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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Klebstoffbeschichtungsvorrichtung,
die in einer Buchbindevorrichtung verwendbar ist, und insbesondere
auf eine Vorrichtung zum Schmelzen von heißschmelzendem festem Klebstoff
und zum Auftragen des Klebstoffs auf der an einer Seite angeordneten Kante
eines Stapels von Blättern,
die als Buchrücken in
einem Buchbindeprozess dienen.
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Stand der Technik
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Üblicherweise
weist eine Buchbindevorrichtung oder eine ähnliche Vorrichtung zum Auftragen von
Klebstoff auf die Rückseite
eines Stapels gedruckter Blätter
und zum Binden der Blätter
eine Klebstoffbeschichtungsvorrichtung auf, die ihrerseits einen
Klebstoffbehälter
zum Speichern von heißschmelzendem
Klebstoff aufweist und ferner eine Beschichtungswalze, der derart
angeordnet ist, dass ein Teil hiervon in den Klebstoff eingetaucht
wird, der in dem Klebstoffbehälter
gespeichert ist, wobei die Walze derart gelagert ist, dass sie in
dem Klebstoffbehälter
rotierbar ist. Die beschriebene Vorrichtung, die in großem Ausmaß verwendet
wurde, ist ausgestattet mit einem Heizer in dem Klebstoffbehälter, so
dass der Heizer den Klebstoff aufheizt, um diesen zu schmelzen.
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Dennoch
ist in einer derartigen indirekten Heizvorrichtung, wie sie in dem
genannten Heizer verwendet wird, die Effizienz der Wärmeübertragung niedrig.
Drei Schritte des Wärmetransfers,
von dem Heizer zu dem Klebstoffbehälter, von dem Klebstoffbehälter zu
dem Klebstoff und von dem Klebstoff zu der Beschichtungswalze, sind
nötig,
um die Beschichtungswalze ausreichend bis zu einer vorbestimmten
Temperatur, aufzuheizen, wobei die Beschichtungswalze als ein Teil
verwendet wird, durch das der Klebstoff direkt auf die Rückseite
eines Stapels von Blättern
aufgetragen wird. Daher wird eine lange Zeit benötigt, bis ein Standby-Zustand
erreicht wird, und es ist schwer, die Endtemperatur der Beschichtungswalze
genau zu steuern, wenn der Heizer als eine Wärmequelle dient. Zusätzlich ist
es notwendig, das Volumen der Walze zu vergrößern, da die Walze als ein
zweites Heizelement dient und in der Lage sein muss, einen Wärmetransfer
zu gewährleisten
und ein derartiges Volumen aufweisen, dass sie in ausreichender
Weise Wärme
speichern kann. Im Ergebnis vergrößern sich die Abmessungen der
gesamten Vorrichtung. Dadurch muss die Fläche vergrößert werden, in der der Klebstoff
im Klebstoffbehälter
der Atmosphäre
ausgesetzt ist, was Probleme mit schlechten Gerüchen und ähnliches verursacht.
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Es
ist ferner unter Berücksichtigung
der Effizienz des Wärmetransfers
ideal, dass die Beschichtungswalze direkt erwärmt wird und dass das Klebstoffreservoir
nachgeordnet erwärmt
wird. Hierdurch kann die Temperatursteuerung vereinfacht werden. Eine
derartige Vorrichtung ist verfügbar
als eine Vorrichtung, in der zusätzlich
zum Aufheizen des Klebstoffbehälters
durch einen Heizer die Beschichtungswalze hohl ausgebildet ist,
wobei eine Halogenlampe hierin untergebracht ist.
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Das
Dokument
GB-A-1,119,415 beschreibt die
Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und verwendet einen Transformator
zum Heizen der Walze.
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Dennoch
ist bei einer derartigen Vorrichtung die Beschichtungswalze sehr
groß ausgebildet,
was in größeren Abmessungen
der gesamten Vorrichtung resultiert. Zusätzlich besteht ein Verkabelungsproblem,
da die Beschichtungswalze derart ausgebildet ist, dass sie um ihre
Achse rotiert. Sofern Klebstoff mit der Halogenlampe in Kontakt
kommt, kann dies Schäden
verursachen. Daher ist es notwendig, eine Anordnung zu verwenden,
in der der Halogenheizer ersetzbar ist, und ferner muss eine Dichtung
bereitgestellt werden, um zu vermeiden, dass der Klebstoff in die
offene Fläche
in der Beschichtungswalze eindringt.
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Beschreibung der Erfindung
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(Technische Aufgaben, die durch die Erfindung
gelöst
werden sollen)
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Entsprechend
soll die vorliegende Erfindung unter Berücksichtigung der technischen
Aufgaben, die durch die vorliegende Erfindung gelöst werden sollen,
um diese Aufgaben zu lösen,
eine kompakte Klebstoffbeschichtungsvorrichtung bereitstellen, die in
der Lage ist, eine Walze direkt aufzuheizen.
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(Verfahren zum Lösen der Aufgabe)
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Zum
Lösen der
oben genannten technischen Aufgaben stellt die vorliegende Erfindung
eine Klebstoffbeschichtungsvorrichtung bereit, die, wie im folgenden
beschrieben, ausgebildet ist.
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Die
Klebstoffbeschichtungsvorrichtung ist ausgestattet mit einer Walze,
ein Teil derer in einen Klebstoff eingetaucht wird, der in einem
Klebstoffbehälter
gespeichert ist, um den heißgeschmolzenen Klebstoff
in dem genannten Klebstoffbehälter
entlang einer angeordneten einseitigen Kante eines Stapels von Blättern während einer
Rotation aufzutragen. Die Klebstoffbeschichtungsvorrichtung ist
ferner ausgestattet mit einer elektromagnetischen Induktionsheizspule,
die in der Nähe
der oben genannten Walze angeordnet ist, und mit einer Stromzuführvorrichtung zum
Zuführen
eines hochfrequenten Stroms zu der oben genannten elektromagnetischen
Induktionsheizspule, wobei die oben genannte Walze ausgebildet ist
durch ein Heizelement zur Wärmeerzeugung unter
Verwendung von Stromwärme
aufgrund eines Wirbelstroms, der durch einen Hochfrequenzmagnetfluss
hervorgerufen wird, welcher durch die oben genannte elektromagnetische
Induktionsheizspule erzeugt wird, und die oben genannte Walze wird
aufgeheizt durch Zuführen
von Strom durch die oben genannte Stromzuführvorrichtung zu der oben genannten
elektromagnetischen Induktionsheizspule, so dass der Klebstoff,
der in dem oben genannten Klebstoffbehälter gespeichert ist, durch
die oben genannte Walze geschmolzen wird.
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In
der oben genannten Anordnung, in der die Walze ausgebildet ist durch
ein Heizelement zum Erzeugen von Wärme unter Verwendung von Stromwärme aufgrund
eines Wirbelstroms, der durch einen Hochfrequenzmagnetfluss hervorgerufen
wird, welcher durch die elektromagnetische Induktionsheizspule erzeugt
wird, wird ein hochfrequenter Strom der in der Nähe angeordneten elektromagnetischen Induktionsheizspule
zugeführt.
Dabei ist es bevorzugt, dass der hochfrequente Strom, der der elektromagnetischen
Induktionsheizspule zugeführt
wird, eine Frequenz von 5 bis 100 kHz hat. Wenn der hochfrequente
Strom der elektromagnetischen Induktionsheizspule zugeführt wird,
wird die Walze durch die Wirkung der elektromagnetischen Induktion
aufgeheizt. Anders ausgedrückt,
wird durch den Hochfrequenzmagnetfluss, der durch die elektromagnetische
Induktionsheizspule erzeugt wird, ein Wirbelstrom in der Walze erzeugt,
und die Walze selber wird zu einem elektrischen Widerstand, wobei
eine Heizwirkung, die der Menge des Stroms entspricht, der der elektromagnetischen
Induktionsheizspule zugeführt
wird, erreicht werden kann. Daher beginnt der Klebstoff, der in
dem Klebstoffbehälter
gespeichert ist, aufgrund der Wärmeerzeugung
durch die Walze um die Walze herum zu schmelzen, wobei die Walze rotieren
kann, bevor der ganze Klebstoff in dem Klebstoffbehälter schmilzt.
Dann wird der Stapel von Blättern
relativ zu der Walze bewegt, wobei der Klebstoff auf die Rückseite
des Stapels der Blätter
aufgetragen werden kann.
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In
der oben genannten Anordnung erfolgt eine hervorragende Wärmeübertragung,
da die Walze direkt durch die elektromagnetische Induktionsheizspule
aufgeheizt wird, wobei die Walze innerhalb relativ kurzer Zeit nach
Betriebsstart rotiert werden kann. Daher kann der Klebstoff früher durchmischt werden,
wobei der Zeitabschnitt, bis zu dem ein Standby-Zustand erreicht
wird, verkürzt
werden kann. Zusätzlich
kann die Temperatur der Walze durch Einstellung der Strommenge,
die der elektromagnetischen Induktionsheizspule zugeführt wird, leicht
eingestellt werden, wobei eine Temperatursteuerung einfach durchgeführt werden
kann und die Reaktion der Steuerung hervorragend ist.
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Ferner
kann die Heizspule die Walze direkt aufheizen, obwohl sie nicht
in Kontakt mit der Walze ist, wobei der Verkabelungsaufwand im Antriebsabschnitt
vereinfacht werden kann und die Walze kleiner ausgebildet sein kann.
Es ist bevorzugt, dass der Durchmesser der Walze etwa zwischen 10
mm und 100 mm liegt. Da der Widerstandswert der Walze bestimmt wird
durch die Querschnittsfläche
des metallischen Teils der Walze, kann eine kleinere Walze mit einer
kleineren Querschnittsfläche
eine höhere
Ausgangsleistung erreichen, und der Skin-Effekt des Wirbelstroms
kann genutzt werden. Daher führt
dies dazu, dass die Vorrichtung kleiner und leichter ausgebildet
ist. Ferner kann die Fläche,
in der der Klebstoff der Atmosphäre
ausgesetzt ist, minimiert werden, da die Walze und der Klebstoffsbehälter kleiner
ausgebildet sein können,
wobei das Auftreten von schlechten Gerüchen minimiert werden kann.
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Die
Klebstoffbeschichtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann
gemäß vielen
Ausführungsformen
ausgebildet sein, die im folgenden beschrieben werden.
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Vorzugsweise
ist die elektromagnetische Induktionsheizspule in einer Richtung
einer Rotationswelle der oben genannten Walze angeordnet, ferner ist
die oben genannte Walze hohl ausgebildet und eine Seitenfläche derselben
auf einer Seite an der die elektromagnetische Induktionsheizspule
angeordnet ist, ist aus einem nicht-magnetischen Material hergestellt.
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In
der oben genannten Anordnung ist die elektromagnetische Induktionsheizspule
nicht in Umfangsrichtung der Walze angeordnet, sondern an der Seite
der Rotationswelle, das heißt
derart angeordnet, dass sie der Grundfläche der Walze gegenüberliegt.
Zusätzlich
ist die Walze hohl ausgebildet, und die Seitenfläche der Walze auf der Seite,
an der die elektromagnetische Induktionsheizspule angeordnet ist,
ist aus einem nicht-magnetischen Material hergestellt, wobei die
zylindrische Walze mit einem Boden derart angeordnet ist, dass sie
offen ist, wenn sie aus einer Richtung von der elektromagnetischen
Induktionsheizspule aus betrachtet wird, und der Wirbelstrom entlang
der gesamten Wand der Walze fließt. Zusätzlich ist die Seitenfläche auf
der Seite der Spule verschlossen durch eine Wand aus einem nicht-magnetischen
Material, wobei verhindert werden kann, dass der Klebstoff in das
innere der Walze eindringt.
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Durch
die oben genannte Anordnung kann die Walze schnell aufgeheizt werden,
da der Wirbelstrom entlang der gesamten Umfangswand der Walze fließen kann.
Daher kann die Länge
der Anlaufzeit verkürzt
werden.
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Vorzugsweise
ist ein Kern in der Nähe
der oben genannten elektromagnetischen Induktionsheizspule angeordnet.
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Durch
die oben genannte Anordnung kann der Magnetfluss der Spule, der
auf der Seite erzeugt wird, an der die Walze nicht angeordnet ist,
zusammengefasst werden; im Ergebnis wird die Effizienz des elektromagnetischen
Induktionsheizens verbessert.
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Bevorzugt
umfasst die Klebstoffbeschichtungsvorrichtung ferner einen Speicherbehälter zum Nachfüllen von
Klebstoff.
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Durch
die oben genannte Anordnung wird der Klebstoff aus dem Speichertank
zugeführt.
Dies verhindert, dass der Benutzer den Klebstoff nachfüllen muss.
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In
der oben genannten Anordnung weist eine Klebstoffbeschichtungsvorrichtung
ferner vorzugsweise Klebstoffdetektionsmittel zum Detektieren einer
Menge des Klebstoffs auf, die in dem oben genannten Klebstoffbehälter gespeichert
ist, ferner ein Nachfüllmittel,
das in der Mitte eines Klebstoffzuführdurchlasses zum Verbinden
des oben genannten Speicherbehälters
mit dem oben genannten Klebstoff im Behälter angeordnet ist, zum Nachfüllen des
in dem oben genannten Speicherbehälter gespeicherten Klebstoffs
in den oben genannten Klebstoffbehälter und ferner ein Nachfüllsteuermittel
zum passenden Beibehalten einer Nachfüllmenge des Klebstoffs durch
Empfangen eines Signals von dem oben genannten Klebstoffmengendetektionsmittel
und durch Ansteuern des oben genannten Nachfüllmittels.
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In
der oben genannten Anordnung können beispielsweise
Thermoelemente oder Schwimmer als Klebstoffdetektionsmittel verwendet
werden. Wenn die Verringerung des Klebstoffs in dem Klebstoffbehälter durch
die Klebstoffdetektionsmittel erkannt wird, wird ein Signal an das
Nachfüllsteuermittel übertragen.
Nach Empfang dieses Signals treibt das Nachfüllsteuermittel das Nachfüllmittel
zum Nachfüllen
des Klebstoffs an, so dass eine passende Menge an Klebstoff im Klebstoffbehälter vorhanden ist.
Daher kann mit der oben genannten Anordnung der Klebstoff, der in
den Klebstoffbehälter
nachgefüllt wird,
gesteuert werden.
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Vorzugsweise
ist in dem Speicherbehälter ein
schraubenförmiges
Rührmittel
angeordnet.
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In
der oben genannten Anordnung wird das Rührmittel zum Mischen des geschmolzenen
Klebstoffs verwendet, der in dem Speicherbehälter gespeichert ist. Daher
kann eine Gleichmäßigkeit
des Klebstoffs im Speicherbehälter
erreicht werden, so dass dieser dem Klebstoffbehälter zugeführt werden kann.
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In
der oben genannten Anordnung weist die Klebstoffbeschichtungsvorrichtung
ferner vorzugsweise eine zweite elektromagnetische Induktionsheizspule
auf, die in der Nähe
des oben genannten Speicherbehälters
angeordnet ist, und eine zweite Stromzuführvorrichtung zum Zuführen eines
Hochfrequenzstroms zu der oben genannten zweiten elektromagnetischen
Induktionsheizspule, wobei der oben genannte Speicherbehälter aus
einem Heizelement zur Wärmeerzeugung
unter Verwendung von Stromwärme
aufgrund eines Wirbelstromes ausgebildet ist, der durch einen Hochfrequenzmagnetfluss hervorgerufen
wird, welcher durch die oben genannte elektromagnetische Induktionsheizspule
erzeugt wird, und der oben genannte Speicherbehälter durch Zuführen des
Stroms aus der oben genannten zweiten Stromzuführvorrichtung zu der oben genannten zweiten
elektromagnetischen Induktionsheizspule erwärmt wird.
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Durch
die oben genannte Anordnung kann der Speicherbehälter direkt durch die zweite
elektromagnetische Induktionsheizspule erwärmt werden, wobei ein Betriebsstart
schnell erfolgen kann, auch wenn Klebstoff nachgefüllt wird.
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Vorzugsweise
weist die Klebstoffbeschichtungsvorrichtung ferner eine dritte elektromagnetische
Induktionsheizspule auf, die im Innern des oben genannten Rührmittels
angeordnet ist, und eine dritte Stromzuführvorrichtung zum Zuführen eines
Hochfrequenzstroms in die oben genannte dritte elektromagnetische
Induktionsheizspule, wobei das oben genannte Rührmittel aus einem Heizelement
zur Wärmeerzeugung
unter Verwendung von Stromwärme
aufgrund eines Wirbelstromes ausgebildet ist, der durch einen Hochfrequenzmagnetfluss
hervorgerufen wird, der durch die oben genannte elektromagnetische
Induktionsheizspule erzeugt wird und das oben genannte Rührmittel
durch Zuführen
eines Stroms aus der oben genannten dritten Stromzuführvorrichtung
in die oben genannte dritte elektromagnetische Induktionsheizspule
erwärmt
wird.
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Durch
die oben genannte Anordnung ist die dritte elektromagnetische Induktionsheizspule
innerhalb des oben genannten Rührmittels
angeordnet, wobei durch ein Fließen eines hochfrequenten Strom durch
die Heizspule ein Wirbelstrom in dem Rührmittel, das um die Spule
herum angeordnet ist, fließt, und
das Rührmittel
selbst zu einem elektrischen Widerstand wird und Wärme erzeugt.
Daher kann der Klebststoff in dem Speicherbehälter schnell geschmolzen werden.
Ferner kann durch das Ausführen
des Rührens
unter Verwendung des schraubenförmigen
Rührmittels
nicht geschmolzener Klebstoff um das Rührmittel herum angeordnet werden,
wobei der Klebstoff besser geschmolzen werden kann.
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Vorzugsweise
weist die Klebstoffbeschichtungsvorrichtung ferner eine vierte elektromagnetische
Induktionsheizspule auf, die in der Nähe des oben genannten Klebstoffzuführdurchlasses
angeordnet ist, und eine vierte Stromzuführvorrichtung zum Zuführen eines
Hochfrequenzstroms in die oben genannte vierte elektromagnetische
Induktionsheizspule, wobei zumindest ein Teil des oben genannten Klebstoffzuführdurchlasses
aus einem Heizelement zur Wärmeerzeugung
unter Verwendung von Stromwärme
aufgrund eines Wirbelstroms ausgebildet ist, der durch einen Hochfrequenzmagnetfluss
hervorgerufen wird, der durch die oben genannte elektromagnetische
Induktionsheizspule erzeugt wird, und wobei der oben genannte Klebstoffzuführdurchlass durch
Zuführen
eines Stroms aus der oben genannten vierten Stromzuführvorrichtung
in die oben genannte vierte elektromagnetische Induktionsheizspule
erwärmt
wird.
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In
der oben genannten Anordnung fließt, bedingt durch das Fließen eines
hochfrequenten Stroms durch die vierte elektromagnetische Induktionsheizspule
ein Wirbelstrom in dem Klebstoffzuführdurchlass, der aus einem
magnetischen Material ausgebildet ist, und der Klebstoffzuführdurchlass wird
zu einem elektrischen Widerstand und erzeugt Wärme. Daher kann durch die oben
genannte Anordnung der Klebstoff, der in dem Widerstandsbehälter geschmolzen
wurde, dem Klebstoffwiderstand zugeführt werden, ohne dass er aushärtet.
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Vorzugsweise
ist ein Kern in der Nähe
oder im Innern zumindest einer der zweiten, dritten und vierten
elektromagnetischen Induktionsheizspulen angeordnet.
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In
der oben genannten Anordnung kann durch das Anordnen des Kerns in
der Nähe
oder innerhalb der zweiten, dritten und vierten elektromagnetischen
Induktionsheizspulen der Magnetfluss, der an der gegenüberliegenden
Seite des zu heizenden Objekts erzeugt wird, zusammengefasst werden.
Im Ergebnis kann die Effizienz des Induktionsheizvorgangs verbessert
werden.
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Vorzugsweise
weist der oben genannte Klebstoffzuführdurchlass zumindest teilweise
eine Mäanderform
auf.
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Durch
die oben genannte Anordnung kann die Kontaktfläche zwischen dem Klebstoffzuführdurchlass,
der durch die vierte elektromagnetische Induktionsheizspule geheizt
wird, und dem Klebstoff vergrößert werden,
wobei der Klebstoff zuverlässig geschmolzen
werden kann.
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Vorzugsweise
weist die Klebstoffbeschichtungsvorrichtung ferner ein Bewegungsmittel
zum Bewegen der oben genannten Walze auf, wobei die oben genannte
Walze durch das oben genannte Bewegungsmittel bewegt wird, um den
Klebstoff auf eine Rückseite
des oben genannten Stapels von Blättern, der an einer bestimmten
Position fixiert ist, aufzutragen.
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Wenn
die Walze in dem Klebstoffbehälter sich
in der fixierten vorbestimmten Position befindet und der Klebstoff
auf die Rückseite
des Stapels von Blättern
aufgetragen wird, indem eine Klemmeinheit, in der der Stapel von
Blättern
gehalten wird, bewegt wird, vergrößert sich der Weg der Bewegung,
weil die Breite des Stapels von Blättern sich in Bewegungsrichtung
erstreckt. Im Ergebnis vergrößert sich
die Größe der gesamten
Vorrichtung. Daher ist es in einer herkömmlichen Vorrichtung unvermeidlich,
dass die Größen der
Walze und des Klebstoffbehälters, wie
oben beschrieben, zunehmen. Daher wird das Problem verursacht, dass
die gesamte Vorrichtung nach wie vor größer ausgebildet ist, wenn die
Walze derart ausgebildet ist, dass sie beweglich ist. In der oben
genannten Anordnung jedoch kann die Walze durch den elektromagnetischen
Induktionsheizvorgang kleiner ausgebildet sein. Daher muss die Bewegung
der Walze relativ zu dem Stapel von Blättern nur in dem Bereich der
Breite des Stapels der Blätter erfolgen,
wobei der Weg verkürzt
werden kann und die gesamte Vorrichtung kleiner ausgebildet werden kann.
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Vorzugsweise
kann das oben genannte Bewegungsmittel derart betrieben werden,
dass es die Beschichtungsvorrichtung einschließlich der oben genannten Walze
und des oben genannten Klebstoffbehälters bewegt.
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Durch
die oben genannte Anordnung bewegen sich der Klebstoffbehälter und
die Walze als eine Einheit, wobei der Klebstoff nicht von der Walze
tropft und daher nicht die Vorrichtung beschmutzt.
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In
jedem der oben genannten Ausführungsformen
ist es besonders bevorzugt, dass Materialien, wie z. B. Eisen, Nickel,
eine Eisen-Nickel-Legierung, eine Nickel-Kobalt-Legierung, und magnetischer Edelstahl,
als Material für
die Heizelemente unter Berücksichtigung
der Geschwindigkeit der Wärmeerzeugung
verwendet werden. Zusätzlich
ist es ferner bevorzugt, dass ein Material mit einem Volumenwiderstand
von 5 bis 100 Ω·m und
einer magnetischen Permeabilität μ0 von
10 oder mehr verwendet wird. Metalle mit einem niedrigen Volumenwiderstand,
wie Aluminium, Kupfer und Messing, können in Form einer dünnen Schicht,
beispielsweise als Überzug
oder ähnliches,
verwendet werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Ansicht, die den prinzipiellen Aufbau einer Buchbindevorrichtung
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist
eine Ansicht, die den Aufbau eines veränderten Beispiels einer Walze
zeigt.
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3 ist
eine Ansicht, die den Aufbau einer ersten Heizspule zeigt.
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4 ist
eine Ansicht, die den Aufbau einer zweiten Heizspule zeigt.
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5A, 5B, 5C, 5D, 5E sind
Ansichten, die einen allgemeinen Überblick über den Buchbindeprozess zeigen,
der durch die Buchbindevorrichtung gemäß dieser Ausführungsform durchgeführt wird.
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6A, 6B, 6C, 6D sind
Ansichten, die einen allgemeinen Überblick über den Schritt zeigen, wie
er in 5E dargestellt ist.
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7 ist
ein Blockdiagramm, das das Steuersystem der Buchbindevorrichtung
gemäß dieser Ausführungsform
darstellt.
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8 ist
eine Ansicht, die die Positionen von ersten und zweiten Thermoelementen 36 und 38 in Relation
zueinander darstellt.
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9 ist
eine Ansicht, die den Fall darstellt, in dem ein Lichtsensor anstelle
der Thermoelemente zum Steuern des Flüssigkeitslevels des Klebstoffs verwendet
wird.
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10 ist
eine Ansicht, die einen Zustand darstellt, in dem die verbleibende
Menge an Klebstoff knapp ist.
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11 ist
eine Ansicht, die eine Verarbeitungssequenz einer CPU darstellt.
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12 ist
ein Flussdiagramm, das einen Flüssigkeitsleveldetektionsprozess
darstellt.
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13 ist
ein Flussdiagramm, das einen Flüssigkeitstemperaturdetektionsprozess
darstellt.
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14 ist
eine Ansicht, die den allgemeinen Aufbau einer Buchbindevorrichtung
gemäß einer zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Beste Art die Erfindung auszuführen
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Eine
Buchbindevorrichtung gemäß jeder
der Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen
beschrieben.
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1 ist
eine Ansicht, die den allgemeinen Aufbau einer Buchbindevorrichtung
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt. Diese Buchbindevorrichtung 1 umfasst
einen Klebstoffbehälter 12 zum
Speichern von heißgeschmolzenem
Klebstoff 10, einen Speicherbehälter 24 zum Speichern
des nachzufüllenden
Klebstoffs und einen Klebstoffzuführabschnitt 18 zum
Verbinden des Speicherbehälters
mit dem Klebstoffbehälter.
In dem Klebstoffbehälter 12 ist
eine Walze 14, die auf einer Achse 16 derart gelagert
ist, dass zumindest ein Teil ihrer Umfangsfläche in den Klebstoff eingetaucht
wird, der in dem Klebstoffbehälter
gespeichert ist, vorgesehen, wobei sie durch einen Motor 63 der
mit der Achse verbunden ist, um diese Achse rotierbar ist.
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In
der Verlängerung
der Achse 16 der Walze 14 ist eine erste Heizspule 20 vorgesehen.
Die Walze 14 umfasst einen topfförmigen Teil 14b aus
Eisen und einen plattenförmigen
Abschnitt 14a aus Glasepoxidharz, der die Seitenwand an
der Seite, die der ersten Heizspule zugewandt ist, ausbildet, so
dass insgesamt eine hohle Form ausgebildet ist. Der plattenförmige Abschnitt 14a verschließt vollständig die Öffnung des
topfförmigen
Teils 14b, um zu verhindern, dass Klebstoff 10 in
das Innere des topfförmigen
Teils 14b eindringt. Ferner kann der topfförmige Teil 14b aus
einem Material hergestellt sein, das einen Volumenwiderstand von
5 bis 150 Ω·m und
eine magnetische Permeabilität
von 10 oder mehr aufweist, wie Eisen, Nickel oder eine Eisen-Nickel-Legierung.
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Die
erste Heizspule 20 ist derart ausgebildet, dass sie in
der Lage ist, einen hochfrequenten Strom von einer nicht dargestellten
Stromzuführvorrichtung aufzunehmen.
Wenn der hochfrequente Strom durch die erste Heizspule 20 fließt, wird
um diese ein Magnetfluss erzeugt. Die erste Heizspule 20 hat
einen Ferritkern 22, wie in 3 dargestellt
ist, um den erzeugten Magnetfluss zusammenzufassen. Die erste Heizspule 20 weist
U-förmige
rechtwinklige Ferritteile 20b um ein Spulenbündel 20a auf
und ist ausgestattet mit einem stabförmigen Ferritteil 20c,
das sich vom Schnittpunkt der Ferritteile 20b zum Inneren
der Spule erstreckt.
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Der
Magnetfluss, der durch die erste Heizspule hervorgerufen wird, erzeugt
einen Wirbelstrom in der Walze 14. Durch den Wirbelstrom,
der durch das Innere fließt,
wird die Walze selbst zu einem elektrischen Widerstand und erzeugt
Wärme,
die abhängig
ist von der Menge des Stroms, der durch die erste Heizspule fließt. Da die
Walze, wie oben beschrieben, den topfförmigen Teil 14b aus
Eisen, einem magnetischen Material, aufweist, und ferner den plattenförmigen Abschnitt 14a,
ein nicht-magnetisches Material, fließt der Wirbelstrom entlang
der Wandfläche des
topfförmigen
Teils 14b. Daher findet eine Wärmeerzeugung gleichmäßig entlang
der gesamten Fläche
der Walze 14 statt.
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In
der Buchbindevorrichtung gemäß dieser Ausführungsform
heizt die erste Heizspule die Walze direkt durch elektromagnetisches
Induktionsheizen. Daher kann die Effizienz der elektromagnetischen
Induktion dadurch erhöht
werden, dass die Querschnittsfläche
der Walze, die als eine aufgeheizte Komponente wirkt, verkleinert
wird. Anders ausgedrückt
kann die Querschnittsfläche
der Walze reduziert werden, wobei das Gesamtvolumen der Vorrichtung
an sich reduziert werden kann und die Zeit zum Aufheizen verkürzt werden
kann.
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Obwohl
der größere Teil
des Klebstoffbehälters 12 aus
Eisen ausgebildet ist, ist die Seitenwand 12a an der Seite,
an der die erste Heizspule 20 angeordnet ist, aus Glasepoxidharz
ausgebildet, einem nicht-magnetischen Material, so dass der Magnetfluss,
der durch die oben genannte erste Heizspule erzeugt wird, nicht
gestört
wird. Da die Seitenwand 12a aus einem nicht-magnetischen
Material ausgebildet ist, ist es nicht notwendig, dieses Material
besonders zu spezifizieren. Der Klebstoff 10 in dem Klebstoffbehälter 12 wird
aufgeheizt durch die Walze 14 und beginnt, ausgehend vom
Umfang der Walze, zu schmelzen.
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Wenn
der Klebstoff 10 zu einem bestimmten Ausmaß schmilzt
und die Walze 14 bereit ist, um die Achse 16 herum
zu rotieren, bewegt sich die Walze 14 entlang der angeordneten
einseitigen Kante eines Stapels von Blättern, die durch eine Klemmvorrichtung
klemmend gehalten sind, so dass der Klebstoff 10, wie später beschrieben,
aufgetragen wird.
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2 zeigt
ein verändertes
Beispiel der Walze. Diese Art der Walze 114 weist drei
Teile auf. Anders ausgedrückt
umfasst sie ein zylindrisches Teil 114b aus Eisen, ein
Bodenteil 114c, das einen Passabschnitt zwischen der Achse 16 und
der Seitenfläche
der Walze, die weiter weg von der elektromagnetischen Induktionsheizspule 20 angeordnet
ist, ausbildet, und einen plattenförmigen Abschnitt 114a aus einem
nicht-magnetischen Material, der die Seitenfläche der Walze, auf der Seite
der elektromagnetischen Induktionsheizspule 20 ausbildet.
Das Bodenteil ist aus einem Material mit einer hohen magnetischen
Permeabilität
ausgebildet, das einen Fluss von Wirbelströmen weitestgehend unterbindet,
wie beispielsweise Ferrit. Der plattenförmige Abschnitt 114a und
das Bodenteil 114c dichten vollständig die Öffnungen des zylindrischen
Teils 14b ab, um zu verhindern, dass Klebstoff in das Innere
des zylindrischen Teils 114b eindringt. In diese Konfiguration
fließt
ein Wirbelstrom entlang des zylindrischen Teils 114b, das
in direktem Kontakt zu dem Klebstoff steht, wobei die Heizeffizienz
des zylindrischen Teils 114b verbessert werden kann.
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Der
Speicherbehälter 24 ist
ein Behälter,
in dem der Klebstoff, der nachgefüllt wird, wenn die Menge des
Klebstoffs 10, die in dem Klebstoffbehälter 12 gespeichert
ist, knapp wird, im voraus in einem geschmolzenen Zustand gespeichert
wird. Der Speicherbehälter 24 ist
ein Gefäß aus Eisen
hat zwei zweite Heizspulen 40 in seiner Nähe.
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Die
zweite Heizspule 40 ist derart ausgebildet, dass sie in
der Lage ist, einen hochfrequenten Strom von einer Stromzuführvorrichtung,
die nicht dargestellt ist, aufzunehmen. Wenn der hochfrequente Strom
durch die zweite Heizspule 40 fließt, wird um diese herum ein
Magnetfluss erzeugt. Die zweite Heizspule 40 hat einen
Ferritkern 42, der in 4 dargestellt
ist, um den erzeugten Magnetfluss zusammenzufassen. Die zweite Heizspule 40 ist
derart ausgebildet, dass "["-geformte Ferritteile 40b an
vier Positionen in Abständen
von 90 Grad um eine Spulenpackung 40a herum angeordnet
sind.
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Der
Magnetfluss, der durch die zweite Heizspule erzeugt wird, verursacht
einen Wirbelstrom in dem Speicherbehälter 24. Durch den
Wirbelstrom, der durch das Innere fließt, wird der Speicherbehälter 24 selbst
zu einem elektrischen Widerstand und erzeugt Wärme in Abhängigkeit von der Menge des Stroms
der durch die zweite Heizspule fließt, so dass der hierin gespeicherte
Klebstoff geschmolzen wird.
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Der
Speicherbehälter 24 ist
mit einer Schraube 26 zum Durchmischen des hierin gespeicherten Klebstoffs
ausgestattet. Die Schraube 26 ist ein schmales zylindrisches
Teil aus Eisen und hat einen Vorsprung 28, der spiralförmig um
ihren Umfang herum angeordnet ist. Wenn die Schraube um ihre Längsachse
herum rotiert wird, nimmt der Vorsprung 28 den Klebstoff
um seinen Umfang herum mit, wobei der Klebstoff durchmischt wird.
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Die
Schraube 26 ist hohl ausgebildet und mit einer dritten
Heizspule 50 in der Schraube 26 ausgestattet.
Die dritte Heizspule ist derart ausgebildet, dass sie in der Lage
ist, einen hochfrequenten Strom von einer Stromzuführvorrichtung,
die nicht dargestellt ist, aufzunehmen. Wenn der Strom durch die dritte
Heizspule fließt,
wird ein Wirbelstrom in der Schraube, die aus einem magnetischen
Material ausgebildet ist, erzeugt, und die Schraube 26 selbst
wird aufgeheizt. Der Klebstoff um die aufgeheizte Schraube 26 herum
nimmt die Wärme
der Schraube auf und schmilzt.
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Der
Klebstoffzuführabschnitt 18 ist
zwischen dem Klebstoffbehälter 12 und
Behälter 24 angeordnet.
Der Klebstoffzuführabschnitt 18 ist
durch einen Zylinder aus Eisen ausgebildet und mäanderförmig angeordnet und ist ausgestattet
mit einer Zahnradpumpe 34 in dem Klebstoffzuführabschnitt 18.
Der Klebstoff, der in dem Speicherbehälter 24 gespeichert
ist, wird dem Klebstoffbehälter
zugeführt,
wenn die Zahnradpumpe angetrieben wird.
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Eine
vierte Heizspule 30 ist in der Nähe des Klebstoffzuführabschnitts 18 angeordnet.
Die vierte Heizspule 30 ist derart ausgebildet, dass sie
in der Lage ist, einen hochfrequenten Strom von einer nicht dargestellten
Stromzuführvorrichtung
aufzunehmen. Wenn der Strom durch die vierte Heizspule fließt, wird
ein Wirbelstrom in dem Klebstoffzuführabschnitt 18, der
aus einem magnetischen Material ausgebildet ist, erzeugt, und der
Klebstoffzuführabschnitt 18 selbst
wird aufgeheizt. Der Klebstoff, der in dem aufgeheizten Klebstoffzuführabschnitt
enthalten ist, nimmt die Wärme
auf und schmilzt. Um den erzeugten magnetischen Fluss zusammenzufassen,
hat die vierte Heizspule 50 einen Ferrit-Kern 32 und
ist mit vier "["-förmigen Ferrit-Elementen, wie in 4 dargestellt,
ausgestattet.
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Im
Folgenden wird der Buchbindeprozess der Buchbindevorrichtung gemäß dieser
Ausführungsform
beschrieben. 5A–5E sind
Ansichten, die den prinzipiellen Ablauf des Buchbindeprozess darstellen,
der durch die Buchbindevorrichtung gemäß dieser Ausführungsform
durchgeführt wird.
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Zuerst
wird, wie in 5A dargestellt, die an der einen
Seite angeordnete Kante des Stapels von Blättern 54, die nach
dem Buchbinden zum Buchrücken
werden soll, nach unten hin ausgerichtet. Hierbei wurde ein Einband 58 im
voraus auf dem Basisteil 52 angeordnet, und während der
Stapel von Papier 54, der hierauf angeordnet ist, geprüft wird,
so dass das Buchbinden wie gewünscht
erfolgen kann, wird eine Klemmvorrichtung 56 zum Klemmen
des Stapels von Blättern
geschlossen. Hierbei befindet sich das Basisteil 52 in
einem geschlossenen Zustand, wie in 6A dargestellt.
Daher ist die einseitige Kante des Stapels von Blättern 54 ausschließlich an der
oberen Seite desselben angeordnet. Nachdem der Stapel von Papier
geklemmt wurde, tritt die Buchbindevorrichtung in einen Standby-Zustand
ein, wobei der Beschichtungs-Walzen-Rotationsmotor
betrieben wird und die Walze 14 am Klebstoffbehälter 12 in
einen rotierenden Zustand, dargestellt durch den Pfeil 81,
versetzt wird. Hiernach startet der Buchbindeprozess wie im folgenden
dargestellt.
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Wenn
der Buchbindeprozess beginnt, bewegt sich die Klemmvorrichtung 56 durch
einen Klemmvorrichtungs-Aufwärts-Abwärts-Motor,
der nicht dargestellt ist, wie durch den Pfeil 80 dargestellt,
nach oben, während
sie den Stapel von Papier 54, wie in 5B dargestellt,
klemmend hält.
Hiernach wird, nachdem die Klemmvorrichtung 56 in dem Ausmaß gestiegen
ist, dass der Klebstoffbehälter 12 zwischen
der unteren Seitenkante des Stapels von Papier 54 und dem
Basisteil 52, wie in 5C dargestellt,
passieren kann, der Klebstoffbehälter 12,
wie durch den Pfeil 82 dargestellt, derart vor und zurückbewegt,
dass die Walze 14, die durch einen Beschichtungsmittelverschiebemotor,
der nicht dargestellt ist, rotiert wird, in Kontakt mit der unteren
Seitenkante des Stapels von Papier 54 kommt, wobei der
Klebstoff, der in dem Klebstoffbehälter 12 gespeichert
ist, aufgetragen wird. Hierbei wird die erste Heizspule, die in
der Nähe
des Klebstoffbehälters 12 angeordnet
ist, nicht bewegt, wodurch die Verkabelung zu der ersten Heizspule
vereinfacht werden kann. Durch diese Vor- und Zurückbewegung
können Stränge zwischen
dem Klebstoff auf der unteren Seitenkante des Papierstapels und
dem Klebstoff in dem Klebstoffbehälter abgeschnitten werden.
Ferner ist es bevorzugt, dass der Abstand zwischen der Beschichtungswalze
und der unteren Seitenkante des Papierstapels und die Rotierrichtung
der Beschichtungswalze einstellbar sind, abhängig von der Dicke des Papierstapels,
der Viskosität
des Klebstoffs etc. Ferner kann der Abstand zwischen der Beschichtungswalze
und der unteren Seitenkante des Papierstapels und die Rotationsrichtung
der Beschichtungswalze abhängig
von der Bewegungsrichtung des Klebstoffbehälters variabel gestaltet werden.
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Wenn
der Klebstoffbehälter 12 nach
seiner Vor- und Zurückbewegung
unter dem Papierstapel zu seiner Ursprungsposition zurückkehrt,
beginnt die Klemmvorrichtung 56, wie durch den Fall 83 dargestellt,
abzusinken, und der Papierstapel 54 wird, wie in 5D dargestellt,
mit dem Einband 58 verklebt. 5E zeigt
einen Zustand, in dem, nachdem der Papierstapel 54 mit
dem Einband 58 verklebt wurde, der Papierstapel 54 in
die Ausnehmung in dem Basisteil 52 bewegt wird und in einer
Richtung nach links und nach rechts gedrückt wird, wie im Detail in Zusammenhang
mit den nächsten 6A–6D beschrieben.
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6A–6D sind
Ansichten, die den prinzipiellen Ablauf des Schritts, wie er in 5E dargestellt
ist, verdeutlichen. Wie in 6A dargestellt, wird
der Papierstapel 54, dessen untere Seitenkante mit Klebstoff
beschichtet ist, mit dem Einband 58 verklebt, wenn die
Klemmvorrichtung 56 abgesenkt wird. Das Basisteil weist
zwei L-förmige
Elemente 52a und 52b, wie in 6A dargestellt,
auf und diese Elemente sind derart angeordnet, dass sie sich überschneiden
und ineinander eingreifen.
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Nachdem
der Papierstapel 54 mit dem Einband 58 verklebt
wurde, werden die zwei Elemente 52a und 52b des
Basisteils durch ihnen zugeordnete, nicht dargestellte, Basisteilverschiebemotoren
verschoben, so dass sie voneinander getrennt werden, wie jeweils
durch die Pfeile 84 und 85 dargestellt, wobei
eine Ausnehmung 59 entsteht. In Bezug auf die Frage, welche
Breite die Ausnehmung 59 haben sollte, kann diese Ausnehmung
dadurch ermittelt werden, dass, weil die Dicke des Papierstapels 54 im
Voraus durch die Klemmvorrichtung 56 bekannt ist, dieses
Signal ausgegeben und einer Berechnung zugeführt wird. Oder es ist möglich, dass
die Basisteile zunächst über den
maximalen Abstand verschoben werden und dann in Richtungen verschoben
werden, so dass sie sich einander annähern, wie in dem Zustand gemäß 6C,
der im folgenden beschrieben wird, vorgesehen. In jedem Fall muss
die Ausnehmung 59 breiter als die Dicke des Papierstapels 54 sein.
Die Ausnehmung 59, die zu diesem Zeitpunkt ausgebildet
wird, hat einen Boden, der durch das Element 52b ausgebildet
wird, wobei die untere Seitenkante des Papierstapels hieran positioniert
werden kann.
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Nachdem
die Ausnehmung 59 ausgebildet ist, bewegt das Basisteil 52 nach
oben und die zwei Elemente 52a und 52b hiervon
bewegen sich, wie durch die Pfeile 84a und 82b dargestellt,
wobei der Papierstapel 54 zusammengepresst wird, so dass
er hierzwischen in der Ausnehmung 59 gehalten wird. Durch
dieses Dazwischenhalten des Papierstapels 54 kann der Klebevorgang
vervollständigt
werden, und die Dicke nach dem Buchbinden kann reduziert werden.
Zu diesem Zeitpunkt wird der Einband 58, wie in der Figur
dargestellt, entlang der Ausnehmung in dem Basisteil 58 geknickt.
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Da
der Papierstapel 54 nach Ablauf eines definierten Zeitabstands
vollständig
mit dem Einband 58 verklebt ist, gibt die Klemmvorrichtung 56,
wie durch die Pfeile 90 dargestellt, den Papierstapel frei. Zusätzlich werden
die Elemente des Basisteils 52 derart bewegt, dass sie
sich entlang der Pfeile 87 und 88 jeweils öffnen, wobei
der Papierstapel, der verklebt wurde, wie durch den Pfeil 89 dargestellt,
herunterfällt.
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Während der
oben beschriebene Buchbindevorgang fortgesetzt wird, verringert
sich der Klebstoff 10 in dem Klebstoffbehälter, wobei
es schwierig wird, den Buchbindevorgang in geeigneter Weise durchzuführen. Daher
ist es notwendig, Klebstoff aus dem Speicherbehälter zuzuführen. Die Buchbindevorrichtung
gemäß dieser
Ausführungsform
hat zu diesem Zweck einen Sensor, wobei der Klebstoff automatisch
zugeführt
wird.
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7 ist
ein Blockschaubild, das das Steuerungssystem der Buchbindevorrichtung
gemäß dieser
Ausführungsform
darstellt.
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Eine
CPU 60 wird verwendet, um die Zeiten für den Antrieb aller Motoren
und ähnlicher
Komponenten durch Empfangen von Informationen von allen Sensoren
und durch Durchführen
von Berechnungen und weiterer Operationen zu steuern. Ein ROM 61 ist
ein nicht beschreibbarer Speicher zum Speichern von Programmen und
Daten aus der Steuerung der CPU. Ein RAM 62 ist ein wiederbeschreibbarer
Speicher, der als Betriebsbereich für die CPU 60 dient.
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Wie
in den 1 und 7 dargestellt, sind Thermoelemente 36–48 für diese
Buchbindevorrichtung vorgesehen, um die Menge und die Temperatur des
Klebstoffs in vorbestimmten Abständen,
wie später
beschrieben, zu ermitteln. Erste und zweite Thermoelemente 36 und 38 sind
für den
Klebstoffbehälter 12 vorgesehen,
um die Menge und die Temperatur des Klebstoffs in dem Klebstoffbehälter 12 zu
messen. Ein drittes Thermoelement 44 ist für den Klebstoffzuführabschnitt 18 vorgesehen,
um die Temperatur des Klebstoffs in dem Klebstoffzuführabschnitt
zu messen. Vierte und fünfte
Thermoelemente 46 und 48 sind für den Speicherbehälter 24 vorgesehen,
um die Menge und die Temperatur des Klebstoffs in dem Speicherbehälter zu
messen. Die Informationen, die durch den Einsatz dieser Thermoelemente
gemessen werden, werden alle der CPU 60 in konstanten Zeitabständen übermittelt.
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Wie
in 7 dargestellt, sind wie im folgenden beschrieben,
für die
Buchbindevorrichtung Anhaltepositionssensoren 71–75 vorgesehen.
Ein erster Anhaltepositionssensor 71 ist ein Sensor zum
Erkennen der Position des Klebstoffbehälters 12, der sich,
wie in Zusammenhang mit 5 beschrieben, im
Buchbindeprozess bewegt. Ein zweiter Anhaltepositionssensor 72 ist
ein Sensor zum Erkennen der Position der Klemmvorrichtung, wenn
sie auf und ab bewegt wird. Dritte und vierte Anhaltepositionssensoren 73 sind
Sensoren zum Erkennen der Verschiebepositionen der Basiselemente 52a und 52b,
wie in Zusammenhang mit 6 beschrieben.
Ein fünfter Anhaltepositionssensor
ist ein Sensor zum Erkennen der Position des Basisteils 52,
wenn es auf und ab bewegt wird. Die Positionsinformationen aller
Elemente, die durch diese Sensoren ermittelt werden, werden an die
CPU 60 in konstanten Zeitabständen übermittelt.
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Eine
einzelne Hochfrequenzzuführquelle 51 führt der
ersten bis vierten Heizspule 20, 30, 40 und 50 in
vorbestimmten Zeiten unter Kontrolle der CPU hochfrequente Ströme zu.
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Auf
Basis der Informationen der Thermoelemente zum Messen der Temperatur
des Klebstoffs steuert die CPU 60 die Hochfrequenzstromzuführquelle,
um die Temperatur des Klebstoffs in einem Bereich von 170°C ± 5°C zu halten,
und steuert ferner die Stromzufuhr zu der ersten bis vierten Heizspule 20, 30, 40 und 50.
Die Steuerung wird durchgeführt,
um diesen Temperaturbereich beizubehalten, da, wenn die Temperatur
165°C oder
weniger beträgt,
die Viskosität
des Klebstoffs hoch ist und der Buchbindevorgang nicht in geeigneter
Weise durchgeführt
werden kann, und wenn die Temperatur höher als 180°C ist, der Klebstoff verbrannt
werden kann.
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8 ist
eine Darstellung, die die relative Position der ersten und zweiten
Thermoelemente 36 und 38 zueinander darstellt.
Eins der zwei Thermoelemente für
den Klebstoffbehälter 12 ist
in dem Klebstoff angeordnet und das andere ist über dem Flüssigkeitslevel des Klebstoffs
angeordnet. Wenn der Klebstoff ausreichend vorhanden ist, weist
der Messwert des Thermoelements 36 einen großen Unterschied
zum Messwert des Thermoelements 38 auf. Während der Buchbindeprozess
fortschreitet und wenn das erste Thermoelement 36 den Flüssigkeitslevel
des Klebstoffs übersteigt,
nähert
sich der Messwert des ersten Thermoelements 36 dem Messwert des
zweiten Thermoelements 38. Wenn die Differenz hierzwischen
kleiner wird als ein vorbestimmter Wert, der im Vorhinein in der
CPU 60 gespeichert ist, entscheidet die CPU, dass die übriggebliebene
Menge des Klebstoffs 10 knapp ist, wobei die Zahnradpumpe 34 zum
Zuführen
von Klebstoff angetrieben wird.
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9 ist
eine Ansicht, die den Fall darstellt, in dem ein Fotosensor anstelle
der Thermoelemente zum Steuern des Flüssigkeitslevels des Klebstoffs verwendet
wird. In diesem geänderten
Beispiel ist ein Fotosensor 39a über dem Flüssigkeitslevel des Klebstoffs
angeordnet und strahlt Infrarotstrahlen oder ähnliches zu jedem Zeitpunkt
aus. Ein Reflexionsteil 39b ist an einer derartigen Position
angeordnet, dass es dem Licht, das durch den Fotosensor 39a ausgestrahlt
wird, gegenüberliegt.
Wenn die übriggebliebene
Menge des Klebstoffs ausreichend ist, ist das Reflexionsteil derart
angeordnet, dass es unter dem Flüssigkeitslevel
des Klebstoffs liegt. Daher werden die ausgestrahlten Infrarotstrahlen
durch den Flüssigkeitslevel
des Klebstoffs diffus reflektiert und gestreut.
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Während der
Klebstoff verwendet wird, reduziert sich die restliche Menge und
das Reflexionsteil 39b wird über dem Flüssigkeitslevel des Klebstoffs, wie
in 10 dargestellt, sichtbar. In diesem Fall wird das
Licht, das von dem Fotosensor 39a ausgestrahlt wird, durch
das Reflexionsteil 39b reflektiert und tritt in den Fotosensor
ein. Dann stellt der Fotosensor 39a fest, dass die restliche
Menge des Klebstoffs knapp ist und übermittelt der CPU 60 das
Signal.
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Im
Folgenden wird die gesamte Steuerfrequenz der CPU beschrieben. 11 ist
eine Ansicht, die die Berechnungssequenz der CPU darstellt. Wie in 11 dargestellt,
wiederholt die CPU die Flüssigkeitsleveldetektion
(Schritt 1) und die Flüssigkeitstemperaturdetektion
(Schritt 2) auf Basis der Signale, die von den Thermoelementen in
vorbestimmten Intervallen übermittelt
werden.
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12 ist
ein Flussdiagramm, dass den Flüssigkeitsleveldetektionsprozess
darstellt. Zunächst
wird die Temperatur t1 jedes der Thermoelemente 38 und 48,
die über
dem Flüssigkeitslevel
angeordnet sind, in vorbestimmten Intervallen detektiert, und es
wird beurteilt, ob die Temperatur der Temperatur t2 jedes der Thermoelemente 38 und 48, die über dem
Flüssigkeitslevel
angeordnet sind und mit diesen jeweils paarweise verwendet werden, ähnelt (Schritt
11). In dem Fall, wenn die Temperatur jedes der Thermoelemente 38 und 48 nicht
der Temperatur t2 jedes der Thermoelemente 36 und 46,
die zusammen mit diesen jeweils paarweise verwendet werden, ähnlich ist,
wird festgestellt, dass die restliche Menge des Klebstoffs ausreichend
ist, und die Verarbeitung schreitet zur nächsten Flüssigkeitstemperaturdetektion
fort (Schritt 2). Für
den Fall, dass die Temperatur jedes der Thermoelemente 38 und 48, die über dem
Flüssigkeitslevel
angeordnet sind, der Temperatur t2 des Klebstoffs der Thermoelemente, die
mit diesen jeweils paarweise verwendet werden, ähnlich ist, wird festgestellt,
dass die restliche Menge des Klebstoffs nicht ausreichend ist, und
es wird beurteilt, ob die restliche Menge des Klebstoffs in dem Speicherbehälter 24 ausreichend
ist und der Klebstoff zugeführt
werden kann (Schritt 13). Für
den Fall, dass der Speicherbehälter
den Klebstoff bereitstellen kann, wird die Zahnradpumpe 34 zum
Zuführen
des Klebstoffs angetrieben (Schritt 14). Andererseits wird für den Fall,
dass der Speicherbehälter
den Klebstoff nicht bereitstellen kann, eine Warnmeldung angezeigt
(Schritt 15), wobei der Benutzer aufgefordert wird, dem Speicherbehälter einen
pellet-ähnlichen Klebstoff
zuzuführen.
-
13 ist
ein Flussdiagramm, das den Flüssigkeitstemperaturdetektionsprozess
darstellt. Die Temperatur t2 jedes der Thermoelemente 36, 44 und 46 zum
Messen der Temperatur des Klebstoffs in vorbestimmten Zeitabständen wird
gemessen, eine Messung wird ferner durchgeführt im Hinblick auf die Frage,
ob der Messwert jedes Thermoelements 165°C oder mehr und 175°C oder weniger beträgt (Schritt
21). Für
den Fall, dass die Messwerte aller Thermoelemente in diesem Bereich
liegen, wird festgestellt, dass die Temperatur geeignet ist und
die Verarbeitung schreitet zu dem Flüssigkeitsleveldetektionsprozess
fort.
-
Für den Fall,
dass der Messwert irgendeines der Thermoelemente nicht in diesem
Bereich liegt, wird beurteilt, ob der Messwert des Thermoelements größer als
165°C ist
(Schritt 23). Für
den Fall, dass der Messwert geringer als 165°C ist, wird festgestellt, dass
die Temperatur des Klebstoffs niedriger ist als der korrekte Wert
und die Größe des hochfrequenten Stroms,
der der Heizspule zugeführt
wird, die dem Thermoelement zugeordnet ist, wird erhöht (Schritt 24).
Andererseits wird für
den Fall, dass der Messwert größer als
165°C ist,
festgestellt, dass die Temperatur des Klebstoffs größer als
der korrekte Wert ist, und die Größe des hochfrequenten Stroms,
der der Heizspule zugeführt
wird, die dem Thermoelement zugeordnet ist, wird verringert (Schritt
25).
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14 ist
eine Ansicht, die die grundsätzliche
Ausgestaltung einer Buchbindevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt. Diese Buchbindevorrichtung umfasst
einen Klebstoffbehälter 12 zum
Speichern von heißschmelzendem
Klebstoff 10, einen Speicherbehälter 24 zum Speichern
von nachzufüllendem
Klebstoff und einen Klebstoffzuführabschnitt 18 zum
Verbinden des Speicherbehälters
mit dem Klebstoffbehälter.
In dem Klebstoffbehälter 12 ist
eine Walze 14, die auf einer Achse 16 derart gelagert
ist, dass zumindest ein Teil der Walze in den Klebstoff, der in
dem Klebstoffbehälter
gespeichert ist, eingetaucht wird, und die durch einen mit der Achse
verbundenen Motor 63 um die Achse rotierbar ist, angeordnet.
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In
der Verlängerung
der Achse 16 der Walze 14 ist eine Heizspule 20 angeordnet.
Die erste Heizspule 20 ist derart ausgebildet, dass sie
in der Lage ist, einen hochfrequenten Strom von einer nicht-dargestellten
Stromzuführvorrichtung
aufzunehmen. Wenn der hochfrequente Strom durch die erste Heizspule 20 fließt, wird
um diese ein Magnetfluss erzeugt. Der Magnetfluss, der durch die
Heizspule erzeugt wird, verursacht einen Wirbelstrom in der Walze 14.
Durch den Wirbelstrom, der durch das Innere fließt, wird die Walze 14 selbst
ein elektrischer Widerstand und erzeugt Wärme in Abhängigkeit von der Menge des
Stroms, der durch die Heizspule fließt.
-
Der
Speicherbehälter 24 ist
an der Seite und in der Nähe
des Klebstoffbehälters
angeordnet. Die Form des Speicherbehälters 24 weist ein
niedriges Profil auf, wobei der Speicherbehälter 24 eine niedrige
Höhe und
eine große
Grundfläche
aufweist. Der Speicherbehälter
ist mit dem Klebstoffspeicher 12 über den Klebstoffzuführabschnitt 18 verbunden.
Der Klebstoffzuführabschnitt
weist eine Form mit einem niedrigen Profil auf und ist derart ausgebildet,
dass er in die Bodenfläche
des Speicherbehälters
integriert ist und ist ferner ausgestattet mit einer Durchgangsöffnung,
die zu dem Klebstoffbehälter 12 führt, um dem
Klebstoff zu erlauben hier durchzufließen. Zusätzlich ist eine Zahnradpumpe
in der Mitte der Durchgangsöffnung
vorgesehen, so dass der Klebstoff dem Klebstoffbehälter durch
die Durchgangsöffnung
zugeführt
werden kann. Anders ausgedrückt, wird,
wenn der Klebstoff in dem Klebstoffbehälter knapp wird, die Zahnradpumpe 34 angetrieben,
um Klebstoff vom Speicherbehälter
zum Klebstoffbehälter 12 fördern.
-
In
der Einheit, die den Speicherbehälter 24, den
Klebstoffzuführabschnitt 18 etc.
aufweist, ist jede Komponente aus einem magnetischen Material, wie Eisen,
hergestellt. Unter dieser Einheit ist eine Heizspule 30 angeordnet.
Diese Heizspule 30 hat einen Ferrit-Kern 32, so
dass sie den erzeugten Magnetfluss zusammenfassen kann. Zusätzlich ist
die Heizspule 30 derart ausgebildet, dass sie in der Lage
ist, einen hochfrequenten Strom von einer nicht-dargestellten Stromzuführvorrichtung
aufzunehmen. Da die oben genannte Einheit derart ausgebildet ist, dass
sie eine Form mit niedrigem Profil hat, fließt, wenn der hochfrequente
Strom durch die Heizspule 30 fließt, in der gesamten Einheit
aufgrund des hochfrequenten Magnetflusses, der durch die Heizspule 30 erzeugt wird,
ein Wirbelstrom, wobei die gesamte Einheit durch die Stromwärme hiervon
erwärmt
wird.
-
In
dieser Anordnung können
die Heizspulen 20 und 30, die eine Verkabelung
erfordern, an festgelegten Positionen angeordnet werden und nur
die oben genannte Einheit (der Klebstoffbehälter 12, der Speicherbehälter 24 und
der Klebstoffzuführabschnitt 34)
können
verschoben werden. Daher kann der Verkabelungsaufwand für die gesamte
Vorrichtung reduziert werden.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
-
Wie
oben beschrieben, wird in dieser Buchbindevorrichtung ein Wirbelstrom
in der Walze durch die Heizspule, die in der Nähe der Walze angeordnet ist,
erzeugt, wobei die Walze direkt aufgeheizt wird. Daher kann der
Zeitabschnitt bis ein Standby-Status erreicht werden kann, verkürzt werden,
und die Temperatursteuerung des Klebstoffs kann einfach dadurch
ausgeführt
werden, dass der Strom eingestellt wird. Zusätzlich kann, da die Heizspule
in keinem Kontakt mit der Walze, die als Heizelement dient, steht,
der Verkabelungsaufwand für
den Fall verringert werden, dass die Walze in dem Buchbindevorgang
bewegt wird.
-
Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt und
kann auch in anderen verschiedenen Ausführungsformen realisiert werden.