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【発明の名称】 製本機
【発明者】 【氏名】ホルゲル エンゲルト

【氏名】ユールゲン ガルリクス
【要約】 【課題】ローラチェーンによって、閉じた循環路内を連続的に移動させることができる複数のブックブロッククランプを備えた搬送機構と、循環路に沿って配置された様々な作業ステーションを有する製本機において、簡単な構成で、各作業ステーションにおいて正確な位置決め操作を行うことを可能にする。

【解決手段】製本機１は、ブックブロッククランプ６の搬送機構５用の駆動部２２と作業ステーション用の駆動部３４，４２，４５，４８を備えている。搬送機構５と少なくとも１つの作業ステーションは互いに独立して駆動可能であり、作業ステーションを、位置決め動作を行うために制御するために、作業ステーションの近傍でブックブロッククランプ６またはブックブロック２の位置を検出する測定機構、すなわち回転送信機５１、検出ヘッド５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ、またはレゾルバ式フィードバック部５５が備えられている。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 閉じた循環路を連続的に移動でき、循環する牽引手段（７）にリンク接続され、ブックブロック（２）を揃える後縁ストッパ（１２）を有する複数のブックブロッククランプ（６）を備えた搬送機構（５）と、前記循環路の直線状の経路区間の領域に配置された背処理ステーション（３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ）、および、正確な位置で糊付け、補強材片またはガーゼ片の貼付け、表紙付け、綴じ針金による綴じ、有用な部位、例えば穿孔、切り取り用のミシン目などの形成などを行う、前記循環路の直線状の経路区間の領域に配置された他の作業ステーション（３２a，３２b，３５，３７，４０，４３，４６，…）と、前記ブックブロッククランプの前記搬送機構用および前記作業ステーション用の駆動部（２２，３４，４２，４５，４８，…）を備えた、ブックブロック（２）を処理する製本機（１）において、前記ブックブロッククランプ（６）の前記搬送機構（５）と少なくとも１つの作業ステーション（３２a，b，３５，３７，４０，４３，４６など）を互いに独立して駆動可能であり、前記ブックブロッククランプ（６）または前記ブックブロック（２）の位置を検出する測定機構（５１、５２、または５５）が、前記作業ステーションを、位置決め動作を行うために制御するために前記作業ステーションの近傍に備えられていることを特徴とする製本機。
【請求項２】 前記ブックブロッククランプ（６）の前記搬送機構（５）の前記駆動部（２２）とは独立して駆動可能である、表紙（３）を正確な位置に付ける表紙付けステーション（４３）を有する、請求項１に記載の製本機。
【請求項３】 回転駆動される糊付けローラと、前記ブックブロック（２）の背および／または背に近い側面の正確な位置に糊を塗布する、制御されるドクタを備えており、前記ブックブロッククランプ（６）の前記搬送機構（５）の前記駆動部（２２）とはそれぞれ独立して駆動可能かつ制御可能な糊付けステーション（３２ａ，３２ｂ）を有する、請求項１または２に記載の製本機。
【請求項４】 前記ブックブロッククランプ（６）の前記搬送機構（５）の前記駆動部（２２）からそれぞれ独立して制御可能である、ノズルを用いて前記ブックブロック（２）の背および／または背に近い側面の正確な位置に糊を塗布する塗布ヘッド（３９）を備えた糊付けステーション（３７）を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の製本機。
【請求項５】 前記ブックブロッククランプ（６）の前記搬送機構の前記駆動部（２２）とは独立して駆動可能である、補強材片またはガーゼ片を正確な位置に貼付ける補強ステーション（４０）を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の製本機。
【請求項６】 前記ブックブロッククランプ（６）の前記搬送機構（５）の前記駆動部（２２）とは独立して駆動可能である、側面から打ち込まれる綴じ針金を用いて前記ブックブロック（２）を正確な位置で綴じる少なくとも１つの側面綴じステーション（３５）を有する、請求項１から５のいずれか１項に記載の製本機。
【請求項７】 前記ブックブロッククランプ（６）の前記搬送機構（５）の前記駆動部（２２）とは独立して駆動可能な少なくとも１つの押圧ステーション（４６）が、前記表紙付けステーション（４３）の後に配置されている、請求項１から６のいずれか１項に記載の製本機。
【請求項８】 実行された作業について光学的な品質管理操作を行う、モニタステーション（４９）として構成された少なくとも１つの作業ステーションを有する、請求項１から７のいずれか１項に記載の製本機。
【請求項９】 画像処理して品質管理操作を行う、請求項８に記載の製本機。
【請求項１０】 独立した前記駆動部（２２，３４，４２，４５，４８）および制御部（３６，３８，５０）用の位置制御部（２０）を備えており、前記独立の駆動部を、運転中および／または運転中断後に前記位置制御部（２０）によって互いに同期させることができる、請求項１から９のいずれか１項に記載の製本機。
【請求項１１】 全ての前記駆動部はサーボ駆動装置として構成されている、請求項１から１０のいずれか１項に記載の製本機。
【請求項１２】 前記ブックブロッククランプ（６）の前記搬送機構（５）の前記駆動部（２２）は主装置として、他の前記駆動部（３４，４２，４５，４８）はそれぞれ従属装置として構成されている、請求項１から１１のいずれか１項に記載の製本機。
【請求項１３】 仮想の主装置が前記位置制御部（２０）によって構成され、全ての前記駆動部がそれぞれ従属装置（２２，３４，４２，４５，４８）として構成されている、請求項１から１２のいずれか１項に記載の製本機。
【請求項１４】 前記搬送機構（５）の前記牽引手段（７）用のガイドホイール（９）に配置され、前記ブックブロッククランプの位置を検出する回転位置測定機構（５１）が、前記表紙付けステーション（４３）の領域内で前記位置制御部（２０）に付属しており、前記ガイドホイールの近傍の前記作業ステーション（４０，４３，４６）、少なくとも前記表紙付けステーション（４３）は、この位置検出に応じて制御される、請求項１から１３のいずれか１項に記載の製本機。
【請求項１５】 測定ベルト（１８）を備え、前記ブックブロッククランプ（６）に固定された測定体（１７）と、１つの前記作業ステーションの領域に定置に配置された、前記ブックブロッククランプ（６）の位置を正確に検出する少なくとも１つの検出ヘッド（５２）を備えたリニア式距離測定機構が前記位置制御部に付属しており、前記検出ヘッド（５２）の近傍の前記作業ステーション、少なくとも該当する作業ステーション自体が、この位置検出に応じて制御される、請求項１から１４のいずれか１項に記載の製本機。
【請求項１６】 他の検出ヘッド（５２，５２ａ，５２ｂ，５２c）のそれぞれが前記作業ステーションの領域に備えられている、請求項１５に記載の製本機。
【請求項１７】 前記ブックブロッククランプ（６）が移動している時に把握され、すなわち検出される参照部が、前記ブックブロッククランプ（６）の絶対的な位置を測定する前記リニア式距離測定機構に付属しており、前記参照部は、光学式通過センサによって検出可能な、前記ブックブロッククランプ（６）の、または前記ブックブロック（２）自体の縁として、または前記測定体（１７）内の参照用トラック（１８ａ）として形成されている、請求項１５または１６に記載の製本機。
【請求項１８】 前記搬送機構（５）の前記駆動部（２２）とは独立して駆動される前記作業ステーション（３２ａ，３２ｂ，３５，３７，４０，４３，４６，…）は、前記ブックブロッククランプ（６）の前記搬送機構（５）の様々な部分間隔で配置されており、特定の製本機（１）に用いられる際、該製本機（１）のタイミング間隔に予め選択して調節することができる、請求項１から１７のいずれか１項に記載の製本機。
【請求項１９】 前記作業ステーションで前記ブックブロック（２）に対して行われる作業の、１つまたは複数の位置を、前記サーボ駆動装置を介して電子的に調節可能である、請求項１から１８のいずれか１項に記載の製本機。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の前提項に記載したような製本機に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記したような種類の製本機は、例えば特許文献１に記載されており、クランプ機構を有する無線綴じ機とも称される。各ブックブロックが背を下にして立てられた状態でブックブロッククランプによって挟まれ、この状態で様々なステーションを通って搬送される。切削し、彫り込み、ざらざらにし、また、ブラシをかけるような、ブックブロックの背の処理を行うステーションと並んで、糊を背および／または背に近い側面に塗布するステーション、補強材片またはガーゼ片を貼るステーション、および、表紙を取り付けるステーションが備えられている。さらに、乾燥させ、押圧するステーションと、製品を搬入し、搬出するステーションが設けられている。様々なステーションは、製造する製品に応じて無線綴じ機に設けられる。ステーションを設けるのには、ブックブロッククランプの数によって決まる利用可能なスペースのために、当然のことながら限度がある。
【０００３】ブックブロッククランプを備える搬送機構は、閉じた循環路を形成する、フレームの上下の案内レール内を水平ローラおよび垂直ローラによって移動可能な複数のブックブロッククランプを有している。ブックブロッククランプは、公知のようにしてスプロケットホイールを介して駆動される無端のローラチェーンに、互いに等しい間隔でリンク接続されている。さらに、スプロケットホイールは、モータ、変速歯車、およびマイター歯車から構成される駆動機構を介し、また、様々な部品を接続する駆動軸を介して駆動される。例えば、ブックブロッククランプを有する搬送機構が特許文献２に記載されている。この場合、挟み込むべきブックブロックは、ブックブロッククランプに受け渡される際にブックブロッククランプの後縁ストッパに当接して揃えられる。
【０００４】正確なタイミング間隔で処理を行うため、そのためのステーションが、ブックブロッククランプの搬送機構の駆動機構に、いわゆる主軸を介して直接機械的に連結して接続されている。駆動の各接続は、ブックブロッククランプの後縁ストッパを参照して調節される。さらに、空気作動式、または電気機械式に運転される複数の操作部が無線綴じ機に設けられる。この場合、これらの操作部の動作は、無線綴じ機の主軸の駆動ラインにおいて主軸の絶対的な回転運動を検出するためにこの主軸に配置された回転位置測定機構の信号を用いて制御される。ブックブロッククランプの理論的な位置が、この主軸のその都度の角度位置によって評価される。
【０００５】
【特許文献１】独国特許第１９８４６５２５号出願公開明細書【特許文献２】独国特許第２４５８５４３号発明明細書【特許文献３】独国特許第３１３９６５６号発明明細書【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、個々のブックブロッククランプの、所定の時点における正確な位置は、この間接的な測定機構によっては求められない。というのは、チェーンの運動に影響を与える、駆動機構の振動と、ローラチェーンの、不均一に伸ばされる部分と、駆動リンク部における遊びが、ブックブロッククランプの位置を求める際に考慮されないからである。これらに依存した処理操作は、相応して不正確に行なわれる。また、機械的に連結されたステーションにおいても、全てのブックブロッククランプを考慮して駆動の連結を調節することによってのみ、チェーンの伸び、すなわち、チェーンピッチにおける実際の間隔を考慮に入れることができるので、同様のことが言え、この際、同期操作の、遊びと振動に起因する不正確さが、駆動接続部が空間的に延びているために大きくなる。しかし、特に表紙を付ける際、表紙を付けるために用意されたブックブロックの搬送に正確に合わせて表紙を供給することが求められる。表紙用の循環する位置合わせ部材が２つのブックブロッククランプの間を移動し、ブックブロッククランプまたはブックブロックの後縁に当接することによって弾性的に制動されて位置合わせされる表紙付けステーションが特許文献３から知られている。
【０００７】したがって、本発明の目的は、簡単な構成で、作業ステーションにおいて正確な位置決め操作を行うことが可能な、冒頭で述べたような種類の装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的は、本発明によって請求項１の特徴項の構成により達成される。本発明の思想は、作業ステーションの駆動部をブックブロッククランプの搬送機構の駆動部と機械的に連結するのをやめ、互いに独立して駆動することにあり、この際、作業ステーションを位置決め動作を行うために制御するため、作業ステーションの近傍でブックブロッククランプまたはブックブロックの位置を検出する測定機構が備えられている。隣接する他の作業ステーションもこの位置検出に応じて制御できる。機械的に連結されていない作業ステーションは、モータ駆動式、液圧作動式、空気圧作動式、または電気機械式に駆動される。駆動機構は分離され、比較的振動しにくい小さい部分機構に分割されている。様々な作業が非常に正確に行われる。本発明のシステムでは、駆動接続部の、搬送されるブックブロックの後縁を参照しての調節が行われないので、作業ステーションを簡単に交換または増設できる。本発明による製本機の利点は、側面綴じ、穿孔、糊付け、補強、表紙付けなどのような、ブックブロックの位置に依存する作業工程が非常に簡単であることである。これには、特に、組立てスペースが比較的狭くて済むという特徴がある。
【０００９】本発明による製本機の好適な実施態様が従属項に記載されている。好適な実施態様が、請求項２から７によって、従来、機械的に連結されていた全ての作業ステーションが、ブックブロッククランプの搬送機構の駆動部とは独立して駆動される場合に得られる。これによって、主軸を省略できる。しかし、例えば、作業ステーションを、中央の駆動機構の構成が異なる製本機に用いる場合、機械的な接続を部分的にやめることによっても利点が得られる。
【００１０】好適な一実施態様が請求項８に示されている。製本機は、行なわれた作業について光学的な品質管理操作を行うモニタステーションを備えており、この際、このモニタステーションは、ブックブロッククランプまたはブックブロックの、検出された正確な位置に応じて制御される。
【００１１】運転中および／または運転中断後に、独立した駆動部を互いに同期させる位置制御部を個々の駆動部に付属させるのが有効である。様々な制御機構を組み込むことができる。搬送機構の牽引手段のガイドスプロケットホイール近傍に配置された作業ステーションは、このガイドスプロケットホイールに取り付けられた回転位置測定機構の位置信号によって制御するのが有利である。これによって、この領域におけるブックブロッククランプの位置が非常に正確に検出される。請求項１５に従って、位置検出をリニア式距離測定機構によって行うのが好ましい。この場合、複数の検出ヘッドを各作業ステーションの領域に用いるのが有効である。様々な作業が基本的により正確に行われる。すなわち、本発明によるシステムは、ブックブロッククランプの搬送機構の、変化する状況に自動的に合わせられる。
【００１２】機械的に連結されていない作業ステーションは、無線綴じ機の、様々なタイミング間隔に合わせて構成するのが有利である。これらの作業ステーションは、ブックブロッククランプの搬送機構が一定のタイミング間隔を有する製本機に用いる場合、このタイミング間隔に予め選択して調節される。タイミング間隔に応じて異なる構成にすることが不要になる。さらに、この作業ステーションの製造、保管、および準備が非常に簡単になる。この場合、請求項１９に従って、作業ステーションは、ブックブロックの位置または用紙サイズの高さに関して電子的に調節可能であるのが有利である。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】製本機１は、閉じた循環路を連続的に移動可能な、循環運動する無端のローラチェーン７にリンク接続された複数のブックブロッククランプ６を有する搬送機構５と、背処理ステーション３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄと、正確な位置で処理を行う作業ステーションである背糊付けステーション３２ａ，３２ｂ、側面綴じステーション３５、側面糊付けステーション３７、補強ステーション４０、表紙付けステーション４３、および押圧ステーション４６から構成されている。ばらばらに丁合いされたブックブロック２が製本機１内で綴じられ、他の処理で表紙３を付けることによって仮とじ本４が作製される。ブックブロック２は、背を下にして立った状態で搬入部２４を通って製本機１内に達し、そこで後縁ストッパ１２に当接して揃えられてブックブロッククランプ６に渡され、ブックブロッククランプ６は、開位置６aから出発して、内側ジョー１０とこれに対して閉じた外側ジョー１１によって各ブックブロック２を側面に亘って挟み込み、この際、処理のために、所定の垂れ下がり部分がブックブロッククランプ６から下方に突き出ている。
【００１５】ブックブロッククランプ６は、閉じた循環路を形成する上側および下側の案内レール１５ａ，１５ｂ内で、水平ローラ１３および垂直ローラ１４によって搬送方向Fに移動可能であり、互いに同じピッチ間隔Tで軸ピン１６を介してローラチェーン７にリンク接続されている。ローラチェーン７は駆動スプロケットホイール８を介して駆動され、ガイドスプロケットホイール９によって長円形の循環路を形成するように折り返されている。駆動スプロケットホイール８は、モータ２２aと制御部２２bから構成される駆動部２２に伝動部２３を介して接続されている。駆動部２２は、信号線２１を介して、周辺の制御部３３，３６，３８，４１，４４，４７，５０と通信する中央の位置制御部２０によって監視され制御される。この駆動部２２の正確な位置は、レゾルバ式フィードバック部５５を介して位置制御部２０に伝えられる。搬入部２４も、開位置６ａにおいてそれ自体で開いたブックブロッククランプ６から仮とじ本４を取り出す搬出部２５も、駆動接続部２６において機械的に直接連結されて駆動部２２によって駆動され、この際、駆動接続部２６は伝動部２７，２８を含んでいる。ここで示す実施形態では、他のステーションは駆動部２２と連結されていない。したがって、この駆動機構はコンパクトであり、構造的に簡素に構成されている。
【００１６】様々なステーションが搬送機構５の直線的な経路区間に沿って配置されており、この場合、ブックブロックの背が、最初に、背処理ステーション３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０dによって、順に、切削し、彫り込み、ざらざらにし、ブラシがけする処理をされる。背処理ステーション３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０dは駆動部３１によってそれぞれ駆動される。タイミング間隔または位置を参照しての処理は行われない。したがって、駆動部３１は中央の位置制御部２０によって単にオンオフされる。
【００１７】背を処理した後、続いて、背と、背に近い側部面への糊付けが行われる。本実施形態では、回転駆動される糊付けローラによって糊を糊貯蔵部から取り出して背に移し、この際、塗布厚をドクタによって調節可能である２つの背糊付けステーション３２ａ，３２ｂが備えられている。さらに、ドクタはゼロ点位置にあり、糊をブックブロック２の正確な位置に塗布するように制御可能である。糊付けローラは、周波数制御式のモータ３４ａと制御部３４ｂから構成された、上位の制御部３３によって制御される駆動部３４に接続されている。この場合、空気作動式または電気機械式に駆動されるドクタも制御部３３によって制御され、この際、レゾルバ式フィードバック部５５からの信号が位置制御部２０を介して参照される。塗布ヘッド３９とこれに付属するノズルによって糊を塗布する側面糊付けステーション３７が、背に近い側面に糊付けするために備えられている。制御部３８が、それに付属する、塗布ヘッド３９の弁を動作させ、この際、塗布ヘッド３９の直前に配置された位置検出器の信号が参照される。
【００１８】この位置検出器は、カバーベルト１７aによって保護された、周期的な測定目盛りを有する測定ベルト１８を備える、ブックブロッククランプ６上に固定された測定体１７と、止め具５３によって定置に配置された検出ヘッド５２，５２ａ，５２ｂ，５２ｃを有するリニア式距離測定機構である。ブックブロッククランプ６が動く際、増分信号、および、測定目盛りに平行な参照用トラック１８aによって得られ、各ブックブロッククランプ６の絶対的な位置を示す、距離を符号化した参照信号が検出ヘッド５２によって信号線５４を介して送られる。ブックブロッククランプ６の正確な位置が側面糊付けステーション３７のために検出ヘッド５２bによって検出される。制御部３８は、これに基づき、製本機１の現在の運転速度、様々なアクチュエータのアイドル時間、および、他の影響量を考慮し、予め設定された位置に応じて塗布工程を開始または終了させる時点を決定する。
【００１９】空気作動式に運転される綴じヘッドによって綴じ針金を背に近い領域の側面からブックブロック２を貫通させて、またはブックブロック２内に打込む側面綴じステーション３５が、側面糊付けステーション３７の前に配置されている。側面綴じステーション３５の動作の仕方は、側面糊付けステーション３７と同様である。この際、付属の制御部３６は、検出ヘッド５２aから位置信号を受け取る。糊付けおよび／または綴じを、後述するモニタステーション４９のような種類のモニタステーションを用いて任意に監視することによって、特に位置が調べられ、目標位置からのずれが算出される。様々なステーション、すなわち背糊付けステーション３２a，３２b、側面綴じステーション３５、および側面糊付けステーション３７に根本的に存在する、それらのアクチュエータのアイドル時間が、付属の制御部３３、３６、および３８において適当に変えられる。変化する状況に合わせた調節が行われる。
【００２０】次に続くステーション４０、４３、および４６は、ガイドスプロケットホイール９の領域に配置されている。この領域におけるブックブロッククランプ６の位置はガイドスプロケットホイール９の絶対的な角度位置によってかなり正確に算出することができ、そのため、回転位置測定器５１を有する測定機構がここに備えられている。位置制御部２０は、ここで生成された位置信号を取り込み、これに関係する制御信号を、そこに配置されたステーション４０，４３，４６に渡す。これらのステーション４０，４３，４６は、詳細には、補強ステーション４０、表紙付けステーション４３、および押圧ステーション４６である。これらのステーション４０，４３，４６には、サーボモータ４２a、４５a、または４８aとサーボ制御部４２b、４５b、または４８bから構成される駆動部４２、４５、または４８がそれぞれ付属している。位置制御部２０に接続され、補強ステーション４０、表紙付けステーション４３、または押圧ステーション４６における、これらのステーションの駆動部４２、４５、または４８に接続されていない、すなわちこれらによって操作されない操作部を制御する他の制御部４１、４４、または４７が各駆動部４２、４５、または４８の上位に配置されている。これらの補強ステーション４０、表紙付けステーション４３、および押圧ステーション４６において位置決めして行われる操作、すなわち、補強材ストライプの貼付け、表紙付け、および背への表紙の押圧は、これらの補強ステーション４０、表紙付けステーション４３、および押圧ステーション４６の近傍で位置を検出することによって、レゾルバ式フィードバック部５５による位置検出を参照する場合に比べてかなり正確に行なわれる。
【００２１】光学的な品質管理操作を行うモニタステーション４９が押圧ステーション４６の後に備えられている。例えば、ブックブロック２における表紙３の位置が調べられる。このためには、光学式通過センサの適当な信号を、ブックブロッククランプ６の、完全に特定された位置と適切に関連付けることが重要である。ブックブロッククランプ６の正確な位置は、リニア式距離測定機構によって、すなわち、モニタステーション４９内に配置された検出ヘッド５２ｃによって測定される。既に上記したように、画像処理によって品質管理を行うモニタステーションを、糊付け部の後に備えてもよい。この品質管理によって評価される、ブックブロックの、糊付けされた背の画像はブックブロッククランプ６の位置を特定して取得しなければならず、この位置の特定はリニア式距離測定機構によって行われる。
【出願人】 【識別番号】５９０００４２５７
【氏名又は名称】コルブス ゲーエムベーハー ウント ツェーオー カーゲー
【氏名又は名称原語表記】Ｋｏｌｂｕｓ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ．ＫＧ
【住所又は居所原語表記】Ｏｓｎａｂｒｕｅｃｋｅｒ Ｓｔｒａｓｓｅ ７７，３２３６９ Ｒａｈｄｅｎ，Ｆｅｄｅｒａｌ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｇｅｒｍａｎｙ
【出願日】 平成１５年５月１５日（２００３．５．１５）
【代理人】 【識別番号】１００１２３７８８
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 昭夫 （外３名）
【公開番号】 特開２００３−３２６８７０（Ｐ２００３−３２６８７０Ａ）
【公開日】 平成１５年１１月１９日（２００３．１１．１９）
【出願番号】 特願２００３−１３６８１９（Ｐ２００３−１３６８１９）