JP5649385B2 - 冊子の頁捲り装置及び冊子の頁捲り方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、例えば冊子発行機に搭載されて冊子の頁を自動的に捲る冊子の頁捲り装置及び冊子の頁捲り方法に関する。

近年、冊子には表紙や中紙の用紙に、プラスチックシートなど高い曲げ剛性を有するものが、登場してきている。このような冊子に印刷など処理を行う場合、これら剛性の高い用紙も円滑に捲ることが必要である。このような冊子の頁捲り装置として、特許文献１に示すように上下の真空パッドにより用紙を吸着して頁を捲るものが知られている。

また、図５に示すように、上下の吸着部と真空ポンプによりこれらの吸着部に真空状態を形成するものを先に出願した（出願番号、特願２００８−１１５８９０）。

この頁捲り装置は、上下の吸着部５１ａ、５１ｂに対応して２つの３ポート電磁弁５２ａ、５２ｂを設けこれらの電磁弁に真空ポンプ５３を接続したものである。一方の吸着部の空気経路の途中に圧力計５５を設け、この圧力計の計測圧力値に応じて制御部５６により電磁弁５２ａ、５２ｂを制御する。上下の吸着部５１ａ、５１ｂの吸着と解放を制御して、冊子Ｔの頁捲りを行う。

この頁捲り装置では、真空ポンプによる真空が同時に上吸着部と下吸着部に接続されるので、上吸着部と下吸着部の真空を解除するタイミングが同じであり、また２つの電磁弁が必要となる。

なお、２つの吸着盤と真空ポンプを用い電磁弁（三方弁）をＯＮ、ＯＦＦさせることによりシート状の記録媒体を取りだすシート供給装置は知られている（特許文献２）。

特開２００９−２７９９２５号公報 特開２０００−２５５８０４号公報

本発明は、高い剛性を有する用紙も低い剛性を有する用紙と同様に、円滑に捲ることが可能な、冊子の頁捲り装置及び冊子の頁捲り方法を提供する。

本発明の一実施形態は、真空ポンプからの吸気により冊子の上面を吸着する上吸着部及び冊子の裏面を吸着する下吸着部と、前記下吸着部と前記真空ポンプとの間又は前記下吸着部と大気との間の接続をオン・オフ制御する電磁弁と、前記真空ポンプからの吸気を前記上吸着部及び下吸着部に分岐する分岐管と、前記分岐管内の圧力を測定する圧力計と、前記上吸着部及び下吸着部の吸着動作を行うために、当該上下吸着部を構成する真空パッドの位置を待機位置、吸着位置及び持ち上げ位置に移動制御すると共に前記真空ポンプ及び前記電磁弁をオン・オフ制御する制御部と、冊子を搬送する搬送手段と、を備え、前記制御部は、前記電磁弁を制御して前記下吸着部と前記真空ポンプとの間を接続して当該真空ポンプからの吸気により冊子の裏面を吸着する第1の状態手段と、この第1の状態の後、前記下吸着部と大気との間を接続して当該下吸着部に大気を流入して当該下吸着部による吸着を開放する第２の状態手段と、冊子吸着の際、前記真空ポンプを起動後、前記第1の状態手段により冊子の裏面を吸着し、上吸着部により当該冊子の上面を吸着して前記持ち上げ位置に移動した後、前記搬送手段により当該冊子を搬送しながら前記第２の状態手段により下吸着部による吸着を解放し、所定の時間経過後、上吸着部による吸着を解放することにより冊子の頁を捲る冊子の頁捲り手段と、を備えたことを特徴とする冊子の頁捲り装置を提供する。

本発明の他の実施形態によれば、真空ポンプからの吸気により、３端子電磁弁の第１端子及び第２端子を介して冊子の裏面に下吸着部を吸着するとともに前記冊子の用紙の上面に上吸着部を吸着するステップと、前記３端子電磁弁の第３端子から前記第２端子に大気を注入し前記下吸着部の吸着を解放するステップと、前記冊子を移動させると共に前記上吸着部を回動させることにより前記冊子の用紙を捲るステップと、前記下吸着部から入った空気を、前記３端子電磁弁の第２端子から前記第１端子に流し前記上吸着部に供給して前記上吸着部の吸着を解放するステップと、を有することを特徴とする、冊子の頁捲り方法を提供する。

一実施形態の冊子の頁捲り装置の構成及び上吸着部及び下吸着部による吸着状態を示す図である。 一実施形態の冊子の頁捲り装置の下吸着部が解放された状態を示す図である。 一実施形態の冊子の頁捲り装置の下吸着部及び上吸着部が解放された状態を示す図である。 一実施形態の冊子の頁捲り装置における電磁弁の状態、上吸着、下吸着の吸着と解放、大気注入のタイミングを示す図である。 先の出願の冊子の頁捲り装置の構成例を示す図である。

本発明の実施形態について説明する。なお、ここでいう真空、あるいは真空状態とは、必ずししも空気が無くあるいはほとんどなくなっていることを要せず、周囲の空気よりも空気が薄く、対向する冊子の表面に吸着されるほど負圧の状態になっていればよい。

本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。この頁捲り装置１０は、冊子Ｔの表紙の上面または中紙の上面に吸着される上吸着部１１ａと、冊子Ｔの裏面に吸着される下吸着部１１ｂと、上吸着部１１ａ及び下吸着部１１ｂに真空状態を供給する真空供給部１２と、上吸着部１１ａ及び下吸着部１１ｂの真空状態を制御する制御部２４とから成る。

上吸着部１１ａは、３端子の分岐管１４ａと、この分岐管１４ａに空気管Ｋにより接続された２つの真空パッド１５ａ、１５ｂとから成る。下吸着部１１ｂは、３端子の分岐管１４ｂと、この分岐管１４ｂに管により接続された２つの真空パッド１６ａ、１６ｂとから成る。冊子Ｔは、下吸着部１１ｂが解放状態にあるとき、水平方向に移動させられ、冊子の表紙、中紙は上下の羽根車Ｔａ、Ｔｂによりはたき落とされる。

真空供給部１２は、４端子の分岐管１７と、この分岐管１７に管により接続された真空ポンプ１８、電磁弁１９を有する。

分岐管１７は、空気管Ｋにより電磁弁１９の第１端子１（Ｐ）に接続されている。分岐管１７の他の一端子は、空気管Ｋにより空気フィルタ２１ａを介して上吸着部１１ａの分岐管１４ａ、ひいては真空パッド１５ａ、１５ｂに接続されている。

電磁弁１９は、例えば３端子の単動ユニバール電磁弁であり、その第１端子１（Ｐ）は空気管Ｋにより上記分岐管１７に接続される。電磁弁１９の第２端子２（Ａ）は、空気フィルタ２１ｂを介して下吸着部１１ｂの分岐管１４ｂ、ひいては真空パッド１６ａ、１６ｂに接続されている。電磁弁１９の第３端子３（Ｒ）は、空気フィルタ２１ｃを介して、大気につながっている。これらの空気フィルタ２１ａ、２１ｂ、２１ｃは通過する空気中のごみなどを除去する機能をしている。

電磁弁１９は２つの状態Ｓ１、Ｓ２を有しており、その第１の状態では、第１端子は第２端子に接続され、第２端子から第１端子の方向に空気は流れる。最初の第１の状態では、真空ポンプ１８により吸気され、下吸着部１１ｂは冊子の裏面に吸着された状態となる（第１の状態手段、図１参照）。

電磁弁１９の第２の状態では、第２端子は第３端子に接続され、第３端子から第２端子の方向に空気は流れる。電磁弁１９がＯＦＦの通常状態では第１の状態Ｓ１にあり、電磁弁１９がＯＮすると第２の状態Ｓ２になる。電磁弁１９再びＯＦＦすると、電磁弁は上記第１の状態になるＳ１になる。このときには、電磁弁の第２端子から第１端子に空気が流れる（第２の状態手段、図２参照）。

制御部２４は、圧力計２３の測定圧力値に応じて電磁弁１９を制御する。圧力計２３は、分岐管１７に接続されている空気管Ｋの圧力を測定している。制御部２４は、圧力計２３と、真空ポンプ１８の作動、空気フィルタ２１ｃを介しての大気注入を制御する。制御部２４はまた、電磁弁１９だけでなく、上吸着部１１ａ、下吸着部１１ｂ、真空ポンプ１８等も制御する。

図１乃至図４を用いて、この実施形態の頁捲り装置の動作を説明する。図１は、冊子Ｔの上表面、下表面がそれぞれ上吸着部１１ａ及び下吸着部１１ｂに内装された真空パッド１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂにより吸着された後、最上頁を持ち上げた状態を示す。

真空パッド１５ａ、１５ｂは、図示しない駆動源及び機構系により制御部２４から指令を受けると、待機位置、吸着位置、（最上頁）持ち上げ位置の間を移動できる。同様に、真空パッド１６ａ、１６ｂは、待機位置、吸着位置の間を移動できる。

図２は、捲り倒し開始状態を示す。まず下吸着部１１ｂ側のみ吸着を解放する。その後、持ち上げた最上頁の下に入り込んだ羽根車ローラＴａと冊子下面に接する搬送ローラＴｂの回転によって、矢印方向に冊子Ｔを搬送させる。

図３は捲り倒し動作の第２段階の状態を示す。冊子Ｔの最上頁以外は、図２に示したように捲り倒し搬送途中である。適切に設定されたタイミングで上吸着部１１ａの吸着を解放すると、捲り倒すべき最上頁が、羽根車ローラＴａで押し倒され、捲り倒しが完了する。

電磁弁１９は通常第１の状態Ｓ１にある。図１に示すように、この状態では真空ポンプ１８は、空気管Ｋによって真空パッド１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂと接続される。真空ポンプ１８の可動により、空気管Ｋ内が真空状態になると、それぞれの真空パッド吸着面に吸着力を発生させる。

圧力計２３は、空気管Ｋ内の真空度を測定しており、設定された閾値を越えるとその信号を制御部２４に伝達する機能を有する。

電磁弁１９を上述した図１の状態Ｓ１からＳ２の状態にすると、下吸着部１１ｂ側のみ、上記真空回路から切り離され、大気が第３端子から真空パッド１６ａ、１６ｂに流れ込み、下側の吸着状態が解放される。

その後、電磁弁１９を状態Ｓ１に戻すと、既に大気圧となっている第２端子から第１端子を介して上吸着部１１ａ側を大気状態とする。したがって、このとき上吸着部１１ａ側も吸着状態を解放されることになる。

制御部２４は、頁捲り位置にある冊子Ｔに対して、次に説明する図４に示すシーケンスで捲り動作を実現させる。

図４の（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）（ｇ）は、各々、制御部２４、上吸着部１１ａの動作、下吸着部１１ｂの動作、搬送動作、ポンプ１８、電磁弁１９、圧力計２３の各状態を示す。図４において、白丸はトリガを示し、黒三角はこのトリガを受けて行う動作の開始を意味する。図４（ｂ）の下吸着動作では、待機位置と持上位置と吸着位置が示されており、図４（ｃ）の上吸着動作では、待機位置と吸着位置が示されている。

図１に示すように電磁弁１９はＳ１の位置にある。まず制御部２４が時刻Ｔ１でスタート指令信号を発すると、図４（ｅ）に示すように、真空ポンプ１８は、真空状態がＯＦＦからＯＮに移行する。そして、図４（ａ）（ｂ）に示すように上吸着部１１ａと下吸着部１１ｂは、待機状態から吸着状態に移る。そして圧力計２３により測定される圧力値は、時点Ｔ２までは低いが、時点Ｔ３で設定値ｐを超えると、その旨の制御信号が制御部２４に伝えられる（図４（ｇ））。すなわち、制御部２４は、圧力計２３により予め設定された真空度ｐに達していることを確認後、最上頁を持ち上げる。制御部２４では、時点Ｔ４で上吸着部１１ａに冊子Ｔの最上頁の持上げのための制御信号を送る（図４（ｂ））。この制御信号に応じて上吸着部１１ａは、吸着位置から持上位置に移行する。

上吸着部１１ａが持上位置になったことを制御部２４が受けると、制御部２４は、時点Ｔ６で捲り倒し指令信号を送る。これに応じて図４（ｃ）に示すように、搬送動作が行われ、図示しない羽根車ローラＴａが、最上頁の直下に進入する。この羽根車ローラＴａと冊子下面の搬送ローラＴｂの回転動作によって、冊子Ｔは右方向に搬送される（搬送手段）。このときはまだ、最上頁は上吸着部１１ａにより吸着状態は維持されている。

なお、圧力計２３は、下吸着部１１ｂが解放されても、上吸着部１１ａの圧力を見ているので、図４（ｇ）に示すように、時点Ｔ６になっても、真空度は高い。

この時点Ｔ６から、電磁弁１９は、図２に示すＳ２の状態に移行し、下吸着部１１ｂは、真空状態の解放を開始する。下吸着部１１ｂの真空状態が解放された後、時点Ｔ６から設定された時間Ｔｍ（タイミング）の後の時点Ｔ７で、図４（ｆ）に示すように電磁弁１９はＳ２の状態からＳ１の状態すなわち、図３に示される状態に移る。このように捲り倒し動作は、時点Ｔ６から設定された時間Ｔｍ後、捲り倒し動作の第２段階に移行する。移行すると、上吸着部１１ａの吸着状態も解放され真空パッド１５ａ、１５ｂから離れた最上頁は、搬送を続ける羽根車ローラＴａで押し倒される。

捲り倒しが完了すると、真空ポンプ１８を停止し、各真空パッドも、初期状態（待機位置）に戻り、次の動作指令を待つ。

搬送され、頁捲りが完了した冊子Ｔは、見開いた頁上への、印刷、情報読取などの処理を施される。

捲り倒し開始（時点Ｔ６）から捲り倒し第２段階（上吸着も解放）（時点Ｔ７）までの時間Ｔｍは、捲る頁の紙質（剛性）や、冊子綴じ目の間の拘束力（綴じ癖）によって、適切に設定される。この時間を調整することにより、さまざまなタイプの冊子に対して安定した頁捲りをさせることができる利点がある。

上記実施形態において、空気フィルタが上吸着部、下吸着部の経路と、大気につながる管に各々設けられていたが、これは必ずしも必要ではなく、なくてもよい。

この実施形態によれば、１つの３ポート電磁弁だけでよく構成及び制御が簡単な冊子の頁捲り装置が得られる。この実施形態によれば、上吸着部の解放を下吸着部の解放よりも後にすることができる。したがって、冊子の各用紙を捲って印刷などの処理を円滑に行うことができる。

本発明は上述した実施形態に限られるものではなく、種々変形して実施することができ、これらの変形も本発明の技術思想を用いる限り、本発明に含まれる。

１０ 頁捲り装置
１１ａ 上吸着部
１１ｂ 下吸着部
１４ａ、１４ｂ、１７ 分岐管
１５ａ、１５ｂ、１６ａ、１６ｂ 真空パッド
１８ 真空ポンプ
１９ 電磁弁
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ 空気フィルタ
２３ 圧力計
２４ 制御部
Ｋ 空気管
Ｔ 冊子
Ｔａ、Ｔｂ 羽根車

Claims (4)

1. 真空ポンプからの吸気により冊子の上面を吸着する上吸着部及び冊子の裏面を吸着する下吸着部と、
   前記下吸着部と前記真空ポンプとの間又は前記下吸着部と大気との間の接続をオン・オフ制御する電磁弁と、
   前記真空ポンプからの吸気を前記上吸着部及び下吸着部に分岐する分岐管と、
   前記分岐管内の圧力を測定する圧力計と、
   前記上吸着部及び下吸着部の吸着動作を行うために、当該上下吸着部を構成する真空パッドの位置を待機位置、吸着位置及び持ち上げ位置に移動制御すると共に前記真空ポンプ及び前記電磁弁をオン・オフ制御する制御部と、
   冊子を搬送する搬送手段と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記電磁弁を制御して前記下吸着部と前記真空ポンプとの間を接続して当該真空ポンプからの吸気により冊子の裏面を吸着する第1の状態手段と、
   前記下吸着部と大気との間を接続して当該下吸着部に大気を流入して当該下吸着部による吸着を開放する第２の状態手段と、
   冊子吸着の際、前記真空ポンプを起動後、前記第1の状態手段により冊子の裏面を吸着し、上吸着部により当該冊子の上面を吸着して前記持ち上げ位置に移動した後、前記搬送手段により当該冊子を搬送しながら前記第２の状態手段により下吸着部による吸着を解放し、所定の時間経過後、上吸着部による吸着を解放することにより冊子の頁を捲る冊子の頁捲り手段と、
   を備えたことを特徴とする冊子の頁捲り装置。
2. 前記制御部はまた、
   前記下吸着部が冊子の裏面を吸着し、上吸着部が当該冊子の上面を吸着することにより上昇した圧力を測定する前記圧力計の圧力値が、所定の設定値Ｐを超えたとき、当該冊子の上面に吸着した上吸着部を前記持ち上げ位置まで持ち上げることを特徴とする請求項１に記載の冊子の頁捲り装置。
3. 前記制御部はさらに、
   前記所定の時間経過後、前記搬送路に対向して設置された羽根車により、当該頁捲りされた冊子の頁をさらに捲り倒す捲り倒し手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の冊子の頁捲り装置。
4. 真空ポンプからの吸気により、３端子電磁弁の第１端子及び第２端子を介して冊子の裏面に下吸着部を吸着するとともに前記冊子の用紙の上面に上吸着部を吸着するステップと、
   前記３端子電磁弁の第３端子から前記第２端子に大気を注入し前記下吸着部の吸着を解放するステップと、
   前記冊子を移動させると共に前記上吸着部を回動させることにより前記冊子の用紙を捲るステップと、
   前記下吸着部から入った空気を、前記３端子電磁弁の第２端子から前記第１端子に流し前記上吸着部に供給して前記上吸着部の吸着を解放するステップと、
   を有することを特徴とする、冊子の頁捲り方法。