JP2014008674A - 冊子の強度評価方法、及びその強度測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所定ロットの冊子を製本中に冊子の強度評価を行う冊子の強度評価方法等を提供する。
【解決手段】冊子１の強度評価方法は、複数の用紙２の背部に熱によって溶融する糊１０を塗布してなる積層体３を備える冊子１の製本過程中に、強度測定用として選択された積層体３を構成する１枚の測定用枚葉紙２ａを引き抜いた時の引張強度によって冊子１の強度を評価する冊子１の強度評価方法であって、前記測定用枚葉紙２ａには、磁性体２３が取り付けられており、磁力により前記測定用枚葉紙２ａを吸着するとともに、当該測定用枚葉紙２ａを把持し、前記積層体３から前記測定用枚葉紙２ａを引き抜いた時の測定用枚葉紙２ａの引張強さを測定することで冊子１の強度を評価する。
【選択図】図３

Description

本発明は無線綴本、又はその一種である上製本等の冊子の強度評価方法等に関する。

例えば、冊子の一例としての上製本は、丁合された複数の枚葉紙からなる積層体が下固め工程、丸身出し工程、耳出し工程、背固め工程、表紙くるみ工程の順に処理され製本されることが知られている。この種の冊子は、例えば、接着剤によって無線綴じされるため、接着剤の接着不良、冷却不良等により強度不足となる場合がある（特許文献１参照）。

一方、このような冊子は、例えば、所定のロットの冊子を製本後、オフラインにて冊子が適当に選択され、この冊子中の枚葉紙の引き抜き強度が測定されて、この測定結果により全体の冊子の強度評価がなされる。

特開昭５８−９５３５２号公報

しかしながら、この強度評価は、オフラインにて行われるため、接着剤の接着不良等の異常と判断した場合、直ちに対応することができず、製本された冊子をすべて破棄しなければならない等の問題が発生していた。

また、この種の強度測定装置は、手動で操作するため、作業者に大きな負担がかかっていた。

本発明は、このような問題の解消を一つの課題とし、その目的の一例は、所定ロットの冊子を製本中に冊子の強度評価を行う冊子の強度評価方法等を提供するものである。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の冊子（１）の強度評価方法は、複数の用紙（２）の背部に熱によって溶融する糊（１０）を塗布してなる積層体（３）を備える冊子の製本過程中に、強度測定用として選択された積層体を構成する１枚の測定用枚葉紙（２ａ）を引き抜いた時の引張強度によって冊子の強度を評価する冊子の強度評価方法であって、前記測定用枚葉紙には、磁性体（２３）が取り付けられており、磁力により前記測定用枚葉紙を吸着するとともに、当該測定用枚葉紙を把持し、前記積層体から前記測定用枚葉紙を引き抜いた時の測定用枚葉紙の引張強さを測定することで冊子の強度を評価することを特徴とする。

また、請求項２に記載の冊子の強度評価方法は、請求項１に記載の冊子の強度評価方法において、前記強度測定用の積層体は、品目切替時の最初に製本される積層体であることを特徴とする。

また、請求項３に記載の冊子の強度測定装置は、複数の用紙の背部に熱によって溶融する糊を塗布してなる積層体を備える冊子の製本過程中に、強度測定用として選択された積層体を構成する１枚の測定用枚葉紙を引き抜いた時の引張強度によって冊子の強度を測定する冊子の強度測定装置であって、強度測定用の積層体を載置する基台（２１）と、磁性体が取り付けられた前記測定用枚葉紙を磁力によって吸着する吸着体（２７）と、吸着された前記測定用枚葉紙を把持する把持体（２８）と、前記積層体を基台側に固定する固定手段（３５）と、前記把持体を基台から遠ざかる方向に移動し、前記測定用枚葉紙が前記積層体から引き抜かれた時の引張強さを測定する測定手段（２６）と、を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、所定のロットの冊子を製本中に冊子の強度評価を行うことができる。また、その強度評価にて異常ありと判断した場合に、冊子の製本を中止するとともに、その原因を解決することで生産効率の向上が図れる。

本実施形態の冊子の一例を示す外観斜視図である。 上製本の製本過程を示す模式図を示し、図２（ａ）は下固め工程における積層体の模式図、図２（ｂ）は丸身出し工程における積層体の模式図、図２（ｃ）は耳出し工程における積層体の模式図、図２（ｄ）は背固め工程における積層体の模式図、図２（ｅ）はくるみ工程における冊子の模式図、図２（ｆ）は強度測定工程の手法を示す模式図である。 強度測定工程の処理工程を示し、図３（ａ）は測定用枚葉紙を吸着した状態を示す模式図、図３（ｂ）は強度測定前の状態を示す模式図、図３（ｃ）は強度測定後の状態を示す模式図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、本実施形態では、冊子の一例として上製本について説明するが、無線綴じされた冊子であればどのような形態の冊子でも構わない。

（上製本の構成等）
まず、製本される上製本（以下、「冊子１」と称する。）について図１を用いて説明する。なお、図１において、便宜上、冊子１の上下方向を天地方向とし、正面側を小口側、奥行側を背側として説明する。なお、本実施形態は背が丸身出しされた上製本を一例として説明するが、この背は角出しされる形態であっても構わない。

本実施形態の冊子１は、図１に示すように、本紙となる複数の枚葉紙２（本願の用紙）を重ね合わせて構成される積層体３と、この積層体３の最表面側と最裏面側と背側を覆う（くるむ）カバー紙４と、を備えている。

ここで積層体３は、丁合された複数の枚葉紙２の背側にホットメルト等の熱によって溶融する糊が塗布されて各枚葉紙２が互いに接着され、この背に背紙を貼着して下固めされるとともに、小口側を開き易くするためにその背が丸身出しされ、次に本紙が落ちない程度の強度を保つために積層体の背側が耳出しされ、次に補強用に当該背に花きれ付きのシワ紙１３が取り付けられて背固めされる。

そして、冊子１は、この積層体３をカバー紙４でくるむ際に、カバー紙４と、このカバー紙４と隣接する積層体の一側面及び他面と、が例えば液状糊によって貼り付けられて製本される。

（上製本の製本方法及び上製本の強度評価方法等）
次に、上製本の製本方法について図２を用いて説明する。

上製本としての冊子１は、搬送手段によって、丁合された積層体３が所定の製本用経路に沿って搬送され、当該性本用経路上に設けられた下固め・丸身出し工程、耳出し工程、背固め工程、くるみ工程の順に所定の処理が行われ製本される。なお、製本用経路は、くるみ工程の後、下固め・丸身出し工程に戻るように配置されている。

搬送手段としては、例えば、所定の製本用経路に沿って移動する移動体と、当該移動体に取り付けられ、図２に示すように、積層体３の両側が挟持されて把持されるクランパ７０と、を備え、このクランパ７０によって積層体３が把持され移動体によって製本用経路上を走行可能となっている。なお、当該積層体３は、下固め・丸身出し工程の前に外部から供給される。

また、本実施形態では、くるみ工程の前に経路が分岐されて強度測定用の経路が設けられており、この強度測定用の経路上には、冊子１の強度を測定する強度測定工程を備えている。この強度測定用の経路は、くるみ工程後の製本用経路に接続され、移動体は、強度測定用に用いられる積層体３を搬送する場合に、下固め・丸身出し工程、耳出し工程、背固め工程による処理の後、強度測定用の経路上を移動し、その後、くるみ工程後の通常の製本用経路に戻るように配置されている。

一方、製本される積層体３は、背固め工程による処理の後、くるみ工程に搬送され、くるみ工程において積層体３がカバー紙４でくるまれて冊子１として製本された上で外部へと排出される。

次に各工程において行われる処理について図２を用いて説明する。

下固め・丸身出し工程では、外部から供給される積層体３の背部が無線綴じにより下固めされるとともに、当該背部が湾曲状に形成されて丸身出しされる。具体的には、積層体３の背がミーリングされて積層体３の背及び背側の両側に熱によって溶融する性質を有するホットメルト系の糊１０が塗布されるとともに、糊１０の塗布面に背紙１１（しわ紙や和紙）を配置して（図２（ａ））、糊１０が固化する前に、積層体３の背が所定の形状（丸身形状、角形状）に形成される（図２（ｂ））。具体的には、湾曲状に形成された凹部を有する基台を用いて積層体３の背が丸身形状に形成される。また、この基台には冷却装置が接続され、丸身出しを行いつつ、糊１０が冷却されるようになっている。すなわち、この下固め・丸身出し工程では、積層体３の背の丸身出しが行われつつ、糊１０が固化される。

ここで、ホットメルト系の糊１０とは、例えば、一般的に公知なPolyurethane Reactive（PUR）系の糊やEthylene Vinyl Acetate（EVA）系の糊である。

耳出し工程では、図２（ｃ）に示すように、当該背を断面視において略イチョウ型となるように本紙の背の形を整える。具体的には本紙を積層体３の背側の両側から押圧し、背側からローラ等で圧力を掛ける。これにより、本紙が小口側から飛び出しにくくなるとともに、冊子１の開きが良くなる。

背固め工程では、図２（ｄ）に示すように、積層体３の背に花きれ付きのシワ紙（クラフト紙等）１３が取り付けられて補強される。

くるみ工程では、図２（ｅ）に示すように、背固めされた当該積層体３をカバー紙４でくるむ。この時、例えば、カバー紙４は、このカバー紙４と隣接する積層体３の一側面及び他面にエマルジョン系の糊が用いられて貼り付けられる。なお、当該糊は、枚葉紙の種類によって一般的に公知な糊が適宜用いられる。

強度測定工程では、図２（ｆ）に示すように、製本中の複数の積層体３の中から選択された積層体３の本体から測定用に用いられる測定用枚葉紙２ａが引き抜かれ、その測定用枚葉紙２ａが積層体３の本体から引き抜かれた時の引張強さを冊子１の強度として測定（評価）する。

なお、選択される積層体３の好適な例としては、品目切替時において最初に搬送される積層体３が良い。最初の積層体３を選択することで、例えば、引張強度を測定し強度不足と判断された場合に、冊子１の製本をすぐに中止することで不良冊子を最小限にくいとめることができるとともに、推定される箇所（糊塗布工程における糊の塗布量や冷却時間）の変更（見直し）により生産効率を高めることができるからである。

また、選択される積層体３の例としては、上述以外でも冊子１を製本するために用いられる複数の積層体３の中からランダムにいくつかの積層体３が選択されるようにしても構わない。

ここで、特に本願発明の特徴部分である強度測定工程における積層体の処理方法について説明する。

従来、この種の製本処理によって製本された冊子１の強度測定は、オフライン工程で別途行われていたが、作業者が手動で行わなければならず、しかも所定の品目を製本した後に行われるため、製本不良が発生した場合には、製本された不良冊子をすべて廃棄するとともに製本をやり直す必要があり、生産効率の低下が懸念されていた。

本処理は、所定の品目の冊子の製本過程中に冊子の強度測定（評価）を行い、その結果を報知することで、製本不良が発生した場合でも、早期に不良冊子の製本を停止し、更に、原因と推定される箇所を見直すことによって効率化を図るものである。

（強度測定装置の構成等）
具体的に冊子１の強度測定工程では、まず、図３（ａ）に示すように、予め規定された選択方式で選択された積層体３の内側が基台２１上に広げられて載置され、図３に示す強度測定装置２０により積層体３を構成する枚葉紙２の内の１枚の測定用枚葉紙２ａを用いて引張強さが測定されることによりその引張強さを冊子の強度として測定（評価）する。

強度測定装置２０は、積層体３を載置する基台２１を備えている。この基台２１には、例えば、図示しないが、積層体３の背を挿入する凹部が形成されており、当該凹部に背を挿入することによって積層体３の位置決めが行いやすくなっている。

また、この基台２１の上方には、１枚の測定用枚葉紙２ａを把持するための把持機構部２５及び測定用枚葉紙２ａを積層体３から引き抜いた時の引張強さを測定する測定手段としてのセンサ２６を備えている。このセンサ２６には、一例として荷重センサを用いることができる。また、把持機構部２５は、筐体２５ａを備え、この筐体２５ａ内には、センサ２６等を含む電気素子や制御基板が収容されている。この筐体２５ａの下端面には、例えば、磁力を有しこの磁力によって測定用枚葉紙２ａを吸着する吸着体２７と、測定用枚葉紙２ａを把持する把持体として機能するチャック２８と、が設けられており、このチャック２８は吸着体２７の下端面に摺動自在に取り付けられている。

また、把持機構部２５は図示しないフレーム等によって上方（基台から離れる方向）へと移動可能となっており、この移動によって、チャック２８によって把持された測定用枚葉紙２ａが積層体３から引き抜かれ、引き抜かれた時の測定用枚葉紙２ａの引張強さがセンサ２６により測定される。

一方で、強度測定が行われる積層体３の測定用枚葉紙２ａの小口側には磁性体２３が取り付けられており、基台２１上に積層体３が配置されると、この積層体３の小口側には、当該吸着体２７が配置され、磁力によって測定用枚葉紙２ａの磁性体２３が吸着体２７に吸着されることで測定用枚葉紙２ａを把持可能となっている。そして、この吸着された測定用枚葉紙２ａがチャック２８によって脱落しないように挟持される（図３（ｂ））。

なお、当該磁性体２３は、一例として、積層体３の作成前に１冊目のいずれか１枚の測定用枚葉紙２ａの小口側端部に磁性を有する粉末を樹脂バインダ中に含有させた磁性体含有液を塗工することで積層体３に設けられる。

また、強度測定装置２０は、積層体３に対して気体を吹き付ける気体吹付装置３０を備えている。気体吹付装置３０は、気体を吐出するノズル３１と、このノズル３１に気体を供給する気体供給装置３２と、を備えている。ノズル３１は、基台２１の上方両側に配置され、吐出口３１ａが基台２１側に向けられている。

積層体３は、背固め工程による処理の後、クランパ７０により把持されつつ強度測定工程へと搬送されるが、当該クランパ７０が図示しない駆動機構を介して積層体３の背が下側になるように上下方向に半回転された上で、当該クランパ７０による把持が解かれて基台２１上に配置される。その際、積層体３は、自重により枚葉紙２が両側に分かれて倒れ広げられるが、より枚葉紙２を広げるために、ノズル３１から気体が吐出され、枚葉紙２が両側に広げられた状態で基台２１側へと押し付けられる（図３（ａ））。

また、強度測定装置２０は、当該広げられた枚葉紙２を上方から押圧する一対の押圧体３５を備える。この押圧体３５は、例えば、図示しないフレーム等に取り付けられ、外部から積層体３の上方へと移動するとともに、下方に移動して図３（ｂ）の矢印に示すように、チャック２８により把持された測定用枚葉紙２ａの両側の枚葉紙２の束を上方から基台２１側へと押し付けるようになっている。押圧体３５は、積層体３を基台２１に固定する固定手段として機能する。

また、当該押圧体３５は、チャック２８により把持された測定用枚葉紙２ａの基端側近傍の左右両側に配置される。これにより、測定用枚葉紙２ａがチャック２８によって上方へと引き上げられる時に、積層体３が基台２１から離れることを効果的に防止することができる。

そして、チャック２８が徐々に上方へと移動され（図３（ｃ））、この測定用枚葉紙２ａが積層体３の本体から引き抜かれた時の測定用枚葉紙２ａの引張強さがセンサ２６により測定される。

このように構成された冊子の強度測定装置２０によって、図３（ａ）に示すように、基台２１上に載置された積層体３の枚葉紙２が、自重及びノズル３１から吐出される気体によって左右に開かれるとともに、磁性体２３を備える測定用枚葉紙２ａが吸着体２７に吸着され、図３（ｂ）に示すように、その吸着された測定用枚葉紙２ａがチャック２８によって把持されるとともに、押圧体３５により積層体３の本体が測定用枚葉紙２ａの基端部近傍両側にて基台２１側に押圧されて固定された上で、図３（ｃ）に示すように、測定用枚葉紙２ａが上方へと引っ張られて、積層体３の本体から引き抜かれる。強度測定装置２０は、この測定用枚葉紙２ａが積層体３の本体から引き抜かれた時の引張強さ（冊子の強度）を測定する。

そして、例えば、この測定結果は、図示しない製本装置の全体を統括する制御部６０に送信され、制御部６０は、この測定結果を予め規定された規定値と比較し、冊子１が所定の強度を満たしているか強度不足であるかを判断する。具体的には、測定値が規定値未満である場合に、強度不足と判断する。制御部６０は、強度不足と判断した場合、下固め・丸身出し工程に設けられている塗布機構部による糊の粘度を高めたり、冷却時間を長くしたり、塗布量を多くする等の指示を行う。

なお、糊の粘度を高めるには新たに糊を追加するなどの処理を行えば良く、冷却時間を延長するには、例えば、基台の凹部に積層体を載置しておく時間を長くする等の処理を行えば良い。また、塗布量を多くするには、ローラにより糊を塗布している方式では、ローラの接触圧力を高める等の処理を行い、糊を吐出により塗布している場合には、吐出量を高めれば良い。

このように、本実施形態の冊子１は、品目切替時の最初の積層体３の冊子の強度をインライン上で測定し、その測定結果をフィードバックすることで、冊子の強度不足である場合に、すぐに対処することができるため、生産効率の向上を図ることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々変更可能である。たとえば、本実施形態では、積層体３を基台に固定する手段として、押圧体３５を用いたが、基台２１に積層体３を固定するチャック機構を設けるようにしても構わない。

１ 冊子
２ 枚葉紙
２ａ 測定用枚葉紙
３ 積層体
１０ 糊
２１ 基台
２３ 磁性体
２６ センサ
２７ 吸着体
２８ チャック
３５ 押圧体
６０ 制御部

Claims (3)

1. 複数の用紙の背部に熱によって溶融する糊を塗布してなる積層体を備える冊子の製本過程中に、強度測定用として選択された積層体を構成する１枚の測定用枚葉紙を引き抜いた時の引張強度によって冊子の強度を評価する冊子の強度評価方法であって、
   前記測定用枚葉紙には、磁性体が取り付けられており、
   磁力により前記測定用枚葉紙を吸着するとともに、当該測定用枚葉紙を把持し、
   前記積層体から前記測定用枚葉紙を引き抜いた時の測定用枚葉紙の引張強さを測定することで冊子の強度を評価することを特徴とする冊子の強度評価方法。
2. 前記強度測定用の積層体は、品目切替時の最初に製本される積層体であることを特徴とする請求項１に記載の冊子の強度評価方法。
3. 複数の用紙の背部に熱によって溶融する糊を塗布してなる積層体を備える冊子の製本過程中に、強度測定用として選択された積層体を構成する１枚の測定用枚葉紙を引き抜いた時の引張強度によって冊子の強度を測定する冊子の強度測定装置であって、
   強度測定用の積層体を載置する基台と、
   磁性体が取り付けられた前記測定用枚葉紙を磁力によって吸着する吸着体と、
   吸着された前記測定用枚葉紙を把持する把持体と、
   前記積層体を基台側に固定する固定手段と、
   前記把持体を基台から遠ざかる方向に移動し、前記測定用枚葉紙が前記積層体から引き抜かれた時の引張強さを測定する測定手段と、
   を備えていることを特徴とする冊子の強度測定装置。

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