(57)【要約】【課題】コンパクトな構成で、切り欠きの形状及び位置の精度の向上を図ることができる穿孔装置、前記穿孔装置を備えた後処理装置、前記後処理装置を接続した画像形成システムを提供することを目的とする。【解決手段】前記穿孔装置は、往復動により用紙に孔を穿孔する複数のパンチと、前記パンチを用紙の幅方向に一列に保持する保持板と、前記複数のパンチに対向して配置された複数のダイと、駆動軸に設けられ共に回転する、且つ軸回転方向に互いに角度の位相をずらして配置された２つのクランクと、前記２つのクランクと前記保持板とに連接する２つの連接棒と、を有し、前記２つのクランクの回転により前記パンチを往復動し、用紙に切り欠きを穿孔する時に、前記保持板はその両端の位相が互いにずれた状態で往復動し、前記複数のパンチは、両端の何れか一端のパンチから順次他端のパンチへ時間差を持って切り欠きを穿孔して行く差動穿孔を行う。【選択図】図６
2010234447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復動により用紙に孔を穿孔する複数のパンチと、
前記パンチを用紙の幅方向に一列に保持する保持板と、
前記複数のパンチに対向して配置された複数のダイと、
駆動手段により回転駆動される駆動軸と、
前記駆動軸の軸回転方向に互いに角度の位相をずらして配置され、前記駆動軸と共に回転する２つのクランクと、
前記２つのクランクと前記保持板とに連接する２つの連接棒と、を有し、
前記２つのクランクの回転により、前記保持板を往復動して前記パンチを往復動し、用紙に切り欠きを穿孔する時に、前記保持板はその両端の位相が互いにずれた状態で往復動し、前記複数のパンチは両端の何れか一端のパンチから順次他端のパンチへ時間差を持って切り欠きを穿孔して行く差動穿孔を行うことを特徴とする穿孔装置。
【請求項２】
前記保持板に保持された前記パンチのうち、所定のパンチの往復動方向の保持位置をずらすことにより、差動穿孔する時に各パンチが到達する最下点位置が所定の範囲内になるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の穿孔装置。
【請求項３】
前記穿孔に際し、１回の穿孔動作で、穿孔する孔を用紙端面に重なるように形成し、用紙端面に半月状切り欠きを形成することを特徴とする請求項１または２に記載の穿孔装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項に記載の穿孔装置及び画像形成装置との接続手段を備えたことを特徴とする後処理装置。
【請求項５】
画像が形成された用紙を受け取り冊子の作製を行う冊子作成手段を備えたことを特徴とする請求項４に記載の後処理装置。
【請求項６】
用紙に画像を形成する画像形成装置と、前記画像形成装置により画像が形成された用紙を受け取り、用紙に後処理を施す請求項４または５に記載の後処理装置とを有することを特徴とする画像形成システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、用紙の所定の穿孔位置にパンチにより穿孔する穿孔装置、前記穿孔装置を備えた後処理装置、前記後処理装置を有する画像形成システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の電子写真方式等の画像形成装置は、高速性能、多機能、ネットワーク機能等を有し、大容量給紙装置、大容量スタッカを接続することにより、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（画像形成された用紙）を製本する後処理装置を接続することにより、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。
【０００３】
前記後処理装置としては、例えば、用紙束収容部、糊（接着剤）塗布部、表紙供給部、表紙折り曲げ部等を垂直方向に縦列配置して小型化した糊付け製本装置が知られている。前記製本装置では、用紙束収容部に収容されて挟持された用紙束の背部に、接着剤塗布ローラにより接着剤を均一に塗布し冊子の形成が行われる。しかしながら、接着剤を用紙束の背部のみに塗布した場合は、接着面積が少なく、糊付けされた製本の強度が不足する。このため、用紙の製本処理時に接着剤が塗布される端辺側に、穿孔装置を用いて複数の切り欠きを形成し、接着面積を大きくし接着強度の増加を図ることが行われている。
【０００４】
以下、前記切り欠きの形成をラフニングともいう。
【０００５】
前記穿孔装置での複数の切り欠きの形成は、例えば装置のパンチ数が１つ或いは２つ等、切り欠き数より少ない場合であっても穿孔位置をずらしながら行うことができる。しかしながら、穿孔位置をずらしながらのパンチでは、穿孔処理時間が掛かり、装置全体の処理能力を低下させるという問題があった。この問題は、特に高速機により影響を与えた。
【０００６】
このため、複数のパンチを備え、１回の穿孔動作で必要数の切り欠きを形成する穿孔装置が用いられてきている。しかしながら、複数のパンチを同時に押し下げて用紙に同時に穿孔する場合には、穿孔の際に大きな力を必要とすることになる。また、同時に用紙端面に穿孔する際に、用紙が逃げる方向に働く力が大きくなり、形状及び位置の精度がよい切り欠きの形成が困難になるという問題があった。
【０００７】
上記問題を最小限にするためには、各パンチによる穿孔に時間差を持たせ順次穿孔する差動穿孔が効果的であることが知られている。
【０００８】
この対応として、多数個のパンチを直線上に並べ、前記パンチの上部に中央部が下向き凸状で両端に向かって階段状の段差を持つ形状のパンチ押さえ（保持板）を昇降可能に設置し、前記パンチ押さえの降下に従ってパンチが中央から順番に段階的に降下する機構を有する多孔パンチ（穿孔装置）が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−１５８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１は、保持板に対してパンチの取り付け位置を往復方向にずらして取り付け、保持板の降下に従ってパンチが中央から順番に段階的に降下し、中央から順番に穿孔して行く方法により、穿孔の際の力の増加と、孔の精度低下を防止するものである。
【００１１】
また、複数のパンチを保持した保持板を斜めの状態で往復動することにより、パンチを保持板の降下に従って一方側から他方側に順番に段階的に降下させ、一方側から順番に穿孔して行く方法も知られている（従来例１という）。
【００１２】
図１４（ａ）は、特許文献１のパンチの待機位置と最下点位置を示す模式図である。
【００１３】
図１４（ｂ）は、前記従来例１のパンチの待機位置と最下点位置を示す模式図である。
【００１４】
しかしながら、特許文献１及び従来例１の構成は、パンチ数が多いとそれだけパンチ取り付け位置をずらさなければならず、このため図１４（ａ）及び（ｂ）に示す往復動のストロークＳが大きくなり、装置の大型化を招いた。
【００１５】
本発明は上記状況に鑑みなされたもので、コンパクトな構成で、切り欠きの形状及び位置の精度の向上を図ることができる穿孔装置、前記穿孔装置を備えた後処理装置、前記後処理装置を接続した画像形成システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的は、下記の構成により達成される。
【００１７】
１．往復動により用紙に孔を穿孔する複数のパンチと、
前記パンチを用紙の幅方向に一列に保持する保持板と、
前記複数のパンチに対向して配置された複数のダイと、
駆動手段により回転駆動される駆動軸と、
前記駆動軸の軸回転方向に互いに角度の位相をずらして配置され、前記駆動軸と共に回転する２つのクランクと、
前記２つのクランクと前記保持板とに連接する２つの連接棒と、を有し、
前記２つのクランクの回転により、前記保持板を往復動して前記パンチを往復動し、用紙に切り欠きを穿孔する時に、前記保持板はその両端の位相が互いにずれた状態で往復動し、前記複数のパンチは両端の何れか一端のパンチから順次他端のパンチへ時間差を持って切り欠きを穿孔して行く差動穿孔を行うことを特徴とする穿孔装置。
【００１８】
２．前記保持板に保持された前記パンチのうち、所定のパンチの往復動方向の保持位置をずらすことにより、差動穿孔する時に各パンチが到達する最下点位置が所定の範囲内になるようにしたことを特徴とする前記１に記載の穿孔装置。
【００１９】
３．前記穿孔に際し、１回の穿孔動作で、穿孔する孔を用紙端面に重なるように形成し、用紙端面に半月状切り欠きを形成することを特徴とする前記１または２に記載の穿孔装置。
【００２０】
４．前記１から３の何れか１項に記載の穿孔装置及び画像形成装置との接続手段を備えたことを特徴とする後処理装置。
【００２１】
５．画像が形成された用紙を受け取り冊子の作製を行う冊子作成手段を備えたことを特徴とする前記４に記載の後処理装置。
【００２２】
６．用紙に画像を形成する画像形成装置と、前記画像形成装置により画像が形成された用紙を受け取り、用紙に後処理を施す前記４または５に記載の後処理装置とを有することを特徴とする画像形成システム。
【発明の効果】
【００２３】
上記によれば、互いに角度の位相をずらした２つのクランクを用い、保持板を左右の位相がずれた状態で往復動させることにより、保持板の降下に従ってパンチが一端側から他端側へ順番に段階的に降下し、一端側から順番に時間差を持って切り欠きを穿孔して行く差動穿孔が行われる。これにより、穿孔の際の力の増加及び用紙が逃げる方向に働く力の増加を減少することができ、切り欠きの形状及び位置の精度の向上を図ることができる。
【００２４】
更に、差動クランクを用いての差動穿孔とすることによりパンチ取り付け位置をずらす必要がないため、パンチ数が多くなってもパンチ、即ち保持板の往復動のストロークＳを大きくする必要がないため、穿孔装置をコンパクトにすることできる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】画像形成装置本体、製本装置、冊子収容装置を備えた画像形成装置の全体構成図である。
【図２】本発明の制御を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る製本装置の断面図である。
【図４】穿孔装置の一例を示す主要部の側面図である。
【図５】穿孔装置の一例を示す主要部の上面図である。
【図６】用紙に切り欠きを穿孔する穿孔部の一例を示す主要部の正面図である。
【図７】用紙に切り欠きを穿孔する穿孔部の一例を示す主要部の右側面図である。
【図８】用紙に切り欠きを穿孔する穿孔部の一例を示す主要部の左側面図である。
【図９】角度位相をずらした左右のクランク、クランクピン、連結軸の位置関係を表す右側面図である。
【図１０】左側のパンチが右側のパンチに先行して下降する状態を示す図である。
【図１１】クランクが１８０度回転し、全パンチが下降して略最下点位置になった状態を示す図である。
【図１２】左側のパンチが右側のパンチに先行して上昇する状態を示す図である。
【図１３】１〜３番のパンチ取付穴を往復動方向にずらした例である。
【図１４】パンチの待機位置と最下点位置を示す模式図である。
【図１５】切り欠きを形成した用紙を集積した用紙束の切り欠き面を示す図である。
【図１６】切り欠き部を形成した複数枚の用紙を集積した用紙束の平面図である。
【図１７】用紙束収容部の用紙集積部が傾斜状態に設置された状態の断面図である。
【図１８】用紙束収容部の用紙集積部が直立状態に設置された状態の断面図である。
【図１９】用紙束収容部、塗布部、表紙供給部、断裁部、冊子形成部の断面図である。
【図２０】塗布部と挟持部の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明に係る穿孔装置、前記穿孔装置を備えた後処理装置、及び前記後処理装置を有する画像形成システムの実施の形態を、図を参照して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、前記後処理装置は、製本装置を例にして説明する（以下、後処理装置を製本装置とも称す）。
【００２７】
図１は画像形成装置Ａ、製本装置Ｂ、冊子収容装置Ｃ、自動原稿送り装置ＤＦを備えた画像形成システムの全体構成図である。
【００２８】
［画像形成装置Ａ］
画像形成装置Ａは、回転する像担持体１の周囲に、帯電部２、像露光部３、現像部４、転写除電部５、及びクリーニング部６を配置した画像形成部を有する。
【００２９】
画像形成部は、帯電部２によって像担持体１の表面に一様帯電を行った後に、像露光部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、該潜像を現像部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。
【００３０】
用紙収納部７Ａから給紙された用紙Ｓは転写位置へと送られる。転写位置において転写除電部５によりトナー像が用紙Ｓ上に転写された後に、用紙Ｓの表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、引き続き定着部８により加熱定着され、排紙ローラ７Ｃから排出される。
【００３１】
用紙Ｓの両面に画像形成を行う場合には、定着部８により加熱定着された用紙Ｓを、搬送路切換部７Ｄにより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、再び画像形成部へ搬送して、用紙Ｓの裏面に画像を形成し、定着部８を経て、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Ｓは、製本装置Ｂに送り込まれる。
【００３２】
画像形成後の像担持体１の表面は、クリーニング部６により表面に残留しているトナーが除去され、次の画像形成に備える。
【００３３】
画像形成装置Ａの上部には、入力部及び表示部を備えた操作部９が配置されている。
【００３４】
［製本装置Ｂ］
図１に示すように、製本装置Ｂは、搬送路１０、排紙部２０、反転部３０、用紙束収容部４０、接着剤塗布部５０、表紙供給部６０、断裁部７０、冊子形成部８０、穿孔装置３００等を有するくるみ製本装置である。
【００３５】
なお、本発明の製本装置Ｂは、くるみ製本装置以外に、平綴じ製本装置、中折り中綴じ製本装置、封緘製本装置等にも適用可能である。
【００３６】
図２は、画像形成システムの制御を示すブロック図である。
【００３７】
画像形成システムの制御部は、画像形成装置Ａに設けられた主制御部１００と、製本装置Ｂに設けられた冊子の作製を制御する制御手段である後処理制御部２００から構成され、シリアル通信部１０１、２０１により接続されている。主制御部１００の指令により後処理制御部２００にて製本装置Ｂの各部を制御する。後処理制御部２００では冊子を作製するために、後述の各部の駆動を制御する。
【００３８】
即ち、後処理制御部２００は、用紙束を支持する支持部材４１を駆動するためのモーターＭ４、穿孔装置３００、塗布ローラ５１を駆動するモーターＭ１、冊子形成部８０、断裁部７０等の駆動を制御する。
【００３９】
図３は、本発明に係る製本装置Ｂの断面図である。
【００４０】
製本装置Ｂは、画像形成装置Ａと機械的、電気的に接続するための接続手段を有する。
【００４１】
〈搬送路１０〉
製本装置の搬送路１０の搬送路ａに導入された用紙Ｓは、搬送ローラ１１、１２に挟持されて搬送され、搬送路切換部Ｚ１によって排紙部２０と反転部３０の何れかに分岐される。
【００４２】
搬送ローラ１１の用紙搬送方向上流側に配置された搬送路切換部Ｚ２は、画像形成装置Ａから排出される用紙Ｓを搬送路ａと搬送路ｂの何れかに分岐させる。搬送路ｂに搬送される用紙Ｓは、搬送ローラ１４に挟持されて冊子形成部８０に送り込まれる。
【００４３】
〈排紙部２０〉
排紙部２０への排紙が設定されると、搬送路切換部Ｚ１は用紙束収容部４０への搬送路ｃを遮断し、排紙部２０への搬送路ｄを開放する。
【００４４】
排紙部２０への搬送路ｄを通過する用紙Ｓは、搬送ローラ２１に挟持されて上方に搬送され、排紙ローラ２２によって装置最上部の固定排紙トレイ２３上に排出、収容される。
【００４５】
〈穿孔装置３００〉
搬送路切換部Ｚ１によって搬送路ｃに分岐された用紙Ｓは、駆動ローラ３１ａ、従動ローラ３１ｂからなる搬送ローラ３１に挟持されて穿孔装置３００に搬送される。
【００４６】
図４は、穿孔装置３００の一例を示す主要部の側面図、図５は穿孔装置３００の主要部の上面図である。
【００４７】
本実施の形態では、穿孔装置３００は用紙Ｓの後端の用紙端面に孔が重なるように穿孔し、用紙後端に半月状の切り欠きを形成する。
【００４８】
搬送ローラ３２１、３２２は各々圧着及び圧着解除可能な駆動ローラ３２１ａ、３２２ａと従動ローラ３２１ｂ、３２２ｂ、とからなり、駆動ローラ３２１ａ、３２２ａはモータ（不図示）によって駆動される。また、搬送ローラ３２１、３２２により用紙Ｓが確実に案内されて搬送されるように上部案内板３３１及び下部案内板３３２が配置されている。そして、上部案内板３３１に設けたばね掛け部３３１ａにねじりコイルばね３３４が係着し、ねじりコイルばね３３４の一端が従動ローラ３２１ｂ、３２２ｂの支軸３２１ｃ、３２２ｃを押圧しているので、従動ローラ３２１ｂ、３２２ｂは駆動ローラ３２１ａ、３２２ａに対して圧着している。また、従動ローラ３２１ｂ、３２２ｂは駆動ローラ３２１ａ、３２２ａに対する圧着が解除されて上方に移動可能に構成されているので、上部案内板３３１には支軸３２１ｃ、３２２ｃを案内する案内部３３１ｂが設けられている。
【００４９】
なお、従動ローラ３２１ｂ、３２２ｂを圧着するねじりコイルばね３３４はこれに限定されるものではなく、例えば引っ張りコイルバネ、圧縮コイルバネ、板バネ等でもよい。
【００５０】
上部案内板３３１の上方には２つのソレノイド３４１が配置されており、各ソレノイド３４１と従動ローラ３２１ｂ、３２２ｂとの間にはそれぞれクランクレバー３４１ｂが設けられている。そして、クランクレバー３４１ｂの一端は各ソレノイド３４１のプランジャー３４１ａと係合し、クランクレバー３４１ｂの他端は従動ローラ３２１ｂ、３２２ｂの支軸３２１ｃ、３２２ｃの下部を上方に押圧可能に構成されている。
【００５１】
また、搬送ローラ３２１、３２２の位置に搬送された用紙Ｓの両側端部を、用紙搬送方向と直交する用紙幅方向から中央に向けて押圧して用紙Ｓの幅方向の整合をする整合手段３５０が設けられている、整合手段３５０は、整合部材である幅整合板３５１、３５２を備えている。幅整合板３５１、３５２は図示していないステッピングモータによって駆動されるベルト３５５によって、用紙幅方向で且つ互いに逆方向に移動可能であり、支軸３５３、３５４によって支持されている。
【００５２】
図６は用紙Ｓに切り欠きを穿孔する穿孔部３１０の一例を示す主要部の正面図、図７は右側面図、図８は左側面図である。図６、図７、図８は、後述のパンチ３１２が初期位置（待機位置）にある状態を示す。
【００５３】
以下、左（一端）側とは製本装置Ｂの手前側を、右（他端）側とは製本装置Ｂの奥側をいう。
【００５４】
穿孔部３１０は、用紙搬送路３１０Ｃに設けられた、往復動により用紙Ｓに切り欠きを穿孔する複数のパンチ３１２、複数のパンチ３１２に対向して配置され、往復動するパンチ３１２に嵌合するダイ３１１、複数のパンチ３１２を用紙Ｓの幅方向に保持する保持板３１３、パンチ３１２を往復動する駆動部を備えている。本実施の形態では、パンチ３１２とダイ３１１を１６組備えている。以下、左側のパンチ３１２から右側方向へ順に、１番パンチ３１２、２番パンチ３１２、・・・と称する。
【００５５】
パンチ３１２の外周面は、案内部材３１４の内面に往復動可能に嵌合している。
【００５６】
保持板３１３は、保持板３１３に設けられたパンチ取付穴３１３ｃとパンチ３１２に設けられた取付軸３１２ｂとが係合することにより、パンチ３１２を保持する。
【００５７】
保持板３１３の用紙搬送センターを挟んだ左右には、２つの連結軸３１３ｂが設けられ２つの連接棒３１５の一端と各々回動自在に連接される。
【００５８】
駆動部は、駆動手段であるモーター（不図示）により回転駆動される駆動軸３１７、回転中心よりずらした位置に配置されたクランクピン３１６ｂを備え駆動軸３１７の両端側に取り付けられた２つのクランク３１６を有する。２つのクランク３１６は、駆動軸３１７の両端側で、左右に配置された２つの連結軸３１３ｂに対向する位置にそれぞれ取り付けられる。
【００５９】
駆動軸３１７は、例えば支持板３１０Ｂに支持され、支持板３１０Ｂは穿孔部基台３１０Ａに取り付けられる。クランクピン３１６ｂは連接棒３１５の他端と回動自在に連接される。
【００６０】
上記のように、２組のクランク３１６、連接棒３１５、保持板３１３は、２組の所謂スライダ・クランク機構を構成する。これにより、駆動軸の回転は、クランク３１６、連接棒３１５を経由して保持板３１３に伝えられ、保持板３１３が往復動される。同時に保持板３１３に保持されたパンチ３１２が往復動され、用紙Ｓの切り欠きが穿孔される。
【００６１】
また、パンチ３１２に対する用紙搬送方向上流側には用紙Ｓを検知するセンサＰＳが配置されている。
【００６２】
上記穿孔おいて、前述のように複数のパンチを同時に押し下げて用紙に同時に穿孔する場合には、穿孔の際に大きな力を必要とすることになる。また、同時に用紙端面に穿孔する際に、用紙が逃げる方向に働く力が大きくなり、形状及び位置の精度がよい切り欠きの形成が困難になるという問題がある。
【００６３】
これに対し、本発明においては、駆動軸３１７の左右のクランク３１６は、互いにクランクピン３１６ｂを軸回転方向の角度の位相（角度位相）をずらした位置とされる。
【００６４】
図９は、角度位相をずらした左右のクランク３１６の初期位置（待機位置）における左右のクランクピン３１６ｂ、連結軸３１３ｂの位置関係を表す右側面から見た図である。図９に示すように、本実施の形態では、角度位相を２０度ずらしている。図９では、実線のクランクピン３１６ｂの位置は右側のクランク３１６を、破線のクランクピン３１６ｂの位置は左側のクランク３１６を示している。このように、左右２つのクランク３１６は、角度位相をずらした差動クランクを構成している。
【００６５】
図７及び図８は、図９で示す位置にクランクピン３１６ｂがある状態の側面図である。
【００６６】
次に、本発明における穿孔動作について説明する。
【００６７】
図１０、図１１、図１２は穿孔動作の各状態を示す図であり、各部の符号は図６と同じであるため省略している。
【００６８】
図６、図７、図８に示す待機位置状態からモーターにより駆動軸を図７及び図８の矢印方向に駆動回転すると左右のクランク３１６も矢印方向に回転する。左右のクランク３１６は差動クランクになっているため、左クランク３１６が右クランク３１６に先行して、連接棒３１５を押し下げる。これにより、保持板３１３の左側が右側に先行して下降する。即ち、左側のパンチ３１２が下降する。また、保持板３１３は、左右の位相がずれた状態で往復動することになる。
【００６９】
更に、クランク３１６が回転することにより、一番左側にあるパンチ３１２からパンチ刃が順次用紙Ｓに到達し、切り欠きの穿孔を開始する。
【００７０】
図１０は、左側のパンチ３１２が右側のパンチ３１２に先行して下降する状態を示す図である。
【００７１】
更に、クランク３１６が回転すると、順次右側方向のパンチ３１２も用紙Ｓに到達し、順次切り欠きの穿孔が行われる。即ち、パンチ３１６毎に穿孔の時間差を持った差動穿孔が行われる。
【００７２】
クランクが１８０度回転すると、全パンチ３１６がダイ３１１と嵌合した状態で略最下点位置の状態となる。この時保持板３１３は、ダイ３１１、用紙Ｓと平行状態となる。
【００７３】
図１１は、クランクが１８０度回転し、全パンチ３１６が下降して略最下点位置になった状態を示す図である。
【００７４】
更に、クランク３１６が回転すると、左側のパンチ３１２から順次上昇し、全パンチ３１２とダイ３１１との嵌合が外れ、全パンチ３１２は用紙搬送路３１０Ｃから退避する。
【００７５】
図１２は、左側のパンチ３１２が右側のパンチ３１２に先行して上昇する状態を示す図である。
【００７６】
クランク３１６が３６０度回転すると図６に示す待機位置状態となる。
【００７７】
本実施の形態では、クランク３１６の回転方向を図７及び図８の矢印方向としたが、逆にしてもよい。その場合は、上記の左右が逆になる。即ち、右側のパンチ３１２から穿孔が開始されることになる。
【００７８】
上記のように、本発明では、差動クランクを用い、保持板３１３を左右の位相がずれた状態で往復動させる。このため、保持板３１３の降下に従ってパンチ３１６が左側から順番に段階的に降下し、左側から順番に時間差を持って切り欠きを穿孔して行く差動穿孔が行われる。これにより、穿孔の際の力の増加及び用紙が逃げる方向に働く力の増加を減少することができ、切り欠きの形状及び位置の精度の向上を図ることができる。
【００７９】
更に、差動クランクを用いての差動穿孔とすることによりパンチ取り付け位置をずらす必要がないため、パンチ数が多くなってもパンチ３１２、即ち保持板３１３の往復動のストロークＳを大きくする必要がなく、そのため穿孔部３１０をコンパクトにすることでき、ひいては装置の大型化を防ぐことができる。
【００８０】
ここで、差動クランクを用い、保持板３１３を左右の位相がずれた状態で往復動させた時、パンチ３１２の最下点位置は、用紙搬送センター（保持板３１３センター）側と左右外側方向では異なる。即ち、８及び９番パンチ３１２に対して、左右外側方向に離れるパンチ３１２程、最下点位置が下がる。８及び９番パンチ３１２に対して、１及び１６番パンチ３１２の最下点が１番下がることになる。
【００８１】
前述のように、穿孔部３１０をコンパクトにするためには、往復動のストロークＳを小さくすることが好ましい。このためには、パンチ３１２による最下点位置のばらつきを小さくすること、即ち各パンチ３１２の最下点位置を所定の範囲内になるようにすることが効果的である。
【００８２】
最下点位置を所定の範囲内になるようにすることは、保持板３１３に保持されたパンチ３１２のうち、所定のパンチ３１２の往復動方向の保持位置、即ちパンチ取付穴３１３ｃを、差動穿孔が保たれる範囲でずらすことにより行うことができる。
【００８３】
図１３は、１〜３番のパンチ取付穴３１３ｃを往復動方向にずらした例である。ｄ１〜３はずらし量であり、図１３では見やすくするためずらし量を誇張して表している。
【００８４】
パンチ取付穴３１３ｃ位置をずらすパンチ３１２の個数、それぞれのずらし量等は、パンチ３１２の数、装置の規模、仕様等に基づき適宜設定される。
【００８５】
これにより、往復動のストロークＳを更に小さくすることができ、穿孔部３１０のよりコンパクト化を図ることができる。
【００８６】
図１４（ｃ）は、本発明の穿孔装置３００でのパンチの待機位置と最下点位置を示す模式図である。図に示すように、図１４（ｃ）の往復動のストロークＳは、図１４（ａ）及び（ｂ）の往復動のストロークＳに対して小さくすることができる。
【００８７】
次に穿孔装置３００の制御について説明する。
【００８８】
図１及び図２において、画像形成装置Ａの排紙ローラ７Ｃから排出された用紙Ｓは、画像形成装置Ａの操作部９において製本処理が選択されると搬送路ｃに分岐され、搬送ローラ３１により穿孔装置３００に搬送される。
【００８９】
そして、用紙Ｓの先端部は搬送ローラ３２１、３２２によって上部案内板３３１と下部案内板３３２との間に搬送される。センサＰＳが用紙Ｓの後端を検知すると、図示しない制御手段のタイマーが作動し、所定の時間経過後に図示しない用紙搬送用のモーターの駆動を停止させ、搬送ローラ３２１、３２２の回転を停止する。これにより、用紙Ｓは所定の穿孔位置に停止する。前記制御手段はタイマーに限定されるものではなく、例えば搬送ローラ３２１の回転数を検出するパルスカウンター等で搬送ローラ３２１の回転数を検出し、搬送ローラ３２１、３２２の回転を停止してもよい。
【００９０】
次に、搬送ローラ３２１、３２２の回転が停止して図４に示す状態になると、２つのソレノイド３４１に通電され、それぞれのプランジャー３４１ａがソレノイド３４１の中に引き込まれる。すると、双方のクランクレバー３４１ｂが回動し、クランクレバー３４１ｂの一端が従動ローラ３２１ｂ、３２２ｂの支軸３２１ｃ、３２２ｃの下部をねじりコイルばね３３４の付勢力に抗して上方に押圧し、従動ローラ３２１ｂ、３２２ｂによる駆動ローラ３２１ａ、３２２ａへの圧着を解除する。
【００９１】
従動ローラ３２１ｂ、３２２ｂによる駆動ローラ３２１ａ、３２２ａへの圧着が解除されると、各ローラによる用紙Ｓへの挟持が解除されるので、ステッピングモータ（不図示）を駆動してベルト３５５を回転させて幅整合板３５１、３５２を中央方向に移動させ、用紙Ｓの両側端部を押圧して、用紙Ｓの幅整合を行う。
【００９２】
用紙Ｓの幅整合が終了すると、幅整合とは逆方向にステッピングモータ（不図示）を駆動してベルト３５５を逆回転させて幅整合板３５１、３５２を外方向に移動させ、用紙Ｓの両側端部から幅整合板３５１、３５２を離間させる。
【００９３】
次に、２つのソレノイド３４１への通電が停止される。すると、それぞれのプランジャー３４１ａが突出し、クランクレバー３４１ｂの一端が従動ローラ３２１ｂ、３２２ｂの支軸３２１ｃ、３２２ｃの下部から下方に退避する。これにより、従動ローラ３２１ｂ、３２２ｂはねじりコイルばね３３４の付勢力によって再び駆動ローラ駆動ローラ３２１ａ、３２２ａを圧着する。即ち、用紙Ｓは各ローラによって再び挟持される。
【００９４】
次に、パンチ３１２を往復動させることにより、用紙Ｓの後端の端辺に切り欠きが形成される。
【００９５】
上記のように切り欠きの穿孔時に搬送ローラ３２１、３２２を圧着状態とし用紙Ｓを挟持することで、穿孔する際の用紙Ｓの逃げを抑制することができる。特に、半月状、Ｖ字状、Ｕ字状等の切り欠き形成においては丸穴に比べ、穿孔時に用紙Ｓに搬送方向の逃げる力が働くため、その逃げる力を抑制することができ、切り欠き位置の精度の向上を図ることができる。
【００９６】
図１５は、上記のようにして切り欠きＶａを形成した用紙Ｓを集積した用紙束の切り欠き面を示す図である。図１６（ａ）は、切り欠きＶａを用紙Ｓ毎にずらして形成した時の図であり、（ｂ）は、全ての用紙Ｓの同じ位置に切り欠きＶａを形成した時の図である。
【００９７】
図１６は、切り欠きＶａを用紙Ｓ毎にずらして形成した、複数枚の用紙Ｓ（Ｓ１〜Ｓ１４）を集積した用紙束Ｓａの平面図であり、切り欠き２つを例として図示している。切り欠きＶａを用紙Ｓ毎にずらすことは、穿孔部３１０を移動手段（不図示）で左右方向に移動することで行われる。
【００９８】
また、切り欠きＶａの用紙Ｓ毎のずらしは、搬送ローラ３２１、３２２を用紙搬送方向と直交する用紙幅方向に移動する移動手段を設け、搬送ローラ３２１、３２２と共に挟持された用紙Ｓを用紙搬送方向と直交する用紙幅方向に所定距離移動させてもよい。
【００９９】
〈反転部３０〉
穿孔機構３１１で切り欠き形成が行われた用紙Ｓは、搬送ローラ３２，３３，３４に挟持されて反転部３０の所定位置に収容される。反転部３０は、傾斜配置された用紙載置台３５、揺動可能な用紙後端位置決め部材３６、用紙幅方向に用紙Ｓを整合する整合部材３７、搬送ローラ３８等を有する。
【０１００】
〈用紙束収容部４０〉
図１７は、用紙束収容部４０の用紙集積部が、傾斜状態に設置された状態の断面図である。
【０１０１】
用紙束収容部４０は、支持部材４１、受け板４２、横整合部材４４、押圧部材４５等を有する。
【０１０２】
反転部３０の用紙載置台３５上に載置された用紙Ｓは、搬送ローラ３８に挟持され、用紙後端の位置決めを行う位置決め部材３６の揺動により開放された開口から排出され、斜め下方に搬送される。用紙Ｓは用紙束収容部４０内に順次収容され集積される。
【０１０３】
用紙束収容部４０は、傾斜した集積面を有する支持部材４１、揺動可能な受け板４２を有し、反転部３０から下降した用紙Ｓは、傾斜した支持部材４１の集積面上を滑落し、用紙Ｓの先端部が受け板４２に当接して停止され、用紙Ｓは傾斜状態で支持される。
【０１０４】
縦整合部材４３は支持部材４１の集積面上に載置される用紙Ｓのサイズに対応して、用紙Ｓの後端部を押圧して用紙Ｓの先端部を受け板４２に当接させて用紙Ｓの先端を揃えるための縦整合を行う。
【０１０５】
画像形成装置Ａから順次排出される用紙Ｓは、反転部３０においてスイッチバック搬送され、用紙束収容部４０に集積され、縦整合及び後述の横整合が行われ、複数枚の用紙Ｓから成る用紙束Ｓａが形成される。
【０１０６】
冊子の設定条件である用紙Ｓのサイズ及び用紙束Ｓａの用紙枚数は、図１に示す画像形成装置Ａの操作部９において設定される。または、画像形成装置Ａに接続されたパーソナルコンピュータ等の外部機器で設定されている。
【０１０７】
横整合部材４４は、画像形成から製本処理まで自動で行うオンラインシステムを起動している時には、反転部３０から搬送されて用紙束収容部４０に収容される用紙Ｓの側縁を押圧して用紙幅方向の横整合を行う。
【０１０８】
製本処理を単独で行うオフラインシステムが起動された時は、横整合部材４４の通電を解除して、用紙束収容部４０に外部から収容された用紙束の幅方向を、横整合部材４４の手動操作により整合する。
【０１０９】
押圧部材４５は、用紙束収容部４０に集積された用紙束Ｓａの厚さ方向を押圧して挟持する。設定された枚数の用紙Ｓが用紙束収容部４０に収容された段階で、押圧部材４５が図示しない駆動部によって作動され、支持部材４１と押圧部材４５とから成る挟持部により用紙束Ｓａを挟持し保持する。
【０１１０】
図１８は、用紙束収容部４０の用紙集積部が、直立状態に設置された状態の断面図である。
【０１１１】
用紙束Ｓａを保持した支持部材４１と押圧部材４５とは、モーターＭ４と駆動部４７とによって用紙束収容部４０の軸４６を中心にして回転して、用紙束Ｓａを傾斜状態から直立状態にする。この状態では、塗布部５０が下方に退避して、用紙束Ｓａの下面が塗布部５０の塗布ローラ５１から離間している。
【０１１２】
また、支持部材４１と押圧部材４５とが用紙束Ｓａを保持した状態では、受け板４２は図示しない駆動部によって、図示の破線位置から実線位置に回転されて退避する。
【０１１３】
〈塗布部５０〉
図１９は、用紙束収容部４０、塗布部５０、表紙供給部６０、断裁部７０、冊子形成部８０の断面図である。
【０１１４】
塗布部５０は、塗布ローラ５１と、該塗布ローラ５１を回転駆動させる駆動部５２と、糊等の接着剤Ｎを収容する容器５３と、容器５３を支持して製本装置Ｂの背面側の初期位置から前面側の接着剤の塗布位置に移動可能な移動体５４と、移動体５４を往復動させる移動部５５と、容器５３内に収容された接着剤Ｎを加熱する加熱部５６等を有している。
【０１１５】
〈用紙束への接着剤の塗布〉
塗布部５０の移動体５４は、支持部材４１と押圧部材４５とから成る挟持部により直立状態に保持された用紙束Ｓａの下面長手方向に平行する方向に駆動部４７によって移動される。
【０１１６】
移動体５４は製本装置Ｂの背面側の初期位置から移動を開始して、移動部５５に沿って移動され、製本装置Ｂの前面側の所定位置で停止した後、反転駆動され初期位置に復帰する。
【０１１７】
図２０は塗布部５０と挟持部の斜視図である。
【０１１８】
モーターＭ１及び駆動部５２により、接着剤Ｎを収容した接着剤容器５３に浸漬された塗布ローラ５１が回転される。移動体５４の往動、または往復動により、接着剤塗布ローラ５１は、直立状態に保持された用紙束Ｓａの下面長手方向の背面側Ｒから前面側Ｆに向けて接着剤Ｎを塗布する。
【０１１９】
〈表紙供給部６０〉
図１９に示すように、表紙供給部６０の表紙積載部６１内に収容されたカバーシートである表紙Ｋは、給紙部６２により分離、給送され、搬送ローラ６３，６４，６５に挟持されて、冊子形成部８０に搬送される。
【０１２０】
〈断裁部７０〉
表紙供給部６０の図示上方で、後述の冊子形成部８０の図示右方に一体構成された断裁部７０は、回転刃７１と固定刃７２とから成るロータリカッタにより表紙Ｋの搬送方向長さを所定長に断裁する。
【０１２１】
所定長は、用紙Ｓの進行方向の２枚分の長さに用紙束Ｓａの背部の長さを加えた長さである。例えば、Ａ４判サイズの用紙Ｓから成る用紙束Ｓａの背部に表紙Ｋを貼着してくるみ製本処理する場合には、用紙束Ｓａの最大枚数が３００枚で厚さ約３０ｍｍであるとすると、所定長は、Ａ４判用紙の短辺長さ２１０ｍｍの２倍に用紙束Ｓａの厚さ約３０ｍｍを加えた４５０ｍｍに設定して、表紙Ｋの端部を断裁する。表紙Ｋの断裁前の全長は４５０ｍｍ以上のワイドサイズが用いられる。
【０１２２】
Ａ５判サイズ、Ｂ５判サイズ、８．５×１１インチ（１インチは２５．４ｍｍ）サイズの各用紙Ｓをくるみ製本処理して冊子Ｓｂを作製する場合にも、用紙の短辺長さと用紙束厚さにより、所定長が設定される。
【０１２３】
画像形成装置Ａの操作部９または外部機器において、用紙サイズ、用紙枚数、用紙厚さが選択設定されるか、または検出されると、制御部は表紙Ｋの断裁所定長を設定する。表紙Ｋの断裁前の長さは、用紙最大枚数に対応して予め定められ、表紙供給部６０の表紙積載部６１内に収容される。
【０１２４】
〈冊子形成部８０〉
冊子形成部８０は、表紙供給部６０から供給された表紙Ｋを受容して搬送し、所定位置に停止させる搬送ローラ８１，８２、表紙Ｋを用紙束Ｓａの接着剤塗布面に圧接させる加圧部材８３、搬送ローラ８１，８２と加圧部材８３とを支持する移動筐体８４、整合部８５、移動筐体８４を垂直上下方向に移動可能にする昇降部８６等を有する。
【０１２５】
冊子形成部８０と冊子排出ベルト８８とが一体となって昇降部８６により昇降する。
【０１２６】
冊子形成部８０が下降位置に停止して表紙Ｋを導入する時、整合部８５は初期位置から表紙Ｋのサイズに応じて移動して断裁処理前の表紙Ｋの幅方向両側面を押圧して幅整合を行う。幅整合されて曲がりが修正された表紙Ｋは、導入方向と逆方向にスイッチバックされて、断裁部７０に搬送され所定位置において断裁される。
【０１２７】
また、冊子形成８０が下降位置において断裁後の表紙Ｋを用紙束Ｓａの背部に接着して貼着するのに先だって、整合部８５は再び初期位置から移動して表紙Ｋの幅方向両側面を押圧して幅整合を行い、表紙Ｋを所定位置に停止させる。その後、整合部８５が表紙Ｋと用紙束Ｓａの接合に支障を来さないように初期位置に戻り、続いて冊子形成部８０が上昇する。上昇時には表紙Ｋは所定位置に支持されている。
【０１２８】
従って、昇降可能な冊子形成部８０に設置された整合部８５は、断裁部７０による表紙Ｋの断裁前後の表紙幅方向の位置決めを行うことにより、表紙の断裁精度の向上と、用紙束Ｓａと表紙Ｋとの位置合わせ精度の向上と、構造の簡易化とが達成される。
【０１２９】
昇降部８６は、左右のベルトを回動させることにより、移動筐体８４を上方位置に移動させる。この上昇位置において、加圧部材８３上に載置された表紙Ｋの中央部は、用紙束Ｓａの接着剤Ｎの塗布面に圧接して接着される。前記圧接により、塗布された接着剤Ｎの一部は、用紙束Ｓａの表裏面の側縁に回り込む。用紙束Ｓａへの接着剤の塗布処理終了後、塗布部５０は後方に移動して退避する。
【０１３０】
〈表紙折り曲げ加工〉
冊子形成部８０の上部には、表紙折り曲げ部が設けられている。表紙折り曲げ部は、左右対称な一対の成型部材８７Ａ、８７Ｂを有する。成型部材８７Ａ、８７Ｂは用紙束Ｓａの厚さ方向に接離可能である。成型部材８７Ａ、８７Ｂは用紙束Ｓａの接着剤の塗布面の側縁に沿って表紙Ｋを折り曲げ、用紙束Ｓａの表裏面に表表紙と裏表紙を重ね合わせ挟持する。
【０１３１】
表紙Ｋの折り曲げ工程の終了後、昇降部８６の下降駆動によって冊子形成部８０が所定量下降して退避して停止する。その後、挟持部による挟持が解除されると、冊子Ｓｂは落下し、冊子Ｓｂの下面の背部が冊子排出ベルト８８の上面に当接して載置されて排出される。
【０１３２】
上記説明では後処理装置を製本装置としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば穿孔装置を備えたファイル用のパンチ穴の形成を行う後処理装置にも適用できる。本発明の穿孔装置を用いることにより、パンチ穴の位置精度の向上を図ることができファイリングの品質向上を図ることができる。
【符号の説明】
【０１３３】
５０  塗布部
７０  断裁部
８０  冊子形成部
１００  主制御部
２００  後処理制御部
３００  穿孔装置
３１０  穿孔部
３１０Ａ  穿孔部基台
３１０Ｂ  支持板
３１０Ｃ  用紙搬送路
３１１  ダイ
３１２  パンチ
３１２ｂ  取付軸
３１３  保持板
３１３ｂ  連結軸
３１３ｃ  パンチ取付穴
３１４  案内部材
３１５  連接棒
３１６  クランク
３１６ｂ  クランクピン
３１７  駆動軸
３１、３２１、３２２  搬送ローラ
３３１  上部案内板
３３２  下部案内板
３４１  ソレノイド
３５０  整合手段
３５１、３５２  幅整合板
Ａ  画像形成装置
Ｂ  製本装置
Ｋ  表紙
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４  モータ
Ｎ  接着剤
ＰＳ  センサ
Ｓ  用紙
Ｓａ  用紙束
Ｖａ  切り欠き
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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