(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接着剤溜（１２）内に収納されている接着剤（１０）に一部を浸して配置され、回転しながら前記接着剤溜（１２）内の熱溶解させた接着剤（１０）を用紙束（５４）の揃えられた一側縁に沿って塗布するローラ（１４）を備えた接着剤塗布装置において、
前記ローラ（１４）の近傍に配置された電磁誘導用加熱コイル（２０）と、
前記電磁誘導用加熱コイル（２０）に高周波電流を供給する電流供給装置（５１）とを備え、
前記ローラ（１４）は、前記電磁誘導用加熱コイル（２０）によって発生される高周波磁束による渦電流のジュール熱により発熱する発熱部材で構成され、
前記電流供給装置（５１）により前記電磁誘導用加熱コイル（２０）に電流を供給することによって前記ローラ（１４）を発熱させ、前記ローラ（１４）により前記接着剤溜（１２）内に収納されている接着剤（１０）を溶解することを特徴とする接着剤塗布装置。
【請求項２】
前記電磁誘導用加熱コイル（２０）は、前記ローラの回転軸（１６）に方向に配置され、
前記ローラ（１４）は、空洞状に構成されており、前記電磁誘導用加熱コイル（２０）が配置されている側の側面が非磁性体（１４ａ）で構成されていることを特徴とする請求項１記載の接着剤塗布装置。
【請求項３】
前記電磁誘導用加熱コイル（２０）の近傍にコア（２２）を配置したことを特徴とする請求項１または２記載の接着剤塗布装置。
【請求項４】
さらに接着剤補給用のリザーブタンク（２４）を備えたことを特徴とする請求項１から３いずれか１つに記載の接着剤塗布装置。
【請求項５】
前記接着剤溜（１２）に収納される接着剤（１０）の量を検出する接着剤検出手段（３６，３８）と前記リザーブタンク（２４）と前記接着剤溜（１２）とを接続する接着剤供給経路（１８）の間に前記リザーブタンク（２４）内の接着剤を前記接着剤溜（１２）に補給する補給手段（３４）と、
前記接着剤検出手段（３６，３８）からの信号を受信し、前記補給手段（３４）を駆動させて接着剤の補給量を適性に保つ補給制御手段（６０）とをさらに備えたことを特徴とする請求項４記載の接着剤塗布装置。
【請求項６】
前記リザーブタンク（２４）内に、スクリュー形状の攪拌手段（２６）を備えたことを特徴とする請求項４又は５記載の接着剤塗布装置。
【請求項７】
前記リザーブタンク（２４）の近傍に配置された第２の電磁誘導用加熱コイル（４０）と、
前記第２の電磁誘導用加熱コイル（４０）に高周波電流を供給する第２の電流供給装置（５１）とをさらに備え、
前記リザーブタンク（２４）は、前記電磁誘導用加熱コイル（４０）によって発生される高周波磁束による渦電流のジュール熱により発熱する発熱部材で構成され、
前記第２の電流供給装置（５１）により前記第２の電磁誘導用加熱コイル（４０）に電流を供給することによって前記リザーブタンク（２４）を発熱させることを特徴とする請求項４から６いずれか１つに記載の接着剤塗布装置。
【請求項８】
前記攪拌手段（２６）の内部に配置された第３の電磁誘導用加熱コイル（５０）と、
前記前記第３の電磁誘導用加熱コイル（５０）に高周波電流を供給する第３の電流供給装置（５１）とをさらに備え、
前記攪拌手段（２６）は、前記電磁誘導用加熱コイル（５０）によって発生される高周波磁束による渦電流のジュール熱により発熱する発熱部材でで構成され、
前記第３の電流供給装置（５１）により前記第３の電磁誘導用加熱コイル（５０）に電流を供給することによって前記攪拌手段（２６）を加熱することを特徴とする請求項６に記載の接着剤塗布装置。
【請求項９】
前記接着剤供給経路（１８）の近傍に配置された第４の電磁誘導用加熱コイル（３０）と、
前記前記第４の電磁誘導用加熱コイル（３０）に高周波電流を供給する第４の電流供給装置（５１）とをさらに備え、
前記接着剤供給経路（１８）の少なくとも一部は、前記電磁誘導用加熱コイル（３０）によって発生される高周波磁束による渦電流のジュール熱により発熱する発熱部材で構成され、
前記第４の電流供給装置（３０）により前記第４の電磁誘導用加熱コイル（３０）に電流を供給することによって前記接着剤供給経路（１８）を発熱させることを特徴とする請求項４から８のいずれか１つに記載の接着剤塗布装置。
【請求項１０】
前記第２及び第３及び第４の電磁誘導用加熱コイル（３０，４０，５０）の少なくとも１つの近傍にコア（３２，４２）を配置したことを特徴とする請求項４から９いずれか記載の接着剤塗布装置。
【請求項１１】
前記第２及び第３及び第４の電磁誘導用加熱コイル（３０，４０，５０）の少なくとも１つの内部にコアを配置したことを特徴とする請求項４から９いずれか記載の接着剤塗布装置。
【請求項１２】
前記接着剤供給経路（１８）は、少なくとも部分的に蛇行していることを特徴とする請求項９に記載の接着剤塗布装置。
【請求項１３】
前記ローラ（１４）を移動させる移動手段（６４）をさらに備え、
前記移動手段（６４）によって前記ローラ（１４）を移動させることにより所定位置に固定された前記用紙束（５４）の背面に接着剤（１０）を塗布することを特徴とする請求項１から１２いずれか１つに記載の接着剤塗布装置。
【請求項１４】
前記移動手段（６４）は、前記ローラ（１４）と前記接着剤溜（１２）を含む塗布ユニットを移動させることを特徴とする請求項１３記載の接着剤塗布装置。
【請求項１５】
前記塗布ユニットは、前記第１の電磁誘導用加熱コイル（２０）を含まないことを特徴とする請求項１４記載の接着剤塗布装置。
【請求項１６】
前記発熱部材は、体積抵抗率が５〜１５０Ω・ｍ、かつ、透磁率が１０以上の材料で構成されることを特徴とする請求項１、７、８及び９いずれか１つに記載の接着剤塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製本装置の接着剤塗布装置に関し、詳しくは、特に製本工程において本の背となる用紙束の一側縁に、熱溶解可能な固形接着剤を溶解させて塗布する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、製本装置等には、印刷された用紙束の背面に接着剤付けして、当該用紙を綴じる装置においては、ホットメルトタイプの接着剤を収納する接着剤溜と、その接着剤溜内の接着剤に一部を浸して配置され接着剤溜内で回転可能に軸支された塗布ローラを備える接着剤塗布装置が存在した。上記装置は、接着剤溜内にヒータを備え、当該ヒーターで接着剤を加熱することにより接着剤を溶解するものが主流であった。
【０００３】
しかし、上記のようなヒータによる間接的な加熱手段では、熱伝達の効率も悪く、用紙束の背面に直接接着剤を塗布する部分である塗布ローラを所定の温度まで十分に加熱するには、ヒータから接着剤溜、接着剤溜から接着剤、接着剤から塗布ローラという３段階にも及ぶ熱伝達を必要とする。よって、スタンバイまでの時間が長く、また、熱源であるヒータから最終的な塗布ローラの温度管理を正確に行うことは困難であった。また、２次加熱物であるローラは熱伝導でき、十分に蓄熱できるだけの体積を必要とすることからローラの体積を大きくする必要があり、結果として、装置全体が大型になっていた。このことは、接着剤溜においての接着剤の大気開放部が大きく、悪臭発生などの問題の原因となっていた。
【０００４】
また、熱伝達の効率を考慮すると、塗布ローラを直接加熱し、さらに、補助的に接着剤溜を加熱できれば理想的であり、温度管理も容易に行うことができる。
このタイプのものとしては、ヒータによる接着剤溜の加熱に加えて、塗布ローラを空洞状に構成させ、その内部にハロゲンランプを埋め込んだタイプが存在する。
【０００５】
しかし、このタイプのものは、塗布ローラ自体の構成が大がかりになるため、装置全体の大型化を招き、また、塗布ローラは軸を中心に回転する構造を有するため、その配線処理の問題がある。また、ハロゲンランプに接着剤が付着すると破損の原因になるため、ハロゲンヒータを取替え可能な構造にするとともに、塗布ローラに設けられた開放部に、接着剤の侵入を防ぐためにシールを設ける必要があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、上記問題を解決するために、ローラを直接加熱することができる小型の接着剤塗布装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成の接着剤塗布装置を提供する。
【０００８】
接着剤塗布装置は、接着剤溜内に収納されている接着剤に一部を浸して配置され、回転しながら前記接着剤溜内の熱溶解させた接着剤を用紙束の揃えられた一側縁に沿って塗布するローラを備えたものである。そして、前記ローラの近傍に配置された電磁誘導用加熱コイルと、前記電磁誘導用加熱コイルに高周波電流を供給する電流供給装置とを備え、前記ローラは、前記電磁誘導用加熱コイルによって発生される高周波磁束による渦電流のジュール熱により発熱する発熱部材で構成され、前記電流供給装置により前記電磁誘導用加熱コイルに電流を供給することによって前記ローラを加熱し、前記ローラにより前記接着剤溜内に収納されている接着剤を溶解する。
【０００９】
上記構成において、ローラは電磁誘導用加熱コイルによって発生される高周波磁束による渦電流のジュール熱により発熱する発熱部材で構成されているため、その近傍に配置されている電磁誘導用加熱コイルに高周波電流を供給する。このとき電磁誘導用加熱コイルに供給される高周波電流は、５〜１００ｋＨｚであることが好ましい。すると、電磁誘導の作用によってローラが発熱する。すなわち、電磁誘導用加熱コイルによって発生される高周波磁束によってローラに渦電流が発生し、ローラ自体が電気抵抗体となり、電磁誘導用加熱コイルに供給された電流量に応じた発熱量を得ることができる。したがって、接着剤溜内に収納されている接着剤は、ローラの発熱によりローラの周りから溶解しはじめ、接着剤溜内の接着剤がすべて溶解する前にローラが回転することができるようになる。その後、ローラに対して、用紙束を相対的に移動させることにより、用紙束の背面に接着剤を塗布することができる。
【００１０】
上記構成によれば、電磁誘導用加熱コイルによりローラが直接的に加熱されるため、熱伝達が良好であり、立ち上がり後比較的短時間でローラを回転させることができるため、早期に接着剤を攪拌でき、スタンバイまでの時間を短縮することができる。また、電磁誘導用加熱コイルに供給される電流量を調整することにより、容易にローラの温度を調整することができることから、温度制御を容易にすることができるとともに、その制御の応答性に優れている。
【００１１】
さらに、ローラに非接触でありながら、ローラを直接加熱させることが可能であり、駆動部分の配線などの構成を容易にすることができローラを小型化することが可能である。ローラの径は、φ１０〜φ１００程度であることが好ましい。
なお、ローラの抵抗値はローラの金属の断面積により決定されることから、ローラは小型のほうが高出力とすることができ、また、渦電流の表皮効果を利用できるので、複雑な形状のローラに対して、外部から均一に渦電流を発生させることができる。したがって装置の小型化、軽量化につながる。また、ローラ及び接着剤溜を小型化できることにより接着剤の大気解放部を最小限にとどめることができ、臭いの発生を最小限にとどめることが可能である。
【００１２】
本発明の用紙綴じ用装置は、具体的には以下のように種々の態様で構成することができる。
【００１３】
好ましくは、前記電磁誘導用加熱コイルは、前記ローラの回転軸に方向に配置され、前記ローラは、空洞状に構成されており、前記電磁誘導用加熱コイルが配置されている側の側面が非磁性体で構成される。
【００１４】
上記構成において、電磁誘導用加熱コイルは、ローラの周方向ではなく、回転軸方向に配置されている。そして、ローラは空洞状に構成されており、電磁誘導用加熱コイルが配置されている側の側面が非磁性体で構成されていることにより、ちょうど電磁誘導用加熱コイルからみて、底のある円筒状のローラがコイル方向に開口して配置され、その壁全体に沿って、渦電流が流れるようになる。また、コイル側の側面が非磁性体で構成されているため、ローラ内への接着剤の侵入を防止することができる。
【００１５】
上記構成によれば、渦電流をローラの周壁全体にわたって流すことができるので、急速にローラを加熱することができる。したがって、立ち上がりの期間を短縮することができる。
【００１６】
好ましくは、前記電磁誘導用加熱コイルの近傍にコアを配置する。
【００１７】
上記構成によれば、ローラが配置されていない側に生ずるコイルの磁束を収束させることができ、その結果電磁誘導加熱の効率を向上させることができる。
【００１８】
好ましくは、接着剤塗布装置は、さらに接着剤補給用リザーブタンクを備える。
【００１９】
上記構成によれば、リザーブタンクから接着剤が供給されることにより、使用者が接着剤の補給を行なう手間を省くことができる。
【００２０】
上記構成において、好ましくは、接着剤塗布装置は、前記接着剤溜に収納される接着剤の量を検出する接着剤検出手段と前記リザーブタンクと前記接着剤溜とを接続する接着剤供給経路の間に前記リザーブタンク内の接着剤を前記接着剤溜内補給する補給手段と、前記接着剤検出手段からの信号を受信し、前記補給手段を駆動させて接着剤の補給量を適性に保つ補給制御手段とをさらに備える。
【００２１】
上記構成において、接着剤検出手段は、例えば、熱電対やフロートなどを使用することができる。そして、接着剤検出手段により接着剤溜内の接着剤が減ってきたことが検出されると、補給制御手段に信号を送信し、これを受けた補給制御手段は、補給手段を駆動させ接着剤溜内の接着剤量が適正となるように接着材を補給する。したがって、上記構成によれば、接着剤溜への接着剤の管理が可能となる。
【００２２】
好ましくは、リザーブタンク内に、スクリュー形状の攪拌手段を備える。
【００２３】
上記構成において、攪拌手段は、リザーブタンク内に格納されている溶解した接着材を攪拌するためのものであり、これによって、リザーブタンク内の接着剤を均一にして接着剤溜に送り出すことができる。
【００２４】
上記構成において、好ましくは、接着剤塗布装置は、前記リザーブタンクの近傍に配置された第２の電磁誘導用加熱コイルと、前記第２の電磁誘導用加熱コイルに高周波電流を供給する第２の電流供給装置とをさらに備え、前記リザーブタンクは、前記電磁誘導用加熱コイルによって発生される高周波磁束による渦電流のジュール熱により発熱する発熱部材で構成され、前記第２の電流供給装置により前記第２の電磁誘導用加熱コイルに電流を供給することによって前記リザーブタンクを加熱する。
【００２５】
上記構成によれば、リザーブタンクを第２の電磁誘導用加熱コイルにより、直接加熱することができるため、糊を補給した場合であっても立ち上がりを早くすることができる。
【００２６】
好ましくは、前記攪拌手段の内部に配置された第３の電磁誘導用加熱コイルと、前記前記第３の電磁誘導用加熱コイルに高周波電流を供給する第３の電流供給装置とをさらに備え、前記攪拌手段は、前記電磁誘導用加熱コイルによって発生される高周波磁束による渦電流のジュール熱により発熱する発熱部材で構成され、前記第３の電流供給装置により前記第３の電磁誘導用加熱コイルに電流を供給することによって前記攪拌手段を加熱する。
【００２７】
上記構成において、攪拌手段の内部には、第３の電磁誘導用加熱コイルが格納されているため、この加熱コイルに高周波電流を流すことにより、その周囲に存在する攪拌手段に渦電流が流れ、攪拌手段自体が電気抵抗体となり発熱する。したがって、リザーブタンク内の接着材をより短期間に溶解させることができるとともに、スクリュー状の攪拌手段により攪拌することによって、その周りには、溶解していない接着剤が配置することにより、接着剤を効率よく溶解することができる。
【００２８】
好ましくは、前記接着剤供給経路の近傍に配置された第４の電磁誘導用加熱コイルと、前記前記第４の電磁誘導用加熱コイルに高周波電流を供給する第４の電流供給装置とをさらに備え、前記接着剤供給経路の少なくとも一部は、前記電磁誘導用加熱コイル（３０）によって発生される高周波磁束による渦電流のジュール熱により発熱する発熱部材で構成され、前記第４の電流供給装置により前記第４の電磁誘導用加熱コイルに電流を供給することによって前記接着剤供給経路を加熱する。
【００２９】
上記構成において、第４の電磁誘導用加熱コイルに高周波電流を流すことにより、磁性体で構成された接着剤供給経路に渦電流が流れ、接着剤供給経路自体が電気抵抗体となって発熱する。したがって、上記構成によれば、リザーブタンク内で溶解された接着剤を固化することなく接着剤溜に供給することができる。
【００３０】
好ましくは、前記第２及び第３及び第４の電磁誘導用加熱コイルの少なくとも１つの近傍又は内部にコアを配置する。
【００３１】
上記構成によれば、第２及び第３及び第４の電磁誘導用加熱コイルの近傍又は内部にコアを配置することにより加熱の対象と反対側に生ずる磁束を収束させることができ、その結果誘導加熱効率を向上させることができる。
【００３２】
好ましくは、前記接着剤供給経路の少なくとも部分的に蛇行する。
【００３３】
上記構成によれば、第４の電磁誘導用加熱コイルにより加熱されている接着剤供給経路と接着材との接触面積を大きくすることができ、接着材を安定して溶解することができる。
【００３４】
好ましくは、接着剤塗布装置は、前記ローラを移動させる移動手段をさらに備え、前記移動手段によって前記ローラを移動させることにより所定位置に固定された前記用紙束の背面に接着剤を塗布する。
【００３５】
接着剤溜内のローラは所定の位置に固定された状態とし、用紙束をクランパしたクランパユニットが移動することにより用紙束の背面に接着剤を塗布すると、用紙束はその移動方向に幅があるため、移動のストロークが大きくなり、装置サイズが大きくなる。そして、これらの製本装置では、ローラや接着剤溜のサイズを大きくせざるを得なかったため、ローラを移動させるとさらに装置サイズを大きくするという問題があった。上記構成においては、ローラを電磁誘導加熱することにより小さく構成することが可能であるため、ローラを用紙束に対して移動させることにより、用紙の幅の範囲で移動させればよく、ストロークを短くすることができ、装置全体を小型化することができる。
【００３６】
好ましくは、前記移動手段は、前記ローラと前記接着剤溜を含む塗布ユニットを移動させる。
【００３７】
上記構成によれば、接着剤溜のローラが一体となって移動するため、ローラからの接着剤がたれ落ちても装置を汚すことがない。
【００３８】
好ましくは、前記塗布ユニットは、前記第１の電磁誘導用加熱コイルを含まない。
【００３９】
上記構成によれば、電磁誘導用加熱コイルをのぞいた容器全体が移動する構成となり、配線処理などの機構を容易にすることができる。また、用紙束の一端にローラが接触している間は、ローラは加熱されていないので、塗布後に接着剤を固化する時間を短縮することとができるとともに、用紙を焦がしたりするおそれもない。
【００４０】
なお、上記各構成において、発熱部材の材質としては、発熱速度を考慮して、鉄、ニッケル、鉄−ニッケル合金、ニッケル−コバルト合金、磁性ステンレスなどの材料を用いることが最も好ましく、また、体積抵抗率が５〜１５０Ω・ｍ、で、真空に対する磁気透磁率である透磁率μ０が１０以上の材料を用いることがさらに好ましい。アルミニウム、銅、真鍮などの体積抵抗率が低い金属に対しては、メッキなどの薄膜状にして使用することが可能である。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態に係る製本装置について、図面を参照しながら説明する。
【００４２】
図１は、本発明の第１実施形態にかかる製本装置の要部構成図である。本製本装置１は、ホットメルトタイプの接着剤１０を収納した接着剤溜１２と、補給する接着材を収納するリザーブタンク２４と、リザーブタンクと接着剤溜を接続する接着剤供給部１８とから構成される。接着剤溜１２には、その内部に収納されている接着剤に少なくとも一部が浸かるようにシャフト１６により軸支され、シャフトに連結するモータ６３によってシャフトを中心として回転可能なローラ１４が設けられている。
【００４３】
ローラ１４のシャフト１６の延長線上には、第１の加熱コイル２０が設けられている。ローラ１４は、全体として空洞状に構成されるように、鉄製のカップ状部材１４ｂと、第１の加熱コイルに対向する側の側壁を構成するガラスエポキシ製の板状部１４ａで構成されている。板状部１４ａは、カップ状部材１４ｂの内部に接着剤１０が侵入しないように、カップ状部材１４ｂの開口を完全にシールしている。なお、カップ状部材１４ｂは、鉄のほか、ニッケル、鉄−ニッケル合金などの体積抵抗率が５〜１５０Ω・ｍ、かつ、透磁率が１０以上の材料で構成することもできる。
【００４４】
第１の加熱コイル２０は、図示しない電流供給装置から高周波電流の供給を受けることができるようになっている。第１の加熱コイル２０に高周波電流が流れると、その周りに磁束が発生する。第１の加熱コイル２０は発生した磁束を収束させるために、図３に示すようなフェライトコア２２を有している。第１の加熱コイル２０は、コイル束２０ａの周りに直交するＵ字型のフェライト２０ｂを設けたものであり、そのフェライト２０ｂの交差部分からコイルの内部へ延伸する棒状部のフェライト２０ｃを備えている。
【００４５】
第１の加熱コイルによって発生した磁束は、ローラ１４に渦電流を生じさせる。ローラ１４は、内側に渦電流が流れることにより、そのローラ自体が電気抵抗体となり、第１の加熱コイルに流れた電流量に応じて発熱する。上述のようにローラは磁性体である鉄製のカップ状部材１４ｂと非磁性体である板状部１４ａで構成されているため、カップ状部材１４ｂの壁面に沿って渦電流が流れるようになっている。したがって、ローラ１４全体にわたって一様に発熱する。
【００４６】
本実施形態にかかる製本装置は、第１の加熱コイルによって、ローラを電磁誘導加熱により直接的に加熱するものであり、非加熱部位であるローラの断面積を小さくすることによって電磁誘導の効率を上げることができる。すなわち、ローラの断面積を小さくすることができ、装置時短の総体積を小さくすることができるとともに、加熱時間を短縮することができる。
【００４７】
接着剤溜１２は、その大部分が鉄製であるが、第１の加熱コイル２０が設けられている側の側壁１２ａは、上記第１の加熱コイルから生じる磁束を妨げないように非磁性体であるガラスエポキシで構成されている。側壁１２ａは、非磁性体で構成されていればその材質は特に問われない。接着剤溜１２内の接着剤１０は、ローラ１４によって加熱され、ローラの周囲から溶解し始める。
【００４８】
接着剤１０がある程度まで溶解し、ローラ１４がシャフト１６を中心として回転できるようになると、後述するように、クランパにより固定された用紙束の揃えられた下側縁に沿ってローラ１４が移動し、接着剤１０を塗布する。
【００４９】
図２は、ローラの変形例である。このタイプのローラ１１４は、３つの部材から構成されている。すなわち、鉄製の筒状部材１１４ｂと、ローラの電磁誘導用加熱コイル２０から遠い側の側面と軸１６との嵌合部分を形成する底部材１１４ｃと、ローラ１１４の電磁誘導用加熱コイル２０側の側面を形成する非磁性体の板状部１１４ａで構成されている。底部材は、フェライトなど高透磁率を有し渦電流が流れにくい材料で構成されている。板状部１１４ａ及び底部材１１４ｃは、筒状部材１１４ｂの内部に接着剤が侵入しないように、筒状部材１４ｂの開口孔を完全にシールしている。このように構成することにより、渦電流は、接着材と直接接触する筒状部材１１４ｂにおいて流れることとなり、筒状部材１１４ｂの発熱効率を向上させることができる。
【００５０】
リザーブタンク２４は、接着剤溜１２に収納されている接着剤１０の量が少なくなったときに供給する接着材をあらかじめ溶解させた状態で収納しておくためのものである。リザーブタンク２４は鉄製の容器で構成されており、その近傍に２つの第２加熱コイル４０を有している。
【００５１】
第２の加熱コイル４０は、図示しない電流供給装置から高周波電流の供給を受けることができるようになっている。第２の加熱コイル４０に高周波電流が流れると、その周りに磁束が発生する。第２の加熱コイル４０は発生した磁束を収束させるために、図４に示すようなフェライトコア４２を有している。第２の加熱コイル４０は、コイル束４０ａの周りにそれぞれ９０度の角度を持って配置されたコ字型のフェライト４０ｂを４箇所に設けた構造を有している。
【００５２】
第２の加熱コイルによって発生した磁束は、リザーブタンク２４に渦電流を生じさせる。リザーブタンク２４は、内側に渦電流が流れることにより、それ自体が電気抵抗体となり、第２の加熱コイルに流れた電流量に応じて発熱し、収納されている接着材を溶解する。
【００５３】
リザーブタンク２４には、収納されている接着材を攪拌するためのスクリュー２６が設けられている。スクリュー２６は、細長い円筒状の鉄製の部材であってその周囲に渦巻き状に配置された突状部２８を備えており、長手方向軸を中心として回転することによって、周囲に存在する接着材を突状部２８によってかき出して攪拌する。
【００５４】
スクリュー２６は、空洞状に構成されており、その内部に第３の加熱コイル５０を備える。第３の加熱コイルは、図示しない電流供給装置から高周波電流の供給を受けることができるようになっている。第３の加熱コイルに電流が流れると、磁性体で構成されているスクリューに渦電流が生じ、スクリュー２６自体を加熱する。発熱したスクリュー２６の周囲に存在する接着剤は、スクリューの熱を受けて溶解する。
【００５５】
接着剤溜１２とリザーブタンク２４との間には、接着剤供給部１８が設けられている。接着剤供給部１８は、蛇行するように構成された鉄製の筒で構成されており、中間にギアポンプ３４を備える。リザーブタンク２４に収納されている接着剤は、ギアポンプが駆動することにより、接着剤溜に送られるようになっている。
【００５６】
接着剤供給部１８の近傍には、第４の加熱コイル３０を備える。第４の加熱コイル３０は、図示しない電流供給装置から高周波電流の供給を受けることができるようになっている。第４の加熱コイルに電流が流れると、磁性体で構成されている接着剤供給部１８に渦電流が生じ、接着剤供給部１８自体を加熱する。発熱した接着剤供給部に含まれる接着剤は、その熱を受けて溶解する。第４の加熱コイル５０は、発生した磁束を収束させるために、フェライトコア３２を有しており、図４に示すようにコ字型のフェライトコアを４つ備えている
【００５７】
次に、本実施形態にかかる製本装置の製本工程について説明する。図５に本実施形態にかかる製本装置によって行われる製本工程の概要を示す説明図を示す。
【００５８】
まず、図５（ａ）に示すように、製本後に背となるように揃えられた用紙束５４の一側縁を下向きにしてセットする。このとき、ベース部材５２の上に表紙５８をあらかじめセットしておき、その上に用紙束５４を製本したいように確認しながらクランパ５６を締め、用紙束を固定させる。このときベース部材５２は、後述する図６（ａ）のように閉じられた状態となっており、その上部に用紙束５４の一側縁を揃えるようにすればよい。用紙を固定した後、製本装置がスタンバイ状態となって塗布ローラ回転モータが作動し、接着剤溜１２上のローラ１４が矢印８１で示すように回転していることを条件として以下の製本工程がスタートする。
【００５９】
製本工程がスタートすると、図５（ｂ）に示すように、クランパ５６は図示しないクランパＵＰ−ＤＯＷＮモータによって用紙束５４を固定したまま矢印８０で示すように上方へ移動する。次いで、図５（ｃ）に示すように、用紙束５４の下方端とベース部材５２との間に接着剤溜１２が通過できる程度にクランパ５６が上昇すると、接着剤溜１２は、図示しない塗布手段スライドモータにより回転しているローラ１４が用紙束５４の下方端に接触するように、矢印８２に示すように往復移動し、接着剤溜１２内に収納している接着材を塗布する。このとき、接着剤溜１２に近傍に設けられている第１の加熱コイルは移動しないようにすることによって、第１の加熱コイルへの配線処理を容易にすることができる。このように往復運動とすることにより、用紙束下部の接着部と接着剤溜の間の接着剤の糸引きを切断することができる。また，好ましくは、用紙束の厚さ、接着剤の粘度などの条件に応じて塗布ローラと用紙束下端との間隔や塗布ローラの回転方向を調節できるように可変としておくことが好ましい。さらに、塗布ローラと用紙束下端との間隔や塗布ローラの回転方向は、接着剤溜の移動方向に応じて変更することができるようにしてもよい。
【００６０】
図５（ｄ）に示すように、接着剤溜１２が用紙束５４の下方を往復し、元の位置まで戻ると、矢印８３に示すようにクランパ５６は下がりはじめ、用紙束５４を表紙５８に接着する。図５（ｅ）は、次の図６において詳細に説明するように、用紙束５４が表紙８３に接着した後に用紙束５４をベース部材５２の隙間に入れ、左右方向から締めつけてらている状態を示している。
【００６１】
図６は図５（ｅ）工程の概要を示す説明図である。図６（ａ）に示すように、下方端に接着剤が塗布された用紙束５４は、クランパ５６が下がることによって表紙５８に接着する。ベース部材は、図６に示すように２つのＬ字型の部材５２ａ，５２ｂで構成されており、これが互いに噛み合うように重なって配置されている。
【００６２】
用紙束５４が表紙５８に接着すると、ベース部材の２つの部材５２ａ，５２ｂは、図示しないそれぞれのベース部材スライドモータによって、それぞれ矢印８４，８５で示すように、互いに離れるようにスライドして、隙間５９を形成する。隙間５９の幅をどれぐらいにするかについては、クランパ５６によって、用紙束５４の厚みがわかっているため、これを信号として取り出して演算決定してもよいし、はじめは最大限までスライドしておいて、次に説明する図６（ｃ）の状態で、互いに閉じる方向にスライドするようにしてもよい。ただし、隙間５９は用紙束５４の厚みよりも大きい幅であることが必要である。このときに形成される隙間５９は、部材５２ｂによって、底が形成されており、用紙の下端をこれによって規定することができる様になっている。
【００６３】
隙間５９が形成されると、ベース部材５２は上方に移動し、それぞれの部材５２ａ，５２ｂが矢印８４ａ，８４ｂに示すように移動して、隙間５９に用紙束５４を挟むように締めつめる。このように用紙束５４を挟むことによって、接着を完全にすることができるとともに、製本後の厚みを薄くすることができる。なお、このとき表紙５８は、ベース部材５８の隙間に沿って、図のように折り曲げられる。
【００６４】
所定の期間が経過すると用紙束５４と表紙５８は完全に接着がなされるので、クランパ５６は矢印９０に示すように用紙束の固定を開放する。また、ベース部材５２も互いの部材をそれぞれ矢印８７，８８で示すように開くことにより、接着された製本は矢印８９で示されるように落下する。
【００６５】
上記の製本工程を続けていくと、接着剤溜内の接着剤１０が減少し、適正な製本工程が困難になるため、リザーブタンクから接着材の供給を必要とする。本実施形態の製本装置は、このためのセンサを有しており、自動的に接着材を供給する。
【００６６】
図７は本実施形態の製本装置の制御系を示すブロック図である。
【００６７】
ＣＰＵ６０は、すべてのセンサーからの情報を受信し、処理演算することによってすべてのモータなどの駆動のタイミングの制御を行なうものである。ＲＯＭ６１は、ＣＰＵの制御に用いられるプログラムやデータなどを格納する読み出し専用の記憶装置である。ＲＡＭ６２は、ＣＰＵ６０の演算領域として用いられる書き換え可能な記憶装置である。
【００６８】
本製本装置には、図１及び図７に示すように次の熱電対３６〜４８が設けられており、接着材の液量と温度とを後述するように所定期間ごとに検出している。
接着剤溜１２には、第１及び第２の熱電対３６，３８が設けられており、接着剤溜１２内の接着剤量と接着剤の温度を測定する。接着剤供給部１８には、第３の熱電対４４が設けられており、接着剤供給部内の接着材の温度を測定する。リザーブタンク２４には、第４及び第５の熱電対４６，４８が設けられており、リザーブタンク内の接着材の液量と接着剤の温度を測定する。これらの熱電対によって測定された情報はすべて一定期間ごとにＣＰＵ６０に送信される。
【００６９】
製本装置には、図７に示すように、次の停止位置センサ７１〜７５が設けられている。第１の停止位置センサ７１は、図５において説明したように製本工程において移動する接着剤溜１２の位置を検出するためのセンサである。第２の停止位置センサ７２は、クランパの上下方向への移動時にその位置を検出するためのセンサである。第３及び第４の停止位置センサ７３は、図６において説明したように、ベース部材５２ａ，５２ｂのスライド位置を検出するためのセンサである。第５の停止位置センサは、ベース部材５２を上下移動させる場合のその位置を検出するためのセンサである。これらのセンサによって検出された各部材の位置情報は、すべて一定期間ごとにＣＰＵ６０に送信される。
【００７０】
１つの高周波電流供給源５１は、ＣＰＵからの制御を受けて、適正なタイミングで第１〜第４の加熱コイル２０，３０，４０，５０それぞれに高周波電流を供給する。
【００７１】
接着剤の温度を測定する熱電対から受信した情報をもとにＣＰＵ６０は、接着材を１７０℃プラスマイナス５℃の範囲内に保つように、高周波電流供給源を制御し、第１〜第４の加熱コイル２０，３０，４０，５０への電流供給のタイミングを制御する。この温度範囲に制御するのは、１６５℃以下だと、接着材の粘性が高く適正な製本工程が行えないためであり、１８０度を越えると接着剤がこげるおそれがあるためである。
【００７２】
図８は、第１及び第２の熱電対３６，３８の位置関係を示す図である。接着剤溜１２に設けられている２つの熱電対は一方が接着剤中に、一方が接着剤の液面より上方に位置するように設けられている。接着剤が十分に残っている間は、熱電対３６の測定値と第２の熱電対３８の測定値は大きく離れている。製本が進んで、第１の熱電対３６が接着剤の液面よりも上にくると、第１の熱電対３６の測定値が第２の熱電対３８の測定値と近似してくる。そして、あらかじめＲＯＭ６１に記憶されている所定の範囲より小さくなると、ＣＰＵは接着剤１０の残量が少なくなったと判断し、ギアポンプ３４を駆動させ、接着材の供給をおこなう。
【００７３】
図９は、熱電対の代わりに光センサを用いて接着材の液面制御を行う場合の説明図である。この変形例では、光センサ３９ａが接着剤の液面より上になるように設けられており常時赤外線などを放出している。反射部材３９ｂは光センサ３９ａの放出光に対向する位置に設けられており、接着剤の残量が十分の場合は、接着剤の液面下に隠れるように配置され発光された赤外光は接着剤の液面にて乱反射して拡散する。
【００７４】
製本が進み接着材の残量が減少して、図１０に示すように反射部材３９ｂが接着剤の液面より上に現れた場合は、光センサ３９ａからの放出光が反射部材３９ｂに反射して、光センサに入射する。すると、光センサ３９ａは、接着剤残量が残り少ないことを検知し、その信号をＣＰＵ６０に送信する。
【００７５】
次に、ＣＰＵの装置全体の制御のシーケンスを説明する。図１１は、ＣＰＵの処理シーケンスを示す図である。図１１に示すようにＣＰＵは、所定期間ごとに、熱電対から送信される信号をもとに液面検出（ステップ１）と液温検出（ステップ２）を繰り返し行なう。
【００７６】
図１２は液面検出処理のフロー図である。まず所定期間ごとに、液面上の熱電対３８，４８の温度ｔ１を検出し、それがそれぞれ対になる液面上の熱電対３８，４８の温度ｔ２に近似しているかどうかを判断する（ステップ）１１。熱電対３８，４８の温度がそれぞれ対になる接着剤の温度を測定する熱電対３６，４６の温度ｔ２の近似値でない場合は、液残量が十分であるとして、次の液温検出（ステップ２）へ移行する。液面上の熱電対３８，４８の温度がそれぞれ対になる接着材の温度ｔ２の近似値である場合、液残量が不足していると判断し、リザーブタンク２４に接着剤が十分に残っており、接着材を距給できるかどうかについて判断する（ステップ１３）。リザーブタンクが接着材を供給できるときは、接着材を供給するためのギアポンプ３４を駆動させる（ステップ１４）。一方、リザーブタンクが接着材を供給できないときは、警告メッセージを表示し（ステップ１５）、利用者に対し、リザーブタンクへペレット状の接着剤を供給するように促す。
【００７７】
図１３に液温検出処理のフロー図を示す。所定期間ごとに接着剤の温度を測定する熱電対３６，４４，４６の温度ｔ２を測定しそれぞれの熱電対の測定値が１６５℃以上１７５℃以下であるかどうかを測定する（ステップ２１）。すべての熱電対の測定値がこの範囲内にあった場合は、適正な温度であるとして、液面検出処理に移行する。
【００７８】
いずれか１つの熱電対の測定値がこの温度範囲になかった場合は、その熱電対の測定値が１６５℃よりも高いかどうかについて判断する（ステップ２３）。１６５℃よりも低い場合は、接着材の温度が適性値よりも低いと判断して、その熱電対に対応する加熱コイルに供給する高周波電流の値を大きくする（ステップ２４）。一方、１６５℃よりも高い場合は、接着材の温度が適性値よりも高いと判断して、その熱電対に対応する過熱コイルに供給する高周波電流の値を小さくする（ステップ２５）。
【００７９】
図１４に本発明の第２実施形態にかかる製本装置の要部構成図を示す。本製本装置は、ホットメルトタイプの接着剤１０を収納した接着剤溜１２と、補給する接着材を収納するリザーブタンク２４と、リザーブタンクと接着剤溜を接続する接着剤供給部１８とから構成される。接着剤溜１２には、その内部に収納されている接着剤に少なくとも一部が浸かるようにシャフト１６により軸支され、シャフトに連結するモータ６３によってシャフトを中心として回転可能なローラ１４が設けられている。
【００８０】
ローラ１４のシャフト１６の延長線上には、加熱コイル２０が設けられている。第１の加熱コイル２０は、図示しない電流供給装置から高周波電流の供給を受けることができるようになっている。第１の加熱コイル２０に高周波電流が流れると、その周りに磁束が発生する。加熱コイルによって発生した磁束は、ローラ１４に渦電流を生じさせる。ローラ１４は、内側に渦電流が流れることにより、そのローラ自体が電気抵抗体となり、加熱コイルに流れた電流量に応じて発熱する。
【００８１】
接着剤溜の側方近傍には、リザーブタンク２４が設けられている。リザーブタンク２４は、高さが低い扁平形状をしており、底面積が大きくなるように構成されている。リザーブタンクと接着剤溜１２とは、接着剤供給部１８によって連結されている。接着剤供給部は、リザーブタンクの底面と一体的に構成された扁平形状を有しており、その内部に接着材を流すための接着剤溜１２に通じる透孔が設けられている。また、透孔の途中にはギアポンプ３４が設けられており、透孔を通して接着剤溜に接着材を供給することができる。すなわち、接着剤溜内の接着材のが少なくなると、ギアポンプ３４が駆動してリザーブタンク内の接着材を接着剤溜１２に送り込む。
【００８２】
リザーブタンク２４及び接着剤供給部１８等を含むユニットは、それぞれ鉄等の磁性体で構成されている。これらのユニットの下方には、加熱コイル３０が設けられている。この加熱コイル３０は、フェライトコア３２を有し、発生した磁束を収束させることができる。また、加熱コイル３０は、図示しない電流供給装置から高周波電流の供給を受けることができるようになっている。上記ユニットは、扁平に構成されているため、加熱コイル３０に高周波電流が流れると、加熱コイル３０によって発生される高周波磁束によって、上記ユニット全体に渦電流が流れ、そのジュール熱によりユニット全体が発熱するように構成されている。
【００８３】
このように構成することにより、配線処理が必要な加熱コイル２０，３０を固定位置とし、上記ユニット（接着剤溜１２、リザーブタンク２４、接着剤供給部３４のみをスライドさせて操作することが可能となる。よって、装置全体の配線処理を容易にすることができる。
【００８４】
以上説明したように、本製本装置は、ローラの近傍に設けられた加熱用コイルによってローラに渦電流を発生させ、ローラを直接加熱するため、スタンバイまでの期間を短くすることができ、接着剤の温度の制御も電流を調整するのみで容易に行なうことができる。また、加熱コイルと発熱体であるローラとが非接触であるので、製本工程においてローラを移動させる場合に配線処理が容易となる。
【００８５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態にかかる製本装置の要部構成図である。
【図２】  ローラの変形例の構成を示す図である。
【図３】  第１の加熱コイルの構成を示す図である。
【図４】  第２の加熱コイルの構成を示す図である。
【図５】  本実施形態にかかる製本装置によって行われる製本工程の概要を示す説明図である。
【図６】  図５（ｅ）工程の概要を示す説明図である。
【図７】  本実施形態の製本装置の制御系を示すブロック図である。
【図８】  第１及び第２の熱電対３６，３８の位置関係を説明する説明図である。
【図９】  熱電対の代わりに光センサを用いて接着材の液面制御を行う場合の説明図である。
【図１０】  図９において接着剤の残量が少なくなった状態を示す図である。
【図１１】  ＣＰＵの処理シーケンスを示す図である。
【図１２】  液面検出処理のフロー図である。
【図１３】  液温検出処理のフロー図である。
【図１４】  本発明の第２実施形態にかかる製本装置の要部構成図である。
【符号の説明】
１  製本装置
１０  接着剤
１２  接着剤溜
１２ａ  側壁
１４  ローラ
１６  シャフト
１８  接着剤供給部
２０  第１の加熱コイル
２２，３２，４２  フェライトコア
２４  リザーブタンク
２６  スクリュー
２８  突状部
３０  第４の加熱コイル
３４  ギアポンプ
４０  第２の加熱コイル
５０  第３の加熱コイル
５２  ベース部材
５４  用紙束
５６  クランパ
５８  表紙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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