(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の折り丁を積み重ねて丁合した刷本の背部をミシン綴じする製本機のミシン綴じ装置であって、
刷本の搬送方向に延在する断面ハ字状の上端空隙を設けた板状体からなり、刷本の搬送方向に長く形成された長穴を、少なくとも一方側の前記板状体に設けた刷本搭載部と、
前記ミシン綴じ装置への刷本の搬入を検出する刷本検出部と、
前記刷本搭載部への刷本の搬入側に設けられ、前記刷本搭載部の前記上端空隙を上下移動する縫い針を有するミシンユニット部と、
刷本の搬送方向に沿って往復移動可能に設けられ、前記刷本搭載部に搭載された刷本の平部を前記刷本搭載部の前記長穴を介して表裏側から挟持するためのクランプ部と、
前記ミシンユニット部より刷本の搬出側に配置され、前記刷本搭載部の前記上端空隙の上下側から刷本の背部を挟持する一対の回転ローラを有する刷本搬送部と、
前記刷本搬送部の前記回転ローラ及び前記クランプ部の駆動部とを備え、
前記刷本検出部による刷本の検出結果に基づいて前記クランプ部を駆動して刷本を挟持し、前記ミシンユニット部を駆動して刷本をミシン綴じするとともに、前記ミシンユニット部の動作に連動させて、前記クランプ部を間欠移動させるとともに前記刷本搬送部を間欠回転駆動させることを特徴とする製本機のミシン綴じ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の製本機のミシン綴じ装置において、
前記駆動部は、一方向クラッチを介して前記クランプ部と連結し、移動後の前記クランプ部を初期位置に戻すシリンダを備えることを特徴とする製本機のミシン綴じ装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の製本機のミシン綴じ装置において、
前記刷本搭載部の前記クランプ部が設けられた側と反対側に、前記刷本の平部を上方から押さえる押さえローラを設けたことを特徴とする製本機のミシン綴じ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数枚の折り丁を積み重ねて丁合した刷本の背部をミシン綴じする製本機のミシン綴じ装置に関し、特に、刷本の折り丁間の位置ずれの防止に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複数枚の折り丁を積み重ねて丁合した刷本の背部を綴じ合わせる方法として、針金綴じ（中綴じ）と、糸を用いたミシン綴じとが知られている。
前者は製造能率等の面で優れているが、針金が刷本から露出しているので安全性の点で十分な配慮が必要であり、また、刷本回収時に不燃材料である針金を分別する必要がある等の欠点がある。
一方、後者は、前者のような欠点がなく、手帳やノート類を糸綴じする場合等に用いられている。また、幼児本のような安全性を十分に確保する必要がある刷本に対しては、針金綴じよりもミシン綴じの方が望ましいといえる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述の従来の刷本のミシン綴じでは、丁合された刷本を一部ずつ手作業で行っているので、ミシン綴じに要する時間が長くなり、例えば週刊誌や月刊誌のように膨大な発行部数のあるものには、短期間で大量に製本することができないために用いることができないという問題があった。
ここで、丁合した刷本のミシン綴じを自動で行う場合は、例えばミシンの縫い針を刷本の背部の上側又は下側から上下駆動させるとともに、刷本の背部を回転ローラ等で挟持し、ミシンの縫い針の動きに連動させて回転ローラを間欠回転駆動させること等が考えられる。
【０００４】
しかし、刷本を回転ローラで挟持した状態で間欠回転駆動すると、折り丁間でずれが生じる場合があるという問題がある。特に、折り丁間に別丁の貼込みがある場合のように刷本のバランスがくずれているとき、折り丁の紙種や紙質等の相違、又は回転ローラを間欠駆動するときの加速度等が要因となって、上記ずれが生じ得る。
なお、回転ローラの間欠駆動時の加速度を小さくして上記ずれを防止することが考えられるが、ミシン綴じに要する時間が長くなってしまう。
【０００５】
そして、折り丁間でずれが生じた場合には、刷本の見開きページ（左右両ページ）で１つの絵柄を構成しているときに、左右両側の絵柄が刷本ののど部でずれてしまい、刷本の品質が低下するという問題がある。
したがって、本発明が解決しようとする課題は、刷本の折り丁間のずれを防止しつつ刷本の背部を自動でミシン綴じすることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、請求項１の発明は、複数枚の折り丁を積み重ねて丁合した刷本の背部をミシン綴じする製本機のミシン綴じ装置であって、刷本の搬送方向に延在する断面ハ字状の上端空隙を設けた板状体からなり、刷本の搬送方向に長く形成された長穴を、少なくとも一方側の前記板状体に設けた刷本搭載部と、前記ミシン綴じ装置への刷本の搬入を検出する刷本検出部と、前記刷本搭載部への刷本の搬入側に設けられ、前記刷本搭載部の前記上端空隙を上下移動する縫い針を有するミシンユニット部と、刷本の搬送方向に沿って往復移動可能に設けられ、前記刷本搭載部に搭載された刷本の平部を前記刷本搭載部の前記長穴を介して表裏側から挟持するためのクランプ部と、前記ミシンユニット部より刷本の搬出側に配置され、前記刷本搭載部の前記上端空隙の上下側から刷本の背部を挟持する一対の回転ローラを有する刷本搬送部と、前記刷本搬送部の前記回転ローラ及び前記クランプ部の駆動部とを備え、前記刷本検出部による刷本の検出結果に基づいて前記クランプ部を駆動して刷本を挟持し、前記ミシンユニット部を駆動して刷本をミシン綴じするとともに、前記ミシンユニット部の動作に連動させて、前記クランプ部を間欠移動させるとともに前記刷本搬送部を間欠回転駆動させることを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の製本機のミシン綴じ装置において、前記駆動部は、一方向クラッチを介して前記クランプ部と連結し、移動後の前記クランプ部を初期位置に戻すシリンダを備えることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の製本機のミシン綴じ装置において、前記刷本搭載部の前記クランプ部が設けられた側と反対側に、前記刷本の平部を上方から押さえる押さえローラを設けたことを特徴とする。
【０００８】
【作用】
本発明においては、前工程から刷本が搬入されると、クランプ部が刷本の平部を挟持する。そして、ミシンユニット部が駆動され、縫い針が刷本を刺している間は刷本を停止させておき、縫い針が退避している間に１ピッチ分だけクランプ部を間欠移動させ、刷本を移動させる。この動作を繰り返して刷本の背部をミシン綴じする。また、刷本が刷本搬送部に挟持された後は、クランプ部の挟持を解除する。
したがって、刷本の平部をクランプ部で挟持した状態で刷本を間欠移動させてミシン綴じを行うので、刷本の折り丁間でずれが生じることはない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面等を参照して、本発明の一実施形態について説明する。図１は、本発明を適用した製本機の一実施形態を示す概略側面図である。最初に、製本機全体の概略構成を説明する。
図１において、製本機１は、複数枚の折り丁を積み重ねて丁合した刷本Ｂが丁合工程２からミシン綴じ装置１０に搬入され、ミシン綴じ装置１０で刷本Ｂの背部をミシン綴じした後、後処理工程３に搬出されるように構成されている。
【００１０】
印刷工程より入荷した刷本は、丁合工程２に搬入される。
丁合工程２では、その折り丁ごとに積み重ねられたボックス２ａの下部より折り丁を１枚ずつサッカー（図示せず）により吸着してロータリー式又はスイング式のグリッパ（図示せず）で挟持する。そして、その下側には、回転ローラ２ｂにより駆動される丁合送りチェーン２ｃが設けられており、この丁合送りチェーン２ｃに折り丁を落とす。これを連続して行い、刷本Ｂの丁合作業をする。
【００１１】
丁合された刷本Ｂは、その背部が回転ローラ２ｂ及び搬出ローラ２ｄにより挟持され、次工程であるミシン綴じ装置１０側に搬入される。
ミシン綴じ装置１０は、丁合された刷本Ｂの背部をミシン綴じする。このミシン綴じは、中綴じの針金の代わりに糸で刷本Ｂの天地を連続して綴じるものである。
ミシン綴じ装置１０から搬出された刷本Ｂは、次工程である後処理工程３に送られる。後処理工程３では、丁合工程２と同様に回転ローラ３ａにより駆動される送りチェーン３ｂが設けられおり、刷本Ｂは、回転ローラ３ａ及び搬入ローラ３ｃから送りチェーン３ｂに送られ、糸切り処理等される。
【００１２】
次に、製本機１のミシン綴じ装置１０について説明する。図２は、図１のミシン綴じ装置１０を詳細に示す側面図であり、図３は、ミシン綴じ装置１０を示す正面図である。
ミシン綴じ装置１０において、刷本搭載部２０は、刷本の搬送方向に延在する断面ハ字状の板状体からなり、上端空隙２１を有している。また、刷本搭載部２０の一方側（クランプ部４０が設けられた側）の面には、長穴（小判穴）２２が形成されている。長穴２２は、刷本の搬送方向に長く形成されたものである。
【００１３】
刷本検出部１１は、丁合工程２の回転ローラ２ｂ及び搬出ローラ２ｄにより挟持された刷本の先端部を光学的に検知するセンサであり、刷本搭載部２０への刷本の搬入を検出するためのものである。
ミシンユニット部３０は、刷本の背部をミシン綴じするものであり、刷本搭載部２０の刷本の搬入側に設けられ、刷本搭載部２０の上端空隙２１を上下移動する縫い針３１を備えている。
また、このミシンユニット部３０の手前側には、刷本をミシンユニット部３０に案内するためのガイドローラ１５が設けられている。
【００１４】
クランプ部４０は、刷本搭載部２０の長穴２２側（図３中、右側）に設けられている。クランプ部４０は、刷本の搬送方向に延在する座４７上に直動ベアリング４６を介して支持されており、刷本の搬送方向に沿って往復移動可能となっている。
クランプ部４０は、回動部４１ａに回動可能に取り付けられた腕４１と、腕４１の先端部に取り付けられたシリンダ４２と、そのシリンダ４２の先端に取り付けられたゴム等からなるクランパ４３を備えている。
【００１５】
さらに、刷本搭載部２０の内側には、クランパ４３と刷本搭載部２０の長穴２２を介して対向配置されたクランパ４４が設けられている。クランパ４４は、クランプ部４０の下側から刷本搭載部２０の内側に延びる支持体４５に固定されている。なお、支持体４５の底面側には、上述の直動ベアリング４６が結合されている。
シリンダ４２の駆動により、クランパ４３は、クランパ４４に対して接近・離反するように移動され、クランパ４３と４４とにより刷本搭載部２０に搭載された刷本の平部を刷本搭載部２０の長穴２２を介して挟持する。
【００１６】
さらに、クランプ部４０の下側には、クランプ部４０の移動方向と同一方向に移動自在なガイド等によって支持されたシリンダ１３が設けられている。このシリンダ１３は、移動後のクランプ部４０を初期位置に戻すためのものである。さらにこのシリンダ１３の上部には、クランプ部４０との当接時に衝撃緩衝するためのアブゾーバ１４が取り付けられている。
また、押さえローラ１２は、刷本搭載部２０上であってクランプ部４０が設けられた側と反対側において腕１２ａに回転自在に設けられ、刷本搭載部２０上に搭載された刷本の平部を上方から押さえるものである。すなわち、押さえローラ１２と刷本搭載部２０の上面との間には、刷本の厚み分程度のギャップが設けられている。
【００１７】
刷本搬送部５０は、ミシンユニット部３０より刷本の搬出側に配置され、一対の回転ローラ５１と５２とから構成されている。刷本搭載部２０の上側に配置された回転ローラ５１は、断面凹状に形成され、下側の回転ローラ５２は、断面凸状に形成されている。回転ローラ５１と５２との間には、刷本の厚み分程度のギャップが設けられている。そして、これらの回転ローラ５１及び５２は、刷本搭載部２０の上端空隙２１を介して上下側から刷本の背部を挟持した状態で回転駆動されることにより刷本を搬送する。
【００１８】
駆動部６０は、ミシンユニット部３０の動作に連動して、電磁式の一方向クラッチ６５を介してクランプ部４０を刷本の搬送方向に間欠移動させるとともに、刷本搬送部５０の回転ローラ５１及び５２を間欠回転駆動させるものである。
駆動部６０のモータ６１は、駆動部６０の駆動源であり、その軸にはプーリ６２ａが固定されている。また、シャフト６３ａの一端側には上述の刷本搬送部５０の回転ローラ５１が固定されるとともに、他端側にはプーリ６２ｂが固定されている。そして、プーリ６２ａと６２ｂとには、両者が連動するように無端ベルト６４ａが掛けられている。また、シャフト６３ａの中間位置にはプーリ６２ｃが固定されている。
【００１９】
さらにまた、クラッチ６５の両端にはそれぞれ別体のシャフト６３ｂ及び６３ｃが連結されており、クラッチ６５のオンにより、シャフト６３ｂ側の動力をシャフト６３ｃ側に伝達するように構成されている。また、シャフト６３ｂの端部にはプーリ６２ｄが固定され、このプーリ６２ｄとプーリ６２ｃとには、両者が連動するように無端ベルト６４ｂが掛けられている。
クラッチ６５の他端側に連結されたシャフト６３ｃは、軸受け６６により回転自在に支持されており、その先端部にはギヤ６７ａが固定されている。一方、クランプ部４０の腕４５の底面にはラック６７ｂが取り付けられており、このラック６７ｂとギヤ６７ａとがかみ合っている。
【００２０】
以上の構成からなるミシン綴じ装置１０においては、刷本は、丁合工程２の回転ローラ２ｂ及び搬出ローラ２ｄによりミシン綴じ装置１０側に送られてくると、刷本搭載部２０上に搭載されるとともにガイドローラ１５上を通過してミシンユニット部３０側に送られる。また、刷本検出部１１は、刷本の先端部を検知する。
【００２１】
そして、刷本の検知時からの経過時間と搬送速度とにより算出される刷本の搬送距離に基づき、刷本の綴じ位置、すなわち刷本の天側の最初に縫い針３１を通す位置が縫い針３１上にきたときに、クランプ部４０のシリンダ４２を駆動して、クランパ４３と４４とで刷本を挟持する。また、これと略同時に縫い針３１を駆動し、ミシン綴じを開始するように制御する。なお、刷本は、上述の位置まで搬送されたときに、丁合工程２の搬出ローラ２ｄから離れるように位置調整されている。
【００２２】
刷本がクランプ部４０により挟持される位置まで到達すると、クランプ部４０によりクランプされる側と反対側の平部は、押さえローラ１２により押さえられ、平部のばたつきが防止される。
また、ミシン綴じが開始されると、駆動部６０のモータ６１を間欠回転駆動する。モータ６１の回転は、プーリ６２ａ、無端ベルト６４ａ及びプーリ６２ｂを介してシャフト６３ａに伝達され、回転ローラ５１が回転される。また、シャフト６３ａの回転により、プーリ６２ｃ、無端ベルト６４ｂ及びプーリ６２ｄを介してシャフト６３ｂが回転される。
【００２３】
ここで、ミシン綴じ時にはクラッチ６５がオンになっており、シャフト６３ｂの回転はシャフト６３ｃに伝達される。したがって、ギヤ６７ａが回転駆動され、このギヤ６７ａとかみ合っているラック６７ｂを介してクランプ部４０が直動ベアリング４６に沿って間欠移動する。この間欠移動により、クランプ部４０に挟持された刷本が間欠移動する。よって、縫い針３１を上下駆動させるとともに、縫い針３１が下がっている間に１ピッチ分だけ刷本（クランプ部４０）を移動させ、縫い針３１が刷本を刺しているときは刷本（クランプ部４０）を停止させておけば、刷本の背部を天側から地側に向かってミシン綴じすることができる。
【００２４】
また、刷本が間欠移動され続けると、刷本の天側が刷本搬送部５０の回転ローラ５１に到達する。回転ローラ５１は、モータ６１の駆動により間欠回転駆動されているので、刷本が回転ローラ５１と５２とにより挟持されると、これらによって間欠移動されるようになる。
【００２５】
また、刷本が回転ローラ５１及び５２に挟持された後は、シリンダ４２を駆動して、クランプ部４０による刷本の挟持を解除するように制御する。ここで、刷本検出部１１による刷本の検知後に、刷本が回転ローラ５１及び５２に挟持されるまでの時間は、刷本の搬送速度から算出することができるので、これに基づいてクランプ部４０のシリンダ４２の駆動を制御すれば良い。
なお、クランプ部４０の挟持を解除しても、刷本は、回転ローラ５１及び５２によって挟持されて搬送されるので何ら問題はない。また、刷本の背部を１、２回縫えば、刷本の折り丁間のずれは生じることがないので、ミシン綴じの途中でクランプ部４０の挟持を解除しても何ら問題はない。
【００２６】
クランプ部４０の解除後は、クラッチ６５をオフにする。これにより、クランプ部４０は、モータ６１の駆動に連動しなくなる。続いて、シリンダ１３を駆動し、図２中、右方向に移動させる。これにより、シリンダ１３上に設けられたアブゾーバ１４がクランプ部４０と当接し、クランプ部４０を初期位置まで押し戻す。その後、シリンダ１３は、クランプ部４０から離反して初期位置に戻る。
なお、クランプ部４０は、クラッチ６５をオフにした後も間欠移動していた時の慣性力により移動するが、アブゾーバ１４と当接するので大きな衝撃を受けることはない。
【００２７】
ミシンユニット部４０による刷本のミシン綴じが終了した後も、刷本は、回転ローラ５１と５２とにより挟持され、ミシン綴じ装置１０から後処理工程３側に搬出される。そして、刷本は、後処理工程３の回転ローラ３ａ及び搬入ローラ３ｃにより挟持され、送りチェーン３ｂにより搬送される。
以上の動作を繰り返すことにより、丁合工程２から順次ミシン綴じ装置１０側に搬入される刷本の背部をミシン綴じすることができる。
【００２８】
そして、本発明では、刷本の平部をクランプ部４０で挟持した状態で間欠移動するので、たとえ間欠移動速度が速くても、折り丁間でずれが生じることがなくなる。これにより、短期間の製本が可能になる。また、折り丁間のずれを防止することで、刷本の見開きページにおいて左右両側の絵柄等がのど部でずれることをなくし、刷本の品質を向上させることができる。
【００２９】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、例えば以下のような種々の変形が可能である。
（１）クランプ部４０は、刷本搭載部２０の一方側に設けるとともに他方側には押さえローラ１２を設けたが、押さえローラ１２を設けないで両側にクランプ部４０を設けても良い。
【００３０】
（２）刷本搬送部５０による刷本の挟持後には、クランプ部４０による刷本の挟持を解除したが、これに限らずミシン綴じが終了するまでクランプ部４０により刷本を挟持しても良い。ただし、本実施形態のように速い段階でクランプ部４０の刷本の挟持を解除して初期位置に戻るようにすれば、刷本の搬送速度を速めても対応できるようになる。
（３）クランプ部４０のクランパ４３や４４の形状としては、断面円形状が一般的であるが、四角形状等、いかなる形状であっても良い。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、刷本の平部をクランプ部で挟持した状態で刷本を間欠移動してミシン綴じを行うので、折り丁間でずれが生じることがなくなる。これにより、短期間の製本が可能になり、また、折り丁間のずれを防止することで、刷本の見開きページにおいて、左右両側の絵柄等がのど部でずれることをなくし、刷本の品質向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した製本機の一実施形態を示す概略側面図である。
【図２】図１のミシン綴じ装置を詳細に示す側面図である。
【図３】ミシン綴じ装置を示す正面図である。
【符号の説明】
１  製本機
２  丁合工程
３  後処理工程
１０  ミシン綴じ装置
１１  刷本検出部
１２  押さえローラ
１３  シリンダ
１４  アブゾーバ
１５  ガイドローラ
２０  刷本搭載部
２１  上端空隙
２２  長穴
３０  ミシンユニット部
３１  縫い針
４０  クランプ部
４１  腕
４１ａ  回動部
４２  シリンダ
４３  クランパ
４４  クランパ
４５  支持体
４６  直動ベアリング
４７  座
５０  刷本搬送部
５１  回転ローラ
５２  回転ローラ
６０  駆動部
６１  モータ
６２ａ〜６２ｄ  プーリ
６３ａ〜６３ｃ  シャフト
６４ａ、６４ｂ  無端ベルト
６５  （一方向）クラッチ
６６  軸受け
６７ａ  ギヤ
６７ｂ  ラック
Ｂ  刷本
【図１】
0004015736.tif 000002
【図２】
0004015736.tif 000003
【図３】
0004015736.tif 000004