图书装订粘结装置的制作方法

专利名称：图书装订粘结装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种图书装订粘结装置，其用于通过用热融性粘合剂涂在纸摞的背部表面而将纸摞粘结装订在封面页上。
用传统粘结装置生产的书册D在附图20中作了表明，其中在纸摞F的背面和封面页G的中心部位中间有一粘结层E，但在纸摞F的页面H、H、…中间的缝隙中没有粘结剂，这样页面H、H、…彼此间只在它们的背面相连，纸张的抗剥落强度相对较小，因此在使用过程中容易散落。
为了改善纸摞与封面页之间的粘结强度，最好是不仅要向纸摞的背面供应热融性粘结剂，而且从纸摞背面在相邻纸页之间的缝隙中也要注入粘结剂。这种注入相邻页之间缝隙的热融性粘结剂被供应到这些纸页的相对背部边缘部分，因此其彼此间相互联结。这可以有效地防止从成品书上散落一些纸页下来。然而，传统的涂敷辊型粘结装置只能够向纸摞的背面供应热融性粘结剂，而没有足够量的热融性粘结剂能从在沿着涂敷辊上方的输送路径运转的纸摞背面进入相邻纸页之间的缝隙。
发明主要内容因此，本发明的主要目的是克服在装订技术领域中现有技术的缺陷及不足，并提供一种新颖的且具有改进结构的粘结装置，通过该粘结装置，热融性粘结剂可以有效地从纸摞的背面进入相邻页之间的每个缝隙，以使得在封面页与纸摞之间，不仅纸摞的背面而且相邻页的相对背部边缘区域都涂敷有用于改善装订强度的热融粘结剂。
为了实现上述及其它发明目的，根据本发明的一方面，在此提供了一种用于将纸摞粘结装订在封面页上的粘结装置，其包括一用于盛装融化状态的热融性粘结剂的壳体；一带外围周边的涂敷辊，其至少有一部分浸没在壳体中的融化粘结剂当中，其轴向长度实质上大于纸摞的背面长度尺寸，所述的涂敷辊绕一个实际上沿与纸摞厚度中心对齐的方向延伸的轴旋转；一个第一驱动机构，用于实现在涂敷辊的外围周边和纸摞的背面进行压力接触，以便将涂敷辊外周边上的融化粘结剂向纸摞的背面供应；一个第二驱动机构，用于在向前和向后方向上在一预定的小角度范围内旋转该涂敷辊，而涂敷辊的外围周边受压力供应机构作用与纸摞背面进行压力接触，以使得热融性粘结剂可以有效地从纸摞的背面进入相邻页之间的每个缝隙，因此，不仅纸摞的背面而且邻近页接近背面的相对区域都涂敷有用于改善粘接装订强度的融化的热融粘结剂。
该涂敷辊在其外围周边设置有许多隔开的环形槽。
在本发明的最优实施例中，该粘结装置还包括有一个用于向壳体中供应融化粘结剂的粘结剂供给装置；一个第一传感器，用于探测包含在壳体中的融化粘结剂是否超过了第一预定等级；一个用于控制粘结剂供给装置的控制器，当第一传感器探测到壳体中的融化粘结剂的量未达到第一预定等级时，该控制器就驱动粘结剂供给装置向壳体中补充融化粘结剂，反之当第一传感器探测到壳体中的融化粘结剂超过了第一预定等级时，该控制器就使粘结剂供给装置不工作。
在该最优实施例中，还可以设置有一个第二传感器，用于探测包含在壳体中的融化粘结剂是否超过了第二预定等级，该第二预定等级高于第一预定等级，其中当第二传感器探测到壳体中的融化粘结剂超过了第二预定等级时，控制器就停止粘结剂供给装置的工作。
附图简要说明本发明的其它目的和优点在以下结合附图的详细说明中可得到理解，附图如下附

图1是包括本发明的粘合剂敷抹器的装订操作的方框图；附图2是包括本发明加热装置的装订设备的总体布置的概略性正视图；附图3是附图2中装订设备的辅助夹具以及相连构件的放大剖视图；附图4是本装订装置中辅助夹具的导向端和主夹具的透视图，也表示从辅助夹具向主夹具递送纸摞的方法；附图5是表示本装订设备中有关辅助夹具和垛齐装置布置的平面图；附图6是表示辅助夹具及其相连构件的放大平面图；附图7是表示本装订设备中加热装置的解释图；附图8是本装订设备中修剪器装置及其相连构件的正视图；附图9是该装订设备中废料排放装置的正视图；附图10是该垛齐装置的侧视图；附图11是垛齐装置的正视图；附图12是表示该装订设备中封面定位装置的正视图；附图13是表示该装订设备中纸张供给操作的流程图，该操作包括由辅助夹具提供纸摞、由垛齐装置垛齐纸摞以及纸摞从辅助夹具递送给主夹具；附图14是表示该装订设备中后续操作的流程图，该操作包括向纸摞的背部表面涂粘合剂、粘结装订纸摞至封面页以及折叠该封面页；附图15是表示该装订设备中封面页供给操作的流程图，该操作包括修剪该封面页、排放废料以及修剪过的封面页的定位；附图16是表示封面页沿宽度方向定位的解释图；附图17(a)是表明具有一粘合量控制器的加热装置的断面剖视图；且附图17(b)是它的平面图；附图18(a)是表明在加热装置中将要使用的加热辊的最优设计的断面剖视图；且附图18(b)是装载有一定量熔化状态的热融粘合剂的加热辊的周边放大断面剖视图；附图19是一种由本发明中装订设备生产的书册的解释性透视图，其中在粘结操作中粘结剂在从纸摞背面进入相邻页中间，每个相邻页都彼此相互紧密连接；附图20是一种常规书册的解释性透视图，其中纸摞在其背侧边缘彼此相连接。
最优实施例说明参照附图1，装订装置通常包括一个纸张供给装置1，该纸张供给装置1包括一个厚度探测器2，一个根据本发明的粘合剂敷抹器3，一个纸张传送装置4，一个封面供给装置5，该封面供给装置5包括一个修剪器6和一个定位装置7，一个挤压装置8，一个封面折叠装置9、一个书册传输装置10和一个废料排放装置11。
纸张供给装置1向第一站即涂粘合剂站提供待装订的纸摞。在向涂粘合剂站提供纸摞过程中，纸摞相对的面上保持夹紧状态。纸摞由纸张供给装置1提供期间，探测器2探测被夹紧纸摞的厚度。粘合剂敷抹器3将融化状态的热融粘合剂涂在由纸张供给装置1向涂粘合剂站提供的纸摞的背部表面。纸张传送装置4将背部表面已经粘好的纸摞从涂粘合剂站输送到第二站即装订站。
在装订站，封面供给装置5将封面提供到涂过粘合剂的纸摞背部表面下部。此时，该纸摞已经被纸张传送装置4传送并在装订站处于停止状态。修剪器6响应厚度探测器2的探测结果，根据纸摞的厚度修剪该封面页的侧边。定位装置7也响应厚度探测器2的探测结果，确定并控制封面页在装订站的位置，以使得修剪过的封面页的中心线对准纸摞的厚度中心。废料排放装置11通过一个废料斜槽将修剪产生的废纸屑排出，该废料斜槽独立于由封面供给装置5确定的封面页行进路线。
挤压装置8适于使涂过粘合剂的纸摞的背部表面与封面页的中心部分在压力下接触以使它们彼此粘合装订在一起。封面折叠装置9基本上沿纸摞相对的侧边折叠封面页以制成合成一体的书册。正如在下文一个实施例中所述的一样，挤压装置8与封面折叠装置9的功能可由一个装置或机械完成。成品书可通过书册运送装置10输送到预定的保管站或类似机构。
通过一台可以是任意类型的打印机装置12，包括喷墨型，可将任何所需的字母或图象打印在封面页上。如上文所述，该封面页已经被修剪到一个预定的尺寸，该尺寸与探测器2探测到的纸摞的厚度完全相符，因此将制成的书的封面页中心可根据修剪过的封面页确定。打印机装置12接收到该中心位置的数据以及输入的相应打印命令数据执行打印，打印在封面页上的图案不会移位。这对于全页打印尤其有用。根据本发明所述，打印机装置12可安装在一台自动装订装置中，这与现有技术中打印的步骤要在封面页提供到装订装置之前进行而有所不同。
尽管图1未画出，但是还可有一个例如电脑的控制装置，接收探测器2的探测结果，分别控制修剪器6、定位装置7和打印机装置12的操作。
现在参考图2所表示的根据本发明的装订装置的一个实施例，它包括了图1所示的绝大部分元件，包括一个本发明的粘结装置，但是不包括打印机装置12。在图2所示的实施例中，纸张供给装置1(图1)主要包括一个连接厚度探测器21的辅助夹具20。
辅助夹具20由一个旋转驱动机构22驱动，绕轴线23摆动。辅助夹具20由一个控制器(未画出)控制，在待机位置、垛齐位置以及交付位置之间摆动，待机位置如实线所示，在待机位置时辅助夹具20等待纸摞的供给；垛齐位置与待机位置逆时针成约60度角，在垛齐位置未被夹紧的纸摞经受垛齐操作；交付位置与垛齐位置逆时针成约30度角，在交付位置垛齐的纸摞被交付给主夹具50。
辅助夹具20具有一个工作台24，其上适于接收将由该装订装置装订的纸摞A，一个夹盘25将纸摞A压在工作台24上，以及一个升起机构，未作附图标记，用于沿被夹持在工作台24与夹盘25之间的纸摞A的厚度方向升起夹盘25。一个升起机构的例子如图3所示，该机构包括一个马达33，一个热齿轮34，一个热轮35，一个偏心凸轮36，以及一个一直与凸轮36常接触的从动凸轮37，一个一端连接从动凸轮37另一端连接夹盘25的轴38。马达33的旋转通过热齿轮34和热轮35被传递给偏心凸轮36。当偏心凸轮36旋转时，轴38沿其轴向运动，以使夹盘25相对工作台24运动。环绕轴38的弹簧39确保从动凸轮37与偏心凸轮36的周缘始终接触，依次地，当纸摞A被工作台24与夹盘25夹紧时，可向纸摞A提供必须的夹紧力。如图4所示，工作台24和夹盘25分别具有齿形的端部，该齿形的端部包括有间隔的突出部分24a、25a和由相邻突出部分所限定的凹陷部分24b和25b。
在工作台24的前端附近设置了一个旋转制动器28，如图2左手端所示，用于接合放在工作台24上的纸摞A的前边。一个固定的导向件29接合纸摞A的一个侧边，而一个可移动的导向件30接合纸摞A的另一侧边，如图6所示。固定导向件29被固定在工作台24上。可移动的导向件30被一个弹簧偏置，未画出，以逆时针方向绕轴线30a旋转，如图6所示，因而可始终对图6中左手一侧的工作台24上的纸摞A提供弹簧偏置的接触。因此，工作台24上的纸摞A由于这些导向件29、30的联合作用可被保持在确定的位置上，而不必考虑待装订的纸摞A的厚度变化。辅助夹具20还设置有一个旋转挤压臂31，其用于接合工作台24上纸摞A的后边，如图3和图5所示。臂31可被盘绕弹簧32以逆时针方向旋转偏置，如图5所示。臂31不仅是纸张供给装置1(附图1)的一个元件，还是将在后文进行描述的垛齐装置40的一个元件。尽管在图中未画出，辅助夹具20还包括一个用于探测供给到工作台24上的纸摞A的尺寸(A4，B5，…)的尺寸探测器。
参考图5，6，10和11，当带有被夹紧的纸摞A的辅助夹具20被驱动机构22从待机位置移动到垛齐位置时，该垛齐装置40用于对夹在辅助夹具20的工作台24与夹盘25之间的纸摞A施加振动或垛齐运动。垛齐装置40包括一个基臂42，其可由驱动机构41驱动，在由图2点划线所示的待机位置到由图2实线所示的操作位置之间摆动，一个L形的垛齐盘43滑动地连接基臂42，一个定位元件44固定在基臂42的低端并垂直于基臂42的平面延伸，一个用于振动垛齐盘43的振动发生器45相对于基臂42平行，上述挤压臂31、摆动件46安装在工作台24上的纸摞A的左手边附近(见图6)，另一振动发生器47使摆动件46间歇地撞击纸摞A的左手边。
主夹具50是纸张传送装置4(图1)最重要的一个元件，其包括一个可移动的夹具盘51，一个固定的夹具盘52，一个用于相对于盘52移动驱动可移动盘51以便开合主夹具50的驱动机构53，以及一个用于侧向移动主夹具50的变速机构54。驱动机构53类似于辅助夹具20中的升起机构，如已描述过的图3所示。
移动机构54有规律地使该主夹具50处于三个位置，它们是纸张接收位置，在该位置由辅助夹具20输送至传递位置的纸摞A被以下述方式传递给主夹具50；及涂粘合剂位置以及装订位置。附图2中，以实线表示主夹具50的纸张接收位置，而以点划线表示装订位置。在纸张接收位置被主夹具50夹紧的直立纸摞A的厚度中心在图2中相对于在后所述的加热辊64的中心向右偏移。尽管涂粘合剂位置在图2中没有表示，但是可以理解该位置临近于纸张接收位置，尤其是，在图2中从纸张接收位置少许向左平行移动，直到主夹具50夹紧的直立纸摞A的厚度中心对准加热辊64的中心，即可到达涂粘合剂位置。
与工作台24和辅助夹具20的夹盘25的端部类似，一对夹具盘51和52也分别具有齿形的端部，该齿形的端部包括有间隔的突出部分51a，52a和由相邻突出部分之间限定的凹陷部分51b和52b。但是，这种主夹具50端部的布置与辅助夹具20端部的布置是互补的，因此辅助夹具20与主夹具50的齿形端部互相啮合。特别是，图4中更清晰，当辅助夹具20到达递送位置时，工作台24和夹盘25的突出部分24a，25a彼此配合将纸摞A夹在纸张接收位置的主夹具50夹具盘51，52的凹陷部分51b和52b之间，而主夹具50的突出部分51a，52a插入辅助夹具20的凹陷部分24b和25b。
在图2所示实施例中，粘合剂敷抹器3(图1)为一个加热装置60。如附图2一样特别参照附图7，该加热装置60包括一个辊子62，热熔粘合剂材料的连续层61从该辊子62退绕；一对沿预定行进路线供给热熔粘合剂层61的供给辊63；被加热到热熔粘合剂材料层61的熔点以上的旋转加热辊64，该加热辊适于与通过供给辊63供给的热熔层61的前端部接触以熔融热熔层61；一个用于接受热熔粘合剂61’的弓形断面的壳体65；一个用于以预定方向转动加热辊64的驱动机构66，在附图2和图7中为顺时针方向；以及用于升起加热辊64的另一个驱动装置67。如附图7中的阴影线区域所示，通过与朝向壳体65的底部下落的加热辊64的周边相接触，热熔层61被熔化。当加热辊64如附图7所示顺时针旋转时，壳体65中的热熔粘合剂61’被粘在旋转加热辊64的周边，其被传输至每个被主夹具50夹紧的纸摞A的相对侧的后表面及周围区域，该主夹具50已经被从待机位置传输至粘结位置，在粘结位置，被加紧的纸摞A的厚度中心与加热辊64的垂直中心线对齐。
在一变型实施例中，在被供给辊63输送的热熔粘合剂层61与加热辊64的周边相接触点的前面设置有一刀具，其用于将粘合剂层61前一端切割成一个相对较短的条带，而后落入壳体65内部。在与加热辊64瞬间接触或碰撞不足以将粘合剂层61转变为融化状态的情况下，这非常适用。壳体65被加热到高于粘合剂层61的热融性粘合材料的熔点，以使得彼此落下的短条带可迅速被转变为包含在壳体65中的热熔粘合剂61’。
壳体65在不同等级上设置有温度传感器68、69，以从这些传感器探测到的温度差值确定被包含在壳体65中的热熔粘合剂的预定量范围。
特别是，位于低等级的传感器68将探测热熔粘合剂61’的预定最小量是否被包含在壳体65中，当该传感器探测到一个比热熔粘合剂层61的熔点高的温度时(例如大约180℃)就会打开。当传感器68被关闭，也就表明壳体65中缺乏热熔粘合剂61’，供给辊63被驱动以退绕粘合剂层61，以使得粘合剂层61的前端被带入与加热辊64周边的接触中，用以补充壳体65中的热熔粘合剂61’，直至传感器68打开。当传感器68打开就表明现在壳体65中有足够的热熔粘合剂61’，供给辊63处于断开状态。通过这样的控制，壳体65中热熔粘合剂61’的量总是充足的。
然而，壳体65中太多的热熔粘合剂61’会使工作环境极度恶化，这是因为有刺激性的气味和大量的浓烟。因此，最好是探测传感器68的位置和温度，以便控制壳体65中热熔粘合剂61’的量。如下文将参照附图18所述，加热辊64在其周边上具有许多相互隔开的环状槽107，经证明这样是较好的设计，因为这样即使在壳体65中包含相对较少的热熔粘合剂61’量，也可以不仅向纸摞的背面而且也向每一页的相对侧面的周围区域提供实际充足的粘合剂61’。
在高等级上的传感器69作为一个安全装置，当探测到高于热融性粘合剂层61的熔点的温度(例如大约180℃)时，其就会打开以停止装订设备的操作。
通常，加热辊64受驱动机构66驱动顺时针恒速旋转，如附图7所示。在粘结操作过程中，驱动机构66受控向前或反方向旋转或摆动一预定的小角度(正负5度)，由此可以向纸摞A的背面和每一页的相对侧面的周围区域提供实际充足的熔融粘合剂61’。在附图14的步骤S203-S205中将对该粘结操作进行详细描述。
加热装置60的粘结操作受到如电脑装置的控制部件的控制，未示出。例如，控制部件根据温度传感器68、69的输出信号来进行控制以驱动和停止供给辊63。其也控制驱动机构66，用于在预定方向上的通常的旋转，在开始粘结操作前停止，并且在粘结操作过程中向前和向后摆动旋转加热辊64。其也控制用于升降加热辊64的另一个驱动机构67。
附图17表示了加热装置的另一个实施例，其设置有一个用于控制粘在加热辊64周边的热熔粘合剂61’的量的控制器。在该实施例中，在位于纸摞A前方的壳体65的一个上端部，且位于加热辊64旋转方向的粘结位置上，设置有一对静止导向件101、102，一控制刀具103和在静止导向件101、102中间的许多移动导向件104、105、106。可移动盘的位置和数量是根据将要被装订设备装订的纸摞A的尺寸(A4、B5…)而定的。如附图17(a)所示，在控制刀具103的前端与加热辊64的周边之间有一预定的间隙距离，是用于调整施加到纸摞A的背面及周边区域的热熔粘合剂61’的量。
在本实施例中，该装订设备能够装订从A5到A4W纸张大小范围的纸摞A。从附图17(b)中可看出，静止导向件101、102的间隔适应于A4W纸张的大小，以使得当装订A4W大小的纸摞A时，不使用移动导向件104-106就能够实现粘结操作。当装订A4大小的纸摞A时，可移动导向件104被移向加热辊64的周边，以提供一相应于在粘结操作中被夹在刀片101和104中间的A4尺寸的纸摞A的厚度的空间距离。同样的，当B5或A5尺寸的纸摞A被装订时，可移动导向件105或106移动到其操作位置，以使得每个B5或A5尺寸的纸摞A的背面和周边区域被热熔粘合剂61’所涂敷在周边区域，且受到静止导向件101和加热辊64的可移动导向件105或106的限制。
在粘结位置，无论尺寸大小，纸摞A的一个侧边沿静止导向件101延伸接触，另一侧边与另一个静止导向件102或移动导向件104-106之一相接合。粘附在加热辊64周边整个宽度上的热熔粘合剂61’通过静止导向件101和102或是移动导向件104-106之一被部分除去，以限制粘合-粘附区域与纸摞A的实际厚度相一致，如附图7所示当加热辊64顺时针旋转时。以上述方式去除加热辊64上的热熔粘合剂61’能防止在纸摞A在装订为之上被按压在封皮B上时，超量的粘合剂61’从纸摞A的背面挤出。
加热辊64在其周边上最好设置有一些环状槽107，在轴向上以预定间距隔开，如附图18所示。根据本实施例，粘附在加热辊64周边上的热熔粘合剂61’就是一个厚度为T的覆盖层，其是在加热辊64的周边与控制刀具103之间的间隙来测定的，同时也被包含在每个槽107中。
在图2所示实施例中，封面供给装置5(图1)由附图标记70表示，该装置包括一个容纳一摞封面页B的盒子71；一个以被控的时间间隔从盒子71中一张一张地供给封面页B的第一供给辊72；以及沿行进路线供给封面页B的一系列在后供给辊7B，该行进路线朝修剪器6方向，继而朝装订站方向，在装订站，纸摞A的背部表面粘结装订封面页B的中心部分。最后一个供给辊是后述的定位辊81，它构成定位装置7(图1)。盒子71中的封面页B具有预定的尺寸，该尺寸取决于工作台24上的待装订的纸A的尺寸(A4，B5，---)。盒子71适于接收某些不同尺寸的封面页B，在该实施例中，最好提供一个尺寸探测器，以探测盒子71内容纳的封面页B的尺寸。封面供给装置5也有一系列的探测器，用于探测封面页B是否准确地沿预定行进路线供给，其中包括将在下文中进行描述的切割器探测器74以及探测器82-84。
修剪器6(图1)沿由供给辊73限定的封面页B的行进路线布置，在图2所示实施例中该修剪器6包括上述切割器位置探测器74以及带有刀片75a的切割器75，如图8和图9所示。切割器的刀片75a由一个马达驱动，未画出。
切割器75根据待装订的纸摞A的厚度将封面页B修剪为预定尺寸后，封面页B由封面斜槽80和辊73送到一个确定的位置，该位置由定位装置7确定。在这期间，切割器75剪切封面页B制造出的碎纸屑由废料排放装置11(图1)沿着预定的排放路线进行排放，该排放路线与切割好的封面页B的行进路线分开。在图2所示实施例中，该废料排放装置11包括与切割器75操作同步控制的转换开关或可转动的折板77；一个设置在封面斜道80附近的用于排出废料的废料斜道78。当切割器75修剪封面页B的一个侧边部分时，折板77位于如图2和图9中点划线所示的位置，为废料斜道78的上部提供更大的开口，它正好位于切割器75的下方，以接住从切割器75落下的碎纸屑并将它们导入废料斜道78。之后，折板77立即回复到图2和图9中实线所示的位置，以使被修剪好的封面页B’进入封面斜道80。
封面的行进路线在封面斜道80的出口与引导辊83、84处弯曲，以提供一个大致水平的通向装订位置(图1)的行进面。在被修剪好的封面页B’的水平行进面内设置了定位辊81和定位销85，特别是如图12所示。定位辊81一般与在下面的相对辊86保持压力接触，但是可被一个升起机构87从其上分开。尤其是，定位辊81正好是在被修剪好的封面B’到达预定位置之前被升起以至与辊86分开，该预定位置是指在该位置纸摞A的背部表面粘结装订在被修剪好的封面B’的中心部分，并且后者沿纸摞A的相对侧边折叠。定位销85可在图12所示的操作位置至更低的待机位置之间升降也可以水平移动，即平行于装订位置附近的封面的行进路线。定位销84可从待机位置升起到操作位置并向封面供给方向移动，而定位辊81保持停顿状态与下辊86分开，因而它可与将在下文中进行描述的固定导向机构配合，用于如图16所示的精确调整被送到装订位置附近的被修剪好封面B’的位置。因此，定位辊81下降并驱动被修剪好的封面B’到装订位置。
在图2所示实施例中，挤压装置8与折叠装置9的功能是由一个装置完成的，即装订装置90，均如图1，该装置包括一对成形板91，91；一个用于开合成形板91，91的驱动机构92；一个正好在成形板91，91之下的可移动板93；一个在水平面上移动板93的移动机构95；一个使整个装订装置90在用实线表示的待机位置和用点划线表示的操作位置之间升降的升降积械95，成形板91，91对称设置在纸摞A的厚度中心，无论成形板是开是合，纸摞A均被主夹具50直立地夹紧。
可移动板93具有一个缝隙，如图所示，该缝隙的宽度足够通过在该实施例中由装订商制造的最厚的书册(例如20mm)。当可移动板93位于图2所示实线和点划线位置时，该缝隙位置不与成形板91，91之间的开口对齐，当装订装置90如图2所示由移动机构向右轻微移动时，该缝隙与该开口垂直对齐。该在前位置是一种停止位置而在后位置为畅通位置。
装订设备90下设置了书册传输装置10(图1)，在图2所示实施例中，该书册传输装置10包括当可移动板93的缝隙对齐成形板91，91之间的开口时的可移动板93的缝隙；一个导引壁96，该导引壁引导书册C通过缝隙掉落到传送带97上，该传送带97将书册C送往预定的保管站。
上述装订装置各元件的操作由一个未画出的控制器进行控制，该控制器参考附图13-15中的流程图详细描述。
特别参考流程图13，该流程图表示该装订装置的纸张供给操作，包括纸摞A由辅助夹具20供给，由垛齐装置40摇动，并从辅助夹具20传递给主夹具50，在步骤S101第一次确定是否满足所有初始要求。初始要求可包括，例如，辅助夹具20位于递送位置，垛齐装置40位于待机位置，一些纸摞A放置在辅助夹具20的工作台24上，而一些尺寸相应于工作台24上的纸摞A尺寸的封面页B盛放在封面供给装置70的盒子71中(这由纸张尺寸探测器以及封面尺寸探测器确定)，有足够量的熔融粘合剂61’盛放在加热装置60的容纳腔65中，装订装置的一个启动开关(未画出)已经打在ON上，等等。
步骤S101确定所有的初始要求均满足后，辅助夹具20的夹盘25向下朝着工作台24移动，将纸摞A夹在二者之间(步骤S102)，然后通过探测器21探测被夹紧的纸摞A的厚度(步骤S103)。根据图2所示实施例的装订装置可装订厚度从1.5mm至20mm的纸摞A。如果探测器21探测到的结果小于或者大于这个范围，辅助夹具20打开以松开纸摞A并且在装置的显示器上显示一条错误信息，未画出。
然后，在步骤S104中，辅助夹具20移动到垛齐位置而制动器28旋转到图2中点划线所示的缩进位置，脱开被夹紧的纸摞A的前端。在步骤S105，垛齐装置40被驱动装置41驱动从待机位置移动到图2实线所示的操作位置，夹盘25微微开启松开纸摞A，然后进行预定时间(步骤S106)的垛齐操作。该垛齐操作由垛齐装置40执行并已经参考附图5、6、10和11进行了详细描述。在垛齐操作中，在装订位置执行装订操作的主夹具50移动到纸张接收位置，而封面供给装置70的盒子71提供另一个封面页B。
垛齐操作完成后，夹盘25再次移向工作台24，将纸摞A夹在二者之间(在步骤S107中)，而垛齐装置40移动到到图2中双点划线所示的缩进位置(在步骤S108中)。
然后，经过步骤S109确定主夹具50已经回到纸张接收位置，夹紧被垛齐的纸摞A的辅助夹具20被驱动机构22(在步骤S110中)移动到递送位置。此时主夹具50如图4(a)所示开启。然后，在步骤111主夹具50关闭且辅助夹具20在步骤S112开启。如上所述，在辅助夹具20的前端部形成的突出部分24a，25a进入主夹具50夹具盘51，52的凹陷部分51b和52b，而主夹具50的突出部分51a，52a进入辅助夹具20的凹陷部分24b和25b，如图4(b)所示，因而确保在保持垛齐状态下，如图4(c)所示，将纸摞A从辅助夹具20传递给主夹具50。
S112步骤中，辅助夹具20开启并回到待机状态以等待另外的纸摞A提供到工作台24上(步骤S113)。一个表示主夹具50夹紧了垛齐的纸摞A的信号，准备从纸张接收位置移动到涂粘合剂位置(步骤S114)。然后，在步骤S115确定所有后续装订操作的需求均已经满足，程序回到步骤S102。后续的装订操作条件可包括，例如，纸摞A放在辅助夹具20的工作台24上，启动开关处于ON的位置，等等。如果这种条件中的任何一个没有在预定的有限时间内完成，它就会断定装订操作已经完成，该装置将不再工作。
现在参考流程图14，该流程图表示该装订装置的相继操作，包括在纸摞A的背部表面涂粘合剂；将纸摞A与修剪好的封面页B’粘合装订在一起以及折叠后者，该程序开始于步骤S201，确定步骤S114输出了准备好的信号，接下来是步骤S202，将主夹具50从纸张接收位置移动到涂粘合剂位置。要提醒的是，如图2所示，在主夹具50的纸张接收位置相对于加热辊64的中心轴稍微向右偏移。主夹具50从该位置移动到涂粘合剂位置，在涂粘合剂位置被主夹具50夹紧的直立纸摞A的厚度中心正好对准加热辊64的中心轴，关于被辅助夹具20夹紧的纸摞A的厚度是通过探测器21在图13所示的流程图的步骤S103测定的。
接下来，在步骤S203，加热辊64被升降机械67升起。加热辊一般是被转动驱动机构66驱动沿预定方向转动(图7中为顺时针方向)，因而在其周边上部将携带预定数量的热熔粘合剂61’。在其开始下降之前，加热辊64停止转动。在该升起位置，加热辊64开始与处于涂粘合剂位置的被主夹具50夹紧的直立纸摞A的背部表面在压力下接触，然后它被动地以预定的小角度(例如正负5度)以相反方向旋转预定时间，步骤S204，因而热熔粘合剂61’不仅涂在被夹紧的纸摞A的背部表面，还进入纸摞A相邻纸张之间的空隙中。加热辊64这样的摆动旋转将会引起纸摞A背面的振动，以在每个相邻页之间产生空隙，其应足以接受粘接到加热辊64的外周边的熔化粘结剂61’的部分，从而熔化粘结剂61’不仅供应到了背面而且也供应到了每页纸的侧边缘区域。以提高装订强度。
当在预定时间内完成了由加热辊64的摆动旋转操作的粘结工作，加热辊64被向下移到待机位置，如步骤S205。
然后，在步骤S206确定修剪好的封面页B’是否已经被提供到装订装置90的成形板91，91的预定位置，并且主夹具50，如图2，进一步移动到装订位置的左边(步骤S207)。在主夹具50的装订位置，背部表面涂好粘合剂的纸摞A的厚度中心也对准成形板91，91的中心。供应到位的封面页B’的位置将在下文中参考流程图15进行描述。
再次参见流程图14，成形板91，91被驱动装置92打开(步骤S208)，且装订装置90被升降装置95从图2中实线表示的待机位置升起至图2中点划线表示的操作位置(步骤S209)。装订装置90升起的过程中，在装订位置的背部表面涂过粘合剂的被主夹具50直立夹紧的纸摞A进入板91，91之间开的空隙，并在压力下与板93接触，同时封面页B’被夹在二者的中间，因而纸摞A的背部表面与封面页B’的中心位置被纸摞A背部表面的热熔粘合剂61’粘结在一起。此外，如上文所重复说的，在加热辊64向前和向后的旋转过程中，通过向纸摞背部的空隙中加入少量的热融性粘结剂61’，纸摞A的每个相邻页就相互装订在一起了。升起时，可移动板93的位置如图12中双点划线所示，但要提醒的是，图示中成形板91，91处于关闭位置，这是在步骤S210中完成的。
是的，在步骤S209的后续步骤中关闭了成形板91，91，而装订装置90在升起位置保持静止，而封面页B’沿纸摞A背部表面的相对一侧向内折叠。在步骤S211中，成形板91，91关闭施加的压力由压力探测器(图中未示出)探测。当成形压力到达预定值时步骤S209中的装订操作开始，而经过预定时间(例如2秒)后装订操作结束，该预定时间在步骤S212中测定。
装订操作结束后(步骤S213)，板93由驱动机构92驱动从关闭位置移动到畅通位置，在畅通位置缝隙或书册通道与其下的成形板91，91的中心对齐，然后成形板91，91打开(步骤S214)，然后主夹具50开启以松开纸摞A，此时纸摞A已经与封面页B’粘合在一起成为整体组合在一起的书册C(步骤S215中)。因此，书册C通过开启的成形板91，91之间的空隙以及可移动板93的缝隙，由于它自身的重力，它沿导引壁96被导引到正在移动的传送带97上。传送带97上提供了一个探测器，未画出，可设置在导引壁96下端的任何下游位置，每当书册C通过该探测器位置时它就发射探测到的信号。当输出该探测到的信号时(在步骤S216)，装订装置90从上方的操作位置移动到下方的待机位置(步骤S217)，板93回到关闭位置(步骤S218)。最后，主夹具50回到图2中实线表示的待机位置(步骤219)。
上述从S201到S219这一系列步骤的操作每次都是响应流程图13中步骤114的自动连续装订操作的输出信号。
现在参考流程图15，该流程图表示该装订装置的封面供给操作，包括修剪封面页B，排放废料和定位修剪好的封面页B’。
流程图12的步骤S115确定继续装订操作的要求得以满足后，在步骤S301确定盒子71中是否至少容纳着一张封面页B。当此得以确认(在步骤S301)，第一进料辊72驱动容纳在盒子71中的一张封面页B沿着由进料辊73确定的封面行进路线行进，步骤S302。位于上游临近切割器75的切割器位置探测器74启动，当它探测到封面页B的前端经过，在步骤S303确定后在步骤S304使进料辊72停止。于是，在步骤S305进料辊72又被驱动转过一小角度范围，以一预定距离(L1)供给封面页B，在步骤S306再次使进料辊72停止。因此，封面页B的前端在切割器刀片75a位置之外向下延伸一个距离(L1-L2)，而该处(L2)表示封面行进路线中从探测器位置到切割器刀片位置的距离。因而，切割器刀片75a垂直于封面行进路线移动就会在步骤S307剪切或修剪封面页B前端的伸出部分。
容纳在盒子71中的封面页B具有一个预定的尺寸，该尺寸取决于待装订的纸摞A的尺寸。更特别的是，封面页B在行进方向的长度(WB)由下列等式(1)确定，此处(WA)代表纸摞A的宽度，(V)表示相应于切割器刀片75a厚度的剪切边，(α)表示用于加热装置60涂热熔粘合剂以及装订装置90折叠封面页B’的预留边，(Tmax)表示可以使用该装订装置装订的书册的最大厚度WB＝(WA+α)×2+Tmax+V …(1)设(TA)表示探测器21测得的纸摞A的厚度，封面页B前端由切割器75修剪的长度(L1-L2)可能因为最大装订厚度与实际厚度的不同，即(Tmax-TA)，而有所不同。因此，步骤S305处的进给数量(L1)应由下列等式(2)确定
L1＝Tmax-TA+L2 …(2)修剪过的封面页B’的长度(WB’)由下列等式(3)表示WB’＝(WA+α)×2+TA …(3)再次驱动进料辊72重新开始提供修剪过的封面页B’(步骤S308)，直到探测器83因探测到修剪过的封面页B’的后端部通过而开启(步骤S309)。探测器83开启时(在步骤S309完成)，进料辊72停止(步骤S310)而定位辊81升起与相对辊86分开(步骤S311)，然后由定位销85的被控运动确定封面页B’的位置(步骤S312)。
当封面页B’进入到装订站时，定位销35设置于接合封面页B’的一个侧边边缘，该定位销35与相对固定的导引销88，88(图16)配合，向一个确定的位置稍微移动封面页B’，在该确定的位置处背部表面涂过粘合剂的纸摞A粘合在封面页B’的中心。定位销35在封面行进路线的下方的较低位置处于待机状态，但是在步骤S312处升起，接合封面页B’的一个侧边边缘，并且继续升起以抬起封面页B’的一个侧边，它以低速少许向前移动，因而封面页B’的相对侧边边缘与固定导引销88，88接合，固定导引销88，88确定该侧边的位置或将封面页B’与装订位置中被主夹具50运送来的纸摞A对齐。总而言之，在步骤S312处的操作是修正装订站中封面页B’的位置，尤其是修正垂直于封面行进路线方向的位置。
完成步骤S312中的封面定位操作后，定位销85降低到待机位置，定位辊81向下移动到与相对的辊86(步骤S313)在压力下接触，并被驱动再次提供封面页B’(步骤S314)。当探测器84因探测到封面页B’的后端部通过而开启(在步骤S315中完成)时，定位辊停止(步骤S316)，因而封面页B’被提供到成形板91，91所在地相关位置，但是还没有到达合适装订的位置，该位置应根据纸摞A的厚度(TA)而改变。步骤S316中有关封面页B’的位置可以由其宽度的中心对准被主夹具50夹紧的纸摞A的厚度中心，纸摞已经被送到装订站了(在流程图14的步骤S207中)，当(TA)等于(Tmin)时，(Tmin)表示该装订装置能制出的最小厚度的书册，在本实施例中，被主夹具50夹紧的纸摞A的厚度中心为1.5mm。上述相关位置与装订站中纸摞A的厚度中心偏离该书册的最小厚度与实际厚度差值的一半，即(TA-Tmin)/2，的距离。
因此，封面定位操作结束于步骤S317，驱动定位辊81根据通过上述等式计算出的偏差量供给封面页B’，等待步聚S318装订操作的完成。装订操作完成后(在步骤S318中完成)，从流程图15中从S301到S318的一系列上述步骤完成。
从上述描述中可明显看出，因为根据本发明的装订装置涉及根据纸摞的厚度修剪封面页的一个侧边部分的步骤，所以可以省略一个后修剪的步骤，并且可制出封面尺寸与纸摞A的尺寸完全相符的书册C。本发明的潜在意义是可允许在装订操作中对封面页进行印刷，因为修剪过的封面页的中心的确切位置可以确定，这就意味着本发明在整页印刷中是有用的。
用本发明的装订设备生产书册C的方法在附图19的实例中有所表示。如在上文中不止一次地描述过，在附图14的流程图的步骤S203中，向书摞A的背面供应的热熔粘合剂61’一部分会进入书摞A每个相邻页a、a…的空隙，那么通过供应到背面周围的侧边缘、b…的热熔粘合剂61’，相邻页a、a…就会彼此粘在一起这样将会显著地提高粘结强度或是纸张支持强度，并且防止使用者翻开书册C时书页的散落。
虽然这里结合具体实施例对本发明进行了描述，但本发明并不被限制于这些实施例中，同时在本发明权利要求所定义的范围内可以进行许多变型和更改。
权利要求
1.一种用于将纸摞粘结装订在封面页上的粘结装置，其包括一用于盛熔化状态下的热融性粘结剂的壳体；一带外周边的涂敷辊，其至少有一部分被浸没在壳体中的融化粘结剂当中，其轴向长度实质上大于纸摞的背面长度尺寸，所述的涂敷辊绕一个基本上沿与纸摞厚度中心对齐的方向延伸的轴旋转；一个第一驱动机构，用于实现所述涂敷辊的外周边和纸摞背面的压力接触，以便将所述涂敷辊外周边上的融化态粘结剂供应到纸摞的背面；和一个第二驱动机构，用于在向前及相反的方向上超过预定的小角度范围旋转所述涂敷辊，而涂敷辊的外周边受压力供应机构作用与纸摞背面进行压力接触，以使得热融性粘结剂可以有效地从纸摞的背面进入相邻页之间的每个缝隙，因此，不仅纸摞的背面而且相邻页的接近背面的相对区域都涂敷有用于改善粘接装订强度的融化态热融粘结剂。
2.如权利要求1所述的粘结装置，其特征在于所述涂敷辊外周边上设置有许多间隔开的环形槽。
3.如权利要求1所述的粘结装置，其还包括一个用于向所述壳体中供应融化态粘结剂的粘结剂供给装置；一个第一传感器，用于探测包含在壳体中的融化粘结剂是否超过第一预定等级；一个用于控制粘结剂供给装置的控制器，当第一传感器探测到壳体中的融化粘结剂的量未达到第一预定等级时，该控制器就驱动粘结剂供给装置向壳体中补充融化粘结剂，反之当第一传感器探测到壳体中的融化粘结剂超过了第一预定等级时，该控制器就使粘结剂供给装置不工作。
4.如权利要求3所述的粘结装置，其中还包括一个第二传感器，其用于探测包含在壳体中的融化粘结剂是否超过了第二预定等级，该第二预定等级高于第一预定等级，其中当第二传感器探测到壳体中的融化粘结剂超过了第二预定等级时，控制器就停止粘结剂供给装置的工作。
全文摘要
本发明公开了一种图书装订粘接装置，其用于将纸摞(A)粘结装订在封面页(B)上，包括包容热融性粘结剂(61’)的壳体(65)；带外围周边的涂敷辊(64)，其至少有一部分浸没在壳体的融化粘结剂中，其轴向长度大于纸摞的背面长度尺寸，涂敷辊绕一个沿与纸摞厚度中心对齐的方向延伸的轴旋转；第一驱动机构(66)，实现在涂敷辊的外围周边和纸摞的背面进行压力接触，以将涂敷辊上的融化态粘结剂向纸摞的背面供应；第二驱动机构(67)，在向前及相反方向上在一预定的小角度范围内旋转涂敷辊，涂敷辊的外周边受压力供应机构作用与纸摞背面进行压力接触，以使热融性粘结剂可有效地从纸摞的背面进入相邻页之间的缝隙，不仅纸摞的背面且相邻页接近背面的相对区域都涂有改善装订强度的热融粘结剂。
文档编号B42C9/00GK1406761SQ02142589
公开日2003年4月2日 申请日期2002年7月11日 优先权日2001年7月11日
发明者西川正敏, 伊藤胜康, 西村始, 茶谷纯司 申请人:迪尼克株式会社, 旭光精工株式会社