(57)【要約】【課題】中綴じ製本の工程中に丁合内側に突起する針金の形状を定量的に検出することができ、中綴じ製本装置においてジャミングを発生させることがない中綴じ製本針金形状検査装置を提供する。【解決手段】中綴じ製本装置によって丁合を綴じ合わせる針金の形状を検査する中綴じ製本針金形状検査装置は、中綴じ製本装置が備えるステッチャー１２によって折丁に打ち込まれた針金２１を角度の異なる複数の方向から撮影する１つの赤外線カメラ２を有するカメラ部７と、ステッチャー１２によって打ち込まれる以前に針金２１を加熱する針金加熱部５とを設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中綴じ製本装置によって丁合を綴じ合わせる針金の形状を検査する中綴じ製本針金形状検査装置であって、
前記中綴じ製本装置が備えるステッチャーによって折丁に打ち込まれた前記針金を、角度の異なる複数の方向から撮影する１台の赤外線カメラと、前記ステッチャーによって打ち込まれる以前に前記針金を加熱する針金加熱部とを備えることを特徴とする中綴じ製本針金形状検査装置。
【請求項２】
前記折丁の紙面に対する赤外線カメラの設置角度が±４５°以内であることを特徴とする請求項１に記載の中綴じ製本針金形状検査装置。
【請求項３】
前記赤外線カメラは、同一の前記針金を異なる角度から２回撮影することを特徴とする請求項１または２に記載の中綴じ製本針金形状検査装置。
【請求項４】
前記赤外線カメラが筐体の内部に収容され、前記筐体内部に気体を吹き込んでパージするノズルをさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の中綴じ製本針金形状検査装置。
【請求項５】
前記赤外線カメラが撮影した画像に関するデータを画像処理して前記針金の前記折丁を基準にした高さに関する情報を取得する演算部をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の中綴じ製本針金形状検査装置。
【請求項６】
請求項１から５の特徴を備える装置からのデータを用い、不良の判定を行う処理装置と、不良が発生した冊子をライン上で追跡する機能と、それを除去する機能を備えた中綴じ製本針金形状検査装置。
【請求項７】
前記演算部によって取得された前記針金の高さに関する情報に基づいて、前記ステッチャーの異常を検出する異常検出部をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の中綴じ製本針金形状検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中綴じ製本形式の綴本の製本工程において、綴本を綴じる綴針金の形状を検査するための中綴じ製本針金形状検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
製本工程では、製本された状態において綴本を構成する複数ページを１枚の刷紙に面付けして印刷し、これをページ順となるよう折り畳むことで折丁とし、本のページ数に応じて複数の折丁を重ねる丁合が行われる。丁合は、いずれかの方法により一辺が結束され、結束されていない三辺が断裁により整えられる。
折丁の結束には、ボンド、糸及び針金等が用いられる。比較的ページ数の少ない雑誌やカタログ等は、コの字状とした針金によって綴じられる。このような針金は、コの字状の両端が折丁の背側から内側にかけて貫通するよう打ち込まれ、内側へ飛び出した針金先端が互いに向かい合うよう折り曲げ成形される。本明細書では、このような製本の方法を以降「中綴じ製本」と記す。
【０００３】
針金を用いた中綴じ製本は、古くから自動化されている。公知の中綴じ製本装置は、概略本一冊に相当する間隔毎に区切りが設けられたチェーン状の搬送機構を有している。このような搬送機構は、ギャザリングチェーンと呼ばれている。また、中綴じ製本装置は、ギャザリングチェーンに沿うよう上流から下流にかけて折丁を供給するフィーダーを複数備えている。フィーダーには、上流のフィーダーから順に本のページ順となるよう折丁がセットされる。各フィーダーがギャザリングチェーンに設けられている各区分内へ順々と折丁を供給することにより、各区分内では折丁がページ順に重ねられ、丁合される。
【０００４】
フィーダーは、折丁の折目を上側頂点とし、開口部を下側としたハの字の状態で折丁をギャザリングチェーンに供給し、ギャザリングチェーンはハの字の状態を保ったまま折丁を搬送する機構を有している。折丁が重なって丁合されて搬送される下流部分には、ステッチャーと呼ばれる機構が配置されている。ステッチャーは、折丁に針金を打ち込む装置である。打ち込まれる針金は長尺でリール状に巻かれていて、連続的に装置に供給される。これを装置側にて一定長さへ断裁した後、コの字状へ成型している。
前記したように、丁合された折丁は、折部を頂点とするハの字状態でステッチャーへ搬送されてくる。ステッチャーは、折丁の頂点上から真下にコの字状の針金を打込み、ハの字状態の折丁内部へ貫通させて内部へ飛出す二本の針金先端を互いに向かい合うよう折り曲げる。
【０００５】
上記の工程のうち、針金の打ち込みや打ち込み後の成形に失敗し、針金形状不良となることがある。形状不良は、例えばリールからの針金送りに失敗することによって規定より短い、あるいは長い針金がコの字に成形されることによって行われる。また、形状不良は、針金の打込みに失敗したり、打込み後に折丁内部で折り曲げられる際に発生する。折丁内部の針金形状不良は、本の背側の針金形状不良の一因になる。
このような針金形状不良において、特に、折丁内側へ貫通した針金先端の折り曲げに失敗した針金が突起するものや、折丁背側の針金が断裂して突起するものについては検知し、排除する必要がある。
【０００６】
中綴じ製本の工程中に起こる針金の形状不良を検査する公知の方法としては、例えば、特許文献１から特許文献５に記載されたものがある。このような特許文献のうち、特許文献１には、レーザー照射部と受光部から成る光学系を本の背部を左右から挟み込むように配置し、背側に突起する針金形状を検査する方法が記載されている。また、特許文献２には、本の背部を照明を当てながら撮像し、撮像された画像を解析して針金形状を検査することが記載されている。
【０００７】
特許文献１及び特許文献２に記載された方法は、本の背の側に突起した針金を検出することに有効であるが、針金が本の内側に突起する形状不良を検出することができない。
特許文献３には、本の内側に突起した針金の形状不良を検出することができる中綴じ検査装置が記載されている。特許文献３に記載の中綴じ検査装置は、針金が打ち込まれた直後の折丁をハの字に開いた状態で搬送する。そして、搬送中の折丁を内側から照明を当てながらＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラで撮像し、画像を解析する。
【０００８】
特許文献４には、搬送される折丁の内側に突起した針金と接触する位置に可動式の板を設ける中綴じ本の針金曲がり検出装置が記載されている。特許文献５には、磁界強度を検出する２つのセンサを用い、非接触で針金の突起方向の形状を検知することが記載されている。特許文献５に記載の針金良否判別装置は、一定以上の長さの突起を有する針金の異常を検出することができる。また、特許文献５に記載の針金良否判別装置は、針金の断裂によって短い突起が生じた場合、この突起を「針金がない」状態と判別することによって検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３６８１４７８号
【特許文献２】特開２０１２−１６１９９６
【特許文献３】特開２００８−９３８３８
【特許文献４】特許第４７８５０８２号
【特許文献５】特許第５４６３８２５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記した公知技術のうち、特許文献３に記載の中綴じ検査装置は、針金の状態が正常であるか、または異常であるかを検出するものの、針金の突起が何ｍｍであるかといった定量的な判断をすることができない。また、特許文献４に記載の針金曲がり検出装置は、一定の長さを有する針金の突起の異常を検出することは可能であるが、針金の断裂によって生じた短い突起を検出することはできない。さらに、引用文献４に記載の針金曲がり検出装置では、折丁の背の高さを規制するガイドローラに針金が接触すると、針金曲がり検出装置にジャミングを発生させる恐れがある。
【００１１】
さらに、引用文献５に記載の針金良否判別装置は、センサを針金に極接近して配置する必要があり、センサが針金と接触してジャミングの原因となる、あるいはジャミングが発生した際に折丁がセンサに引っかかることで故障する恐れがある。
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、中綴じ製本の工程中に丁合内側に突起する針金の形状を定量的に検出することができ、中綴じ製本装置においてジャミングを発生させることがない中綴じ製本針金形状検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記した課題を解決するため、本発明の中綴じ製本針金形状検査装置の一態様は、中綴じ製本装置によって丁合を綴じ合わせる針金の形状を検査する中綴じ製本針金形状検査装置であって、上記中綴じ製本装置が備えるステッチャーによって折丁に打ち込まれた針金を、角度の異なる複数の方向から撮影する１台の赤外線カメラと、上記ステッチャーによって打ち込まれる以前に上記針金を加熱する針金加熱部とを備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の中綴じ製本針金形状検査装置の一態様によれば、検査に係る部材を針金に接近させないためにジャミングを発生させることがなく、かつ針金形状を定量的に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態の中綴じ製本針金形状検査装置を備えた中綴じ製本装置を示した図である。
【図２】図１に示したＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図１に示したカメラ部の構成を示した図である。
【図４】本発明の一実施形態の中綴じ製本針金形状検査装置が針金を撮影する際の一連の動作を説明するための模式図である。
【図５】本発明の他の実施形態の中綴じ製本針金形状検査装置におけるカメラ部の構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の一実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
また、以下に示す実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【００１６】
図１は、本実施形態の中綴じ製本針金形状検査装置（以下、検査装置と記すことがある。）を備えた中綴じ製本装置１００を示す図である。中綴じ製本装置１００は、折丁を搬送する搬送部を備えている。搬送部は、ギャザリングチェーン１０及び搬送機構１３を有している。中綴じ製本装置１００では、丁合されて重ねられた折丁に針金を打ち込んで綴じるステッチャー１２が搬送経路途中に設けられている。また、中綴じ製本装置１００は、ステッチャー１２によって打ち込まれた針金の形状を検査する検査装置のカメラ部７をステッチャー１２の直後に備えている。また、中綴じ製本装置１００は、カメラ部７によって撮影された画像を処理して針金の形状に関する情報を得る演算部９を有している。以下、このような構成の各々について説明する。
【００１７】
（搬送機構）
搬送機構のギャザリングチェーン１０には、１冊分の折丁ごとに折丁を仕切る羽１１が設けられている。ギャザリングチェーン１０には折丁が並べてセットされており、セットされた折丁が搬送の過程で順次重ね合わされて丁合される。本実施形態の検査装置では、丁合された折丁を、以降「丁合」と記す。なお、ギャザリングチェーン１０に搬送される丁合は、後の図２に示すものとする。
ギャザリングチェーン１０は、図１中の上側の搬送路においては図中に示した矢線Ｂの方向に進み、図１における中綴じ製本装置１００の端部で図示しない回転機構によって下側の搬送路を図中の矢線Ｃの方向に進む。下側の搬送路は中綴じ製本装置１００の支持部１５に設けられた枠部１５１内を通っている。
【００１８】
また、ギャザリングチェーン１０は、下側の搬送路の図示しない右端にある回転機構で再び上側の搬送路に戻される。丁合は、矢線Ｂの方向に進むギャザリングチェーン１０による搬送中、ハの字状に開かれた状態で保持される。そして、ステッチャー１２下の所定の位置まで搬送される。
【００１９】
このとき、搬送機構１３は、ハの字状に開いた丁合が冊子になった場合の背表紙と反対の側（以下、単に「内側」と記す）から丁合を下方から上方に突き上げるように動作する。このため、丁合はステッチャー１２によって綴じられながら上方に搬送される。一方、ギャザリングチェーン１０は、そのまま矢線Ｂの方向に搬送されて回送される。
【００２０】
（ステッチャー）
ステッチャー１２は、針金２１を加熱する針金加熱部５を有している。ステッチャー１２では、針金２１が針金加熱部５によって加熱される。針金２１の加熱温度は、８０℃前後が望ましい。針金加熱部５は、針金２１を適温に加熱したロールに接触させるものであってもよい。また、針金加熱部５としては、小型の誘導加熱装置を用いることもできる。この針金加熱部５を有することによって、冊子の紙面絵柄と針金との分離を容易にすることができる。
ステッチャー１２は、所定の位置において丁合が冊子になったときの背表紙となる側（以下、単に「背側」と記す）から加熱された針金２１を丁合に打ち込む。針金２１が打ち込まれた丁合は綴じ合わされた後に三方裁断されて冊子となる。
【００２１】
（中綴じ製本針金形状検査装置）
本実施形態の検査装置は、図１に示したカメラ部７と針金加熱部５とを有する。図２及び図３は、検査装置のカメラ部７を説明するための図であって、図２は図１中に示したＡ−Ａ線に沿う断面図である。図３は、カメラ部７の構成を説明するための模式図である。
図２に示すように、カメラ部７は、ギャザリングチェーン１０によって搬送されている丁合２０を内側から撮影できる位置に設けられている。図３に示すように、カメラ部７は、赤外線カメラ２と、赤外線カメラ２を収納するカメラ与圧筐体１とを有している。図２、図３中に赤外線カメラ２に入射する光４と赤外線カメラ２の光軸４１を図示する。
【００２２】
カメラ与圧筐体１は、内部の赤外線カメラ２が置かれる環境に異物や粉塵が入ることを防ぐために与圧されている。また、図３に示すように、カメラ与圧筐体１にはエアノズル３が設けられている。エアノズル３には例えば図示しない不活性ガス等のボンベが接続され、エアノズル３を介してカメラ与圧筐体１内に不活性ガスＧ等がパージされる。このようにすることにより、本実施形態の検査装置は、赤外線カメラ２によって撮影された画像に異物が写り込むことを防ぎ、針金２１の形状を正確に検出することができる。
また、本実施形態の検査装置は、針金２１を打ち込む前に加熱しておき、これを、赤外線カメラ２を使って撮影している。このため、本実施形態の検査装置は、熱を発していない異物が画像に写りこんでノイズとなることがなく、針金２１の形状を高い精度で検出することができる。
【００２３】
ここで、本実施形態の検査装置の動作を説明する。
図１に示したように、カメラ部７は、ステッチャー１２が設けられた位置よりもギャザリングチェーン１０の搬送方向において下流に設けられている。ステッチャー１２とカメラ部７との間の距離は比較的短く、このようなステッチャー１２とカメラ部７との位置関係を、本実施形態の検査装置ではカメラ部７がステッチャー１２の直後に設けられているとも記す。カメラ部７の赤外線カメラ２は、ハの字状に開いた状態の丁合２０の内側下に設けられていて、ステッチャー１２において加熱された後に打ち込まれた針金２１を丁合２０の内側から撮影する。
【００２４】
丁合２０は、上側の搬送路を図１に示した矢線Ｂの方向にステッチャー１２に向かって搬送されてくる。搬送路は、例えば、カメラ部７の直前には図示しないセンサが設けられている。センサは、丁合２０がカメラ部７の撮影位置に達することを検出し、カメラ部７に通知する。カメラ部７は、センサの通知によって撮影のタイミングを認識する。また、本実施形態の検査装置は、ステッチャー１２が針金２１を打ち込む機構の動作タイミングを検出し、カメラ部７の撮影タイミングを認識するようにしてもよい。
【００２５】
図４は、検査装置が針金２１を撮影する際の一連の動作を説明するための模式図である。図４に示すように、本実施形態の検査装置は、赤外線カメラ２の光軸４１が針金２１と交わる場合、赤外線カメラ２の光軸４１と丁合の搬送方向（矢印で表示）とが９０°の角度を成すように設置する。赤外線カメラ２は、丁合２０に打ち込まれた針金２１から放射される赤外線を丁合２０の内側から撮影する。
また、本実施形態の検査装置は、上記の方法によって撮影タイミングを認識し、赤外線カメラ２の視野に針金２１の全体が進入した直後のタイミングｔ１と針金２１の一部が退出する直前のタイミングｔ２の２回針金２１を撮影する。このような動作により、本実施形態の検査装置は、１つの赤外線カメラによって１つの針金２１を二方向から撮影し、撮影角度の違う２枚の画像を得ることができる。
【００２６】
（演算部）
本実施形態の検査装置は、撮影角度の異なる二枚の画像をステレオマッチングすることによって針金２１の高さ方向の形状に関する三次元の情報を得ることができる。ここで、針金２１の高さ方向とは、丁合２０の内側の紙面を基準にして針金２１が突起する高さの方向をいう。
画像をステレオマッチングする演算部９は、中綴じ製本装置１００に設けられた専用の演算装置であってもよいし、汎用的なコンピュータであってもよい。演算部９は、カメラ部７から画像のデータを取り込み、ステレオマッチングの処理を行う。
【００２７】
演算部９は、ステレオマッチングの結果、針金２１の突起の高さが予め定められた既定の範囲外である場合、打ち込まれた針金２１の形状が異常であると判定する。そして、針金２１の異常を示す情報を外部に出力する。
また、演算部９は、針金２１の形状が異常であるか否かの判定の結果に基づいて、ステッチャー１２の異常または正常を判定することができる。このような判定は、例えば、針金２１の異常の発生率の上限値を予め設定しておき、針金２１の形状の異常の発生率を上限値と比較することによって可能になる。演算部９は、針金２１の形状の異常の発生率が上限値を上回った場合、ステッチャー１２に異常が生じている可能性があると判断する。そして、判断の結果を外部に出力する。
【００２８】
なお、上記した本実施形態の検査装置は、針金２１の形状異常の判断とステッチャー１２の異常の判断を演算部９が行っている。しかし、本実施形態の検査装置は、このような構成に限定されるものでなく、針金２１の形状の異常の判断とステッチャー１２の異常の判断を別の構成が行ってもよい。針金２１の形状の異常の判断とステッチャー１２の異常の判断を別の構成が行う場合、針金２１の形状の異常に関する記録を一定の期間蓄積しておき、蓄積された記録をさらに上位の制御装置等に送って中綴じ製本装置の異常検出に使用してもよい。
さらに、本実施形態の検査装置は、針金２１が異常であると判定された丁合２０を工程のさらに下流で他の丁合２０から分別して取り除くようにしてもよい。丁合の分別は、中綴じ製本装置１００の図示しない機構によって自動的に行われるものであってもよいし、作業者が手作業によって行うものであってもよい。
【００２９】
上記方法による計測、検査の結果、不良と判定された場合は、該当冊子を除去する必要がある。除去装置を新設する場合は、検査処理時間を考慮し、十分下流位置へ設置する。検査位置と除去装置との間は距離が一定であることからエンコーダー等による搬送距離にて除去対象品の除去装置への到達を予測できるが、途中に光電センサ等を設けて追跡することもできる。あるいは、既存の製本機へ本検査装置を設置する場合、別検査機の不良排出装置が既に取り付けられている場合が多く、これを流用することも可能である。
【００３０】
また、不良の発生状況を監視することで、製本機の異常を検知することも可能である。例えば、連続的に不良が発生する場合は、ステッチャーや針金の送りに問題が生じている可能性がある。あるいは、針金の高さ（曲がり具合）が徐々に高くなってきている場合は、ステッチャーの消耗部品交換が必要な可能性がある。
【００３１】
（他の実施形態）
次に、中綴じ製本針金形状検査装置の他の実施形態について説明する。本実施形態は、カメラ部の構成（設置位置）が異なる以外、上述の実施形態と同様であるので、構成及び動作について重複する説明を省略する。なお、上記実施形態と同じ符号は、同様の機能を有する部材を指す。
図５に示すように、折丁（丁合２０）の紙面に対するカメラ部７（赤外線カメラ）の設置角度は、上述の実施形態におけるカメラ部７の設置位置を基準として±４５°以内であることが好ましい。すなわち、本実施形態では、丁合の搬送方向（矢印で表示）に対して直交する赤外線カメラ（図示せず）の光軸４１を基準として、−４５°以内の光軸４１Ａで赤外線を撮影するようにカメラ部７Ａを設置してもよい。また、光軸４１を基準として、＋４５°以内の光軸４１Ｂで赤外線を撮影するようにカメラ部７Ｂを設置してもよい。そして、赤外線カメラの視野に全体が進入した直後のタイミングの針金２１Ａと、一部が退出する直前のタイミングの針金２１Ｂとの２回にわたって針金２１をそれぞれのカメラ部７Ａ，７Ｂの設置位置から撮影する。このような動作により、本実施形態の検査装置は、１つの赤外線カメラによって１つの針金２１を二方向から撮影し、撮影角度の違う２枚の画像を得ることができる。
【００３２】
上記した本実施形態の検査装置によれば、中綴じ製本装置による製本工程において針金２１の形状を異なる角度で撮影し、得られた画像からインラインで針金２１の突起の高さに係る定量的な情報を得ることができる。このような本実施形態の検査装置は、針金の検査に係る構成を針金や搬送機構に接近して設けることがないので、中綴じ製本装置でジャミングを発生させることがない。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の中綴じ製本針金形状検査装置は、インラインにて定量的に針金形状を検査することが可能となり、生産性や品質の向上に有効である。
【符号の説明】
【００３４】
１  カメラ与圧筐体
２  赤外線カメラ
３  エアノズル
５  針金加熱部
７  カメラ部
９  演算部
１０  ギャザリングチェーン
１１  羽
１２  ステッチャー
１３  搬送機構
１５  支持部
２０  丁合
２１  針金
４１  光軸
１００  中綴じ製本装置
【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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