JP4220863B2 - シート綴じ装置 - Google Patents

Description

本発明は、連続のワイヤを切断してステープルを形成し、これをシート束に打ち込んでシート束を綴じるシート綴じ装置の技術分野に属する。

複数枚のシートを重ねたシート束を綴じるシート自動綴じ装置としては、綴じるための針部材の供給の仕方の違いによって２通りの装置がある。
１つは、断面略矩形型の金属ワイヤを、綴じるのに必要な一定の長さの針に切ったものを図５の（ａ）のように並べて針同士を接着した針ベルト３１を用いる装置である。このような針ベルトを綴じ装置の綴じ部（スティッチャ）へ供給し、先端から１本々々が外されて、曲げ手段によってコの字型に曲げられ、曲げた部分の先端をシート束へ向けて打ち込み、シート束を貫通した先端を、受け部（クリンチャ）で受け止めてコの字型の内側へ曲げることによりシート束を綴じている。このような自動シート綴じ装置は非常に便利な半面、針送り不良、針づまりや針の供給切れによって、スティッチャに針が送られていないのに空打ちを続けて、綴じられていないシート束を次々と排出したり、或いは、スティッチャ自身の針づまりによって留まった針があるにもかかわらず打ち続けることによって綴じ装置自体が故障・破損してしまうということがあるので、その対策が講じられている。

その技術は図５の針ベルト３１の構造に着眼したものである。
針の断面は角を落とした略矩形型であるので、針ベルト３１の全体は平面であるが継ぎ目部分には（ｃ）に示すように略Ｖ字型の溝ができている。このような針ベルトが移動するときに（ｂ）で示すように反射型光センサ３４でこれを観測すると受光素子３４Ｂが受ける反射光の光量は継ぎ目部分では反射向きが変わるため平面部より少なくなる。従って、反射型光センサの検出電気信号も小さくなるから、このとき継ぎ目が通過したことを検知することができる。

そこで、この検知信号を観測して、１回のスティッチ時間内に１回現れるか否か、或いはスティッチ開始動作信号から所定時間内に検出されるか否か、或いは所定回数のスティッチ動作中に同回数の検知信号が得られるかどうかを見ることにより、スティッチ動作と針の供給が連動しているか否かを検知し、連動していない場合にはスティッチ動作を停止させ異常表示をするようにしている。

針ベルトの継ぎ目の他の検知方法としては、回動軸支された両腕レバーの一方の鉤形先端を針ベルトに弾性付勢当接させて、継ぎ目における落ち込み動きを他方端で拡大させこれにより光センサの光軸を遮断することにより得る方法もある（例えば特許文献１参照）。

次に、前記２通りの装置のもう１つは、綴じる針部材の供給として、ワイヤが巻かれているワイヤリールから直接ワイヤをスティッチャへ引き込み、中で所定長に切断してそれをコの字型に曲げて、シート束に打ち込み、クリンチするというものである（例えば特許文献２参照）。前述のような針ベルトは形成されない。

この装置においても、リールにワイヤが無くなってしまった場合とか、リールでワイヤがクロスしてしまって出て来なくなってしまうとか、スティッチャ内で詰まってしまうということがあり、空打ちが続いて、綴じられていないシート束や不完全綴じのシート束が排出され続けたり、スティッチャ自体が故障を起こすという問題が考えられる。

従って、対策は望まれるが、前述の針ベルトを用いる装置で採用されている方法は適用することができない。それは針ベルトの形態を利用した方法であるため、ワイヤリールからワイヤを直接引き込む、針ベルトを用いない装置には適用の余地がないからである。
そのため、ワイヤリールからワイヤを引き込む型の綴じ装置に適した対策を施した綴じ装置の実現が望まれている。
特開平５−３８８９０号公報（［００４１］以下、図６、図７、図９、図１０） 特開昭６３−２５００１号公報（３頁左上欄７行〜右上欄１７行、ＦＩＧ１、ＦＩＧ２）

上記背景技術で述べたように、綴じ部材としてワイヤリールからワイヤを引き込む型のシート綴じ装置においてはワイヤの供給或いは引き込みに異常があった場合、これを検出して綴じ動作を停止させ異常表示をさせることが充分行われておらず、空打ちや未綴シートの送出、ひいては装置の故障・破損を招く恐れがあるという問題がある。

本発明が解決しようとする課題は、綴じ部材として、ワイヤリールからワイヤを引き込む型のシート綴じ装置において、綴じ動作に対応するワイヤの引き込み量に異常がある場合には、これを検知し、自動的に綴じ動作を停止させ、異常を表示させることにより、空打ちや未綴シートの送出を未然に防止し、装置の故障・破損を防止できるシート綴じ装置を提供することである。

本発明は、上記の課題を解決するため、以下の各構成を有する。
第１の構成は、搬送機構上を搬送されて来たシート束を所定の位置で停止させ端部を揃える位置決め整合手段と、ワイヤリールから１回の綴じに定められた長さずつのワイヤを引き込んでこれを切断してコの字型に曲げ前記位置で揃えられたシート束に打ち込むスティッチャおよびシート束を貫通したコの字ワイヤを受け止めその両端をコの字の内側に向けて曲げるクリンチャからなるワイヤ綴じ手段を有するとともに、下記の（イ）〜（ハ）の各手段を具備することを特徴とするシート綴じ装置である。
（イ）スティッチャよりワイヤリール側の位置で、スティッチャに引き込まれるワイヤを挟み付けワイヤの引き込み量に比例して回転する２個のローラ
（ロ）一方のローラと連動して回転し、回転角度に比例する値の信号を出力するエンコーダ
（ハ）１回のワイヤ引き込みに対するエンコーダの出力値が予め設定されている値より小さくなった場合にシート綴じ動作を停止させるとともにエラー表示をさせる制御手段

第２の構成は、前記第１の構成における（ロ）、（ハ）の手段に替えて、下記の（ニ）、（ホ）、（ヘ）の手段を具備することを特徴とするシート綴じ装置である。
（ニ）一方のローラと連動して回転する回転板であって、回転軸を中心とする円に沿って、予め定めた等角度間隔で、光が通過可能の窓又は切り欠きが設けられているインデックス板
（ホ）インデッスク板の窓又は切り欠きを通過する光を検知し、検知信号を出力する光センサ
（ヘ）スティッチャの１回のワイヤ引き込みに対する光センサの検出信号の数が予め設定された数より小さくなった場合にシート綴じ動作を停止させるとともにエラー表示をさせる制御手段

以上のように、本発明では、スティッチャがワイヤリールから綴じ針用のワイヤを引き込んで内部で所定長さに切断して、コの字型に曲げてスティッチするシート綴じ装置において、リールにワイヤが無くなってしまった場合や、リールでワイヤがクロスしてしまい正常に出て来ない場合、或いはスティッチャ内で、ワイヤが詰まってしまった場合には、スティッチャの打ち込み動作が行われても、正常な長さのワイヤ引き込みが行われなくなる点に着眼して、スティッチャに入る手前で１回の打ち込みに対応してスティッチャに引き込まれるワイヤの長さを検出し、検出された長さが予め設定した長さよりも短い場合には綴じ動作を停止させるようにしたので、シート束が未綴じや不完全綴じ状態で送出されることがなくなり、また空打ちや、スティッチャに針が詰まってしまった状態での打ち込み動作を防止できるので、シート綴じ装置の故障や破損を防止できるという効果がある。

本発明は、シート綴じ装置において、１回の綴じに必要なワイヤの長さがスティッチャに引き込まれているか否かを監視し、引き込まれていない場合には、異常ありとして綴じ動作を停止させ、異常表示をさせるというものである。

従って、２個のローラからなるワイヤ引き込み量測定手段はできるだけスティッチャに近い位置がよい。この２個のローラはワイヤを挟み付けてワイヤの移動につれてその移動量に比例して回転するものであるから、ワイヤとの間に滑りが生じよいように、或る程度の挟み圧力が必要である。
この挟み圧力を一定圧にするには、ローラ間の間隙を一定間隙にするのではなく、一定の弾性圧力でローラ同士が当接し合うようにするのがよい。

次にローラの一方と連動して回転するエンコーダの精度は、制御手段に予め設定されている値に対して、どれだけ小さくなった場合に異常とするかによって定めることになる。それ以上精度を高くしてもコスト高になるだけで実用上の差異はない。
これは第２の構成のインデックス板についても同様である。
制御手段は、簡単な比較回路で構成される。

以下、本発明の構成を図面を参照して説明する。
図１は、本発明のシート綴じ装置の構成と、このシート綴じ装置の搬送ベルトへシート束を供給する給紙装置を示す全体概要図である。
給紙装置１２から搬送ベルト８上へ綴じようとするシート束１１が給送される。搬送ベルト８は搬送プーリ９，１０により矢印Ａ方向に移動しているのでシート束１１はその方向に搬送されて行き、前端がストッパ７に当接したところで停止する。しかし、搬送ベルト８は移動し続けている。ストッパの位置はシート束の綴じ箇所が丁度スティッチャ５の下に来るように設定されている。

スティッチャ５は、ワイヤリール３からワイヤ受け４、引き込み長検出手段１を経由して来たワイヤ２を、シート束の厚さに応じて予め定められた長さずつ引き込み、これを切断して、コの字型に曲げ、シート束１１の綴じ箇所へ打ち込む。シート束１１の下側へ貫通したコの字型の両端はクリンチャ６でコの字の内側へ曲げられて綴じが完了する。図１では、ワイヤリール３、ワイヤ受け４、引込み長検出手段１、スティッチャ５およびクリンチャ６は１組しか示されていないが、シート束１１の綴じるべき箇所が紙幅に応じて２箇所とか３箇所というように複数箇所ある場合には、その数だけ紙面の奥行き方向に複数組整列させて設けられる。

綴じ動作が完了すると、ストッパ７が下へ引き込まれて解除状態となり、シート束１１は、移動し続けている搬送ベルト８によって左方へ搬送されて行き、排出される。ストッパ７は次の綴じ動作のために再び、上へ突出する。

スティッチャ５は、ワイヤの引き込み、切断、コの字曲げと打ち込みを１組みの動作として、これを繰り返し行う。従って、現に打ち込まれるコの字型ワイヤ（スティプルと言う）は、前の回に引き込み、切断、コの字曲げが行われたものである。換言すれば今引き込まれ切断されたワイヤは次の回に打ち込まれるということである。

引込み長検出手段１は、スティッチャ５が１回に引き込むワイヤの長さを検出する手段である。
本発明における綴じ装置のように、スティッチャがワイヤリールからワイヤを引き込み、中で所定長に切断してコの字型に曲げてシート束に打ち込み、クリンチするというシート綴じ装置において、発生するトラブルは、ワイヤリールのワイヤが無くなる場合、リールでワイヤがクロスしてしまってスムーズに出て来なくなったり或いは全く出て来なくなる場合、或いはスティッチャ内のいずれかの段階で詰まってしまう場合等があるが、このような場合にはいずれも、スティッチャのワイヤの引き込み量が少なくなるかゼロになるかである。従って、このワイヤ引き込み量を監視していて、正常量より少なくなったりゼロになった場合には異常が発生したことが分かることになる。

そのため、ワイヤリールからワイヤがスティッチャに入る前の段階で、引込み長検出手段１により、スティッチャのワイヤ引込み量を検出し、この量が正常値範囲の下限より少ない場合には、異常として、綴じ動作を停止させ、異常を表示させるようにしている。

なお、前述のように、現に引き込んだ分のワイヤが、シート束に打ち込まれるのは、次の回の動作時であるから、長さを検出し終わった段階で異常が分かればそこで動作停止となるから、長さの不充分なステープルでの打ち込みや、空打ちは発生しない。
これにより、不完全綴じや未綴じ（空打ち）のシートの排出を防ぐとともに、異常状態での作動継続による装置の損傷を防止できることになる。

図２は引込み長検出手段１の第１の実施例の構成を示す図である。
基本原理は、一定圧でワイヤを挟んだ２個のローラが、ワイヤが引き込まれることによって、引き込み長さに比例して回転する回転量から引き込み長さを検出しようとするものである。
第１支持軸取付板１６Ａに上下に貫通する第１支持軸１７Ａが固定されており、この第１支持軸１７Ａに第１ローラ１８Ａが第１ベアリング１９Ａを介して回転自在に軸支されている。他方、第２支持軸取付板１６Ｂにも第２支持軸１７Ｂが固定されており、この第２支持軸１７Ｂに第２ローラ１８Ｂが、第２ベアリング１９Ｂを介して回転自在に軸支されている。

そして、第２支持軸取付板１６Ｂは、第１支持軸取付板１６Ａの上側に突出している第１支持軸１７Ａに、長穴２０が係るようにして重ねられ、第１支持軸１７Ａの上端にねじ２３で固定されたばね止め２２と、第２支持軸取付板１６ＢのＬ型立ち上り部分との間に掛け渡された引きばね２１によって、第２支持軸１７Ｂが第１支持軸１７Ａの方へ弾性付勢されている。

従って、第２ローラ１８Ｂの円周面は常に、第１ローラ１８Ａの円周面に向けて弾性付勢されてワイヤ２を挟んでいることになる。
この状態でワイヤ２が図の（ａ）において紙面の垂直方向（図の（ｂ）においては上下方向）に移動すると、第１ローラ１８Ａおよび第２ローラ１８Ｂは回転することになり、その回転量はワイヤ２の移動量に比例することになる。

そして、第１ローラ１８Ａにはこれと連動して回転するインデックス板１３が取り付けられている。インデックス板１３には図の（ｂ）に示すように円周に沿って等間隔で窓１４が設けられている。窓の形状は光が通りさえすればよく、丸でも四角でもその他の形でもよい。

この窓部分を発光素子１５Ａと受光素子１５Ｂが挟むように光センサ１５が設けられている。
受光素子１５Ｂは、インデックス板１３が回転して、窓が来たときには発光素子１５Ａからの光を受けて電気信号を出力し、窓でない部分が来たときには出力しない。

従って、インデックス板１３を回転させると光センサ１５を通過した窓１４の数だけの電気信号を発生する。窓１４は等間隔で設けられているから電気信号の数はインデックス板１３の回転量に比例することになり、結局ワイヤの移動量に比例することになるから、この電気信号の数を計数することによりローラの間を通過したワイヤの長さ、即ちスティッチャに引き込まれたワイヤの長さを検出することができる。
なお、インデックス板は、窓１４の代わりに円周に沿って等間隔で設けられた切り欠きを有するものであってもよい。

図３は、引き込み長検出手段１の第２の実施例の構成を示す図である。ワイヤ２の引き込み量に比例して第１ローラ１８Ａが回転するところまでは図２の場合と同様である。
相違する点は、図２のインデックス板１３および光センサ１５に代えてエンコーダ２５が用いられている点である。第１ローラ１８Ａの回転は回転軸２４によって、エンコーダ取付板２６に取り付けられたエンコーダ２５へ伝達される。エンコーダは回転量に比例したディジタル信号を出力する。従って、図２の場合と同様にスティッチャへ引き込まれたワイヤ長を検出することができる。

こうして、図２の光センサ或いは図３のエンコーダで得られたワイヤ引込み長を示す信号は制御手段へ送られ、ここで、引込み長が予め設定されている長さより短いときには、綴じ動作停止手段および表示手段へ信号を出力する。

図４は、この制御手段の構成を示す図である。（ａ）は、引込み長検出手段１が、インデックス板と光センサの場合に対応する構成であり、（ｂ）はエンコーダ２５を用いた場合に対応する構成である。
（ａ）においては、光センサの出力信号はカウンタ２８へ入力され、ここで１回の引込み長に対する信号の数が計数されその数がディジタル信号として出力される。

このディジタル信号はディジタルコンパレータ２７の一方の入力端に入力される。ディジタルコンパレータの他方の入力端には、綴じるシート束の厚さに応じて予め定められたディジタル数が基準値として入力されており、カウンタ２８からの入力値がこの基準値を下回ると、出力端から信号が出力される。この出力信号を綴じ動作停止手段および表示手段へ送り、綴じ動作を停止させるとともに異常が生じたことを表示させる。

図の（ｂ）の場合は、エンコーダ２５の出力自体がディジタル信号で出力されるので、（ａ）におけるようなカウンタは不要で、エンコーダ出力をそのままディジタルコンパレータ２７の一方の入力端へ入力する。その他については（ａ）の場合と同様である。

以上のような制御手段は、引込み長検出手段１の枠体内に設けてもよいし、また別の箇所に設けて、引込み長検出手段とは配線で接続するようにしてもよい。

また、綴じ動作停止手段としては、ディジタルコンパレータ２７の出力信号をトリガーとして綴じ動作電源を遮断するのが典型的なものであるが、それに限られず具体的には設計上の選択が考えられる。表示手段も、ディジタルコンパレータ２７の出力信号をトリガーとして表示灯の電源をオンにするのが典型的な例であろうが、それに限定されるものではない。

本発明のシート綴じ装置の構成とこれへシート束を供給する給紙装置を示した図である。 本発明のシート綴じ装置の引込み長検出手段の第１の実施例の構成を示す図である。 本発明のシート綴じ装置の引込み長検出手段の第２の実施例の構成を示す図である。 本発明のシート綴じ装置の制御手段の構成を示す図である。 従来のシート綴じ装置で用いられる針ベルトおよびその針の移動数を検出する方法の説明図である。

符号の説明

１ 引込み長検出手段
２ ワイヤ
３ ワイヤリール
４ ワイヤ受け
５ スティッチャ
６ クリンチャ
７ ストッパ
８ 搬送ベルト
９，１０ 搬送プーリ
１１ シート束
１２ 給紙装置
１３ インデックス板
１４ 窓
１５ 光センサ
１５Ａ 発光素子
１５Ｂ 受光素子
１６Ａ 第１支持軸取付板
１６Ｂ 第２支持軸取付板
１７Ａ 第１支持軸
１７Ｂ 第２支持軸
１８Ａ 第１ローラ
１８Ｂ 第２ローラ
１９Ａ 第１ベアリング
１９Ｂ 第２ベアリング
２０ 長穴
２１ 引きばね
２２ ばね止め
２３ ねじ
２４ 回転軸
２５ エンコーダ
２６ エンコーダ取付板
２７ ディジタルコンパレータ
２８ カウンタ
３１ 針ベルト
３２ 針
３３ 継ぎ目
３４ 反射型光センサ
３４Ａ 発光素子
３４Ｂ 受光素子

Claims (2)

1. 搬送機構上を搬送されて来たシート束を所定の位置で停止させ端部を揃える位置決め整合手段と、ワイヤリールから１回の綴じに定められた長さずつのワイヤを引き込んでこれを切断してコの字型に曲げ前記位置で揃えられたシート束に打ち込むスティッチャおよびシート束を貫通したコの字ワイヤを受け止めその両端をコの字の内側に向けて曲げるクリンチャからなるワイヤ綴じ手段を有するとともに、下記の（イ）〜（ハ）の各手段を具備することを特徴とするシート綴じ装置。
   （イ）スティッチャよりワイヤリール側の位置で、スティッチャに引き込まれるワイヤを挟み付けワイヤの引き込み量に比例して回転する２個のローラ
   （ロ）一方のローラと連動して回転し、回転角度に比例する値の信号を出力するエンコーダ
   （ハ）１回のワイヤ引き込みに対するエンコーダの出力値が予め設定されている値より小さくなった場合にシート綴じ動作を停止させるとともにエラー表示をさせる制御手段
2. 請求項１の（ロ）、（ハ）の手段に替えて、下記の（ニ）、（ホ）、（ヘ）の手段を具備することを特徴とするシート綴じ装置。
   （ニ）一方のローラと連動して回転する回転板であって、回転軸を中心とする円に沿って、予め定めた等角度間隔で、光が通過可能の窓又は切り欠きが設けられているインデックス板
   （ホ）インデッスク板の窓又は切り欠きを通過する光を検知し、検知信号を出力する光センサ
   （ヘ）スティッチャの１回のワイヤ引き込みに対する光センサの検出信号の数が予め設定された数より小さくなった場合にシート綴じ動作を停止させるとともにエラー表示をさせる制御手段
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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