JP2005074608A - 切断方法及び切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のエンドレスベルトの幅寸法切断方法及び切断装置では、端面を切断するエンドレスベルトのサイズ変更に対する汎用性が小さい点と、更により大きな周長を有するエンドレスベルトにあっても、精度良く端面を切断することを可能にする装置を製作することが困難であるという点が課題であった。
【解決手段】 本発明は、エンドレスベルトを所定幅寸法に切断するに際し、駆動ロールを含む複数本のロールにエンドレスベルトを掛け渡しし、ロール間を走行するエンドレスベルトの一端面のエッジの位置を検出し、走行するエンドレスベルトの蛇行を修正した後、エンドレスベルトに対向配置する切断刃によりエンドレスベルトを所定幅寸法に切断する切断方法、装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機等に使用されるエンドレスベルトの端面を精度良く切断する方法と装置に関する。

複写機等の高速化や高画質化に伴い、搬送する紙の位置ズレや、転写される像の位置ズレ、歪等を安定させるために、使用されるエンドレスベルトに求められる要求精度も厳しくなってきている。このため、エンドレスベルトの伸び、変形等は勿論のこと、走行中のエンドレスベルトの蛇行を制御するためにエンドレスベルトの端面の切断精度（凹凸の有無や直線性等）が大きな課題になっている。
一方、近年、複写機のカラー化、高速化を実現する手段として、それに使用されるエンドレスベルトの周長アップの要求が高まっている。また、エンドレスベルトの周長が２ｍ以上の長尺なベルトを必要とする場合もある。
更に、従来サイズのエンドレスベルトにおいても、生産性を上げるために１本のベルトから複数本のベルトを得るために、切断前のエンドレスベルトの幅も大きく（２本取りや３本取り）なってきている。

従来、このようなエンドレスベルトの端面の切断方法として、本出願人による先願として提案されているものは、軸方向に分割されたドラムにエンドレスベルトを挿入し（外嵌め）ドラムを内蔵する膨張体にエアーを注入することにより膨張させ、ドラムの径を拡大しエンドレスベルトに押圧しエンドレスベルトを固定する。その上でドラムを回転しエンドレスベルト表面に対向配置するカッターによってエンドレスベルトの両端を切断するものである。（例えば特許文献１）

更に、他の先願に記載の発明は、２分割或いは３分割以上に分割した複数部材にリンク部材を連結した金型を押し広げることでチューブ体を金型に支持固定し、金型の表面に多数配置された円周溝の内、選択された円周溝の位置に丸刃を移動させ、選択された溝の位置で輪切り状に切断するものである。チューブ体に欠陥部が存在しても容易にこれを除いたエンドレスベルトを得ることが出来るとしている。（例えば特許文献２）
特開平０８−０２５２８３号公報 特開２００２−３５５７８９号公報

特許文献１、特許文献２に記載のように、ドラム又は金型にエンドレスベルトを挿入して切断する方式にあっては、精度良くエンドレスベルトを切断するためには、ドラム又は金型の真円度および回転精度が非常に重要になってくる。しかしながら、エンドレスベルトの周長や幅が大きくなるにつれ、ドラムや金型の真円度および回転精度を確保することが非常に困難になってくる。また、エンドレスベルトの周長が変更した場合には、ドラムや金型を変更する必要があるので、新たな装置の製作が必要となり、汎用性の面で問題を含み、装置コストが高くなる問題点があった。
更に、ドラムや金型の外径はエンドレスベルトの内径よりも僅かに小さいだけであるため、エンドレスベルトの周長や幅が大きくなるにつれ、ドラムや金型にエンドレスベルトを挿入する際にエンドレスベルトに折れなどの欠陥が発生しやすくなり、歩留まりを低下させる要因となっていた。

解決しようとする問題点は、従来の切断方法及び切断装置では、大きな周長や幅を有するエンドレスベルトの場合に精度良く幅寸法を切断することが困難であるという点と、幅寸法を切断するエンドレスベルトの周長のサイズ変更に対する汎用性が小さい点と、エンドレスベルトを挿入する際に折れ等の欠陥が発生するという点である。

本発明は、前記問題点を解決するため切断方法として、エンドレスベルトの端面を切断するに際し、駆動ロールを含む複数本のロールにエンドレスベルトを掛け渡しし、ロール間を走行するエンドレスベルトの端面のエッジの位置を検出し、走行するエンドレスベルトの蛇行を修正した後、エンドレスベルトに対向配置する切断刃によりエンドレスベルトの全周に渡り端面を切断する方法を特徴とすると共に、本発明の切断装置は、駆動ロールを含む複数本のロールにエンドレスベルトを掛け渡し走行させるベルト搬送部と、走行するエンドレスベルトの端面のエッジの位置を検出するエッジ検出部と、前記所定のロールの軸心を傾けることにより走行するベルトの蛇行を修正する蛇行修正部と、切断刃がエンドレスベルトに対向して進退可能に配置され走行するエンドレスベルトの端面を切断する切断部とを備えることを特徴とする。

前記エンドレスベルトの蛇行を修正するために、エンドレスベルトにマーキングを配し、マーキング位置から一定周長離れた距離にあるエッジ位置を１周回ごとに検出することを特徴とする。

前記エンドレスベルトの端面をより精度良く切断するために、切断刃はエンドレスベルトの幅方向に移動可能に配置され、前記走行するエンドレスベルトの蛇行を調整する前に予めエンドレスベルトの幅寸法を所定寸法よりも大きく切断した後、前記蛇行修正を行い、エンドレスベルトの端面を所定寸法に再切断すると共に、前記切断部の切断刃は、回転可能に固定配置されたロール上に配置され、該切断刃に対向して固定支持されたロール表面に設けられる細溝に係合することにより走行するエンドレスベルトを全周長に渡り切断することを特徴とする。

次に、汎用性を有する切断装置を可能にするために、前記蛇行修正部の所定のロールは、エンドレスベルトの幅方向への移動を規制された状態で支持され、自重によってエンドレスベルトに張力を付与する構成とされるので、エンドレスベルトの周長が変更になっても対応可能となる。

更に、前記切断刃でエンドレスベルトを所定寸法に切断した後に、前記エッジ検出手段にてエンドレスベルトの全周に渡る一定間隔のエッジ位置を検出することにより、エンドレスベルトの端面真直度を評価することを可能とする切断装置を特徴とする。

エンドレスベルトは複数本のロールに掛け渡し、ロール間を走行させながら蛇行を修正し端面を切断するので、エンドレスベルトのサイズの変更には、自在に対応可能であるし、大きな周長や幅を有するエンドレスベルトにおいても精度良く切断可能となる。
又、所定のロールの自重でエンドレスベルトに張力を与え、外部から同ロールの軸心を傾けることにより走行するエンドレスベルトの蛇行を修正するので、装置構成も容易になり装置コストを低減することが可能となる。
更に、エンドレスベルトを複数本のロールに掛け渡す際も、所定のロールとの軸間距離は不定であり、他のロールに掛け渡した後、所定のロールを掛け渡せば良いので、エンドレスベルトをキズつけることなく、又、折れの発生も心配しなくて良い。

以下、実施例の図１〜図３を参照しながら本発明の実施形態について、例を上げて具体的に説明しその内容を詳細に開示する。
駆動ロール２を含む複数本のロールとは、駆動ロール２と蛇行修正ロール４の２本の組合せであっても良いし、駆動ロール２と従動ロール３と蛇行修正ロール４の３本の組合せであっても良い。エンドレスベルト１の周長が更に大きくなった場合は、従動ロールを適宜増加させることも可能であるが、エンドレスベルト１を切断装置５０に挿入する際の折れ等の発生を防ぐためには、ロールの数は最小限の本数にすることが好ましい。
駆動ロール２の一方端には、モータ１２が接続され所定の速度でエンドレスベルト１を走行させる。モータ１２はエンドレスベルト１の移動量を算出するために、サーボモータやステッピングモータ等のパルスモータであることが好ましいが、エンドレスベルト１の移動量が算出できる方法であれば、別途駆動ロール２の回転数を算出するためのエンコーダ等のセンサを取り付ける構成であっても良い。

走行するエンドレスベルト１に付与する張力は，通常複写機等で使用される状態に近づけることが望ましいが、特に制限されるものではなくエンドレスベルト１が正常に走行すれば良い。張力は何れかのロールの自重によって付与する方法が最も簡易な装置構成で実施可能であり好ましいが、その他の方法であっても良い。
又、各ロール表面の形状は、全てのロールをストレート形状にすることが、精度良く切断するためには好ましい。一方、蛇行の修正をしやすくするためには、複数本のロールの内、１本のロール（蛇行修正ロール）表面の形状は幅方向中央部を中高にするように配慮することが望ましい。しかしながら、切断装置の使用の仕方によって、例えば広幅のエンドレスベルトから２本取りするような場合は、ロールの中央部で切断することになるので、用途と要求される切断精度に応じて最適なロール形状を選択すれば良い。

例えば切断装置５０は、装置５０のベース台（不図示）に垂直状に設けられる装置フレーム２０に、片持部材１０、１４を設け、片持部材１０には蛇行修正部、蛇行修正ロール４の支持部（不図示）を、片持部材１４には各ベルト搬送部、エッジ検出部、蛇行修正ロール４の把持部をそれぞれ配置している。
又、片持部材１０は、図示しない駆動装置により、装置フレーム２０に対して上下方向の任意の位置に移動自在に取付けられている。これにより、所定範囲の限度においてエンドレスベルト１の大きなサイズ変更に対しても対応可能になると共に、エンドレスベルト１を切断装置５０に挿入する際には最下段に移動させることが可能になる。
上記のような装置構成とすることで、エンドレスベルト１の切断装置５０への着脱の際には、ロールの配置状態はエンドレスベルト１の内径より小さくすることができ、ロールの周囲から不要な構成部品を排除することができるため、作業者によって容易に着脱可能であり、このように構成されるのが最も好ましい実施形態である。
なお、片持部材１０は、別途ベース台からフレームを設けることにより、片持部材１０の両端を支持する両持構成としても適用可能であるし、片持部材１０を用いない場合は、ベルト搬送部の各ロールにエンドレスベルト１を掛けまわせることが可能な構成、ロールの着脱自在などの工夫が必要になるが、その場合であっても本発明は適用可能である。

本発明の切断装置５０では、精度の良い切断を行うため切断操作の前に走行するエンドレスベルト１の蛇行修正を行うが、エンドレスベルト１の前工程である製造工程によっては、一旦人手にて鋏等でエンドレスベルト１の両端を切断する場合がある。このような場合は、エンドレスベルト１の端面の位置が使用するエッジ検出センサの読取り可能範囲を超えたりするため、蛇行修正ができなくなる場合がある。
また、エッジ検出センサにて読取りが可能であったとしても、読取り位置の周方向への僅かなズレで大きくエッジ位置が変化する場合があり、蛇行修正が困難となったり、精度が悪くなるなどの問題が発生する。
更に蛇行修正ができたとしても、端面形状のバラツキからエンドレスベルト１の走行状態が不安定となり、切断時の直線性が悪くなる。
このため、蛇行修正する前段階で走行するエンドレスベルト１の少なくとも一方端面を予め余裕を持たしてプレカットすることが望ましい。こうすることにより蛇行検出および切断精度がより向上することが期待できる。

更に、エンドレスベルト１の端面を精度良く切断するため、エンドレスベルト１を走行させながら蛇行量を修正し、その値が所定範囲内に収まった後ベルト端面を所定の寸法に切断する。切断刃１８は回転自在に支持固定されるロール上に配置され、ロール表面に設けられる細溝１６に係合することにより切断効率の良い、切断面の綺麗な切断を可能にしている。又、エンドレスベルト１の両端面は、切断刃１８を２個配置して作動することにより、一度に両端面の切断が可能になる。

更に、所定の寸法に切断されたエンドレスベルト１を走行させながら、両端面を一定間隔にエッジ検出部にて検出することにより、切断後のエンドレスベルト１の精度評価を行うことが可能であり、端面真直度の評価をすることが好ましい実施形態である。

図１は、切断装置５０の要部側面図であり、ベルト搬送部では、エンドレスベルト１が駆動ロール２、従動ロール３に掛け回され、蛇行修正ロール４が同ベルト１の幅方向に規制される形で自重によって同ベルト１に張力が掛かるように駆動ロール２と従動ロール３の間で下側に位置する同ベルト１に掛けまわされる。
駆動ロール２、従動ロール３共に図示する片持ち部材１４の上で部材１５に固定される軸受１１によって回転自在に支持される。駆動ロール２の軸端には駆動モータ１２が接続されている。

エッジ検出部は、走行するエンドレスベルト１の端縁を検出可能なように、図に示す光電変位計１７、即ち透過式レーザー変位計やラインカメラなどを適宜配置すると共に、光電変位計１７からのデータを演算、制御する不図示の制御部をも備える。
蛇行量の検出方法は特に限定しないが、エンドレスベルト１の端縁にマーク（目印になれば穴や切り欠きなども可）を設け、走行中のエンドレスベルト１のマークを基準に一定周長離れたエッジ位置を一周回ごとに検出し、先のデータと比較することが好ましい。
エンドレスベルト１に設けるマークは、エンドレスベルト１の中央部等に設けるようにしても良いが、その場合は別途光電センサ等のマークを検出するセンサを設ける必要がある。
光電変位計１７は、蛇行検出と端面真直度の評価のみならず、エンドレスベルト１の幅寸法を測定するために使用しても良い。
走行するエンドレスベルト１のエッジ位置を検出するタイミングはマークを基準とすることが好ましいが、エンドレスベルト１の周長が既知のため、一周回をタイマーや駆動ロールの回転量から算出したタイミングで検出しても良い。

蛇行修正部は、図３に示すように蛇行修正ロール４が、その自重でエンドレスベルト１に張力を掛けるように掛けまわされると共に、その両軸端部には鍔付ベアリング２１が装着されている。鍔付ベアリング２１の一方には、同ベアリング２１に当接し支持固定する固定片８が、他方のベアリング２１には、ステッピングモータ５によってμ単位で直動するスピンドル７が当接し、エッジ検出部で算出した蛇行量に応じてスピンドル７の位置を移動させ、蛇行修正ロールの軸心の傾きを変化させてエンドレスベルト１の蛇行を修正する。
スピンドル７の移動量は、予めエンドレスベルト１の周長毎にスピンドル７の移動量とエンドレスベルト１の蛇行量の関係を調べておいて、移動量を決定するようにしても良いし、スピンドル７を一方向に徐々に移動させていき、蛇行の方向が反転した時点で更に移動量を小さくさせながら逆方向にスピンドル７を移動させるようにしても良い。

切断部は、図１に示すように走行するエンドレスベルト１に対向して配置される切断刃１８であり、適宜の駆動装置（不図示）によってエンドレスベルト１に接離自在に設けられる。配置される位置は特に制限されないが、好ましくは固定配置される駆動ローラ２上に配置されるのが良い。又、エンドレスベルト１を掛け回すためのロール以外に別途切断用のロール、受板等を配置するようにしても良い。更に、駆動ロール２の表面には、切断刃１８に対向して細溝１６が設けられ切断刃１８の先端が細溝１６に係合することにより、端面精度の良い切断（返り、びびりの無い）が可能になる。
切断刃１８は、エンドレスベルト１の両端面に対応して一組２個配置され、蛇行修正が終了し走行するエンドレスベルト１に当接し切断するので、エンドレスベルト１の幅寸法の精度良い定寸カットが可能になる。又、必要に応じて切断刃の数を増やすことで、一度に複数本のエンドレスベルトが切断できるようにしても良い。
切断刃１８は、図示するようなカッター形式に拘らず、回転円盤方式の回転刃であっても適用可能であり、又その他の形式であっても可能であり特に制限されるものでない。

次に具体的実施例について、図１〜図３に基づいて切断操作の操作手順を説明する。
手順
１ 前工程から供給されたエンドレスベルト１を作業者が駆動ロール２、従動ロール３に掛け渡しする。この際、蛇行修正ロール４は片持部材１４に設けられた図示しない把持部に固定されている。
２ 片持部材１０を上昇させて蛇行修正ロール４を図示しない支持部に受渡した後に下降させ、蛇行修正ロール４をエンドレスベルト１に掛けまわしする。その際、蛇行修正ロール４の両軸端に付けられた鍔付ベアリング２１の鍔が、片持ち部材１０に固定されている固定片８と直動スピンドル７に係止される。
３ ベルト搬送部を駆動してエンドレスベルト１を走行させ、安定走行することを確認後一方端縁を余裕（５ｍｍ程度大き目）を持たしてプレカットする。
４ エンドレスベルト１の走行を停止した後、カット屑を取り除き、エンドレスベルト１にマークを設ける。
５ 再びエンドレスベルト１を走行させ、エンドレスベルト１の一方端のエッジ検出を行う。検出するエッジはベルト１に設けたマークを基準に一定周長離れた定点とし、ベルトの一周回ごとに検出すると共に、その数値から蛇行量を算出し、その値に基づいて蛇行修正ロール４の一方軸端のベアリング２１の位置を修正する。
６ エッジ検出部で算出した蛇行量が所定範囲（実施例では１０μｍ）内に入った後、一組２個の切断刃１８をエンドレスベルト１の所定寸法に合わせてセットし、エンドレスベルト１を走行させながら、両端面の切断を行う。
７ エンドレスベルト１の走行を停止した後、両端の切断屑を取り除く。再びエンドレスベルト１を走行させ、全周に渡り両端面のエッジを一定間隔で検出し、エンドレスベルト１の幅寸法及び各端面の端面真直度の測定を行う。
８ エンドレスベルト１の走行を停止した後、蛇行修正ロール４を取り外し、エンドレスベルト１を脱着する。
上記手順では切断後の切断屑を手動で取り除く構成としているが、勿論自動的に切断屑を取り除くような構成としても何ら問題ない。

従来のドラム式で切断していたような周長の短いエンドレスベルトであっても、より大きな周長のものであっても適用可能であり、両端面切断後、ベルトの仕上がり寸法をも精度良く確認できる切断装置であり、汎用性が大きく実用面で大きな効果を発揮するものである。

本発明の切断装置の要部側面図である。 本発明の切断装置のA-A矢視図である。 本発明の切断装置のB-B矢視図である。

符号の説明

１ エンドレスベルト
２ 駆動ロール
３ 従動ロール
４ 蛇行修正ロール
５ ステッピングモータ
１０ 片持部材
１１ 軸受
１２ 駆動モータ
１６ 細溝
１７ 光電変位計
１８ 切断刃

Claims (7)

1. エンドレスベルトの端面を切断するに際し、駆動ロールを含む複数本のロールにエンドレスベルトを掛け渡しし、ロール間を走行するエンドレスベルトの端面のエッジの位置を検出し、走行するエンドレスベルトの蛇行を修正した後、エンドレスベルトに対向配置する切断刃によりエンドレスベルトの全周に渡り端面を切断する切断方法。
2. 前記エンドレスベルトにマーキングを配し、マーキング位置から一定周長離れた距離にあるエッジ位置を１周回ごとに検出し、ベルトの蛇行を修正する請求項１に記載の切断方法。
3. 前記切断刃は、エンドレスベルトの幅方向に移動可能に配置され、前記走行するエンドレスベルトの蛇行を調整する前に、予めエンドレスベルトの幅寸法を所定寸法よりも大きく切断した後、前記蛇行修正を行い、エンドレスベルトの端面を所定寸法に再切断する請求項１、請求項２に記載の切断方法。
4. 駆動ロールを含む複数本のロールにエンドレスベルトを掛け渡し走行させるベルト搬送部と、走行するエンドレスベルトの端面のエッジの位置を検出するエッジ検出部と、前記複数本のロールの内の所定のロールの軸心を傾けることにより走行するベルトの蛇行を修正する蛇行修正部と、切断刃がエンドレスベルトに対向して進退可能に配置され走行するエンドレスベルトの端面を切断する切断部とを備えるエンドレスベルトの切断装置。
5. 前記切断部の切断刃は、回転可能に固定支持されるロール上に配置され、該切断刃に対向して固定配置されたロール表面に設けられる細溝に係合することにより、走行するエンドレスベルトの端面を全周長に渡り切断する請求項４に記載の切断装置。
6. 前記蛇行修正部の所定のロールは、エンドレスベルトの幅方向への移動を規制された状態で支持され、自重によってエンドレスベルトに張力を付与する構成とされた請求項４、請求項５に記載の切断装置。
7. 前記切断刃でエンドレスベルトを所定寸法に切断した後に、前記エッジ検出手段にてエンドレスベルトの全周に渡り一定間隔でエッジ位置を検出することにより、エンドレスベルトの端面真直度を評価することを可能とする請求項４〜６に記載の切断装置。

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