JPH045090A - 製本装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、シート材を綴しる製本装置に係り、詳しくは
、製本部材内に加熱部材を付加して、該加熱部材を交番
磁界発生手段により発熱させる製本装置に関する。

（ロ）従来の技術 従来、接着剤の融解・凝固を利用して、シート材を綴じ
る製本装置においては、該接着剤を融解させる加熱手段
はニクロム線や、シート状の発熱体等の発熱手段と、該
発熱手段を支持し、製本する部材を保持し、さらに該発
熱手段からの熱を伝える発熱プレートと、発熱手段と発
熱プレートとを電気的に絶縁する絶縁体と、から構成さ
れていた。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、上述従来例では、製本するシー部材か大
きくなればなる程、また製本するシート材の束が厚くな
ればなる程、特に発熱プレートは面積か広くなり、また
、製本部材を保持するための強度も必要となり、該プレ
ートは厚く構成されていた。その結果、該プレートの熱
容量か大きくなり、製本するために必要な温度（約１５
０’Ｃ）に達するまでの時間を多く必要としている。

このため、従来の面状ヒータ等の発熱手段ては、最初の
製本においての製本生産性か非常に悪く、また、発熱体
の発熱量か大きいため、安全上の保護装置追加や、電力
供給装置の大電力化にともない、製本装置が大型化する
欠点があつた。

また、熱溶融接着剤を表紙部材を介して加熱するために
、熱伝達率が悪い上に、熱に弱い表紙部材が使えない。

また、普通の紙からなる表紙部材を使用しても、その厚
さにより熱伝達率か変わるため、この変化を安全係数に
よりカバーすると、製本時間を長く設定しなければなら
ないという問題がありた。

そこで、熱溶融接着剤に発熱部材を当接してこの発熱部
材を電磁誘導加熱装置により発熱させるようにすること
により、少ないエネルギーて、効率よく表紙部材の厚さ
、材質の制約を受けることなく製本てきる製本装置を提
供することを目的とするものである。

（ニ）課麗を解決するための手段 本発明は上述事情に鑑みなされたものであって、例えば
第１図及び第２図を参照して示すと、表紙部材（１２）
の背部（１２ａ）に介装された熱溶融接着剤（２２）を
溶融する製本装置（１）において、前記熱溶融接着剤（
２２）を溶融する発熱部材（２３）を有する前記表紙部
材（１２）を支持する支持部材（３ａ、３ｂ、１５）と
、該支持部材（３ａ、３ｂ、１５）の近傍に配置され、
前記発熱部材（２３）を加熱すべく交番磁界を発生する
磁界発生手段（１６）と、を備えてなることを特徴とす
る。

また、前記発熱部材（２３）が磁性体よりなることを特
徴とする。

また、前記磁性体（２３）の比透磁率か交番磁界を発生
させる励磁周波数において、５０以上であることを特徴
とする。

また、前記磁性体（２３）の表皮抵抗か交番磁界を発生
させる励磁周波数において、３Ｘ１０−’Ω以上である
ことを特徴とする。

また、前記交番磁界の励磁周波数は１５〜１９ＫＨｚ、
３０〜３８ＫＨｚ、４５〜５７ＫＨｚであることを特徴
とする。

（ネ）　作用 以上の構成に基づき、表紙部材（１２）に発熱部材（２
３）を取付け、該発熱部材（２３）に熱溶融接着剤（２
２）を当接して、該熱溶融接着剤（２２）上に複数のシ
ート材（Ｐ）を載置すると共に、表紙部材（１２）を交
番磁界発生手段（１６）上にセットし、該交番磁界発生
手段（１６）を作動させ、前記発熱部材（２３）を発熱
させて、高温になった該発熱部材（２３）により前記熱
溶融接着剤（２２）を融解させて、前記表紙部材（１２
）とシート材（Ｐ）とを融着させた後に、凝固させて、
製本作業を完了する。

なお、前記カッコ内の符号は例示てあって、同等構成を
限定するものではない。

（へ）実施例 以下、図面に沿って本発明の詳細な説明する。第１図（
ａ）　、　（ｂ）において、製本装置１は角型の本体フ
レーム２の上部開口２ａに、平面状に形成されたガイド
板３ａ、３ｂが垂直かつ互いに平行で、矢印Ａに示すよ
うに前後方向に離接するように配設されている。なお、
ガイド板３ａ、３ｂは耐熱性に優れたプラスチック等の
非磁性体により形成されている。

そして、本体ケース２の左側部にガイド板３ａ、３ｂを
駆動するモータ４が設けられていて、ピニオン４ａかト
ルクリミッタ５のギヤ５ａに噛み合わされ、トルクリミ
ッタ１５に設けられたプーリ６と、上方のプーリ７とに
ベルト８が張設されこのプーリ７と、これに対向するプ
ーリ９とにベルト１０が張設されていて、このベルト１
０の上部、下部にガイド板３ｂ、３ａの左側端に設けら
れた突起１１．１１が係止されている。

そして、モータ４か正逆転すると、ピニオン４ａ、トル
クリミッタ５、プーリ６、ベルト８、プーリ７、ベルト
１０を介して、ガイド板３ａ、３ｂか図示しないガイド
に沿って、前記したように互いに離接するようになって
おり、トルクリミッタ５はガイド板３ａ、３ｂか表紙部
材１２とシート材Ｐを挟持して所定圧力以上になると滑
るようになっている。

また、ガイド板３ａ、３ｂには交番磁界により発熱する
鉄等の磁性体１７．１７か取付けられ、切欠１３が設け
られていて、これ等切欠１３を介して、発光器１４ａか
らの光りを検知する受光器１４ｂか互いに対向して設け
られている。

また、ガイド板３ａ、３ｂの下方に近接して、セラミッ
ク等の耐熱性か高くて、磁界を透し易い非磁性体よりな
るプレート１５が水平に設けられ、このプレート１５の
下方には、交番磁界発生コイル１６が設けられ、また、
交番磁界が外部に洩れて、電磁障害の誘発を防止する透
磁率の高いフェライト材１８ａ、１８ｂがＬ型に形成さ
れて、ガイド板３ａ、３ｂの外側に取付けられ、このフ
ェライト材１８ａ、１８ｂの水平部材か本体ケース２の
上部裏面を摺動するようになっている。

また、シート材Ｐを挟持する表紙部材１２の厚さをガイ
ド板３ａ、３ｂの移動に対応して抵抗値を変化する可変
抵抗器１９（第４図参照）か設けられ、また、前記各電
気機器を制御する制御部２０が本体ケース２の底部に設
けられている。なお２１は表示部である。

また、第２図及び第３図に示すように、表紙部材１２は
その背部１２ａにホットメタル系、ＰＥ系、スチレン系
、アクリル系等からなり、融点が７０〜２００℃である
シート状に形成された熱溶融接着剤２２と、シート状の
磁性体からなる発熱部材２３とが表紙部材１２の背部１
２ａの内側に接着、その他により上下に取付けられてい
る。

交番磁界発生コイル１６は高周波でも機能的には問題な
いが、製本性能上低周波、特に１５〜１９ＫＨｚ、３０
〜３８ＫＨｚ、４５〜５７ＫＨｚにおいて良好な製本を
得ることかできる。

また、発熱部材２３は磁性粉を練り込んたベーストより
も板材がよく、具体的には０．１〜０゜５ｍｍの肉厚が
好ましい。１８・０ステンレスの場合、０．３〜０．７
ｍｍの肉厚が好ましい。薄過ぎると、熱伝導しにくくな
ることにより均一加熱の面て不利であるか、厚過ぎると
、剛性が強く、製本部材のハントリンクに好ましくない
。

次に第４図に示す制御ブロック図を説明する。

制御部２０内の電力を制御する共振出力制御回路により
制御された電力を交番磁界発生コイル１６に給電するよ
うになっている。

そして、発光器１４ａの光線を受光器１４ｂて受けるこ
とにより、表紙部材１２を検出すると、その信号により
制御部２０かガイド板３ａ、３ｂをモータ４により幅寄
せするように、モータドライバー２５に信号を送るよう
になっている。可変抵抗器１９の抵抗値信号により表紙
部材１２の外側両面間の間隔を測定し、トルクリミッタ
５が滑り、可変抵抗器１９の抵抗値か変動しなくなると
、モータ４が停止するようになっている。

そして、制御部２０は可変抵抗器１９の抵抗値信号に応
してコイル１６への通電時間をタイマーにセットする。

そして、加熱時間に達すると、完了をブザー２６て知ら
せる。また、タイマーにセットされた時間か表示部２１
に表示されるようになっている。

次に本実施例の作用を第５図のフローチャートを参照し
て説明する。

電源にコンセント２７か接続されると、制御部２０はモ
ータドライバー２５を作動させ、モータ４によりガイド
板３ａ、３ｂを開いた初期状態に設定する（Ｓｔｅｐｌ
）。

ついて、表紙部材１２がガイド板３ａ、３ｂ間に挿入さ
れ、受光器１４ｂの受光が遮断されるまて、待機する。

（Ｓｔｅｐ２）。

ついで、表紙部材１２か検出されると、モータ４かガイ
ド板３ａ、３ｂを幅寄せする（ｓ　ｔ　ｅ　ｐ３）。

可変抵抗器１９の抵抗信号のレベルか一定になる（Ｓｔ
ｅｐ４）と、モータ４が停止する（Ｓｔｅｐ５）。また
、一定になった可変抵抗器１９の抵抗信号に応してコイ
ル１６への通電タイマーをセット、即ち加熱時間タイマ
ーを設定（ｓ　ｔ　ｅ　ｐ６）する。

本実施例においては、表紙部材１２の厚さ５〜１５ｍｍ
ではタイマーセット３０秒、１５〜２０Ｉｂ間から抜か
れたかどうかを常に受光器１４ｂにより監視し、もし、
抜かれた場合には、コイル１６への通電を停止すると共
に初期化（Ｓｔｅｐｌ）へ戻す（Ｓｔｅｐ７）。

加熱時間に達すると（Ｓｔｅｐ８）とタイマー時間か表
示部２１に表示され（Ｓｔｅｐ９）　、完了ブザー２６
が鳴動すると（ＳｔｅｐｌＯ）共に、製本部材が抜かれ
るのを待つ（ＳｔｅｐＨ）。

製本部材が抜かれると、一連の製本作業か終了し、初期
化（Ｓｔｅｐｌ）に戻る。

また、磁性体の特性を第６図に表示する。この表の諸数
値は種々の材料に対し交番磁界か２０ＫＨｚにおいて実
験したものである。

アルミや、銅等の比透磁率μ、及び表皮抵抗Ｒ８か鉄等
に比して大幅に低い材料ては発熱量が少なく、外部への
漏れ磁界か非常に多いので、少なくとも本装置に使用す
る磁性体の比透磁率５０以上、表皮抵抗は３Ｘ１０−’
Ω以上である。そして、これにより、作業が早くて、効
率の良い製本性能が得られた。

上述した表皮抵抗と比透磁率について説明する。

先ず、表皮抵抗について説明する。

一般に、磁性体を含む導体中に流れる高周波電流は、導
体の表面層のみを流れることか知られていて、この現象
を表皮効果と呼ばれている。

従って、パイプ状の円筒導体と、中実の円柱導体との高
周波電流の抵抗は同し値となる。

そして、このときの導体の固有ベクトルインピーダンス
はマックスウェルの方程式により、ρは導体の固有抵抗
（Ω・ｍ） δは浸透の深さ（ｍ） とすると、Ｚ＝　（１＋ｊ）　　ｐ δ て表わされ、ρ／δを表皮抵抗Ｒｓ（Ω）と呼ばれてい
る。

次に、比透磁率について説明する。

磁界Ｈて磁気分極を起こす磁性体の単位面積当りの磁気
双極子モーメント“磁化Ｎ”′は一般に磁界トに比例す
る。

側＝Ｘ、＋［Ａ／ｍ］　　（Ｘ、は磁化率）　−■前記
磁性体が磁界中におかれたときの磁束密度口は 旧＝μ。（旧＋［Ｍ） （μ。は真空の透磁率）　−■ ０式に０式を代入すると、 旧＝μ。ＩＩ−（（１＋Ｘ、、）＝μ、μ。旧＝μ旧［
Ｔ］ 従って、 ここに、μ、は比透磁率、μは媒体の透磁率である。

次に、励磁電力及び励磁周波数か一定の場合の磁界発生
手段につき、第７図に示す磁界発生回路により説明する
。

商用交流電源を整流して得られた直流電圧かＶｉｎとＯ
Ｖとに印加される。

Ｃ１は上述の電流、電圧の変動を押える機能を有するバ
イパスコンデンサて、Ｌ、は磁界発生手段である交番磁
界発生コイル１６てあり、このコイル１６と並列に所定
の共振周波数となる共振コンデンサＣ２が接続されてい
る。

このコイル１６とコンデンサＣ２の一方の端子は電圧Ｖ
ｉｎ側に接続され、他方の端子はスイッチンク素子Ｑ、
に接続されている。

スイッチンク素子Ｑ、はＭＯＳ　　ＦＥＴ等の消費電力
が少なく、高耐圧、高速スイッチング機能を有するもの
で、制御部２０の共振出力制御回路の出力に応じて、オ
ン、オフする。スイッチンク素子Ｑ、にはダイオードＤ
１が並列に接続されている。

共振出力制御回路はスイッチング素子Ｑ、を駆動すると
同時に、交番磁界発生コイル１６と共振コンデンサＣ３
とからなる共振回路の共振位相を検出する回路を持って
いる。

また、製本装置１からの制御に応して、交番磁界発生コ
イル１６から発生する磁界をオン、オフする回路を共振
出力制御回路が持っている。

次に、磁界発生手段の作用について第８図により説明す
る。

出力オン信号が共振出力制御回路に入力されると、スイ
ッチング素子Ｑ１のゲートを駆動する。

この駆動により、スイッチング素子Ｑ１を介して電流ｉ
が流れ始め、コイル１６が磁界を発生する。一定時間ｔ
２において、ゲート駆動を停止すると、電流ｉは流れな
くなり、コイル１６と共振コンデンサＣ２の共振により
スイッチング素子Ｑ、にががるトレインソース電圧が上
昇後、下降を始める。共振位相を検出する回路により、
このトレインソース電圧かＯＶになる時間ｔ、のとき、
再びゲートの駆動を始める。このとき、電流ｉかコイル
１６とコンデンサＣ２の共振により一時的にダイオード
Ｄ１を介して負方向に流れるが、時ｒＭｔ　４に達する
と、スイッチング素子Ｑ。

を介して、正方向に流れ、コイル１６の磁界か発生する
。一定時間ｔ、て、ゲート駆動を停止する。その後上記
ｔ２からｔ５時間まての動作を繰返す。

この際、ｔ４からｔ５まての時間を制御することで所定
の発振周波数を得ることになる。

なお、発熱部材、接着剤を第３図のように、表紙部材に
予め貼着しておいてもよいか、表紙部材を製本装置にセ
ットする際に載置してもよい。

（ト）発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、製本部材内に、熱
溶融接着剤に当接して発熱部材が配設され、磁界発生手
段により加熱されるのて、熱溶融接着剤か直接加熱され
るため、少ないエネルギーて、短時間に、良質な製本作
業を行なうことがてきる。

また、発熱部材が磁性体て、比透磁率か５０以上である
ことによっては、発熱部材が効率よく磁界のエネルギー
を熱に変えることかできる。

また、磁性体の表皮抵抗が３Ｘ１０−’Ω以上であるこ
とによっては、発熱部材を薄く構成てきるため、製本部
材の外観を損なうことなくかつ扱い易く、量産性の優れ
た製本部材を構成できる。

また、発生磁界の周波数を適正化することによっては、
効率的て、外部機器への磁界の影響を防止できる製本装
置を提供することがてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の実施例を示す製本装置の断面側
面図、第１図（ｂ）はその斜視図、第２図（ａ）は表紙
部材の斜視図、第２図（ｂ）はそのシート材の束の斜視
図、第３図は製本部材の拡大側面図、第４図は制御ブロ
ック図、第５図はそのフローチャート、第６図は磁性体
の特性表、第７図は交番磁界発生回路のブロック図、第
８図はその発生電流電圧波形線図である。 材（ガイド板、プレー））　　、　　１２・・・表紙部
材　　　１２ａ・・・背部　、　　１６・・・交番磁界
発生手段（交番磁界発生コイル）　、　２２・・・熱溶
融接着剤　　　２３・・・発熱部材、磁性体Ｐ・・・シ
ート材 出唾人 キャノン株式会社 第−精機工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、表紙部材の背部に介装された熱溶融接着剤を溶融す
   る製本装置において、 前記熱溶融接着剤を溶融する発熱部材を有 する前記表紙部材を支持する支持部材と、 該支持部材の近傍に配置され、前記発熱部 材を加熱すべく交番磁界を発生する磁界発生手段と、 を備えてなる製本装置。 ２、前記発熱部材が磁性体よりなる請求項１記載の製本
   装置。 ３、前記磁性体の比透磁率が、交番磁界を発生させる励
   磁周波数において、５０以上である請求項２記載の製本
   装置。 ４、前記磁性体の表皮抵抗が交番磁界を発生させる励磁
   周波数において、３×１０＾−＾４Ω以上である請求項
   ２記載の製本装置。 ５、前記交番磁界の励磁周波数が１５〜１９ＫＨｚ、３
   ０〜３８ＫＨｚ、４５〜５７ＫＨｚである請求項１記載
   の製本装置。