JP5243293B2 - 製本機械用エジェクタ給紙装置及びエジェクタ給紙装置を使用した製本システム - Google Patents

Description

本発明は、製本機械に使用されて、折丁、表紙等の製本に係るシート類の給紙を行う給紙装置及び該給紙装置を使用した製本システムに関する。

丁合機、無線綴じ機、中綴じ機、貼り込み機等の各種製本機械において、折丁、表紙、はがき、頁等の製本に係るシート類の給紙を行う給紙装置が多数使用されている。例えば、丁合機を例にとると、多数の折丁が積載可能となった複数の駒が整列されており、各駒において給紙装置によって、積み重ねられた折丁の中から最下位にある１つの折丁を吸着して引き出すようになっている。引き出された折丁は、コンベアによって搬送路を搬送される折丁の上に順番に積み重ねられる。

このような従来の給紙装置では、図７に示すように、１つの機械式の真空ポンプ７０からの配管を複数の切替バルブ７２によって分岐し、さらにその分岐配管７４に設けられた電磁バルブ７６を介して各駒に割り当てられた吸着ヘッド８０へと負圧を供給している。１つの分岐配管７４に対して複数の駒７８に対応する吸着ヘッド８０が割り当てられており、電磁バルブ７６によって丁合を行う駒７８と行わない駒７８とを切り替える。そして丁合を行う駒７８に対しては、切替バルブ７２のオン／オフによって、吸着ヘッド８０への負圧の供給を切り替え、吸着ヘッド８０への負圧の供給のタイミングで、吸着ヘッド８０がシート類を吸着して給紙を行うようになっている。

特開平８−６７４０１号公報

しかしながら、このような給紙装置では、真空ポンプによる消費電力が高く、ランニングコストが高価になるという問題がある。機械式の真空ポンプは簡単にはオンオフできないので、常に、稼働状態を維持しなければならない。また、１つの真空ポンプで複数の駒の給紙装置を駆動しているために、その複数の駒の中で丁合を行わない駒があったとしても、真空ポンプを稼動しなければならない。これらの理由により、省エネルギ化を図ることは困難であるという問題がある。また、機械式の真空ポンプは騒音が大きいという問題もある。

さらには、従来、切替バルブと吸着ヘッドまでの距離が長いために、切替バルブをオフにしたときにも残圧により、吸着ヘッドに吸引力が残ってしまうという問題がある。そのため、従来は、この残圧を消去するために、ブロアによる送風を行って、残留する吸引力をキャンセルしており、別途ブロアが必要になるという問題もある。

本発明はかかる課題に鑑みなされたもので、ランニングコストを低減することができ、省エネルギ化を図り、静音化することができる製本装置用エジェクタ給紙装置及びエジェクタ給紙装置を使用した製本システムを提供することをその目的とする。

前述した目的を達成するために、請求項１記載の発明は、製本装置に取り付けられて、製本に係るシート類を吸着して所定の位置に供給する給紙装置であって、
シート類に接触可能となっており、シート類に吸着してシート類と共に所定量移動可能となった少なくとも１つの吸着ヘッドと、
圧縮エアが供給されて該圧縮エアより負圧を生成するエジェクタと、
前記エジェクタにより生成された負圧を吸着ヘッドに供給するべく、吸着ヘッドとエジェクタとを連通する連通手段と、を備え、
前記エジェクタにはゴミ除去用ポートが形成されて、該ゴミ除去用ポートから前記エジェクタ内部、前記連通手段及び前記吸着ヘッドを通過するゴミ除去用流路が形成されており、圧縮エアが、該ゴミ除去用ポートから吸着ヘッドに向かってゴミ除去用流路を通過可能となっていることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の前記連通手段が可撓性を有し、前記吸着ヘッドは、前記エジェクタに対して相対移動可能であることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のものにおいて、同じシート類に同時に吸着する複数の吸着ヘッドに対して少なくとも１つの前記エジェクタが割り当てられることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、シート類から本を作製する製本システムにおいて、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の製本機械用エジェクタ給紙装置が使用された製本システムとすることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の前記製本システムにおける作動部のためのエア供給源からの圧縮エアが前記エジェクタに供給されることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項４または５記載の前記製本システムが、それぞれ折丁が積載される複数の駒を有する丁合機を有しており、前記製本機械用エジェクタ給紙装置は、駒毎に設けられることを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項４ないし６のいずれか１項に記載の前記製本システムが、シート類を捌く捌き装置を有しており、該捌き装置は、圧縮エアが供給されて該圧縮エアより負圧を生成して該負圧により大気を誘引して増幅された流量を排出する第２エジェクタを有し、該第２エジェクタから排出されたエアをシート類に対して送風することを特徴とする。

本発明によれば、圧縮エアからエジェクタにより生成される負圧によってシート類を吸着することにより、その消費電力を低減させることができ、ランニングコストを低減させることができる。エジェクタから吸着ヘッドまでの連通手段の距離を短くすることができるので、小型のエジェクタを使用することで、その使用圧縮エアを僅かな量とすることができる。また、オン／オフの切替に対する応答性も良く、残圧が残ることもなく、ブロアからの吸着ヘッドへの送風も不要とすることができる。

従来の機械式真空ポンプが不要となるために、静音化を図ることもできる。

吸着ヘッドをエジェクタに対して相対移動可能とすることで、エジェクタを吸着ヘッドから分離して配置することができる。これによって、エジェクタの取付・寸法の自由度を増加させることができて、エジェクタ内の流路径も大きくすることができる。このため、ゴミ詰まりしにくい構成とすることができる。

エジェクタにゴミ除去用ポートを形成し、圧縮エアをゴミ除去用ポートから吸着ヘッドに至るゴミ除去用流路に通過させることによって、吸着ヘッドから吸引されて連通手段及びエジェクタに溜まったゴミを除去することができる。ゴミ除去用流路は、エジェクタ内部が連通手段や吸着ヘッドに対して上流となっており、圧縮エアがエジェクタ内部から外部へと流れていくために、エジェクタホルダ等に蓄積されたゴミは、エジェクタへと押し込まれることはなく、逆にエジェクタに蓄積されたゴミを外部へと押し出すことができ、ゴミ除去を確実に行うことができる。

製本システムに上記製本機械用エジェクタ給紙装置を使用することで、製本システムから機械式真空ポンプを不要にすることができる。

製本システムにおける作動部のエア供給源からの圧縮エアを前記エジェクタに供給することで、エア供給源を兼用することができ、より省エネルギ化を図ることができる。

丁合機の駒毎に上記製本機械用エジェクタ給紙装置を設けることで、丁合を行うか行わないかに応じて駒毎に製本機械用エジェクタ給紙装置を動作／非動作とすることができ、より省エネルギ化を図ることができる。

また、捌き装置がエジェクタを有することにより、ブロア装置を不要にすることができ、一層の静音化、省エネルギ化を図ることができる。

本発明による給紙装置の断面図である。 図１の給紙装置のエジェクタの内部回路図である。 図１の給紙装置を丁合機に配置した例を示す側面図である。 図１の給紙装置を適用可能な製本システムの全体図である。 図１の給紙装置を丁合機に配置した例を示す図３と別の部分の側面図である。 図５の捌き装置のエジェクタの内部回路図である。 従来の給紙装置の回路図である。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図１の例は、本発明の給紙装置１０の断面図である。給紙装置１０は、対象とするシート類を吸引する吸着ヘッドユニットで構成される。

吸着ヘッドユニットは、エジェクタホルダ１２と、エジェクタホルダ１２及びホルダキャップ１３によってエジェクタホルダ１２内に保持されるエジェクタ１４と、エジェクタホルダ１２に取付金具１５を介して一端が接続され可撓性を有する複数のホース１６と、各ホース１６の他端が取付金具１７を介して接続されるヘッドホルダ１８と、複数のヘッドホルダ１８を互いに連結するロッド１９と、ヘッドホルダ１８に取付金具２０を介して取り付けられる吸着ヘッド２２とを有する。

エジェクタホルダ１２内には流路が形成されており、具体的には、圧縮エアが流入される流入路１２ａと、吸引路１２ｃと、ゴミ除去のための圧縮エアが流入されるゴミ除去用吸引流路１２ｄと、が形成される。

流入路１２ａは、一方向弁２３、バルブ２４、レギュレータ２８を介してエア供給源としてのエアコンプレッサ２６に接続され、ゴミ除去用吸引流路１２ｄは、バルブ３０を介してエアコンプレッサ２６に接続される。エアコンプレッサ２６としては、専用のエアコンプレッサ、または他の用途のためのエアコンプレッサを兼用して使用することができる。バルブ２４、３０は図示しない制御部に接続されて、そのオン／オフが制御される。

エジェクタ１４は、エジェクタ効果によって、圧縮エアがノズル１４ｅ（図２参照）を通過して膨張する際の圧力の低下により負圧を生成するものであり、エジェクタホルダ１２の流入路１２ａとホルダキャップ１３の大気に開放される排気路１３ａとの間に配設される。図２は、エジェクタ１４の概略構造を表す回路図であり、流入路１２ａに直接接続される流入ポート１４ａと、ホルダキャップ１３の排気路１３ａに直接接続される排気ポート１４ｂと、吸引路１２ｃに直接接続される吸引ポート１４ｃと、ゴミ除去用流路１２ｄに直接接続されるゴミ除去用ポート１４ｄと、を有している。

吸引路１２ｃはエジェクタホルダ１２内で分岐され、その各分岐端部は各ホース１６と連通される。さらに、各ホース１６は、ヘッドホルダ１８内に形成された流路１８ａに連通されて、吸着ヘッド２２に連通される。これらの吸引路１２ｃ、ホース１６、流路１８ａ等が連通手段を構成する。

以上のように構成される給紙装置１０は、図３に示すように、例えば丁合機の各駒４０に配置することができる。

各駒４０には、シート類である折丁３５が積載される積載部４２が設けられ、積載部４２の下部に給紙装置１０の各吸着ヘッド２２が配置される。それぞれの吸着ヘッド２２のヘッドホルダ１８を連結するロッド１９は、図示しない駆動源により、回転軸４３ａの周りを往復回動する回動板４３に連結される。

回動板４３の回動によって、吸着ヘッド２２は、積載部４２に接離する往復回動動作を行い、この往復動作に同期して、バルブ２４のオン／オフが切り替えられる。

給紙装置１０のエジェクタホルダ１２は、積載部４２の下方にある固定板部４６に配置される。ホース１６は、固定側に配置されるエジェクタホルダ１２と、回動動作を行う可動側に配置されるヘッドホルダ１８とを可撓性を持って連結する。

駒４０には、さらに、折丁３５を挟持可能となった万力型挟持機４４と爪４８とが配置される。万力型挟持機４４は、駆動源により、積載部４２に接離する往復回動動作を行うようになっている。万力型挟持機ではなく、ロータリ型挟持機とすることも可能である。また、爪４８も駆動源により回転軸４８ａの周りを、積載部４２に接離するように、且つ吸着ヘッド２２の往復回動動作と反対の往復回動動作を行うようになっている。

駒４０は、図４に示すように搬送路に沿って複数個が一列に整列される。

以上のように構成される給紙装置１０によれば、吸引時は、バルブ２４をオンとし、エアコンプレッサ２６からの圧縮エアをエジェクタ１４の流入ポート１４ａより流入し、排出ポート１４ｂから排出する。これによって、エジェクタ１４の吸引ポート１４ｃには負圧が発生する。このとき、吸着ヘッド２２を折丁３５に接近する位置に移動させることにより、吸着ヘッド２２が積載部４２の折丁３５を吸着し、折丁３５を吸着した状態で積載部４２から遠ざかるようにして折丁と共に所定量移動し、次いでバルブ２４をオフとして、万力型挟持機４４に折丁３５を挟持させるようにすることができる。

万力型挟持機４４は、挟持した折丁３５をさらに引き出して、駒４０の下方にある搬送路を搬送される折丁の上に該引き出した折丁を積み重ねる。

このようにエジェクタ１４により生成される負圧によってシート類を吸着することにより、従来の機械式真空ポンプが不要となり、その消費電力を低減させることができ、ランニングコストを低減させることができ、静音化を図ることもできる。

エジェクタ１４から吸着ヘッド２２までの連通手段の距離を短くすることができるので、小型のエジェクタ１４を使用することで、その使用圧縮エアを僅かな量とすることができる。例えば、１分間に１５０回の給紙を繰り返す場合に、使用する圧縮エアは、７Ｌ弱程度とすることが可能である。排気路１３ｂからの排気はそのまま大気に流されるが、僅かな流量となり、周囲に悪影響を与えることはない。また、エジェクタ１４から吸着ヘッド２２までの連通手段の距離を短くすることができるので、切替に対する応答性も良く、残圧が残ることもない。よって、ブロアからの送風も不要とすることができる。

給紙装置１０は、駒毎に配置することができるため、使用しない駒４０があるときには、その駒に設けた給紙装置１０のみを停止させればよく、効率的である。また、駒４０毎に吸引力の調整が可能となる。例えば、ある駒４０に積載されたシート類が非常に薄い、軽量、または腰のないものである場合には、吸引力を弱めることが望ましい。その場合には、レギュレータ２８により圧縮エアの圧力を調整することにより、エジェクタ１４による吸引力を調整することが可能である。こうして、駒４０単位でそれぞれ、停止／稼働の切替え、吸引力の調整が可能となる。

ところで、以上のような給紙動作を繰り返していくと、吸着ヘッド２２からゴミも吸引されて、給紙装置１０内に侵入して蓄積されて流路を塞ぐおそれがある。ゴミは吸着ヘッド２２から侵入し、ホース１６、エジェクタホルダ１２内の流路、エジェクタ１４内の流路に蓄積する。このゴミの蓄積を防ぐために、定期的にゴミ除去を行う必要がある。このため、給紙動作を行っていない期間で、即ちバルブ２４はオフの状態で、バルブ３０をオンとし、圧縮エアをゴミ除去用吸引流路１２ｄからエジェクタホルダ１２内に導入する。

これによって、エジェクタ１４のゴミ除去用ポート１４ｄから吸引ポート１４ｃに向かってエジェクタ１４内部を通り、さらに吸引ポート１４ｃから吸引路１２ｃ、ホース１６を通り、吸着ヘッド２２をエアが通過する、通常の給紙動作の際と逆のゴミ除去用流路が形成され、これによって、流路に溜まったゴミを吸着ヘッド２２から排出することができる。このゴミ除去用流路は、エジェクタ１４内部をホース１６や吸着ヘッド２２に対して上流としており、エアがエジェクタ１４内部から外部へと流れていくために、エジェクタホルダ１２等に蓄積されたゴミは、エジェクタ１４へと押し込まれることはなく、逆にエジェクタ１４に蓄積されたゴミはエジェクタホルダ１２を通過して、吸着ヘッド２２または排気路１３ａを通り外部へと押し出すことができ、ゴミ除去を確実に行うことができる。

このゴミ除去処理は、１回の給紙毎に行ってもよく、または複数回の給紙、時間、日等の単位毎に定期的に行うことができる。

上記説明した実施形態では、エジェクタホルダ１２がヘッドホルダ１８と別に設けられており、エジェクタ１４と吸着ヘッド２２とをホース１６等の連通手段によって分離しており、エジェクタ１４は取付自由度、寸法自由度が大きくなっている。このため、エジェクタ１４内の流路径も大きくすることができる。このため、ゴミ詰まりしにくい構成とすることができる。但し、これに限るものではなく、ヘッドホルダ１８にエジェクタ１４を吸着ヘッド２２と共に保持させて、エジェクタ１４と吸着ヘッド２２との間のホース１６を省略し、エジェクタ１４と吸着ヘッド２２をヘッドホルダ１８の流路を介して連通させることも可能である。

また、上記説明した実施形態では、２つの吸着ヘッド２２，２２に対して１つのエジェクタ１４を用いていたが、これに限るものではなく、その数の組み合わせは任意である。即ち、１つの吸着ヘッドに対して１つのエジェクタを用いてもよく、３つ以上の吸着ヘッドに対して１つのエジェクタを用いてもよく、さらには、１つ以上の吸着ヘッドに複数のエジェクタを並列接続したものを用いてもよい。

また、上記説明した実施形態では、製本装置として、折丁を積み重ねて本文を作製する丁合機に本発明の給紙装置１０を適用した例について説明したが、これに限るものではない。例えば、図４に示した、丁合機５０Ａ、本文と表紙とを結合して本を作製する無線綴じ機５０Ｂ、本を複数冊集積する集積装置５０Ｃ、本を所定寸法になるように断裁する三方断裁機５０Ｄを備えた製本システム５０において、上述の丁合機５０Ａに適用するのみならず、無線綴じ機５０Ｂにおける表紙３６の給紙にも、本発明の給紙装置を適用することが可能である。この製本システム５０では、各種作動部（エアシリンダー等）のためのエア供給源としてエアコンプレッサを本来備えており、各作動部は、本の押え、本の送り等の作動を行っている。この作動部のためのエアコンプレッサをエジェクタ１４のためのエアコンプレッサ２６として兼用することができ、エアコンプレッサ２６からの圧縮エアを分岐してエジェクタ１４へと供給することができる。この際に、エジェクタ１４で消費するエア量は僅かであり、新たなエアコンプレッサ２６の設置は不要であると共に従来の真空ポンプを一掃できるので、省エネルギ化を一層図ることができる。

また、製本装置としては、中綴じ機、貼り込み機における丁合等に本発明の給紙装置を同様に適用することが可能である。

さらには、丁合機５０Ａには、図２に示したものと同様のエジェクタを使用して、図５に示すように給紙のための捌き装置６０として利用することができる。

捌き装置６０は、図５に示すように、積載部４２に積載された折丁の最下部付近に送風を行うことで、折丁を捌き、折丁が１枚ずつ給紙されるようにするもので、パイプ６２と、エジェクタ１４−１とを備える。

エジェクタ１４−１は、図６に示すように、図２に示すエジェクタ１４とほぼ同一の構成とすることができるが、エジェクタ１４−１では、吸引ポート１４ｃが大気に開放されている。

流入ポート１４ａから排気ポート１４ｂへと圧縮エアが流れると、吸引ポート１４ｃに発生する負圧により、外部エアが吸引ポート１４ｃへと誘引されるために、排気ポート１４ｂから排出されるエアは流量が増幅され、該増幅された流量のエアをパイプ６２を介して折丁３５付近に送風することができる。

このようなエジェクタ１４−１の使用により、製本システム５０からブロアも一切排除することができ、一層の静音化、省エネルギ化を図ることができる。

１０ 給紙装置
１２ｃ 吸引路（連通手段）
１４、１４−１ エジェクタ
１４ｄ ゴミ除去用ポート
１６ ホース（連通手段）
１８ａ 流路（連通手段）
２２ 吸着ヘッド
３５、３６ シート類
４０ 駒
５０ 製本システム
５０Ａ 丁合機
５０Ｂ 無線綴じ機
５０Ｃ 集積装置
５０Ｄ 三方断裁機
６０ 捌き装置

Claims (7)

1. 製本装置に取り付けられて、製本に係るシート類を吸着して所定の位置に供給する給紙装置であって、
   シート類に接触可能となっており、シート類に吸着してシート類と共に所定量移動可能となった少なくとも１つの吸着ヘッドと、
   圧縮エアが供給されて該圧縮エアより負圧を生成するエジェクタと、
   前記エジェクタにより生成された負圧を吸着ヘッドに供給するべく、吸着ヘッドとエジェクタとを連通する連通手段と、
   を備え、
   前記エジェクタにはゴミ除去用ポートが形成されて、該ゴミ除去用ポートから前記エジェクタ内部、前記連通手段及び前記吸着ヘッドを通過するゴミ除去用流路が形成されており、圧縮エアが、該ゴミ除去用ポートから吸着ヘッドに向かってゴミ除去用流路を通過可能となっていることを特徴とする製本機械用エジェクタ給紙装置。
2. 前記連通手段が可撓性を有し、前記吸着ヘッドは、前記エジェクタに対して相対移動可能であることを特徴とする請求項１記載の製本機械用エジェクタ給紙装置。
3. 同じシート類に同時に吸着する複数の吸着ヘッドに対して少なくとも１つの前記エジェクタが割り当てられることを特徴とする請求項１または２記載の製本機械用エジェクタ給紙装置。
4. シート類から本を作製する製本システムにおいて、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の製本機械用エジェクタ給紙装置が使用された製本システム。
5. 前記製本システムにおける作動部のためのエア供給源からの圧縮エアが前記エジェクタに供給されることを特徴とする請求項４記載の製本システム。
6. 前記製本システムは、それぞれ折丁が積載される複数の駒を有する丁合機を有しており、前記製本機械用エジェクタ給紙装置は、駒毎に設けられることを特徴とする請求項４または５記載の製本システム。
7. 前記製本システムは、シート類を捌く捌き装置を有しており、該捌き装置は、圧縮エアが供給されて該圧縮エアより負圧を生成して該負圧により外部エアを誘引して増幅された流量を排出する第２エジェクタを有し、該第２エジェクタから排出されたエアをシート類に対して送風することを特徴とする請求項４ないし６のいずれか１項に記載の製本システム。

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