JP3788584B2 - 製本装置および方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製本しようとする本文の背部をホットメルト接着剤を用いて表紙に接着して製本する製本装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
製本しようとする本文の背部をホットメルト接着剤を用いて表紙に接着して製本する製本装置および方法については、従来から各種の提案がなされている。すなわち、本文の背部に溶融状態のホットメルト接着剤を塗着し、または本文の背部を接着すべき表紙の中央部に溶融状態のホットメルト接着剤を塗着するか、あるいは表紙の中央部にあらかじめホットメルト接着剤シートを添付しておいてこれをヒータで加熱溶融させて、本文の背部を表紙中央部に対して押圧することにより接着した後、表紙の背部を本文の厚さに応じて折り曲げて製本している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、製本しようとする本文の厚さは一定ではないので、上記した従来の製本技術によると、製本後の表紙幅が本文の厚さに伴って異なるものとなってしまう。このため、あらかじめある程度のマージンを見込んで大きなサイズに表紙用紙を形成しておき、これを用いて製本した後、本文の幅に合わせて裁断するという工程を必要としており、製本作業効率を損ねるとともに、製本後の表紙裁断量が多く、資源の無駄となっていた。
【０００４】
あらかじめ表紙に何通りかの折り目を形成しておき、本文の厚さに応じて折り目を選択して製本することも行われているが、多種多様な本文の厚さに対応した折り目を形成しておくことは実際上不可能であり、また、本文の厚さ中心と表紙の中央との位置合わせが困難であるとともに、上記の場合と同様、本文の厚さによって製本後の表紙幅が変動するという問題があった。
【０００５】
特公平６−４３１５２号公報記載の発明では、表紙に本文の厚さに応じた間隔で折り目を形成するとともに、ホットメルト接着剤シートを本文の厚さに応じた所定幅に切断して表紙の折り目間隔内または熱板上に載置し、外部加熱手段または熱板加熱により溶融したホットメルト接着剤により表紙の折り目間隔内に本文の背部を接着するようにしている。
【０００６】
この従来技術によれば、表紙の折り目が本文の厚さに同調したものとなるので、本文の厚さ中心と表紙の中央との位置合わせについては問題ないが、依然として本文の厚さによって製本後の表紙幅が変動するという問題に対する解決手段とはならず、製本後の表紙裁断工程を必要としていた。
【０００７】
また、この従来技術では、本文の厚さに応じた表紙折り目形成およびホットメルト接着剤シート切断をレバーハンドルの手動または自動操作によって行っているが、切断後のホットメルト接着剤シートを所定位置に載置する工程が自動化されておらず、表紙上に落下した切断後のホットメルト接着剤シートを拾い上げ、これを所定位置に載置するといった人手による作業が必要であり、一連の製本作業を完全に自動化できるものではなかった。さらに、切断したホットメルト接着剤シートを所定位置に正確に載置することが困難であり、しかも載置後加熱溶融するまでの位置ずれを防ぐためにその裏面にあらかじめ感圧接着剤を設けておくことが望まれるなどの問題を新たに生ずることになっていた。
【０００８】
また、冊子の内容を表示するため等の目的から表紙に所定の印刷を施して製本することが多いが、従来は製本装置にかける前に所定の印刷を施し、これを製本装置に供給していた。ところが、上記従来技術によると本文の厚さによって製本後の表紙幅が変動するため、あらかじめ印刷した表紙を用いると表紙中心位置のずれが生じ、特に全面印刷のような場合にはこの位置ずれが目立ってしまってきわめて体裁の悪いものとなっていた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した各従来技術の不利欠点を解消し、本文の厚さに応じて表紙を裁断する工程を一連の製本作業工程の中に組み入れ、製本後の表紙裁断工程を不要化して、常に本文厚さに同調した表紙幅で自動製本することができる新規な製本装置および方法を提供することを目的とする。
【００１０】
この目的を達成するため、請求項１にかかる製本装置は、製本しようとする本文を両側からクランプした状態で糊付位置を経て表紙成型位置に供給する本文供給手段と、本文供給手段によるクランプ状態において本文の厚さを検出する本文厚さ検出手段と、本文供給手段によりクランプ状態で糊付位置に供給された本文の背部にホットメルト接着剤を塗着する糊付手段と、本文供給手段によりクランプ状態で表紙成型位置に供給された本文のホットメルト接着剤塗着背部の下方に表紙を供給する表紙供給手段と、表紙成型位置において表紙供給手段により供給された表紙の中央部を本文のホットメルト接着剤塗着背部に押圧して接着すると共に該表紙を本文のホットメルト接着剤塗着背部の両側縁に沿って折り曲げる表紙接着成型手段とを有してなり、表紙供給手段は、本文厚さ検出手段による検出結果を受けて本文の厚さに応じて表紙を裁断する表紙裁断手段と、本文厚さ検出手段による検出結果を受けて表紙裁断手段による裁断後の表紙の中央が表紙成型位置における本文の厚さ中心と一致するよう位置決めする表紙位置決め手段とを含むことを特徴としている。
【００１１】
請求項２は、請求項１記載の製本装置において、さらに、表紙裁断手段により裁断された表紙切り屑を表紙供給手段による通紙経路とは別の切り屑排出経路を通じて排出する切り屑排出手段を有することを特徴としている。
【００１２】
請求項３は、請求項２記載の製本装置において、通紙経路と切り屑排出経路とが表紙裁断手段の直下に隣接して設けられており、切り屑排出手段は、表紙裁断手段により裁断された表紙切り屑を切り屑排出経路に案内するとともに、裁断後の表紙は通紙経路に案内するよう、表紙裁断手段の作動と連動して切替操作される経路切替手段を有することを特徴としている。
【００１３】
請求項４は、請求項１ないし３のいずれか記載の製本装置において、さらに、表紙裁断手段により裁断された表紙の裁断寸法に応じた任意位置に任意の印刷を施す表紙印刷手段が設けられることを特徴としている。また、請求項５は、請求項１ないし４のいずれか記載の製本装置において、表紙接着成型手段が開閉可能な一対の成型プレートを有しており、表紙接着成型手段により製本された後の冊子を成型プレートを開くことにより排出する冊子排出手段をさらに有することを特徴としている。
【００１４】
また、請求項６にかかる製本方法は、製本しようとする本文を両側からクランプした状態で糊付位置に供給するとともにその間に本文の厚さを検出し、糊付位置において本文の背部にホットメルト接着剤を塗着し、背部にホットメルト接着剤を塗着された本文を表紙成型位置に移送し、一方、本文の厚さに応じて表紙を裁断し、裁断後の表紙の中央が表紙成型位置に移送された本文の厚さ中心と一致するよう表紙を供給し、表紙の中央部を本文のホットメルト接着剤塗着背部に対して押圧して接着するとともに、表紙を本文のホットメルト接着剤塗着背部の両側縁に沿って折り曲げて表紙成型することを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による製本装置の概略構成を示すブロック図であり、本文厚さ検出手段２を含む第一の本文供給手段１と、糊付手段３と、第二の本文供給手段４と、表紙裁断手段６および表紙位置決め手段７を含む表紙供給手段５と、表紙接着手段８と、表紙成型手段９と、冊子排出手段１０と、切り屑排出手段１１とを有して構成されている。
【００１６】
第一の本文供給手段１は、製本しようとする本文を両側からクランプした状態で糊付位置に供給する。本文厚さ検出手段２は、第一の本文供給手段１によるクランプ状態において本文の厚さを検出する。糊付手段３は、第一の本文供給手段１により糊付位置に供給された本文の背部にホットメルト接着剤を塗着する。第二の本文供給手段４は、糊付手段３により背部にホットメルト接着剤を塗着された本文を糊付位置から表紙成型位置に移送する。
【００１７】
表紙供給手段５は、表紙成型位置、より詳しくは同位置において第二の本文供給手段４により表紙成型位置に移送された本文のホットメルト接着剤塗着背部の下方に表紙を供給するもので、本文厚さ検出手段２による検出結果（本文厚さ検出値）を受けて、表紙裁断手段６により本文の厚さに応じて表紙を裁断するとともに、裁断後の表紙の中央が表紙成型位置における本文の厚さ中心と一致するよう表紙位置決め手段７によって位置決めして、上記表紙成型位置に表紙を送り込む。表紙裁断手段６により裁断された表紙切り屑は切り屑排出手段１１により、表紙供給手段５による表紙の通紙経路とは別の切り屑排出経路を通じて排出される。
【００１８】
表紙接着手段８は、表紙成型位置において、表紙供給手段５により供給された表紙の中央部を本文のホットメルト接着剤塗着背部に押圧して接着する。表紙成型手段９は、表紙接着手段８により接着された表紙を本文のホットメルト接着剤塗着背部の両側縁に沿って折り曲げて製本する。表紙接着手段８および表紙成型手段９は、後述の実施形態のように、単一の手段で両方の機能を同時に実現するように構成してもよい。このようにして製本された表紙付き冊子は、冊子排出手段１０によって上記一連の製本ラインから排出され、所定場所に搬送される。
【００１９】
表紙印刷手段１２は、表紙裁断手段６により裁断された表紙の裁断寸法に応じた任意位置に任意の印刷を施すものである。前述のように、表紙裁断手段６は本文厚さ検出手段２により検出された本文厚さ検出値を受けて所定寸法に表紙を裁断するので、この時点で、製本後の冊子の表紙中心位置が分かっている。したがって、表紙印刷手段１２は、表紙に印刷すべき文字や画像等の印刷データの入力を受け、該印刷データを製本後の冊子の表紙中心位置を考慮しながら印刷することができるため、位置ずれを生じさせずに印刷可能であり、特に全面印刷のような場合に有効である。また、従来のように製本前にプレ印刷を行う必要がなく、製本装置に印刷機構を組み込むことで一連の製本工程の中で表紙印刷を行うことができる利点がある。なお、表紙印刷手段１２に用いられる印刷機構は従来公知の任意のものを採用可能であり、たとえばインクジェット方式の印刷機構を採用することができる。
【００２０】
図１では本文厚さ検出手段２により検出された本文厚さ検出値を表紙裁断手段６、表紙位置決め手段７および表紙印刷手段１２に入力するように示されているが、実際には図示しないコンピュータ等の制御手段が用いられ、本文厚さ検出値を受けて、表紙裁断手段６、表紙位置決め手段７および表紙印刷手段１２を各々上記のように作動させるよう制御している。
【００２１】
図２は本発明の一実施形態としての自動製本装置の全体構成を示す正面図であり、図１に示される各手段に対応する機構を備えているが、この実施形態では表紙印刷手段は割愛されている。
【００２２】
図２の実施形態において、第一の本文供給手段１（図１）は主としてサブクランプ２０で構成されており、サブクランプ２０に取り付けた厚みセンサ２１が本文厚さ検出手段２（図１）を構成している。
【００２３】
サブクランプ２０は回転機構２２により支軸２３を中心として往復揺動可能であり、図示しない制御手段によって、図２に実線で示す本文供給位置と、本文供給位置から約６０度図において反時計方向に回転させた位置であるジョグ位置と、ジョグ位置からさらに約３０度同方向に回転させた位置である本文受渡位置の３つの位置を取るように制御される。
【００２４】
サブクランプ２０は、製本しようとする本文Ａを載置収容するテーブル２４と、テーブル２４上に載置収容された本文Ａを上から押さえ付けるためのクランプ板２５と、クランプ板２５を本文Ａの厚さ方向に移動させてテーブル２４上の本文Ａをクランプするための移動機構とを備えている。図３にはこの移動機構の一例が示されており、モータ３３の回転をウォームギア３４およびウォームホイール３５を介して偏心カム３６に伝達し、この偏心カム３６を回転させることでシャフト３８の一端に設けられたカムフォロア３７を移動させ、これによってシャフト３８を移動させて、該シャフトの他端に連結されたクランプ板２５をテーブル２４に対して近接または離隔する方向に移動させる。テーブル２４とカムフォロア３７との間においてシャフト３８の回りにはコイルスプリング３９が巻回されており、このバネ力によって、テーブル２４とクランプ板２５との間に挟持された本文Ａに対して所要のクランプ力を与えている。
【００２５】
テーブル２４およびクランプ板２５の各先端部は櫛歯状となっており、突出する爪２４ａ，２５ａと凹部２４ｂ，２５ｂとが所定間隔で交互に設けられている（図４）。
【００２６】
テーブル２４の先端側（図２において左側）には、テーブル２４上に投入した本文Ａの前端を係止するストッパ２８が回動自在に設けられ、また、テーブル２４上の本文Ａの幅方向両側縁を位置規制するための固定ガイド２９および可動ガイド３０が設けられている。さらに、サブクランプ２０には、テーブル２４に載置収容させた本文Ａの後端を押さえ付ける押さえ板３１が回動可能に設けられている（図３、図５、図６）。可動ガイド３０は支軸３０ａを中心として図６において反時計方向に回転するようにバネ付勢されており、テーブル２４上に載置した本文Ａの幅変動に対応して、固定ガイド２９と協働して左右位置規制するものである。押さえ板３１はねじりコイルバネ３２により図５において反時計方向に回転するように付勢されている。押さえ板３１は第一の本文供給手段１（図１）の一部を構成すると同時に、後述するようにジョグユニット４０の一部を構成している。
【００２７】
なお、図示しないが、サブクランプ２０には、テーブル２４上に供給された本文Ａのサイズ（Ａ４、Ｂ５等）を検出する本文サイズセンサが設けられている。
【００２８】
ジョグユニット４０は、サブクランプ２０が前述の回転機構２２により退避位置からジョグ位置に移動したときに、この位置において、サブクランプ２０のテーブル２４，クランプ板２５間にクランプされた本文Ａに対して所定の振動を与えることによって突き揃えを行うものであり、回転機構４１により退避位置（図２において二点鎖線で示す）と作動位置（図２において実線で示す）との間を往復揺動するベース４２と、ベース４２に対してスライドレール（図示せず）を介して上下動可能に取り付けられた略Ｌ字形の上下揺動板４３と、ベース４２の下端に直角に取り付けられた本文下端位置決め板４４（この実施形態ではベース４２の幅方向に間隔をおいて複数個取り付けられている：図１１参照）と、上下揺動板４３をベース４２に対してそれらの面と平行な方向（本文Ａの用紙面と平行な方向）に微小往復移動させる振動機構４５と、サブクランプ２０に支持された本文Ａを上方から押さえ付ける前述の押さえ板３１と、左右揺動板４６と、左右揺動板４６を前述の板バネ３０を介して本文Ａの左側縁（図６）に対して断続的に衝突させる振動機構４７とを有する（図５、図６、図１０、図１１）。
【００２９】
この実施形態において、振動機構４５は、モータ４５ａと、該モータにより回転駆動される偏心カム４５ｂと、該偏心カムと係合するべく上下揺動板４３に設けられた係合穴４５ｃとを有して構成されている。振動機構４７も略同様の構成であり、モータ４７ａと、該モータにより回転駆動される偏心カム４７ｂと、該偏心カムと係合するべく左右揺動板４６に設けられた係合穴４７ｃとを有して構成されている。
【００３０】
ジョグユニット４０による本文突き揃えは、サブクランプ２０がジョグ位置に移動した後クランプを開放してフリーとなった本文Ａに対して、その上下の突き揃えについては上端を押さえ板３１で押さえながら上下揺動板４３の微小上下動によってその下端を突き揃えることによって行い、左右の突き揃えについては本文Ａの右端を固定ガイド２９で固定しながら左右揺動板４６の微小揺動によってその左端を突き揃えることによって行う。押さえ板３１はコイルバネ３２の付勢力に抗して時計方向（図５）に回動可能であるため、上下揺動板４３の微小上下動に伴う本文Ａの移動を許容する。また、本文Ａの左端には常にバネ板３０が弾性係合しているため、ジョグ動作の間に左右揺動板４６が本文Ａから離れたときの跳ね返りを防止する。
【００３１】
メインクランプ５０は第二の本文供給手段４（図１）を構成しており、図２および図４において右側の可動クランプ板５１と，左側の固定クランプ板５２と、可動クランプ板５１を固定クランプ板５２に対して移動させることによりメインクランプを開閉するクランプ開閉機構５３と、メインクランプ５０全体を水平移動する移動機構５４とを有している。クランプ開閉機構５３としては、たとえば、サブクランプ２０について例示した移動機構（図３）に類似の機構を採用することができる。
【００３２】
移動機構５４により水平移動するメインクランプ５０は、サブクランプ２０が本文受渡位置に到達したときにテーブル２４とクランプ板２５との間に圧接挟持された状態の本文Ａを後述するようにしてメインクランプ５０に移し替える本文受取位置と、糊付位置と、表紙成型位置の３つの位置を取るように制御される。図２においては本文受取位置のメインクランプが実線で示され、表紙成型位置のメインクランプが点線で示されている。糊付位置は図示されていないが、本文受渡位置から同図において左方向に若干移動し、クランプ板５１，５２間にクランプされた本文Ａの厚さ中心がヒートローラ６４（後述）の中心線上に整列した位置である。
【００３３】
クランプ板５１，５２の先端部（上端部）はサブクランプ２０のテーブル２４およびクランプ板２５の先端部と同様に櫛歯状となっており、突出する爪５１ａ，５２ａと凹部５１ｂ，５２ｂとが所定間隔で交互に設けられているが、メインクランプとサブクランプにおける爪と凹部の配置関係が逆になっており、サブクランプ２０が本文受渡位置に到達したとき、本文Ａをクランプしているテーブル２４，クランプ板２５の爪２４ａ，２５ａが、本文受取位置で待機しているメインクランプ５０のクランプ板５１，５２の凹部５１ｂ，５２ｂに入り込むとともに、クランプ板５１，５２の爪５１ａ，５２ａはテーブル２４，クランプ板２５の凹部２４ｂ，２５ｂに入り込む（図４）。
【００３４】
図２の実施形態における糊付手段３（図１）はヒータユニット６０として示されており、長尺帯状のホットメルトシート６１を巻回するシートローラ６２と、シートローラ６２から巻き出されたホットメルトシート６１を所定の搬送路に沿って搬送するシート送りローラ６３と、シート送りローラ６３から送り出されたホットメルトシート６１をその溶融温度以上に加熱して溶融させるヒートローラ６４と、ヒートローラ６４との接触により溶融したホットメルト接着剤６１’を収容するハウジング６５と、ヒートローラ６４を所定方向（図２、図７において時計方向）に回転させる回転駆動機構６６と、ヒートローラ６４を昇降移動させる昇降駆動機構６７とを有している。ハウジング６５には上下２箇所に温度センサ６８，６９が設けられており（図７）、ハウジング６５内に所定量の溶融ホットメルト接着剤６１’が収容されているか否かを温度センサ６８，６９による測定温度差によって検出する。
【００３５】
図２の実施形態における表紙供給手段５（図１）は給紙ユニット７０として示されており、表紙用紙（以下単に表紙という）Ｂを収容する表紙カセット７１と、表紙カセット７１に収容された表紙Ｂを所定のタイミングで一枚ずつ給送する給紙ローラ７２と、給紙ローラ７２によって給紙された表紙Ｂを所定の通紙経路に沿って搬送する一連の搬送ローラ群７３とを有している。最後の搬送ローラは後述の表紙位置決めローラ８１として設けられている。表紙カセット７１は、製本サイズ（Ａ４、Ｂ５等）に応じた所定の複数種類のサイズの表紙Ｂを収容可能である。表紙カセット７１には、図示しないが、表紙カセット７１に収容された表紙Ｂのサイズを検出する表紙サイズセンサが設けられている。また、所定の通紙経路に沿って用紙Ｂが搬送されていることを検出するセンサとして、下記カット位置センサ７４のほか、複数のセンサ８２〜８４が設けられている。
【００３６】
搬送ローラ群７３によって規定される表紙Ｂの通紙経路の途中に表紙裁断手段６（図１）が設けられており、図２の実施形態ではこれをカット位置センサ７４と、カッター刃７５ａを備えたカッター７５で構成している（図８、図９）。カッター刃７５ａは図示しないモータによって駆動される。
【００３７】
カッター７５により本文Ａの厚さに応じた所定サイズに裁断された表紙Ｂ’は、さらに通紙シュート８０および搬送ローラ７３により所定の通紙経路に沿って搬送され、後述の表紙位置決め手段７（図１）により所定位置に位置決めされて、表紙成型位置に送り込まれる。一方、裁断された表紙切り屑は切り屑排出手段１１（図１）によって通紙経路とは別の切り屑排出経路を通って排出される。切り屑排出手段は、図２の実施形態においては、カッター７５の作動と同期して切替制御される可動板（経路切替手段）７７と、可動板７７が点線位置（図２、図９）にあるときにカッター７５によりカットされた表紙切り屑を切り屑トレイ７９に送り込むために通紙シュート８０に隣接して設けられる切り屑排出シュート７８とを有して構成されている。
【００３８】
裁断後の表紙Ｂ’の通紙経路は表紙成型位置（図１）の直前で略水平面とされ、この水平通紙面の領域内に、表紙位置決め手段７（図１）を構成する上下一対の表紙位置決めローラ８１と表紙揃えピン８５が設けられている（図１２）。表紙位置決めローラ８１は常時は対向するローラ８６に圧接した状態に維持されるが、昇降機構８７により対向ローラ８６から退避可能であり、カット後の表紙Ｂ’が表紙接着および表紙成型のための所定位置に到達する直前で上昇して対向ローラ８６から退避する。表紙揃えピン８５は図１２に示される上昇位置と下方の待機位置との間を昇降可能であり且つ表紙搬送方向（水平方向）と直交する方向に移動可能であって、表紙位置決めローラ８１が退避している間に、それまでの待機位置から上昇位置に上昇し、且つ該直交方向に前進して、後述する固定ガイド８８（図１６）との協働により、成型位置近傍に送り込まれた表紙Ｂ’の位置（特に搬送方向と直交する方向の位置）を微修正する。この後、表紙位置決めローラ８１を再駆動して、表紙Ｂ’を所定の成型位置に送り込む。
【００３９】
図２、図１２の実施形態において表紙接着手段８（図１）および表紙成型手段９（図１）は単一の表紙成型ユニット９０が兼用しており、一対の成型プレート９１，９１と、これら成型プレートを開閉するプレート開閉機構９２と、成型プレートの直下に設けられる移動プレート９３と、移動プレート９３を水平方向に移動させる移動機構９４と、成型プレートの表紙成型ユニット９０の全体を待機位置（図２において実線で示されている）と成型位置（図２において点線で示されている）との間を昇降移動させる昇降機構９５とを有している。成型プレート９１，９１は、表紙成型位置においてメインクランプ５０により垂直に立てた状態に支持されている本文Ａの厚さ中心に対して左右対称であり、プレート開閉機構９２により開閉移動するときも該厚さ中心に対して左右対称の関係を維持する。
【００４０】
移動プレート９３は、この実施形態の自動製本装置で製本可能な許容最大厚さ（たとえば２０ｍｍ）以上の幅を有して製本後の冊子Ｃを挿通可能である冊子挿通孔９３ａを有しており、図２に示される位置（実線位置および点線位置＝シャッター閉止位置）にあるときは本文挿通孔９３ａは成型プレート９１，９１間の開口（プレート開閉機構９２により両プレートが開いたときに両プレート間に形成される開口）と整列していないが、移動機構９４により該位置から図２において右方に移動したとき（シャッター開放位置）は、プレート開閉機構９２により成型プレート９１，９１が開いたときに両プレート間に形成される開口と整列するように位置制御される。
【００４１】
表紙成型ユニット９０の下方には製本済みの冊子Ｃを排出する冊子排出手段１０（図１）が設けられ、図２の実施形態では、上記成型プレート９１，９１間の開口と整列可能な移動プレート９３の冊子挿通孔９３ａと、この下方に設けられるガイド９６と、ガイド９６から落下した冊子Ｃを載置して紙面鉛直方向に移送するベルトコンベア９７とを有するものとして構成されている。
【００４２】
以上に述べた自動製本装置の各部の作動は図示しないコンピュータ等の制御装置によって制御されるものであり、これについて以下図１３〜図１５のフローチャートを参照しながら説明する。
【００４３】
図１３のフローチャートは、製本作業開始から本文Ａがサブクランプ２０により供給され、その供給過程においてジョグユニット４０による突き揃えが行われた後、メインクランプへの受渡が完了するまでの動作フローを示す。
【００４４】
まず、Ｓ１０１で初期スタート条件がすべて満たされているか否かを確認する。初期スタート条件には、たとえば、サブクランプ２０が前述の本文供給位置にあり且つジョグユニット４０が前述の退避位置にあること、サブクランプ２０のテーブル２４上に本文Ａがセットされていること、給紙ユニット７０のカセット７１にテーブル２４上の本文Ａのサイズに対応したサイズの表紙Ｂが収容されていること（前述の本文サイズセンサと表紙サイズセンサによる検出値に基づいて判断する）、ヒータユニット６０においてハウジング内に所定量のホットメルト接着剤６１’が既に収容されていること、スタートスイッチがＯＮにされていること、等が含まれる。
【００４５】
Ｓ１０１ですべての初期スタート条件が満たされていることを確認した後、サブクランプ２０のクランプ板２５をテーブル２４に近接させる方向に移動（下降）させて、それらの間に本文Ａをクランプし（Ｓ１０２）、このクランプ状態において本文Ａの厚さをセンサ２１で検出する（Ｓ１０３）。なお、図２の実施形態の自動製本装置では厚さ１．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下の本文を製本可能であり、ここではセンサ２１による検出値がこの許容範囲内であることを前提としているが、範囲外であるときはサブクランプ２０を開くとともにエラー表示をしてリセットを待つものとする。
【００４６】
次に、サブクランプ２０をジョグ位置に移動させるとともに、本文Ａの前端を押さえているストッパ２８を図２点線位置に退避させた（Ｓ１０４）後、回転機構４１によりジョグユニット４０をそれまでの退避位置から作動位置（図２実線位置）に移動させるとともに、クランプ板２５を若干開いて本文Ａに対するクランプを開放し（Ｓ１０５）、ジョグユニット４０による突き揃えを所定時間行う（Ｓ１０６）。ジョグユニット４０による突き揃え動作については図５、図６、図１０および図１１を参照して詳細に既述した通りである。なお、ジョグユニット４０による突き揃えを行っている間に、表紙成型位置での表紙接着および表紙成型を終えたメインクランプ５０が本文受取位置に向けて移動中または既に本文受取位置に復帰しており、また、次の製本作業のための表紙Ｂが給紙ユニット７０の表紙カセット７１から給紙され、または搬送途中にある。
【００４７】
ジョグユニット４０による所定時間の突き揃えが終了した後、クランプ板２５を再度テーブル２４に近接移動させて本文Ａをクランプし（Ｓ１０７）、ジョグユニット４０を退避位置（図２二点鎖線位置）に退避させる（Ｓ１０８）。
【００４８】
次いで、メインクランプ５０が後述する表紙接着・表紙成型に関連する一連の動作を完了して本文受取位置に戻っていることを確認した（Ｓ１０９）後、突き揃え終了後の本文Ａをクランプしているサブクランプ２０を回転機構２２により本文受渡位置に移動させる（Ｓ１１０）。このときメインクランプ５０は開いた状態（図４（ａ））にあり、既述したように、サブクランプ前端の爪２４ａ，２５ａがメインクランプの凹部５１ｂ，５２ｂに入り込むとともにメインクランプの爪５１ａ，５２ａがサブクランプ前端の凹部２４ｂ，２５ｂに入り込む（図４（ｂ））ため、この後にメインクランプを閉じ（Ｓ１１１）、サブクランプ２０を開放（Ｓ１１２）しても、ジョグユニット４０による突き揃え状態をずらさずに、また確実に、本文Ａをサブクランプ２０からメインクランプ５０に受け渡すことができる（図４（ｃ））。
【００４９】
開放状態とされたサブクランプ２０は本文供給位置に復帰して次の製本のための本文供給を待つ（Ｓ１１３）。また、Ｓ１１１およびＳ１１２によりサブクランプ２０から本文Ａを受け渡されたメインクランプ５０に対して、本文受取位置から糊付位置に向けて移動可能であることを示す信号を出力する（Ｓ１１４）。そして、次回スタート条件が満たされているか否かを確認して（Ｓ１１５）、前述のＳ１０２に戻る。次回スタート条件には、たとえば、サブクランプ２０のテーブル２４上に本文Ａがセットされていること、スタートスイッチがＯＮにされていること等が含まれる。所定時間経過しても次回スタート条件が満たされない場合は、製本作業が終了したものと判断して装置を停止させる。
【００５０】
図１４のフローチャートは糊付処理から表紙接着および表紙成型に至るまでの動作フローを示し、まず、メインクランプ移動可能信号が出力されたこと（図１３：Ｓ１１４）を確認（Ｓ２０１）した後、メインクランプ５０を本文受取位置から糊付位置まで移動させる（Ｓ２０２）。前述のように、サブクランプ２０から本文Ａを受け取る時のメインクランプ５０は、ヒータユニット６０のヒートローラ６４の中心軸から図２において若干右方にずれた位置にあり、厚みセンサ２１による本文厚さ（図１３：Ｓ１０３で検出済み）を参照して、メインクランプ５０に直立状態にクランプされた本文Ａの厚さ中心がヒートローラ６４の中心軸上に位置するよう、メインクランプ５０を本文受取位置（図２実線位置）から糊付位置まで移動させるものである。
【００５１】
次いで、昇降駆動機構６７によりヒートローラ６４を上昇させる（Ｓ２０３）。ヒートローラ６４は通常は回転駆動機構６６により所定方向に回転していて、その周面には所定量の溶融ホットメルト接着剤６１’が付着している。上昇時（Ｓ２０３）には回転を止められており、このヒートローラ６４を上昇させて、糊付位置においてメインクランプ５０に直立状態にクランプされている本文Ａの背部に所定の圧接力で圧接させた後、微小角度範囲内（たとえば±５度程度）において正逆回転させる（Ｓ２０４）。これにより、本文Ａの背部だけでなく背部近傍の両側面部分にも溶融ホットメルト接着剤６１’を塗着した後、ヒートローラ６４を待機位置に下降させる（Ｓ２０５）。以上でヒータユニット６０による糊付作業が終了する。
【００５２】
次いで、表紙（所定サイズに裁断済みの表紙Ｂ’）が表紙成型ユニット９０の成型プレート９１，９１上の所定位置に既に送り込まれているか否かを確認（Ｓ２０６）した後、メインクランプ５０をさらに図２において左方に表紙成型位置まで移動させる（Ｓ２０７）。なお、メインクランプ５０の表紙成型位置においては、背部およびその近接領域にホットメルト接着剤６１’が塗着された本文Ａの厚さ中心が成型プレート９１，９１の中心線上に位置しており、表紙Ｂ’も同様にその幅中心が成型プレート９１，９１の中心線上に位置している。この表紙位置決めのための動作については図１５のフローチャートにより後述する。
【００５３】
そして、これまで閉じていた成型プレート９１，９１をプレート開閉機構９２により開き（Ｓ２０８）、これまで待機位置（図２実線位置）にあった表紙成型ユニット９０を昇降機構９５により成型位置（図２点線位置）に上昇させる（Ｓ２０９）。成型プレート９１，９１が開いた状態で移動プレート９３が上昇することにより、表紙成型位置のメインクランプ５０にクランプされた直立状態の本文Ａの背部に対して表紙が圧接され、既に塗着されているホットメルト接着剤６１’を介して本文Ａの背部が表紙中央に接着される。
【００５４】
次いで、成型プレート９１，９１を閉じる（Ｓ２１０）。Ｓ２０６で成型プレート９１，９１の間に本文Ａおよび表紙Ｂ’が配置されていることが既に確認されているので、ここで成型プレート９１，９１を閉じることにより、本文Ａの背部の側縁に沿って表紙を折り曲げて表紙成型を行うことができる。また、前述の糊付工程により本文Ａの背部に近接する両側面領域にもホットメルト接着剤６１’が塗着されている（いわゆる横糊）ため、成型プレート９１，９１を閉じることにより、横糊を介して本文Ａの背部に近接する両側面領域にも表紙Ｂ’を接着することができる。すなわち、Ｓ２１０のステップにおいて表紙接着と表紙成型とが同時に行われる。このときの成型圧はＳ２１１で検出され、所定圧力値で成型を開始してから所定時間（たとえば２秒）を経過したとき（Ｓ２１２：Ｙｅｓ）に成型を終了する。
【００５５】
成型終了後、移動プレート９３の冊子挿通孔９３ａが成型プレート９１，９１の中心軸の直下となる位置（シャッター開放位置）まで、移動プレート９３を移動機構９４により移動させた（Ｓ２１３）後に成型プレート９１，９１を、プレート開閉機構９２により開き（Ｓ２１４）、メインクランプ５０を開く（Ｓ２１５）。メインクランプ５０によるクランプから開放されることにより、製本された冊子Ｃが開放状態の成型プレート９１，９１間の隙間および冊子挿通孔９３ａを通過し、ガイド９６により案内されてベルトコンベア９７上に落下して、所定場所に搬送される。ベルトコンベア９７による冊子Ｃの排出経路には排出センサ（図示せず）が設けられており、この排出センサが冊子Ｃを排出したことを検知した（Ｓ２１６：Ｙｅｓ）後、表紙成型ユニット９０を成型位置から待機位置に下降させる（Ｓ２１７）とともに、移動プレート９３をシャッター閉止位置に復帰させる（Ｓ２１８）。そしてメインクランプ５０を本文受取位置（図２実線位置）に復帰させる（Ｓ２１９）。
【００５６】
以上に述べた一連の糊付から製本までの動作を、図１３：Ｓ１１４でメインクランプ移動可能信号が出力された都度実行して、製本作業を繰り返し行う。
【００５７】
次に、給紙ユニット７０による表紙供給およびこれに関連する表紙カット、切り屑排出、表紙位置決めの各動作を図１５のフローチャートを参照して説明する。
【００５８】
図１３：Ｓ１１５で次回スタート条件が満たされていることを確認した後、表紙カセット７１に少なくとも１枚の表紙が収容されていることを確認（Ｓ３０１）して、給紙ローラ７２をモータ駆動して、カセット７１内の表紙Ｂを１枚だけ通紙経路に沿って給送し始める（Ｓ３０２）。カッター７５の直前に設けられたカット位置センサ７４は表紙Ｂの先端を通過したときにＯＮとなり、これをＳ３０３で確認すると給紙ローラ７２を一旦停止させ（Ｓ３０４）、所定量（Ｌ１）だけ表紙Ｂを搬送するべく給紙ローラ７２を微量駆動させた（Ｓ３０５）後に再度停止させる（Ｓ３０６）。これにより、センサ７４からカッタ刃７５ａによるカット位置までの通紙経路長を（Ｌ２）とすると、（Ｌ１−Ｌ２）だけ表紙Ｂの前端がカッター刃７５ａ位置よりも下方に突出することになる。ここでモータ駆動によりカッター刃７５ａを通紙経路と略直交する方向に移動させて用紙Ｂ前端をカットする（Ｓ３０７）。
【００５９】
表紙カセット７１に収容される表紙Ｂは製本すべき本文Ａのサイズに応じてあらかじめ定められたサイズを有しており、本文Ａの幅を（ＷＡ）とし、カッター刃７５ａによるカット代を（Ｖ）だけ取るものとし、また、ヒータユニット６０での糊付け量や表紙成型ユニット９０での成型代（折り曲げ代）として片側で（α）だけマージンを取るものとして、この自動製本装置による製本可能な最大許容厚さを（Ｔｍａｘ，この実施形態では２０ｍｍ）とすると、次式で示される幅（ＷＢ）を有する表紙Ｂがあらかじめ準備されており、これが表紙カセット７１に収容されている。
ＷＢ＝（ＷＡ＋α）×２＋Ｔｍａｘ＋Ｖ
【００６０】
そして、本文厚さセンサ２１で測定した本文厚さを（ＴＡ）とすると、最大許容厚さとの差、すなわち（Ｔｍａｘ−ＴＡ）＋Ｖが表紙のカット量となり、これが前述の表紙突出量（Ｌ１−Ｌ２）に等しくなるから、Ｓ３０５における表紙搬送量（Ｌ１）は次式を満たすように設定すればよいことになる。Ｌ１＝Ｔｍａｘ−ＴＡ＋Ｌ２＋Ｖ
【００６１】
Ｓ３０７でカットされた後の表紙幅（ＷＢ’）は次式で表される。
ＷＢ’＝（ＷＡ＋α）×２＋ＴＡ
【００６２】
次いで、給紙ローラ７２をモータ駆動してカット後の表紙Ｂ’の給送を再開し（Ｓ３０８）、センサ８３が表紙Ｂ’の後端通過を検出してＯＮになるのを待つ（Ｓ３０９）。センサ８３がＯＮになると（Ｓ３０９：Ｙｅｓ）、給紙ローラ７２を停止させ（Ｓ３１０）、表紙位置決めローラ８１を上昇させて対向ローラ８６から退避させた（Ｓ３１１）後、表紙揃えピン８５の移動による表紙揃えを行う（Ｓ３１２）。表紙揃えピン３５は成型位置近傍に送り込まれた表紙Ｂ’の一側縁と係合可能な位置に設けられており、他側縁には固定ガイド８８，８８が設けられている（図１６）。Ｓ３１２における表紙揃えピン８５の移動は、それまで表紙Ｂ’には係合しない下方位置に待機していた状態から上昇して表紙Ｂ’の一側縁と係合し、さらに表紙搬送方向と直交する方向（図１６で上方向）に低速にて微量移動して、表紙Ｂ’の他側縁を固定ガイド８８，８８に係合させる。これにより、特に搬送方向と直交する方向おける表紙Ｂ’の位置ずれを補正する。
【００６３】
Ｓ３１２で表紙揃えが完了すると、表紙揃えピン３５を下方待機位置に下降させた後、表紙位置決めローラ８１を下降させて対向ローラ８６に圧接し（Ｓ３１３）、これを駆動して給紙を再開し（Ｓ３１４）、センサ８４が表紙Ｂ’の後端通過を検出してＯＮになったとき（Ｓ３１５：Ｙｅｓ）に表紙位置決めローラ８１を停止させる（Ｓ３１６）。これにより表紙Ｂ’が成型プレート９１上の基準位置に送り込まれるが、この時点では本文厚さ（ＴＡ）に応じた所定位置にはまだ位置決めされていない。このときの位置制御は任意であるが、たとえば、この自動製本装置による製本許容最小厚さを（Ｔｍｉｎ，この実施形態では１．５ｍｍ）として、ＴＡ＝Ｔｍｉｎのときに、Ｓ３１６で停止した表紙Ｂ’の中心位置が、メインクランプ５０が成型位置に移動したとき（図１４：Ｓ２０７）の本文Ａの厚さ中心と整列するように位置制御する。この位置制御の場合は、Ｓ３１６で停止した時点では、実際の本文厚さと製本許容最小厚さとの差の半分、すなわち（ＴＡ−Ｔｍｉｎ）／２だけ、成型位置の本文厚さ中心からずれていることになる。
【００６４】
そこで、この演算結果を受けて、Ｓ３１７で表紙位置決めローラ８１を駆動して上記所定量だけ表紙Ｂ’を搬送させて位置決めを終了し、Ｓ３１８で成型処理完了を待って、図１５の表紙供給に関連するフローを終了する。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、本文の厚さに応じて表紙を裁断する工程を一連の製本作業工程の中に組み入れたので、製本後の表紙裁断工程が不要化され、常に本文幅に同調した表紙幅で自動製本することができる。
【００６６】
また、本文の厚さに応じて表紙が裁断されるため、裁断後の表紙の中心位置を正確に把握することができ、これに印刷を施して製本することにより位置ずれのない表紙印刷が可能であり、特に全面印刷の場合に有効である。これによって、従来行われていた製本前のプレ印刷が不要となり、真の意味のオンデマンド製本を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による製本装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態としての自動製本装置の全体構成を示す正面図である。
【図３】図２の自動製本装置におけるサブクランプに関連する構成を示す拡大断面図である。
【図４】この自動製本装置におけるサブクランプとメインクランプの先端部形状を示すとともにサブクランプからメインクランプへの本文受渡の要領を示す説明図である。
【図５】この自動製本装置におけるサブクランプおよびジョグユニットに関連する構成を示す平面図である。
【図６】この自動製本装置におけるサブクランプに関連する構成を示す拡大平面図である。
【図７】この自動製本装置におけるヒータカセット部の構成を示す説明図である。
【図８】この自動製本装置における表紙裁断手段（カッター）に関連する構成を示す正面図である。
【図９】この自動製本装置における切り屑排出手段に関連する構成を示す正面図である。
【図１０】この自動製本装置におけるジョグユニットに関連する構成を示す側面図である。
【図１１】この自動製本装置におけるジョグユニットに関連する構成を示す正面図である。
【図１２】この自動製本装置における表紙位置決め手段に関連する構成を示す正面図である。
【図１３】この自動製本装置において、製本作業開始から本文がサブクランプ２０により供給され、その供給過程においてジョグユニットによる突き揃えが行われた後、メインクランプへの受渡が完了するまでの動作フローを示すフローチャートである。
【図１４】この自動製本装置において、糊付処理から表紙接着および表紙成型に至るまでの動作フローを示すフローチャートである。
【図１５】この自動製本装置において給紙ユニットによる表紙供給およびこれに関連する表紙カット、切り屑排出、表紙位置決めの各動作フローを示すフローチャートである。
【図１６】この自動製本装置における表紙の左右方向の位置決め動作を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 第一の本文供給手段
２ 本文厚さ検出手段
３ 糊付手段
４ 第二の本文供給手段
５ 表紙供給手段
６ 表紙裁断手段
７ 表紙位置決め手段
８ 表紙接着手段
９ 表紙成型手段
１０ 冊子排出手段
１１ 切り屑排出手段
１２ 表紙印刷手段
Ａ 冊子
Ｂ 表紙
Ｂ’ 裁断後の表紙
Ｃ 製本された冊子
２０ サブクランプ
２１ 厚みセンサ
２４ テーブル
２５ クランプ板
３１ 押さえ板
４０ ジョグユニット
４３ 上下揺動板
４６ 左右揺動板
５０ メインクランプ
６０ ヒータユニット
６４ ヒートローラ
７０ 給紙ユニット
７４ カット位置センサ
７５ カッター
７７ 可動板
７８ 切り屑排出シュート
８１ 表紙位置決めローラ
８５ 表紙揃えピン
９０ 表紙成型ユニット
９１ 成型プレート
９３ 移動板
９３ａ 冊子挿通孔
９６ ガイド
９７ ベルトコンベア
【発明の属する技術分野】
本発明は、製本しようとする本文の背部をホットメルト接着剤を用いて表紙に接着して製本する製本装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
製本しようとする本文の背部をホットメルト接着剤を用いて表紙に接着して製本する製本装置および方法については、従来から各種の提案がなされている。すなわち、本文の背部に溶融状態のホットメルト接着剤を塗着し、または本文の背部を接着すべき表紙の中央部に溶融状態のホットメルト接着剤を塗着するか、あるいは表紙の中央部にあらかじめホットメルト接着剤シートを添付しておいてこれをヒータで加熱溶融させて、本文の背部を表紙中央部に対して押圧することにより接着した後、表紙の背部を本文の厚さに応じて折り曲げて製本している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、製本しようとする本文の厚さは一定ではないので、上記した従来の製本技術によると、製本後の表紙幅が本文の厚さに伴って異なるものとなってしまう。このため、あらかじめある程度のマージンを見込んで大きなサイズに表紙用紙を形成しておき、これを用いて製本した後、本文の幅に合わせて裁断するという工程を必要としており、製本作業効率を損ねるとともに、製本後の表紙裁断量が多く、資源の無駄となっていた。
【０００４】
あらかじめ表紙に何通りかの折り目を形成しておき、本文の厚さに応じて折り目を選択して製本することも行われているが、多種多様な本文の厚さに対応した折り目を形成しておくことは実際上不可能であり、また、本文の厚さ中心と表紙の中央との位置合わせが困難であるとともに、上記の場合と同様、本文の厚さによって製本後の表紙幅が変動するという問題があった。
【０００５】
特公平６−４３１５２号公報記載の発明では、表紙に本文の厚さに応じた間隔で折り目を形成するとともに、ホットメルト接着剤シートを本文の厚さに応じた所定幅に切断して表紙の折り目間隔内または熱板上に載置し、外部加熱手段または熱板加熱により溶融したホットメルト接着剤により表紙の折り目間隔内に本文の背部を接着するようにしている。
【０００６】
この従来技術によれば、表紙の折り目が本文の厚さに同調したものとなるので、本文の厚さ中心と表紙の中央との位置合わせについては問題ないが、依然として本文の厚さによって製本後の表紙幅が変動するという問題に対する解決手段とはならず、製本後の表紙裁断工程を必要としていた。
【０００７】
また、この従来技術では、本文の厚さに応じた表紙折り目形成およびホットメルト接着剤シート切断をレバーハンドルの手動または自動操作によって行っているが、切断後のホットメルト接着剤シートを所定位置に載置する工程が自動化されておらず、表紙上に落下した切断後のホットメルト接着剤シートを拾い上げ、これを所定位置に載置するといった人手による作業が必要であり、一連の製本作業を完全に自動化できるものではなかった。さらに、切断したホットメルト接着剤シートを所定位置に正確に載置することが困難であり、しかも載置後加熱溶融するまでの位置ずれを防ぐためにその裏面にあらかじめ感圧接着剤を設けておくことが望まれるなどの問題を新たに生ずることになっていた。
【０００８】
また、冊子の内容を表示するため等の目的から表紙に所定の印刷を施して製本することが多いが、従来は製本装置にかける前に所定の印刷を施し、これを製本装置に供給していた。ところが、上記従来技術によると本文の厚さによって製本後の表紙幅が変動するため、あらかじめ印刷した表紙を用いると表紙中心位置のずれが生じ、特に全面印刷のような場合にはこの位置ずれが目立ってしまってきわめて体裁の悪いものとなっていた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した各従来技術の不利欠点を解消し、本文の厚さに応じて表紙を裁断する工程を一連の製本作業工程の中に組み入れ、製本後の表紙裁断工程を不要化して、常に本文厚さに同調した表紙幅で自動製本することができる新規な製本装置および方法を提供することを目的とする。
【００１０】
この目的を達成するため、請求項１にかかる製本装置は、製本しようとする本文を両側からクランプした状態で糊付位置を経て表紙成型位置に供給する本文供給手段と、本文供給手段によるクランプ状態において本文の厚さを検出する本文厚さ検出手段と、本文供給手段によりクランプ状態で糊付位置に供給された本文の背部にホットメルト接着剤を塗着する糊付手段と、本文供給手段によりクランプ状態で表紙成型位置に供給された本文のホットメルト接着剤塗着背部の下方に表紙を供給する表紙供給手段と、表紙成型位置において表紙供給手段により供給された表紙の中央部を本文のホットメルト接着剤塗着背部に押圧して接着すると共に該表紙を本文のホットメルト接着剤塗着背部の両側縁に沿って折り曲げる表紙接着成型手段とを有してなり、表紙供給手段は、本文厚さ検出手段による検出結果を受けて本文の厚さに応じて表紙を裁断する表紙裁断手段と、本文厚さ検出手段による検出結果を受けて表紙裁断手段による裁断後の表紙の中央が表紙成型位置における本文の厚さ中心と一致するよう位置決めする表紙位置決め手段とを含むことを特徴としている。
【００１１】
請求項２は、請求項１記載の製本装置において、さらに、表紙裁断手段により裁断された表紙切り屑を表紙供給手段による通紙経路とは別の切り屑排出経路を通じて排出する切り屑排出手段を有することを特徴としている。
【００１２】
請求項３は、請求項２記載の製本装置において、通紙経路と切り屑排出経路とが表紙裁断手段の直下に隣接して設けられており、切り屑排出手段は、表紙裁断手段により裁断された表紙切り屑を切り屑排出経路に案内するとともに、裁断後の表紙は通紙経路に案内するよう、表紙裁断手段の作動と連動して切替操作される経路切替手段を有することを特徴としている。
【００１３】
請求項４は、請求項１ないし３のいずれか記載の製本装置において、さらに、表紙裁断手段により裁断された表紙の裁断寸法に応じた任意位置に任意の印刷を施す表紙印刷手段が設けられることを特徴としている。また、請求項５は、請求項１ないし４のいずれか記載の製本装置において、表紙接着成型手段が開閉可能な一対の成型プレートを有しており、表紙接着成型手段により製本された後の冊子を成型プレートを開くことにより排出する冊子排出手段をさらに有することを特徴としている。
【００１４】
また、請求項６にかかる製本方法は、製本しようとする本文を両側からクランプした状態で糊付位置に供給するとともにその間に本文の厚さを検出し、糊付位置において本文の背部にホットメルト接着剤を塗着し、背部にホットメルト接着剤を塗着された本文を表紙成型位置に移送し、一方、本文の厚さに応じて表紙を裁断し、裁断後の表紙の中央が表紙成型位置に移送された本文の厚さ中心と一致するよう表紙を供給し、表紙の中央部を本文のホットメルト接着剤塗着背部に対して押圧して接着するとともに、表紙を本文のホットメルト接着剤塗着背部の両側縁に沿って折り曲げて表紙成型することを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による製本装置の概略構成を示すブロック図であり、本文厚さ検出手段２を含む第一の本文供給手段１と、糊付手段３と、第二の本文供給手段４と、表紙裁断手段６および表紙位置決め手段７を含む表紙供給手段５と、表紙接着手段８と、表紙成型手段９と、冊子排出手段１０と、切り屑排出手段１１とを有して構成されている。
【００１６】
第一の本文供給手段１は、製本しようとする本文を両側からクランプした状態で糊付位置に供給する。本文厚さ検出手段２は、第一の本文供給手段１によるクランプ状態において本文の厚さを検出する。糊付手段３は、第一の本文供給手段１により糊付位置に供給された本文の背部にホットメルト接着剤を塗着する。第二の本文供給手段４は、糊付手段３により背部にホットメルト接着剤を塗着された本文を糊付位置から表紙成型位置に移送する。
【００１７】
表紙供給手段５は、表紙成型位置、より詳しくは同位置において第二の本文供給手段４により表紙成型位置に移送された本文のホットメルト接着剤塗着背部の下方に表紙を供給するもので、本文厚さ検出手段２による検出結果（本文厚さ検出値）を受けて、表紙裁断手段６により本文の厚さに応じて表紙を裁断するとともに、裁断後の表紙の中央が表紙成型位置における本文の厚さ中心と一致するよう表紙位置決め手段７によって位置決めして、上記表紙成型位置に表紙を送り込む。表紙裁断手段６により裁断された表紙切り屑は切り屑排出手段１１により、表紙供給手段５による表紙の通紙経路とは別の切り屑排出経路を通じて排出される。
【００１８】
表紙接着手段８は、表紙成型位置において、表紙供給手段５により供給された表紙の中央部を本文のホットメルト接着剤塗着背部に押圧して接着する。表紙成型手段９は、表紙接着手段８により接着された表紙を本文のホットメルト接着剤塗着背部の両側縁に沿って折り曲げて製本する。表紙接着手段８および表紙成型手段９は、後述の実施形態のように、単一の手段で両方の機能を同時に実現するように構成してもよい。このようにして製本された表紙付き冊子は、冊子排出手段１０によって上記一連の製本ラインから排出され、所定場所に搬送される。
【００１９】
表紙印刷手段１２は、表紙裁断手段６により裁断された表紙の裁断寸法に応じた任意位置に任意の印刷を施すものである。前述のように、表紙裁断手段６は本文厚さ検出手段２により検出された本文厚さ検出値を受けて所定寸法に表紙を裁断するので、この時点で、製本後の冊子の表紙中心位置が分かっている。したがって、表紙印刷手段１２は、表紙に印刷すべき文字や画像等の印刷データの入力を受け、該印刷データを製本後の冊子の表紙中心位置を考慮しながら印刷することができるため、位置ずれを生じさせずに印刷可能であり、特に全面印刷のような場合に有効である。また、従来のように製本前にプレ印刷を行う必要がなく、製本装置に印刷機構を組み込むことで一連の製本工程の中で表紙印刷を行うことができる利点がある。なお、表紙印刷手段１２に用いられる印刷機構は従来公知の任意のものを採用可能であり、たとえばインクジェット方式の印刷機構を採用することができる。
【００２０】
図１では本文厚さ検出手段２により検出された本文厚さ検出値を表紙裁断手段６、表紙位置決め手段７および表紙印刷手段１２に入力するように示されているが、実際には図示しないコンピュータ等の制御手段が用いられ、本文厚さ検出値を受けて、表紙裁断手段６、表紙位置決め手段７および表紙印刷手段１２を各々上記のように作動させるよう制御している。
【００２１】
図２は本発明の一実施形態としての自動製本装置の全体構成を示す正面図であり、図１に示される各手段に対応する機構を備えているが、この実施形態では表紙印刷手段は割愛されている。
【００２２】
図２の実施形態において、第一の本文供給手段１（図１）は主としてサブクランプ２０で構成されており、サブクランプ２０に取り付けた厚みセンサ２１が本文厚さ検出手段２（図１）を構成している。
【００２３】
サブクランプ２０は回転機構２２により支軸２３を中心として往復揺動可能であり、図示しない制御手段によって、図２に実線で示す本文供給位置と、本文供給位置から約６０度図において反時計方向に回転させた位置であるジョグ位置と、ジョグ位置からさらに約３０度同方向に回転させた位置である本文受渡位置の３つの位置を取るように制御される。
【００２４】
サブクランプ２０は、製本しようとする本文Ａを載置収容するテーブル２４と、テーブル２４上に載置収容された本文Ａを上から押さえ付けるためのクランプ板２５と、クランプ板２５を本文Ａの厚さ方向に移動させてテーブル２４上の本文Ａをクランプするための移動機構とを備えている。図３にはこの移動機構の一例が示されており、モータ３３の回転をウォームギア３４およびウォームホイール３５を介して偏心カム３６に伝達し、この偏心カム３６を回転させることでシャフト３８の一端に設けられたカムフォロア３７を移動させ、これによってシャフト３８を移動させて、該シャフトの他端に連結されたクランプ板２５をテーブル２４に対して近接または離隔する方向に移動させる。テーブル２４とカムフォロア３７との間においてシャフト３８の回りにはコイルスプリング３９が巻回されており、このバネ力によって、テーブル２４とクランプ板２５との間に挟持された本文Ａに対して所要のクランプ力を与えている。
【００２５】
テーブル２４およびクランプ板２５の各先端部は櫛歯状となっており、突出する爪２４ａ，２５ａと凹部２４ｂ，２５ｂとが所定間隔で交互に設けられている（図４）。
【００２６】
テーブル２４の先端側（図２において左側）には、テーブル２４上に投入した本文Ａの前端を係止するストッパ２８が回動自在に設けられ、また、テーブル２４上の本文Ａの幅方向両側縁を位置規制するための固定ガイド２９および可動ガイド３０が設けられている。さらに、サブクランプ２０には、テーブル２４に載置収容させた本文Ａの後端を押さえ付ける押さえ板３１が回動可能に設けられている（図３、図５、図６）。可動ガイド３０は支軸３０ａを中心として図６において反時計方向に回転するようにバネ付勢されており、テーブル２４上に載置した本文Ａの幅変動に対応して、固定ガイド２９と協働して左右位置規制するものである。押さえ板３１はねじりコイルバネ３２により図５において反時計方向に回転するように付勢されている。押さえ板３１は第一の本文供給手段１（図１）の一部を構成すると同時に、後述するようにジョグユニット４０の一部を構成している。
【００２７】
なお、図示しないが、サブクランプ２０には、テーブル２４上に供給された本文Ａのサイズ（Ａ４、Ｂ５等）を検出する本文サイズセンサが設けられている。
【００２８】
ジョグユニット４０は、サブクランプ２０が前述の回転機構２２により退避位置からジョグ位置に移動したときに、この位置において、サブクランプ２０のテーブル２４，クランプ板２５間にクランプされた本文Ａに対して所定の振動を与えることによって突き揃えを行うものであり、回転機構４１により退避位置（図２において二点鎖線で示す）と作動位置（図２において実線で示す）との間を往復揺動するベース４２と、ベース４２に対してスライドレール（図示せず）を介して上下動可能に取り付けられた略Ｌ字形の上下揺動板４３と、ベース４２の下端に直角に取り付けられた本文下端位置決め板４４（この実施形態ではベース４２の幅方向に間隔をおいて複数個取り付けられている：図１１参照）と、上下揺動板４３をベース４２に対してそれらの面と平行な方向（本文Ａの用紙面と平行な方向）に微小往復移動させる振動機構４５と、サブクランプ２０に支持された本文Ａを上方から押さえ付ける前述の押さえ板３１と、左右揺動板４６と、左右揺動板４６を前述の板バネ３０を介して本文Ａの左側縁（図６）に対して断続的に衝突させる振動機構４７とを有する（図５、図６、図１０、図１１）。
【００２９】
この実施形態において、振動機構４５は、モータ４５ａと、該モータにより回転駆動される偏心カム４５ｂと、該偏心カムと係合するべく上下揺動板４３に設けられた係合穴４５ｃとを有して構成されている。振動機構４７も略同様の構成であり、モータ４７ａと、該モータにより回転駆動される偏心カム４７ｂと、該偏心カムと係合するべく左右揺動板４６に設けられた係合穴４７ｃとを有して構成されている。
【００３０】
ジョグユニット４０による本文突き揃えは、サブクランプ２０がジョグ位置に移動した後クランプを開放してフリーとなった本文Ａに対して、その上下の突き揃えについては上端を押さえ板３１で押さえながら上下揺動板４３の微小上下動によってその下端を突き揃えることによって行い、左右の突き揃えについては本文Ａの右端を固定ガイド２９で固定しながら左右揺動板４６の微小揺動によってその左端を突き揃えることによって行う。押さえ板３１はコイルバネ３２の付勢力に抗して時計方向（図５）に回動可能であるため、上下揺動板４３の微小上下動に伴う本文Ａの移動を許容する。また、本文Ａの左端には常にバネ板３０が弾性係合しているため、ジョグ動作の間に左右揺動板４６が本文Ａから離れたときの跳ね返りを防止する。
【００３１】
メインクランプ５０は第二の本文供給手段４（図１）を構成しており、図２および図４において右側の可動クランプ板５１と，左側の固定クランプ板５２と、可動クランプ板５１を固定クランプ板５２に対して移動させることによりメインクランプを開閉するクランプ開閉機構５３と、メインクランプ５０全体を水平移動する移動機構５４とを有している。クランプ開閉機構５３としては、たとえば、サブクランプ２０について例示した移動機構（図３）に類似の機構を採用することができる。
【００３２】
移動機構５４により水平移動するメインクランプ５０は、サブクランプ２０が本文受渡位置に到達したときにテーブル２４とクランプ板２５との間に圧接挟持された状態の本文Ａを後述するようにしてメインクランプ５０に移し替える本文受取位置と、糊付位置と、表紙成型位置の３つの位置を取るように制御される。図２においては本文受取位置のメインクランプが実線で示され、表紙成型位置のメインクランプが点線で示されている。糊付位置は図示されていないが、本文受渡位置から同図において左方向に若干移動し、クランプ板５１，５２間にクランプされた本文Ａの厚さ中心がヒートローラ６４（後述）の中心線上に整列した位置である。
【００３３】
クランプ板５１，５２の先端部（上端部）はサブクランプ２０のテーブル２４およびクランプ板２５の先端部と同様に櫛歯状となっており、突出する爪５１ａ，５２ａと凹部５１ｂ，５２ｂとが所定間隔で交互に設けられているが、メインクランプとサブクランプにおける爪と凹部の配置関係が逆になっており、サブクランプ２０が本文受渡位置に到達したとき、本文Ａをクランプしているテーブル２４，クランプ板２５の爪２４ａ，２５ａが、本文受取位置で待機しているメインクランプ５０のクランプ板５１，５２の凹部５１ｂ，５２ｂに入り込むとともに、クランプ板５１，５２の爪５１ａ，５２ａはテーブル２４，クランプ板２５の凹部２４ｂ，２５ｂに入り込む（図４）。
【００３４】
図２の実施形態における糊付手段３（図１）はヒータユニット６０として示されており、長尺帯状のホットメルトシート６１を巻回するシートローラ６２と、シートローラ６２から巻き出されたホットメルトシート６１を所定の搬送路に沿って搬送するシート送りローラ６３と、シート送りローラ６３から送り出されたホットメルトシート６１をその溶融温度以上に加熱して溶融させるヒートローラ６４と、ヒートローラ６４との接触により溶融したホットメルト接着剤６１’を収容するハウジング６５と、ヒートローラ６４を所定方向（図２、図７において時計方向）に回転させる回転駆動機構６６と、ヒートローラ６４を昇降移動させる昇降駆動機構６７とを有している。ハウジング６５には上下２箇所に温度センサ６８，６９が設けられており（図７）、ハウジング６５内に所定量の溶融ホットメルト接着剤６１’が収容されているか否かを温度センサ６８，６９による測定温度差によって検出する。
【００３５】
図２の実施形態における表紙供給手段５（図１）は給紙ユニット７０として示されており、表紙用紙（以下単に表紙という）Ｂを収容する表紙カセット７１と、表紙カセット７１に収容された表紙Ｂを所定のタイミングで一枚ずつ給送する給紙ローラ７２と、給紙ローラ７２によって給紙された表紙Ｂを所定の通紙経路に沿って搬送する一連の搬送ローラ群７３とを有している。最後の搬送ローラは後述の表紙位置決めローラ８１として設けられている。表紙カセット７１は、製本サイズ（Ａ４、Ｂ５等）に応じた所定の複数種類のサイズの表紙Ｂを収容可能である。表紙カセット７１には、図示しないが、表紙カセット７１に収容された表紙Ｂのサイズを検出する表紙サイズセンサが設けられている。また、所定の通紙経路に沿って用紙Ｂが搬送されていることを検出するセンサとして、下記カット位置センサ７４のほか、複数のセンサ８２〜８４が設けられている。
【００３６】
搬送ローラ群７３によって規定される表紙Ｂの通紙経路の途中に表紙裁断手段６（図１）が設けられており、図２の実施形態ではこれをカット位置センサ７４と、カッター刃７５ａを備えたカッター７５で構成している（図８、図９）。カッター刃７５ａは図示しないモータによって駆動される。
【００３７】
カッター７５により本文Ａの厚さに応じた所定サイズに裁断された表紙Ｂ’は、さらに通紙シュート８０および搬送ローラ７３により所定の通紙経路に沿って搬送され、後述の表紙位置決め手段７（図１）により所定位置に位置決めされて、表紙成型位置に送り込まれる。一方、裁断された表紙切り屑は切り屑排出手段１１（図１）によって通紙経路とは別の切り屑排出経路を通って排出される。切り屑排出手段は、図２の実施形態においては、カッター７５の作動と同期して切替制御される可動板（経路切替手段）７７と、可動板７７が点線位置（図２、図９）にあるときにカッター７５によりカットされた表紙切り屑を切り屑トレイ７９に送り込むために通紙シュート８０に隣接して設けられる切り屑排出シュート７８とを有して構成されている。
【００３８】
裁断後の表紙Ｂ’の通紙経路は表紙成型位置（図１）の直前で略水平面とされ、この水平通紙面の領域内に、表紙位置決め手段７（図１）を構成する上下一対の表紙位置決めローラ８１と表紙揃えピン８５が設けられている（図１２）。表紙位置決めローラ８１は常時は対向するローラ８６に圧接した状態に維持されるが、昇降機構８７により対向ローラ８６から退避可能であり、カット後の表紙Ｂ’が表紙接着および表紙成型のための所定位置に到達する直前で上昇して対向ローラ８６から退避する。表紙揃えピン８５は図１２に示される上昇位置と下方の待機位置との間を昇降可能であり且つ表紙搬送方向（水平方向）と直交する方向に移動可能であって、表紙位置決めローラ８１が退避している間に、それまでの待機位置から上昇位置に上昇し、且つ該直交方向に前進して、後述する固定ガイド８８（図１６）との協働により、成型位置近傍に送り込まれた表紙Ｂ’の位置（特に搬送方向と直交する方向の位置）を微修正する。この後、表紙位置決めローラ８１を再駆動して、表紙Ｂ’を所定の成型位置に送り込む。
【００３９】
図２、図１２の実施形態において表紙接着手段８（図１）および表紙成型手段９（図１）は単一の表紙成型ユニット９０が兼用しており、一対の成型プレート９１，９１と、これら成型プレートを開閉するプレート開閉機構９２と、成型プレートの直下に設けられる移動プレート９３と、移動プレート９３を水平方向に移動させる移動機構９４と、成型プレートの表紙成型ユニット９０の全体を待機位置（図２において実線で示されている）と成型位置（図２において点線で示されている）との間を昇降移動させる昇降機構９５とを有している。成型プレート９１，９１は、表紙成型位置においてメインクランプ５０により垂直に立てた状態に支持されている本文Ａの厚さ中心に対して左右対称であり、プレート開閉機構９２により開閉移動するときも該厚さ中心に対して左右対称の関係を維持する。
【００４０】
移動プレート９３は、この実施形態の自動製本装置で製本可能な許容最大厚さ（たとえば２０ｍｍ）以上の幅を有して製本後の冊子Ｃを挿通可能である冊子挿通孔９３ａを有しており、図２に示される位置（実線位置および点線位置＝シャッター閉止位置）にあるときは本文挿通孔９３ａは成型プレート９１，９１間の開口（プレート開閉機構９２により両プレートが開いたときに両プレート間に形成される開口）と整列していないが、移動機構９４により該位置から図２において右方に移動したとき（シャッター開放位置）は、プレート開閉機構９２により成型プレート９１，９１が開いたときに両プレート間に形成される開口と整列するように位置制御される。
【００４１】
表紙成型ユニット９０の下方には製本済みの冊子Ｃを排出する冊子排出手段１０（図１）が設けられ、図２の実施形態では、上記成型プレート９１，９１間の開口と整列可能な移動プレート９３の冊子挿通孔９３ａと、この下方に設けられるガイド９６と、ガイド９６から落下した冊子Ｃを載置して紙面鉛直方向に移送するベルトコンベア９７とを有するものとして構成されている。
【００４２】
以上に述べた自動製本装置の各部の作動は図示しないコンピュータ等の制御装置によって制御されるものであり、これについて以下図１３〜図１５のフローチャートを参照しながら説明する。
【００４３】
図１３のフローチャートは、製本作業開始から本文Ａがサブクランプ２０により供給され、その供給過程においてジョグユニット４０による突き揃えが行われた後、メインクランプへの受渡が完了するまでの動作フローを示す。
【００４４】
まず、Ｓ１０１で初期スタート条件がすべて満たされているか否かを確認する。初期スタート条件には、たとえば、サブクランプ２０が前述の本文供給位置にあり且つジョグユニット４０が前述の退避位置にあること、サブクランプ２０のテーブル２４上に本文Ａがセットされていること、給紙ユニット７０のカセット７１にテーブル２４上の本文Ａのサイズに対応したサイズの表紙Ｂが収容されていること（前述の本文サイズセンサと表紙サイズセンサによる検出値に基づいて判断する）、ヒータユニット６０においてハウジング内に所定量のホットメルト接着剤６１’が既に収容されていること、スタートスイッチがＯＮにされていること、等が含まれる。
【００４５】
Ｓ１０１ですべての初期スタート条件が満たされていることを確認した後、サブクランプ２０のクランプ板２５をテーブル２４に近接させる方向に移動（下降）させて、それらの間に本文Ａをクランプし（Ｓ１０２）、このクランプ状態において本文Ａの厚さをセンサ２１で検出する（Ｓ１０３）。なお、図２の実施形態の自動製本装置では厚さ１．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下の本文を製本可能であり、ここではセンサ２１による検出値がこの許容範囲内であることを前提としているが、範囲外であるときはサブクランプ２０を開くとともにエラー表示をしてリセットを待つものとする。
【００４６】
次に、サブクランプ２０をジョグ位置に移動させるとともに、本文Ａの前端を押さえているストッパ２８を図２点線位置に退避させた（Ｓ１０４）後、回転機構４１によりジョグユニット４０をそれまでの退避位置から作動位置（図２実線位置）に移動させるとともに、クランプ板２５を若干開いて本文Ａに対するクランプを開放し（Ｓ１０５）、ジョグユニット４０による突き揃えを所定時間行う（Ｓ１０６）。ジョグユニット４０による突き揃え動作については図５、図６、図１０および図１１を参照して詳細に既述した通りである。なお、ジョグユニット４０による突き揃えを行っている間に、表紙成型位置での表紙接着および表紙成型を終えたメインクランプ５０が本文受取位置に向けて移動中または既に本文受取位置に復帰しており、また、次の製本作業のための表紙Ｂが給紙ユニット７０の表紙カセット７１から給紙され、または搬送途中にある。
【００４７】
ジョグユニット４０による所定時間の突き揃えが終了した後、クランプ板２５を再度テーブル２４に近接移動させて本文Ａをクランプし（Ｓ１０７）、ジョグユニット４０を退避位置（図２二点鎖線位置）に退避させる（Ｓ１０８）。
【００４８】
次いで、メインクランプ５０が後述する表紙接着・表紙成型に関連する一連の動作を完了して本文受取位置に戻っていることを確認した（Ｓ１０９）後、突き揃え終了後の本文Ａをクランプしているサブクランプ２０を回転機構２２により本文受渡位置に移動させる（Ｓ１１０）。このときメインクランプ５０は開いた状態（図４（ａ））にあり、既述したように、サブクランプ前端の爪２４ａ，２５ａがメインクランプの凹部５１ｂ，５２ｂに入り込むとともにメインクランプの爪５１ａ，５２ａがサブクランプ前端の凹部２４ｂ，２５ｂに入り込む（図４（ｂ））ため、この後にメインクランプを閉じ（Ｓ１１１）、サブクランプ２０を開放（Ｓ１１２）しても、ジョグユニット４０による突き揃え状態をずらさずに、また確実に、本文Ａをサブクランプ２０からメインクランプ５０に受け渡すことができる（図４（ｃ））。
【００４９】
開放状態とされたサブクランプ２０は本文供給位置に復帰して次の製本のための本文供給を待つ（Ｓ１１３）。また、Ｓ１１１およびＳ１１２によりサブクランプ２０から本文Ａを受け渡されたメインクランプ５０に対して、本文受取位置から糊付位置に向けて移動可能であることを示す信号を出力する（Ｓ１１４）。そして、次回スタート条件が満たされているか否かを確認して（Ｓ１１５）、前述のＳ１０２に戻る。次回スタート条件には、たとえば、サブクランプ２０のテーブル２４上に本文Ａがセットされていること、スタートスイッチがＯＮにされていること等が含まれる。所定時間経過しても次回スタート条件が満たされない場合は、製本作業が終了したものと判断して装置を停止させる。
【００５０】
図１４のフローチャートは糊付処理から表紙接着および表紙成型に至るまでの動作フローを示し、まず、メインクランプ移動可能信号が出力されたこと（図１３：Ｓ１１４）を確認（Ｓ２０１）した後、メインクランプ５０を本文受取位置から糊付位置まで移動させる（Ｓ２０２）。前述のように、サブクランプ２０から本文Ａを受け取る時のメインクランプ５０は、ヒータユニット６０のヒートローラ６４の中心軸から図２において若干右方にずれた位置にあり、厚みセンサ２１による本文厚さ（図１３：Ｓ１０３で検出済み）を参照して、メインクランプ５０に直立状態にクランプされた本文Ａの厚さ中心がヒートローラ６４の中心軸上に位置するよう、メインクランプ５０を本文受取位置（図２実線位置）から糊付位置まで移動させるものである。
【００５１】
次いで、昇降駆動機構６７によりヒートローラ６４を上昇させる（Ｓ２０３）。ヒートローラ６４は通常は回転駆動機構６６により所定方向に回転していて、その周面には所定量の溶融ホットメルト接着剤６１’が付着している。上昇時（Ｓ２０３）には回転を止められており、このヒートローラ６４を上昇させて、糊付位置においてメインクランプ５０に直立状態にクランプされている本文Ａの背部に所定の圧接力で圧接させた後、微小角度範囲内（たとえば±５度程度）において正逆回転させる（Ｓ２０４）。これにより、本文Ａの背部だけでなく背部近傍の両側面部分にも溶融ホットメルト接着剤６１’を塗着した後、ヒートローラ６４を待機位置に下降させる（Ｓ２０５）。以上でヒータユニット６０による糊付作業が終了する。
【００５２】
次いで、表紙（所定サイズに裁断済みの表紙Ｂ’）が表紙成型ユニット９０の成型プレート９１，９１上の所定位置に既に送り込まれているか否かを確認（Ｓ２０６）した後、メインクランプ５０をさらに図２において左方に表紙成型位置まで移動させる（Ｓ２０７）。なお、メインクランプ５０の表紙成型位置においては、背部およびその近接領域にホットメルト接着剤６１’が塗着された本文Ａの厚さ中心が成型プレート９１，９１の中心線上に位置しており、表紙Ｂ’も同様にその幅中心が成型プレート９１，９１の中心線上に位置している。この表紙位置決めのための動作については図１５のフローチャートにより後述する。
【００５３】
そして、これまで閉じていた成型プレート９１，９１をプレート開閉機構９２により開き（Ｓ２０８）、これまで待機位置（図２実線位置）にあった表紙成型ユニット９０を昇降機構９５により成型位置（図２点線位置）に上昇させる（Ｓ２０９）。成型プレート９１，９１が開いた状態で移動プレート９３が上昇することにより、表紙成型位置のメインクランプ５０にクランプされた直立状態の本文Ａの背部に対して表紙が圧接され、既に塗着されているホットメルト接着剤６１’を介して本文Ａの背部が表紙中央に接着される。
【００５４】
次いで、成型プレート９１，９１を閉じる（Ｓ２１０）。Ｓ２０６で成型プレート９１，９１の間に本文Ａおよび表紙Ｂ’が配置されていることが既に確認されているので、ここで成型プレート９１，９１を閉じることにより、本文Ａの背部の側縁に沿って表紙を折り曲げて表紙成型を行うことができる。また、前述の糊付工程により本文Ａの背部に近接する両側面領域にもホットメルト接着剤６１’が塗着されている（いわゆる横糊）ため、成型プレート９１，９１を閉じることにより、横糊を介して本文Ａの背部に近接する両側面領域にも表紙Ｂ’を接着することができる。すなわち、Ｓ２１０のステップにおいて表紙接着と表紙成型とが同時に行われる。このときの成型圧はＳ２１１で検出され、所定圧力値で成型を開始してから所定時間（たとえば２秒）を経過したとき（Ｓ２１２：Ｙｅｓ）に成型を終了する。
【００５５】
成型終了後、移動プレート９３の冊子挿通孔９３ａが成型プレート９１，９１の中心軸の直下となる位置（シャッター開放位置）まで、移動プレート９３を移動機構９４により移動させた（Ｓ２１３）後に成型プレート９１，９１を、プレート開閉機構９２により開き（Ｓ２１４）、メインクランプ５０を開く（Ｓ２１５）。メインクランプ５０によるクランプから開放されることにより、製本された冊子Ｃが開放状態の成型プレート９１，９１間の隙間および冊子挿通孔９３ａを通過し、ガイド９６により案内されてベルトコンベア９７上に落下して、所定場所に搬送される。ベルトコンベア９７による冊子Ｃの排出経路には排出センサ（図示せず）が設けられており、この排出センサが冊子Ｃを排出したことを検知した（Ｓ２１６：Ｙｅｓ）後、表紙成型ユニット９０を成型位置から待機位置に下降させる（Ｓ２１７）とともに、移動プレート９３をシャッター閉止位置に復帰させる（Ｓ２１８）。そしてメインクランプ５０を本文受取位置（図２実線位置）に復帰させる（Ｓ２１９）。
【００５６】
以上に述べた一連の糊付から製本までの動作を、図１３：Ｓ１１４でメインクランプ移動可能信号が出力された都度実行して、製本作業を繰り返し行う。
【００５７】
次に、給紙ユニット７０による表紙供給およびこれに関連する表紙カット、切り屑排出、表紙位置決めの各動作を図１５のフローチャートを参照して説明する。
【００５８】
図１３：Ｓ１１５で次回スタート条件が満たされていることを確認した後、表紙カセット７１に少なくとも１枚の表紙が収容されていることを確認（Ｓ３０１）して、給紙ローラ７２をモータ駆動して、カセット７１内の表紙Ｂを１枚だけ通紙経路に沿って給送し始める（Ｓ３０２）。カッター７５の直前に設けられたカット位置センサ７４は表紙Ｂの先端を通過したときにＯＮとなり、これをＳ３０３で確認すると給紙ローラ７２を一旦停止させ（Ｓ３０４）、所定量（Ｌ１）だけ表紙Ｂを搬送するべく給紙ローラ７２を微量駆動させた（Ｓ３０５）後に再度停止させる（Ｓ３０６）。これにより、センサ７４からカッタ刃７５ａによるカット位置までの通紙経路長を（Ｌ２）とすると、（Ｌ１−Ｌ２）だけ表紙Ｂの前端がカッター刃７５ａ位置よりも下方に突出することになる。ここでモータ駆動によりカッター刃７５ａを通紙経路と略直交する方向に移動させて用紙Ｂ前端をカットする（Ｓ３０７）。
【００５９】
表紙カセット７１に収容される表紙Ｂは製本すべき本文Ａのサイズに応じてあらかじめ定められたサイズを有しており、本文Ａの幅を（ＷＡ）とし、カッター刃７５ａによるカット代を（Ｖ）だけ取るものとし、また、ヒータユニット６０での糊付け量や表紙成型ユニット９０での成型代（折り曲げ代）として片側で（α）だけマージンを取るものとして、この自動製本装置による製本可能な最大許容厚さを（Ｔｍａｘ，この実施形態では２０ｍｍ）とすると、次式で示される幅（ＷＢ）を有する表紙Ｂがあらかじめ準備されており、これが表紙カセット７１に収容されている。
ＷＢ＝（ＷＡ＋α）×２＋Ｔｍａｘ＋Ｖ
【００６０】
そして、本文厚さセンサ２１で測定した本文厚さを（ＴＡ）とすると、最大許容厚さとの差、すなわち（Ｔｍａｘ−ＴＡ）＋Ｖが表紙のカット量となり、これが前述の表紙突出量（Ｌ１−Ｌ２）に等しくなるから、Ｓ３０５における表紙搬送量（Ｌ１）は次式を満たすように設定すればよいことになる。Ｌ１＝Ｔｍａｘ−ＴＡ＋Ｌ２＋Ｖ
【００６１】
Ｓ３０７でカットされた後の表紙幅（ＷＢ’）は次式で表される。
ＷＢ’＝（ＷＡ＋α）×２＋ＴＡ
【００６２】
次いで、給紙ローラ７２をモータ駆動してカット後の表紙Ｂ’の給送を再開し（Ｓ３０８）、センサ８３が表紙Ｂ’の後端通過を検出してＯＮになるのを待つ（Ｓ３０９）。センサ８３がＯＮになると（Ｓ３０９：Ｙｅｓ）、給紙ローラ７２を停止させ（Ｓ３１０）、表紙位置決めローラ８１を上昇させて対向ローラ８６から退避させた（Ｓ３１１）後、表紙揃えピン８５の移動による表紙揃えを行う（Ｓ３１２）。表紙揃えピン３５は成型位置近傍に送り込まれた表紙Ｂ’の一側縁と係合可能な位置に設けられており、他側縁には固定ガイド８８，８８が設けられている（図１６）。Ｓ３１２における表紙揃えピン８５の移動は、それまで表紙Ｂ’には係合しない下方位置に待機していた状態から上昇して表紙Ｂ’の一側縁と係合し、さらに表紙搬送方向と直交する方向（図１６で上方向）に低速にて微量移動して、表紙Ｂ’の他側縁を固定ガイド８８，８８に係合させる。これにより、特に搬送方向と直交する方向おける表紙Ｂ’の位置ずれを補正する。
【００６３】
Ｓ３１２で表紙揃えが完了すると、表紙揃えピン３５を下方待機位置に下降させた後、表紙位置決めローラ８１を下降させて対向ローラ８６に圧接し（Ｓ３１３）、これを駆動して給紙を再開し（Ｓ３１４）、センサ８４が表紙Ｂ’の後端通過を検出してＯＮになったとき（Ｓ３１５：Ｙｅｓ）に表紙位置決めローラ８１を停止させる（Ｓ３１６）。これにより表紙Ｂ’が成型プレート９１上の基準位置に送り込まれるが、この時点では本文厚さ（ＴＡ）に応じた所定位置にはまだ位置決めされていない。このときの位置制御は任意であるが、たとえば、この自動製本装置による製本許容最小厚さを（Ｔｍｉｎ，この実施形態では１．５ｍｍ）として、ＴＡ＝Ｔｍｉｎのときに、Ｓ３１６で停止した表紙Ｂ’の中心位置が、メインクランプ５０が成型位置に移動したとき（図１４：Ｓ２０７）の本文Ａの厚さ中心と整列するように位置制御する。この位置制御の場合は、Ｓ３１６で停止した時点では、実際の本文厚さと製本許容最小厚さとの差の半分、すなわち（ＴＡ−Ｔｍｉｎ）／２だけ、成型位置の本文厚さ中心からずれていることになる。
【００６４】
そこで、この演算結果を受けて、Ｓ３１７で表紙位置決めローラ８１を駆動して上記所定量だけ表紙Ｂ’を搬送させて位置決めを終了し、Ｓ３１８で成型処理完了を待って、図１５の表紙供給に関連するフローを終了する。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、本文の厚さに応じて表紙を裁断する工程を一連の製本作業工程の中に組み入れたので、製本後の表紙裁断工程が不要化され、常に本文幅に同調した表紙幅で自動製本することができる。
【００６６】
また、本文の厚さに応じて表紙が裁断されるため、裁断後の表紙の中心位置を正確に把握することができ、これに印刷を施して製本することにより位置ずれのない表紙印刷が可能であり、特に全面印刷の場合に有効である。これによって、従来行われていた製本前のプレ印刷が不要となり、真の意味のオンデマンド製本を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による製本装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態としての自動製本装置の全体構成を示す正面図である。
【図３】図２の自動製本装置におけるサブクランプに関連する構成を示す拡大断面図である。
【図４】この自動製本装置におけるサブクランプとメインクランプの先端部形状を示すとともにサブクランプからメインクランプへの本文受渡の要領を示す説明図である。
【図５】この自動製本装置におけるサブクランプおよびジョグユニットに関連する構成を示す平面図である。
【図６】この自動製本装置におけるサブクランプに関連する構成を示す拡大平面図である。
【図７】この自動製本装置におけるヒータカセット部の構成を示す説明図である。
【図８】この自動製本装置における表紙裁断手段（カッター）に関連する構成を示す正面図である。
【図９】この自動製本装置における切り屑排出手段に関連する構成を示す正面図である。
【図１０】この自動製本装置におけるジョグユニットに関連する構成を示す側面図である。
【図１１】この自動製本装置におけるジョグユニットに関連する構成を示す正面図である。
【図１２】この自動製本装置における表紙位置決め手段に関連する構成を示す正面図である。
【図１３】この自動製本装置において、製本作業開始から本文がサブクランプ２０により供給され、その供給過程においてジョグユニットによる突き揃えが行われた後、メインクランプへの受渡が完了するまでの動作フローを示すフローチャートである。
【図１４】この自動製本装置において、糊付処理から表紙接着および表紙成型に至るまでの動作フローを示すフローチャートである。
【図１５】この自動製本装置において給紙ユニットによる表紙供給およびこれに関連する表紙カット、切り屑排出、表紙位置決めの各動作フローを示すフローチャートである。
【図１６】この自動製本装置における表紙の左右方向の位置決め動作を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 第一の本文供給手段
２ 本文厚さ検出手段
３ 糊付手段
４ 第二の本文供給手段
５ 表紙供給手段
６ 表紙裁断手段
７ 表紙位置決め手段
８ 表紙接着手段
９ 表紙成型手段
１０ 冊子排出手段
１１ 切り屑排出手段
１２ 表紙印刷手段
Ａ 冊子
Ｂ 表紙
Ｂ’ 裁断後の表紙
Ｃ 製本された冊子
２０ サブクランプ
２１ 厚みセンサ
２４ テーブル
２５ クランプ板
３１ 押さえ板
４０ ジョグユニット
４３ 上下揺動板
４６ 左右揺動板
５０ メインクランプ
６０ ヒータユニット
６４ ヒートローラ
７０ 給紙ユニット
７４ カット位置センサ
７５ カッター
７７ 可動板
７８ 切り屑排出シュート
８１ 表紙位置決めローラ
８５ 表紙揃えピン
９０ 表紙成型ユニット
９１ 成型プレート
９３ 移動板
９３ａ 冊子挿通孔
９６ ガイド
９７ ベルトコンベア
Claims (6)
- 製本しようとする本文を両側からクランプした状態で糊付位置を経て表紙成型位置に供給する本文供給手段と、本文供給手段によるクランプ状態において本文の厚さを検出する本文厚さ検出手段と、本文供給手段によりクランプ状態で糊付位置に供給された本文の背部にホットメルト接着剤を塗着する糊付手段と、本文供給手段によりクランプ状態で表紙成型位置に供給された本文のホットメルト接着剤塗着背部の下方に表紙を供給する表紙供給手段と、表紙成型位置において表紙供給手段により供給された表紙の中央部を本文のホットメルト接着剤塗着背部に押圧して接着すると共に該表紙を本文のホットメルト接着剤塗着背部の両側縁に沿って折り曲げる表紙接着成型手段とを有してなり、表紙供給手段は、本文厚さ検出手段による検出結果を受けて本文の厚さに応じて表紙を裁断する表紙裁断手段と、本文厚さ検出手段による検出結果を受けて表紙裁断手段による裁断後の表紙の中央が表紙成型位置における本文の厚さ中心と一致するよう位置決めする表紙位置決め手段とを含むことを特徴とする製本装置。
- さらに、表紙裁断手段により裁断された表紙切り屑を表紙供給手段による通紙経路とは別の切り屑排出経路を通じて排出する切り屑排出手段を有することを特徴とする、請求項１記載の製本装置。
- 通紙経路と切り屑排出経路とが表紙裁断手段の直下に隣接して設けられており、切り屑排出手段は、表紙裁断手段により裁断された表紙切り屑を切り屑排出経路に案内するとともに、裁断後の表紙は通紙経路に案内するよう、表紙裁断手段の作動と連動して切替操作される経路切替手段を有することを特徴とする、請求項２記載の製本装置。
- さらに、表紙裁断手段により裁断された表紙の裁断寸法に応じた任意位置に任意の印刷を施す表紙印刷手段が設けられることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか記載の製本装置。
- 表紙接着成型手段が開閉可能な一対の成型プレートを有しており、表紙接着成型手段により製本された後の冊子を成型プレートを開くことにより排出する冊子排出手段をさらに有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか記載の製本装置。
- 製本しようとする本文を両側からクランプした状態で糊付位置に供給するとともにその間に本文の厚さを検出し、糊付位置において本文の背部にホットメルト接着剤を塗着し、背部にホットメルト接着剤を塗着された本文を表紙成型位置に移送し、一方、本文の厚さに応じて表紙を裁断し、裁断後の表紙の中央が表紙成型位置に移送された本文の厚さ中心と一致するよう表紙を供給し、表紙の中央部を本文のホットメルト接着剤塗着背部に対して押圧して接着するとともに、表紙を本文のホットメルト接着剤塗着背部の両側縁に沿って折り曲げて表紙成型することを特徴とする製本方法。
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