JPH045095A - 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】 （伺　産業上の利用分野 本発明は、シート材を綴じる製本装置に係り、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。

（旧　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、発熱体と発熱
プレートとを電気的に絶縁する絶縁体から構成されてい
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、製本するシート材が大
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が広くなり、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
容量が大きくなり、製本するために必要な温度（約１５
０℃）に達するまでの時間を長く必要としている。

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が非常に悪く、また、発熱体
の発熱量が大きいため、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
欠点があった。

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った。

そこて、熱溶融接着剤に発熱部材を当接させ、該発熱部
材を電磁誘導加熱装置により発熱させて前記熱溶融接着
剤を加熱させると共に、この加熱時間を製本部材の厚さ
検出手段により制御するようにして、製本部材の厚さに
関係なく良質の製本作業を可能にし、かつ省エネルギー
的な製本装置を提供することを目的とするものである。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものてあって、
例えば、第１図、第３図及び第４図を参照して示すと、
シート材（Ｐ）と表紙部材（１２）の背部（１２ａ）と
の間に介装された熱溶融接着剤（２２）及び該熱溶融接
着剤（２２）を溶融する発熱部材（２２）を有する製本
部材（１２，２２，２３）を支持する支持部材（３ａ、
３ｂ、１５）と、交番磁界を発生する磁界発生手段（１
６）と、を備え、該磁界発生手段（１６）の発生する交
番磁界により前記発熱部材（２３）が発熱し、該発熱に
より前記熱溶融接着剤（２２）が前記シート材（Ｐ）と
前記表紙部材（１２）の背部（１２ａ）とを接着するよ
うにした製本装置（１）において、前記製本部材（１２
，Ｐ）の厚さを検出する厚さ検出手段（１９）と、該厚
さ検出手段（１９）からの信号に基づき、前記磁界発生
手段（１６）の作動時間を制御する制御手段（２０）と
、を備えたことを特徴とする。

（幻　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）によ
り挟持した製本部材（１２，２２，２３）を支持部材（
３ａ、３ｂ。

１５）にセットし、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）の背部（１２ａ）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。

この際、製本部材（１２，Ｐ）の厚さを厚さ検出手段（
１９）により検出し、その出力を受信した制御手段（２
０）により交番磁界発生手段（１６）の作動時間を制御
する。

なお、前記カッコ内の符号は例示であって、回答構成を
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）　、　（ｂＪにおいて、製本装Ｗ１は角型の本体フ
レーム２の上部開口２ａに、垂直面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か設けられていて、ピニオン４ａがト
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５に設けられたブーツ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１ｏ
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が図示しないガイド
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が表紙部
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が取付けられ、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
ク等の耐熱性が高くて、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、
交番磁界か外部に洩れて、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の水平部材が本体ケース２の
上部裏面を摺動するようになりている。

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か本体ケース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、融点か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とか表紙部材１２の背部１
２ａの内側に接着、その他により取付けられている。な
お、接着剤２２は発熱部材２３の両面に取付けてもよい
。

交番磁界発生コイル１６は高周波でも機能的には問題な
いか、製本性能上低周波、特に１５〜１９ＫＨｚ、３０
〜５７ＫＨｚ、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だペーストより
も板材がよく、具体的には０．１〜０゜５ｍｍの肉厚か
好ましく、１８・Ｏステンレスの場合０．３〜０．７１
の肉厚か好ましい。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、製本部材のへノドリングに好ましくない。

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の両外側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の抵抗値が変動しなくなると
、モータ４を停止するようになっている。

そして、制御部２０は抵抗値か一定になった可変抵抗器
１９よりの信号に応じて、コイル１６への通電時間をタ
イマーにセットする。

そして、タイマーにセットされた加熱時間に達すると、
完了をブザー２６て知らせるやまた、タイマーにセット
された時間が表示部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かガイド板３ａ、３ｂ間に挿入さ
れ、受光器１４ｂの受光が止まるまて、待機する。（Ｓ
ｔｅｐ２）。

ついて、表紙部材１２が検出されると、モータ４がガイ
ド板３ａ、３ｂを幅寄せする（Ｓｔｅｐ３）。

可変抵抗器１９の抵抗信号のレベルが一定になる（Ｓｔ
ｅｐ４）と、モータ４が停止する（Ｓｔｅｐ５）、また
、可変抵抗器１９の抵抗信号に応じてコイル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
ｔｅｐ６）する。

本実施例においては、表紙部材１２の厚さ５〜１５＋＋
ｍではタイマーセ・シト３０秒、１５〜２０寵１ては２
５秒、２０〜５０■ｍでは２０秒である。

このように、誘電加熱を利用した製本装置では、励磁電
力及び励磁周波数が固定の場合、製本部材の厚さと反比
例した製本時間にすることにより、良好な製本性能を得
ることができる。この特性を本実施例の制御に適用して
いる。

誘電加熱中、表紙部材１２がガイド板３ａ、３ｂ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）。設
定された加熱時間に達すると（Ｓｔｅｐ８）、タイマー
時間が表示部２１に表示され（Ｓｔｅｐ９）、完了ブザ
ー２６を鳴る（ＳｔｅｐｌＯ）と共に、製本部材が抜か
れるのを待つ（Ｓｔｅｐｌ　１）。

製本部材か抜かれると、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Ｒ３か鉄等
に比して大幅に低い材料では発熱量が少なく、外部への
漏れ磁界か非常に多いのて、少なくとも本装置に使用す
る磁性体の比透磁率は５０以上、表皮抵抗は３Ｘ１０−
’Ω以上である。そして、これにより、作業か早くて、
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じ値となる。

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Ｒ８（Ω）と呼ばれてい
る。

次に、比透磁率について説明する。

磁界トで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Ｈに比例する
。

１Ｍ＝Ｘ、ＩＨ［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ＩＢは ８二μ。（ＩＨ＋ＩＭ） （μ。は真空の透磁率）　−■ ０式に０式を代入すると、 ＩＢ　二μｏ　ＩＨ（１＋　Ｘ　ｍ　）　＝　μｒ　）
”　ｏ旧＝μ［Ｆ（［Ｔ］ 従って、 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Ｖ　ｉ　ｎ
とＯｖとに印加される。

ＣＩ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グ素子Ｑ８
に接続されている。

スイッチング素子Ｑ０はＭＯＳ　　ＦＥＴ等の消費電力
か少なく、高耐圧、高速スイッチング機能を有するもの
て、制御部２０の共振出力制御回路の出力に応して、オ
ン、オフする。スイッチング素子Ｑ１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Ｑ１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Ｃ２
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からの制御に応じて、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Ｑ０を介して電流１
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１は流れな
くなり、コイル１６と共振コンデンサＣ１ｌの共振によ
りスイッチング素子ＱＩにかか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
、このドレインソース電圧が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か、時間ｔ４に達すると
、スイッチング素子Ｑ１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ｔｓで、ゲート駆動
を停止する。その後上記ｔ２から１Ｓ時間までの動作を
繰返す。

この際、ｔ４からｔ５まで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。

（ト）発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、熱溶融接着剤に発
熱部材を当接させて、いわゆる直接加熱すると共に、交
番磁界発生手段により発熱部材を発熱させ、製本部材の
厚さ検出手段の信号を受けた制御手段により発熱時間を
制御するので、製本部材の厚さに関係なく良質の製本作
業を可能にし、かつ省エネルギー的な製本装置を提供す
る効果を得た。

なお、表紙部材に発熱部材及び熱溶融接着剤を予め取付
けてもよいが、支持部材に表紙部材をセットするときに
、表紙部材上に載置してもよい。

【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）は製本
部材の斜視図、第２図（ｂ）はシート材の斜視図、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図は交番磁界発生手段のブロック図、第８図はそ
の発生電流電圧波形線図を示す。 器）、２０・・・制御手段（制御部） 熱溶融接着剤　、２３・・・発熱部材 磁性体　　　Ｐ・・・シート材 ２２・・・

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、シート材と表紙部材の背部との間に介装された熱溶
   融接着剤及び該熱溶融接着剤を溶融する発熱部材を有す
   る製本部材を支持する支持部材と、交番磁界を発生する
   磁界発生手段と、を備え、該磁界発生手段の発生する交
   番磁界により前記発熱部材が発熱し、該発熱により前記
   熱溶融接着剤が前記シート材と前記表紙部材の背部とを
   接着するようにした製本装置において、 前記製本部材の厚さを検出する厚さ検出手 段と、該厚さ検出手段からの信号に基づき、前記磁界発
   生手段の作動時間を制御する制御手段と、を備えたこと
   を特徴とする製本装 置。