特許 6334188 シート束断裁装置及びこれを備えた製本装置並びに画像形成システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6334188

(24)【登録日】2018年5月11日

(45)【発行日】2018年5月30日

(54)【発明の名称】シート束断裁装置及びこれを備えた製本装置並びに画像形成システム

(51)【国際特許分類】

   B26D 7/06 20060101AFI20180521BHJP

   B65H 37/04 20060101ALI20180521BHJP

   B26D 5/00 20060101ALI20180521BHJP

【ＦＩ】

   B26D7/06 E

   B65H37/04 Z

   B26D5/00 C

【請求項の数】9

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2014-26331(P2014-26331)

(22)【出願日】2014年2月14日

(65)【公開番号】特開2015-150645(P2015-150645A)

(43)【公開日】2015年8月24日

【審査請求日】2017年2月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000208743

【氏名又は名称】キヤノンファインテックニスカ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100098589

【弁理士】

【氏名又は名称】西山 善章

(74)【代理人】

【識別番号】100098062

【弁理士】

【氏名又は名称】梅田 明彦

(72)【発明者】

【氏名】青柳 秀樹

【審査官】 村上 聡

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−３０７６１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２６Ｄ ７／０６

Ｂ２６Ｄ ５／００

Ｂ６５Ｈ ３７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シート束の天部、地部、小口部の少なくとも一方向を断裁するシート束断裁装置であって、
シート束を所定の断裁位置に向けて回転するシート束回転手段と、
前記シート束回転手段を所定速度で回転させる駆動手段と、
前記断裁位置に配置されシート束の縁辺を断裁する断裁手段と、
前記シート束回転手段の回転速度を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記シート束を所定角度回転させる際に、前記シート束回転手段の平均回転速度若しくは最大回転速度を異なる複数速度の１つを選択して設定し、
前記シート束回転手段の回転中心から一方のシート端と反対側のシート端との距離差が基準値未満のときには、前記回転速度を前記基準値以上のときに比べて高速度に制御する、
ことを特徴とするシート束断裁装置。

【請求項2】

前記制御手段は、前記断裁手段でシート束の一辺を断裁したのちにシート束を回転する際に、前記断裁手段で実行した断裁量と前記基準値とを比較して前記シート束回転手段の回転速度を設定することを特徴とする請求項１に記載のシート束断裁装置

【請求項3】

前記制御手段には、
前記シート束回転手段で保持したシート束の天部、地部、小口部の断裁順序の設定手段と、
シートサイズ毎のシート長さを記憶するシート長さ記憶手段と、
シートの各縁辺の断裁量を設定する断裁量設定手段と、
が設けられ、
前記制御手段は、
前記シート長さ記憶手段からのシート長さと、
前記断裁量設定手段からの断裁量と、
前記断裁の設定手段からの断裁順序と、
から前記シート束回転手段を回転する際の前記距離差を判別することを特徴とする請求項１に記載のシート束断裁装置。

【請求項4】

前記シート束の断裁順序の設定手段は、天部と地部を断裁した後に小口部を断裁する順序に設定されていることを特徴とする請求項３に記載のシート束断裁装置。

【請求項5】

前記シート束回転手段は、シートを断裁する断裁処理部に配置され、
シート束を挟持する一対の回転部材で構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のシート束断裁装置。

【請求項6】

前記断裁処理部の上流側には中紙シート束と表紙シートを綴じ合わせる製本処理部が配置され、
前記断裁処理部の下流側にはトリミング断裁されたシート束を収納するシート束収納部が配置されている、
ことを特徴とする請求項５に記載のシート束断裁装置。

【請求項7】

前記制御手段は、前記シート束回転手段に保持されたシート束の天部、地部、小口部の指定された少なくとも一辺を断裁するように制御する、ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のシート束断裁装置。

【請求項8】

順次給送されるシートを束状に集積する集積部と、
前記集積部の下流側に配置された製本処理部と、
前記製本処理部に表紙シートを給送する表紙給送部と、
前記製本処理部の下流側に配置され、製本処理部から送られたシート束をトリミング断裁する断裁処理部と、
前記断裁処理部の下流側に配置され、シート束を収納する収納部と、
を備え、
前記断裁処理部には、請求項１から７のいずれか１項に記載のシート断裁装置が配置されていることを特徴とする製本装置。

【請求項9】

シート上に画像形成する画像形成ユニットと、
前記画像形成ユニットから送られたシートを部揃え集積して表紙シートで綴じ合わせる製本処理ユニットと、
から構成され、
前記製本処理ユニットは請求項８に記載の製本装置であ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、束状に集積されたシートの周縁を断裁するシート束断裁装置係わり、シート束を回転させて断裁位置で断裁する断裁機構の改良に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、この種のシート束断裁装置は、製本処理したシート束の一方向（例えば小口部）又は三方向（例えば天部と地部と小口部）をトリミング断裁する装置として知られている。

【0003】

例えば特許文献１には、画像形成装置から搬出されたシートを部揃え集積して、接着剤を塗布して表紙シートでくるみ綴じ製本する装置が開示されている。また、特許文献２には部揃え集積したシート束の中央をステープル綴じして折り合わせ製本（マガジン製本）する装置は開示されている。

【0004】

従来このような製本装置で、製本後のシート束の三方向（天部と地部と小口部；以下同様）の端縁を断裁揃えするトリミング装置が知られている。同様に製本後のシート束の一方向（小口部）を断裁揃えするトリミング装置も知られている。

【0005】

三方向をトリミングする装置は、例えば特許文献１に開示されているようにシート束の表紙面と裏表紙面をグリップする一対の回転部材をモータなどの駆動手段で回転させて、シート束周縁の天部と地部と小口部を順番に断裁している。また一方向を断裁する装置も例えば特許文献２などに開示されている。この場合にも製本処理部で綴じ処理されたシート束を回転させてその小口部を断裁処理部に位置させて断裁している（装置構成によっては回転することなく断裁している）。

【0006】

また断裁機構は、ギロチンカッタ機構、ロータリカッタ機構、走行カッタ機構などが知られている。そしてシート束の断裁量（トリミングカット量）は、シート束の周縁を切り揃えて製本品位を向上させるために、製本処理したときの不揃いの程度に応じてカット量を割り出している。従って断裁機構ではシート束を位置ズレさせることなく、正確な角度姿勢で断裁位置に位置決めする必要が生ずる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００８−１２９４４５号公報

【特許文献2】特開２０１３−２２０９４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

上述のように、製本綴じしたシート束の一方向、あるいは三方向をトリミング断裁する装置はすでに知られている。その機構は、所定の断裁位置にシート束をセットする前に回転させて所定の縁辺を断裁位置に臨ませて断裁し、その後シート束を回転して次の縁辺の順に断裁して周縁をトリミングする方法が採用されている。

【0009】

このようにシート束を回転させて、シートの周縁をトリミングする場合には、シート束の回転で位置ズレ、皺、汚損、歪曲変形（以下これらの現象を「回転ダメージ」と総称する）が問題となる。特に、高速で回転するとシート束には、回転による遠心力と、回転停止時に作用する慣性モーメントの影響でシート束全体が歪曲変形してスキュすることと、シート面に皺などの損傷が生ずる。これらのシート束の歪曲変形と皺損傷は製本品位あるいは断裁仕上げ品位を著しく損ねる。

【0010】

例えば図３（ａ）に、小口部Ｓｄを断裁量δｙでカットし、地部Ｓｃを断裁量δｘでカットしたシート束を同図時計方向に所定速度（周速度Ｓｖ，角速度ω）で回転するモデルを示す。このシート束には、所定速度で回転中には遠心力Ｆが矢印方向に作用する。各部位の遠心力はＦ＝ｍｒω２であり、その半径方向の積分値がシート束に作用する遠心力Ｆとなる。

【0011】

従ってシート束には、回転中心Ｌｏから放射線方向に遠心力Ｆが作用し、その力Ｆは半径ｒに比例するため、回転中心Ｌｏからの半径方向の長さに比例する遠心力差が生ずる。またシート束の回転を停止するときには、慣性モーメントの影響を受ける。この慣性モーメント（Ｉｘ，Ｉｙ，Ｉｚ）は中心からの距離の２乗に比例する。

【0012】

そこで図３（ａ）のモデルではシート束を表裏から回転部材Ｌｍでグリップして回転する際に、回転中心Ｌｏからシートの縁辺までの長さが一方は長く、他方が短いとき（距離差があるとき）には、シート束全体の歪みとシート表面に発生する皺（損傷）が増大する状態が示されている。つまりシート束の天部Ｓｂと地部Ｓｃの一方が断裁され、他方が未断裁のときには回転中心Ｌｏからシート束に作用する遠心力Ｆと慣性モーメントＩがアンバランスとなる。この２つの要素のアンバランスによってシート束の位置ズレ、姿勢スキュ、皺損傷が発生しトリミング品位に影響を及ぼす。

【0013】

このように従来はシート束を回転させて姿勢を変更しながらシート束の周辺をトリミングする際に同一速度でシート束を回転させている。このため回転部材と接する表紙シートに皺などの損傷が生じたり、断裁端面が歪曲したりする問題を引き起こしている。

【0014】

本発明は、シート束を回転させて断裁位置にセットして断裁する際に、周縁の断裁状態でアンバランスが発生する回転によってシートに皺などの損傷が生ずることなく高速で効率的にトリミングすることが可能なシート断裁装置の提供をその課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本発明は、上記課題を達成するため、シート束の姿勢を偏向するシート保持部材の回転速度を異なる複数段階の１つを選択して設定するように構成し、シート束回転手段の回転中心から一方のシート端と反対側のシート端との距離差が基準値以下のときには高速度で、基準値以上のときには低速度で、シート束回転手段を回転することを特徴としている。

【0016】

シート束の天部、地部、小口部の少なくとも一方向を断裁するシート束断裁装置であって、シート束を所定の断裁位置（Ｃｐ）に保持するシート束回転手段（１０）と、シート束回転手段を所定速度で回転させる駆動手段（Ｍｔ１，Ｍｔ２）と、シート束回転手段で断裁位置に回転したシート束の縁辺を断裁する断裁手段（２０）と、駆動手段によるシート束回転手段の回転速度を制御する制御手段（５５）とを備える。

【0017】

上記制御手段は、シート束回転手段の平均回転速度若しくは最大回転速度を異なる複数段階の１つに選定可能に構成すると共に、シート束回転手段の回転中心から一方のシート端と反対側のシート端との距離差（δｘ、δｙ）が基準値未満のときには高速度で、基準値以上のときには低速度で、シート束回転手段を回転するように制御する。

【0018】

なお、上述の構成においてシート束回転手段の回転速度は、平均回転速度（停止状態から立ち上がり回転、定速度回転、減速回転から停止状態の間の平均値）若しくは最大回転速度（例えば定速度回転時の瞬間速度）で装置設計時に安全係数を定めて設定する。また、上記基準値の設定は回転によって受けるダメージとの関係で、例えば実験によって設定する。

【発明の効果】

【0019】

本発明は、シート束を断裁位置に回転して位置決めする際に、シート束の回転中心から一方の端縁と反対側の端縁との間の距離差が大きいときには低速度で、距離差が小さいときには高速度で回転するようにしたものであるから以下の効果を奏する。

【0020】

シート束を表裏から保持部材で挟持して回転する際に、その速度（平均回転速度又は最高回転速度）は、シート束の回転中心から一方の端縁と反対側の端縁との間の距離差によって速度設定するから、回転部材から伝達されるモーメントがシート束にバランスして作用するときには高速度で、アンバランスに作用するときには低速度で回転することとなり、回転によってねじれなどの力はシートに及ぶことがない。

【0021】

従ってシートには皺などの損傷が生ずることがなく、またシート束全体が歪んで、スキュすることがないので断裁品位富んだトリミングが可能となる。

【0022】

また回転部材からシート束に付与されるモーメントがバランスして安定しているときには高速度で回転するからトリミング断裁の処理効率を速くする（スピーディなトリミング処理）ことができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明に係わる画像形成システムの全体構成の説明図であり、画像形成装置と製本装置と、この製本装置に内蔵されたシート束断裁ユニット（装置）で構成されている。

【図2】図１の装置に於けるシート束断裁機構（トリマーユニット）の要部構成の説明図。

【図3】図２のトリマーユニットにおいてトリミング断裁のためにシート束を回転した状態を示し、（ａ）はシート束の一辺（地部）を断裁処理した後にシート束を高速回転した時に発生する歪み状態を示し、（ｂ）は回転によってシート束に作用する遠心力と慣性力の説明図である。

【図4】（ａ）乃至（ｅ）は図２のトリマーユニットにおけるシート束の断裁順序を示す説明図であり、地部、天部、小口部の順に断裁する場合を示す。

【図5】本発明のシート断裁装置におけるシート束の回転速度制御を示すコンセプト説明図。

【図6】（ａ）は回転距離差と基準値を比較して回転速度を設定するための基準値（データテーブル）の一例を示し、（ｂ）は回転距離差と基準値との比較手順を示し、（ｃ）は、シート束の回転速度を「回転距離差」と「シート束のシートサイズ及び／又はシート束厚さの複数の要因で速度設定する場合の説明図である。

【図7】図１の装置に係る制御手段の構成を示すブロック図。

【図8】図７の制御構成における断裁動作の状態を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0024】

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の全体構成の説明図であり、図２は製本装置の詳細説明図である。

【0025】

［シート束断裁機構］
図１に従って本発明に係わるシート束断裁装置Ａの要部機構について説明する。同図は後述する製本装置Ｂに内蔵したシート束断裁ユニットＡ（以下「トリマーユニット」と云う）の要部構成を示している。トリマーユニットＡは、シート束を保持して回転させるターンテーブルなどのシート束回転手段１０（シート束保持手段；以下同様）と、シート束保持手段を所定方向に回転する駆動手段１３（モータなど）と、断裁位置Ｃｐにシート束を保持する断裁縁プレス手段１７（加圧機構）と、断裁位置Ｃｐに配置され、シート束を断裁する断裁手段（カッタ機構）２０と、上記の断裁位置にシート束を送るフィーダ手段２５とで構成される。

【0026】

上記シート束保持手段１０は、表裏からシート束をグリップ（狭持）して回転可能に保持する回転部材、グリップ部材、ターンテーブルなどで構成する。後述するシート束保持手段１０は一対の回転部材（第１グリップ部材１０ａと第２グリップ部材１０ｂ）で構成され、シート束を断裁位置Ｃｐの上流側で回転させて切断縁を断裁位置Ｃｐに臨ませる。

【0027】

図示のシート束保持手段１０は、第１回転部材（以下第１グリップ部材という）１０ａと第２回転部材（以下第２グリップ部材という）１０ｂで構成され、両部材はユニットフレーム１５に回転可能に軸受支持されている。第１グリップ部材１０ａはシート束をニップする方向（挟圧方向）に移動可能（スライダブリーに）に支持され、グリップモータＭｇでシート束を第２グリップ部材１０ｂとの間でニップおよびニップ解除するように構成されている。

【0028】

上記第１グリップ部材１０ａには第１回転モータＭｔ１が、第２グリップ部材１０ｂには第２回転モータＭｔ２がそれぞれ連結され、両モータは同一の回転速度で各グリップ部材を回転するように構成されている。またユニットフレーム１５は、上述の第１、第２グリップ部材１０ａ、１０ｂを搭載した状態で断裁位置Ｃｐに向けて位置移動可能に構成され、フィードモータＭｆとラックピニオン機構でグリップしたシート束を断裁位置Ｃｐ方向に移送する。

【0029】

上記断裁縁プレス手段１７は、シート束保持手段１０で断裁位置Ｃｐに送られたシート束を断裁可能に保持する。この断裁縁プレス手段１７は、加圧部材１９とこれを付勢する付勢スプリング（不図示）と、加圧解除部材（牽引部材、スクリューネジ部材なと）で構成する。

【0030】

上記断裁手段２０は、切断刃２２と、カッタ駆動部材で構成する。図示のものは、板状の切断刃２２と、カッタ作動部材（スクリュー機構）２３と、駆動モータ（カッタモータ）Ｍｃで構成されている。図示２１は断裁位置Ｃｐにシート束を挟んで断裁刃２２と対向する位置に配置された刃受部材であり、切断刃２２の刃先を損耗しない弾性部材で構成されている。

【0031】

上記フィーダ手段２５は、シート束保持手段１０で断裁位置Ｃｐに向けて姿勢偏向させたシート束を断裁位置Ｃｐに給送する搬送機構、または、切断刃２２をシート束の切断ラインに一致させるように移動するカッタ移動機構のいずれかで構成する。図示の装置は、後述するようにシート束保持手段１０でシート束を回転して姿勢偏向したのちに断裁位置方向に束移動させ、シート束の断裁ラインと切断刃２２を一致させている。

【0032】

このような構成において、後述する制御手段５５はシート束保持手段１０と断裁縁プレス手段１７と断裁手段２０を次のように制御する。シート束保持手段１０は上流側から送られたシート束Ｓを、第１グリップ部材１０ａと、第２グリップ部材１０ｂとの間でニップする（図２参照）。この動作はグリップモータＭｇを回転して、グリップセンサ（例えば第１グリップ部材１０ａに配置したシート接触センサ）からの信号でモータＭｇを停止する。するとシート束は第１、第２グリップ部材１０ａ、１０ｂで挟持され、その加圧力は図示しない加圧スプリングで付与されている。

【0033】

次に制御手段５５は、第１回転モータＭｔ１と第２回転モータＭｔ２を同一方向に同一速度で回転する。図示の各モータＭｔ１，Ｍｔ２はステッピングモータでその回転角度をコントロール可能（例えばＰＷＭ制御）に構成されている。図示の両モータＭｔ１，Ｍｔ２は回転速度をモータドライバに供給するパルス電源のデューティ比で高速度から低速度まで調整可能となっている。

【0034】

制御手段５５によるシート束Ｓの回転（姿勢偏向）とトリミング断裁の手順を図４に従って説明する。図４（ａ）は、シート束を回転部材（グリップ部材）１０でグリップした状態を示す。図示の装置は断裁位置Ｃｐの上流側にシートを製本処理する製本経路３３が配置され、この製本経路からシート束Ｓは背部Ｓａを下方に向けて搬送されてくる。そこで制御手段５５はシート束Ｓを第１、第２グリップ部材１０ａ、１０ｂで挟持する。このときシート束Ｓの中心Ｌｏをグリップ部材１０で挟持する態様を示し、以下この場合について説明する。

【0035】

図４（ｂ）は、グリップ部材１０でグリップしたシート束Ｓを時計方向に９０度回転させて地部Ｓｃを断裁位置（図面下方；以下同様）に向けて偏向させた状態を示す。この回転はシート束の中心Ｌｏからシート束Ｓの縁辺との距離差（長手方向Ｌ、短手方向Ｎ）は、等しい位置関係で距離差はゼロである。従ってこの回転は「バランスされた回転」となる。

【0036】

図４（ｃ）は、シート束Ｓを時計方向に１８０度回転させて天部Ｓｂを断裁位置Ｃｐに向けて偏向させた状態を示す。この回転は地部Ｓｃを断裁処理（断裁量δｘ）された状態で回転することとなり、この回転は回転中心Ｌｏから天部Ｓｂまでの距離（１／２Ｌ）と地部までの距離（１／２Ｌ−δｘ）が異なり（回転距離差δｘ）「アンバランスな回転」となる。

【0037】

図４（ｄ）は、シート束Ｓを反時計方向に９０度回転させて小口部Ｓｄを断裁位置Ｃｐに向けて偏向させた状態を示す。この回転は、地部Ｓｃ（断裁量δｘ）と天部Ｓｂ（断裁量δｘ）を断裁された状態で回転する。従ってこの回転は回転中心Ｌｏから天部Ｓｂまでの距離（１／２Ｌ−δｘ）と地部Ｓｃまでの距離（１／２Ｌ−δｘ）が同一となり（回転距離差ゼロ）「バランスされた回転」となる。

【0038】

図４（ｅ）は、シート束Ｓの小口部Ｓｄを断裁したのちに、シート束を１８０度回転させて背部Ｓａを排紙方向（断裁位置の下流側）に向けて偏向させた状態を示す。この回転は、地部Ｓｃ（断裁量δｘ）と天部Ｓｂ（断裁量δｘ）と小口部（断裁量δｙ）を断裁された状態で回転する。従ってこの回転は回転中心Ｌｏから背部Ｓａまでの距離（１／２Ｎ）と小口部Ｓｄまでの距離（１／２Ｎ−δｙ）が異なり（回転距離差δｙ）「アンバランスな回転」となる。

【0039】

制御手段５５で上述の手順に従って第１グリップ部材１０ａと第２グリップ部材１０ｂ間に挟持したシート束を回転すると、シート束には遠心力Ｆと、停止するときに慣性モーメントＩが作用する。このとき回転中心Ｌｏから遠心力Ｆがアンバランスとなるとシート束Ｓには振動と不安定な回転が作用する。またグリップ部材１０の回転を停止するとシート束には慣性が作用し、そのバランスが崩れると歪曲変形、皺等の損傷が発生する。この状態を図３に従って説明する。

【0040】

所定サイズのシート束Ｓの中心Ｌｏを回転部材（グリップ部材１０）Ｌｍで表裏から挟持して回転速度Ｒｓで所定角度（例えば９０度、１８０度、２７０度など）回転する。このとき回転中心Ｌｏとシートの一端縁との間の距離（１／２Ｌ−δ、１／２Ｎ−δ）と、反対側の端縁との間の距離（１／２Ｌ、１／２Ｎ）との差（距離差）が大きいとシート束に生ずるダメージは大きく、距離差が小さいとシート束に生ずるダメージは小さい。

【0041】

このシート束Ｓが歪曲してスキュし、或いはシート表面に皺が発生する原因は、シート束に作用する慣性モーメントＩと、遠心力Ｆのアンバランス（不均衡）にあると分析される。図３（ｂ）に示すようにシート中心に位置する回転中心Ｌｏ（グリップ部材の中心）から遠心力Ｆ（Ｆ＝１／２Ｍω２乗；Ｍ；質量、ω；角速度）が放射線方向に作用する。そこで回転中心Ｌｏからシートの一端縁までの距離（１／２Ｌ−δ）が、反対側の端縁までの距離（１／２Ｌ）との差（図示のものは実質的に断裁量δと一致する）が大きいとダメージが大きい。

【0042】

上記シート束Ｓに作用する物理的な慣性モーメントＩは、回転部材１０の軸（回転中心Ｌｏ）のまわりを回転するシート束の各部分の質量（束厚さ×密度）と回転軸までの距離の２乗との積を、シート全体にわたって積分したものである。そこでシートを回転中心Ｌｏからシート束に作用する慣性モーメントＩがアンバランスとなるとシート束に大きなダメージを与える。

【0043】

以上の説明から明らかなようにシート束Ｓには、回転するときに遠心力Ｆが作用し、その回転を停止するときには慣性モーメントＩが作用する。このときのアンバランスな遠心力Ｆと慣性モーメントＩが両方に現れるとシート束Ｓには予想以上のダメージが及ぶ。そこで本発明は、シート束Ｓを回転するとき回転中心Ｌｏからシート束の一端縁までの間の距離と、反対側の他端縁との間の距離との距離差に応じて回転速度を制御することを特徴としている。

【0044】

このため、制御手段５５は、シート束保持手段１０の回転速度（平均回転速度若しくは最大回転速度）を異なる複数段階の１つに選定可能に構成する。これを図５に従って説明する。

【0045】

［断裁量演算］
制御手段５５は断裁処理に設定されると、断裁量を演算する（Ｓｔ２０）。この断裁量の演算は（１）予め断裁量をシートサイズ毎に設定して、記憶手段（ＲＡＭ）５６に記憶しておく方法。（２）シートサイズと仕上げサイズから断裁量を演算（シートサイズ−仕上げサイズ）し、天部Ｓｂと地部Ｓｃはその１／２に、小口部Ｓｄはサイズ差に設定する。（３）表紙シートサイズと束厚さから断裁量を演算する［（表紙シートサイズ−束厚さ）÷２］。この断裁量は、トリマーユニットＡには関係なく、製本装置側で設定する。

【0046】

［回転距離差算出］
シート束Ｓの縁辺を断裁する動作に伴って、回転によってシート束に作用する遠心力Ｆと慣性力Ｉは断裁前と断裁後では、上述のように異なる。そこで制御手段５５は回転する動作の前に回転中心Ｌｏから一方のシート端縁までの距離と、反対側の端縁までの距離との差（以下「回転距離差」と云う）が大きいと、回転部材１０の回転速度を低速度に設定し、距離差がゼロ若しくは小さいと高速度に設定する（Ｓｔ２１，Ｓｔ２２）。

【0047】

図示の装置は第１、第２グリップ部材１０ａ、１０ｂを回転する第１回転モータＭｔ１と第２回転モータＭｔ２をステッピングモータで構成し、制御手段５５で例えばＰＷＭ制御することによってグリップ部材１０ａ、１０ｂの回転速度を変更可能に構成している。

【0048】

［基準値比較］
図６（ｂ）に従って基準値比較について説明する。後述するように２段階（第１基準値と第２基準値）に設定された基準値と回転距離差を比較する（Ｓｔ２３）。回転距離差が第１基準値より小さいときには、回転速度を「高速度」に設定する。このとき回転距離差がゼロ、若しくは比較的小さいときには回転によってシート束Ｓに異常な慣性力Ｉと異常な遠心力Ｆが作用しないのでシート束にダメージが及ぶことがない。

【0049】

また回転距離差が第１基準値より大きいときには、第２基準値と比較する。そして、回転距離差が第２基準値（＞第１基準値）より小さいときには、回転速度を「中速度」に設定する。このとき回転距離差は、中程度であるため、回転によってシート束Ｓに慣性力Ｉと遠心力Ｆが大きなアンバランスとして作用しないのでシート束にダメージが及ぶことがない。つまり第２基準値は、シート束Ｓに大きなアンバランスが生じない距離差に設定してある。

【0050】

また回転距離差が第２基準値より大きいときには回転速度を「低速度」に設定する。このとき回転距離差は大きく、回転によってアンバランスな慣性力Ｉと遠心力Ｆが作用する。そこでこの回転速度をシート束Ｓにダメージを与えない程度の低速度に設定する（Ｓｔ２４）。

【0051】

［回転動作］
制御手段５５は上述の方法で設定された設定速度に従って回転部材１０を回転する（Ｓｔ２５）。そして回転は終了すると、予め設定された回転（例えば３辺断裁のときには３回）の回転は終了するまで、上述の回転距離差算出と基準値比較と回転速度決定と回転動作を繰り返す。設定された回転を終了した段階で断裁動作を終了する（Ｓｔ２６）。

【0052】

図６に従って基準値の設定を説明する。同図（ａ）は基準値を第１基準値と第２基準値に設定する場合を示し、回転するシート束Ｓの距離差が、第１基準値以下のときに回転してもダメージを与えない高速度に設定する。また、回転するシート束Ｓの距離差が、第２基準値以下のときに回転してもダメージを与えない中速度に設定する。第２基準値以下のときに回転してもダメージを与えない低速度に設定する。つまり距離差をパラメータに実際のシート束にダメージが及ぶか及ばないボーダーラインとなる回転速度を高速度と中速度と低速度に設定する。

【0053】

以上、シート束Ｓに回転によってアンバランスな遠心力Ｆと慣性力Ｉが作用するか否かを要因として回転速度を設定する場合を説明した。この回転上のアンバランスに加えてシート束の束厚さ及び／又はシートサイズで回転速度を設定することも可能である。図６（ｃ）はその態様を示している。

【0054】

回転するシート束Ｓについて、回転距離差と基準値とを比較して第１設定速度を算出する。同様にシートサイズ又は束厚さと基準値とを比較して第２設定速度を算出する。そしてこれらの第１、第２設定速度の低い速度値を設定回転速度として決定する。このように、シート束に回転によってダメージを及ぼす複数の要因のワーストケースで回転速度を設定することによってダメージが及ぶ恐れが低減される。

【0055】

以上グリップ部材１０ａ、１０ｂを３段階で速度制御する場合を示したが、３段階上に設定することも無段階に設定することも可能である。

【0056】

［製本装置の構成］
次に製本装置Ｂについて説明する。この製本装置Ｂはケーシング３０内に印刷シートを束状に集積して部揃えする集積部４０と、この集積部４０からのシート束に接着糊を塗布する接着剤塗布手段５５と、接着剤を塗布されたシート束にシート束を綴じ合わせる表紙綴じ手段６０とから構成されている。

【0057】

［搬送経路の構成］
各シートの搬送経路について説明すると、上記ケーシング３０内には画像形成装置Ｃの排紙口に連なる搬入口２６を有する搬入経路３１が設けられ、この搬入経路３１から中紙搬送経路３２と表紙搬送経路３４が経路切換フラッパ３６を介して連結されている。そして中紙搬送経路３２には集積部４０を介して製本経路３３が連設されている。製本経路３３は略々鉛直方向に装置を縦断する方向に、表紙搬送経路３４は略々水平方向に装置を横断する方向に配置されている。

【0058】

上記製本経路３３と表紙搬送経路３４とは互いに交差（直交）し、その交差部に後述する表紙綴じ手段４５が配置されるようになっている。以上のように構成された搬入経路３１は画像形成装置Ｃの排紙口に連なり、画像形成装置から印刷シートを受入れる。この場合画像形成装置Ｃからはコンテンツ情報を印刷された印刷シート（中綴じシート）と表紙カバーとして使用するタイトルなどを印刷された印刷シート（以下「シート束」と云う）とが搬出される。このように搬入経路３１は中紙搬送経路３２と表紙搬送経路３４とに分岐され経路切換フラッパ３６を介して各印刷シートをそれぞれの経路に振り分け搬送することとなる。

【0059】

一方、上記搬入経路３１にはインサータ装置２７が連結してあり、画像形成装置Ｃで印刷処理しないシートを給紙トレイ２７ａから１枚ずつ分離して搬入経路３１に供給するように構成してある。このインサータ装置２７は一段又は複数段の給紙トレイ２７ａを備え、このトレイ先端には積載されたシートを１枚ずつ分離して給送する給紙手段と、この給紙手段の下流側に給紙経路２８が設けられ、この給紙経路は経路切換片２９を介して搬入経路３１に連結している。

【0060】

また上記搬入経路３１には搬送ローラ３１ａが、中紙搬送経路３２には搬送ローラ３２ａが、製本経路３３にはグリップ搬送手段（シート束搬送手段；以下同様）４１と前述したシート束断裁装置（トリマーユニット）Ａと排紙ローラ（排紙手段）４８が配置されている。また表紙搬送経路３４には搬送ローラ３４ａが配置され、それぞれ駆動モータに連結されている。

【0061】

［集積部の構成］
前記中紙搬送経路３２の排紙口３２ｂに配置された集積トレイ４２は排紙口３２ｂからのシートを束状に積載収納する。図１に示すように集積トレイ４２は略々水平姿勢に配置されたトレイ部材で構成され、その上方には正逆転ローラ４２ａと搬入ガイド４２ｂが設けられている。

【0062】

そして排紙口３２ｂからの印刷シートを搬入ガイド４２ｂで集積トレイ上に案内し、正逆転ローラ４２ａで収納する。この正逆転ローラ４２ａは正回転で印刷シートを集積トレイ４２の先端側に移送し、逆回転でトレイ後端（図１右端）に配置された規制部材（不図示）にシート後端を突き当て規制する。また集積トレイ４２には図示しないシートサイド整合手段が設けられトレイ上に収納した印刷シートの両側縁を基準位置に幅寄せ整合する。このような構成で中紙搬送経路３２からの印刷シートはトレイ４２上に順次積み上げられ束状に部揃えされる。

【0063】

［グリップ搬送手段の構成］
前記製本経路３３には集積トレイ４２からシートを下流側の接着剤塗布位置Ｅに移送するグリップ搬送手段４１が配置されている。このグリップ搬送手段４１は図１に示すように集積トレイ４２に集積したシート束を水平姿勢から鉛直姿勢に偏向し、このシート束を略々鉛直方向に配置された製本経路３３に沿って接着剤塗布位置Ｅに搬送セットする。このため、集積トレイ４２は集積位置（図１実線）から引き渡し位置（図１破線）に移動し、この引き渡し位置で準備されたグリップ搬送手段４１にシート束を引き渡すようになっている。

【0064】

［接着剤塗布部の構成］
前記製本経路３３の接着剤塗布位置Ｅには接着剤塗布手段４３が配置されている。この接着剤塗布手段５５は図１に示すように熱溶融性の接着剤を収容する糊容器４３ａと、塗布ロール５７と、図示しないロール回転モータとで構成されている。

【0065】

［表紙綴じ手段の構成］
上記製本経路３３の表紙綴じ位置Ｄには表紙綴じ手段４５が配置されている。この表紙綴じ手段４５は図１に示すように背当てプレート４６ａと背折りプレート４６ｂと折りロール４７で構成される。この表紙綴じ位置Ｄには前述の表紙搬送経路３４が配置され、画像形成装置Ｃ又はインサータ装置２７からシート束を給送する。

【0066】

そして背当てプレート４６ｂはシート束をバックアップする板状部材で構成され、製本経路３３に進退自在に配置されている。この背当てプレート４６ｂに支持されたシート束に（中紙）シート束が逆Ｔ字状に接合される。そこで上記背折りプレート４６ｂは左右一対のプレス部材で構成され、逆Ｔ字状に接合されたシート束の背部を背折り成型するため、図示しない駆動手段で互いに接近及び離反するように構成されている。また上記折りロール４７は背折り成型されたシート束を挟圧して表装仕上げする一対のローラで構成されている。

【0067】

上記断裁位置Ｇの下流側には排紙ローラ（排紙手段）４８と収納スタッカ５０が配置されている。この収納スタッカ５０は図１に示すようにケーシング３０に引出状に配置され、装置フロント側（図１紙面手前側）に引出可能に構成されている。装置フロント側に引き出した状態で上面方向から使用者が視認できるようになっている。

【0068】

一方、前記製本経路３３は表紙綴じ位置Ｄから上記収納スタッカ５０にシート束を導く排紙経路３３ａを構成し、この排紙経路３３ａに上記排紙ローラ４８が配置されている。この排紙ローラ４８は一対のローラ対で構成されシート束をニップして収納スタッカ５０に案内する排紙手段を構成している。また前記断裁位置Ｇの下方には収納スタッカ５０と並列に屑収納ボックス５１が設けられ、切断刃２２で切断した紙片を収納する。

【0069】

［制御手段の構成］
次に上述の装置に於ける制御手段５５の構成を図７に基づいて説明する。図１に示すような画像形成装置Ｃと製本装置Ｂとを連結したシステムでは、例えば画像形成装置Ｃに備えられた制御ＣＰＵ５３に入力手段５２と、モード設定手段５４を設ける。そして製本装置Ｂの制御部には制御ＣＰＵ（制御手段）５５を設け、この制御ＣＰＵ５５は製本処理実行プログラムをＲＯＭ５７から呼び出して製本経路３３における各処理を実行する。

【0070】

またこの制御ＣＰＵ５５には画像形成装置Ｃの制御ＣＰＵ５３から後処理モード指示信号、ジョブ終了信号、シートサイズ情報その他製本に要する情報及びコマンド信号を受信する。一方前記搬入経路３１、製本経路３３、表紙搬送経路３４には搬送するシート（シート束）を検出するシートセンサ（不図示）がそれぞれ配置されている。

【0071】

そこで制御ＣＰＵ５５には各シートセンサの検出信号が伝達され、制御ＣＰＵ５５は「集積部制御部５５ａ」「接着剤塗布手段制御部５５ｂ」「表紙綴じ手段制御部５５ｃ」「断裁手段制御部５５ｄ」「スタック制御部５５ｅ」をそれぞれ備えている。そして図８に示すフローチャートに従って製本処理を実行する。

【0072】

［断裁動作の説明］
図８に従って断裁動作の手順を説明する。制御手段５５は、コントロールパネル（入力手段）５２などからオペレータが設定した断裁揃えするか否かの決定に従って断裁動作を実行する（Ｓｔ０１）。

【0073】

断裁動作を実行するとき、制御手段５５は断裁量を演算する（Ｓｔ０２）。このとき一方向断裁のときには小口部の断裁量を演算する。また三方向断裁のときには、予め設定された断裁順に従って、断裁量を演算する。

【0074】

断裁量の演算は、例えば断裁量は、小口部のときには小口方向の寸法から（シートサイズ−仕上げサイズ＝断裁量δy）で演算し、その算出値と最小断裁量と最大断裁量を考慮して実行する断裁量を決定する。また、三方向断裁のときには、小口部を同様に算出し、天部と地部の断裁量は、［（シートサイズ−仕上げサイズ）×１／２＝断裁量δx］で演算し、その算出値と最小断裁量と最大断裁量を考慮して実行する断裁量を決定する。この場合に、最小断裁量は断裁揃えする最低カット幅から設定し、最大断裁量はシートの予約領域から設定し、算出値が最小断裁量より少ないとき、最大断裁量より大きいときには、最小断裁量または最大断裁量を実行する断裁量とする。

【0075】

制御手段５５は、シート束の回転速度を設定する（Ｓｔ０３）。この回転速度設定は前述したようにシート束が回転によるダメージを受けやすいときには低速度に設定し、回転によるダメージを受けづらいときには高速度に設定する。

【0076】

制御手段５５は、シート束を設定された回転速度で回転する（Ｓｔ０４）。このときの回転方向と回転角度は、予め設定されている。例えば１方向断裁のときには、背部を断裁位置Ｃｐに向けてグリップする構成では、シート束をグリップした後に１８０度回転させて小口部を断裁位置Ｃｐに臨ませる。また三方向断裁のときには背部を断裁位置抜けてグリップする構成では、シート束をグリップした後に９０度回転させて天部または小口部を断裁位置Ｃｐに臨ませる。

【0077】

そして制御手段５５はシート束の回転速度をステップＳｔ０３で指定された速度で回転する。この速度は平均速度（立ち上がり速度、低速度、立ち下がり速度の平均）又は最大速度が設定された速度を超えないようにする。

【0078】

制御手段５５はシート束の姿勢を所定の方向（断裁辺を断裁位置に臨ませる）に偏向すると、シート束を断裁位置Ｃｐにセットする（Ｓｔ０５）。このときシート束の断裁辺縁と断裁刃の断裁ラインとの間に断裁量を設定する。

【0079】

そして制御手段５５は断裁縁プレス部材１７でシート束を押圧する（Ｓｔ０６）。次でカッタモータＭｃを作動して断裁刃２２で断裁を実行する（Ｓｔ０７）。断裁動作の終了後、シート束押圧を解除する（Ｓｔ０８）。

【0080】

制御手段５５は上記断裁動作の実行後に、残りの縁辺を断裁するときには、ステップＳｔ０４に戻って同様の動作を繰り返し実行する。すべての縁辺の断裁を終了したのち、制御手段５５はシート束をトリマーユニットＡの下流側に搬出する（Ｓｔ１０）。

【符号の説明】

【0081】

Ａ シート束断裁装置（トリマーユニット）
Ｂ 製本装置
Ｃｐ 断裁位置
１０ シート束回転手段
１０ａ 第１回転部材（第１グリップ部材）
１０ｂ 第２回転部材（第２グリップ部材）
１７ 断裁縁プレス手段
２０ 断裁手段（カッタ機構）
２２ 切断刃
２５ フィーダ手段
２６ 搬入口
３１ 搬入経路
３３ 製本経路
３３ａ 排紙経路
３４ 表紙搬送経路
５５ 制御手段
５６ 記憶手段（ＲＡＭ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】