JP4849455B2 - 製本装置および画像形成システム - Google Patents

Description

本発明は画像形成装置などで画像形成されたシートを束状に部揃えし、このシート束の背部端面に接着剤を塗布して表紙シートと綴合わせる製本装置に係わり、熱溶融性接着剤で表紙綴じ後、迅速に冷却固化させる背折り機構の改良に関する。

一般に、画像形成装置などで画像形成したシートを部揃えして表紙シートで装丁する製本装置は、画像形成装置の排紙口に連接され画像形成から表紙装丁までを自動的に実行する画像形成システム、或いは給紙口に束状に部揃えされたシート束を供給し、これに表紙シートを綴じ合わせて装丁する製本装置として広く用いられている。

従来、このような製本装置は束状シートの背部端面に接着剤を塗布し、このシート束の背部に表紙シートを接合して背折りプレス成型する方法が広く採用されている。例えば特許文献１には画像形成装置で画像形成されたシートを集積トレイ上に部揃えし、このシート束を糊塗布位置に搬送してその端面に接着剤を塗布し、その後糊塗布位置の下流側に準備された表紙綴じ位置でこの接着剤を塗布したシート束を表紙シートと逆Ｔ字状に接合し、この位置で背折り処理して冊子状のシート束を搬出している。このような表紙装丁処理で使用する接着剤は種々のものが知られているが、熱溶融性の接着剤が多用されている。

この熱溶融性の接着剤は常温で固化し所定の高温で液化する性状を有するため流通保管過程でその取扱いが容易であり、シート束に塗布する際は液状で紙葉間に浸透し易く、また表紙シートを接合した後は常温で固化して接着する特徴がある。しかし表紙シートを接合した後、固化接着するまでに時間を要する特徴も併せ持っている。
特開２００５−３０５８２２２号公報

上述のように熱溶融性の接着剤で製本処理する際、高温下で液状化した接着剤をシート束に塗布し、このシート束に表紙シートを綴じ合わせて接着剤で固化接着しようとすると接着剤が固化するまでの冷却時間が問題となる。例えばこの接着剤が急峻に固化するとシート束に塗布した状態でその一部でも固化すると表紙シートを背折りプレスするとき皺が生じ、或いは背表紙の稜線が曲がって仕上がり品位が劣ることがある。また逆に接着剤が緩慢に固化すると背折り処理した後のシート束を搬出する過程で表紙とシート束との間に位置ズレが生じて装丁不良を引き起こすことがある。特に表紙装丁後のシート束の周縁を断裁揃えする場合にはこの断裁時に大きな位置ズレが生じ易く、また断裁刃に接着剤が付着して剪断力を劣化させる原因となる。

そこで、シート束に表紙シートを綴じ合わせた状態で接着剤が完全に固化する迄、放置することが考えられるが処理時間が長くなり処理効率が劣る問題がある。特に接着剤が固化する迄の時間（放置時間）はシート束の厚さ、接着剤の塗布量、環境温度によってバラバラであり一連の動作を効率的に自動化する上で大きな障害となっている。

このように製本処理を連続して実行する過程で接着剤の放置時間を管理することは、例えば画像形成装置から直接シートの供給を受ける場合には既にシートは熱を帯び、この熱を帯びたシートが束状に集積された状態では接着剤の冷却には長時間を要し、インサータ装置などからシートの供給を受ける場合にはシートは熱を帯びていないため接着剤は比較的短時間で冷却するこことなり、接着剤を自然冷却する場合の時間を一定にすることは不可能に近い。この為、従来は表紙綴じしたシート束を接着剤が最悪の条件下で固化する見込み時間の後、次工程に向けてシート束を搬出するシステム構成を余儀なくされ、その生産性が問題となっている。

そこで本発明は、束状に部揃いされたシート束に熱溶融性の接着剤を塗布して表紙シートと綴じ合わせる際に確実に接着するのと同時に短時間で綴じ処理することが可能な製本装置を簡単な構造で安価に提供することをその主な課題としている。更に本発明は、画像形成装置など多用な装置から供給されたシートを確実に製本綴じ処理し、このシート束を後続する工程で後処理する際に製本品位の劣化をもたらすことのない製本装置とこれを備えた画像形成システムの提供をその課題としている。

本発明は、上記課題を解決するために以下の構成を採用する。まず本発明はシート束の背部端面に熱溶融性の接着剤を塗布し、このシート束と表紙シートとを綴合わせる表紙綴じ手段を次のように構成したことを特徴としている。この表紙綴じ手段を表紙シートの背部にシート束の糊塗布端面を突き当てて接合する背当プレート部材と、表紙シートの背部を背折りする背折プレス部材とで構成する。そして上記背折プレス部材と背当プレート部材には少なくともその一方に冷却手段を設ける。これによって表紙綴じされたシート束は背部に塗布された接着剤が冷却手段で所定時間内に冷却固化され確実に接着されることとなる。

上記冷却手段は、例えば背当プレート部材を熱伝導性に富んだ金属材で構成し、この背当プレート部材に装置内若しくは装置外の大気を送風する送風ファンで構成する。この場合、外装ケーシングに通気口を形成し、この通気口から外気を背当プレート部材に送風ファンで送風することが好ましい。また、上記冷却手段は背当プレート部材に接するようにペルチェ素子、冷却水、冷却油などの冷媒手段で構成することも可能である。

上述のように製本綴じされたシート束はシート束搬送経路に搬出する。このとき、表紙綴じ位置の下流側にシート束の周縁を断裁揃えする断裁手段を配置することによって表紙綴じされたシート束は背部を除く周縁が切り揃えられ冊子状の製本処理が可能となる。

次に本発明に係わる画像形成システムは、順次シート上に画像形成する画像形成装置とこの画像形成装置から搬出されたシートを束状に部揃えして製本処理する製本装置とから構成する。そして上記画像形成装置は、シートを供給する給紙スタッカ手段と、上記給紙スタッカ手段からのシートに画像形成する画像形成手段と、上記画像形成手段からのシートを搬出する排紙手段とから構成する。また、上記製本装置は上述の構成を備えるようにする。この場合画像形成装置と製本装置との間にインサータ装置を設け、製本装置に画像形成装置とインサータ装置から選択的にシートを供給するようにすることも可能である。

本発明は、シート束の背部端面に熱溶融性の接着剤を塗布し、このシート束と表紙シートとを綴合わせる表紙綴じ手段を表紙シートの背部にシート束の糊塗布端面を突き当てて接合する背当プレート部材と、表紙シートの背部を背折りする背折プレス部材とで構成し、この背当プレート部材と背折プレス部材に少なくともその一方に冷却手段を設けたものであるから、次の効果を奏する。高温下で液化された熱溶融性の接着剤は、シート束の背部端面に塗布される際には接着に適した粘性でシートの葉間に浸透し易く確実な接着を可能とし、また表紙シートと接合して背折りされる際には背当プレート部材又は背折プレス部材が冷却されているため比較的短時間で確実に固化接着する。

従って接着剤を塗布する際には比較的高温でシート束の葉間に浸透し易い温度に設定し、表紙綴じする際には比較的短時間に冷却固化することが可能となり、仕上がり品位の良い製本処理が可能である。特に、シートを画像形成装置から供給する場合にもインサータ装置などから供給する場合にもシートの温度、環境温度に拘わらず接着剤の温度を略々一定に制御することが出来るため、安定した品質の製本処理を連続して短時間に実行することが出来る。

更に冷却手段を、シート束の背部を突き当てて表紙シートと接合する背当プレート部材の背面側に外気を吹き付けて冷却するか、或いはペルチェ素子、冷却水、冷却油などの冷媒手段で強制的に冷却すると接着剤の硬化は促進され、シート束に表紙綴じする動作時間内で接着剤を固化して確実に接着することも可能となり、画期的に綴じ処理の高速化を計ることが出来る。また、背当プレート部材の背面側に冷却手段を配置すれば構造が簡単でコンパクトに構成することが出来る。

以下図示の好適な実施の形態に基づいて本発明を詳述する。図１は本発明に係わる製本装置を備えた画像形成システムの全体構成を示し、図２は製本装置Ｂの詳細説明図、図３は糊収納容器の構造を示す説明図である。

「画像形成システムの構成」
図１に示す画像形成システムは、画像形成装置（図示のものは複写機）Ａと、この画像形成装置Ａの排紙口１９に連接された製本装置（製本部）Ｂと、この製本装置Ｂの下流側に配置された後処理装置（後処理部）Ｃとから構成され、画像形成装置Ａで画像形成されたシートを製本装置Ｂで自動的に製本仕上げ、或いは後処理装置Ｃで自動的に後処理するシステムを構成している。そしてこの製本装置Ｂに本発明に係わる接着剤塗布装置がユニットとして内蔵されている。

まず図１に示す画像形成装置Ａについて説明すると、画像形成装置Ａはケーシング２内に設けられた画像形成部３と、ケーシング２の上部に搭載された画像読取装置（スキャナユニット）７と、原稿供給装置（ＡＤＦユニット）５とから構成されている。ケーシング２には画像形成部３が設けられ、給紙部９から供給される普通紙やＯＨＰシート等のシートに画像を形成する。上記画像形成部３は、感光体ドラム８に光照射手段１３で静電潜像を形成し、現像器でトナーを付着して給紙部９から供給されたシート上に転写する。この転写シートは定着器６で定着され排紙口１９から搬出される。また、シートの表裏面に画像形成する両面印刷のときは片面に印刷したシートをスイッチバック経路１７で表裏反転した後、循環経路１８から再び感光体ドラム８に送り裏面に印刷して排紙口１９から搬出する。尚図示１２はシートの手差し供給口であり、例えば表紙シートなどの厚紙、コーティングシートなどの特殊シートを供給する。

上記ケーシング２の上部には画像読取装置（スキャナユニット）７が配置されている。この画像読取装置７はプラテンに載置した原稿を光電変換素子でスキャンして画像データを画像形成部３のデータ記憶部１４に転送する。更に画像読取装置７には上記プラテンに原稿を自動的に給送する原稿供給装置（ＡＤＦユニット）５が付設してある。この原稿供給装置５は給紙トレイにセットした原稿を１枚ずつ分離して上記プラテンに自動的に給送する。なお、このような画像形成装置Ａは広く用いられ、種々の構造のものが知られているが、図示の静電印刷方式に限らず、スクリーン印刷、インクジェット印刷などの方式が採用可能である。

「製本装置の構成」
上記画像形成装置Ａの排紙口１９には製本装置Ｂが付設されている。この製本装置Ｂは図１に示すように、シートを束状に集積して部揃えする「集積部Ｂ１」と、シート束に接着剤を塗布する「接着剤塗布部Ｂ２」と、シート束に表紙シートを綴じ合わせる「表紙綴じ部Ｂ３」と、装丁シートの周縁を断裁する「トリミング裁断部Ｂ４」と、シート束を収納する「収納スタック部Ｂ５」とから構成されている。

そして画像形成装置Ａの排紙口１９に連なるシート搬入経路Ｔ１から画像形成されたシートを受け入れ、集積部Ｂ１で一連のシートを束状に集積して整合した後、接着剤塗布部Ｂ２でこの束状シートの一側縁（背部）に糊付け処理を施し、表紙綴じ部Ｂ３で表紙シートと一体に綴じ合わせて冊子状シートを形成する。その後、トリミング裁断部Ｂ４でこの冊子状シートの周縁をカットして仕上げ、収納スタック部Ｂ５に収納することによって一連の製本処理を施す構成になっている。

製本装置Ｂは画像形成装置Ａの排紙口１９に連なるシート搬入経路Ｔ１と、この搬入経路Ｔ１に連なる中紙搬送経路Ｔ２と、表紙シート搬送経路Ｔ３を備え、経路切換片２７で画像形成装置Ａからのシートを振り分け搬送する。また中紙搬送経路Ｔ２の下流側には集積部Ｂ１を経てシート束搬送経路（以下「製本経路」という）Ｔ４が設けられ、この製本経路Ｔ４は表紙シート搬送経路Ｔ３と交差（図示のものは直交）するように構成されている。

上記集積部Ｂ１について説明すると、集積部Ｂ１は中紙搬送経路Ｔ２の排紙口４０に上下段差を形成して配置された集積トレイ４２で構成されている。図示の集積トレイ４２は排紙口４０からのシートを略々水平姿勢で積載収納するように排紙口４０の下流側に配置されている。この集積トレイ４２にはその上方に搬入ガイドと正逆転可能な搬入ローラと後端規制部材が備えられ、排紙口４０からのシートを搬入ガイドでトレイ上に案内し、搬入ローラで搬入するように構成されている。また、後端規制ガイドはシート後端を突き当てて位置規制する突当規制面を備え、特に図示のものは集積されたシート束に後工程で接着剤を塗布する端面を位置決め規制するように配置され、搬入ローラの逆転によってシートを突当規制面に整合する。

上記集積トレイ４２には図示しないがシートの側縁を整合する整合手段が設けられ、排紙口４０から搬入されたシートを搬送直交方向に幅寄せ規制することによってシート幅方向を整合する。この整合手段は、例えばトレイ上方にシートの左右両側縁と係合する一対の整合部材を設け、シートをセンタ基準で整合するときは左右それぞれの整合部材がシート中央（基準ライン）に向かって同一量往復動するように構成する。またシートを片側サイド基準で整合するときは一方の整合部材を基準位置に固定し、反対側の整合部材を往復移動するように構成する。

上述のように構成された集積トレイ４２は図１矢視ａ方向に上下昇降自在に装置フレームに取付けられ、上方の集積位置Ｐ１と下方の搬出位置Ｐ２との間で移動する。これは集積トレイ４２を集積位置Ｐ１からこれと距離を隔てた搬出位置Ｐ２に移動し、この搬出位置Ｐ２でシート束を搬出するシート束搬送手段（後述のグリップ搬送手段）５５に引き継ぎ搬送する為である。このように配置することによって装置をコンパクトに構成することが出来、またトレイ上に整合したシート束を整然と整列した状態でグリップ搬送手段５５に引き継ぐことが可能となる。この集積トレイ４２の下流側には製本経路Ｔ４が連設され、この製本経路Ｔ４にグリップ搬送手段５５が設けられている。

図示のシート束搬送手段５５はグリップ搬送手段で構成され、集積トレイ４２上に集積されたシート束を略々水平姿勢から鉛直姿勢に偏向（図１矢視ｃ方向）し、製本経路Ｔ４の接着剤塗布位置Ｐ３（以下糊塗布位置という）に搬送する。このため、グリップ搬送手段５５はシート束の表裏を把持する一対のグリッパ部材と、このグリッパ部材を担持して略々９０度旋回するユニットフレーム（図示せず）とで構成されている。ユニットフレームは装置フレームに図１矢視ｃ方向に回転自在に軸承され、図示しない旋回モータによって略々９０度旋回するように構成されている。

そしてこのように構成されているユニットフレームに図３（ａ）に示すようにメイングリッパ５５ａ、５５ｂとサブグリッパ５６ａ、５６ｂで構成されている。メイングリッパ５５ａ、５５ｂはシート束の糊塗布端面（背部；以下同様）を全長に亘って把持するように長尺の板状部材で構成され、サブグリッパ５６ａ、５６ｂはシート束の中央部でメイングリッパ５５ａ、５５ｂに回転軸５５ｃで揺動自在に軸支持されている。このメイングリッパ５５ａ、５５ｂ及びサブグリッパ５６ａ、５６ｂは図示しないグリップモータで圧接及び離間するように構成されている。このようにシート束をメイングリッパ５５ａ、５５ｂとサブグリッパ５６ａ、５６ｂで構成したのは両グリッパでシート束を前記集積トレイ４２から下流側の糊塗布位置Ｐ３に搬送する際、シート束の下端縁のスキュ（曲がり）を矯正するためである。

シート束の下端縁（糊塗布端面）を、メイングリッパを解除した状態で表紙シート搬送経路Ｔ３の経路ガイド板（図示せず）に突当て、このガイド板に倣って姿勢修正してメイングリッパ５５ａ、５５ｂで把持する。このスキュ修正のため、サブグリッパ５６ａ、５６ｂはシート幅方向に揺動可能にメイングリッパ５５ａ、５５ｂに軸承してあり、また経路ガイド板５７は糊塗布するシート束姿勢の基準（後述する糊塗布ローラの移動方向と平行）となるように構成されている。なお、この経路ガイド板５７はスキュ修正後製本経路Ｔ４から退避するようになっている。

上記グリップ搬送手段５５には図示しないが、シート束の厚さを検出する束厚さ検知手段が設けられている。この検知手段は上記メイングリッパ５５ａ、５５ｂ又はサブグリッパ５６ａ、５６ｂの可動部材に配置され、グリッパが解除位置（ホームポジション）からシート束の表面に当接するニップ位置に移動する距離を例えばスライダックセンサで検出することによって束厚さを検知する。このように検知されたシート束の厚さ情報は例えばシート束の厚さに応じて後続する糊塗布量を加減するなど後続する動作の制御に使用する。

次に接着剤塗布部Ｂ２の構成について説明すると、接着剤塗布部Ｂ２には糊塗布手段が製本経路Ｔ４の糊塗布位置Ｐ３に配置され、この糊塗布手段は接着剤収納容器（以下糊容器という）と、この容器に内蔵された塗布ロールと、塗布動作のため糊容器をシート束の糊塗布端面に沿って移動する容器移動手段とで構成されている。図３（ｂ）に示すように、糊容器６６はホットメルト糊を収容する容器本体６６ａと塗布ロール６７とから構成され、容器６６内に固形接着剤を充填し、この接着剤を加熱溶融して塗布ロール６７でシート束に塗布する。容器本体６６には例えば電熱ヒータなどの加熱ヒータ（加熱手段）６６ｂが内蔵され、容器内の接着剤を溶融液化する。図示６６ｃは加熱手段を制御するための温度センサである。

この温度センサ６６ｃは図８に示すように装置内温度Ｔａが変化すると接着剤温度も上昇し同図に示すａ曲線の特性を示し、このときの接着剤の硬化時間は同図ｂ曲線となり、この範囲内を適正調温範囲に設定して前記加熱手段６６ｂを制御する。接着剤温度がこの適正調温範囲を超えて高くなるとシート束に塗布した接着剤は滴下したり表紙シートの背折り部からはみ出したりすることがあり、逆に接着剤温度を適正調温範囲より低くするとシート束が確実に貼着されず落丁をもたらす。

上記塗布ロール６７は含浸性の耐熱ゴムで形成され、容器本体６６ａに回転軸６７ａで回転自在に軸承してある。この回転軸６７ａにはロール回転モータＭＲが連結されている。このように構成された糊容器６６は装置フレームに設けられたガイドレール６８に嵌合支持され、ガイドレール６８は前述のグリップ搬送手段５５に把持されたシート束の糊塗布端面Ｓ１に沿ってこれと平行に配置されている。このように塗布ロール６７を内蔵した糊容器６６は図１０に示すようにシート束の糊塗布端面Ｓ１に沿って往復動可能に支持され、ガイドレールに沿って張設されたタイミングベルト６９に固定されている。このタイミングベルト６９にはシフトモータＭＳが連結してある。従ってこのガイドレール６８とタイミングベルト６９とシフトモータＭＳで「容器移動手段」が構成されている。

上記糊容器６６はシート束の糊塗布端面Ｓ１に糊を塗布する塗布領域Ｌ１と、この領域から距離を隔てて離間した退避位置（図示のホームポジションＨｐ）に移動可能に退避領域Ｌ２を備えるように構成されている。そしてホームポジションＨｐと待機位置Ｗｐと、リターン位置Ｒｐとの間でシフトモータＭＳによって往復移動する。尚ホームポジションＨｐは装置起動時に糊容器６６が位置し、上記待機位置Ｗｐは連続して糊塗布する場合に後続するシート束に糊塗布する際に糊容器６６が位置する。このため待機位置Ｗｐは糊塗布領域Ｌ１の近傍にレイアウトすることが好ましい。上記リターン位置Ｒｐも同様に糊塗布領域Ｌ１の近傍に配置することが好ましい。

上記糊容器６６は待機位置Ｗｐからリターン位置Ｒｐに移動する際に塗布ロール６７でシート束の糊塗布端面Ｓ１に糊塗布しても良いが、図示のものは糊容器６６の往路と復路で糊塗布するようにしている。つまり往路（ＷｐからＲｐへの移動）では塗布ロール６７がシート束の端面Ｓ１を押圧してバラけさせ、復路（ＲｐからＷｐへの移動）では塗布ロール６７は糊塗布端面Ｓ１に糊を塗布する。この際、シート束が厚いときには塗布量を多く、薄いときには少なくするようにロール表面と糊塗布端面Ｓ１との間のギャップを調整している。この糊塗布量の調整は前記グリップ搬送手段５５のシート搬送量によって行っている。

次に表紙綴じ部Ｂ３の構成について説明する。前述の製本経路Ｔ４には糊塗布位置Ｐ３の下流側に表紙綴じ位置Ｐ４が設けられ、この表紙綴じ位置Ｐ４には表紙シート搬送経路Ｔ３が製本経路Ｔ４と直交する方向に配置されている。この経路交差点に位置する表紙綴じ位置Ｐ４には表紙綴じ手段３０が配置され、製本経路Ｔ４からのシート束と、表紙シート搬送経路Ｔ３からの表紙シートとを逆Ｔ字状に接合し、その背部をプレス成形して背表紙を形成する。なお、上記表紙シート搬送経路Ｔ３はシート搬入経路Ｔ１に連結され、前記経路切換片２７で画像形成装置Ａの排紙口１９から画像形成された表紙シートを受け、この表紙シートを後述する表紙綴じ位置Ｐ４に搬送セットするようになっている。この他図示しないがインサータ装置を上記搬入経路Ｔ１に連結して配置し、このインサータ装置から表紙シートを供給するように構成することも可能である。
この場合インサータ装置は、例えば搬入経路Ｔ１の上方に表紙シートを載置するトレイ手段と、このトレイ手段からの表紙シートを上記搬入経路Ｔ１に案内する給紙経路をとから構成する。また上記トレイ手段には表紙シートを１枚ずつ分離給送する分離手段を設ける。これによって画像形成装置Ａから供給することが出来ない表紙シートを表紙シート搬送経路Ｔ３に供給することが出来る。

図示の表紙綴じ手段３０は背当プレート部材５９と背折プレス部材５８とで構成されている。背当プレート部材５９は表紙綴じ位置Ｐ４に、製本経路Ｔ４と略々直交する板状部材で構成されている。そしてこの背当プレート部材５９は製本経路Ｔ４に対し経路内の作動位置と経路外の退避位置（図２鎖線）との間で移動自在に支持され、図示しない開閉モータに連結されている。このように背当プレート部材５９を製本経路Ｔ４に対して進退自在に構成したのは背折処理後のシート束をこの表紙綴じ位置Ｐ４を経て経路下流側に搬出するためである。
そして背当プレート部材５９は、製本経路Ｔ４からのシート束と表紙シート搬送経路Ｔ３からの表紙シートとを互いに接合する際に表紙シートをバックアップ支持するように構成され、金属などの熱伝導性に富んだ材料で構成されている。上記背折プレス部材５８は背当プレート部材５９の上流側に配置され表紙シート搬送経路Ｔ３を挟んで左右一対の板状部材で構成され、背当プレート部材５９にバックアップ支持された表紙シートを折り合わせる。

このため右背折プレス部材５８ｂと左背折プレス部材５８ａとは製本経路Ｔ４の接合基準（図４に示すＹ基準）を中心に左右対称に接近及び離間するように装置フレームに支持され、両背折プレス部材５８ａ、５８ｂにはこれを接近離間させるプレスモータＭｐ（図示せず）が備えられている。尚この背折プレス部材３２はシート束の厚さに応じて少なくともその一方の待機位置（起動位置）が調整され左右の作動ストロークが均衡するように制御される。図示のものは右背折プレス部材５８ｂの待機位置（図４にＷｐで示す）を前記束厚さ検知手段からの情報に基づいてその位置を調整するようになっている。

以上の構成において表紙綴じ手段３０の動作を図４に基づいて説明すると、同図（ａ）はシート束の背折端面に接着剤を塗布する状態を、（ｂ）はシート束と表紙シートとを接合する状態を、（ｃ）は背折りプレス部材５８による背折り動作をそれぞれ示す。

同図（ａ）の状態で、前記塗布ロール６７で接着剤を塗布されたシート束は前記グリップ搬送手段５５で表紙綴じ位置Ｐ４に搬送される。このとき表紙綴じ位置Ｐ４には既に表紙シート搬送経路Ｔ３から表紙シートが給送セットされ、また上記背折プレス部材５８ａ、５８ｂは退避位置に、上記背当プレート部材５９は作動位置に位置している。そこで同図（ｂ）の状態にグリップ搬送手段５５でシート束を繰り出すと、このシート束は表紙シートと逆Ｔ字状に接合され、このとき表紙シートは背当プレート部材５９でバックアップ支持されている。次に同図（ｃ）の状態に背折りプレス部材５８を待機位置から作動位置に移動するとこの左右の背折りプレス部材５８ａ、５８ｂは表紙シートの背部をプレス成形する。この過程でシート束に塗布された接着剤は固化し表紙シートとシート束を綴じ合わせる。

そこで本発明は上述の背当プレート部材５９と背折りプレス部材５８との少なくとも一方に以下の冷却手段を設け、上記背折り後の接着剤の硬化を促進するようにしたものである。

まず図９に示す接着剤の硬化状態について説明すると、前述のように温度制御されている糊容器６６内の接着剤はシート束に塗布された後、図９に示す特性で硬化してシート束と表紙シートを接着する。まず接着剤は容器内で制御された適正接着温度Ｔｈ１（実験装置では１４０℃）から徐々に温度Ｔｈ２に低下する。この温度低下は主に装置内の環境温度によって決定され放物線状に徐々に低下（自然冷却）する。シート束が背当プレート部材５９に当接すると接着剤温度はＴｈ３に若干低下しその後は徐々に低下し設定温度Ｔｈ４に達する。このときの冷却時間はＴｉ２（実験装置では３３秒）となる。

尚、設定温度（実験装置では６０℃）は後続する製本処理が可能な温度に設定される。この設定温度は後続動作、例えばシート束の搬出動作で表紙シート及びシート束に位置ズレなど型崩れが生じないこと、及び後続動作でシート束を断裁する場合には断裁時に型崩れが生じないように実験によって設定することが好ましい。この特性から明らかなように表紙綴じ処理後に接着剤が硬化接着するまでに時間Ｔｉ２を要し、またこの時間は装置内温度が高い場合、画像形成装置Ａから給送されたシートが高温である場合、シート束が厚い場合には更に時間を要し、これらの条件によって接着剤の硬化時間が一定に定まらない問題もある。尚上記温度数値は実験装置に於ける温度数値を示したが、接着剤、装置構成に応じて温度値は異なることは勿論である。

そこで、本発明は図９に示すように接着剤温度を前記Ｔｈ２から急激に低下させて設定温度Ｔｈ４に制御し、更にこの時の冷却時間Ｔｉ１を上記条件に余り左右されないように制御することを特徴としている。この為前記背当プレート部材５９は金属などの熱伝導率に富んだ材料で、その熱容量も大きくなるように構成する。そして、この背当プレート部材５９に次の冷却手段を配置する。
（１）背当プレート部材５９に冷却風を送風する冷却ファンを設ける。
（２）背当プレート部材５９に電気的に熱伝導を生起する冷媒素子か、液体で冷却するなどの冷媒手段を設ける。
（３）背当プレート部材５９に装置外の外気を導入して冷却する。
以下上記各構成について説明する。

上記（１）の構成は、図７（ａ）に示すように背当プレート部材５９にファンボックス３５を設け、このボックス内に送風ファンとその駆動モータを内蔵する。これによって接着剤の熱は熱伝導性のプレート部材に伝達され、このプレート部材には背面側から送風される空気流で放熱される。例えば接着剤温度が１４０℃など高温の場合は装置内の空気をファンで送風しても接着剤の冷却効果は十分得られる。

上記（２）の構成は、図７（ｂ）に示すように背当プレート部材５９の背面側に冷媒手段３６を設ける。この冷媒手段３６は図５に示すようにプレート部材５９に当接配置したペルチェ素子板３６ａと、このペルチェ素子板３６ａに層形成したヒートシンク３６ｂと、このヒートシンク３６ｂに送風する冷却ファン３６ｃとから構成する。なお図示しないが上記ペルチェ素子板３６ａには電流を供給するリード線と、冷却ファン３６ｃには駆動モータが装備されている。

これによって接着剤温度は背当プレート部材５９に伝達され、このプレート部材の熱はペルチェ素子板３６ａに電流を供給することによって外部側（図５下方）に伝動され、この外部側に冷却ファン３６ｃから冷却風が送風される。尚、背当プレート部材５９を強制的に冷却する冷媒手段３６としては冷却水、冷却油などの液体で冷却しても良い。この場合は冷却ファンなどで冷却した冷却液をプレート部材の背面側に循環させて冷却する構造を採用すれば良い。

上記（３）の構成は、図７（ｃ）に示すように背当プレート部材５９の背面側と装置の外装ケーシングとの間に送風流路を形成して外気を背当プレート部材５９の背面側に供給する。図６に示すように外装ケーシング２０に通気孔２１を設け、この通気孔２１と背当プレート部材５９との間の送風流路に送風ファン２５を配置する。これにより前述の（１）の場合より効果的に背当プレート部材５９を冷却することが出来る。

上述のように構成された冷却手段によって前記図９に示す接着剤硬化特性は、前記Ｔｈ２から急激に低下して設定温度Ｔｈ４に達する。上記（２）の構成を採用した装置の実験によれば冷却時間は前記自然冷却の場合のＴｈ２に比べ冷却時間Ｔｈ１は略々１／２．５（４０％）に短縮された。更にこのように背当プレート部材５９を強制冷却することにより「シート束の厚さ」、「接着剤の塗布量」、「シート温度」、「装置環境温度」が大小異なっても、冷却時間をほぼ一定の時間に設定することが出来る。これは比較的高温（例えば１４０℃）の接着剤を設定温度（例えば６０℃）に冷却する温度差が大きいことと、冷却手段の空気流或いは冷媒流などその熱容量が大きいためである。

次にトリミング断裁部Ｂ４の構成について説明する。上述のように表紙シートと冊子状に綴合わされたシート束は前記グリップ搬送手段５５によって下流側の折ロール６０に送られる。尚このとき前記背当プレート５９と背折プレート５８ａ、５８ｂとはそれぞれ退避位置に退避している。製本経路Ｔ４には前記表紙綴じ位置Ｐ４の下流側に断裁位置Ｐ５が設けられ、断裁手段６１が配置されている。断裁手段６１は製本経路Ｔ４の下流側に順次配置された回転テーブル６２と、断裁縁プレス手段６３と、断裁刃６４とで構成されている。回転テーブル６２は折りロール６０から送られたシート束を把持して方向を偏向し、この姿勢偏向と同時にシート束の下端縁を断裁位置Ｐ５に予め設定された断裁代を形成するように搬送する。この為回転テーブル６２は旋回モータと昇降モータが備えられている。

上記断裁位置Ｐ５には断裁刃６４と、これを駆動するカッタモータＭｃが備えられ、シート束を所定量断裁する。図示の断裁刃６４は平刃状カッタで構成され、製本経路Ｔ４から退避した待機姿勢と図２に示す断裁姿勢との間で移動可能に装置フレームに支持され、カッタモータＭｃで往復動する過程でシート束を断裁するように構成されている。

次に収納スタック部Ｂ５について説明する。上記断裁刃６４の下流側にはシート束を収容するスタッカ６５と屑処理トレイ７５が配置されている。そして断裁処理されたシート束は排紙ローラ７６でボックス状のスタッカ６５に収納される。またこのスタッカ６５と隣接して屑処理トレイ７５が設けられ、上流側の断裁刃６４で断裁された紙片屑を収納する。図示１００はスイーパ部材で断裁刃６４からの紙片屑を屑処理トレイに導くように揺動し、その為の駆動モータ（図示せず）を備えている。

本発明に係わる製本装置を備えた画像形成システム全体構成図。 図１のシステムにおける製本装置の要部を示す説明図。 図２の装置における要部構成の説明図であり、（ａ）はシート束搬送手段の構成を、（ｂ）は接着剤収納容器の構成を示す説明図。 図２の装置における表紙綴じ動作を示し、（ａ）は糊塗布動作の説明図、（ｂ）はシート束と表紙シートとを接合する状態説明図、（ｃ）背折り成型状態の説明図。 冷却手段の一態様を示す説明図。 図５と異なる冷却手段の態様を示す説明図。 冷却手段の態様を示す説明図であり、（ａ）は図５及び図６と異なる態様を示し、（ｂ）は図５の態様、（ｃ）は図６の態様の全体説明図である。 図２の装置における接着剤温度をコントロールする際の接着剤温度の特性を示す実験データ。 図２の装置において接着剤を塗布した後の硬化特性を示す実験データ。 図３（ｂ）の装置に於ける糊容器の移動機構の説明図。

符号の説明

Ｂ１ 集積部
Ｂ２ 接着剤塗布部
Ｂ３ 表紙綴じ部
Ｂ４ トリミング断裁部
Ｂ５ 収納スタック部
Ｐ１ 集積位置
Ｐ２ 搬出位置
Ｐ３ 接着剤塗布位置（糊塗布位置）
Ｔ１ シート搬入経路
Ｔ２ 中紙搬送経路
Ｔ３ 表紙シート搬送経路
Ｔ４ 製本経路
２０ 外装ケーシング
２１ 通気孔
２５ 送風ファン（冷却手段）
３０ 表紙綴じ手段
３５ ファンボックス（冷却手段）
３６ 冷媒手段（冷却手段）
３６ａ ペルチェ素子板
３６ｂ ヒートシンク３６ｂ
３６ｃ 冷却ファン
４２ 集積トレイ
５５ グリップ搬送手段
５５ａ、５５ｂ メイングリッパ
５６ａ、５６ｂ サブグリッパ
５８ 背折プレス部材
５８ａ 左背折プレス部材
５８ｂ 右背折プレス部材
５９ 背当プレート部材
６１ 断裁手段
６６ 糊容器
６６ａ 容器本体
６６ｂ 加熱ヒータ（加熱手段）
６６ｃ 温度センサ
６７ 塗布ロール
７０ 吸引手段

Claims (7)

1. 糊塗布位置と表紙綴じ位置とを有し、シート束搬送手段を備えたシート束搬送経路と、
   前記糊塗布位置に配置され、前記シート束搬送手段で搬送セットされたシート束に接着剤を塗布する糊塗布手段と、
   前記シート束搬送経路と交差し前記表紙綴じ位置に表紙シートを給送する表紙シート搬送経路と、
   前記表紙綴じ位置に配置され、シート束を表紙シートとを綴合わせる表紙綴じ手段と、
   を備え、
   前記表紙綴じ手段は、表紙シートの背部にシート束の糊塗布端面を突き当てて接合する背当プレート部材と、表紙シートの背部を背折りする背折プレス部材とで構成され、
   前記背折プレス部材と背当プレート部材には少なくともその一方に冷却手段が備えられ、
   前記背当プレート部材は金属材料で構成され、
   前記冷却手段は前記背当プレート部材に大気を送風する送風ファンで構成されていることを特徴とする製本装置。
2. 糊塗布位置と表紙綴じ位置とを有し、シート束搬送手段を備えたシート束搬送経路と、
   前記糊塗布位置に配置され、前記シート束搬送手段で搬送セットされたシート束に接着剤を塗布する糊塗布手段と、
   前記シート束搬送経路と交差し前記表紙綴じ位置に表紙シートを給送する表紙シート搬送経路と、
   前記表紙綴じ位置に配置され、シート束と表紙シートとを綴合わせる表紙綴じ手段と、
   を備え、
   前記表紙綴じ手段は、表紙シートの背部にシート束の糊塗布端面を突き当てて接合する背当プレート部材と、表紙シートの背部を背折りする背折プレス部材とで構成され、
   前記背折プレス部材と背当プレート部材には少なくともその一方に冷却手段が備えられ、
   前記冷却手段は、前記背当プレート部材に接するように配置された冷媒手段を有し、
   前記冷媒手段は、ペルチェ素子、冷却水及び冷却油のいずれか一つを有するものであることを特徴とする製本装置。
3. 糊塗布位置と表紙綴じ位置とを有し、シート束搬送手段を備えたシート束搬送経路と、
   上記糊塗布位置に配置され、上記シート束搬送手段で搬送セットされたシート束に接着剤を塗布する糊塗布手段と、
   上記シート束搬送経路と交差し上記表紙綴じ位置に表紙シートを給送する表紙シート搬送経路と、
   上記表紙綴じ位置に配置されシート束と表紙シートとを綴合わせる表紙綴じ手段と、
   を備え、
   上記表紙綴じ手段は、表紙シートの背部にシート束の糊塗布端面を突き当てて接合する背当プレート部材と、表紙シートの背部を背折りする背折プレス部材とで構成され、
   上記背折プレス部材と背当プレート部材には少なくともその一方に冷却手段が備えられ、
   前記冷却手段は、外装ケーシングに形成された通気口と、前記通気口から外気を前記背当プレート部材に送風する送風ファンとによって構成されていることを特徴とする製本装置。
4. 前記シート束搬送経路には前記表紙綴じ位置の下流側に断裁位置が設けられ、前記断裁位置には背折りされたシート束の周縁を裁断する断裁手段が備えられていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の製本装置。
5. 順次給送されるシートを束状に集積するシート集積手段と、
   前記シート集積手段上のシート束を搬出するシート束搬送手段と、
   前記シート集積手段に連設され糊塗布位置と表紙綴じ位置とを有する製本処理経路と、
   前記製本処理経路の糊塗布位置に配置されシート束の端面に接着剤を塗布する糊塗布手段と、
   前記製本処理経路と交差し、前記表紙綴じ位置に表紙シートを給送する表紙シート搬送経路と、
   前記表紙綴じ位置に配置されシート束と表紙シートとを綴合わせる表紙綴じ手段と、
   前記製本処理経路の前記表紙綴じ位置の下流側に配置され背折りされたシート束の周縁を裁断する断裁手段とを備え、
   前記表紙綴じ手段は、表紙シートの背部にシート束の糊塗布端面を突き当てて接合する背当プレート部材と、表紙シートの背部を背折りする背折プレス部材とで構成され、
   前記背折プレス部材にはペルチェ素子、ヒートシンク及び送風ファンのいずれか一つを有する冷却手段が備えられていることを特徴とする製本装置。
6. 順次シート上に画像形成する画像形成装置とこの画像形成装置から搬出されたシートを束状に部揃えして製本処理する製本装置とから構成される画像形成システムであって、
   前記画像形成装置は、
   シートを供給する給紙スタッカ手段と、
   前記給紙スタッカ手段からのシートに画像形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段からのシートを搬出する排紙手段とから構成され、
   前記製本装置は請求項１乃至５の何れか１項に記載の構成を備えていることを特徴とする画像形成システム。
7. 前記画像形成装置と製本装置との間にはインサータ装置が設けられ、
   前記インサータ装置は、
   シートを載置するトレイ手段と、
   前記トレイ手段からのシートを前記表紙シート搬送経路に給送する給紙経路と、
   を備えていることを特徴とする請求項６に記載の画像形成システム。

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