤を前記底面に塗布し、
前記第1移動手段は、前記表紙用紙を上昇させることにより前記表紙用紙を前記束に接触させ、前記束と前記表紙用紙とを接合することを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれか1項に記載の製本装置。
(6)
前記本構成用紙支持手段は、傾斜状態とほぼ垂直状態とに移動可能であり、前記傾斜状態において、前記集積部による前記本構成用紙の集積が行われ、集積完了後に、前記本構成用紙支持手段は、前記垂直状態に移動し、接着剤塗布及び表紙用紙との接合が行われることを特徴とする前記(1)〜(5)のいずれか1項に記載の製本装置。
(7)
前記集積部の上流にバッファ集積部を有し、少なくとも、前記塗布手段による接着剤の塗布及び前記束と前記表紙用紙との接合が行われている間に、搬入される前記本構成用紙を前記バッファ集積部に集積し、該バッファ集積部に集積された前記本構成用紙を前記集積部に搬送することを特徴とする前記(1)〜(6)のいずれか1項に記載の製本装置。
(8)
前記接着剤はホットメルト接着剤からなることを特徴とする前記(1)〜(7)のいずれか1項に記載の製本装置。
(9)
少なくとも本構成用紙に画像を形成する画像形成装置及び前記(1)〜(8)のいずれか1項に記載の製本装置を有することを特徴とする画像形成システム。
請求項1〜9の発明により、本構成用紙を集積して、本構成用紙の束を形成し、表紙を接合出来る位置にセットし、接着剤の塗布を行い、本構成用紙の束に表紙用紙を接合する一連の製本工程が連続する工程として実行できるので、製本工程を画像形成装置における画像形成工程に同期させ、高効率で製本を行う製本装置が実現される。
また、本構成用紙の集積部、表紙との接合部等を縦に配置する装置構成が可能となるので、画像形成装置との結合に適した小型の製本装置が実現される。
更に、接着剤の塗布直後に表紙用紙を本構成用紙の束に接合することができるので、表紙の接合前に接着剤が乾燥して接着不良を起こすことが防止される。
請求項2又は請求項3の発明により、裁断装置を別に設けることなく、本構成用紙と表紙用紙とが揃った本を作成する製本装置が実現される。
請求項4の発明により、形態の整った本を作成する製本装置が実現される。
請求項7の発明により、本構成用紙を製本装置に連続して搬入しつつ、製本装置において製本処理を行うことが出来るので、画像形成装置等との組み合わせで効率良く製本を行うことが可能となる。
図示の実施の形態により本発明を説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。
<画像形成システム>
図1は本発明の実施の形態に係る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画像形成装置A及び製本装置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、画像読取部A3及び通信部A4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。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信号を生成する。
製本装置Bは画像形成装置Aから送り込まれた本構成用紙を複数枚束ねて本構成用紙の束を構成し、該束に表紙用紙を接合して本を形成する装置である。以下の説明において、本構成用紙を用紙S1と言い、表紙用紙を表紙S2と言い、本構成用紙に表紙用紙が接合された本を本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、排紙皿20、用紙反転部40、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、塗布手段60、表紙S2を収納する表紙収納部80、表紙を支持する表紙支持部90及び本排出部100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、集積部50は設定枚数が集積した段階で回転して、用紙S1の束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S1の束の下面に、塗布手段60により接着剤が塗布される。
接着剤が塗布された用紙S1の束に表紙S2が接触し、接着される。
用紙S1の束に表紙S2が接着されて作成された本S3は本排出部100に排出される。
以下製本装置各部について図2以下を参照して詳細に説明する。図2は製本装置Bの正面断面図である。
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、搬送ローラ401を経て傾斜した反転皿402を上昇した後に、搬送ローラ401が回転を反転して、用紙S1を下方に搬送する。403は反転皿402上の用紙S1を整合する整合部材、404は反転部402に複数の用紙S1を集積する場合に使用されるストッパであり、実線の位置と点線の位置とに設定可能である。実線の位置では反転部402上に用紙S1が集積されず、点線の位置にある時に用紙S1が反転部402上に集積される。整合部材403は反転部402に用紙を集積する場合に作動して用紙を搬送幅方向に整合する。反転皿402及びストッパ403は集積部50に用紙S1を集積する前段階で用紙S1を集積するバッファ集積部を構成する。下方に搬送された用紙S1は集積部50に落下し集積する。集積部50は支持板502及び受け板506を有し、用紙反転部40を下降した用紙S1は支持板502及び受け板506により傾斜状態で支持される、
画像形成装置A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の束が形成される。束を形成する用紙S1の枚数は、設定部(図示せず)において設定されている。504は集積された用紙S1の浮き上がりを抑える抑え部材であり、用紙S1が集積部50に供給される毎に上下移動して用紙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が集積された段階で、保持板503が作動して、用紙S1の束を保持する。
用紙S1の束を保持した状態で集積部50が軸501を軸にして回転して、用紙S1の束を傾斜状態から垂直状態にする。
図3は用紙S1の束を集積部50に垂直状態で保持し、接着剤を塗布する工程を示す。
塗布工程の前に、本構成用紙支持手段を構成する保持板503による用紙の保持を説明する。
モータM4の駆動で保持板503が移動して、用紙S1の束を押圧し、押圧による駆動トルクの増大を検知して停止することにより、用紙S1の束が支持板502と保持板503により強固に保持される。このように、支持板502及び保持板503は用紙S1の束を支持する本構成用紙支持手段を構成する。保持板503の停止位置はエンコーダ509により検知され、位置検知手段511の記憶装置に記憶される。
用紙S1の束が保持された段階で、受け板506がモータ(図示せず)により90°回転して、図3(b)に示すように退避する。
図3(b)の状態では、図3(c)に示すように、用紙S1の束の下面SA(図3における下面)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、ホットメルト接着剤63が収容されている塗布手段60が上昇して、塗布ローラ62の周面上のホットメルト接着層が用紙S1の束の図における下面SAに接触し、塗布手段60が図3の紙面に直角な方向に移動して接着剤63を用紙S1の束の下面SAに塗布する。なお、接着剤63は接着剤容器66に固形の形態で収容されており、ヒータ64で加熱され、溶融して塗布手段60に供給される(図4参照)。塗布手段60は接着剤63を収容する容器及び塗布ローラ62を有し、図2、3の紙面に直角な方向(図4における左右方向)に移動する。
図3(c)の塗布前段階から図3(d)の塗布段階を図4により説明する。
製本開始の段階では、塗布手段60は図4(a)のように、ホームポジションである右端位置(第1位置)にある。塗布手段60のホームポジションは図4(a)に示す右端位置であり、製本工程の開始時にホームポジションから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M3で駆動されるベルト67(第2移動手段)の駆動で行われ、反転皿402(図2に示す)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S1の最後の用紙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S1の束の下面SA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M2の駆動で上昇して用紙S1の下面SAに接触して接着剤63の塗布を行う。図4(b)の塗布工程の開始は、用紙S1の束が垂直状態の塗布可能な状態に設定されたときに、表紙用紙裁断後の一時停止を見て、塗布を開始するようにタイミング制御される。
このようなタイミング制御により、各部の作動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、表紙S2の接合が行われる。
図5は表紙S2の接合工程を示す。
表紙S2は図2に示すように、製本装置Bの下部に設けられた表紙収納部80の給紙トレイ801に収納されており、送り出しローラ802により搬送され、裁断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裁断され、表紙支持部90で整合された後にスイッチバックして搬送ローラにより搬送され、表紙用紙支持手段901上に水平状態で載置される。鎖線で示す表紙用紙支持手段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のサイズ情報及び位置検知手段511において記憶されている用紙S1の束の厚さの情報に基づいた長さに表紙S2を裁断する。従って、図7に示すように、本S3における用紙S1と表紙S2の見開き側端部S1E、S2Eが揃うようになる。また、表紙S2の切り屑は屑容器82に収容される。
図5(a)は接着剤63の塗布が完了した状態を示す。図5(a)の状態では、表紙用紙支持手段901は図2に示すように、用紙S1の束の下面から離れた下方位置で表紙S2を支持している。
次に表紙用紙支持手段901はベルト99A、99B(第1移動手段、図2に示す)により駆動されて上昇し、図5(b)に示す状態となり、表紙S2を用紙S1の束の下面SA、即ち、接着剤塗布面に接触させる。なお、表紙押さえ部材95、96、97は表紙用紙支持手段901と一緒に上昇し、下降する。従って、図5(b)に示すように、表紙用紙支持手段901が上昇した時に表紙押さえ部材95、96、97は表紙S1を上から押さえており、表紙S2を平面状態に保持する。
表紙用紙支持手段901は図5(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5(c)に示す位置である。上昇した後に折り曲げ手段としての押圧部材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、表紙S2を用紙S1に密着させ、本が形成される。
図5に示す表紙S2の接合工程は、塗布手段60が図4(a)のホームポジションに戻った直後に開始される。従って、接着剤63の塗布完了直後から表紙S2の接合工程が開始されるので、塗布された接着剤63が接合前に乾燥することが防止され、乾燥による接着不良が防止される。即ち、塗布手段60が第1位置から第2位置に移動する過程で、用紙S1の束の下面SAに接着剤63を塗布する場合は、スペース的な問題により、塗布後に再度、塗布手段60を第1位置に戻してから表紙S2を接合する必要があるために、塗布から接合までに時間を要し、接着剤の乾燥の問題の他に、接合工程に要する時間が長くなってしまう。
表紙用紙支持手段901の図5に示す上昇・下降はモータ(図示せず)により駆動されるベルト99A、99Bにより行われ、また、押圧部材91、92の左右方向への移動はモータ(図示せず)により駆動されるカム93、94(カム形状を図8に示す)により行われる。但し、押圧部材91、92はカムにより移動する構成以外にも、押圧部材にラックを設け、該ラックに噛み合うピニオンの回転で移動させる構成など、他の機構を用いることが可能である。
さらに、ベルト98A、98Bは図2に示す表紙用紙支持手段901がホームポジションにある状態では、表紙用紙支持手段901の上面図である図8の実線で示す位置にあって、表紙S2を支持し、搬送するが、図5(b)、(c)に示すように、表紙用紙支持手段901が上昇し、下降する工程では、図8の鎖線で示す退避位置に移動して、表紙S2及び表紙用紙支持手段901が上昇・下降するスペースを形成する。
表紙S2の接合後の表紙S2の処理について、図6、9により説明する。
表紙S2の接合が完了すると、図6に示すように、表紙用紙支持手段901がベルト99A、99Bにより駆動されて落下し、ホームポジションに戻る。
表紙用紙支持手段901がホームポジションに戻る図6の戻り工程において、表紙押さえ部材95〜97は矢印で示すように、これらの支持軸を中心に回転して、ほぼ垂直状態になるが、ホームポジションに戻った段階で、表示押さえ部材95〜97は再度回転して垂直状態から水平状態になる。
続いて、保持板503が退避位置に移動するとともに、押圧部材91、92が押圧を解除する。これにより、用紙S1の束及び表紙S2からなる本S3が表紙用紙支持手段901上に落下する。図9(a)は、このようにして本S3が表紙用紙支持手段901により支持され、表紙押さえ部材95〜97が表紙S2の下に位置した状態を示す。
図9(a)の状態において、ベルト98A、98Bが矢印のように移動を開始するとともに、用紙押さえ部材95〜97が回転して表紙S2を押し上げる。本S3はベルト98A、98Bにより左方向に搬送されるが、用紙押さえ部材96、97により上部が移動を阻止されるので、図9(b)、(c)に示すように右方に倒れ、ベルト98A、98B上に倒伏し、更に搬送されることにより、表紙S2が表紙押さえ部材96、97により押さえられて図9(c)に示すように用紙S1に密着する。
ベルト98A、98Bにより本S3が搬送され、図2の本排出部100に排出される。
排紙台101はベルト駆動で上下し、本S3が載置された排紙台101が下降して、本S3をベルト102に受け渡し、本S3がベルト102により搬送されて製本装置Bから排出される。
なお、集積部50は図9(a)に示す状態となった段階、即ち、保持板503が退避位置に移動する動作とともに、集積部50が回転して図2に示す傾斜状態に設定される。
図3(a)に示す段階、即ち、集積部50が傾斜状態から垂直状態に回転してから、図9(a)の段階を経て、垂直状態から傾斜状態に復帰するまでの期間において、前記に説明したように塗布手段60による接着剤の塗布及び表紙S2の接合が行われるが、この期間において、製本装置Bに連続して用紙S1を搬入することにより、製本装置Bを画像形成装置Aと組み合わせて使用する場合に、更に作業効率を上げることができる。
このような作業効率の向上を実現するために、接着剤の塗布及び表紙の接合が行われている期間において、画像形成装置Aから製本装置Bに搬入される用紙S1が反転皿402に集積される。即ち、ストッパ404を点線の位置に設定して、複数枚の用紙S1を反転皿402に集積し、整合部材403により整合した後に、集積部50を図2の傾斜状態に復帰させ、反転皿402に集積された用紙S1を集積部50に搬送することが行われる。
本発明の実施の形態に係る画像形成システムの全体を示す図である。 本発明の実施の形態に係る製本装置の正面断面図である。 接着剤の塗布工程を示す図である。 塗布手段の移動を示す図である。 本構成用紙に表紙用紙を接合する工程を示す図である。 本構成用紙に表紙用紙を接合する工程を示す図である。 本の側面図である。 表紙用紙支持手段の上面図である。 接合後の表紙の処理を説明する図である。
符号の説明
A 画像形成装置
B 製本装置
50 集積部
502 支持板
506 受け板
60 塗布手段
81 カッター
98A、98B、99A、99B ベルト

Claims (9)

  1. 本構成用紙を集積する集積部、
    集積された本構成用紙の束を一端が整合された状態で支持する本構成用紙支持手段、
    表示用紙を支持する表紙用紙支持手段、
    前記束の前記一端に接着剤を塗布する塗布手段及び、
    接着剤が塗布された前記束の前記一端と、前記表紙用紙とを接触させる第1移動手段を有する製本装置であって、
    前記塗布手段を第1位置と、第2位置との間で往復移動させる第2移動手段を有し、
    前記塗布手段を前記第2移動手段により前記第1位置から前記第2位置に移動させた後に、前記塗布手段を前記第2位置から前記第1位置に移動させ、前記第2位置から前記第1位置に前記塗布手段を移動させる過程で、前記束の前記一端に前記接着剤を塗布するとともに、塗布が完了するまでに、前記表紙用紙支持手段による前記表紙用紙の支持を完了し、前記塗布の完了後に、前記第1移動手段により前記接着剤が塗布された前記束の前記一端と、前記表紙用紙とを接触させることにより、前記本構成用紙の束に前記表紙用紙を接合することを特徴とする製本装置。
  2. 前記表紙用紙を裁断する裁断手段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. 前記裁断手段は、前記束の厚さの情報に基づいて裁断を行うことを特徴とする請求項2に記載の製本装置。
  4. 前記束と前記表紙用紙とを接合した後に、前記表紙用紙を前記束の前記一端の角に合わせて折り曲げる折り曲げ手段を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の製本装置。
  5. 前記本構成用紙支持手段は前記束を、前記一端が底面を形成するようにほぼ垂直状態で支持し、前記塗布手段は前記底面に沿って移動することにより前記接着剤を前記底面に塗布し、
    前記第1移動手段は、前記表紙用紙を上昇させることにより前記表紙用紙を前記束に接触させ、前記束と前記表紙用紙とを接合することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の製本装置。
  6. 前記本構成用紙支持手段は、傾斜状態とほぼ垂直状態とに移動可能であり、前記傾斜状態において、前記集積部による前記本構成用紙の集積が行われ、集積完了後に、前記本構成用紙支持手段は、前記垂直状態に移動し、接着剤塗布及び表紙用紙との接合が行われ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. 前記集積部の上流にバッファ集積部を有し、少なくとも、前記塗布手段による接着剤の塗布及び前記束と前記表紙用紙との接合が行われている間に、搬入される前記本構成用紙を前記バッファ集積部に集積し、該バッファ集積部に集積された前記本構成用紙を前記集積部に搬送することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の製本装置。
  8. 前記接着剤はホットメルト接着剤からなることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の製本装置。
  9. 少なくとも本構成用紙に画像を形成する画像形成装置及び請求項1〜8のいずれか1項に記載の製本装置を有することを特徴とする画像形成システム。
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