JP2017185726A - 中綴製本機針金形状検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中綴後の針金の形状をインラインで定量的に検査でき、本の紙面の変形の影響を受けず、ジャミング等の障害要因とならない中綴製本機針金形状検査装置を提供する。【解決手段】中綴製本機による製本時、綴針金が打ち込まれたことによって生じる冊子の変形を矯正する誘い込み９、コロ１０及びブレード１１と、誘い込み９、コロ１０及びブレード１１によって変形が矯正された冊子に打ちこまれている綴針金の高さを冊子の紙面を基準にして計測する高さ計測部と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、中綴製本式の製本工程において、綴じ本に用いる綴針金の形状を検査する中綴製本機針金形状検査装置に関する。

本の製本工程では、本の複数ページを１枚の刷紙に面付けして印刷し、これをページ順となるよう折り畳むことによって折丁とし、本のページ数に応じて複数の折丁を重ねる丁合が行われる。さらに、製本工程では、複数に重ねられた折丁の１辺を結束し、結束されない他の３辺を断裁により整える作業が行われている。

折丁は、接着剤、ホットメルト接着剤、糸、針金等を用いて綴じられる。特に、比較的ページ数の少ない雑誌やカタログ等は、コの字に成形された針金を折丁の背面から内側にかけて貫通するよう打ち込み、打ち込み後、折丁内側へ飛び出した針金先端を互いに向かい合うように折り曲げることによって丁合する中綴方法が用いられている。
針金を用いた中綴製本は、古くから自動化されている。公知の中綴製本機では、折丁を載せる黒羽と、一冊に相当する間隔毎に折丁を区切る赤羽根が取り付けられたギャザリングチェーンと呼ばれるチェーンで折丁を搬送する機構を有している。

製本を行うラインには、上流から下流にかけて折丁をギャザリングチェーンに沿うように供給する装置が複数設置されている。上流の供給装置から順に綴じ本のページ順となるように折丁がセットされ、各供給装置がギャザリングチェーンに設けられている各区分内に順々と折丁を供給することにより、折丁は各区分内でページ順に重ねられて丁合される。
供給装置は、折丁の供給時に、折丁の折目を上側頂点とし、折目の対辺を開いたハの字状態でギャザリングチェーンに供給し、ギャザリングチェーンの黒羽により供給された折丁はハの字の状態を保持したまま搬送される。

他方、針金の打ち込みを行うステッチャー部は、折丁が重なって丁合されて搬送されてくる製本機下流に配置される。ステッチャーによって打ち込まれる針金は、長尺でリール状に巻かれており連続的にステッチャー部に供給される。供給された針金は、ステッチャー部において一定の長に断裁された後、コの字状に成形される。

以上説明したように、丁合された折丁は、折目を頂点とするハの字の状態でステッチャー部へと搬送され、ステッチャー部は折丁の折目上から真下に向けてコの字状にした綴針金を打ち込み、折丁内部へと貫通させる。また、ステッチャー部は、折丁内部へ飛び出した２本の針金先端を互いに向き合うように折り曲げて折丁を綴じる。

上記の中綴工程においては、針金の打ち込みや打ち込み後の綴針金の折り曲げに失敗し針金形状が不良となる場合がある。針金形状不良の要因としては、例えばリールから針金材送りに失敗することで規格より短い、または長い針金の成形、打ち込み時の失敗、さらには打ち込み後に折丁内部で行われる折り曲げの失敗等がある。
針金形状不良の中でも、特に折丁内部に貫通した針金先端の折り曲げに失敗し、針金先
端が突起した状態や、折丁背側で針金が破断し突起状になる針金形状不良は危険である。したがって、現状の製本ラインでは、このような不良を検知し、除去することが必要である。

本を綴じる針金の形状を検査する公知の構成は、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の構成は、レーザー光の照射部と受光部とから成る光学系を、本の背部を左右側方から挟み込むように配置し、背側へ突起する綴針金の形状を検査している。
また、特許文献２には、照明装置とカメラを使って本の背部を撮像し、撮像によって得られた画像を解析することによって綴針金形状の不良を検査している。
また、特許文献３には、本の内側（紙面側）を検査する方法として、針金が本の背部に打ち込まれた直後、折丁がハの字状に開いた状態で搬送されている位置に、ＣＣＤカメラと照明装置を含む光学系を設置して本の内側から針金を撮像する検査手法が記載されている。

また、特許文献４には、針金が突起した場合に接触するように可動式の板を配置して綴針金の不良を検知する構成が記載されている。
さらに、特許文献５には、磁界強度を検出するセンサを２つ用い、非接触で綴針金が突起している方向の形状を検知する構成が記載されている。特許文献５に記載の構成は、一定以上の突起方向の異常を検出でき、断裂によって突起が短くなっている場合にも、綴針金が無い状態として検知できる可能性がある。

特許第３６８１４７８号 特開２０１２−１６１９９６号公報 特開２００８−９３８３８号公報 特許第４７８５０８２号 特許第５４６３８２５号

しかしながら、上記した公知の構成のうち、本の背部の側から綴針金の状態を検査するものは、本の紙面の側の綴針金の状態を検査することはできない。このため、このような検査方法では、上記した折丁内部に貫通した針金先端の折り曲げ失敗の検査をすることができない。
また、本の内側から針金を撮像する構成は、正常な状態でない針金を検出することができるものの、針金が何ｍｍの高さに突起しているか等の定量的な値を得ることができない。さらに、中綴製本機において針金を検査するラインでは、折丁からの紙粉や中綴製本機ギャザリングチェーンからの機械油分対策がなされていない。このため、ＣＣＤカメラや光学系を使用した撮像において誤検知を引き起こす可能性がある。

また、針金の突起を可動式の板に接触させる構成は、針金が一定以上突起している場合には異常を検知することができるが、針金の断裂等によって発生した短い突起の検出は困難である。さらに、検知用のローラーへ針金が接触した場合にはジャミングが発生する恐れがある。
また、磁界強度のセンサを使用する検査は、センサを針金に極近づけて配置する必要がある。このため、センサと製本ラインとの間でジャミングが発生する恐れがある上、ジャミングの発生時にセンサが製本ラインに引っかかることで故障する可能性がある。

さらに、製本ラインにおいて本の背部に針金を打ち込む工程は、針金を打ち込んだことによって本がわずかながら変形する場合があることが知られている。本が変形すると、本の紙面を基準にした針金の突起の程度を正確に測定することが困難になる。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、中綴後の針金の形状をインラインで定量的に検査でき、本の紙面の変形の影響を受けず、ジャミング等の障害要因とならない中綴製本機針金形状検査装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様の中綴製本機針金形状検査装置は、中綴製本機による製本時、針金が打ちこまれたことによって生じる冊子の変形を矯正する変形矯正部と、前記変形矯正部によって変形が矯正された冊子に打ちこまれている前記針金の高さを前記冊子の紙面を基準にして計測する高さ計測部と、を備える。

本発明は、上記構成により、中綴後の針金の形状をインラインで定量的に検査でき、本の紙面の変形の影響を受けず、ジャミング等の障害要因とならない中綴製本機針金形状検査装置を提供することができる。

本発明の一実施形態の中綴製本針金検査装置で行われる綴針金の高さ計測の概要を説明するための模式図である。 本発明の一実施形態の中綴製本機針金形状検査装置を示す模式図である。 図２に示した矢線Ａと対向する方向から搬送されてくる冊子を見た状態を示した図である。 綴針金が冊子に打ち込まれたことによって冊子が変形することを説明するための模式図である。 本発明の一実施形態の冊子の変形を矯正する変形矯正部を説明するための模式的な図である。

以下、本発明の一実施形態を、図面を用いて説明する。ただし、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
また、以下に示す本実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

［針金高さの計測］
図１は、本実施形態の中綴製本針金検査装置で行われる針金の高さ計測の概要を説明するための模式図である。本実施形態の中綴製本針金形状検査装置１は、レーザー照射装置２及び計測センサ３を有している。レーザー照射装置２及び計測センサ３は、共に筐体１００に収容されてレーザーユニット２００を構成するものとする。
レーザー照射装置２は、冊子６に打込まれた綴針金７にレーザー光４を照射する。計測センサ３は、照射されたレーザ光４の反射光５を受光して、反射光５の状態を解析して綴針金７の冊子６の紙面を基準にした高さＨを算出する。

製本ラインでは、冊子６がラインの流れ方向に自動的に搬送されていく。このような冊子の紙面の側にレーザー光４を当てていると、計測センサ３には綴針金７の冊子６の流れ方向高さＨを順次計測することができる。このような計測センサ３は、綴針金７の冊子６の流れ方向に沿う高さをプロファイルとして取得することができる。

［中綴製本機針金形状検査装置］
図２は、本実施形態の中綴製本機針金形状検査装置１を示す模式図である。本実施形態の中綴製本機針金形状検査装置は、中綴製本機による製本時、針金が打ちこまれたことによって生じる冊子の変形を矯正する変形矯正部を備えている。そして、変形が矯正された冊子６に打ちこまれている針金の高さＨを冊子６の紙面を基準にして計測する図１に示した計測センサ３を含むレーザーユニット２００を備えている。
本実施形態変形矯正部は、ブレード１１と、ブレード１１に冊子６の少なくとも綴針金７が打ち込まれた箇所を押圧するコロ１０と、コロ１０への冊子６の衝突を防ぐ誘い込み９と、を有している。

図２において、重ね合わされた複数の折丁は、矢線Ａの方向に搬送される。搬送の過程で折丁は、ステッチャー部８の針打ち機構１２下を通る。針打ち機構１２は、クリンチャー１３と協働して重ね合わされた折丁の背面からコの字形状の綴針金７を打ち込む。綴針金７が打ち込まれたことにより、複数の折丁は中綴され、冊子６となって誘い込み９の方向に搬送されていく。

さらに、冊子６は、誘い込み９によってコロ１０の下部に侵入し、コロ１０とブレード１１との間に挟み込まれて綴針金７が打ち込まれたことによって生じた変形が矯正される。変形矯正後の冊子６は、ギャザリングチェーンレーン１６下に設けられているレーザー照射装置２によって綴針金７を含む紙面の領域にレーザー光の照射を受ける。レーザー光の反射光は計測センサ３に受光され、計測センサ３は綴針金７の冊子６の搬送方向に沿う針金のプロファイルを得る。

上記製本ラインを実現するため、本実施形態の中綴製本機針金形状検査装置１は、針金を打ち込むステッチャー部８の直後に設けられている。なお、冊子６は、折目を頂点としたハの字状に開いた状態で搬送されてくる。レーザー照射装置２は、ギャザリングチェーンレール１６の下に、レーザー光４を冊子６の折目の内側に向けた状態で設置されている。

［変形の矯正］
図３は、図２に示した矢線Ａと対向する方向から搬送されてくる冊子６を見た状態を示している。図１に示したレーザー光４は、筐体１００の内部から照射される。筐体１００の上方には冊子６の流れ方向に沿ってギャザリングチェーンレーン１６が延びている。ギャザリングチェーンレーン１６の側面には、黒羽１４が設けられている。レーザー光４は、冊子６の綴針金７に向けて黒羽１４間の隙間から照射される。
図１に示したレーザーユニット２００は、レーザー光４と計測センサ３となるＣＣＤ等受光素子とを組み合わせ光切断法によって綴針金７の高さ（Ｈ）をプロファイルとして計測する。このような本実施形態によれば、冊子６の面の高さや冊子６の中央の折り部分を基準にして綴針金７の高さを計測することができる。

図４（ａ）、図４（ｂ）は、綴針金７が冊子６に打ち込まれたことによって冊子６が変形することを説明するための模式図である。綴針金７を打ち込む際、針打ち機構１２が下降し、図２に示したクリンチャー１３との間に冊子６を挟み込む。このとき、針打ち機構１２は、綴針金７の綴じ不足による不良の発生を防ぐために高圧力で綴針金７を打ち込む（図４（ａ））。このため、綴針金７の左右の紙面に冊子６の変形１７が発生する。

冊子６の変形１７は、図４（ｂ）に示すように、綴針金７を中心にした略Ｍ字の形状を有している。このように変形した冊子６の紙面を基準にして綴針金７の高さを計測すると、綴針金７の高さが実際より低く計測される可能性がある。このようなことを避けるため、冊子６の変形は、綴針金７の高さの計測以前に矯正することが望ましい。

［変形矯正部］
図５は、本実施形態の冊子６の変形を矯正する変形矯正部を構成する誘い込み９、コロ１０及びブレード１１を説明するための模式的な図である。本実施形態の誘い込み９、コロ１０及びブレード１１は、冊子６を綴じるステッチャー部８に設けられる。
誘い込み９は、コロ１０への冊子６の衝突を防いでいる。コロ１０は、ブレード１１に対して冊子６を押えつけることにより冊子６の変形１７を矯正する。
製本ラインにおいては、製本される冊子や書籍の厚さが異なるため、誘い込み９およびコロ１０は高さの調整が可能であることが望ましい。また、誘い込み９は、冊子の高さ方向の変動だけでなく、幅方向の変動を抑制する。このため、誘い込み９は、冊子６と当接する個所の平面形状が逆Ｖ字型であることが望ましい。

また、コロ１０、は冊子６の変形１７を矯正するために、冊子６を押圧する部分の中央に溝を有することが望ましい。このような構成によれば、コロ１０が変形１７のＭ字形状の部分を押圧して綴針金７の周囲にシワを発生させることを防ぐことができる。また、コロ１０は、その径を大きくすることにより、冊子６のジャミング及び冊子６にキズをつけることを防ぐことができる。

ブレード１１は、冊子６にキズをつけることを防ぐために樹脂性であることが望ましい。また、ブレード１１の断面形状を山形とすることにより、冊子６の変形１７を修正する効果が上がることが期待される。さらに、また、ブレード１１の中央に、綴針金７が通過するための幅１ｍｍほどの溝を掘ることにより、冊子６の幅方向の位置変動を抑えることが期待される。

以上説明した本発明の中綴製本機針金形状検査装置は、針金を使って折丁を中綴する製本機であれば、どのようなものにも適用することができる。

１ 中綴製本針金形状検査装置
２ レーザー照射装置
３ 計測センサ
６ 冊子
７ 綴針金
８ ステッチャー部
９ 誘い込み
１０ コロ
１１ ブレード
１２ 針打ち機構
１３ クリンチャー
１４ 黒羽
１６ ギャザリングチェーンレーン
１７ 変形
１００ 筐体
２００ レーザーユニット

Claims (4)

1. 中綴製本機による製本時、針金が打ちこまれたことによって生じる冊子の変形を矯正する変形矯正部と、
   前記変形矯正部によって変形が矯正された冊子に打ちこまれている前記針金の高さを前記冊子の紙面を基準にして計測する高さ計測部と、を備えることを特徴とする中綴製本機針金形状検査装置。
2. 前記変形矯正部は、ブレードと、前記冊子の前記針金が打ち込まれている領域を含む領域を前記ブレードに押圧するコロと、前記コロへの前記冊子の衝突を防ぐ誘い込みと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の中綴製本機針金形状検査装置。
3. 前記高さ計測部は、レーザー光を用いて前記針金の高さを光切断法により計測する計測センサを備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の中綴製本機針金形状検査装置。
4. 前記変形矯正部は、製本ラインにおいて、前記冊子に前記針金を打ち込むステッチャーと前記高さ計測部との間に設けられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の中綴製本機針金形状検査装置。

Images