JP4609245B2 - 糊付け製本装置 - Google Patents

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Description

本発明は、背表紙に塗布する糊量を調整する糊付け製本装置に関する。
従来用紙束を表紙でくるんで製本する装置として、用紙束の背面と表紙とに液体状の接着剤(糊という)を塗布し製本する糊付け製本装置がある。その際に糊の塗布量が多いと表紙と用紙束の間に糊がはみ出し製本品位が劣化し、少ないと接着性が悪く糊付けできないという問題が発生する。
そこで上記問題を解決するために例えば特許文献1では、用紙束の背面に糊を塗布する糊付けローラと、用紙束の移送方向に対して糊付けローラに隣接して配置され、用紙束の背面に塗布された糊を所定量そぎ取るスクレープローラを設け、用紙束の厚みに応じて背面に塗布される糊の量を適正値になるようにスクレープローラの回転面の高さを変更して、用紙束の背面に塗布する糊量を調整する方法が記載されている。
また特許文献2には糊を貯留する容器と、容器内に配置され回転する糊付けローラを設け、容器を用紙束背面の長手方向に沿って移動させ、糊付けローラの回転速度を変更設定可能にして糊量を調整する、または移動速度を変更設定可能にして糊量を調整する、さらに用紙束背面を位置決めしてローラと用紙束背面との間隙量を変更設定可能にして糊量を調整する方法が記載されている。
特開2000−168265号公報 特開2005−47198号公報
しかしながら特許文献1、及び特許文献2の何れにおいても用紙束背面に糊付けする位置は常に一定であることを前提にして糊付着量を調整することが記載されているが、実際には装置の部品精度にばらつきがあり、用紙束のセット位置は常に同じとは限らない。
特許文献1、及び特許文献2の場合予め設定された数値に従って糊塗布動作を行うと、用紙束のセット位置が狂った場合などのとき糊量を補正することができない。
本発明は用紙束のセット位置が一定でない場合においても、糊付けローラの回転面と用紙束の背面の間隔を一定にすることにより、均一な糊塗布が可能で高い製本品位の製本が可能となる装置を提供することである。
上記目的は下記構成により達成できる。
(1) 用紙を集積して形成される用紙束を挟持する挟持手段と、
接着剤を熱溶融させた溶融接着剤を貯留する容器と、
前記用紙束の背面に、前記容器内の溶融接着剤を回転しながら塗布する糊付けローラと、
前記用紙束の背面と前記糊付けローラの回転面との間隔を測定する間隔測定手段と、
前記間隔測定手段により測定された情報に基づいて前記間隔を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする糊付け製本装置。
(2) 前記容器は回転しながら前記用紙束の背面に付着した糊を均一にするならしローラを有し、
前記用紙束の背面と、前記ならしローラの回転面との間隔を測定する第2の間隔測定手段と、
前記第2の間隔測定手段により測定された情報に基づいて、前記用紙束の背面と前記ならしローラの回転面との間隔を制御する第2の制御手段と、
を有することを特徴とする(1)に記載の糊付け製本装置。
(3) 前記用紙束の背面と前記糊付けローラの回転面との間隔を制御した後に、前記用紙束の背面と前記ならしローラの回転面との間隔を制御することを特徴とする(1)または(2)に記載の糊付け製本装置。
(4) 前記容器は前記糊付けローラと前記ならしローラを回転させる駆動手段を有することを特徴とする(1)乃至(3)の何れか1項に記載の糊付け製本装置。
(5) 前記容器は前記用紙束の背面の長手方向に沿って移動することを特徴とする(1)1乃至(4)の何れか1項に記載の糊付け製本装置。
(6) 前記間隔測定手段と前記第2の間隔測定手段は測長センサであることを特徴とする(1)乃至(5)の何れか1項に記載の糊付け製本装置。
(7) 前記糊付けローラの回転面高さを制御する制御手段は、前記ならしローラの回転軸を支点として前記容器を上下動する偏芯カムと、前記偏芯カムを回転させる駆動手段からなり、前記間隔測定手段により測定された情報に基づいて前記偏芯カムの回転位置を決定することを特徴とする(1)乃至(6)の何れか1項に記載の糊付け製本装置。
(8) 前記容器と前記偏芯カムと前記偏芯カムを回転させる駆動手段は箱形形状の揺動体に組み込まれていることを特徴とする(7)に記載の糊付け製本装置。
(9) 前記用紙束の背面と前記ならしローラの回転面との間隔を制御する第2の制御手段は、前記揺動体の所定の位置を支点として前記揺動体を上下動させる第2の偏芯カムと、前記第2の偏芯カムを回転させる第2の駆動手段からなり、前記第2の間隔測定手段により測定された情報に基づいて前記第2の偏芯カムの回転位置を決定することを特徴とする(1)乃至(8)の何れか1項に記載の糊付け製本装置。
本発明によれば用紙束の背面と糊付けローラの回転面との間隔を測定し、その測定値に基づいて間隔を調整するので、用紙束のセット位置が一定でなくても均一な糊塗布ができ高い製本品質の糊付け製本装置を提供できる。
また用紙束の背面とならしローラの回転面との間隔を測定し、その測定値に基づいて間隔を調整するので、用紙束の背面に付着した糊を均一にならすことができ糊が用紙束の背面にはみ出すことがない。
本発明に係る実施の形態について以下説明が、本発明は該実施の形態に限らない。
図1は本発明の実施の形態に係る製本装置の全体を示す図である。
〈製本装置〉
製本装置Bは画像形成装置(不図示)から排出された用紙S1を排紙皿20または用紙反転部40に搬送する搬送部10、用紙反転部40から1枚ずつ送り込まれた用紙S1を集積する集積部50、塗布手段60、表紙S2を収納する表紙収納部80、表紙を支持する表紙支持部90及び表紙と用紙が接合された本を積載する本排出部100を有する。
画像形成装置から排出された用紙S1は搬送部10に設けられた切り替えゲート11により排出路12を経て排紙皿20に排出されるか、又は用紙をスイッチバックさせる用紙反転部40に搬送される。排紙皿20には製本処理モードでない場合に用紙S1が排出される。
用紙S1は搬送路13を経て用紙反転部40に搬送され、用紙反転部40においてスイッチバックした後に、集積部50に搬送される。集積部50においては、設定された枚数の用紙S1が集積され、集積部50は設定枚数が集積した段階で挟持して回転し、用紙S1の束をほぼ垂直状態で保持する。
垂直状態で集積部50により保持された用紙S1の背面(図1における下端面)に、塗布手段60により接着剤が塗布される。
接着剤が塗布された用紙S1の束に表紙S2が接触し接着され本S3が作成され、本排出部100に排出される。
なお以下の説明において本構成用紙をS1、表紙用紙をS2、本構成用紙に表紙用紙が接合された冊子としての本を本S3という。
以下製本装置各部について詳細に説明する。
搬送路13を搬送された用紙S1は排紙ローラ14で排出され、揺動圧接ローラ401で搬送され、傾斜した反転皿402を上昇した後に揺動圧接ローラ401が逆回転して用紙S1を下方に搬送する。下方に搬送された用紙S1は集積部50に落下し集積する。
用紙反転部40を下降した用紙S1は集積部50において、支持板502及び受け板506からなる用紙支持手段により用紙S1が傾斜状態で支持される。
画像形成装置から順次排出された用紙S1は集積部50に集積され、用紙S1の束が形成される。束を形成する用紙S1の枚数は、画像形成装置に装着された自動原稿搬送装置を用いてカウントした原稿枚数や、パーソナルコンピュータ等を介して送信された原稿画像情報から得られた原稿枚数の他、予め操作者によって入力された原稿枚数などから把握されている。
504は集積された用紙S1の浮き上がりを抑える部材であり、用紙S1が集積部50に1枚供給される毎に接離して用紙S1を抑える。505は用紙の側縁を整合する整合板である。
設定された枚数の用紙S1が集積部50に集積された段階で、保持板503が作動して用紙S1の束を挟持保持する。
用紙S1の束を挟持保持した状態で集積部50が軸501を軸にして回転し、用紙S1の束を傾斜状態から垂直状態にする。
〈塗布工程〉
図2は用紙S1の束を集積部50に垂直状態で保持し、接着剤を塗布する工程を示す。
塗布工程を示す前に、図2(a)にて保持板503による用紙の保持を説明する。
モータM4の駆動で保持板503が移動して、用紙S1の束を押圧し、押圧による駆動トルクが所定の値に達したことを検知して停止することにより、用紙S1の束が支持板502と保持板503により強固に保持される。保持板503の停止位置はエンコーダ509により検知され、位置検知手段511の記憶装置に記憶される。
用紙S1の束が保持された状態で、受け板506が90°回転して図2(b)に示すように退避する。
図2(c)の状態では用紙S1の束の下面SA(用紙束下面SAという)が糊付けローラ601から離れている。
次に図2(d)に示すように、ホットメルト接着剤ADが収容されている塗布手段60が上昇して、糊付けローラ601が用紙S1の束の図における下面に接触し、糊付けローラ601が図2の紙面に対し直角な方向に移動してホットメルト接着剤ADを用紙束下面SAに塗布する。
次に本発明の間隔測定手段により測定された情報に基づいて間隔を制御する制御手段について図3により説明する。
図3は塗布手段60を上方から見た平面図、図4は図3のX−X断面図、図5は図3のY−Y断面図、図6は塗布手段60の斜視図である。
図3において601は接着剤を塗布するための塗布部材である糊付けローラであり、概略箱形形状の第1揺動体602に回転自在に支持されるとともに、図5に示すように第1揺動体602に貯留されヒータ603により溶融したホットメルト等の接着剤ADに一部浸績している。
図5に示すように604は用紙束下面SAに塗布されたホットメルト接着剤ADを均一にならすためのならしローラであり、第1揺動体602及び概略箱形形状の第2揺動体605に回転自在に支持され、ならしローラ604の回転軸604Aには歯車G1が固定されている。
同じく図5において618は糊付けローラ601に担持されたホットメルト接着剤ADの量を規制するための規制板であり、糊付けローラ601に対して一定の間隔を持って設置されている。619はならしローラ604に付着したホットメルト接着剤ADを除去するための除去板であり、ならしローラ604に対して一定の圧力で当接している。
糊付けローラ601及びならしローラ604の回転方向は塗布手段60の進行方向と同方向になるように設定されている。
図6に示すように歯車G1はアイドラ歯車G2を介して糊付けローラ601の回転軸601Aに固定された歯車G3と噛み合うとともに、第2揺動体605に保持された塗布モータM2の出力軸に固定された歯車G4に噛み合っている。
これにより塗布モータM2の回転が糊付けローラ601及びならしローラ604に伝達される。
図4、図6に示すように606は第2揺動体605の外側に設けた概略箱形形状の塗布本体であり、第2揺動体605に固定された第2揺動軸607を回転自在に支持している。
同じく図4に示すように、塗布本体606は第2揺動体605の上部一端面にスライドレール608、他端面にスライドコロ部609とスライド軸610が設けられており、スライドレール608及びスライドコロ部609とスライド軸610を介して塗布本体606が揺動可能に係合しており、図4の紙面に直交する方向に移動できるように配置されている。
図3に示すように611は塗布本体606をスライドさせるためのベルトであり、ベルト611の1箇所が結合部材612を介してスライドレール608の一箇所に固定されている。
ベルト611はスライドレール608と平行に設けた、プーリ613、614に張架されており、プーリ614には移動モータM3から駆動が伝達される。
・間隔測定
図3、図5に示すように用紙束下面SAと糊付けローラ601の回転面との間隔を測定するために発光部650Aと受光部650Bからなる光を利用した測長センサ650が、第1揺動体602の塗布手段60進行方向先端に取り付けられている。
測長センサ650の取り付け位置を詳述すると、取り付け基準位置は糊付けローラ601の回転中心を基準BL1とし、そこの位置から用紙束下面SAまでの距離を測定可能なように発光部650Aと受光部650Bを塗布手段60の進行方向と直角な方向に取り付ける。用紙S1の束が測長センサ650を横切った時の基準位置BL1と用紙束下面SAとの距離a1と糊付けローラ601の半径b1との差を用紙束下面SAと糊付けローラの回転面との間隔となる。なお糊付けローラ601はアルミ管等からなる金属部材であり、径の寸法変化は無い。
また図3、図5に示すように発光部651Aと受光部651Bとからなる測長センサ651が、用紙束下面SAとならしローラ604の回転面との間隔を測定するために、第2揺動体605の塗布手段60進行方向先端に取り付けられている。
測長センサ651の取り付け位置はならしローラ604の回転中心位置を基準BL2とし、そこの位置から用紙束下面SAまでの距離を測定可能なように発光部651Aと受光部651Bを塗布手段60の進行方向と直角な方向に取り付ける。用紙S1の束が測長センサ651を横切った時の基準位置BL2と用紙束下面SAとの距離a2とならしローラ604の半径b2との差を用紙束下面SAとならしローラ604の回転面との間隔となる。なおならしローラ604はアルミ管等からなる金属部材である。
次に間隔制御手段について説明する。
図4、図5に示すように615はならしローラ604の回転軸604Aを支点として第1揺動体602を揺動させるための偏芯カム1であり、モータM20の回転により第1揺動体602を上下させることができる。モータM20の回転量は測長センサ650の測定値を制御手段CPU(不図示)に送り、制御手段CPUの指示により決められる。
さらに616は第2揺動軸607を支点として第2揺動体605を揺動させる偏芯カム2であり、モータM21の回転により第2揺動体605を上下させることができる。モータM21の回転量は測長センサ651の測定値を制御手段CPU(不図示)に送り、制御手段CPUの指示により決められる。
実際の糊付け製本において上記間隔は糊付けローラ601、ならしローラ604とも接触状態から0.5mm離れているることが望ましい。
さらに間隔距離は偏芯カム1及び偏芯カム2の回転位置を不図示の操作部の手動操作にて任意に設定することも可能である。
〈接合工程〉
次に用紙S1の束と表紙S2の接合工程について図7〜11を用いて説明する。
図7は表紙S2を収納する表紙収納部80と表紙を支持する表紙支持部90に関する概略断面図、図8は表紙支持部90を図4のA方向から見た概略斜視図である。
表紙S2は図7に示すように、製本装置の下部に設けられた表紙収納部80の給紙トレイ801に収納されており、給紙・搬送ローラ82により給紙され、表紙支持部90で整合された後スイッチバックして裁断手段としてのカッター81により用紙S1の束に対応した長さに裁断され、搬送ローラ84により搬送され、1点鎖線で示す表紙支持手段901上に水平状態に載置される。表紙支持手段901は押圧部材91、92、押圧部材91、92を駆動するカム93、94等の複数の部材で構成されている。
なおカッター81は表紙S2のサイズの情報、用紙S1のサイズの情報、及び位置検知手段511において記憶されている用紙S1の束の厚さの情報に基づいた長さに表紙S2を裁断する。また、表紙S2の切り屑は収納箱83に収納される。
所定の長さに裁断された表紙S2は搬送ローラ84により送り出され、約5mm程の隙間を設けた上ガイド板955と下ガイド板956の間に挿入される。表紙S2は表紙搬送ローラ951と、表紙押さえ部材95、96の先端に設けられている従動ローラ952とにより搬送される。表紙S2は表紙S2のサイズの情報、用紙S1の束の厚さの情報に基づいて所定の位置に来たときに停止するように制御されている。また表紙押さえ部材97は表紙の下に入り込み表紙を持ち上げる動作を行う。
図9(a)は表紙支持手段901の上面図、図9(b)はC−C断面図である。
ベルト98A、98Bは搬送された表紙S2の傾きなどを補正する整合動作と、製本された本S3を本排出部100に搬送する動作を行う。
表紙S2の整合手段として表紙S2の搬送方向と平行な方向の両端面を整合する整合部材981A、981Bを設け、整合部材981A、981Bにはベルト98A、98Bを張架する太鼓状のローラが取り付けられている。整合部材981A、981Bは表紙S2が搬送されてくる毎に整合動作を行う。さらに後述する表紙支持部材901が上昇するとき、整合部材981A、981Bとベルト98A、98Bは図6(a)の2点鎖線に示す位置に後退する。
図10は表紙S2が押圧部材95、96により押さえつけられ、そのまま表紙支持部材901とともベルト99A、99B(第1移動手段)を駆動するモータM10により上昇するところを示す図である。
図10(a)はホットメルト接着剤ADの塗布が完了した状態を示す。図10(a)の状態では、表紙支持手段901は図7に示すように、用紙S1の束の下面から離れた下方位置で表紙S2を支持している。
表紙支持手段901が上昇したときに表紙押さえ部材95、96は表紙S2を上から押さえており、表紙S2を平面状態に保持する。表紙S2が上昇し用紙S1の束のSA面に接触すると、モータ(不図示)により表紙押さえ部材95、96、97の圧着を解除し、図10(b)に示す状態となる。このとき表紙S2は表紙S2下に入り込んでいる表紙押さえ部材97により持ち上げられた状態になる。
表紙支持手段901は図10(b)の位置から更に、数mm上昇する。この数mm上昇した位置が図10(c)に示す位置である。上昇した後に押圧部材91、92は表紙S2を左右から押圧し、背表紙と表表紙の境界及び背表紙と裏表紙との境界に角を付与して、表紙S2を用紙S1に密着させ本S3が形成される。押圧部材91、92が押圧している時間はおよそ5秒であり、押圧力は約200Nfである。
また押圧部材91、92の左右方向の移動手段はモータ(不図示)により駆動されるカム93、94(図6参照)により行われる。なお押圧部材91、92の移動は各部材にラックを設け、ラックに噛合するピニオンの回転により移動する構成であっても良い。
表紙S2の接合後の表紙S2の処理について図11により説明する。
表紙S2の接合が完了すると、押圧部材91、92を解放し図11(a)に示すように表紙支持手段901はベルト99A、99Bの駆動により約100mm下降しホームポジションに戻る。このとき左右の表紙S2を50mmほど持ち上げるために図11(b)に示すように表紙押さえ部材95、96、97は一度垂直状態から水平状態になり再度反回転させ、かつ表紙持ち上げ部材971も上昇させる。
続いてベルト98A、98Bを表紙S2の幅より狭くした位置に戻るように移動し、表紙支持手段901を約70mm上昇させる。
保持板503が退避位置に移動するとともに押圧を解除する。これにより用紙S1の束及び表紙S2からなる本S3がベルト98A、98B上に落下する。表紙支持手段901を再度下降させながら、ベルト98A、98Bを回転し、本S3を本排出部100側に送りながら倒す。このとき図11(c)に示すように表紙押さえ部材96、97を大きく上昇方向に回転させ、左側の表紙を持ち上げる。表紙支持手段901がホームポジションに着くとき(図11(d))、本S3はベルト98A、98Bにより左端の方まで送られそのまま本排出部100に排出される。
排紙台101はベルト駆動で上下し、本S3が載置された排紙台101が下降して、本S3をベルト102に受け渡し、本S3がベルト102により搬送されて製本装置から排出される。
本発明の実施の形態に係る製本装置の正面図である。 接着剤の塗布工程を示す図である。 塗布手段を上方から見た平面図である。 図3のX−X断面図である。 図3のY−Y断面図である。 塗布手段の斜視図である。 表紙収納部と表紙を支持する表紙支持部に関する概略断面図である。 表紙支持部を図7のA方向から見た概略斜視図である。 図9(a)は表紙支持手段の上面図、図9(b)は図9(a)のC−C断面図である。 本構成用紙に表紙用紙を接合するところを示す図である 接合後の表紙の処理を説明する図である。
符号の説明
B 製本装置
50 集積部
60 塗布手段
91、92 押圧部材
93、94 カム
95、96、97 表紙押さえ部材
98A、98B、99A、99B ベルト
601 糊付けローラ
602 第1揺動体
604 ならしローラ
605 第2揺動体
606 塗布本体
650 測長センサ
651 測長センサ
S1 用紙
S2 表紙
S3 本
SA 用紙束の下面

Claims (9)

  1. 用紙を集積して形成される用紙束を挟持する挟持手段と、
    接着剤を熱溶融させた溶融接着剤を貯留する容器と、
    前記用紙束の背面に、前記容器内の溶融接着剤を回転しながら塗布する糊付けローラと、
    前記用紙束の背面と前記糊付けローラの回転面との間隔を測定する間隔測定手段と、
    前記間隔測定手段により測定された情報に基づいて前記間隔を制御する制御手段と、
    を有することを特徴とする糊付け製本装置。
  2. 前記容器は回転しながら前記用紙束の背面に付着した糊を均一にするならしローラを有し、
    前記用紙束の背面と、前記ならしローラの回転面との間隔を測定する第2の間隔測定手段と、
    前記第2の間隔測定手段により測定された情報に基づいて、前記用紙束の背面と前記ならしローラの回転面との間隔を制御する第2の制御手段と、
    を有することを特徴とする請求項1に記載の糊付け製本装置。
  3. 前記用紙束の背面と前記糊付けローラの回転面との間隔を制御した後に、前記用紙束の背面と前記ならしローラの回転面との間隔を制御することを特徴とする請求項1または2に記載の糊付け製本装置。
  4. 前記容器は前記糊付けローラと前記ならしローラを回転させる駆動手段を有することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の糊付け製本装置。
  5. 前記容器は前記用紙束の背面の長手方向に沿って移動することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の糊付け製本装置。
  6. 前記間隔測定手段と前記第2の間隔測定手段は測長センサであることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の糊付け製本装置。
  7. 前記糊付けローラの回転面高さを制御する制御手段は、前記ならしローラの回転軸を支点として前記容器を上下動する偏芯カムと、前記偏芯カムを回転させる駆動手段からなり、前記間隔測定手段により測定された情報に基づいて前記偏芯カムの回転位置を決定することを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の糊付け製本装置。
  8. 前記容器と前記偏芯カムと前記偏芯カムを回転させる駆動手段は箱形形状の揺動体に組み込まれていることを特徴とする請求項7に記載の糊付け製本装置。
  9. 前記用紙束の背面と前記ならしローラの回転面との間隔を制御する第2の制御手段は、前記揺動体の所定の位置を支点として前記揺動体を上下動させる第2の偏芯カムと、前記第2の偏芯カムを回転させる第2の駆動手段からなり、前記第2の間隔測定手段により測定された情報に基づいて前記第2の偏芯カムの回転位置を決定することを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の糊付け製本装置。
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