JP5472934B2 - 冊子の頁捲り装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、例えば、冊子印刷機に備えられ、冊子の頁を自動的に捲る冊子の頁捲り装置に関する。

この種の頁捲り装置には、高剛性の頁と通常紙の頁を混在してなる冊子の頁捲りを可能とするものがある。

この頁捲り装置で頁を捲る場合には、まず、冊子の最上頁を真空パッドにより負圧吸引する。この吸引後、真空パッドの移動により冊子の綴じ目を回転中心とした回転軌跡に沿って最上頁を持ち上げる。この持上後、最上頁の下方に掻落とし機能を備えた当接ローラを進入させる。この進入後、真空パッドの負圧吸引を解除する。この解除後、当接ローラとこの当接ローラと対向する搬送ローラとにより冊子の最上頁以下を挟持搬送することにより最上頁を捲り倒す。

なお、この頁捲り装置によれば、搬送されてくる冊子に対し、左右どちらからでも、また頁の剛性によらず、頁を捲ることができる。

また、この頁捲り装置で、複数枚がお互いくっつき易い中紙の最上頁を持ち上げる場合には、冊子の綴じ目を回転中心とした回転軌跡でない軌跡上で中紙の最上頁を持ち上げる。これにより、中紙をＳ字状に２次座屈させて中紙の最上頁だけを分離できるようにしている。

ところで、上記したように、中紙の頁を真空パッドで持ち上げて２次座屈（Ｓ字曲げ）を与えると、真空パッドには、パッド吸着面の法線方向の移動だけでなく、パッド吸着面の接線方向への移動とひねり動作が加わる。このため、パッド吸着面にせん断力、引き剥がしモーメントが加わり、頁がパッド吸着面から外れてしまう誘因となる。

そこで、従来においては、予め、パッド吸着面から頁が外れ難いタイプの真空パッドを採用している。例えば、材質が軟らかく、かつ、パッドの肉厚が薄いタイプのものを使用することにより、中紙の座屈変形に追随し易くしている。

しかしながら、上記したような対策を講じても、パッド吸着面から頁が外れてしまうことがあった。

具体的には、
（１）真空パッドを新品に交換した直後。

即ち、新品の真空パッドを未使用状態で保管すると、その間に、内部の充てん材が表面にしみ出し、酸化劣化膜が形成されるためである。

なお、真空パッドがある程度エージング（使い込み）されると、新品のゴム表面の酸化劣化膜が紙面と擦れることで消失し、パッド吸着面から頁が外れなくなる。

（２）真空パッドが長期間使用されて劣化（磨耗、ひび割れ）した場合。

（３）冊子の中紙の剛性が大きい（仕様を外れて）場合などである。

なお、真空パッドの真空度を上げたり、そのパッド径を大きくすることにより、吸着力を上げて吸着外れを防止することも考えられる。

しかしながら、真空パッドの吸着力を上げると、中紙に吸着痕（キスマーク）を付ける不具合を誘発してしまう。さらに、中紙自体に通気性がある場合（紙繊維が粗い場合等）、複数枚を一度に吸引する要因となり、１枚分離の目的と逆行してしまう。

特開２００９−２７９９２５号公報

本発明が解決しようとする課題は、真空パッドの吸着力を上げることなく、吸着外れを防止できる頁捲り装置を提供することである。

上記課題を解決するため、実施形態は、綴じ目部を有する冊子を搬送路に沿って頁捲り位置に搬送する搬送手段と、前記頁捲り位置に搬送された前記冊子の頁に押し付けられて真空吸着する真空パッドと、この真空パッドを移動させて前記冊子の頁を開く方向に所定角度持ち上げてＳ字状に２次座屈させることにより他の頁から分離させる駆動手段と、前記所定角度持ち上げられた頁の下部側に進入する当接用ローラと、この当接用ローラが前記頁の下部側に進入したのち、前記真空パッドの真空吸着を解除して前記真空パッドを前記頁から退避位置に退避させてから、前記冊子を搬送することにより前記頁を前記当接用ローラ部に当接させて捲るように制御する第１の制御手段と、前記冊子の頁持上時における前記真空パッドの真空度を検出する真空度検出手段と、この真空度検出手段が所定値以下の真空度を検出するのに基づいて前記頁が前記真空パッドから外れたと判断し、該頁を再度、前記真空パッドにより吸着してその２次座屈変形量が減少するように持ち上げて頁捲り動作をリトライさせる第２の制御手段とを具備する。

第１の実施の形態である冊子の頁捲り装置を示す構成図。 図１の頁捲り装置のピンチローラ及び羽根車さらにその駆動系を示す斜視図。 図１の頁捲り装置の真空パッド及びその駆動系を示す斜視図。 図３の真空パッドの移動軌跡を示す図。 図１の頁捲り装置の駆動制御系を示すブロック図。 図１の頁捲り装置の頁捲り位置に冊子が搬送された状態を示す図。 図６の捲り位置に搬送された冊子の表紙が真空パッドによって持ち上げられた状態を示す図。 図７の真空パッドによって持ち上げられた表紙の下部側にピンチローラが進入した状態を示す図。 図８の表紙の下部側にピンチローラが進入した状態から冊子が搬送される状態を示す図。 図９の冊子の搬送により表紙がピンチローラに当接して捲り倒される状態を示す図。 図１０の表紙が完全に捲り倒されて開かれた状態を示す図。 図１１で完全に捲り倒された表紙が真空パッドによって逆捲り方向に持ち上げられた状態を示す図。 図１２で持ち上げられた表紙の下部側にピンチローラが進入された状態を示す図。 図１３で表紙の下部側に進入されたピンチローラに表紙が当接する状態を示す図。 図１４でピンチローラに当接された表紙が逆捲り方向に大きく回動された状態を示す図。 冊子の中紙の最上頁に真空パッドが吸着された状態を示す図。 図１６の真空パッドが上方へ移動されて持ち上げられた中紙がＳ字状の座屈された状態を示す図。 図３の負圧供給回路を示す構成図。 図１８の真空ポンプの頁吸着時真空度の変化を示すグラフ図。 図１８の真空ポンプの頁吸着位置を示す図。 図１８の真空ポンプの頁持ち上げ高さを示す図。 頁捲りのリトライ動作時における羽根車の回転速度を示す図。

以下、実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、第１の実施形態である冊子の頁捲り装置を示す構成図である。

図中１は冊子Ｔを搬送する搬送路で、この搬送路１には冊子Ｔの搬送方向に沿って所定間隔を存して搬送手段としての複数個の搬送ローラ２ａ〜２ｄ、及び冊子Ｔを光学的に検知する検知センサ４ａ〜４ｄが配設されている。冊子Ｔは、図２にも示すように高剛性の表紙Ｔａと、柔軟な中紙Ｔｃとによって構成されている。

搬送ローラ２ａ，２ｄの上面部には、ピンチローラ２ａ′，２ｄ′が転接され、搬送ローラ２ｂ，２ｃは、頁捲り位置５に配置されている。搬送ローラ２ａ〜２ｄは、図５に示す搬送ローラ駆動モータ２６によって回転駆動されるようになっている。

搬送ローラ２ｂ，２ｃの上部側には当接送り機構２０Ａ、２０Ｂがそれぞれ配設されている。頁捲り位置５の上部側には後述する一対の上真空パッド１０ａによって吸着されて持ち上げられる頁を光学的に検知する頁持ち上げ検知センサ１９が設けられている。

また、当接送り機構２０Ｂの近傍には捲られた頁の頁番号を検出する頁番号検出センサ２４が設けられている。

上記した検知センサ４ａ〜４ｄ、頁持ち上げ検知センサ１９及び頁番号検知センサ２４は、図５に示すように信号回路を介して第１及び第２の制御手段としての制御部４０に接続されている。

一方、当接送り機構２０Ａは、ピンチローラ（第２の当接用ローラ部、押えローラ）２１ａを備えている。ピンチローラ２１ａは、図２にも示すようにシャフト６に取り付けられ、このシャフト６にはピンチローラ２１ａの近傍に位置して羽根車２２ａが取り付けられている。この羽根車２２ａは周面部に柔軟性を有する叩き板を複数枚放射状に配設し、回転時に叩き板を冊子Ｔの端面に当接させて、捲ろうとする頁の下部側の頁を叩き落として分離するようになっている。

図２は、ピンチローラ２１ａと羽根車２２ａの駆動系を示す。

シャフト６は支持ブラケット７によって回転自在に支持され、その一端部側は支持ブラケット７から外方に突出されている。このシャフト６の突出部には駆動ベルト８を介してピンチローラ駆動モータ（図５に示す）９に接続され、このピンチローラ駆動モータ９の駆動により、ピンチローラ２１ａ及び羽根車２２ａが正逆方向に回転駆動されるようになっている。

支持ブラケット７には冊子Ｔの搬送をガイドするガイド体２０ａが一体的に取り付けられている。支持ブラケット７は平行リンク機構２３ａによって支持され、平行リンク機構２３ａは、平行リンク駆動モータ(図５に示す)２５によって正逆方向に回動されるようになっている。平行リンク機構２３ａの回動により、ガイド体２０ａはピンチローラ２１ａ及び羽根車２２ａとともに、搬送ローラ２ｂに近接する搬送位置とこの搬送位置の左斜め上方の退避位置との間で移動されるようになっている。

なお、当接送り機構２０Ｂは、上記した当接送り機構２０Ａと同様に構成されている。即ち、ガイド体２０ｂ、ピンチローラ（第１の当接用ローラ部、押えローラ）２１ｂ、羽根車２２ｂ、平行リンク機構２３ｂを備え、ガイド体２０ｂ、ピンチローラ２１ｂ、羽根車２２ｂを搬送ローラ２ｃに近接する搬送位置とこの搬送位置の右斜め上方の待機位置との間で移動させるようになっている。

また、上記した頁捲り位置５には捲り吸着機構１０が設けられている。

以下、図３を用いて捲り吸着機構１０について説明する。

この捲り吸着機構１０は、搬送路１を介して上側に配置される一対の上真空パッド１０ａと、下側に配置される一対の真空パッド１０ｂを備えている。

下部側の一対の下真空パッド１０ｂは、その吸引口を上向きにした状態で冊子Ｔの搬送方向に沿って所定間隔を存して配置され、直上に搬送されてきた冊子Ｔの下面側と対向するようになっている。

上部側の一対の上真空パッド１０ａは、その吸引口を下向きにした状態で冊子Ｔの搬送方向に対し直交する方向に所定間隔を存して支持台車１５に取り付けられている。

上下の真空パッド１０ａ，１０ｂには、後で詳しく述べる負圧供給回路１１を介して真空ポンプ１２が接続されている。

真空ポンプ１２が駆動されると、上下の真空パッド１０ａ，１０ｂに負圧が発生し、この上下の真空パッド１０ａ，１０ｂに冊子Ｔが対向すると吸引される。この上下の真空パッド１０ａ，１０ｂの吸引力Ｗ［Ｎ］は、下式で求まる。

Ｗ＝０．１×Ｐ×Ａ／Ｓ
Ｐ： 真空圧力（ゲージ圧）［−ｋＰａ］
Ａ： 真空パッド面積 ［ｃｍ^２］
Ｓ： 安全率
一方、支持台車１５の両側部には折曲部が形成され、これら折曲部には上下に位置して案内輪１５ａ、１５ｂがそれぞれ設けられている。支持台車１５の両側方部には、それぞれガイド板１６が配設されている。これらガイド板１６にはそれぞれ上下に位置してカム溝１６ａ，１６ｂが形成され、これらカム溝１６ａ，１６ｂに支持台車１５の案内輪１５ａ、１５ｂが嵌め込まれている。

また、下部側の案内輪１５ａは、カム溝１６ａを介して駆動手段としての駆動用リンク板１７の溝部１７ａにも嵌め込まれている。駆動リンク板１７は駆動シャフト１７ｃに接続され、駆動シャフト１７ｃはガイド板１６，１６間に掛け渡されている。駆動シャフト１７ｃの一端部側には手回しノブ２６ａが取り付けられ、他端部側には駆動プーリ２７、駆動ベルト２８を介して駆動リンク板駆動モータ２９が接続されている。

また、上部側の案内輪１５ｂの軸は、バネ１８を介してフック部１８ａに接続され、支持台車１５は上方に向かって弾性的に付勢されている。

駆動リンク板駆動モータ２９が駆動されると、駆動ベルト２８、駆動プーリ２７を介して駆動シャフト１７ｃが回転されて駆動リンク板１７が正逆方向（左右方向）に回動される。この回動により、案内輪１５ａ、１５ｂはガイド板１６の二つのカム溝１６ａ、１６ｂに沿って案内されて、支持台車１５を移動させる。

なお、駆動リンク板１７は、支持台車１５を移動させる前の初期状態では、１２時方向を指しており、支持台車１５に支持される上真空パッド１０ａは上方退避位置に退避されている。

図４は、冊子Ｔの頁捲り位置５でガイド板１６のカム溝１６ａ，１６ｂに沿って動くパッドの支持台車１５の軌跡を示すものである。

Ｍ１は、頁捲り開始位置における冊子Ｔの綴じ目位置、Ｍ２は、逆頁捲り開始位置における冊子Ｔの綴じ目位置である。Ｐｎは案内輪１５ａの中心位置、Ｑｎは案内輪１５ｂの中心位置である。

支持台車１５は、案内輪１５ａ，１５ｂの中心位置Ｐｎ，Ｑｎの２点で位置と方向が決められ、上真空パッド１０ａは支持台車１５に連動して移動する。即ち、ガイド板１６のカム溝１６ａ、１６ｂにおけるＰ１〜Ｐ２間およびＱ１〜Ｑ２間は、Ｍ１を中心とする円弧なので、その間、上真空パッド１０ａは、Ｍ１を中心に冊子Ｔの表紙の綴じ目を回転中心とした持ち上がり動作と合致して動くことになる。

逆頁捲りにおいても、Ｍ２を中心として、ガイド板１６のカム溝１６ａ、１６ｂの形状および上真空パッド１０ａの動きも対称になる。

また、Ｐ０〜Ｐ２間は、Ｐ１〜Ｐ２を対称展開した曲線を滑らかにつなぐ円弧で形成される一方で、Ｑ０〜Ｑ２間は、ガイド板１６のカム溝１６ｂの対象軸方向に直線状に後退するように形成されている。

よって、支持台車１５はそれまでの傾斜を減らせてゆき、案内輪１５ａ，１５ｂの中心位置がＰ０，Ｑ０になると、垂直に戻り、上真空パッド１０ａの上方退避位置（初期位置）となる。

駆動軸（回転中心）１７ｃまわりで案内輪１５ａを動かす駆動リンク板１７は、このとき１２時方向を指し、時計回り、反時計回りで、支持台車１５を対称に動かすことができる。これにより、上真空パッド１０ａの頁捲り動作における最大退避位置と逆頁捲り動作の捲り開始位置が対応することで、コンパクトな範囲で、頁捲り、逆頁捲りができることになる。

なお、冊子Ｔの厚み、冊子Ｔの綴じ方、冊子Ｔ内の高剛性頁の配置、あるいは搬送動作による頁捲り開始位置のばらつきによって、実際の冊子Ｔの綴じ目位置と、Ｍ１およびＭ２位置はずれることがある。冊子Ｔの表紙持ち上げ動作においては、上真空パッド１０ａの軌跡が理想どおりならず、ずれることになるが、持ち上げ角度が４５度未満と小さいこと、冊子Ｔと上下の真空パッド１０ａ，１０ｂとの間で釣り合いを取るよう動ける遊びがあることを理由に、あまり問題にならない。この遊びは、真空パッド１０ａ，１０ｂの弾性変形、冊子綴じ目近傍の弾性変形による。

図５は、上記した頁捲り装置の駆動制御系を示すブロック図である。

上記したように検知センサ４ａ〜４ｄ、頁持ち上げ検知センサ１９、及び頁番号検出センサ２４は信号回路を介して第１及び第２の制御手段としての制御部４０に接続されている。そして、この制御部４０には制御回路を介して上記したピンチローラ用、平行リンク用、搬送ローラ用、駆動リンク板用の各駆動モータ９，２５，２６，２９、及び真空ポンプ１２が接続されている。

制御部４０は、検知センサ４ａ〜４ｄ、頁持ち上げ検知センサ１９、及び頁番号検出センサ２４からの検知信号を受信するのに基づいてピンチローラ２１ａ、２１ｂ、羽根車２２ａ、２２ｂ、平行リンク機構２３ａ，２３ｂ、搬送ローラ２ａ〜２ｄ、駆動リンク板１７及び真空パッド１０ａ，１０ｂの駆動が制御されるようになっている。

また、制御部４０には、負圧供給回路１１を構成する圧力計１３の真空スイッチＳｐ，Ｓｓが信号回路を介して接続され、制御部４０には、案内表示部４１が接続されている。

制御部４０は、圧力計１３の真空スイッチＳｐ，Ｓｓのオン、オフに基づいて後で詳しく述べるように頁捲り動作をリトライさせるとともに、案内表示部４１に真空ポンプ１０ａの劣化情報、交換情報などを表示させるようになっている。

次に、冊子Ｔの頁捲り動作について図６〜図１５を参照して説明する。

冊子Ｔは図６に示すように、搬送ローラ２ａの矢印方向の回転により、搬送路１に沿って右方向に搬送される。この搬送により、冊子Ｔが検知センサ４ｂまで搬送されて検知されると、制御部４０はピンチローラ２１ａと羽根車２２ａとを矢印方向に回転させるとともに、平行リンク機構２３ａを動作させる。平行リンク機構２３ａの動作により、可動ガイド２０ａがピンチローラ２１ａ及び羽根車２２ａとともに退避位置から搬送位置に移動され、搬送ローラ２ｂとピンチローラ２１ａとにより冊子Ｔを挟持し、さらに右方向へと搬送する。

この搬送により、冊子Ｔの先端部が検知センサ４ｃによって検知されると、搬送ローラ２ｂとピンチローラ２１ａとが既定パルス数だけ逆転されて冊子Ｔが逆送りされ、所定の頁捲り位置５で停止される。

こののち、図７に示すように、平行リンク機構２３ａが反時計方向に回動されて可動ガイド２０ａがピンチローラ２１ａ及び羽根車２２ａとともに、搬送位置から上方に移動されて退避される。

一方、このときには、負圧供給回路１１の真空ポンプ１２が動作されて上下の真空パッド１０ａ，１０ｂに負圧が発生し、図７に示すように、冊子Ｔの下面側に下真空パッド１０ｂが押し付けられて吸着保持される。さらに、このときには、図３に示す駆動リンク板駆動モータ２９が動作されて駆動アーム板１７が時計方向に回動し、上真空パッド１０ａが冊子Ｔの表紙Ｔａに押し付けられて表紙Ｔａを吸着する。

この吸着後、図８に示すように、駆動アーム板１７が逆方向（反時計方向）に回動されて上真空パッド１０ａが表紙Ｔａを吸着したまま、ガイド板１６のカム溝１６ａの軌跡に沿って上方へ移動する。

これにより、冊子Ｔの表紙Ｔａは、上真空パッド１０ａとの吸着状態を変えることなく、冊子Ｔの綴じ目Ｔｂを回転中心として持ち上げられる。冊子Ｔの表紙Ｔａは、冊子Ｔの綴じ目Ｔｂまわりに持ち上げられるだけで、曲げ変形力などは一切与えられないので、その頁の剛性は捲り動作に影響を与えることがない。

このように、冊子Ｔの表紙Ｔａが持ち上げられて所定位置まで持ち上げられると、頁持ち上げ検知センサ１９によって検知される。この検知に基づいて制御部４０により、可動ガイド２０ｂが回転するピンチローラ２１ｂ及び羽根車２２ｂとともに退避位置から搬送位置に移動される。このとき、冊子Ｔの表紙Ｔａの持ち上げにつられて浮き上がった下部側の複数の中紙は羽根車２２ｂの叩き板で叩き落され、表紙Ｔａのすぐ下の頁上にピンチローラ２１ｂが進入する。

こののち、制御部４０によって図示しない動作弁が閉じられ、上真空パッド１０ａの吸引が停止される。ついで、図９に示すように駆動リンク板１７が初期状態の時計１２時方向に戻されて上真空パッド１０ａを上方退避位置へ戻す。

こののち、搬送ローラ２ｃとピンチローラ２１ｂとの回転により、冊子Ｔが右方向に挟持搬送され、冊子検知センサ４ｄで検知されることにより停止される。これにより、冊子Ｔの表紙Ｔａがピンチローラ２１ｂに当接される。

このとき、駆動リンク板１７は退避状態から反時計方向に回動され、図１０に示すように捲り上げた冊子Ｔの表紙Ｔａの捲り倒し動作範囲から退避するように上真空パッド１０ａを移動させる。また、このとき、既に冊子Ｔの右端は、搬送ローラ２ｄとピンチローラ２ｄ′とで挟持されて搬送可能状態となり、可動ガイド２０ｂは退避位置に戻される。

この状態から搬送ローラ２ｄが回転され、捲り上げられた冊子Ｔの表紙Ｔａは、付近に干渉する部品がない状態で、図１１に示すように完全に捲り倒される。よってここでも、その頁の剛性にまったく依存せずに、動作を完了させることができる。

なお、この搬送の際には、頁番号検知センサ２４によって冊子Ｔの開かれた表紙Ｔａ上に記録してある頁番号がスキャンされる。このスキャン情報は制御部４０に送信され、制御部４０では、送信されたスキャン情報に基づいてプログラム通り捲り動作が行われているか否かを判断し、プログラム通り捲り動作が行われていなと判断された場合には、捲り動作をやり直す。

プログラム通り捲り動作が行われたと判断された場合には、冊子Ｔは後工程に送られて処理され、この処理後、逆送りされて再度、図１１に示すように頁捲り位置５に送られる。この状態から図１２に示すように上真空パッド１０ａが表紙Ｔａを吸着して持ち上げ、この持ち上げられた表紙Ｔａが頁持ち上げセンサ１９によって検知されると、図１３に示すように可動ガイド２０ａがピンチローラ２１ａ及び羽根車２２ａとともに右方向に移動して表紙Ｔａの下部側に進入する。こののち、図１４に示すように搬送ローラ２ｂ、２ｃ，２ｄの矢印方向の回転によって、冊子Ｔは左方向へと搬送され、表紙Ｔａがピンチローラ２１ａに当接して閉じる方向に回動される。さらに冊子Ｔが図１５に示すように左方向に搬送されることにより、表紙Ｔａが閉じる方向に回動されて閉じられ、頁閉じ動作を終了する。この頁閉じ動作時には、閉じる方向に大きく回動する表紙Ｔａが当接しないように上真空パッド１０ａは待機位置から右方向下方に退避される。

次に、冊子Ｔの柔軟な中紙Ｔｃの頁捲り動作について説明する。

まず、図１６に示すように、表紙Ｔａが開かれた冊子Ｔが頁捲り位置５に至ると、上真空パッド１０ａが中紙Ｔｃの上面部に押し付けられるとともに、下真空パッド１０ｂが冊子Ｔの下面部に押し付けられて吸着保持される。

この吸着後、図１７に示すように、上真空パッド１０ａが上方へ移動されて冊子Ｔの中紙Ｔｃが持ち上げられる。この持ち上げられる中紙Ｔｃはシャフト１７ｃに当接してＳ字状態に座屈され、吸着した中紙Ｔｃの下側の中紙Ｔｃを分離する。この持ち上げられた中紙Ｔｃは、上記した表紙Ｔａの捲り動作と同様の動作で捲り倒されて後工程に送られて処理され、この処理後、逆送りされて再度、頁捲り位置５に送られて閉じられる。

ところで、図１８は、上記した負圧供給回路１１を示すものである。

負圧供給回路１１の真空ポンプ１２の吸気側には分岐部３１ａ、接続部３１ｄ、フイルタ３１ｅ、及び分岐部３１ｂを介して上真空パッド１０ａが接続されている。また、真空ポンプ１２の吸気側には分岐部３１ａ、電磁弁３１ｆ、フイルタ３１ｇ、接続部３１ｈ、及び分岐部３１ｃを介して下真空パッド１０ｂが接続されている。

さらに、分岐部３１ａには真空度検出手段としての圧力計１３が接続され、この圧力計１３には図５に示すように真空スイッチＳｐ及び真空スイッチＳｓが備えられている。真空スイッチＳｐ及び真空スイッチＳｓは制御部４０に接続され、制御部４０には案内表示部４１が接続されている。なお、真空ポンプ１２の排気側には消音機能を有する排気路３８が接続されている。

図１９は、頁捲り動作時における上真空パッド１０ａの真空度の変化を示すグラフである。

上真空パッド１０ａの吸着時真空度がしきい値Ｖｐを越えると、圧力計１３の真空スイッチＳｐがオンとなり、吸着時真空度がしきい値Ｖｓを越えると、圧力計１３の真空スイッチＳｓがオンになる。しきい値Ｖｚは吸着限界値で、頁の持上げそのものは、吸着限界値Ｖｚ以上あれば持上げが可能である。

しきい値Ｖｚを例えば５０ｋＰａとし、また、劣化、空気モレのない理想的な吸着状態（ポンプ最大真空度）を７５ｋＰａとした場合、しきい値Ｖｐを７０ｋＰａ、しきい値Ｖｓを６０ｋＰａにそれぞれ闘値設定する。

制御部４０は、頁捲り動作の開始時点で、上真空パッド１０ａの真空度がしきい値Ｖｓを越えて圧力計１３の真空スイッチＳｓがオンになると、一連の捲り動作を実行する。そして、この一連の捲り動作中に、真空スイッチＳｓがオフになったなら、上真空パッド１０ａから中紙Ｔｃが外れたと判断し、捲りリトライ動作に移るように制御する。

また、制御部４０は、一連の捲り動作中に、真空スイッチＳｐがオフになる回数をカウントし、累積捲り回数、或いは、その日の捲り回数に対して、真空スイッチＳｐがオフになる回数の比が、規定値（例えば１％）を越えるか否かを監視する。そして、制御部４０は、真空スイッチＳｐがオフになる回数の比が規定値を越えたら、案内表示部４１に真空度の低下（なんらかの劣化）を案内表示させるようにプログラムされている。

さらに、制御部４０は、頁捲り動作の開始時点で、真空度がしきい値Ｖｓを超えられないで真空スイッチＳｓがオフのままとなり、規定回数のリトライ動作を行なっても、頁捲り動作ができない場合には、案内表示部４１にエラー表示を行い、真空パッド１０ａの交換や各部点検を促す。これらの対処を行った後、頁捲り装置を復帰させる。

なお、実際は、真空度がしきい値Ｖｚ以上あれば、頁捲り動作は可能なので、しきい値Ｖｓの設定を、よりしきい値Ｖｚに近づければ、ぎりぎりまで運用できるが、あくまでこの実施の形態は、事前予知なので、上記した流れで説明した。

一方、一連の頁捲り動作中に、真空スイッチＳｓがオフになったなら、上記したように上真空パッド１０ａから中紙Ｔｃが外れたと判断して頁捲りリトライ動作に移行するが、このとき、制御部４０は、冊子Ｔの中紙Ｔｃの２次座屈の変形量が減少するように頁捲りのパラメータを調整して頁外れの発生を防止するようにする。

制御部４０は、１回目のリトライ動作で、再度、頁外れが発生した場合には、リトライ動作を繰り返し行ない、リトライ動作する毎にパラメータを調整して２次座屈の変形量を減少させていく。なお、リトライ動作の繰返は規定回数までとされる。

上記したリトライ動作時に冊子Ｔの中紙Ｔｃの２次座屈の変形量を減少させる方法としては、以下に示す通りである。

図２０は、上真空パッド１０ａの吸着位置を示す。吸着位置Ｘ０は、通常時の吸着位置を示し、吸着位置Ｘ１は吸着位置Ｘ０よりも冊子Ｔの先端側に位置する１回目のリトライ動作時の吸着位置を示し、吸着位置Ｘ２は吸着位置Ｘ１よりも冊子Ｔの先端側に位置する２回目のリトライ動作時の吸着位置を示している。

上真空パッド１０ａの吸着位置が位置Ｘ０から冊子Ｔの先端側に向かうに従って中紙Ｔｃの２次座屈の変形量が小さくなり、上真空パッド１０ａからの頁外れが発生し難くなる。

図２１は、上真空パッド１０ａによる中紙Ｔｃの持上高さＰ、中紙Ｔｃの持上速度Ｕ、ピンチローラ２１ａによる冊子Ｔの綴じ目部Ｔｂの押さえ力Ｆを示している。

中紙Ｔｃの持上高さＰ０は、通常時の中紙Ｔｃの持上高さを示し、持上高さＰ１は、１回目のリトライ動作時の中紙Ｔｃの持上高さを示し、持上高さＰ２は、１回目のリトライ動作時よりも低い、２回目のリトライ動作時の中紙持上高さを示し、持上高さＰHは、表紙等固い頁の持上高さを示している。

中紙Ｔｃの持上高さＰは、低い程、中紙Ｔｃの２次座屈の変形量が小さくなり、上真空パッド１０ａからの頁外れが発生し難くなる。

また、中紙Ｔｃの持上速度Ｕは、遅い程、中紙Ｔｃの２次座屈の変形量が小さくなり、上真空パッド１０ａからの頁外れが発生し難くなる。

また、冊子Ｔの綴じ目部Ｔｂの押さえ力Ｆ０は、通常時の押さえ力を示し、Ｆ１は、通常時の押さえ力よりも弱い１回目のリトライ動作時の押さえ力を示し、Ｐ２は、１回目のリトライ動作時の押さえ力よりも弱い２回目のリトライ動作時の押さえ力を示している。

冊子Ｔの綴じ目部Ｔｂの押さえ力Ｆは、弱い程、中紙Ｔｃの２次座屈の変形量が小さくなり、上真空パッド１０ａからの頁外れが発生し難くなる。

ところで、上記した中紙Ｔｃの２次座屈の変形量を小さくしてしまうと、１枚分離性能が低下してしまうという問題が生じる。

そこで、制御部４０は、もう一つの１枚分離機能である羽根車２２ａ，２２ｂによる掻き落とし機能を強化するようにパラメータを調整することにより、１枚分離性能を良好に維持するようにする。

羽根車２２ａ，２２ｂによる頁掻き落とし機能を強化する方法としては、以下に示す通りである。

図２２は、上吸着パッド１０ａにより持ち上げられた中紙Ｔｃに対する羽根車２２ａ，２２ｂの当接時間Ｔ、及び羽根車２２ａ，２２ｂの回転速度Ｗを示す。

羽根車２２ａ，２２ｂの当接時間Ｔ０は、通常時の羽根車２２ａ，２２ｂの当接時間を示し、当接時間Ｔ１は通常時よりも長い１回目のリトライ動作時の当接時間を示し、当接時間Ｔ２は１回目のリトライ動作時よりも長い２回目のリトライ動作時の当接時間を示す。羽根車２２ａ，２２ｂの当接時間が長くなる程、一枚分離性能は向上する。

羽根車２２ａ，２２ｂの回転速度Ｗ０は、通常時の羽根車２２ａ，２２ｂの回転速度を示し、回転速度Ｗ１は通常時よりも速い１回目のリトライ動作時の回転速度を示し、回転速度Ｗ２は１回目のリトライ動作時よりも速い２回目のリトライ時の回転速度を示す。羽根車２２ａ，２２ｂの回転速度が速くなる程、一枚分離性能は向上する。

なお、中紙Ｔｃに対する羽根車２２ａ，２２ｂの当接時間Ｔ、及び羽根車２２ａ，２２ｂの回転速度Ｗの調整に加えて、たとえば、冊子Ｔの綴じ目部Ｔｂを押えるピンチローラ２１ａを上下往復動作させることで、中紙ＴｃのＳ字形状の上面を叩き、１枚分離を促すようにしてもよい。

この動作追加は、捲り動作後の検知センサ２４による頁番号検知により、上述したリトライ動作を重ねても２枚捲りが起きていて一枚分離ができていないと判断される場合にも、適用できる。

例えば、中紙Ｔｃのエッジのバリが大きく、中紙同士がくっつき易くなっているイレギュラーな冊子だと判断する場合には、その後の冊子Ｔの頁捲り処理（別な頁の捲り、捲り返し）に対して、この動作をあらかじめ追加するなどの応用があり得る。

一方、上真空パッド１０ａが交換されて新たなものになった場合には、制御部４０は、上記したリトライ動作時に盛り込んだ条件を予め設定し、この条件で所定枚数の頁捲りを行なって十分にエイジング（使い込み）するように制御するようになっている。

次に、頁捲りのリトライ動作について説明する。

上記した冊子Ｔの中紙Ｔｃの一連の頁捲り動作途中で、上真空パッド１０ａの真空度がしきい値Ｖｓ以下になって真空スイッチＳｓがオフになると、制御部４０は上真空パッド１０ａから中紙Ｔｃが外れたと判断し、上真空パッド１０ａによる頁捲り動作をリトライさせる。

このリトライ動作時には、上真空パッド１０ａによる中紙Ｔｃの持上高さＰ、持上速度Ｕ、吸着位置Ｘ、冊子Ｔの綴じ目部Ｔｂの押さ力の少なくとも一つを可変調整する。

即ち、通常動作時よりも、中紙Ｔｃの持上高さＰを低くしたり、持上速度Ｕを遅くしたり、吸着位置Ｘを冊子Ｔの先端側に移動させたり、冊子Ｔの綴じ目部Ｔｂの押さ力を小さくする。これにより、冊子Ｔの２次座屈の変形量を小さくでき、上真空パッド１０ａから中紙Ｔｃが外れにくくなる。

また、このリトライ動作時には、中紙Ｔｃの２次座屈の変形量が通常動作時よりも小さくするため、１枚分離性能が低下してしまう。そこで、このときには、中紙Ｔｃ対する羽根車２２ａ、２２ｂの当接時間を長くしたり、羽根車２２ａ、２２ｂの回転速度を早くする。

これにより、羽根車２２ａ、２２ｂによる中紙Ｔｃの１枚分離性能を高めることができ、冊子Ｔの２次座屈変形量の減少に基づく１枚分離性能の低下分を補うことが可能となる。

このリトライ動作を行なっても、再び、上真空パッド１０ａの真空度がしきい値Ｖｓ以下になって真空スイッチＳｓがオフになった場合には、制御部４０は再度、捲り動作をリトライさせる。

冊子Ｔの２次座屈の変形量はリトライ動作が繰り返される毎により小さくなるように調整され、また、羽根車２２ａ、２２ｂの１枚分離性能はより高まるように調整される。

このリトライ動作は、上真空パッド１０ａの真空度がしきい値Ｖｓ以上になって真空スイッチＳｓがオンになるまで繰り返し継続される。

次に、新たな上真空パッドを使用する場合について説明する。

上真空パッド１０ａが交換されて新たなものになった場合には、制御部４０は予め上記したリトライ動作時のパラメータを盛り込んだ条件で所定枚数の頁捲り動作を行なうように制御する。

これにより、新品の上真空パッド１０ａのゴム表面が酸化劣化膜で覆われていても、上真空パッド１０ａからの頁外れを防止することができる。

なお、上真空パッド１０ａを十分にエイジング（使い込み）した後は、上真空パッド１０ａのゴム表面の酸化劣化膜が頁紙面と擦れることで消失し、パッド吸着面からの頁外れがなくなるため、通常の捲り条件に戻して頁捲りを継続する。

次に、上真空パッド１０ａの劣化予測と、交換案内表示について説明する。

上記した冊子の頁捲り動作回数（処理冊子の枚数）が増加すると、上真空パッド１０ａの劣化度も増していく。これにより、図１９に示すように、捲り動作回数Ｎ１で、上真空パッド１０ａの真空度がしきい値Ｖｐより低下すると、真空スイッチＳｐがオフになる。制御部４０は、頁捲り装置の累積頁捲り回数、或いは、その日の頁捲り回数に対して真空スイッチＳｐがオフになる回数の比が、規定値（例えば１％）を越えるか否かを監視し、規定値を越えたら、案内表示部４１に真空度の低下（なんらかの劣化）を案内表示させる。この真空度の低下状態では、まだ頁捲り動作は可能であるが、上真空パッド１０ａの劣化がさらに進み、頁捲り動作の開始時点で、真空度がしきい値Ｖｓを超えられない（真空スイッチＳｓがオフのまま）と、規定回数のリトライ動作を行なっても、頁捲り動作ができない状況となる。この状況で、制御部４０は、案内表示部４１にエラー表示を行い、上真空パッド１０ａの交換や各部点検を促す。これらの対処を行った後、装置を復帰させる。

上記したように、この実施の形態によれば、中紙Ｔｃの捲り動作中に中紙Ｔｃが上真空パッド１０ａから外れた場合には、中紙ＴｃのＳ字状の座屈変形量が減少するように頁捲り動作をリトライさせるため、上真空パッド１０ａの吸着力を上げることなく、真空パッド１０ａからの頁外れを防止できる。

また、新たな上真空パッドを使用する場合には、予めリトライ動作時のパラメータを盛り込んだ条件で所定枚数の頁捲り動作を行なうため、新品の上真空パッド１０ａのゴム表面が酸化劣化膜で覆われていても、上真空パッド１０ａからの頁外れを防止することが可能となる。

さらに、頁捲り装置の累積頁捲り回数、或いは、その日の頁捲り回数に対して真空スイッチＳｐがオフになる回数の比が、規定値（例えば１％）を越えた場合には、案内表示部４１に真空度の低下（なんらかの劣化）を案内表示するため、予め、新たな上真空パッドに交換するための準備を行うことができる。

また、頁捲り動作の開始時点で、吸着パッド１０ａの真空度がしきい値Ｖｓを超えられない（真空スイッチＳｓがオフのまま）場合には、案内表示部４１にエラー表示を行い、上真空パッド１０ａの交換や各部点検を促すため、即座に交換作業や、点検作業を行うことができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…搬送路、Ｔ…冊子、Ｔｂ…冊子の綴じ目部、２ａ〜２ｄ…下部側の搬送ローラ（搬送手段）、５…頁捲り位置、１０ａ…上真空パッド、１０ｂ…下真空パッド、１７…駆動リンク板（駆動手段）、２１ａ，２１ｂ…ピンチローラ（当接用ローラ部、押えローラ）、２２ａ，２２ｂ…羽根車、４０…制御部（第１及び第２の制御手段）、１３…圧力計（真空度検出手段）、２２ｂ…羽根車、４１…案内表示部。

Claims (7)

1. 綴じ目部を有する冊子を搬送路に沿って頁捲り位置に搬送する搬送手段と、
   前記頁捲り位置に搬送された前記冊子の頁に押し付けられて真空吸着する真空パッドと、
   この真空パッドを移動させて前記冊子の頁を開く方向に所定角度持ち上げてＳ字状に２次座屈させることにより他の頁から分離させる駆動手段と、
   前記所定角度持ち上げられた頁の下部側に進入する当接用ローラと、
   この当接用ローラが前記頁の下部側に進入したのち、前記真空パッドの真空吸着を解除して前記真空パッドを前記頁から退避位置に退避させてから、前記冊子を搬送することにより前記頁を前記当接用ローラ部に当接させて捲るように制御する第１の制御手段と、
   前記冊子の頁持上時における前記真空パッドの真空度を検出する真空度検出手段と、
   この真空度検出手段が所定値以下の真空度を検出するのに基づいて前記頁が前記真空パッドから外れたと判断し、該頁を再度、前記真空パッドにより吸着してその２次座屈変形量が減少するように持ち上げて頁捲り動作をリトライさせる第２の制御手段と
   を具備することを特徴とする冊子の頁捲り装置。
2. 前記リトライ動作時には、前記真空パッドによる前記頁の持上高さ、持上速度、及び前記頁に対する吸着位置の少なくとも一つを可変調整することを特徴とする請求項１記載の冊子の頁捲り装置。
3. 前記頁捲り位置に搬送された前記冊子の閉じ目部を押さえる押えローラを備え、
   前記リトライ動作時には、前記押えローラの押え力を可変調整することを特徴とする請求項１記載の冊子の頁捲り装置。
4. 前記真空パッドにより持ち上げられた頁の端面に当接して頁を分離する羽根車を備え、
   前記リトライ動作時には、前記頁に対する前記羽根車の当接時間、及び前記羽根車の回転速度を可変調整することを特徴とする請求項１記載の冊子の頁捲り装置。
5. 前記真空パッドにより持ち上げられた頁を前記押えローラにより叩くことを特徴とする請求項３記載の冊子の頁捲り装置。
6. 前記真空パッドが新品のときには、予め、前記リトライ動作時と同様の条件で捲り動作を開始することを特徴とする請求項１記載の冊子の頁捲り装置。
7. 前記真空度検出手段により検出される前記真空度が所定値以下になる回数が規定値を超えるのに基づいて前記真空度の低下を案内表示するとともに、前記真空度がさらに低下してしきい値以下になるのに基づいて前記真空パッドの交換を案内表示する案内表示部を備えることを特徴とする請求項１記載の冊子の頁捲り装置。

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