JP6253229B2 - 中綴じ製本機のフィーダを制御する方法 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の中綴じ製本機のフィーダを制御する方法に関する。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１１０００４３号から、折丁をくわえて固定するための製本機用グリッパが公知であり、グリッパの閉鎖動作は、空気式の作動シリンダを操作することによって実施される。作動シリンダが真空にされるか、又は、作動シリンダに圧縮空気が印加されると、ピストンロッドに固定されたグリッパフィンガが、バネの力に対抗して引き寄せられる。圧縮空気又は負圧空気は、制御バルブを介して作動シリンダに供給され、この制御バルブが、調整可能なカムディスクによって制御されて、グリップ力が調整される。カムディスクは、カムの曲線に応じて固定的な調整特性を有する。カムディスクの調整方法の詳細は、上記文献には開示されていない。

印刷機の場合には、ドイツ連邦共和国特許第４２２１９２９号から、ドラムに接続されたグリッパの動作をコンピュータによって制御することによって、変化する動作条件に対する迅速な適合が可能となり、被印刷材料に依存してグリップ力を調整できるということも公知である。グリッパの動作は、空気式のピストン・シリンダ・ユニットによって制御され、ここではストローク測定システムを用いて、ドラムの回転角に依存して、目標値・実際値の比較によるピストンの調整位置が調整される。この文献では、ピストンの調整位置を計算する際に、被印刷材料のどの特性パラメータが使用されるかは詳細に記載されていない。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７５２０１７号に記載されている中綴じ製本機は、複数の折丁フィーダを含む。フィーダのドラムの回転速度は、紙質に依存して遅延又は加速され、この際、ギャザリングチェーンの速度は等速である。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８４１２６５号からは、中綴じ製本機のフィーダに、折丁の長さ及び幅を検出する複数のセンサが設けられていることが公知である。センサ信号に基づいて、見当合わせストッパを自動的に調整設定することができる。搬送中に折丁を保持するグリッパは、従来通りにカム機構によって操作される。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１１０００４３号 ドイツ連邦共和国特許第４２２１９２９号 ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７５２０１７号 ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９８４１２６５号

本発明の課題は、中綴じ製本機のフィーダを制御するための方法において、フィーダを調整設定する際の操作コストを低減し、折丁を輸送装置の上に載置する際の精度を高め、丁合い及び綴じの質を改善することである。

この課題は、中綴じ製本機のフィーダを制御する方法であって、マガジンの折丁スタックから、少なくとも１つのグリッパによって折丁を順次分離して、輸送装置の上に載置する際に、グリッパの開放及び閉鎖と、ステッチャの操作とを、制御装置の調整信号による遠隔操作によって実施する、方法において、前記調整信号を、前記折丁の寸法及び頁数に関するデータから形成する、ことを特徴とする請求項１に記載の方法によって解決される。有利な実施形態は、従属請求項に記載されている。

本発明によれば、中綴じ製本機のフィーダを制御する際に、グリッパの開放時点乃至閉鎖時点がプログラミング制御され、無段階に、フォーマットに依存して調整される。このために、折丁の寸法及び頁数に関するデータが制御装置に入力され、これらのデータから、グリッパの調整機構のための調整信号が形成される。折丁の自動化された分離により、切換時間及び反応時間を、製品に関連して変化させることができる。空気式の制御部を使用する場合には、機械的な構成要素の数を低減することができ、製本コストは僅かになる。機械的な摩耗箇所の数が低減されることによって、フィーダの安全性が改善される。グリップ力が可変に調整されることによって、折丁に跡が形成されるのを回避することができる。

以下では、本発明を、実施例に基づいてより詳細に説明する。

複数のフィーダを有する中綴じ製本機の概略図である。 フィーダの断面図である。 空気式の作動シリンダを有する分離ドラムを示す図である。 作動シリンダによって操作される、分離ドラムのグリッパペアを示す図である。 折丁と、その寸法とを示す図である。 フィーダの制御装置の概略図である。

図１に図示した中綴じ製本機は、製本方向１に連続して配置された例えば３つのフィーダ２〜４と、ステッチャ５と、クロスコンベヤ（横送り機構）６とを含む。フィーダ２〜４において分離された折丁７〜９は、エンドレスに循環するギャザリングチェーン１０の上に下開きになって上下に重なり合うよう順次載置されていき、ステッチャ５へと搬送される。丁合いされた折丁７〜９は、ステッチャ５において、背側から針金で綴じることによって互いに結合される。互いに結合された折丁７〜９は、横送り機構６の後、トリマ（化粧断ち用裁断機）へと転送されるべく新しい製本方向１１へと移動する。

図２に示すフィーダ３の断面図から分かるように、折丁７は、マガジン１２の中に上下に積み重ねられている。マガジン１２の底部は、水平線に対して傾斜している。折り畳まれた折丁７のフロントエッジは、見当合わせレール１３に当接し、折り畳まれた折丁７のサイドエッジは、サイドストッパ１４に当接している。サイドストッパ１４は、折丁７の背の長さＬに合うよう、モータ１５及びスピンドル駆動部１６によって、紙平面に対して垂直の方向１７に調節可能である。モータ１５は、制御装置１８に接続されている。

積み重ねられた折丁スタックの下面から折丁７を１つ１つ分離するため、マガジン１２の底部に設けられた開口部１９の下側に、吸引グリッパ２０が配置されている。吸引グリッパ２０は、中空軸２１に固定されており、規則的な分離リズムで中空軸２１の軸を中心に旋回可能となっている。

図２には、分離された１つの折丁７．１が、吸引グリッパ２０から、分離ドラム２３の機械的グリッパ２２へと移された状況が図示されている。分離ドラム２３は、自身の軸２４を中心にして方向２５へと回転する。分離された折丁７．１に先行する折丁７．２は、分離ドラム２３の別の機械的グリッパ２６に保持されている。グリッパ２６は、軸２４を基準にしてグリッパ２２とは対称に位置する。

分離ドラム２３が方向２５へとさらに回転すると、折丁７．２のフロントエッジが、袋状のストッパ２７に到着する。ストッパ２７は、折丁の幅Ｂ１，Ｂ２に応じて、モータ２８及び伝動装置２９によって、軸２４を中心に方向３０へと旋回可能である。モータ２８は、制御装置１８に接続されている。

分離ドラム２３の下側には別の２つのドラム３１，３２が配置されており、これらのドラムは、矢印３３，３４の方向へと互いに反対方向に回転する。図２は、折丁７．２に先行する折丁７．３が、ドラム３１，３２によって開かれる状況を図示している。折丁７．３のフロントエッジがストッパ２７に当接している間に、分離ドラム２３にて後続する折丁７．３の端部が、ドラム３１のダブルグリッパ３５，３６によってくわえられている。折丁７．３のラップ部分（Vorfalz）は、カバーグリッパ３６から、オープニングドラム３２のグリッパ３７へと渡される。折丁７．３は、両端が引っ張られて広げられ、ギャザリングチェーン１０の上に落下される。折丁７．３は、フィーダ２によって既にギャザリングチェーン１０の上に載置されている折丁７．４の上に載置される。

図３及び図４は、分離ドラム２３のグリッパ２２，２６の動作の空気式制御部を図示している。分離ドラム２３は、２つのドラムプレート２３．１，２３．２から構成されており、これらのドラムプレートは、中空軸２４に回転不能に固定されている。プレート２３．１と２３．２の間には、空気式作動シリンダ３８，３９が配置されており、これらの空気式作動シリンダ３８，３９から、それぞれ２つの空気式制御管４０．１〜４０．４が、軸２４の内部にあるチャネル４１．１〜４１．４へと導かれている。作動シリンダ３８，３９のための圧縮空気は、それぞれ、チャネル４１．１〜４１．４の端部に設けられた回転式フィードスルー４２．１〜４２．４を介して供給される。作動シリンダ３８，３９の作動ピストンロッド４３，４４は、クランク４５．１，４５．２，４６．１，４６．２と結合されており、これらのクランク４５．１，４５．２，４６．１，４６．２は、グリッパ２２のグリッパ軸４７．１，４７．２，４８．１，４８．２に回転不能に固定されている。各プレート２３．１，２３．２には、それぞれグリッパペア２２．１，２６．１；２２．２，２６．２が設けられている。作動シリンダ３８，３９から作動ピストンロッド４３，４３が進入及び脱出する際に、グリッパ軸４７，４８に、グリッパ２２，２６の閉鎖乃至開放を引き起こすトルクが印加される。

グリッパ２２，２６の開放及び閉鎖は、折丁７の寸法及び頁数ｎに依存して実施される。折丁幅Ｂ１＜Ｂ２を有する正ラップの折丁ＮＦ（Nachfalzbogen）であるか（図５．１）、又は、同じ折丁幅Ｂ１＝Ｂ２を有する折丁であるか（図５．２）、又は、折丁幅Ｂ１＞Ｂ２を有する逆ラップの折丁ＶＦ（Vorfalzbogen）であるか（図５．３）に応じて、図５に図示した寸法が考慮される。寸法に関する別のデータは、折丁の厚さｄ及び用紙重量Ｇである。

以下、図６に基づいて、本発明の方法の実施について説明する：制御装置１８は、とりわけ操作者入力のための入力装置４９を含み、入力装置４９はコンピュータ５０に接続されている。コンピュータ５０は、以下のパラメータに対する操作者入力のためのメモリを含む：折丁幅Ｂ１、折丁幅Ｂ２、背の長さＬ、用紙重量ｇ、頁数ｎ、折り方（例えば、正ラップの折丁ＮＦ、逆ラップの折丁ＶＦ、又は、ラップ無し折丁Ｆ_ｓａｕｇ（Saugerbogen）等）、及び、圧力目標値ｐ_ｓｏｌｌである。

コンピュータ５０では、入力されたパラメータが処理され、フィーダ２〜４内の種々の要素が事前設定される。背の長さＬからは、モータ１５による、マガジン１２におけるサイドストッパ１４の事前設定が行われる。折丁幅Ｂ１は、モータ２８による見当合わせストッパ２７の事前調整と、分離ドラムにおけるグリッパ２２，２６のグリッパ開角α_ｏｅの事前調整に関連している。２つの折丁幅Ｂ１，Ｂ２は、ドラム３１，３２におけるグリッパ３５〜３７のグリッパ閉角α_ｓを事前調整するために使用される。背の長さＬ、折丁幅Ｂ１，Ｂ２、及び、折丁厚さｄは、厚み検査装置の事前調整、針金供給装置の事前調整、ステッチャ５のクリンチャ工具の事前調整、ステップコンベヤ（Schrittband）の高さの事前調整を生じさせる。折丁厚さｄに基づき、分離ドラム２３のグリッパ２２，２６のグリップ力Ｆが事前調整される。予め決められる目標圧力ｐ_ｓｏｌｌは、グリップ力Ｆを事前調整する際、及び、回転式フィードスルー４２．１〜４２．４に接続されている２方向バルブ５１．１〜５１．４の切換時間ｔ_{ｓｃｈａｌｔ}を事前調整する際に、影響力を有する。バルブ５１．１〜５１．４の切換時間ｔ_{ｓｃｈａｌｔ}は制御可能であり、このために、バルブ５１．１〜５１．４とコンピュータ５０との間に接続５２が存在する。

圧力目標値ｐ_ｓｏｌｌは、接続５３を介してコンピュータ５０から圧力調整器５４へと伝送される。圧力実際値ｐ_ｉｓｔは、圧力調整器５４から接続５５を介してコンピュータ５０へと伝送され、コンピュータ５０において、圧力目標値ｐ_ｓｏｌｌとの比較が常に実施される。圧力目標値ｐ_ｓｏｌｌと圧力実際値ｐ_ｉｓｔが一致する場合には、切換時間ｔ_{ｓｃｈａｌｔ}は一定のままである。圧力実際値ｐ_ｉｓｔが圧力目標値ｐ_ｓｏｌｌよりも大きい場合には、この圧力実際値ｐ_ｉｓｔのために必要な切換時間ｔ_{ｓｃｈａｌｔ}が、バルブ５１．１〜５１．４に転送される。さらに、圧力を圧力目標値ｐ_ｓｏｌｌまで下げるとの情報が、圧力調整器５４へと伝送される。圧力実際値ｐ_ｉｓｔが圧力目標値ｐ_ｓｏｌｌよりも小さい場合にも、この圧力実際値ｐ_ｉｓｔのために必要な切換時間ｔ_{ｓｃｈａｌｔ}がバルブ５１．１〜５１．４に伝送され、圧力を圧力目標値ｐ_ｓｏｌｌにまで上げるとの情報が、圧力調整器５４へと転送される。圧力調整器５４と、圧力実際値ｐ_ｉｓｔのフィードバックとを用いて、折丁の分離に必要グリッパ開角とグリッパ閉角とが常に一定に保たれるよう保証することができる。

プログラムによって算出される圧力目標値ｐ_ｓｏｌｌに加えて、操作者は、動作中にいつでも製本の進行を邪魔することなく、各フィーダ２〜４に対して個別的に、所期の超過圧力ｐ_ｓｏｌｌを手動で設定することができる。手動介入の後、圧力目標値ｐ_ｓｏｌｌと圧力実際値ｐ_ｉｓｔとの間で再び通常の目標値・実際値の比較が行われる。

全ての調整設定乃至変更は、コンピュータ５０に記憶される。後続の入力が同一の場合には、記憶されたデータを呼び出すことができる。これにより調整時間が短縮され、動作コストが低減される。

グリッパ２２，２６を操作するための圧縮空気は、ポンプ５６によって供給され、このポンプ５６は、管理ユニット５７を介して圧力調整器５４に接続されている。圧力調整器５４から接続５８を介して圧縮空気がバルブ５１．１〜５１．４へと供給される。これらのバルブ５１．１〜５１．４は、２方向の切換に応じて、圧縮空気を、回転式フィードスルー４２．１〜４２．４を介して作動シリンダ３８，３９へと転送する。ドラム２３，３１，３２は、制御装置１８によって同期駆動され、この際に、ドラム２３の実際の回転数乃至実際の回転角αを制御装置１８乃至コンピュータ５０に出力するために、軸２４に付いているロータリーエンコーダ５９が使用される。本発明は、記載した実施形態に制限されていない。ドラム３１、３２のグリッパ３５〜３７のためにも、グリッパ動作の自動化された制御を行うことが可能である。空気式の調整要素の代わりに、電気式乃至電磁式の調整要素を使用することも可能である。

１ 製本方向
２〜４ フィーダ
５ ステッチャ
６ クロスコンベヤ
７〜９ 折丁
１０ ギャザリングチェーン
１１ 製本方向
１２ マガジン
１３ 見当合わせレール
１４ サイドストッパ
１５ モータ
１６ スピンドル駆動部
１７ 方向
１８ 制御装置
１９ 開口部
２０ 吸引グリッパ
２１ 中空軸
２２ グリッパ
２３ 分離ドラム
２４ 軸
２５ 方向
２６ グリッパ
２７ ストッパ
２８ モータ
２９ 伝動装置
３０ 方向
３１，３２ ドラム
３３，３４ 矢印
３５，３６ ダブルグリッパ
３７ グリッパ
３８，３９ 作動シリンダ
４０ 制御管
４１ チャネル
４２ 回転式フィードスルー
４３，４４ ピストンロッド
４５，４６ クランク
４７，４８ グリッパ軸
４９ 入力装置
５０ コンピュータ
５１ バルブ
５２，５３ 接続
５４ 圧力調整器
５５ 接続
５６ ポンプ
５７ 管理ユニット
５８ 接続
５９ ロータリーエンコーダ

Claims (5)

1. 中綴じ製本機のフィーダを制御する方法であって、
   マガジン（１２）の折丁スタックから、少なくとも１つのグリッパ（２２，２６，３５〜３７）によって折丁（７〜９）を順次分離して、輸送装置（１０）の上に載置する際に、分離ドラム（２３）のグリッパ（２２，２６）の開放及び閉鎖を、制御装置（１８，５０）の調整信号による遠隔操作によって実施する、
   方法において、
   前記調整信号を、前記折丁（７〜９）の寸法及び頁数に関するデータから形成し、
   前記グリッパ（２２，２６）の操作前に、折丁幅（Ｂ）と、正ラップ又は逆ラップを使用する場合の折丁幅（Ｂ１，Ｂ２）と、頁数（ｎ）と、を前記制御装置（１８，５０）に入力する、
   ことを特徴とする方法。
2. 前記分離ドラム（２３）の前記グリッパ（２２，２６）の操作前に、背の長さ（Ｌ）、用紙重量（ｇ）のうちの少なくとも１つの、前記折丁（７〜９）に関するデータを、前記制御装置（１８，５０）に入力する、
   請求項１記載の方法。
3. グリッパ開放位置（α_ｏｅ）、グリッパ閉鎖位置（α_ｓ）、グリッパ閉鎖力（Ｆ）、マガジンのサイドストッパ（１４）の位置、１つにまとめられた折丁（７〜９）の厚み測定装置による目標値調整、ステッチャ（５）の針金供給、針金を折り曲げるための前記ステッチャ（５）のクリンチャの動作、のうちの少なくとも１つのパラメータを制御又は調整する、
   請求項１記載の方法。
4. 回転要素（２３）に固定されたグリッパ（２２，２６）を使用する場合、前記調整信号を、前記回転要素（２３）の回転位置を表すロータリーエンコーダ（５９）の出力信号から付加的に形成する、
   請求項１記載の方法。
5. 前記グリッパ（２２，２６）の操作のために、少なくとも１つの制御可能な空気式作動シリンダ（３８，３９）を使用する、
   請求項１記載の方法。

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