JP5361605B2

JP5361605B2 - 無線綴じ製本機

Info

Publication number: JP5361605B2
Application number: JP2009188890A
Authority: JP
Inventors: 健人横木; 良行堀井; 伸幸小島
Original assignee: Horizon International Inc
Current assignee: Horizon International Inc
Priority date: 2009-08-18
Filing date: 2009-08-18
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2029-08-18
Also published as: JP2011037217A

Description

本発明は、一冊分集積した本身（用紙束）の下端面に糊を塗布する糊付け装置を備えた無線綴じ製本機に関する。

製本処理においては、印刷された用紙を一冊分集積した本身に対して、ステッチャーによる綴じ処理を行う有線綴じと、当該本身に対して糊付け処理する無線綴じが知られている。また、綴じられた本身に表紙を貼り付ける場合には、表紙貼付機を用いて表紙の貼り付けが行われている。

そして、無線綴じ製本機では、固形の糊を熱溶融させて用紙束の下端面に塗布し、糊の固化によって製本を行うことが一般的である。このため、熱溶解させた糊をホットメルトタンクに貯留するとともに、一部を糊に浸した回転ローラを配置し、このローラ上で本身の下端部を移動させることにより、回転するローラで糊を用紙束の背面に塗布している。

このような無線綴じ製本機において、糊の温度は製本機立上げ時に糊の溶解のために１８０℃前後に昇温し、糊の全体が溶解して状態が安定し、糊を何時でも塗布操作に供することができる待機状態において１７５℃前後に維持している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２３８５２６号公報

上記のような無線綴じ製本機において、糊は製本されることにより消費されるため、製本量が多いと、糊の一部が劣化しても問題にならないが、少ない冊数の製本作業を行うために昇温、冷却を繰り返すと、糊の劣化が問題となる。

例えば、ホットメルトタンクの昇温の際、短時間であることを重視すると、ホットメルトタンク上面付近のタンク底面から遠く、加熱され難い糊まで早く昇温する必要があり、その付近に温度センサを設置して、そこで検知した糊温度を基準にタンクを加熱することになる。そうすると、必ずヒータにより加熱されているタンク底面付近の糊は設定温度に達した後も加熱され、設定温度以上に加熱されることになり、その過加熱のために糊の品質が劣化するという問題があった。

しかしながら、過加熱を防止するために、加熱されやすいタンク底面付近の糊温度を検知しながら昇温すると、センサ付近の糊が設定温度に達した後は、ヒータがオンオフを繰り返しながら徐々に昇温を行うために短時間での昇温は困難であった。このような昇温の仕方による差異のため、どちらかを重視してタンク、ヒータ容量、センサ位置の仕様を選択することが行われてきた。

一方、多くの厚い冊子を急いで製本するとき等、糊の使用量が多く、常温の固形糊を補充投入した際に、糊温度の過加熱（オーバーシュート）を犠牲にしてでも早く溶けてほしいという事態も発生していたが、制御で対処することは困難であった。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、ユーザが昇温時間を重視するか、糊の劣化防止を重視するかにより、状況に応じて糊の加熱制御内容を変更できるとともに、糊の使用可否判断基準も変更可能な無線綴じ製本機を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明の無線綴じ製本機は、糊タンクに貯留した糊を塗布手段によって用紙束の下端面に塗布し、糊の固化によって製本する無線綴じ製本機であって、上記糊タンクの底面付近の糊温度を測定する温度センサと、上記糊タンク内の糊面付近の糊温度を測定する温度センサと、上記二つの温度センサにより検知される糊温度に基づいて糊タンク底面のヒータのオンオフを制御する制御手段とを備え、上記制御手段が、上記二つの温度センサにより検知される糊温度の重要視する割合を変えた複数の温度計算式の中から選択された計算式に基づいて糊の現在温度を算出し、算出した糊の現在温度と設定温度とを比較することにより上記ヒータを制御することを特徴とする。

また、請求項２に係る発明の無線綴じ製本機は、糊タンクに貯留した糊を塗布手段によって用紙束の下端面に塗布し、糊の固化によって製本する無線綴じ製本機であって、上記糊タンクの底面付近の糊温度を測定する温度センサと、上記糊タンク内の糊面付近の糊温度を測定する温度センサと、上記二つの温度センサにより検知される糊温度に基づいて製本可能時期の判定を行う制御手段とを備え、上記制御手段が、上記二つの温度センサにより検知される糊温度の重要視する割合を変えた複数の温度計算式の中から選択された計算式に基づいて糊の現在温度を算出し、算出した糊の現在温度と設定温度とを比較して製本可能か否かを判定することを特徴とする。

無線綴じ製本機を使用するユーザにとって、糊タンクの昇温の有り方はその時の状況によりいろいろある。例えば、無線綴じ製本機を早く使用したいとき、糊の劣化を防止したいとき、使用中の補充糊が早く溶けてほしいとき等があるが、請求項１に係る発明の無線綴じ製本機によれば、糊の中にある二つの温度センサとその検知結果を利用した糊の昇温制御方法を適宜選択可能とすることができるので、ユーザの希望に高レベルで対応可能な糊の加熱制御を実行することができる。例えば、糊タンクの底面付近の糊温度を測定する温度センサの温度検知出力30％、糊タンク内の糊面付近の糊温度を測定する温度センサの温度検知出力70％の割合で糊の現在温度を算出することにより、昇温時間を短くすることができ、一方、糊タンクの底面付近の糊温度を測定する温度センサの温度検知出力70％、糊タンク内の糊面付近の糊温度を測定する温度センサの温度検知出力30％の割合で糊の現在温度を算出することにより、糊の劣化を防止することができる。

また、請求項２に係る発明の無線綴じ製本機によれば、同様に、糊の中にある二つの温度センサとその検知結果を利用した使用可否の判断方法を適宜選択可能とすることができるので、製本機電源オフの直後の再使用時等に不必要な昇温時間をなくすことができる。例えば、糊タンクの底面付近の糊温度を測定する温度センサの温度検知出力80％、糊タンク内の糊面付近の糊温度を測定する温度センサの温度検知出力20％の割合で糊の現在温度を算出することにより、使用開始時期を早めることができ、一方、糊タンクの底面付近の糊温度を測定する温度センサの温度検知出力20％、糊タンク内の糊面付近の糊温度を測定する温度センサの温度検知出力80％の割合で糊の現在温度を算出することにより、糊を十分溶解させた後、糊を使用することができる。

本発明の無線綴じ製本機のクランパが表紙貼り付け位置にある状態を示す図である。無線綴じ製本機のクランパが反対側に移動した状態を示す図である。糊付け部の詳細を示す斜視図である。糊付け部の詳細を示す上面図である。無線綴じ製本機の制御部の構成を示すブロック図である。糊タンクの加熱制御の作用を示すフローチャートである。ヒータのオンオフ状態を示す波形図である。糊の使用可否判定プログラムの作用を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る無線綴じ製本機を表紙貼付部であるニッピング部がクランプ部を兼ねた無線綴じ製本機に適用した実施例について図により説明する。
図１、図２は無線綴じ製本機の構成を示す図であり、図１はクランパが表紙貼り付け位置にある状態を示す図であり、図２はクランパが反対側に移動した状態を示す図である。

この無線綴じ製本機は、基台１、ニッピング部２、糊付け部３、ミーリング部４、及び、クランパ５により構成されている。
基台１に設けられたニッピング部２は、図２に示すように、カムの駆動で上下方向に移動する背押し板２１と、この背押し板２１の上面に配置され、アーム（図示せず）の駆動で互いに接近離間移動する一対のニップ板２２ａと２２ｂを備えている。

図３、図４は糊付け部３の詳細を示す図であり、図３は糊付け部の斜視図、図４は糊付け部の上面図である。図３、図４に示すように、糊付け部３は糊タンク３１、糊ローラ３２を備え、糊タンク３１内で糊を熱融解させて収納し、糊ローラ３２により用紙束６の背面への糊付け処理を行う。一方、糊タンク３１の底面には糊を加熱する加熱ヒータ３３が設けられており、また、糊タンク３１の側面には、タンク底面の糊の温度を検知する温度センサ３４とタンク上面の糊の温度を検知する温度センサ３５が設置されている。なお、加熱ヒータ３３による加熱は、設定温度に近づくとオンオフの時間割合を徐々に変化させる（加熱を弱める）ことにより、オーバーシュートを小さくして目標温度に到達するような制御が行われる。

また、ミ−リング部４は、図１に示すように、フライス盤４１とフライス盤４１上に形成された切削刃４２とを備えており、用紙束６がフライス盤４１上を通過するときに用紙束６の背面が面一に揃えられて背面に糊が全面に均等に塗布されるように加工されるとともに、切削刃４２により用紙束６の背面に多少深く食い込んだ切り溝が粗いピッチで形成される。この溝は、糊を塗布するための中本背部の表面積を拡大して強度を向上するとともに良好な綴付け品質を達成するためのものである。

さらに、クランパ５は可動クランプ板、固定クランプ板及びクランプ板保持枠（図示せず）を備え、一対のクランプ板の間に用紙束６を挿入した後、可動クランプ板の固定クランプ板側への移動、すなわちクランパ５を閉じることにより用紙束６を挾持することができ、用紙束６を搬送することができる。

一方、図５は無線綴じ製本機の制御部の構成を示すブロック図であり、制御部１ａは、ニッピング部２を駆動するニッピング部駆動機構１ｂ、クランパ５を駆動するクランパ駆動機構１ｃ、糊付け部３を駆動する糊付け部駆動機構１ｄ、ミーリング部４を駆動するミーリング部駆動機構１ｅを制御する。また、操作パネル１ｆは、操作・設定画面を表示するものであり、制御部１ａは、操作パネル１ｆに操作・設定画面の情報を出力して無線綴じ製本機の操作・設定画面を表示するとともに、操作パネル１ｆで設定された設定情報を取り込んで記憶部（図示せず）に記憶する。

以下、用紙束に表紙を貼り付ける場合の作用について簡単に説明する。
図１に示すように、背押し板２１の高さがクランプ時の高さに調節されている状態で、操作者が用紙束６の背面を背押し板２１側にしてクランパ５に挿入した後、スタートボタン（図示せず）を押すと、制御部１ａがクランパ駆動機構１ｃを制御することにより、クランパ５を閉じて用紙束６をクランパ５に挾持させる。

次に、制御部１ａは、ニッピング部駆動機構１ｂを制御することにより背押し板２１を下降させた後、クランパ駆動機構１ｃを制御することによりクランパ５をミーリング部４の方向に移動させる。この移動中、用紙束６がフライス盤４１上を通過するときに用紙束６の背面が面一に揃えられるとともに、切削刃４２により用紙束６の背面に多少深く食い込んだ切り溝が粗いピッチで形成される。このとき、糊付け部３の糊タンク３１は下降した状態となっているので、クランパ５の移動中に用紙束６の背面に糊が付着することはない。

そして、図２に示す位置でクランパ５が停止している状態で、操作者がニッピング部２に表紙をセットした後、再度スタートボタンを押すと、制御部１ａは、糊付け部駆動機構１ｄを制御することにより、糊付け部３の糊タンク３１を上昇させる。

次に、制御部１ａは、クランパ駆動機構１ｃを駆動することによりクランパ５をニッピング部２の方向に移動させるので、この移動中、ミーリング部４で再び用紙束６の背面が面一に揃えられ、切り溝が形成されるとともに、糊付け部３において、用紙束６の下端面に糊ローラ３２によって糊タンク３１に貯留したホットメルトの溶融糊が塗布された後、一対のニップ板２２ａ、２２ｂの間の上方に用紙束６の糊が塗着された下端面が位置決めされる。
この後、制御部１ａは、ニッピング部駆動機構１ｂを制御することにより背押し板２１を上昇させるとともに、ニップ板２２ａ、２２ｂを内側に移動させることにより、表紙が用紙束６に貼り付けられて用紙束６の背が形成される。

一方、糊の融解時に、制御部１ａは、糊付け部３の温度センサ３４、３５の出力を取り込んで、糊付け部３の加熱ヒータ３３のオンオフを制御するとともに、糊の温度が使用可能温度になったか否かを判断する。
以下、糊の昇温時の作用について説明する。
ユーザは操作パネル１ｆに表示される昇温の設定画面で、予め、糊の加熱に関して、「昇温短時間モード」と「糊劣化防止モード」のいずれかを選択して設定しておくことができる。

電源初期投入時、あるいは、電源再投入時に、制御部１ａは、図６のフローチャートに示す、糊タンクの加熱制御プログラムを開始し、ユーザが設定しているモードが「昇温短時間モード」か否かを判定する（ステップ１０１）。ユーザが設定したモードが「昇温短時間モード」であると判定した場合、制御部１ａは、温度センサ３４の温度検知出力30％、温度センサ３５の温度検知出力70％の割合で糊の現在温度を算出する（ステップ１０２）。
例えば、温度センサ３４の温度検知出力が180℃、温度センサ３５の温度検知出力が150℃であった場合、糊の現在温度ＴはＴ＝180℃×0.3＋150℃×0.7＝159℃となる。

糊の現在温度を算出した後、制御部１ａは、算出した糊の現在温度と設定温度（180℃）に基づいて加熱ヒータ３３のオンオフ時間の割合を計算し、計算した割合で加熱ヒータ３３を制御する（ステップ１０３）。上記の例に示すように、糊の現在温度が159℃であった場合、設定温度（180℃）との差が大きいので、図７（ａ）に示すように、ヒータオンの時間を長くして加熱ヒータ３３を制御する。

加熱ヒータ３３のオンオフ時間の割合を計算した後、制御部１ａは、計算終了後１０秒経過した否かを判定し（ステップ１０４）、１０秒経過すると、製本終了か否かを判定する（ステップ１０５）。製本終了でないと判定した場合、制御部１ａは、ステップ１０２に戻って再び糊の現在温度を算出し、製本終了と判定した場合、加熱ヒータ３３による糊の加熱を停止した（ステップ１０６）後、プログラムを終了する。

一方、ステップ１０１でユーザが設定したモードが「昇温短時間モード」でない、すなわち、「糊劣化防止モード」であると判定した場合、制御部１ａは、温度センサ３４の温度検知出力70％、温度センサ３５の温度検知出力30％の割合で糊の現在温度を算出する（ステップ１０７）。
例えば、上記と同様に、温度センサ３４の温度検知出力が180℃、温度センサ３５の温度検知出力が150℃であった場合、糊の現在温度ＴはＴ＝180℃×0.7＋150℃×0.3＝171℃となる。

糊の現在温度を算出した後、制御部１ａは、算出した糊の現在温度と設定温度（180℃）に基づいて加熱ヒータ３３のオンオフ時間の割合を計算し、計算した割合で加熱ヒータ３３を制御する（ステップ１０８）。上記の例に示すように、糊の現在温度が171℃であった場合、設定温度（180℃）との差が僅かなので、図７（ｂ）に示すように、ヒータオフの時間を長くして加熱ヒータ３３を制御する。

加熱ヒータ３３のオンオフ時間の割合を計算した後、制御部１ａは、計算終了後１０秒経過した否かを判定し（ステップ１０９）、１０秒経過すると、製本終了か否かを判定する（ステップ１１０）。製本終了でないと判定した場合、制御部１ａは、ステップ１０７に戻って再び糊の現在温度を算出し、製本終了と判定した場合、加熱ヒータ３３による糊の加熱を停止した（ステップ１０６）後、プログラムを終了する。

以上のように、二つの温度センサで検知される温度を重要視する割合を変えた複数の計算式の中からいずれかを選択して糊の現在温度を算出することができるので、ユーザが昇温時間を重視するか、糊の劣化防止を重視するかを容易に選択することができる。また、「昇温短時間モード」は、昇温時に限らず、厚い冊子を連続で製本するとき等の、糊使用量の多い作業時に、常温の固形糊を補充投入した際に、糊温度のオーバーシュートを犠牲にしてでも早く溶けてほしいという場合にも有効である。

次に、糊の昇温時に糊の温度が製本可能になっているか否かを判断する場合の作用について説明する。
上記と同様に、ユーザは操作パネル１ｆに表示される設定画面で、使用可能温度判定に関して、予め、「即使用モード」と「十分融解モード」のいずれかを選択して設定しておくことができる。

電源初期投入時、あるいは、電源再投入時に糊の昇温を開始すると、制御部１ａは、図８のフローチャートに示す糊の使用可否判定プログラムを開始し、ユーザが設定したモードが「即使用モード」か否かを判定する（ステップ２０１）。ユーザが設定したモードが「即使用モード」であると判定した場合、制御部１ａは、温度センサ３４の温度検知出力80％、温度センサ３５の温度検知出力20％の割合で糊の現在温度を算出した（ステップ２０２）後、糊の現在温度が使用可能温度（設定温度±10℃）以上か否かを判定する（ステップ２０３）。

糊の現在温度が使用可能温度以下であると判定した場合、制御部１ａは、操作パネル１ｆに「タンク加熱中」と表示した（ステップ２０４）後、ステップ２０２に戻って再び糊の現在温度を算出する。また、ステップ２０３で糊の現在温度が使用可能温度以上であると判定した場合、操作パネル１ｆに表示されている「タンク加熱中」の表示を「タンク使用可能」に変更して表示する（ステップ２０５）。
例えば、温度センサ３４の温度検知出力が180℃、温度センサ３５の温度検知出力が150℃であった場合、糊の現在温度ＴはＴ＝180℃×0.8＋150℃×0.２＝174℃となるので、「タンク加熱中」の表示が「タンク使用可能」に変更される。

「タンク使用可能」と表示した後、制御部１ａは、製本終了か否かを判定し（ステップ２０６）、製本終了と判定した場合、プログラムを終了する。また、製本終了でないと判定した場合、制御部１ａは、ステップ２０２に戻って再び糊の現在温度を算出し、常温の固形糊の補充投入等により、糊の現在温度が使用可能温度以下となった場合、操作パネル１ｆに表示されている「タンク使用可能」の表示を「タンク加熱中」に変更して表示する（ステップ２０４）。

一方、ステップ２０１でユーザが設定したモードが「即使用モード」でない、すなわち、「十分融解モード」であると判定した場合、制御部１ａは、温度センサ３４の温度検知出力20％、温度センサ３５の温度検知出力80％の割合で糊の現在温度を算出した（ステップ２０７）後、糊の現在温度が使用可能温度以上か否かを判定する（ステップ２０８）。

糊の現在温度が使用可能温度以下であると判定した場合、制御部１ａは、同様に、操作パネル１ｆに「タンク加熱中」と表示した（ステップ２０９）後、ステップ２０７に戻って再び糊の現在温度を算出する。また、ステップ２０８で糊の現在温度が使用可能温度以上であると判定した場合、操作パネル１ｆに表示されている「タンク加熱中」の表示を「タンク使用可能」に変更して表示する（ステップ２１０）。
例えば、上記と同様に、温度センサ３４の温度検知出力が180℃、温度センサ３５の温度検知出力が150℃であった場合、糊の現在温度ＴはＴ＝180℃×0.2＋150℃×0.8＝156℃となるので、使用可能温度170℃に達していないので、操作パネル１ｆの表示は「タンク加熱中」のままとなる。

そして、「タンク使用可能」と表示した後、制御部１ａは、製本終了か否かを判定し（ステップ１０５）、製本終了と判定した場合、プログラムを終了し、製本終了でないと判定した場合、ステップ２０７に戻って再び糊の現在温度を算出する。

以上のように、複数の温度センサで検知される温度を重要視する割合を変えた複数の計算式の中から選択して糊が使用可能か否かが判定されるので、無線綴じ製本機を早く使用したい場合に有用である。例えば、温度センサ３４の検知温度が設定温度になっていると、薄い冊子等の糊使用量の少ない製本作業はぎりぎり使用可能となる。

また、温度センサ３５の重要視の割合に拘わらず、二つの温度センサの出力から現在温度を算出する計算式を用いるだけで、電源初期投入（糊常温からの昇温）と電源再投入の判別も可能で、再投入時の不要な待ち時間をなくすことができる。すなわち、従来温度センサ一つで検知及び制御を行う場合、センサ位置はタンク底面に近い位置となり、その状態では上記の判別ができず、一定時間の糊の溶け待ち時間を設けることとなっていたが、二つの温度センサを設け、「即使用モード」を使用することにより、再投入時の不要な待ち時間をなくすことができる。

なお、上記の実施例の計算式で用いた二つの温度センサの重要視の割合は一例であり、重要視の割合を適宜変更した計算式を使用することが可能である。
また、上記の実施例では、本発明の無線綴じ製本機をニッピング部とクランプ部を兼ねた無線綴じ製本機に適用した例について説明したが、本発明の無線綴じ製本機は、クランプ部、ミーリング部、糊付け部、表紙貼付け部が順次別個に設けられた無線綴じ製本機、あるいは、ミーリング部を持たない無線綴じ製本機にも適用することができる。

１基台
２ニッピング部
２１背押し板
２２ａ、２２ｂニップ板
３糊付け部
３１糊タンク
３２糊ローラ
３３加熱ヒータ
３４、３５温度センサ
４ミ−リング部
４１フライス盤
４２切削刃
５クランパ
６用紙束

Claims

糊タンクに貯留した糊を塗布手段によって用紙束の下端面に塗布し、糊の固化によって製本する無線綴じ製本機であって、
上記糊タンクの底面付近の糊温度を測定する温度センサと、上記糊タンク内の糊面付近の糊温度を測定する温度センサと、上記二つの温度センサにより検知される糊温度に基づいて糊タンク底面のヒータのオンオフを制御する制御手段とを備え、上記制御手段が、上記二つの温度センサにより検知される糊温度の重要視する割合を変えた複数の温度計算式の中から選択された計算式に基づいて糊の現在温度を算出し、算出した糊の現在温度と設定温度とを比較することにより上記ヒータを制御することを特徴とする無線綴じ製本機。
糊タンクに貯留した糊を塗布手段によって用紙束の下端面に塗布し、糊の固化によって製本する無線綴じ製本機であって、
上記糊タンクの底面付近の糊温度を測定する温度センサと、上記糊タンク内の糊面付近の糊温度を測定する温度センサと、上記二つの温度センサにより検知される糊温度に基づいて製本可能時期の判定を行う制御手段とを備え、上記制御手段が、上記二つの温度センサにより検知される糊温度の重要視する割合を変えた複数の温度計算式の中から選択された計算式に基づいて糊の現在温度を算出し、算出した糊の現在温度と設定温度とを比較して製本可能か否かを判定することを特徴とする無線綴じ製本機。