(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一冊分の用紙束を集積する用紙集積部と、集積した用紙束の中央部を綴じる綴じ部と、綴じ後の用紙束を搬出する搬出部と、前記用紙集積部で集積した用紙束を前記綴じ部を経過して前記搬出部へ搬送する搬送手段とを有し、前記集積部で用紙を集積している間、前記搬送手段の作動を停止してなる間歇作動の中綴じ機に連接し、前記中綴じ機で綴じた綴じ後の用紙束の所定の位置を断裁する断裁機の断裁作動を制御する断裁機の制御装置であって、前記搬送手段の作動開始から作動中の経過時間を検出する経過時間検出器と、前記断裁機の断裁刃の移動位置を検出する断裁刃位置検出器と、前記搬送機の作動開始から停止までの作動時間と停止から次の作動開始までの停止時間の和に対する前記作動時間の割合と前記経過時間検出器が検出した時間を乗算する比率計算手段と、前記比率計算手段で求めた時間に対応する前記断裁機の断裁刃の位置を求める目標位置設定手段と、前記目標位置設定手段で設定した目標位置と前記断裁刃位置検出器で検出した断裁刃の位置とのずれ量を計算するずれ量計算手段と、前記ずれ量計算手段で求めたずれ量分に応じて前記断裁機の作動速度を調整する速度調整手段を備えてなることを特徴とする中綴じ機に連接した用紙断裁機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中綴じ機に連接した用紙断裁機の制御装置、詳しくは間歇に作動する中綴じ機と連続に断裁作動する用紙断裁機との同期作動に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
平用紙を一冊分集積する丁合機と、集積した用紙束の中央部を針金で綴じる中綴じ機と、綴じた用紙束の中央部を折り曲げる折り機と、折り曲げた用紙束の小口や天地の側端部の所定位置を断裁する断裁機とを一連に配列した製本システムは周知である。この製本システムで得た製本物は、綴じた用紙束を折り曲げるために、用紙束の厚みに応じて折り曲げ部が膨らみ、体裁が悪くまた取り扱いにくいという問題がある。
【０００３】
この問題を解消するために、丁合機から一冊分を構成する平用紙を、その枚数などに応じて複数枚ごとに分け、分けた枚数ごとに２つに折り曲げ、２つに折り曲げたあと一冊分集積し、その集積した用紙束の折り曲げ位置を綴じ、そのあと用紙束の小口や天地の側端部の所定位置を切り揃えるようにした製本システムが開発された（公知ではない。）。この製本システムによれば、折り曲げ部の膨らみが解消され、体裁が良くまた取り扱いやすい製本物が得られる。
【０００４】
図５は、このような製本システムの構成の概略を示すもので、図５において、１は給紙部、２は用紙位置決め部、３は用紙折り曲げ部、４は用紙集積部、５は用紙綴じ部、６は用紙搬出部、７は断裁部、８は搬送チェーン、９は搬送爪、Ｐは用紙である。給紙部１には丁合機あるいは印刷機などの給紙機が配置され、その給紙機から搬出された頁順の１枚ごとあるいは頁順に複数枚重ねた用紙Ｐが用紙位置決め部２に送られ、用紙位置決め部２で用紙Ｐの中心部を後段の搬送経路の中心線に合わせて用紙折り曲げ部３に搬出する。
【０００５】
用紙折り曲げ部３は、用紙搬入側に、搬送経路の中心線上に上下一対の筋入れローラ３ａおよび３ｂと、その両側に搬送プーリ３ｃが配置され、搬出側に横方向に圧接する１対のプレスローラ３ｄが配置され、搬送プーリ３ｃとプレスローラ３ｄに丸ベルト３ｅが掛けわたされ、筋入れローラ３ａおよび３ｂとプレスローラ３ｄとの間にガイドローラ３ｆが配列されている。用紙折り曲げ部３に搬入した用紙Ｐはその中央部が筋入れローラ３ａと３ｂに挟まれ、搬送に伴って折筋が入れられる。折筋が入れられた用紙Ｐはその折筋にガイドローラ３ｆが当接し、上部方向に少し突き上げられる。このとき折筋の両側に位置する用紙部は丸ベルト３ｅの内側に位置し、その状態でプレスローラ３ｄ間に挿入されて用紙Ｐは２つ折りにされ、２つ折りされた用紙Ｐは、用紙集積部４に送られ、図示しない鞍に掛けられ、つぎつぎと送られてくる用紙Ｐを積み重ねて一冊分の用紙Ｐが作成される。
【０００６】
用紙集積部４で１冊分の用紙Ｐを集積すると搬送チェーン８は移動を開始し、搬送チェーン８に固定した搬送爪９が集積した用紙束Ｐに当接してその用紙束Ｐを押し進めて用紙綴じ部５に送り、搬送チェーン８は移動を停止する。用紙綴じ部５に送られた用紙束Ｐは用紙綴じ部５に設置した綴じ機（ステッチャ）のステッチャヘッド５ａによリ針金で綴じられる（図示例は２箇所）。綴じ後、搬送チェーン８は移動を開始し、搬送爪９で綴じ後の用紙束Ｐを用紙搬出部６に送り、搬送チェーン８は移動を停止する。用紙搬出部６に送られた用紙束Ｐは用紙搬出部６に設置した折り上げナイフ６ａにより突き上げて断裁部７の前段に設置した搬送機へ送り出し、断裁部７へ搬送される。
【０００７】
断裁部７には、小口断裁刃７ａおよび天地断裁刃７ｂが設置され、断裁部７へ送られた用紙束Ｐはまず用紙束Ｐの小口部が小口断裁刃７ａで断裁され、その後、天地断裁刃７ｂで用紙束Ｐの天地部が断裁され、これにより１冊の冊子が完成される。すなわち、この例では一冊分を構成する平用紙のうち用紙折り曲げ部３で折り曲げのできる枚数（紙質などで異なる。）分に分けて折り曲げ、これを集積して綴じるので、しっかりと折り曲げられ用紙束Ｐの折り曲げ部の膨らみが低減され、体裁のよい冊子に仕上げられる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このように搬送チェーン８の移動方向に用紙集積部４、用紙綴じ部５および用紙搬出部６を配列した中綴じ機では、少なくとも用紙集積部４において折り曲げた用紙を一冊分集積している間、搬送チェーン８を停止する必要がある。そのために搬送チェーン８は一冊分集積するたびに停止する間歇作動となっている。
【０００９】
一方、断裁機は、中綴じ機から搬出された用紙束Ｐの搬入ごとに断裁しているため、搬送チェーン８が停止している時間に対応する時間断裁機の断裁作動を停止させるようにしている。この断裁機の駆動・停止はクラッチ、ブレーキをオン・オフさせることにより行っており、そのためにクラッチ、ブレーキの寿命が短く、また、駆動停止による振動も大きいという問題があった。
【００１０】
本発明はこの問題を解消すべくなされたもので、断裁機のクラッチ、ブレーキの寿命が長く、振動の発生を低減が図れる中綴じ機に連接した用紙断裁機の制御装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一冊分の用紙束を集積する用紙集積部と、集積した用紙束の中央部を綴じる綴じ部と、綴じ後の用紙束を搬出する搬出部と、前記用紙集積部で集積した用紙束を前記綴じ部を経過して前記搬出部へ搬送する搬送手段とを有し、前記集積部で用紙を集積している間、前記搬送手段の作動を停止してなる間歇作動の中綴じ機に連接し、前記中綴じ機で綴じた綴じ後の用紙束の所定の位置を断裁する断裁機の断裁作動を制御する断裁機の制御装置であって、前記搬送手段の作動開始から作動中の経過時間を検出する経過時間検出器と、前記断裁機の断裁刃の移動位置を検出する断裁刃位置検出器と、前記搬送機の作動開始から停止までの作動時間と停止から次の作動開始までの停止時間の和に対する前記作動時間の割合と前記経過時間検出器が検出した時間を乗算する比率計算手段と、前記比率計算手段で求めた時間に対応する前記断裁機の断裁刃の位置を求める目標位置設定手段と、前記目標位置設定手段で設定した目標位置と前記断裁刃位置検出器で検出した断裁刃の位置とのずれ量を計算するずれ量計算手段と、前記ずれ量計算手段で求めたずれ量分に応じて前記断裁機の作動速度を調整する速度調整手段を備えてなることを特徴とする。
【００１３】
本発明では、間歇作動の中綴じ機に連接した断裁機の断裁作動を、中綴じ機の作動時にその作動タイミングと同期させるとともに、中綴じ機の停止時には、同期させたときの速度を予測して行なうので、断裁機の断裁作動を断裁する用紙の搬入如何にかかわらず連続して行なうことができる。
【００１４】
【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システムの構成を示す斜視図、図２は図１に示す製本システムの制御装置における断裁機の制御部のブロック図、図３は制御装置の説明図、図４は図２に示す制御部の説明図である。なお、図５で示す製本システムと同一部分には同一の符号を付し、重複する部分の説明は省略する。
【００１５】
図１において、１０は用紙搬入センサ、１１はインデックス、１２はクラッチ，ブレーキ、１３はパルス板、１４はエンコーダセンサ、１５は原点センサ、１６は駆動スプロケット、１７，２１は回転駆動軸、１８，２２はクランク板、１９はパルス板、２０はエンコーダセンサ、２３は原点センサ、Ｍ１，Ｍ２は動力モータである。
【００１６】
中綴じ機は、折り曲げた用紙を集積処理して用紙束Ｐを作成する集積部４と、折り曲げた用紙束Ｐの中央部をステッチャヘッド５ａによリ針金で綴じ処理する綴じ部５と、綴じ処理した用紙束Ｐを折り上げナイフ６ａにより突き上げて搬出する搬出部６が配列され、集積部４から搬出部６まで、図示しない折り曲げた用紙を掛ける鞍が設けられ、その鞍に沿って移動する搬送チェーン８を有し、その搬送チェーン８には、適宜の間隔を隔てて鞍に掛けて集積した用紙束Ｐを押し進める搬送爪９が固定されている。
【００１７】
搬送チェーン８は、駆動スプロケット１６と従動スプロケット（図示例では３個）に掛け渡されている。駆動スプロケット１６はインデックス１１の回転出力軸１１ｂに連結され、インデックス１１の入力軸１１ａはクラッチ，ブレーキ１２に連結され、クラッチ，ブレーキ１２はモータＭ１の回転軸に連結されている。インデックス１１は連続回転する入力軸１１ａに対して、入力軸１１ａのある回転角度期間その回転を出力軸１１ｂの回転を停止させる、たとえばカムなどを有する回転伝達機構である。
【００１８】
この機構によりモータＭ１の連続回転に対して駆動スプロケット１６は間歇回転し、搬送チェーン８および搬送爪９は間歇移動し、その移動時に集積部４で一冊分集積した鞍掛けの用紙束Ｐに搬送爪９を当接して押し進めて綴じ部５に位置させ、停止時にその用紙束Ｐを綴じ機を駆動して綴じる。この移動と同時に綴じ部５で綴じ終えた用紙束Ｐを前段の搬送爪９で押し進めて搬出部６に位置させ、停止時に折り上げナイフ６ａを駆動して断裁機へ搬出する。一方、この停止時、搬送爪９の一つが集積部４の手前に位置し、モータＭ１を停止して集積部４での用紙Ｐの集積完了を待つ。用紙Ｐの集積完了するとモータＭ１を駆動し集積完了した用紙束Ｐを綴じ部５に移動させる。
【００１９】
すなわち、この実施の形態では、搬送チェーン８に固定された複数の搬送爪９の間隔は、搬送爪９の一つが綴じ部５に位置するとき、その前段（搬送方向の下流側）の搬送爪９は搬出部６に位置し、後段（搬送方向の上流側）の搬送爪９は集積部４の搬入される用紙Ｐと干渉しない位置に位置するように設定されている。また、搬送爪９の停止はインデックス１１の出力軸１１ｂの回転停止によるが、モータＭ１の停止はインデックス１１の出力軸１１ｂの回転停止後に停止するようにされており、用紙Ｐの集積が完了するとインデックス１１による停止の後出力軸１１ｂが回転する。つまり、中綴じ機は作動（モータＭ１が回転しているとき）と停止（モータＭ１が停止しているとき）の１サイクルの動作が繰り返され、２サイクルによって用紙束Ｐは集積部４から搬出部６に移動する。なお、搬送爪９の綴じ部５での停止期間はインデックス１１の出力軸１１ｂの回転停止期間としてもよい。この場合、１サイクルによって用紙束Ｐが集積部４から搬出部６に移動する。
【００２０】
集積部４と用紙折り曲げ部３との間には、その間を通過する用紙Ｐを検出する反射板１０ａを有する光透過型（用紙の反射光を検出する反射型でもよい。）の用紙搬入センサ１０が設置されている。この用紙搬入センサ１０は一冊分ごとの用紙Ｐの集積部４への搬入完了を検出して出力する集積完了検出器として機能する。搬送チェーン８を駆動するモータＭ１の回転軸には、この回転軸とともに回転する一つの凸片１５ａを有する回転板と所定の回転角ごとにパルスを発生させるパルス板１３が固定されている。
【００２１】
集積部４の手前に位置する搬送爪９の位置（この位置を原点とする。）に対応する位置で凸片１５ａを検出して出力する原点センサ１５が、また、パルス板１３の回転により発生するパルスを原点で検出して出力するエンコーダセンサ１４が設けられており、搬送爪９の集積部４（原点）からの移動位置をエンコーダセンサ１４で検出する。ただし、搬送爪９が停止してもモータＭ１、すなわちパルス板１３は回転するために正確には、エンコーダセンサ１４はモータＭ１の回転開始から停止まで、言い替えれば中綴じ機の作動と停止の１サイクルのうちの作動時における作動開始からの経過時間を検出する経過時間検出器である。
【００２２】
中綴じ機の断裁部７に図示しない搬送手段を介して配置された断裁機は、モータＭ２の回転軸に連結された回転駆動軸１７、この回転駆動軸１７の端部に固定されたクランク板１８に連結して上下の断裁動作を行なう小口断裁刃７ａと、回転駆動軸１７の回転をチェーン２４で伝達されて回転駆動軸１７の回転と同期して回転駆動する回転駆動軸２１、この回転駆動軸２１の端部に固定されたクランク板２２に連結して上下の断裁動作を行なう天地断裁刃７ｂ、７ｃａを備えている。なお、中綴じ機から搬出された用紙束Ｐが小口断裁刃７ａの下部位置に到達する時間は適宜であってよいが、この実施の形態では中綴じ機の動作サイクルの数サイクル分に設定されている。
【００２３】
回転駆動軸１７には、この回転軸とともに回転する一つの凸片２３ａを有する回転板と所定の回転角ごとにパルスを発生させるパルス板１９が固定されている。小口断裁刃７ａの上死点位置に対応する位置で凸片２３ａを検出して出力する原点センサ２３が、また、パルス板１９の回転により発生するパルスをその原点で検出して出力するエンコーダセンサ２０が配置されている。すなわちエンコーダセンサ２０は断裁機の断裁刃７ａの原点からの移動位置を検出する断裁刃位置検出器である。なお、天地断裁刃７ｂ、７ｃは小口部を断裁した用紙束Ｐの搬入したとき上死点位置となるように設定されている。
【００２４】
以上のように構成された製本システムには、ＣＰＵ（中央演算処理装置）を備えた制御装置（制御手段）が備えられ、この制御装置からの指令により丁合機の給紙動作、折り機の動作、中綴じ機の綴じ動作、折り上げナイフの動作およびモータＭ１の動作、断裁機のモータＭ２の動作などの作動タイミングや速度が制御される。
【００２５】
運転開始すると、丁合機から所定の枚数の用紙Ｐが搬出され、その用紙Ｐが用紙折り曲げ部３を通過して折り曲げられ、折り曲げられた用紙Ｐは中綴じ機の集積部４の鞍に掛けられ、ここで次ぎの折り曲げられた用紙Ｐを掛け重ね、一冊分の用紙Ｐを掛け重ねて用紙束Ｐが作成される。その作成が完了すると用紙搬入センサ１０が作成完了信号Ｓ１（図３（ａ））を出力し、その信号Ｓ１を入力した制御装置は、モータＭ１を回転駆動し、搬送爪９の移動が開始する（図３（ｂ））。モータＭ１の回転駆動によりエンコーダセンサ１４からパルス信号が出力され（図３（ｃ））、このパルス信号を入力した制御装置は、搬送爪９の移動が綴じ部５に到達してモータＭ１が停止するまでの時間（作動時間）およびつぎにモータＭ１が駆動開始するまでの時間（サイクル時間）の計測を行なう。
【００２６】
図２は制御装置における断裁機の制御部のブロック図である。制御部Ｃは、中綴じ機のエンコーダセンサ１４と断裁機のエンコーダセンサ２０のパルスを入力し、断裁機の断裁刃の目標位置を、たとえば式｛（中綴じ機の作動時間／中綴じ機のサイクル時間）×（中綴じ機のエンコーダの値）｝＋（中綴じ機が動き出した時の断裁機のエンコーダの値）で計算して求め、この計算結果にしたがって図４（ｃ）（ｅ）に示すように、エンコーダセンサ１４が示す作動開始からの経過時間と、その時間に対応する断裁刃の位置とエンコーダセンサ２０が示す位置とのずれ量を計算し、ずれ量分モータＭ２を加速又は減速して、断裁機の小口断裁刃７ａがたとえば上死点に位置するとき中綴じ機の搬出部６から搬出された用紙束Ｐの小口側の断裁位置が位置するように断裁動作のタイミングを制御する。この制御はエンコーダセンサ１４からのパルスが入力されるたびに行なうが、エンコーダセンサ１４からのパルスのない中綴じ機の作動停止中は、そのタイミングの予測のもとに断裁機の断裁動作を制御する。
【００２７】
なお、以上の実施の形態では、インデックスを用いて綴じ部の停止を行なっているので、クラッチ，ブレーキを用いた作動停止に比して搬送爪の綴じ部の停止位置を正確に行なうことができるが、本発明はクラッチ，ブレーキを用いた駆動停止を行なう場合にも適用でき、また、移動したまま綴じる場合にも適用できる。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、断裁機を断裁する用紙の搬入如何にかかわらず連続的に断裁駆動するので断裁機のクラッチ、ブレーキの頻繁な操作がなく、そのクラッチ、ブレーキの寿命を長くすることができ、クラッチ、ブレーキの摩耗などによる振動の発生、ひいては騒音の発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る製本システムの構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す製本システムの制御装置における断裁機の制御部のブロック図である。
【図３】図１の製本システムの制御装置の説明図である。
【図４】図２に示す制御部の説明図である。
【図５】製本システムの構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１    給紙部
２    用紙位置決め部
３    用紙折り曲げ部
４    用紙集積部
５    用紙綴じ部
５ａ  ステッチャヘッド
６    用紙搬出部
６ａ  折り上げナイフ
７    断裁部
７ａ  小口断裁刃
７ｂ  天地断裁刃
８    搬送チェーン
９    搬送爪
１０    用紙搬入センサ
１１    インデックス
１２    クラッチ，ブレーキ
１３、１９  パルス板
１４、２０  エンコーダセンサ
１５、２３  原点センサ
１６    駆動スプロケット
１７、２１  回転駆動軸
１８、２２  クランク板
Ｍ１、Ｍ２は動力モータ
Ｐ    用紙
【図１】
0004386618.tif 000002
【図２】
0004386618.tif 000003
【図３】
0004386618.tif 000004
【図４】
0004386618.tif 000005
【図５】
0004386618.tif 000006