JP4609293B2 - 糊付け製本装置 - Google Patents

Description

本発明は、背表紙に塗布する糊補給量を制御する糊付け製本装置に関する。

糊付け製本装置等において、接着剤を液状にして製本する方法がある。接着剤となる部材は固形状のホットメルトが広く使われている。しかしながら接着剤として使用するためには熱で溶融させる必要があるが、固形を溶融する溶融点温度を制御するために、接着剤槽の内部に温度センサと、その温度を制御する温度制御手段を設けているのが一般的である。

そしてこの温度に関する制御手段について、例えば特許文献１では、接着剤を溶融させる熱源として電磁誘導コイルを使用し、その際温度を制御する手段として熱電対方式をもちいている。この方式は接着剤が消費されて、その液面が熱電対よりも下がることによって、検出温度が所定値以下となったことを示す信号を制御手段である制御部に送信する。この信号を受けた制御部は、接着剤供給ユニットを操作させて接着剤を補充するようになっている。

また、例えば特許文献２では、糊を収容し開口部を有する糊収納容器と、糊収納容器を所定位置に設置する容器装着手段と、開口部から排出される糊を移送する供給管と、供給管に接続され移送される糊をノズル先端部から吐出する糊吐出手段と、糊収納容器の近傍に設置された温度センサ及び加熱手段と、温度センサが予め設定された所定温度以下になった事を検知すると、加熱手段の電源を駆動し、加熱手段により糊収納容器を昇温させる制御手段とを有する糊塗布装置が記載されている。
特開２００５−１７８１８７号公報 特開２００２−１７７８４７号公報

しかしながら温度を検出する手段が不良の場合、熱源であるヒータを制御する信号が送信されず、熱がいつまでも供給され危険である。

上記特許文献の何れにおいてもセンサ異常の対策については明記されておらず、問題の解決に至っていない。

本発明の目的は接着剤槽用温度センサと、溶融接着剤液面上温度センサの出力値からセンサ異常かヒータ異常かを判断することで、コスト的に有利でかつ安全性を損なわず不良部品の細かな識別が可能な糊付け製本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．熱溶融性の接着剤を蓄積する接着剤槽内に配置された第１の温度センサと、前記第１の温度センサの温度検出信号により温度を制御する第１の温度制御手段と、
溶融された前記接着剤の液面の近傍に配置された第２の温度センサと、前記第２の温度センサの温度検出信号により温度を制御する第２の温度制御手段と、
前記接着剤槽を加熱するヒータと、
を有する糊付け製本装置において、
前記第１の温度センサの情報が所定時間後制御温度に収束しない場合は、前記第２の温度センサ情報を参照し、前記第２の温度センサ情報が制御温度に略一致している場合は、前記第１の温度センサが異常とする制御をおこなう制御手段を有することを特徴とする糊付け製本装置。
２．前記第１の温度センサ情報と、前記第２の温度センサ情報の両方が略前記第１の制御温度に収束しない場合は、熱源が異常とする制御をおこなう制御手段を有することを特徴とする１に記載の糊付け製本装置。

本発明によれば、熱溶融性の接着剤を蓄積する接着剤槽内に配置された第１の温度センサと、その温度検出信号により温度を制御する第１の温度制御手段と、溶融された接着剤の液面の近傍に配置された第２の温度センサと、第２の温度センサの温度検出信号により温度を制御する第２の温度制御手段と、接着剤槽を加熱するヒータとを有する糊付け製本装置において、
第１の温度センサの情報が所定時間後制御温度に収束しない場合は、第２の温度センサ情報を参照し、第２の温度センサ情報が制御温度に略一致している場合は、第１の温度センサが異常とし、第１の温度センサ情報と、第２の温度センサ情報の両方が略第１の制御温度に収束しない場合は、熱源が異常とする制御をおこなう制御手段を有することにより、既存の部品を流用してコストを掛けずにかつ安全性を損なわず不良部品の細かな識別が可能な糊付け製本装置が提供できる。

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。

また上記一連の動作の制御は糊付け製本装置が有する制御部（不図示）によって制御されている。以下についても特に断りがない限り同様である。

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がモータＭ２の駆動により上昇して、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。

〈塗布手段〉
図３は塗布手段６０を上方から見た平面図、図４は図３のＹ−Ｙ断面図、図５は塗布手段６０の斜視図を示した図である。また図６は第１の温度センサと第２の温度センサを取り付けたところを示す図であり、図３のＸ−Ｘ断面で示す。

図３において６７は塗布手段６０をスライド移動させるためのベルトであり、ベルト６７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６７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。

図４において、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、回転軸６０４Ａには歯車Ｇ１が固定されている。

同じく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の回転駆動はモータＭ１から供給されそ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。

６０２は溶融したホットメルト接着剤を溜めておく接着剤槽であり、接着剤槽６０２の外側下部から加熱するヒータ６０３を有している。

図５に示すようにモータＭ１の出力軸にはタイミングプーリを介してタイミングベルトが、段付き歯車Ｇ４を回転するように取り付けられ、歯車４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とならしローラ６０４の回転軸に固定された歯車Ｇ１と噛み合っており、モータＭ１の回転駆動により糊付けローラ６０１及びならしローラ６０４が回転する。

図６において接着剤槽６０２の内部底面には、第１の温度センサＴＳ１と温度センサＴＳ１からの温度検出信号に基づいてヒータ６０３の電源をＯＮ／ＯＦＦして接着剤槽６０２内の接着剤ＡＤの温度を制御する第１の温度制御手段ＴＣ１が設けられている。

また溶融接着剤液面の近傍には、第２の温度センサＴＳ２と第２の温度センサＴＳ２からの温度検出信号に基づいて温度制御する第２の温度制御手段ＴＣ２が設けられている。

この第２の温度制御手段ＴＣ２は、接着剤が消費されるにつれて溶融接着剤液面位置が第２の温度センサＴＳ２から離れ温度が低くなり、所定の温度になったときに接着剤ＡＤを補給するように制御するようになっている。

〈センサ異常判断〉
ここで本発明の目的であるセンサ異常判断について説明する。

第１の温度センサが検出した温度をａ℃とし、第１の温度の制御温度をｂ℃とする。また、第２の温度センサが検出した温度をｃ℃としたとき、所定時間を経過しても
ａ℃≠ｂ℃ であり、かつ
ｃ℃≒ｂ℃ のとき、
第１の温度センサが異常であると判断する。
また
ａ℃≠ｂ℃ であり、かつ
ｃ℃≠ｂ℃ のとき、
ヒータ異常と判断する。

なお上記判断は製本装置が有する制御部によっておこなわれる。

このような制御手段を有する本装置は、検出温度によってセンサ部材の異常か、ヒータ部材の異常かを簡単に検出判断することができる。

〈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７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１０（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９参照）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。

〈フロー図〉
図１２は第１の温度センサと第１の温度制御手段を用いた接着剤槽温度制御の動作フロー図である。

温度制御を開始（ステップＳ０１）して第１の温度センサが制御温度かどうかを判断する（ステップＳ０２）。制御温度より低い場合ヒータをＯＮ（ステップＳ０３）、制御温度より高い場合ヒータをＯＦＦ（ステップＳ０４）する。

図１３は第２の温度センサと第２の温度制御手段を用いた接着剤補給制御に関するフロー図である。

接着剤補給制御が開始され（ステップＳ１１）接着剤槽のウオームアップ時間が完了したかどうかの判断（ステップＳ１２）を行い、完了したら第２の温度センサが制御温度より高いかどうかを判断（ステップＳ１３）し、高い場合はそのまま（ステップＳ１４）、低い場合は補給を行うかどうか判断（ステップＳ１５）し、補給を行う必要がある場合は接着剤補給を行う（ステップＳ１６、ステップＳ１７）。

さらに図１４では、接着剤補給制御と温度制御のフロー図を示す。

異常検知制御の開始ステップでは（ステップＳ２１）、第１の温度センサ（接着剤温度センサ）が異常温度であるかの判断（ステップＳ２２）を行い、ステップＳ２３では接着剤が少なくて補給状態かどうかの判断をおこなう。ステップＳ２３がＹＥＳの場合、第２の温度センサ（補給センサ）が異常温度であるかどうかを判断する（ステップＳ２４）。ステップＳ２３がＹＥＳの場合、ヒータ異常（ステップＳ２５）、ステップＳ２４がＮＯのときは第１の温度センサが異常（ステップＳ２６）と判定し、終了（ステップＳ２７）する。

なおここでは
第１の温度センサの
制御温度：１８０℃
異常温度：０℃以下または２００℃以上
第２の温度センサ
制御温度：１６０℃
異常温度：０℃以下または１８０℃以上
と設定した。

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Ｙ−Ｙ断面図である。 塗布手段の斜視図である。 図３のＸ−Ｘ断面図である。 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８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。 第１の温度センサと第１の温度制御手段を用いた接着剤槽温度制御の動作フロー図である。 第２の温度センサと第２の温度制御手段を用いた接着剤補給制御に関するフロー図である。 接着剤補給制御と温度制御を示すフロー図を示す。

符号の説明

Ｂ 製本装置
５０ 集積部
６０ 塗布手段
６０１ 糊付けローラ
６０２ 接着剤槽
６０４ ならしローラ
Ｓ１ 用紙
Ｓ２ 表紙
Ｓ３ 本
ＳＡ 用紙束の下面
ＴＳ１ 第１の温度センサ
ＴＳ２ 第２の温度センサ
ＴＣ１ 第１の温度制御手段
ＴＣ２ 第２の温度制御手段

Claims (2)

1. 熱溶融性の接着剤を蓄積する接着剤槽内に配置された第１の温度センサと、前記第１の温度センサの温度検出信号により温度を制御する第１の温度制御手段と、
   溶融された前記接着剤の液面の近傍に配置された第２の温度センサと、前記第２の温度センサの温度検出信号により温度を制御する第２の温度制御手段と、
   前記接着剤槽を加熱するヒータと、
   を有する糊付け製本装置において、
   前記第１の温度センサの情報が所定時間後制御温度に収束しない場合は、前記第２の温度センサ情報を参照し、前記第２の温度センサ情報が制御温度に略一致している場合は、前記第１の温度センサが異常とする制御をおこなう制御手段を有することを特徴とする糊付け製本装置。
2. 前記第１の温度センサ情報と、前記第２の温度センサ情報の両方が略前記第１の制御温度に収束しない場合は、熱源が異常とする制御をおこなう制御手段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。

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