(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冊子を固定保持するクランプ板と、前記クランプ板で固定保持した冊子の背面を押圧する押圧板と前記押圧板上に位置し前記冊子の背面側端部を両側側面から挾圧するニップ板とを備え、前記押圧板およびニップ板上に位置決めした用紙を、前記押圧板の押圧と前記ニップ板の挾圧とにより前記冊子の背面に接着剤で貼り付け成形してなる製本機において、前記接着剤は前記冊子の背面幅に対応した幅のホットメルト接着剤シートからなり、前記ホットメルト接着剤シートを前記押圧板およびニップ板上に位置決めした用紙の前記押圧板と対向する位置に移送するピックアップ針を設けるとともに、前記押圧板に加熱ヒータを設けてなることを特徴とする製本機。
【請求項２】
幅広のホットメルト接着剤シートを冊子の背面幅に対応した幅ごと間歇に送り出す送りローラと、前記ローラで送り出されたホットメルト接着剤シートを断裁する断裁刃を備えてなることを特徴とする請求項１記載の製本機。
【請求項３】
押圧板は加熱板と冷却板とを有し、前記加熱板と冷却板とを適宜入れ換えてなることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の製本機。
【請求項４】
ピックアップ針はクランプ板の移動と連動してなることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の製本機。
【請求項５】
ピックアップ針は押圧板およびニップ板の上下移動と適宜連動してなることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の製本機。
【請求項６】
ピックアップ針は断裁刃の上下移動と適宜連動してなることを特徴とする請求項２記載の製本機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート状のホットメルト接着剤を用いて製本する製本機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一冊分の冊子を保持固定する移動機構に連結されたクランプ板と、そのクランプ板で固定保持した冊子の背面を押圧する押圧板とその押圧板上に位置しその冊子の背面側端部を両側側面から挾圧するニップ板とを有し、押圧板およびニップ板上に位置決めした表紙などの用紙を、接着剤を用いて押圧板の押圧により冊子の背面に貼り付け、ニップ板の挾圧により貼り付けた用紙を成形するようにした製本機は良く知られている。
【０００３】
このような製本機に用いる接着剤は一般的にホットメルト接着剤が使用されている。製本機におけるこの接着剤の供給は、加熱容器に加熱溶融したホットメルト接着剤を用意しておき、加熱溶融したホットメルト接着剤を、クランプ板に固定保持した冊子の背面にローラにより塗布する方法と、予めホットメルト接着剤を貼り付ける用紙の背面部に塗着しておく方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者の加熱容器に加熱溶融したホットメルト接着剤を用意する方法では、大量に製本できるという長所があるが、ホットメルト接着剤を加熱溶融するための時間と溶融状態を維持するための保温にエネルギーがかかり、また溶融状態にあるホットメルト接着剤の臭気による作業環境の悪化と長時間の加熱維持によりホットメルト接着剤が劣化するという問題があった。また、後者の予めホットメルト接着剤を表紙の背面部に塗着しておく手段では、ホットメルト接着剤を溶融するための加熱エネルギーは少なくて済み、臭いも殆ど発生しない長所があるが、ホットメルト接着剤層が冊子の厚みにかかわらず薄いために製本強度や仕上がりにおいて劣る場合があるという問題があった。
【０００５】
本発明はこれらの問題を解消すべくなされたもので、ホットメルト接着剤の加熱溶融に要するエネルギーや臭気が少なく、かつ故障の発生が少なく強度や仕上がりの良い製本を得ることのできる製本機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る本発明は、冊子を固定保持するクランプ板と、前記クランプ板で固定保持した冊子の背面を押圧する押圧板と前記押圧板上に位置し前記冊子の背面側端部を両側側面から挾圧するニップ板とを備え、前記押圧板およびニップ板上に位置決めした用紙を、前記押圧板の押圧と前記ニップ板の挾圧とにより前記冊子の背面に接着剤で貼り付け成形してなる製本機において、前記接着剤は前記冊子の背面幅に対応した幅のホットメルト接着剤シートからなり、前記ホットメルト接着剤シートを前記押圧板およびニップ板上に位置決めした用紙の前記押圧板と対向する位置に移送するピックアップ針を設けるとともに、前記押圧板に加熱ヒータを設けてなることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る本発明は、請求項１に係る本発明において、幅広のホットメルト接着剤シートを冊子の背面幅に対応した幅ごと間歇に送り出す送りローラと、前記ローラで送り出されたホットメルト接着剤シートを断裁する断裁刃を備えてなることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る本発明は、請求項１又は請求項２記載の本発明において、押圧板は加熱板と冷却板とを有し、前記加熱板と冷却板とを適宜入れ換えてなることを特徴とし、請求項４に係る本発明は、ピックアップ針はクランプ板の移動と連動してなることを特徴とし、請求項５に係る本発明は、ピックアップ針は押圧板およびニップ板の上下移動と適宜連動してなることを特徴とする。
【０００９】
請求項６に係る本発明は、請求項２に係る本発明において、ピックアップ針は断裁刃の上下移動と適宜連動してなることを特徴とする。
【００１０】
本発明では、不織布、紙などの基材の両面にホットメルト接着剤層を適宜の厚みに形成したホットメルト接着剤シートを用い、その接着剤シートを冊子の背面幅に応じた幅に作成し、作成したホットメルト接着剤シートをピックアップ針で突き刺し保持して押圧板およびニップ板上に位置決めした用紙の押圧板と対向する位置に移送するので、接着剤シートが接着剤シート同士や周辺の機械部品に絡まることなく移送することができる。
【００１１】
また、押圧板に加熱ヒータを設けているので押圧板の加熱により用紙上に移送した接着剤シートをその用紙に仮接着されピックアップ針によって持ち上げられることがなく、また、冊子ごとに溶融接着を図るので、ホットメルト接着剤の加熱溶融に要するエネルギーや臭気を大幅に低減することができる。さらに、押圧板として加熱板と冷却板とを用意したすると、加熱板で接着後冷却板に入れ換えることにより、溶融したホットメルト接着剤を速く硬化させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態に係る製本機の全体構成を示す側面図、図２ないし図１３は同製本機の動作説明図である。
【００１３】
図１において、１は製本機本体、２は不織布、紙などの基材の両面にホットメルト接着剤層を形成したホットメルト接着剤シート（以下、接着剤シートという。）、３は接着剤シート供給台、４は接着剤シート送りローラ、５は送りローラ駆動モータ、６は断裁刃（上下駆動機構自体は周知のもので良く図では省略している。）である。
【００１４】
７は先端に接着剤シートを突き刺し保持する針７ａを固定したピックアップアーム、８はクランパユニット、９はクランパユニット８に設置した冊子を固定保持するクランプ板（開閉機構は周知のもので良く図では省略している。）、１０はクランパユニット８を、例えばラックとピニオン機構あるいはチェーンなどを介して移動させるクランパユニット駆動モータ、１１はクランプ板９が冊子を固定保持したときのクランプ板の開き幅を、例えばラックとピニオン機構により冊子の厚みとして検出する冊子厚み検出装置である。ピックアップアーム７は例えばバネを介して上下移動可能にクランパユニット８に固定され、クランパユニット８の移動とともに移動し、通常はバネの反力により上方に位置している。なお、バネに依らずモータにより上下移動させるようにしても良い。
【００１５】
１２は用紙貼り付けユニット、１３は用紙貼り付けユニット１２の昇降用ナット、１４は用紙貼り付けユニット１２の昇降用ねじ、１５は昇降用ねじ１４を駆動し用紙貼り付けユニットを昇降させる用紙貼り付けユニット駆動用モータ、１６は回転自在軸、１７はヒーター内臓の加熱板、１８は冷却フィンを設けた冷却板、１９は第１てこ、２０は第２てこ、２１はてこ駆動モータ、２２はニップ板（開閉機構は周知のもので良く図では省略している。）、２３は給紙機（表紙などの貼り付け用紙を給紙する。）、２４は給紙機送りねじ、２５は給紙機送りねじ駆動モータ、２６は冊子、２７は冊子の背面に貼り付ける用紙（表紙）、である。
【００１６】
回転自在軸１６、加熱板１７、冷却板１８、第１てこ１９、第２てこ２０、てこ駆動モータ２１は用紙貼り付けユニット１２に装着され、これらが装着された用紙貼り付けユニット１２とこの用紙貼り付けユニット１２を昇降用ナット１３、昇降用ねじ１４、駆動用モータ１５とにより用紙貼り付け装置が構成される。用紙貼り付けユニット１２は昇降用ねじ１４に噛合する昇降用ナット１３に保持され、駆動用モータ１５の回転により昇降用ねじ１４を回転し、昇降用ねじ１４に噛合する昇降用ナット１３を昇降し、これにより昇降する。
【００１７】
第２てこ２０はほぼ９０度折れ曲がり、その折れ曲がり角部の外側に係合溝２０ａが形成され、折れ曲がりの中央部が回転自在軸１６に固定され、折れ曲がった一方の端部に加熱板１７が他方の端部に冷却板１８を取り付けている。したがって、回転自在軸１６を９０度正逆に回転することにより加熱板１７と冷却板１８のいずれかを冊子２７の背面を押圧する押圧板となる。
【００１８】
第１てこ１９はてこ駆動モータ２１に連結され、その先端部に係合突起１９ａが設けられ、その係合突起１９ａは第２てこ２０の係合溝２０ａと係合している。したがって、てこ駆動モータ２１を回転すると第１てこ１９が回転し、第１てこ１９の係合突起１９ａと第２てこ２０の係合溝２０ａとの係合により第２てこ２０が回転し、加熱板１７と冷却板１８のいずれかを冊子２７の背面を押圧する押圧板とすることができる。なお、てこを用いる理由はてこ駆動モータ２１の動力を低減し小型軽量化するためであり、回転自在軸１６をモータあるいはハンドルで直接に回転するようにしても良い。
【００１９】
冊子の背面側端部を両側側面から挾圧して冊子の背部を成形するニップ板２２は冊子２６の背面を押圧する押圧板（加熱板１７又は冷却板１８）の上方に位置し、用紙貼り付けユニット１２に装着され、用紙貼り付けユニット１２の昇降とともに昇降する。
【００２０】
送りローラ駆動モータ５は、冊子厚み検出装置１１からの冊子２６の厚み信号によりその冊子２６の厚みに見合う分回転して送りローラ４を駆動し、冊子２６の背幅に応じた幅分（以下、所定幅という。）の接着剤シート２を所定のタイミングで間歇的に送り出す。断裁刃６は送りローラ４で送り出された接着剤シート２を断裁する。この断裁によって冊子２６の背面幅に応じた幅の接着剤シート２が作成される。
【００２１】
クランプ板９が押圧板（加熱板１７又は冷却板１８）に対向する上方位置（この位置を原点とする。）にあるとき、ピックアップアーム７の先端に固定した針７ａは断裁刃６の近傍に位置し、断裁刃６の下降により押し下げられて接着剤シート２を突き刺し、断裁刃６の上昇復帰により元の位置に復帰して断裁した所定幅の接着剤シートを持ち上げる。すなわち、ピックアップアーム７は断裁刃６の移動と連動する。また、クランパユニット８が図示左方向（製本機の前面方向）に移動し、ピックアップアーム７の先端に固定した針７ａが原点に位置するとき、用紙貼り付けユニット１２の上昇により押し下げられ、用紙貼り付けユニット１２の下降により上昇して元の位置に復帰する。すなわち、ピックアップアーム７は用紙貼り付けユニット１２の移動と連動する。
【００２２】
給紙機２３は、給紙機送りねじ２３に螺合した例えばチャックで、給紙機送りねじ駆動モータ２５の回転により給紙機送りねじ２４が回転し給紙機２２に保持させた表紙２７を所定のタイミングでニップ板２２の上方を通過させて引込み、表紙２７の背面部を押圧板（加熱板１７又は冷却板１８）ニップ板２２上、すなわち原点位置に位置決めする。すなわち、表紙２７のサイズに応じて分引き込む。
【００２３】
以上のよう構成された製本機の動作について以下説明する。接着剤シート２をその先端が送りローラ４の位置になるようにセットし、表紙２７を給紙機２３にセットし、用紙貼り付けユニット１２が加熱板１７を押圧板として上昇位置にセットし、クランプ板９が原点位置にセットしているものとする。クランプ板９を手動又は動力で開きその中に冊子２６の背面を加熱板１７に当接して挿入し、クランプ板９を閉じて冊子２６をクランプ板９で固定保持する（図２）。このとき冊子厚み検出装置１１で冊子２６の厚みが検出され、その信号は図示しない制御装置に送られ、送りローラ駆動モータ５の回転量が決定される。
【００２４】
そして、図示しないスタートボタンを押すと、用紙貼り付けユニット１２が下降し、送りローラ４を駆動して冊子２６の厚みに応じた所定幅の接着剤シート２が送り出される（図３）。所定幅の接着剤シート２が送り出されると、断裁刃６が下降駆動し接着剤シート２を切断し、同時にピックアップアーム７が下降し、針７ａが接着剤シート２に食い込む（図４）。その後、断裁刃６は上昇し、所定幅の接着剤シート２を針７ａで持った状態でピックアップアーム７も上昇する（図５）。
【００２５】
そして、クランパユニット８が図示左方向に移動し、これに連動して所定幅の接着剤シート２を針７ａで持った状態でピックアップアーム７も図示左に移動する。この移動は針７ａが原点位置に到達するまで続けられ、その位置に達したときクランパユニット８は停止する。このクランパユニット８の移動の間に給紙機２３は図示右（製本機の奥）方向に移動し、この移動は表紙２７の背面部が原点位置に到達するまで続けられ、原点位置に到達すると停止して表紙２７の背面部を原点位置に位置決めする（図６）。
【００２６】
つづいて、用紙貼り付けユニット１２が上昇し、この上昇に連動して所定幅の接着剤シート２を針７ａで持ったピックアップアーム７を下降し、接着剤シート２は表紙２７を挾んだ状態で加熱板１７が押し当てられて表紙２７に軽く接着する（図７）。すなわちこの位置ではピックアップアーム７は用紙貼り付けユニット１２の移動と連動し、その方向は用紙貼り付けユニット１２と逆方向となっている。用紙貼り付けユニット１２が下降し、これと連動してピックアップアーム７が上昇する。このとき着剤シート２は表紙２７に加熱板１７の加熱により軽く接着されているので、用紙貼り付けユニット１２が下降し、ピックアップアーム７が上昇しても表紙２７から離脱することはない（図８）。そして、クランパユニット８が図示右方向に移動して原点位置に復帰する。このときピックアップ針７ａも断裁刃６の近傍に位置に復帰する。
【００２７】
着剤シート２が表紙２７に仮接着している状態で用紙貼り付けユニット１２が上昇し（図９）、加熱板１７を表紙２７と冊子２６の背面に押し当て、加熱板１７を押し当てた状態でニップ板２２を駆動して、表紙２７を挾んで冊子２６の背面側端部を両側側面から挾圧し、背部を仮に成形すると同時に冊子２６の背面の横糊の出過ぎるのを防ぐ。ついで挾圧を解除し用紙貼り付けユニット１２を下降させる。
【００２８】
ここで、てこ駆動モータ２１を例えば時計方向に９０度回転し、第１てこ１９を時計方向に９０度回転させ、第２てこ２０を反時計方向に９０度回転させ、押圧板を加熱板１７から冷却板１８へ入れ換える。そして、用紙貼り付けユニット１２を再度上昇させ冷  板１８を表紙２  を稲て冊航２の・ど  ｑて、誄（迢×冷却板１８を押し当てた状態でニップ板２２を駆動して、表紙２７を挾んで冊子２６の背面側端部を両側側面から挾圧し、適宜（溶融状態にある接着剤がほぼ硬化するまで）その状態を維持して背部の冷却・成形を行なう。その後、挾圧を解除し用紙貼り付けユニット１２を下降させる（図１０）。
【００２９】
そして、背面部に表紙２７を貼り付け成形した冊子２６をクランプ板９に固定保持した状態でクランパユニット８が図示左（製本機の前面）方向に移動し（図１１）、クランプ板９を開き、背面部に表紙２７を貼り付け成形した冊子２６を製本機から取り出す（図１２）。その後、図示しないリセットボタンを押すと、スタート時の状態に戻る（図１３）。すなわち、クランプ板９は原点位置に戻り、用紙貼り付けユニット１２は冷却板１８から加熱板１７に入れ換えて上昇位置にセットされる。以下、表紙貼り付けごとにこの動作が繰り返される。
【００３０】
以上の製本動作は、ホットメルト接着剤の厚みや種類などの設定（手動による設定可能）により予めホットメルト接着剤融解時間、浸透時間、ホットメルト接着剤押し付け時間などを算出するプログラムが収納され、そのプログラムを実行して指令信号を出力する制御ＣＰＵを備えた制御装置により制御されるものである。なお、加熱板１７に入れ換えるのは冊子の背面を予熱し接着しやすくするためである。また冷却板と入れ換えるのは特に冊子が厚く接着剤シートの厚みが厚い場合の背部の冷却・成形を早めるためで、冷却・成形時、加熱板１７のヒータの電源を切るようにしても良い。この場合冷却板と入れ換えるための用紙貼り付けユニット１２の動作を省略することができる。また、針７ａの上下移動にピックアップアーム７の弾性を利用することも可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、製本する冊子の厚み幅に応じた幅と厚みのホットメルト接着剤シートを用いることができるので、接着剤層の均質化が得られ余剰の接着剤によるはみだしがなく、かつ冊子の厚みにかかわらず良質の製本を得ることができる。また、加熱溶融状態にあるホットメルト接着剤も少なく、かつ時間的にも短く加熱溶融によるホットメルト接着剤の臭気による作業環境が大幅に改善され、狭いスペースに簡単に製本機を設置することができる。
【００３２】
さらに、ホットメルト接着剤をピックアップ針で移送するので、紙質に応じた種々のホットメルト接着剤シートに対しても確実に移送できホットメルト接着剤の絡まりなどによる故障の発生の少ない高信頼性の製本機が得られ、また、ホットメルト接着剤を冊子の厚みに応じた適量を供給し、その量分について用紙貼り付けユニットの押圧板の加熱によりその都度溶融接着を図るので、加熱溶融するホットメルト接着剤の量も少なく加熱温度の立ち上げ時間を短くすることができるとともに、ヒーターの容量も小さくてすみ、予め溶融状態の接着剤を用意するものに比し格段の省エネルギーを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る製本機の全体構成を示す側面図である。
【図２】図１に示す製本機の動作説明図である。
【図３】図１に示す製本機の動作説明図である。
【図４】図１に示す製本機の動作説明図である。
【図５】図１に示す製本機の動作説明図である。
【図６】図１に示す製本機の動作説明図である。
【図７】図１に示す製本機の動作説明図である。
【図８】図１に示す製本機の動作説明図である。
【図９】図１に示す製本機の動作説明図である。
【図１０】図１に示す製本機の動作説明図である。
【図１１】図１に示す製本機の動作説明図である。
【図１２】図１に示す製本機の動作説明図である。
【図１３】図１に示す製本機の動作説明図である。
【符号の説明】
１    製本機本体
２    ホットメルト接着剤シート
３    接着剤シート供給台
４    接着剤シート送りローラ
５    送りローラ駆動モータ
６    断裁刃
７    ピックアップアーム
７ａ  針
８    クランパユニット
９    クランプ板
１０    クランパユニット駆動モータ
１１    冊子厚み検出装置
１２    用紙貼り付けユニット
１３    用紙貼り付けユニットリフト用ナット
１４    用紙貼り付けユニットリフト用ねじ
１５    用紙貼り付けユニット駆動用モータ
１６    回転自在軸
１７    加熱板（押圧板）
１８    冷却板（押圧板）
１９    第１てこ
２０    第２てこ
２１    てこ駆動モータ
２２    ニップ板
２３    給紙機
２４    給紙機送りねじ
２５    給紙機送りねじ駆動モータ
２６    冊子
２７    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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