DE60225804T2

DE60225804T2 - Klebstoffbeschichtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE60225804T2
Application number: DE60225804T
Authority: DE
Inventors: Chiharu Duplo Seiko Corporation TANIGUCHI; Yoshihide Sugiyama
Original assignee: Duplo Seiko Corp
Current assignee: Duplo Seiko Corp
Priority date: 2001-06-29
Filing date: 2002-06-24
Publication date: 2009-04-16
Anticipated expiration: 2022-06-25
Also published as: CN1274424C; EP1927405B1; EP1927405A1; ATE439916T1; ATE390212T1; JP2003010748A; EP1407829B1; HK1068834A1; DE60225804D1; US6964707B2; CN1537033A; JP4567917B2; KR100855439B1; WO2003002266A1; KR20040015276A; EP1407829A1; EP1407829A4; DE60233451D1; US20040188022A1

Description

Technisches Gebiet
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.
Stand der Technik
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.
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.
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.
Das Dokument GB-A-1,119,415 beschreibt die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und verwendet einen Transformator zum Heizen der Walze.
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.
Beschreibung der Erfindung
(Technische Aufgaben, die durch die Erfindung gelöst werden sollen)
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.
(Verfahren zum Lösen der Aufgabe)
Zum Lösen der oben genannten technischen Aufgaben stellt die vorliegende Erfindung eine Klebstoffbeschichtungsvorrichtung bereit, die, wie im folgenden beschrieben, ausgebildet ist.
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.
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.
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.
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.
Die Klebstoffbeschichtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann gemäß vielen Ausführungsformen ausgebildet sein, die im folgenden beschrieben werden.
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.
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.
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.
Vorzugsweise ist ein Kern in der Nähe der oben genannten elektromagnetischen Induktionsheizspule angeordnet.
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.
Bevorzugt umfasst die Klebstoffbeschichtungsvorrichtung ferner einen Speicherbehälter zum Nachfüllen von Klebstoff.
Durch die oben genannte Anordnung wird der Klebstoff aus dem Speichertank zugeführt. Dies verhindert, dass der Benutzer den Klebstoff nachfüllen muss.
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.
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.
Vorzugsweise ist in dem Speicherbehälter ein schraubenförmiges Rührmittel angeordnet.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Vorzugsweise ist ein Kern in der Nähe oder im Innern zumindest einer der zweiten, dritten und vierten elektromagnetischen Induktionsheizspulen angeordnet.
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.
Vorzugsweise weist der oben genannte Klebstoffzuführdurchlass zumindest teilweise eine Mäanderform auf.
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.
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.
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.
Vorzugsweise kann das oben genannte Bewegungsmittel derart betrieben werden, dass es die Beschichtungsvorrichtung einschließlich der oben genannten Walze und des oben genannten Klebstoffbehälters bewegt.
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.
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.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Ansicht, die den prinzipiellen Aufbau einer Buchbindevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines veränderten Beispiels einer Walze zeigt.
3 ist eine Ansicht, die den Aufbau einer ersten Heizspule zeigt.
4 ist eine Ansicht, die den Aufbau einer zweiten Heizspule zeigt.
5A, 5B, 5C, 5D, 5E sind Ansichten, die einen allgemeinen Überblick über den Buchbindeprozess zeigen, der durch die Buchbindevorrichtung gemäß dieser Ausführungsform durchgeführt wird.
6A, 6B, 6C, 6D sind Ansichten, die einen allgemeinen Überblick über den Schritt zeigen, wie er in 5E dargestellt ist.
7 ist ein Blockdiagramm, das das Steuersystem der Buchbindevorrichtung gemäß dieser Ausführungsform darstellt.
8 ist eine Ansicht, die die Positionen von ersten und zweiten Thermoelementen 36 und 38 in Relation zueinander darstellt.
9 ist eine Ansicht, die den Fall darstellt, in dem ein Lichtsensor anstelle der Thermoelemente zum Steuern des Flüssigkeitslevels des Klebstoffs verwendet wird.
10 ist eine Ansicht, die einen Zustand darstellt, in dem die verbleibende Menge an Klebstoff knapp ist.
11 ist eine Ansicht, die eine Verarbeitungssequenz einer CPU darstellt.
12 ist ein Flussdiagramm, das einen Flüssigkeitsleveldetektionsprozess darstellt.
13 ist ein Flussdiagramm, das einen Flüssigkeitstemperaturdetektionsprozess darstellt.
14 ist eine Ansicht, die den allgemeinen Aufbau einer Buchbindevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
Beste Art die Erfindung auszuführen
Eine Buchbindevorrichtung gemäß jeder der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
7 ist ein Blockschaubild, das das Steuerungssystem der Buchbindevorrichtung gemäß dieser Ausführungsform darstellt.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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).
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.
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.
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.

Claims

Klebstoff-Beschichtungsvorrichtung, bereitgestellt mit einer Walze (14), von der ein Teil in Klebstoff (10) getaucht wird, welcher in einem Klebstoffbehälter (12) gespeichert ist, zum Auftragen des in diesem Klebstoffbehälter (12) geschmolzen vorliegenden Klebstoffs (10) entlang einer angeordneten einseitigen Kante eines Plattenbündels (54) während der Rotation, umfassend: eine elektromagnetische Induktionsheizspule (20), die in der Nähe der Walze (14) angeordnet ist und eine Stromzuführvorrichtung (51) zum Zuführen von Hochfrequenzstrom zu der elektromagnetischen Induktionsheizspule (20), dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (14) aus einem Heizelement zur Wärmeerzeugung unter Verwendung von Stromwärme aufgrund eines Wirbelstroms ausgebildet ist, der durch einen Hochfrequenz-Magnetfluss hervorgerufen wird, welcher durch die elektromagnetische Induktionsheizspule (20) erzeugt wird, und die Walze (14) durch Zuführen des Stroms aus der Stromzuführvorrichtung (51) in die elektromagnetische Induktionsheizspule (20) erwärmt wird, so dass der in dem Klebstoffbehälter (12) gespeicherte Klebstoff (10) durch die Walze (14) geschmolzen wird.
Klebstoff-Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Induktionsheizspule (20) in einer Richtung einer Rotationswelle (16) der Walze angeordnet ist und die Walze (14) ausgebildet ist, um hohl zu sein, und eine Seitenfläche derselben auf einer Seite, an der die elektromagnetische Induktionsheizspule (20) bereitgestellt ist, aus einer nichtmagnetischen Substanz (14a) hergestellt ist.
Klebstoff-Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kern (22) in der Nähe der elektromagnetischen Induktionsheizspule (20) angeordnet ist.
Klebstoff-Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese ferner einen Speicherbehälter (24) zum Nachfüllen des Klebstoffs umfasst.
Klebstoff-Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese ferner Folgendes umfasst: ein Klebstoff-Detektionsmittel (36, 38) zum Detektieren einer Menge des Klebstoffs (10), die in dem Klebstoffbehälter (12) gespeichert ist; ein Nachfüllmittel (34), das in einem Klebstoff-Zuführdurchlass (18), der zum Verbinden des Speicherbehälters (24) mit dem Klebstoffbehälter (12) angeordnet ist, zum Nachfüllen des in dem Speicherbehälter (24) gespeicherten Klebstoffs in den Klebstoffbehälter (12) und ein Nachfüllsteuermittel (60) zum passenden Halten einer Nachfüllmenge des Klebstoffs durch Empfangen eines Signals vom Klebstoffmenge-Detektionsmittel (36, 38) und durch Ansteuern des Nachfüllmittels (34).
Klebstoff-Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein schraubenförmiges Rührmittel (26) in dem Speicherbehälter (24) bereitgestellt ist.
Klebstoff-Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, da durch gekennzeichnet, dass diese ferner Folgendes umfasst: eine zweite elektromagnetische Induktionsheizspule (40), die in der Nähe des Speicherbehälters (24) angeordnet ist und eine zweite Stromzuführvorrichtung (51) zum Zuführen eines Hochfrequenzstroms in die zweite Induktionsheizspule (40), worin der Speicherbehälter (24) aus einem Heizelement zur Wärmeerzeugung unter Verwendung von Stromwärme aufgrund eines Wirbelstroms ausgebildet ist, der durch einen Hochfrequenz-Magnetfluss hervorgerufen wird, welcher durch die elektromagnetische Induktionsheizspule (40) erzeugt wird, und der Speicherbehälter (24) durch Zuführen des Stroms aus der zweiten Stromzuführvorrichtung (51) in die zweite Induktionsheizspule (40) erwärmt wird.
Klebstoff-Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass diese ferner Folgendes umfasst: eine dritte elektromagnetische Induktionsheizspule (50), die im Inneren des Rührmittels (26) angeordnet ist, und eine dritte Stromzuführvorrichtung (51) zum Zuführen eines Hochfrequenzstroms in die dritte elektromagnetische Induktionsheizspule (50), worin das Rührmittel (26) aus einem Heizelement zur Wärmeerzeugung unter Verwendung von Stromwärme aufgrund eines Wirbelstroms ausgebildet ist, der durch einen Hochfrequenz-Magnetfluss hervorgerufen wird, der durch die elektromagnetische Induktionsheizspule (50) erzeugt wird, und das Rührmittel (26) durch Zuführen eines Stroms aus der dritten Stromzuführvorrichtung (51) in die dritte elektromagnetische Induktionsheizspule (50) erwärmt wird.
Klebstoff-Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass diese ferner Folgendes umfasst: eine vierte elektromagnetische Induktionsheizspule (30), die in der Nähe des Klebstoff-Zuführdurchlasses (18) angeordnet ist, und eine vierte Stromzuführvorrichtung (51) zum Zuführen eines Hochfrequenzstroms in die vierte elektromagnetische Induktionsheizspule (30), worin zumindest ein Teil des Klebstoff-Zuführdurchlasses (18) aus einem Heizelement zur Wärmeerzeugung unter Verwendung von Stromwärme aufgrund eines Wirbelstroms ausgebildet ist, der durch einen Hochfrequenz-Magnetfluss hervorgerufen wird, der durch die elektromagnetische Induktionsheizspule (30) erzeugt wird, und wobei der Klebstoff-Zuführdurchlass (18) durch Zuführen eines Stroms aus der vierten Stromzuführvorrichtung (30) in die vierte elektromagnetische Induktionsheizspule (30) erwärmt wird.
Klebstoff-Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kern (32, 42) in der Nähe zumindest einer aus zweiter, dritter und vierter elektromagnetischer Induktionsheizspule (30, 40, 50) angeordnet ist.
Klebstoff-Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kern im Inneren zumindest einer aus zweiter, dritter und vierter elektromagnetischer Induktionsheizspule (30, 40, 50) angeordnet ist.
Klebstoff-Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff-Zuführdurchlass (18) zumindest teilweise eine Mäanderform hat.
Klebstoff-Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, ferner umfassend ein Bewegungsmittel (63) zum Bewegen der Walze (14), worin die Walze (14) durch das Bewegungsmittel (63) bewegt wird, um den Klebstoff (10) auf eine Rückseite des Plattenbündels (54) aufzutragen, das an einer vorbestimmten Position angebracht ist.
Klebstoff-Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungsmittel (63) betriebsbereit ist, um die Beschichtungseinheit, umfassend die Walze (14) und den Klebstoffbehälter (12) zu bewegen.
Klebstoff-Beschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 7, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement aus einem Material mit einem spezifischen Volumenwiderstand von 5 bis 150 Ω·m und eine magnetische Permeabilität μ₀ von 10 oder mehr hergestellt ist.