(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数冊の冊子を重ねた断裁する冊子束を加圧板で加圧して前記用紙束の厚み高さを測定し、その測定値を出力する測定手段と、前記測定手段で測定された用紙束を加圧して搬送する第１の搬送手段と、前記第１の搬送手段で搬送された冊子束の小口と天地両側面を揃える揃え手段と、前記揃え手段で揃えた前記冊子束を昇降可能のクランプ板の待機位置からの下降で締め付けて搬送する第２の搬送手段と、前記第２の搬送手段で搬送された用紙束を昇降可能のプレス板の待機位置からの下降で押圧してその用紙束の小口と天地両側面を断裁する断裁手段と、前記測定手段から出力された測定値を入力し、前記クランプ板の前記待機位置および前記プレス板の前記待機位置を前記測定値に応じた適正位置に調整する待機位置調整手段を備えたことを特徴とする三方断裁機。
【請求項２】
前記測定手段で測定した測定値に基づく用紙束の厚み高さと、冊子束を形成する１冊の冊子の厚みとにより、断裁処理される冊子の数量をカウントすることを特徴とする請求項１に記載の三方断裁機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冊子束を揃え部で締め付ける際のクランプ部材の高さ調整や、冊子束を断裁処理する際のプレス部材の高さ調整を自動的に行なって、冊子束を断裁処理するまでに要する時間を短縮し、合わせて断裁処理される冊子束の数量集計を迅速にしかも正確に行なえる三方断裁機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
製本工程においては、所定枚数積層した用紙の背面を揃えてから糊付けし、表紙を接着して無線綴じの冊子を形成する場合がある。このようにして形成された冊子は、三方断裁機に設けた小口刃と天地刃により、小口と天地両側面を断裁して端面を切り揃え、次工程に移送される。
【０００３】
最近は、製本の処理効率を向上させるため、複数冊の冊子を重ねて束にした冊子束を断裁処理部の所定の位置に積載して、三方断裁機で同時に小口や天、地の両側面を断裁する例が増加している。
【０００４】
図８は、三方断裁機１の従来例の概略構成を示す平面図である。図８において、冊子を複数冊積載して形成された冊子束２は、搬送ベルト３により矢視Ａ方向から、三方断裁機１に搬送されてくる。４ａ、４ｂは冊子束２の地側側面を押圧する搬送爪、５ａ、５ｂは冊子束２の小口と背の面を案内するガイドである。冊子束２は、天側ガイド７ａ、７ｂが設けられている揃え部Ｃの位置で、天地両側面が揃えられて停止し、揃え板１１により各冊子の小口が揃えられる。
【０００５】
６は背ガイド、８はサ−ボモ−タ、９はボ−ルネジ、１０はボ−ルネジ９に取り付けられているチャックである。サ−ボモ−タを駆動すると、連結機構を介してボ−ルネジ９が回動し、チャック１０が矢視Ｂ方向に進行する。
【０００６】
冊子束２の小口と天地両側面の揃え処理が終了すると、冊子束２はチャック１０で挾まれる。すなわち、チャック１０は冊子束２を締め付けるクランプ部材として作用する。冊子束２を締め付けた状態でサ−ボモ−タ８を駆動しボ−ルネジ９を回動させる。この際に、冊子束２はチャック１０のＢ方向への移動に伴い、搬送ベルト３による搬送方向Ａとは直交する前記Ｂ方向に移送されて、断裁処理部Ｄに配置される。
【０００７】
断裁処理部Ｄにおいて、冊子束２は図示を省略しているプレス板で押圧されて移動しないように固定される。ここで、小口刃１２、天地刃１３、１４により、各冊子の小口と、天、地の両側面が所定位置で断裁される。
【０００８】
図９は、図８の揃え部Ｃと断裁処理部Ｄを矢視Ｅ方向からみた側面図である。図９において、揃え部Ｃのチャック１０には昇降動作するクランプ板１０ａを設けている。このクランプ板１０ａは、適宜の駆動装置、例えばエアシリンダ−や機械的なカム機構により駆動されて冊子束２の高さに応じて矢視Ｐ方向に下降する。この際に、チャック１０の下部に配置された固定部１０ｂとの間で冊子束２を締め付ける。
【０００９】
ここで、クランプ板１０ａの動作について説明する。冊子束２の高さは、冊子の１冊毎の厚みや、積載される冊子の冊数によって異なる。このため、クランプ板１０ａを冊子束２の高さが最大となる予定高さに持ち上げておき、冊子束２の高さがどのような高さになっても対応できるようにしておくことが考えられる。
【００１０】
しかしながら、このようにクランプ板１０ａを冊子束２の高さが最大となる予定高さに持ち上げておくと、冊子束２の高さが低い場合にはクランプ板１０ａを降下させて冊子束２を締め付けるまでに時間がかかることになる。このため、揃え部から断裁処理部への冊子束２の搬送に時間がかかる。また、次の冊子束を揃え部に搬入するまでの待ち時間も要することから、冊子束を断裁処理するまでに要する時間も長くなるという問題がある。
【００１１】
冊子束を断裁処理するまでに要する時間を短縮するために、クランプ板１０ａを空気圧や油圧を用いた駆動源により、高速で動作させて冊子束を締め付けることも考えられる。しかしながら、この場合には冊子に高速でクランプ板１０ａが衝突するために冊子を損傷するという問題がある。このため、クランプ板１０ａは小さなストロ−ク範囲で動作させるようにして初期状態では任意の高さに設定しておき、冊子束２の高さに応じて高さ位置を調整することにより、高速処理を行なっている。
【００１２】
断裁処理部Ｄには、プレス板１８が設けられている。駆動モ−タ１９の出力軸にはタイミングベルト等の駆動力伝達手段１５が取り付けてあり、ナット１６、ネジ１７を介してプレス板１８に駆動力を伝達し、冊子束２の高さに応じて矢視方向Ｑに下降して冊子束を押圧する。駆動モ−タ１９の制御部には、断裁される冊子束２の高さが入力され、この高さに対応した制御信号を形成して駆動モ−タ１４に出力する。
【００１３】
プレス板１８の動作についても、前記クランプ板１０ａの動作と同様に、冊子の損傷を防止しつつ高速処理を実現するために、小さなストロ−ク範囲で動作させて冊子束を押圧するように位置が調整されている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の三方断裁機においては、揃え部に設けられているクランプ部材を駆動する手段の制御部に、処理される冊子束の高さに応じてクランプ部材をどの位置まで降下させるかのデ−タを処理ロット毎に入力しなければならないので、操作が煩雑になると共に処理に時間がかかるいう問題があった。また、一旦クランプ部材の調整位置を設定した後に、予定された冊数よりも多い冊子束、または少ない冊子束が混入されて揃え部に搬送されてくると、冊子束をクランプ部材で締め付けることが出来ないという問題があった。
【００１５】
更に、断裁処理部に設けられるプレス部材についても、処理される冊子束の高さに応じて、プレス部材を調整する位置に関するデ−タを駆動モ−タの制御部に入力しているので、操作が煩雑になり冊子束を断裁機に搬入してから断裁処理するまでの時間が長くなるという問題があった。
【００１６】
また、冊子を複数冊積載した冊子束を断裁するので、１回の断裁処理毎に冊子数を目視によりカウントして、これを集計して全体としてどれだけの数量の冊子を断裁したかを確認していた。このため、断裁処理した冊子数を集計する処理が煩雑になり、集計ミスが発生する場合があるという問題があった。
【００１７】
本発明はこのような問題に鑑み、冊子束を揃え部で絞め付けする際のクランプ部材の高さ調整や、冊子束を断裁処理する際のプレス部材の高さ調整を自動的に行なって、冊子束を断裁処理するまでに要する時間を短縮し、合わせて断裁処理される冊子束の数量集計を迅速に、しかも正確に行なえる断裁機の提供を目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、三方断裁機を、複数冊の冊子を重ねた断裁する冊子束を加圧板で加圧して前記用紙束の厚み高さを測定し、その測定値を出力する測定手段と、前記測定手段で測定された用紙束を加圧して搬送する第１の搬送手段と、前記第１の搬送手段で搬送された冊子束の小口と天地両側面を揃える揃え手段と、前記揃え手段で揃えた前記冊子束を昇降可能のクランプ板の待機位置からの下降で締め付けて搬送する第２の搬送手段と、前記第２の搬送手段で搬送された用紙束を昇降可能のプレス板の待機位置からの下降で押圧してその用紙束の小口と天地両側面を断裁する断裁手段と、前記測定手段から出力された測定値を入力し、前記クランプ板の前記待機位置および前記プレス板の前記待機位置を前記測定値に応じた適正位置に調整する待機位置調整手段を備えたことを特徴とする構成とすることによって達成される。
【００２２】
このように、冊子束の加圧処理の際に得られた冊子束の高さの測定値により、断裁される冊子束を締め付ける際に用いるクランプ板の待機位置の高さおよび断裁される冊子束を押圧するプレス板の待機位置の高さの調整を行なっている。このため、クランプ板およびプレス板の待機位置の高さは冊子束の高さに応じて予め最適の位置に調整され、クランプ板による締め付けおよびプレス板のよる押圧を迅速に行なえるので、冊子束を断裁処理するまでに要する時間を短縮することができる。また、測定値でクランプ板およびプレス板部材の高さの調整を行なっているので、予定された冊子の冊数よりも多い場合や少ない場合でも適正に対処できる。
【００２５】
また、測定した測定値に基づく用紙束の厚み高さと、冊子束を形成する１冊の冊子の厚みとにより、断裁処理される冊子の数量をカウントすると、断裁処理される冊子束の数量集計を迅速に、しかも正確に行なうことができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の断裁装置の実施の形態について図により説明する。図１は本発明の三方断裁機の概略構成を示す正面図、図２は平面図、図３は図１の矢視Ｅ方向からみた側面図である。
【００２７】
図１〜図３において、複数冊の冊子が積載された冊子束３２ｐは、矢視Ａ方向から三方断裁機３１に搬送されてきて、搬送コンベア３３に載置される。３４は、後述するように第３のエアシリンダ５８により冊子束の搬送面に対して矢視Ｕ方向に出没し、冊子束３２ｔの地側側面を押圧する搬送爪、３５ａ、３５ｂは冊子の小口と背の面を案内するガイドである。
【００２８】
５０は第１のエアシリンダで、搬送コンベア３３の搬入側であるＦの位置に設置され、第１の加圧板５１を矢視Ｖ方向に昇降させる。搬送ベルト３３に載置された冊子束３２ｐに対して第１の加圧板５１を押圧し、冊子間に残存している空気を抜く。このように、冊子間に残存している空気を抜くことにより、次工程の処理を円滑に行なうことができる。
【００２９】
５２は第２のエアシリンダで、初期状態では図４に示されるように加圧部Ｇの位置に設定される。第２のエアシリンダ５２は、駆動モ−タ５５の動力が伝達されるボ−ルネジ５６に係合されており、駆動モ−タ５５を起動するとボ−ルネジ５６の推進力により、回転方向に応じてスライドレ−ル５７に沿って矢視Ｓ方向に往復動する。第２のエアシリンダ５２は、加圧部Ｇにおいて第２の加圧板５３を矢視Ｗａ方向に降下させる。第２の加圧板５３は、前記第１の加圧板５１で空気抜き処理された冊子束３２ｒを加圧する。センサ５４は、冊子束３２ｒを加圧したときの第２の加圧板５３の位置、すなわち冊子束３２のｒ高さを計測する。このセンサ５４は、近接スイッチや機械的スイッチ等の比較的安価なものを使用することができる。なお、センサ５４は、第１のエアシリンダ５０に設けてもよい。
【００３０】
この状態で第３のエアシリンダ５８により搬送爪３４を上昇させて、図４に示されているように第２の加圧板５３で加圧される冊子束の前方に位置されている３２ｑの地側側面を押圧する。第３のエアシリンダ５８は、連結部材５２ａにより第２のエアシリンダ５２に連結されており、第２のエアシリンダ５２と連動して矢視Ｓ方向に往復動する。駆動モ−タ５５を起動すると、第２の加圧板５３で冊子束３２ｒを加圧しながら、第２のエアシリンダ５２はボ−ルネジ５６の推進力によりスライドレ−ル５７に沿って進行し、揃え部Ｃの入り口位置Ｈに到達する。ここで、第２のプレス板５３を矢視Ｗｂ方向に上昇させて冊子束３２ｒから離間させる。
【００３１】
冊子束３２ｔは、天側側面が天側ガイド３７に当接して停止する。この際に、冊子束３２ｔの背は背ガイド３６で揃えられる。４１は小口揃え板で、図３に示すように軸４１ａを中心として矢視Ｒ方向に回動し、冊子束３２ｔの小口に当接して小口面を揃える。このようにして、揃え部Ｃでは冊子束３２ｔの小口と、天地両側面が揃えられる。揃え処理後の冊子束３２ｔはチャック４０で締め付けられる。つまり、サーボモータ５９を駆動してネジ４０ｂを回転させ、この回転でチャック４０のクランプ板４０ａが待機位置から下降して冊子束３２ｔをチャック４０の下部固定部４０ｃとの間で締め付ける。その締付状態でサ−ボモ−タ３８を駆動し、ボ−ルネジ３９を回転してチャック４０を矢視Ｂ方向、つまり断裁処理部Ｄに搬送する。
【００３２】
サ−ボモ−タ５９の制御部には、前記第２のエアシリンダ５２に設けたセンサ５４の測定値、すなわち、冊子束の高さの測定値が予め入力されている。
【００３３】
サ−ボモ−タ５９の制御部では、この入力された測定値により、冊子束３２ｔが揃え部Ｃの位置に搬入される前にクランプ板４０ａの高さ、つまりクランプ板４０ａの待機位置を適正位置に調整する。この調整により、冊子束３２ｔが揃え部Ｃの位置に搬入されると迅速にクランプ板４０ａで冊子束３２ｔを締め付けることができる。具体的には、サ−ボモ−タ５９にエンコ−ダ等の回転位置検知部を設けておき、クランプ板４０ａの昇降移動をこの回転位置検知部で検知し、予めクランプ板４０ａの待機位置として設定した回転位置を入力された測定値に基づいて調整する。
【００３４】
断裁処理部Ｄに設置されてある駆動モ−タ４９の出力軸には、タイミングベルト等の駆動力伝達手段４５が取り付けてあり、ナット４６、ネジ４７を介してプレス板４８に駆動力を伝達し、プレス板４８を矢視Ｑａ方向に昇降する。駆動モ−タ４９はサ−ボモ−タを使用しておりその制御部には、前記第２のエアシリンダ５２に設けたセンサ５４の測定値、具体的には、前記サ−ボモ−タ５９の測定値に基づいて調整した待機位置の設定値が入力され、この入力にしたがい予めプレス板４８の待機位置として設定した回転位置を調整する。この調整により、プレス板４８の待機位置は冊子束３２ｔの高さに応じて適正位置に調整され、その適正位置から下降して冊子束３２ｔを押圧する。
【００３５】
このようにして、断裁処理部Ｄにおいて冊子束３２ｔはプレス板４８で押圧されて移動しないように固定される。ここで、小口刃４２、天地刃４３、４４により、各冊子の小口と、天、地の両側面が所定位置で断裁される。本発明においては、冊子束を締め付けるクランプ板４０ａを駆動するサ−ボモ−タ５９の制御信号として、前行程の加圧部Ｇで第２のエアシリンダ５２に設けたセンサ５４で測定して得られた冊子束の高さのデ−タが予め入力されている。このため、揃え部Ｃにおいてクランプ板４０ａの高さを適正位置に調整させておくことができ、揃え部Ｃにおける処理時間を短縮することができる。
【００３６】
また、断裁処理部Ｄに設けたプレス板４８の駆動モ−タ４９には、前行程の揃え部Ｃに設けたクランプ板４０ａを駆動するサ−ボモ−タ５９の回転位置デ−タが入力されている。このため、断裁処理部Ｄにおいてプレス板４８の高さ予め適正位置に調整しておくことができ、断裁処理部Ｄにおける処理時間を短縮することができる。
【００３７】
図４〜図６は、冊子束の断裁処理の終了後に、次の冊子束を処理するために待機している状態を示す図で、図４が正面図、図５が平面図、図６は図５の矢視Ｅ方向からみた側面図である。それぞれ、図４は図１に、図５は図２に、図６は図３に対応している。
【００３８】
図４に示すように、第１のエアシリンダ５０を動作させて、搬送コンベア３３上に載置されている次に断裁処理される冊子束３２ｕを、第１の加圧板５１で加圧して冊子間に残存している空気を抜き出す。第２のエアシリンダ５２は、搬送コンベア３３の終端側である加圧部Ｇの位置に戻されている。また、搬送爪５４は冊子束の搬送路の下方に降下されて、初期位置に戻されている。
【００３９】
揃え部Ｃでは、チャック４０は初期状態の位置に戻されて、冊子束の揃え処理の待期状態となっている。断裁処理部Ｄでは、小口刃４２、天地刃４３、４４により、冊子束に対して小口、天地両側面の断裁が行われる。３２ａ〜３２ｃは、断裁屑である。断裁処理後の冊子束は、矢視Ｘ方向に搬送される。
【００４０】
図７は、本発明の処理手順を示すフロ−チャ−トである。次に、このフロ−チャ−トについて説明する。
【００４１】
（１）ステップＳ１の処理で、断裁処理する冊子１冊の厚みを入力する。次にステップＳ２の処理で、図１で説明したように加圧部Ｈで冊子エア抜きのプレス動作を行い、この処理後の冊子束の高さをセンサで読み込む。なお、ステップＳ２の処理は、第１のエアシリンダ５０にセンサを設けた場合である。
【００４２】
（２）ステップＳ３の処理でクランプ板の高さデ−タを比較し、前回と同じかどうかを判定する。この処理は、図３で説明したように、前回の締め付け処理時のクランプ板４０ａの高さデ−タと、今回前記ステップＳ２の処理で得られた高さデ−タとを比較するものである。
【００４３】
（３）ステップＳ３の判定結果がＮＯ（以下Ｎと略記する）であれば、ステップＳ４の処理でクランプ板の高さを変更する。ステップＳ３の判定結果がＹＥＳ（以下Ｙと略記する）であれば、次にステップＳ５の処理で冊子束をクランプ板で締め付け、このときの冊子束高さを読み込む。ステップＳ５の処理は、前記したようにエンコ−ダでサ−ボモ−タの回転位置デ−タを取得して、冊子束高さに変換するものである。
【００４４】
（４）前記ステップＳ２では、冊子束高さのおよそのデ−タを得ているが、ステップＳ５では冊子束高さの精密なデ−タが得られる。ここで、ステップＳ１の処理で冊子１冊の厚みを入力しているので、ステップＳ５の処理で得られたデ−タに基づき、断裁される冊子の冊数がカウントできる。断裁処理毎に断裁される冊子の冊数をカウントし、これを累積演算することにより、全体として何冊の冊子を断裁処理したかを自動的に計数することができる。
【００４５】
（５）続いてステップＳ６の処理でプレス板の高さデ−タを比較して、前回と同じかどうかを判定する。この処理は、前回の断裁処理時のプレス板の高さデ−タと、今回ステップＳ５の処理で得られた高さデ−タとを比較するものである。ステップＳ６の判定結果がＮであれば、ステップＳ７の処理でプレス板の高さを変更する。ステップＳ６の判定結果がＹであれば、ステップＳ８の処理でプレス動作を行い、ステップＳ２の処理に戻る。
【００４６】
このように、本発明においては毎回の断裁処理毎に、揃え部のクランプ板の高さと、断裁処理部のプレス板の高さを、それぞれ前行程において測定された冊子束の高さのデ−タ、すなわち最新のデ−タに基づいて設定の見直しをしている。このため、予定された冊数よりも多い冊子束、または少ない冊子束が混入されて搬送された場合でも適切に処理することができる。
【００４７】
また、上記の例では、加圧部Ｈで冊子エア抜きのプレス動作を行い、この処理後の冊子束の高さをセンサで測定する。その後、揃え部においてもクランプ板の高さ、すなわち冊子束の高さを測定する２段階の測定を行なっている。このような、冊子束の高さの２段階測定に代えて、加圧部Ｈで冊子束の高さの精密な測定を行い、この測定値を揃え部のクランプ板の高さ調整と、断裁処理部のプレス板の高さ調整に用いても良い。
【００４８】
上記の例では、クランプ板で冊子束を締め付けたときの冊子束の高さを用いて冊子数をカウントしているが、プレス板で押圧されたときの冊子束の高さを用いて冊子数をカウントすることもできる。また、加圧部Ｈに設けるセンサとして、近接スイッチや機械的スイッチに代えて、ポテンショメ−タのような精度の良いセンサを用いることができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、冊子束の加圧処理の際に得られた冊子束の高さの測定値により、断裁される冊子束を締め付ける際に用いるクランプ板の待機位置の高さおよび断裁される冊子束を押圧するプレス板の待機位置の高さの調整を行なっている。このため、クランプ板およびプレス板の待機位置の高さは冊子束の高さに応じて予め最適の位置に調整され、クランプ板による締め付けおよびプレス板のよる押圧を迅速に行なえるので、冊子束を断裁処理するまでに要する時間を短縮することができる。また、測定値でクランプ板およびプレス板部材の高さの調整を行なっているので、予定された冊子の冊数よりも多い場合や少ない場合でも適正に対処できる。
【００５２】
また、測定した測定値に基づく用紙束の厚み高さと、冊子束を形成する１冊の冊子の厚みとにより、断裁処理される冊子の数量をカウントするようにすると、断裁処理される冊子束の数量集計を迅速に、しかも正確に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る断裁機の概略の正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図２の矢視Ｅ方向からみた側面図である。
【図４】図１の断裁機において次の冊子束の搬送待期状態を示す正面図である。
【図５】図４の平面図である。
【図６】図５の矢視Ｅ方向からみた側面図である。
【図７】本発明の処理手順を示すフロ−チャ−トである。
【図８】従来の断裁機の概略の平面図である。
【図９】図８の矢視Ｅ方向からみた側面図である。
【符号の説明】
３１    三方断裁機
３２    冊子束
３３    搬送コンベア
３９    ボ−ルネジ
４０    チャック
４０ａ  クランプ板
４１    小口揃え板
４２    小口刃
４３、４４  天地刃
４８    プレス板
４９    サ−ボモ−タ
５０    第１のエアシリンダ−
５１    第１の加圧板
５２    第２のエアシリンダ−
５３    第２の加圧板
５５    駆動モ−タ
５６    ボ−ルネジ
５７    スライドレ−ル
５９    サ−ボモ−タ
【図１】
0004514306.tif 000002
【図２】
0004514306.tif 000003
【図３】
0004514306.tif 000004
【図４】
0004514306.tif 000005
【図５】
0004514306.tif 000006
【図６】
0004514306.tif 000007
【図７】
0004514306.tif 000008
【図８】
0004514306.tif 000009
【図９】
0004514306.tif 000010