JP3289985B2 - 不良冊子検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、丁合機で複数の折丁
が集められて形成される冊子、あるいは製本機で製本さ
れる冊子（製本前及び製本後のいずれのものも含む）
に、規定の厚さから外れる不良冊子があるか否かを検出
するための不良冊子検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、丁合機において複数の折丁が丁合
されることにより本の中身となる冊子が形成され、後に
製本機によりその冊子が綴じられて表紙が付けられると
ともに、最終的に三方断裁されて本となるのが普通であ
る。そこで、丁合機による丁合ミスにより落丁が生じる
と、得られる冊子は予定したものより薄くなり、逆に丁
合ミスにより重複的な丁合が行われると、得られる冊子
は正規のものより厚くなってしまう。このような厚み不
良のものが最終的に本製品になっても、それは不良品で
あるから、このような不良品は丁合後の冊子段階、ある
いは製本前又は後の段階で排除する必要がある。

【０００３】従来、そのための不良冊子検出装置とし
て、図１４に示すような偏心ローラ形のものが知られて
いる。これは、冊子Ｓの通路上に位置固定のローラ２０
０と偏心ローラ２０２とが、冊子Ｓを挟むように設けら
れ、それらが互いに冊子Ｓを送り出す方向に回転するも
のである。そして、偏心ローラ２０２はスライドホルダ
２０４を介してスプリング２０６によりローラ２００側
に付勢され、偏心ローラ２０２が実線で示す位置にき
て、両ローラ２００及び２０２の隙間が最小に狭まった
ときに、冊子Ｓの厚みを測定するものであり、その瞬間
的な位相で偏心ローラ２０２が冊子Ｓの厚みにより押し
戻される変位に基づき、冊子Ｓの厚みが測定されること
となる。

【０００４】また、図１５に示すようなクランク形の不
良冊子検出装置も知られている。これは、偏心ローラの
代わりに通常のローラ２０８がスライドホルダ２０４を
介してクランク２１０の回転により変位させられ、この
ようなクランク機構によりローラ２０８が他方のローラ
２００に最も接近した瞬間において、冊子Ｓの厚みがそ
のローラ２０８の後退変位に基づき検出されるものであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来のものには次のような欠点がある。すなわち、図１
４に示した偏心ローラ形のものでは、偏心ローラ２０２
が旋回運動をすることにより、他方のローラ２００と周
速差が生じ、そのため冊子Ｓが複数の折丁からなる未拘
束のものである場合に、その冊子Ｓに紙面方向のずれが
生じる。また、冊子Ｓに対する厚さの検出が、偏心ロー
ラ２０２の位相の１点に絞られ、その１点で瞬間的に検
出を行わざるを得ないため、検出誤差が生じ易い。

【０００６】一方、図１５のクランク形のものでは、ロ
ーラ２０８が厚み検出時に冊子Ｓの厚みで押し戻される
ことを許容する逃がし機構の設計が複雑となる。また、
このクランク形のものでも、クランク２１０の１死点に
対応してローラ２００及び２０８が最も接近した瞬間の
１点で厚み検出をしなければならないため、クランク２
１０の回転と厚さ検出のタイミングとを合わせるのが難
しく、かつ偏心ローラ形のものと同様、検出誤差が生じ
易い欠点がある。

【０００７】本発明は、偏心ローラもクランクも用い
ず、冊子にずれが生じたり検出誤差が生じ易いという問
題を解消することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のポイントは、互
いに対向するローラの一方である検出ローラに、カムを
一体的に設け、このカムに検出ローラを一定時間、対向
側のローラに接近させた状態に保つための検出行程カム
部を形成したことにある。

【０００９】すなわち、本発明に係る不良冊子検出装置
は、検出ローラ及び対向ローラと、検出ローラのロ
ーラ支持部材と、検出ローラのローラ駆動手段と、
前述のカムと、そのカムフォロワと、検出ローラの
ための変位許容手段と、変位検出手段と、良否判定
手段とを含む。

【００１０】検出ローラは、冊子の通路に設けられ、対
向ローラとの間に冊子を挟んで送出可能なものである。
ローラ支持部材は、検出ローラを対向ローラと接近・離
間する方向に移動可能に支持する。ローラ駆動手段は、
検出ローラを冊子の搬送方向に対応して駆動するもので
ある。カムは、検出ローラと同心的かつ一体的に設けら
れる。そして、このカムは、検出ローラのローラ軸線を
中心とする円弧状曲線に沿った検出行程カム部を有し、
この検出行程カム部は他のカム部よりローラ軸線との距
離が大きくなるように形成される。カムフォロワは、そ
のカムの検出行程カム部に対応することにより検出ロー
ラを対向ローラの側に接近させる役割を果たす。変位許
容手段は、検出行程カム部とカムフォロワとが対応した
状態で検出ローラと対向ローラとが、両者間の冊子の厚
みにより離間する方向に変位することを許容するもので
ある。変位検出手段は、その変位許容手段によって許容
される検出ローラと対向ローラとの相対的な変位を検出
する。さらに、良否判定手段は、その変位検出手段で検
出される変位に基づき、その冊子の厚さの良否を判定す
る機能を有する。

【００１１】なお、上記変位の検出は、変位量（長さ）
を検出してもよいし、終端の変位位置を検出してもよ
い。

【００１２】

【作用】このような不良冊子検出装置においては、検出
ローラと対向ローラとの間に冊子が導かれ、検出ローラ
の回転に従い、その検出ローラと一体的なカムにおける
検出行程カム部がカムフォロワに対応することにより、
検出ローラが対向ローラの側に接近させられる。ここ
で、検出行程カム部は、ローラ軸線を中心とする円弧状
曲線に沿って形成されているため、従来のような偏心カ
ムやクランク形のものと異なり、その検出ローラの検出
行程は時間的に１点に絞られるのではなく、検出行程カ
ム部の円弧状曲線に沿って一定時間続く。この一定時間
続く検出ローラの所定角度範囲の回転行程において、検
出ローラと対向ローラとの相対的な変位に基づき、その
冊子の厚さの良否が判定される。このように検出行程が
時間的な長さを与えられることで、検出のタイミングを
合わせ易く、かつ検出精度を高めることができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１０及び図１１は、その不良冊子検出装置２
を簡略に示す平面図である。この装置２は、丁合機の場
合は最終駒以後の冊子通路に設けられ、製本機の場合は
断裁装置より上流の冊子通路に設けられるが、本実施例
では、図示しない丁合機で丁合された複数の折丁の集合
である冊子Ｓを、図示しない製本機に搬送するための通
路上に設けられているものとする。この装置２は、検出
ローラ４と、これに対向して設けられた対向ローラ６と
を備え、これらが垂直方向のローラ軸線Ｏ1及びＯ2の周
りに互いに逆方向に、言い換えれば搬送される冊子Ｓを
挟んでこれを送り出す向きに回転駆動されるようになっ
ている。

【００１４】対向ローラ６はそのローラ軸線Ｏ2が位置
調整可能とされた位置固定のローラであり、検出ローラ
４はローラ支持部材として機能するスライドホルダ８を
介して、対向ローラ６と接近・離間する方向に移動可能
に支持されている。検出ローラ４には、そのローラ軸線
Ｏ1と同心的にカム１０が固定され、カム１０は検出行
程カム部１２を備える。そのようなカム１０にカムフォ
ロワ１４が当接し、カムフォロワ１４はスライドホルダ
８に対し接近・離間可能なスライドホルダ１６に取り付
けられている。

【００１５】そして、引張スプリング１８、１８により
カム１０とカムフォロワ１４が接触状態に保たれ、また
スライドホルダ１６はストッパ２０に当たる状態に圧縮
スプリング２２により付勢されている。検出ローラ４の
回転に従い、カムフォロワ１４は位置固定の状態で、検
出行程カム部１２がカムフォロワ１４に対応する過程
で、スライドホルダ８を介して検出ローラ４が対向ロー
ラ６側に接近する。

【００１６】その際に、冊子Ｓの厚みにより検出ローラ
４が押し戻されることは、圧縮スプリング２２、２２が
押し縮められて、スライドホルダ１６が後退することに
よって許容される。このスライドホルダ１６の後退変位
を検出するために変位検出センサ２４が設けられ、この
検出信号が、良否判定手段としてのコンピュータ２６に
送られることにより、冊子Ｓが規定の厚さから外れるも
のかどうかが判定されるようになっている。

【００１７】各部のより詳しい構造を、図１ないし図９
に示す。図１及び図２に示すように、冊子Ｓは、その搬
送のための通路となる搬送レール２７によりそこを滑る
ように案内され、コンベアチェーン２８に等間隔で設け
られた爪２９が冊子Ｓの後端を押してこれを前進させ
る。図２に示すように、搬送レール２７はベース３０に
固定された縦長Ｕ字状のもので、冊子Ｓはこの中に収容
されて上方に突出し、その突出した部分に爪２９が当た
るようになっている。搬送レール２７はベース３０に固
定され、ベース３０は脚フレーム３２によりフロア上に
支持される。

【００１８】図３に示すように、対向ローラ６はスライ
ドホルダ３４に保持されており、スライドホルダ３４
は、自身に固定された一対のスライドベアリング４０に
おいて一対のガイドレール４２によりスライド可能に支
持され、これらのガイドレール４２はベース３０に固定
されている。図３のスライドホルダ３４の上には、補助
ホルダ３６が固定され、これらの間に対向ローラ６が位
置する。対向ローラ６が同心的に固定されたローラ軸３
８は、その上端が補助ホルダ３６にベアリング４４を介
して回転可能に保持され、またスライドホルダ３４に対
しては、ベアリングホルダ４６及び２個のベアリング４
８を介して回転可能に保持されている。ベアリングホル
ダ４６は、スライドホルダ３４の装着穴５０に下側から
嵌め込まれ、下向きに突出した状態で固定されている。

【００１９】図１及び図２に示すように、対向ローラ６
は、搬送レール２７の一方の外壁に形成された開口５４
から搬送レール２７の内側に突出して、冊子Ｓに接触可
能である。本実施例において、対向ローラ６が上述のよ
うにスライド可能とされているのは、冊子Ｓの設定厚さ
の変更に対応できるように、位置調整装置５６で位置調
整を行うためである。

【００２０】上記搬送レール２７を間にして対向ローラ
６とは反対側に位置する前記検出ローラ４は、搬送レー
ル２７の他方の外壁に形成された開口５７からレール内
部に突出して冊子Ｓに接触可能である。また、検出ロー
ラ４は、図６に示すように、前記スライドホルダ８と、
この上に固定された補助ホルダ６４との間に設けられ、
スライドホルダ８は自身に固定された一対のスライドベ
アリング６６を介して、２本のガイドレール６８により
スライド可能に支持されている。

【００２１】検出ローラ４及び前述のカム１０は、それ
らの中心部においてローラ軸７０に固定されている。カ
ム１０の前記検出行程カム部１２は、ローラ軸線Ｏ1を
中心とする半径Ｒ1の円弧に沿って中心角θ1で形成され
ている。さらにカム１０には、ローラ軸線Ｏ1に関して
検出行程カム部１２とは反対側に、半径Ｒ1より小さ
い、ローラ軸線Ｏ1を中心とする半径Ｒ2の円弧に沿っ
て、待機行程カム部１３が中心角θ2で形成され、この
待機行程カム部１３と検出行程カム部１２との端部同士
がそれぞれ直線カム部１５、１５で滑らかにつながれて
いる。なお、これらの中心角θ1、θ2はいずれも約４０
〜９０度程度に設定されている。

【００２２】ローラ軸７０はその上端部がベアリング７
２を介して補助ホルダ６４に回転可能に支持され、かつ
軸下側部分が、図７に示すベアリングホルダ７４にベア
リング７６及び７８を介して回転可能に保持されてい
る。ベアリングホルダ７４は図６のスライドホルダ８の
装着穴７６に下側から装着・固定され、かつその下端部
はベベルホルダ８０（図７）の装着穴８２に嵌合され、
ボルト８４により固定されている。

【００２３】このベアリングホルダ７４から下方に突出
したローラ軸７０の下端には、ベベルギア８６が固定さ
れ、これが図２にも示すようにベベルギア８８と噛み合
っている。ベベルギア８８は、図７のベベルホルダ８０
の垂直部９０に、ベアリング９２を介して回転可能に保
持されている。このベベルギア８８の内側にスプライン
軸受９４が固定され、スプライン軸受９４内に水平方向
の駆動軸９６が軸方向に摺動可能かつ相対的回転不能に
挿入されている。駆動軸９６は、図２の互いに対向する
脚フレーム３２間に掛け渡され、その一端に、図示しな
いモータによりチェーン駆動されるスプロケット９８が
取り付けられている。

【００２４】なお、対向ローラ６の前記ベアリングホル
ダ４６にも、上述と同様のベベルホルダ１００（図５も
参照）がボルト１０２で固定されている。かつ、ローラ
軸３８の下端にベベルギア１０４が固定され、これに噛
み合うベベルギア１０６がホルダ垂直部１０８にベアリ
ング１１０を介して回転可能に保持されていて、ベベル
ギア１０６と上記駆動軸９６とは、スプライン軸受１１
２により軸方向に摺動のみ可能に連結されている。

【００２５】したがって、図２の駆動軸９６の回転は、
ベベルギア８８、８６及びベベルギア１０６、１０４に
より、各ローラ軸７０及び３８に伝達され、検出ローラ
４及び対向ローラ６は互いに逆向きに回転することとな
る。また、双方のスライドホルダ８及び３４を介して検
出ローラ４又は対向ローラ６がスライドしても、それに
連動してベベルホルダ８０又は１００が移動し、各ベベ
ルギア８８又は１０６が駆動軸９６を軸方向に摺動する
ことにより、駆動軸９６の回転がローラ軸７０及び３８
に伝達される。なお、そのようなスライドの際、ローラ
軸３８のベアリングホルダ４６はベース３０（図４も参
照）に形成された長穴１１３内で、またローラ軸７０の
ベアリングホルダ７４は長穴１１４内でそれぞれ移動す
ることとなる。

【００２６】図１のカム１０の後方に位置してカムフォ
ロワ１４を保持するスライドホルダ１６は、図８に示す
ように門形をなし、下側から軸１１６がナット１１８で
固定されるとともに、この軸１１６にローラ状のカムフ
ォロワ１４が垂直軸線周りに回転可能に保持されてい
る。スライドホルダ１６は自身に固定された一対のスラ
イドベアリング１２０において前記２本のガイドレール
６８に係合し、これにより図１に示すスライドホルダ８
と同じ方向にスライド可能とされている。スライドホル
ダ１６とベース３０に固定された２個のスプリング受け
１２２との間に、それぞれ前記圧縮スプリング２２が所
定のセット荷重をもって装着され、これによりスライド
ホルダ１６は図１のカム１０の側に付勢されているが、
その方向への移動限度が２個の前記ストッパ２０により
規制されている。各ストッパ２０は、ベース３０に立設
されたストッパホルダ１２６に螺合されている。このよ
うなスライドホルダ１６及び８に跨って、前記２本の引
張スプリング１８が所定のセット荷重で掛け渡されてい
る。

【００２７】図２に示すように、カムフォロワ１４のス
ライドホルダ１６から後方にロッド１３０が延びてい
る。ロッド１３０の一端は、ロッドエンド金具１３２を
介してスライドホルダ１６に連結され、他端は水平方向
の軸１３４により鉛直面内で回動可能に支持されたアー
ム１３６に連結されている。図９に示すように、軸１３
４はベース３０に立設された一対のブラケット１３８に
より支持され、アーム１３６は２枚のアームプレート１
４０からなり、それらの上端部において軸１３４により
支持されて下方に延び、アーム中間部に水平軸１４２に
より回動可能に連結されたジョイント金具１４４に、前
述のロッド１３０が連結・固定されている。

【００２８】図２に示すように、アーム１３６の下端部
には被検出プレート１４６がアーム１３６の回動方向と
直角に固定され、これに対向して前述の変位検出センサ
２４がベース３０の下側に支持プレート１５０及びブラ
ケット１５１を介して固定されている。カムフォロワ１
４を支持するスライドホルダ１６の変位は、ロッド１３
０を介してアーム１３６に伝達され、このアーム１３６
により増幅された回動変位が、被検出プレート１４６と
対向する変位検出センサ２４によって検出されるように
なっている。なお、前述の駆動軸９６の回転数を検出す
るタイミングリミットスイッチ１５６が設けられ、これ
が前記コンピュータ２６に接続されている。これによ
り、図１の検出ローラ４及び対向ローラ６の回転速度
と、冊子Ｓを搬送するコンベアチェーン２８の搬送速度
とが対応するように速度制御が行われるようになってい
る。

【００２９】次に作用を説明する。図１において、図示
しない製本機へ送られる丁合された冊子Ｓが、コンベア
チェーン２８及び爪２９により左から右へ向かって搬送
される。検出ローラ４及び対向ローラ６は、その冊子Ｓ
を右方向へ送り出すように互いに逆方向へ回転駆動され
る。冊子Ｓがこれらのローラ４及び６の間に挿入される
過程では、図１及び図１０に示すように、スライドホル
ダ１６がストッパ２０に当接した状態にあり、またカム
フォロワ１４はカム１０の待機行程カム部１３に対応し
て、両ローラ４及び６は互いに離れた状態にある。そし
て、冊子Ｓがこれらローラ間に進入してくると、検出ロ
ーラ４の回転に従い、カムフォロワ１４がカム１０の直
線カム部１５から検出行程カム部１２に移行する過程
で、検出ローラ４は対向ローラ６側に接近する。カムフ
ォロワ１４が検出行程カム部１２に至れば、図１１に示
すように両ローラ４及び６の間隔は最も狭まり、両者間
に冊子Ｓが挟まれつつ図中右方向へ送られる。

【００３０】このようにカムフォロワ１４が検出行程カ
ム部１２の始端から終端に至るまでの間が検出ローラ４
による冊子Ｓの厚さ検出行程であり、この行程で検出ロ
ーラ４は冊子Ｓの厚みにより押し戻される。その結果、
カムフォロワ１４を保持するスライドホルダ１６がスト
ッパ２０から離間するように後方へ変位し、この変位量
Ｌが変位検出センサ２４によって検出され、そのデータ
がコンピュータ２６へ送られる。コンピュータ２６に
は、丁合の枚数や形態により冊子Ｓの正規の厚さデータ
が予め記憶されており、このデータと上記変位量Ｌに基
づいて実際に検出された冊子Ｓの厚さデータとが比較さ
れる。その差が許容範囲内であれば、その冊子Ｓは厚さ
が適正なものと、また上記差が許容範囲外であれば厚さ
不良として警報装置１５８が作動し、あるいはそれに代
え又は加えて、冊子Ｓの搬送ラインが停止させられる。

【００３１】以上の説明では、冊子Ｓを挟んだ状態にお
ける検出ローラ４の変位量を検出することによって、冊
子Ｓの厚さの良否を判定するようになっていたが、これ
を図１２のように変更することができる。この変形実施
例では、カムフォロワ１４が位置固定とされ、対向ロー
ラ６が圧縮スプリング１６０によりストッパ２０に当接
するまで検出ローラ４に向かって付勢されている。そし
て、カムフォロワ１４が検出行程カム部１２において検
出ローラ４を対向ローラ６側に接近させ、冊子Ｓを両ロ
ーラ４及び６間に挟んだ状態における対向ローラ６の後
方への変位量Ｌが、変位検出センサ２４で検出される。
その他は前述の実施例と同様である。

【００３２】また、以上の実施例ではローラ４及び６が
いずれも円形のものであったが、これを図１３に示すよ
うな扇形の検出ローラ１６４及び対向ローラ１６６とす
ることもできる。すなわち、カムフォロワ１４が検出行
程カム部１２と対応する以外のカム部分では、両ローラ
１６４及び１６６は冊子Ｓに接触しないため、このよう
な範囲の形状は円弧に限られるものではないということ
である。その他の部分は図１０又は図１１に示す構成が
適用される。

【００３３】また、検出ローラ４や対向ローラ６を変位
可能に支持する構造として、スライドホルダを介して直
線的な変位を許容する構造の他、１軸線周りに回動可能
なアームに検出ローラ４等を取り付け、これをスライド
ホルダの代わりとすることも可能である。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、検出ローラと同心的か
つ一体的にカムを設け、このカムに所定の角度範囲で円
弧状の検出行程カム部を形成し、このカム部で検出ロー
ラが対向ローラとともに冊子Ｓの厚さ検出を行うように
したため、その検出行程カム部に対応する角度範囲及び
時間にわたって厚み検出を行うことができる。つまり、
検出が１点に限定されないため、検出精度が高められ
る。また、偏心ローラを用いるものではないため冊子の
ずれも生じないし、さらに、クランク機構を用いるもの
でもないため、構造が簡単で、冊子の導入時期のタイミ
ングも取りやすい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である不良冊子検出装置の平
面図。

【図２】その正面図。

【図３】対向ローラを中心とした部分の分解斜視図。

【図４】ベースの斜視図。

【図５】対向ローラのための回転伝達系の一部を示す斜
視図。

【図６】検出ローラを中心とした部分の分解斜視図。

【図７】検出ローラのための回転伝達系の一部を示す斜
視図。

【図８】カムフォロワを中心とした部分の分解斜視図。

【図９】変位検出機構の分解斜視図。

【図１０】図１を簡略化した平面図。

【図１１】その作用説明図。

【図１２】本発明の別の実施例を簡略的に示す平面図。

【図１３】本発明のさらに別の実施例の要部を示す説明
図。

【図１４】従来例（偏心ローラタイプ）の簡略な平面
図。

【図１５】従来例（クランクタイプ）の簡略な平面図。

【符号の説明】

２ 不良冊子検出装置 ４ 検出ローラ ６ 対向ローラ ８ スライドホルダ（ローラ支持部材） １０ カム １２ 検出行程カム部 １４ カムフォロワ １６ スライドホルダ（変位許容手段） １８ 引張スプリング ２０ ストッパ ２２ 圧縮スプリング ２４ 変位検出センサ（変位検出手段） ２６ コンピュータ（良否判定手段） Ｓ 冊子

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 丁合機で得られる冊子又は製本機におけ
   る冊子に、規定の厚さから外れる不良冊子があるか否か
   を検出するための装置であって、 前記冊子の通路にその冊子の厚さを検出するために設け
   られ、対向ローラとの間に冊子を挟んで送出可能な検出
   ローラと、 その検出ローラを前記対向ローラと接近・離間する方向
   に移動可能に支持するローラ支持部材と、 その検出ローラを前記冊子の搬送方向に対応して回転駆
   動するローラ駆動手段と、 その検出ローラと同心的かつ一体的に設けられ、その検
   出ローラのローラ軸線を中心とする円弧状曲線に沿っ
   て、他のカム部より前記ローラ軸線との距離が大きくな
   るように形成された検出行程カム部を有するカムと、 そのカムの検出行程カム部に対応することにより前記検
   出ローラを前記対向ローラの側に接近させるカムフォロ
   ワと、 前記検出行程カム部とカムフォロワとが対応した状態で
   前記検出ローラと前記対向ローラとが、両者間の前記冊
   子の厚みにより離間する方向に変位することを許容する
   変位許容手段と、 その変位許容手段によって許容される前記検出ローラと
   前記対向ローラとの相対的な変位を検出する変位検出手
   段と、 その変位検出手段で検出される変位に基づき、その冊子
   の厚さの良否を判定する良否判定手段と、 を含むことを特徴とする不良冊子検出装置。