JP2008142816A - 紙葉束断裁方法及び紙葉束断裁装置、製本装置並びに画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】紙載台上の紙葉束を押圧保持し、断裁刃で断裁する際に紙葉束が位置ズレを起こすことがなく切断品位に優れた断裁装置を提供する。
【解決手段】所定の切断線Xに沿って走行する回転刃10を回転させながら紙葉束Pを切断する装置であって、回転刃10と、紙葉類を束状に保持する紙載台20と、上記紙載台20に紙葉束Pを押圧保持する断裁縁プレス手段30と、上記回転刃10を上記紙載台20の切断線Xに沿って移動するガイド手段40と、上記回転刃10を上記切断線Xに沿って走行移動する刃走行駆動手段50と、上記回転刃10を回転駆動する刃回転駆動手段55とを備える。上記回転刃10は上記紙載台20上の紙葉束Pに付与する剪断力が切断方向と反対方向のベクトル成分を有する回転方向に回転しながら上記切断線Xに沿って移動するように構成する。
【選択図】図1
【解決手段】所定の切断線Xに沿って走行する回転刃10を回転させながら紙葉束Pを切断する装置であって、回転刃10と、紙葉類を束状に保持する紙載台20と、上記紙載台20に紙葉束Pを押圧保持する断裁縁プレス手段30と、上記回転刃10を上記紙載台20の切断線Xに沿って移動するガイド手段40と、上記回転刃10を上記切断線Xに沿って走行移動する刃走行駆動手段50と、上記回転刃10を回転駆動する刃回転駆動手段55とを備える。上記回転刃10は上記紙載台20上の紙葉束Pに付与する剪断力が切断方向と反対方向のベクトル成分を有する回転方向に回転しながら上記切断線Xに沿って移動するように構成する。
【選択図】図1
Description
本発明は、紙載台上に保持された紙葉束を断裁する断裁装置に係わり、例えば画像形成装置などで画像形成されたシートを束状に部揃えし、これを予め設定された切断線で断裁する断裁装置の改良に関する。
一般にこの種の断裁装置は、束状に集積した紙葉束を紙載台上にセットしてその所定個所を断裁する装置として広く使用されている。例えばプリンタ装置などから搬出されるシートを束状に部揃えして製本綴じし、この製本綴じされた紙葉束の周縁を断裁揃えするトリミング装置、或いは画像形成装置からのシートを1/2、1/4などに半裁するカッティング装置として知られている。
従来、このような断裁装置としては例えば特許文献1に開示されているようにテーブル上に1枚のシートをセットしてこれを切断する断裁装置と、例えば特許文献2に開示されているように多数枚のシートを束状にセットして一度に断裁する断裁装置が知られている。そして切断の方法としては特許文献1のようにシートの一端から他端に移動する断裁刃で切断する場合と、特許文献2のように束状のシートの上方から平刃状の断裁刃(ギロチン刃)が下降する際に断裁するものがそれぞれ知られている。
上記特許文献1のようにシートの一端から他端に1枚の断裁刃を走行させて切断する機構にあっては、これで多数枚のシート束を一度に断裁すると断裁刃に及ぶ剪断力が大きくなり、切断中に紙葉束が位置ズレを起こし、切断面が不揃いとなる問題を起こす。このため従来は1枚のシートを切断する場合にこのような機構を採用している。
また、上記特許文献2のように多数枚のシート束をその厚さ方向に上下動する断裁刃で一度に断裁する場合には、断裁に要する剪断エネルギーを大きくする必要がある。これは断裁刃を高速で勢いよく下降させることによってシート束に撃力を与えて切断するため、装置を堅牢で大型に構成する必要がある。このため従来はシート束の枚数が大きい場合、或いは断裁しづらい材質のシートを断裁する場合にこのような機構を採用している。
特開平10−138194号公報
特開2003−71780号公報
上述のように、複数枚の紙葉類を束状に積載してこれを断裁する場合に、従来は前掲特許文献2のように紙葉束の上方からギロチン刃(斧状平刃;以下同様)を勢いよく降下させてその撃力で複数枚のシート束を同時に断裁している。このような断裁構造では断裁時の剪断力で紙葉束が位置ズレを起こし、切断面が不揃いとなることがある。この為、紙葉束を油圧機構など強い力で押圧保持している。ところが最近のカラー複写機、プリンタなどでカラー印刷された紙葉の印刷面の摩擦力は通常の紙葉の数十分の1で例え弱い剪断力を作用させても簡単に位置ズレを起こす。例えばこのような紙葉で50枚乃至100枚の紙葉を剪断するときには紙葉束の押圧力は300kgら500kgで押圧しなければ剪断時に位置ズレを起こすことが判明している。
そこでこのような断裁装置は大型で堅牢な構造を採用することを余儀なくされ、装置は大型で高価となる欠点があった。従って画像形成装置などの端末装置として印刷シートを束状に部揃えして綴じ合わせ、その端面を断裁揃えする装置(例えば製本装置、後処理装置)に採用することは装置の大型化と、大重量化を招き、その製造コストも高価となる欠点がある。
一方前掲特許文献1のように切断線に沿って移動する回転刃で紙葉類を切断する場合にはこの回転刃は切断線方向に移動する力を紙葉束に作用し、その回転は切断方向の力で従動するだけである。従ってこの断裁方法で紙葉束を断裁しようとすると上述のギロチン刃断裁と同様に紙葉束を強力なプレス部材で押圧支持しなければならない。
そこで本発明者は回転刃を切断方向に移動するのと同時にこの回転刃に回転駆動力を付与して紙葉束に作用する剪断力が切断方向と反対方向のベクトル成分を有するように構成することによって切断方向の移動力と回転方向のベクトル成分とが打ち消し合うようにバランスさせることに着目した。これによって回転刃が切断線方向に移動(走行)することによって紙葉束に及ぶ変位力(紙葉を位置ズレさせる力)と、回転刃の回転によって紙葉束に及ぶ変位力は互いに反対方向に作用し、この両者をバランスさせることによって紙葉束を比較的弱い力で押圧保持することが可能であることを究明するに至った。
そこで本発明者は回転刃を切断線に沿って移動する際にこの回転刃に所定の回転力を生起させる機構を案出し、これによってシート束の押圧保持手段を簡単な構造でコンパクトに構成することができ、装置を小型・軽量で安価に提供するに至った。
従って本発明は紙載台上の紙葉束を押圧保持し、断裁刃で断裁する際に紙葉束が位置ズレを起こすことがなく切断品位に優れた断裁装置を小型・軽量で安価に提供することをその主な課題としている。
更に本発明は、切断線に沿って移動する断裁刃の走行と回転駆動及び紙葉束の押圧保持を単一の駆動モータで作動することが出来、装置の駆動機構を簡単な構造で安価に提供することが可能な紙葉束断裁装置とこれを備えた製本装置、画像形成装置の提供をその主な課題としている。
更に本発明は、切断線に沿って移動する断裁刃の走行と回転駆動及び紙葉束の押圧保持を単一の駆動モータで作動することが出来、装置の駆動機構を簡単な構造で安価に提供することが可能な紙葉束断裁装置とこれを備えた製本装置、画像形成装置の提供をその主な課題としている。
上記課題を達成するため本発明は以下の構成を採用する。所定の切断線Xに沿って走行する回転刃10を回転させながら紙葉束Pを切断する装置であって、回転刃10と、紙葉類を束状に保持する紙載台20と、上記紙載台20に紙葉束Pを押圧保持する断裁縁プレス手段30と、上記回転刃10を上記紙載台20の切断線Xに沿って移動するガイド手段40と、上記回転刃10を上記切断線Xに沿って走行移動する刃走行駆動手段50と、上記回転刃10を回転駆動する刃回転駆動手段とを備える。上記回転刃10は上記紙載台20上の紙葉束Pに付与する剪断力が切断方向と反対方向のベクトル成分を有する回転方向に回転しながら上記切断線Xに沿って移動するように構成する。
上記刃回転駆動手段は上記回転刃10に、上記紙載台20上の紙葉束Pを押下する方向のベクトル成分V1と刃走行方向とは逆方向のベクトル成分V2を有する回転力を付与し、上記刃走行駆動手段50は上記回転刃10に、上記紙載台20上の紙葉束Pを刃走行方向に変位させるベクトル成分V3を有する走行力を付与し、上記断裁縁プレス手段30は上記紙載台20上の紙葉束Pに付与する押圧力を、上記ベクトル成分V2と上記ベクトル成分V3の差異によって生ずる紙葉類の変位力に対し紙葉束相互の摩擦力が大きくなるように設定する。
上記回転刃10は上記ガイド手段40に沿って往復動するように上記刃走行駆動手段50に連結する。また上記刃回転駆動手段は、上記回転刃10に往動作と復動作では逆方向の回転力を伝達するように構成する。
上記刃回転駆動手段と上記刃走行駆動手段50は単一の駆動モータに連結され、(1)上記回転刃10を上記ガイド手段40に沿って走行駆動する際に、この走行力で回転刃10に回転力を生起するか、又は(2)上記回転刃10に回転力を回転駆動する際に、この回転力で回転刃10に走行力を生起するように構成する。
紙葉類を束状に保持する紙載台20と、上記紙載台20に紙葉束Pを押圧保持する断裁縁プレス手段30と、上記紙載台20上の紙葉束Pを所定の切断線Xに沿って断裁する回転刃10と、上記回転刃10を回転可能に搭載したキャリッジ手段45と、上記キャリッジ手段45を上記紙載台20の切断線Xに沿って移動するガイド手段40と、上記キャリッジ手段45を上記切断線Xに沿って走行移動するキャリッジ駆動手段(上記刃走行駆動手段50)と、上記ガイド手段40に沿って配置されたラック歯車51、伝動ベルトなどの歯車手段(上記刃回転駆動手段)とを備える。そして上記回転刃10は上記ガイド手段40に沿って上記キャリッジ手段45が移動する際に上記歯車手段と係合して回転駆動され、上記歯車手段による上記回転刃10の回転方向は、上記紙載台20上の紙葉束Pに付与する剪断力が上記キャリッジ手段45の移動方向と反対方向のベクトル成分を有する方向にする。
上記歯車手段はラック歯車51で構成し、このラック歯車51は上記キャリッジ手段45の移動方向に沿って適宜の装置フレーム65に設ける。また上記キャリッジ手段45に搭載された上記回転刃10は上記ラック歯車51と歯合するピニオン13によって所定方向に回転駆動される。
上記キャリッジ手段45は上記ガイド手段40に往復動自在に支持され、このキャリッジ手段45に搭載された回転刃10は往動作方向と復動作方向では反対方向に上記歯車手段によって回転する。
上記キャリッジ手段45は上記紙載台20にセットする紙葉束Pに対して切断線X方向前後に第1、第2のホームポジションHp1、Hp2を有し、この第1、第2のホームポジションHp1、Hp2間を上記キャリッジ手段45が往復動する際にこのキャリッジ手段45に搭載された回転刃10が紙葉束Pを断裁するように構成する。
上記断裁縁プレス手段30は、上記紙載台20上の紙葉束Pを押圧保持する加圧部材31と、この加圧部材31に押圧力を付与する加圧スプリング33とを備える。そして上記加圧スプリング33は上記キャリッジ手段45が上記第1、第2のホームポジションHp1、Hp2位置のとき上記加圧部材31に付与する押圧力を解除するように構成する。
上記紙載台20は、紙葉束を前記加圧部材31との間で保持する紙葉支持テーブル21と、この紙葉支持テーブル21の切断線Xに沿って配置され前記回転刃10と係合する刃受ロール部材22とから構成する。そしてこの刃受ロール部材22は上記紙載台20上の紙葉束Pを切断後に所定方向に回転するロール駆動手段M22を備え、上記ロール駆動手段M22は上記加圧部材31が紙葉束Pから離間する動作に連動して上記刃受ロール部材22を所定方向に回転駆動する連動機構で構成する。
紙葉類を束状に保持する紙載台20と、上記紙載台20に紙葉束Pを押圧保持する断裁縁プレス手段30と、上記紙載台20上の紙葉束Pを所定の切断線Xに沿って断裁する回転刃10と、上記キャリッジ手段45を上記紙載台20の切断線Xに沿って移動するガイド部材41と、上記キャリッジ手段45を上記切断線Xに沿って往復動するキャリッジ駆動手段(上記刃走行駆動手段50)とを備える。そして上記紙載台20には紙葉類の切断線Xに沿って移動する回転刃10を刃受けする刃受ロール部材22が所定方向に回転自在に設けられ、上記断裁縁プレス部材は紙載台20上の紙葉束Pを押圧保持する押圧位置Ppとこれから退避した待機位置Tpとの間で昇降自在の加圧部材31と、この加圧部材31に押圧力を付与する加圧スプリング33とから構成する。上記キャリッジ手段45の回転刃10を回転駆動するラック歯車51が上記ガイド部材41に沿って適宜の装置フレーム65に設けられ、上記キャリッジ手段45はホームポジションHpから切断位置Cpに移動する動作に連動して上記加圧部材31を待機位置Tpから押圧位置Ppにシフトすると共に切断位置CpからホームポジションHpに移動する動作に連動して上記加圧部材31を押圧位置Ppから待機位置Hpにシフトするように構成する。また刃受ロール部材22は上記加圧部材31の押圧位置Ppから待機位置Hpにシフトする動作に連動して所定方向に従動回転するように構成し、上記キャリッジ駆動手段(50)は上記キャリッジ手段45を上記ガイド手段40に沿って往復動させる正逆転可能な駆動モータで構成する。
次に本発明に係わる製本装置は、順次供給されるシートを束状に集積するトレイ手段70と、上記トレイ手段70からのシート束を綴じ合わせる束綴じ手段71と、上記束綴じ手段71で綴じ合わされたシート束を断裁する断裁装置とを備える。この場合、断裁装置は上述のように構成する。
また、本発明に係わる画像形成装置は、順次シート上に画像形成する画像形成手段73と、上記画像形成手段73からのシートを束状に部揃えするトレイ手段70と、上記トレイ手段70からのシート束を綴じ合わせる束綴じ手段71と、上記束綴じ手段71で綴じ合わされたシート束を断裁する断裁装置とを備える。この場合の断裁装置は上述のように構成する。
次に本発明に係わる紙葉束断裁方法は、切断線Xに沿って移動するキャリッジ部材45に搭載した回転刃10で回転しながら紙載台20上の紙葉束を断裁する方法であって、次の動作を順次実行する。
(キャリジ起動動作)
上記キャリッジ部材45を所定のホームポジションHpから上記切断線Xに沿って切断方向に駆動手段で移動する。
(紙葉束押圧動作)
このキャリッジ部材45のホームポジションHpから切断方向への移動に連動して上記紙載台20上の紙葉束Pを加圧部材31で押圧保持する。
(断裁動作)
上記キャリッジ部材45の切断方向への移動でこれに搭載した上記回転刃10と歯合するラック歯車51などの運動変換手段50によって回転刃10に回転力を付与して紙載台20上の紙葉束Pを切断する。
(紙葉束押圧解除動作)
上記キャリッジ部材45の紙葉束P切断後のホームポジションHpへの移動に連動して上記加圧部材31を紙載台20上の紙葉束Pから離間退避させる。
(屑除去動作)
上記加圧部材31の待機位置Hpへの退避動作に連動して上記紙載台20の切断線Xに配置した刃受ロール部材22を所定方向に所定量従動回転して屑除去する。
(キャリジ起動動作)
上記キャリッジ部材45を所定のホームポジションHpから上記切断線Xに沿って切断方向に駆動手段で移動する。
(紙葉束押圧動作)
このキャリッジ部材45のホームポジションHpから切断方向への移動に連動して上記紙載台20上の紙葉束Pを加圧部材31で押圧保持する。
(断裁動作)
上記キャリッジ部材45の切断方向への移動でこれに搭載した上記回転刃10と歯合するラック歯車51などの運動変換手段50によって回転刃10に回転力を付与して紙載台20上の紙葉束Pを切断する。
(紙葉束押圧解除動作)
上記キャリッジ部材45の紙葉束P切断後のホームポジションHpへの移動に連動して上記加圧部材31を紙載台20上の紙葉束Pから離間退避させる。
(屑除去動作)
上記加圧部材31の待機位置Hpへの退避動作に連動して上記紙載台20の切断線Xに配置した刃受ロール部材22を所定方向に所定量従動回転して屑除去する。
尚、上記キャリッジ部材45のホームポジションHpは紙載台20上の紙葉束Pに対して切断方向前方側と切断方向後方側にそれぞれ設定することが好ましい。
本発明は、紙載台上の紙葉束を切断する回転刃を切断線に沿って走行させる際にこの回転刃に紙葉束に走行方向と逆方向の剪断力を作用させるように回転駆動したものであるから切断刃が切断線方向に走行する際に紙葉束に及ぼす変位力(紙葉ズラし作用力)に対し、回転刃が紙葉束に作用する回転剪断力の紙葉面方向の分力が逆方向に作用することとなる。
従って上記紙葉ズラし方向の変位力と回転剪断力の紙葉面方向の分力をバランスさせることによって紙葉束を押圧保持するプレス力を著しく軽減することが出来る。これによって装置を小型・軽量に構成することが可能となりコンパクトで安価な紙葉束断裁装置を提供するものである。
従って上記紙葉ズラし方向の変位力と回転剪断力の紙葉面方向の分力をバランスさせることによって紙葉束を押圧保持するプレス力を著しく軽減することが出来る。これによって装置を小型・軽量に構成することが可能となりコンパクトで安価な紙葉束断裁装置を提供するものである。
また、その為の構造は回転刃を搭載したキャリッジを切断線に沿って移動する際にラック歯車などで回転刃に回転力を付与する構造を採用することによって、回転刃の移動方向の作用力と回転方向の作用力を適切な力関係でバランスさせることが出来る。また、キャリッジの移動動作に連動させることによって断裁縁プレス手段の押圧と加圧解除を特別な駆動手段を用いることなく制御することが出来る。
更に本発明は紙載台を、紙葉支持テーブル部材とその切断線に沿って配置した刃受ロール部材で構成し、この刃受ロール部材を紙葉束切断後に所定方向に回転することによって切断屑を紙載台から外部に搬出することが出来る。また、その構造も断裁縁プレス手段の押圧位置から解除位置への移動動作に連動してロール部材を回転することによって特別な駆動手段を要せず簡単な機構となるなど顕著な効果を奏する。
以下図示の好適な実施の態様に基づいて本発明を詳述する。図1(a)(b)は本発明の断裁刃による紙葉束の断裁機構を示す概念図であり、図2は本発明に係わる紙葉束断裁装置の全体説明図である。また図3A乃至図3Cは断裁刃を搭載したキャリッジの構造説明図であり、図4はプレス手段の構造説明図、図5は刃受ロール部材の回転機構の説明図である。
[基本構成の説明]
図1に基づいて紙葉束断裁装置Aの紙葉切断機構の基本構成を説明する。本発明は円板形状の回転刃10を駆動回転しながら所定の切断線Xに沿って移動することによって紙葉束Pを断裁することを特徴としている。この為、紙葉束Pは後述の紙載台20にプレス手段30によって押圧保持される。この状態で回転刃10はキャリッジ手段45に搭載され切断線X方向に往復動する。このキャリッジ手段45の移動で搭載された回転刃10はホームポジションHp1から切断位置Cp(紙載台上に紙葉束Pがセットされた位置)に移動する。このときキャリッジ手段45を支持するガイド手段40(後述のガイドレール41a、41b)に並行するラック歯車(刃回転駆動手段)51が装置フレーム65に配置され、回転刃10のピニオン13と歯合して回転する。そしてこの回転は図1に矢視するように時計方向に回転する。このとき回転刃10の半径Dcは紙載台20上の最大許容積載厚さSdより十分大きい径(Dc>Sd)に設定する。また回転刃10の刃先は紙載台20上の紙葉載置面と接する(若干切り込む状態)に設定する。このように設定すると次の剪断作用が紙葉束Pに働くこととなる。
図1に基づいて紙葉束断裁装置Aの紙葉切断機構の基本構成を説明する。本発明は円板形状の回転刃10を駆動回転しながら所定の切断線Xに沿って移動することによって紙葉束Pを断裁することを特徴としている。この為、紙葉束Pは後述の紙載台20にプレス手段30によって押圧保持される。この状態で回転刃10はキャリッジ手段45に搭載され切断線X方向に往復動する。このキャリッジ手段45の移動で搭載された回転刃10はホームポジションHp1から切断位置Cp(紙載台上に紙葉束Pがセットされた位置)に移動する。このときキャリッジ手段45を支持するガイド手段40(後述のガイドレール41a、41b)に並行するラック歯車(刃回転駆動手段)51が装置フレーム65に配置され、回転刃10のピニオン13と歯合して回転する。そしてこの回転は図1に矢視するように時計方向に回転する。このとき回転刃10の半径Dcは紙載台20上の最大許容積載厚さSdより十分大きい径(Dc>Sd)に設定する。また回転刃10の刃先は紙載台20上の紙葉載置面と接する(若干切り込む状態)に設定する。このように設定すると次の剪断作用が紙葉束Pに働くこととなる。
紙載台20上の紙葉束Pには回転刃10の回転トルクからその接線方向に図示Fkの力が作用する。この回転トルクFkは紙葉束Pに束厚さ方向のベクトル成分V1(図1鉛直方向)と、紙葉面方向(図1水平方向)のベクトル成分V2として紙葉束に作用する。そしてこのベクトル成分V2はキャリッジ45の移動方向(図1右方向)と逆方向(同左方向)に作用する。つまり図1右側に走行する回転刃10に対し回転トルクの水平方向ベクトル成分V2は左側に紙葉束を変位させる変位力(紙葉を位置ズレさせる作用力;以下同様)が作用する。
一方、上記紙載台上の紙葉束Pには回転刃10が図1右側に走行する力Fsが同図右側、即ち回転刃の走行方向に作用する。この力Fsは紙葉束Pを走行方向に位置ズレさせる変位力V3を紙葉束に及ぼす。このように紙載台上の紙葉束Pには相反する変位力V2と変位力V3が働き、紙載台上の紙葉束Pには実質変位力ΔF=(V2−V3)が作用する。そしてこの両変位力(V2、V3)は回転刃10が鋭く切れ味が良いときには供に小さく、逆に切れ味が悪いときには供に大きな作用力となる。そこで本発明は上記実質変位力ΔFをバランスさせて「ゼロ」に近くすることによって結果として紙葉束Pに及ぶ位置ズレ変位力を軽減することを特徴としている。
上述の紙葉束Pに作用する実質変位力ΔFは回転刃を走行させる力Fsと回転刃の回転トルクFkを調整することによって「ゼロ」に近くすることが出来るが、これらの力関係は駆動系に生ずる振動などで変動したり或いは両者に差異が生じたりする。そこで上記紙載台20上の紙葉束Pを押圧して紙葉間に摩擦力を生起するプレス手段30を設ける。このプレス手段30で紙葉束Pに押圧力Pbを付与する。このとき紙葉間には摩擦力Fm=(ν×Pb)が作用する(νは紙葉間の摩擦係数)。この摩擦力Fmが上記変位力ΔFより大きくなるようにFm>ΔFに設定する。従って、上記実質変位力ΔFを小さくすることによってプレス手段30の加圧力を小さくすることが出来る。
この場合回転刃10に付与する回転トルクFkは走行力Fsによって生ずる回転トルク(従動回転トルク)より大きく設定することは勿論である。これは従動回転の回転刃は走行力Fsによって紙葉束Pから回転トルクを受けるためその回転トルクで紙葉を変位させることは不可能に近い為である。従ってこの回転刃10に付与する回転トルクFkは従動回転トルクより大きく設定するが高速に回転すると前記変位力V2が大きくなり紙葉束Pは図1(b)左側に位置ズレを起こし、逆に小さく設定すると同図右側に位置ズレを起こす。従って実験によって回転刃10に及ぼす最適値を設定する。
そこで本発明は上述の力関係を調整するため次の機構を採用している。つまり回転刃10を切断線Xに沿って走行する駆動(刃走行駆動手段)と、この回転刃10に回転トルクを付与する駆動(刃回転駆動手段)とをラック歯車51、タイミングベルトなどの運動変換手段で一定の力関係を形成している。つまり(1)回転刃10をガイド手段40に沿って走行駆動する際に、この走行力で回転刃10に回転力を生起するか、又は(2)回転刃10に回転力を付与して回転駆動する際に、この回転力で回転刃10に走行力を生起するように構成する。
上記(1)の機構は例えば前記キャリッジ手段45を駆動モータMに連結した駆動ベルト62で切断線Xに沿って走行移動する。そしてキャリッジ手段45の走行方向に配置したラック歯車51にキャリッジ手段45に軸受支持した回転刃10のピニオン13を歯合させる。これによりキャリッジ手段45の走行に連動して回転刃10が一定の歯車結合で回転駆動される。また、上記(2)の機構は図示しないが上述と同様に構成し、キャリッジ手段45に駆動モータMを搭載する。そしてこの駆動モータMで回転刃10を所定速度で回転する。すると回転刃10のピニオン13が回転し、これと歯合するラック歯車51に沿ってキャリッジ手段45は所定速度で切断線Xに沿って走行移動する。
[断裁装置の説明]
上述の断裁メカニズムに基づく紙葉束断裁装置Aの構成について説明する。図2にその全体構成図を示すが、紙葉束Pを載置セットする紙載台20と、この紙載台20に紙葉束Pを押圧保持するプレス手段30と、紙葉束Pの切断線Xに沿って移動する回転刃10と、この回転刃10を搭載するキャリッジ手段45とから構成されている。この断裁装置は例えば後述する画像形成装置の後処理装置などにユニットとして内蔵される。
上述の断裁メカニズムに基づく紙葉束断裁装置Aの構成について説明する。図2にその全体構成図を示すが、紙葉束Pを載置セットする紙載台20と、この紙載台20に紙葉束Pを押圧保持するプレス手段30と、紙葉束Pの切断線Xに沿って移動する回転刃10と、この回転刃10を搭載するキャリッジ手段45とから構成されている。この断裁装置は例えば後述する画像形成装置の後処理装置などにユニットとして内蔵される。
[紙載台の構成]
紙載台20は紙葉束Pを載置支持する紙葉支持テーブル21で構成される。この紙葉支持テーブル21は水平方向、鉛直方向その他所定角度で傾斜したトレイ部材で構成され、前記後処理装置の紙葉束搬送経路に応じた角度方向に配置される。図示の紙葉支持テーブル21は後述する後処理装置Cのフレームに取り付けられている。そしてこの紙載台20には所定の切断線Xに沿って固定刃又は刃受部材が設けられる。この刃受部材は硬質ゴム、合成樹脂などの軟質部材で構成され、後述の回転刃10の刃先10aが切り込み、損耗しないような材質で構成されている。
紙載台20は紙葉束Pを載置支持する紙葉支持テーブル21で構成される。この紙葉支持テーブル21は水平方向、鉛直方向その他所定角度で傾斜したトレイ部材で構成され、前記後処理装置の紙葉束搬送経路に応じた角度方向に配置される。図示の紙葉支持テーブル21は後述する後処理装置Cのフレームに取り付けられている。そしてこの紙載台20には所定の切断線Xに沿って固定刃又は刃受部材が設けられる。この刃受部材は硬質ゴム、合成樹脂などの軟質部材で構成され、後述の回転刃10の刃先10aが切り込み、損耗しないような材質で構成されている。
上記紙葉支持テーブル21には回転刃10に対向する刃受部材として固定刃23を配置する場合には図6(a)に示すような構造を採用すれば良い。また同図(b)は刃受部材として刃受ロール部材22を設けた場合を示す。図示のものは切断線Xに沿って少なくとも最大切断長さを有する長尺ローラで刃受ロール部材を構成している。このロール部材は装置フレーム65に回動自在に軸支してあり、ゴム質材などの軟質材料で形成されている。図示の刃受ロール部材22は特に次の配慮が施してある。
(イ)刃受ロール部材22は回転自在で回転刃10による損耗をロール外周が回転することによって耐久性を向上させること。(ロ)刃受ロール部材22の回転で切断屑を落下させて紙載台20から搬出すること。(ハ)特別な駆動手段を用いず後述する加圧部材31の上下動に連動してロール回転すること。
上記(イ)(ロ)(ハ)の構造を図6(b)に示すが、上記(イ)のためには刃受ロール部材22を装置フレーム65に回転自在に軸支持する。これによって刃受ロール部材22は回転し切断線Xにその外周の任意の位置が面する。これによって刃受面の耐久性を増大することが出来る。また上記(ロ)は切断屑を一方向に排除するため上記刃受ロール部材22を一定方向に回転させる。そしてこの回転方向に屑トレイ24を配置し、ロール外周にはスイーパ手段25を配置する。この場合刃受ロール部材22は電磁ソレノイド、小型モータなどで回転させても良く、紙葉束Pの断裁終了信号で例えばシート搬出方向と逆方向に刃受ロール部材22を所定量回転させる。これによって上記(イ)の作用効果に加えロールの回転によって屑除去が可能となる。尚スイーパ手段25は例えばプラスチックブレード、ブラシなどで構成され、ロール表面に形成される溝に紙片が付着した場合にこれを除去する。
上記(ハ)の構造は後述する加圧部材31は非断裁時には紙載台20から上方に退避し、紙葉束Pが紙載台20上にセットされた後、この紙葉束Pを押圧保持するため降下する。そして断裁後は上方の待機位置に退避し、紙葉束Pの押圧を解除する。これによって紙載台20から断裁後の紙葉束Pを搬出することが可能となる。そこでこの加圧部材31の上下動動作に連動させることによって刃受ロール部材22を回転させる。これにより上記(イ)(ロ)の作用効果に加え、特別な駆動手段を使用することなく刃受ロール部材22を所定量回転させることが出来る。このため図示のものは後述する加圧部材31から垂下片35が刃受ロール部材22の端縁に設けてあり、この垂下片35も加圧部材31と同様に図示上下方向に昇降する。
そしてこの垂下片35にはラック歯車35Rが取り付けてあり、このラック歯車35Rに歯合するピニオン22Pがロール部材22の軸支部に設けてある。そしてこのピニオン22Pは軸内部に一方向クラッチOWが内蔵してある。この一方向クラッチOWは加圧部材31が待機位置Tpから押圧位置Ppに下降するときにはクラッチが空転し、押圧位置Ppから待機位置Tpに上昇するときにはクラッチがピニオン22pの回転をロール部材22に伝達する。従ってロール部材22は所定量回転することとなり、この回転方向は図6(b)に示すように屑トレイ24に切断屑を落下させる方向に回転する。
なお上述のようにラック歯車35Rとピニオン22Pで所定回転(ラックの移動ストローク)ロール部材22を回転させる場合に両歯車のピッチはロール部材がランダムに回転する歯数関係に設定してある。これはロール部材22が回転する際に回転刃10に位置するロール表面の定位置が刃先に当接しないようにするためである。
上述の刃受け機構は次のように構成することも可能である。つまり図6に示すようにロール部材22をベルト状のフィルム部材22fで構成し、上下一対のロールr1、r2間にゴム質材から形成したフィルム部材22fを巻回する。そしてこのロールr1、r2の一方を紙載台20の紙葉支持面に臨ませる。また他方のロールにはフィルム部材22fを巻回し、紙葉束の断裁の都度このフィルム部材を所定量ずつ送る。図示r3はその巻き取りローラである。このように構成することによって断裁刃で損耗する刃受け面を常に新規な状態で紙載台に臨ませることが出来る。
[キャリッジの構成]
上記紙載台20の上方には切断線Xに沿って往復動自在のキャリッジ手段45が配置してある。このキャリッジ手段45は図2に平面を、図3Aにその断面を示す。キャリッジ45は回転刃10を支持し、紙載台20にセットされた紙葉束の切断線Xに沿って移動する。このためキャリッジフレーム45fは装置フレーム65に支持されたガイド部材41a、41bに摺動自在に支持されている。ガイド部材41a、41bは前後一対平行に配置されたロッド状レールで構成され、切断線Xに沿って側枠フレームに固定されている。このガイド部材41a、41b(以下ガイドレールという)にキャリッジフレーム45fが嵌合支持されている。このように構成されたキャリッジフレーム45fには回転軸11が回転自在に軸支され、この回転軸11に回転刃10がビス12で固定されている。回転軸11の先端にはピニオン13が固定され、ピニオン13が回転すると回転刃10も回転するようになっている。回転刃10をビス12で固定したのは刃先が損耗したとき交換するためである。
上記紙載台20の上方には切断線Xに沿って往復動自在のキャリッジ手段45が配置してある。このキャリッジ手段45は図2に平面を、図3Aにその断面を示す。キャリッジ45は回転刃10を支持し、紙載台20にセットされた紙葉束の切断線Xに沿って移動する。このためキャリッジフレーム45fは装置フレーム65に支持されたガイド部材41a、41bに摺動自在に支持されている。ガイド部材41a、41bは前後一対平行に配置されたロッド状レールで構成され、切断線Xに沿って側枠フレームに固定されている。このガイド部材41a、41b(以下ガイドレールという)にキャリッジフレーム45fが嵌合支持されている。このように構成されたキャリッジフレーム45fには回転軸11が回転自在に軸支され、この回転軸11に回転刃10がビス12で固定されている。回転軸11の先端にはピニオン13が固定され、ピニオン13が回転すると回転刃10も回転するようになっている。回転刃10をビス12で固定したのは刃先が損耗したとき交換するためである。
一方装置フレーム65にはガイドレール41a、41bと一体に支持(図3Bに示すようにビス42a、42bで固定されている)された歯車レール43にラック歯車51が設けられている。従って装置フレーム65の左右側枠65a、65bに一対のガイドレール41a、41bと歯車レール43が互いに並行に一体化されて固定されている。そしてラック歯車51と回転刃10の回転軸11に設けられたピニオン13が互いに歯合するように構成されている。従ってキャリッジフレーム45fをガイドレール41a、41bに沿って移動するとラック歯車51に歯合されたピニオン13によって回転刃10が回転することとなる。尚、このラック歯車51は回転刃10が図2左方向に走行するときには反時計方向に、右方向に走行するときには時計方向に回転するように構成されている。この回転方向は紙載台20上の紙葉束Pの厚さ方向に上層紙から下層紙に切り込み回転する。
上記キャリッジフレーム45fには回転刃上カバー46が取り付けてあり、回転刃の上半分をカバーしている。これはメンテナンス時の安全を配慮した為である。またこのフレームにはホームポジションセンサHS1、HS2のためのフラグ47が取り付けてある。このフラグは板部材で装置フレーム側に配置したセンサHS1、HS2で(図2参照)これを検知する。
次に上述のキャリッジ手段45の駆動機構について説明する。図2に示すように装置フレーム65には電磁モータMが取り付けてあり、この電磁モータMの回転軸は減速歯車G1、G2、G3を介して装置フレーム65に固定した駆動プーリ60aに連結してある。この駆動プーリ60aと従動プーリ60bとは切断線Xに沿って前記キャリッジ45を移動するように切断線Xの前後に対向配置されている。このプーリ間に駆動ベルト(タイミングベルト)61が張設してある。そしてこの駆動ベルト61にキャリッジフレーム45fが固定連結してある。従って駆動モータMを正逆転することによってキャリッジ45は切断線Xに沿って往復動することとなる。図示MeはモータMの回転軸に取り付けたエンコーダであり、図示Seはそのエンコードセンサである。従ってこのエンコードセンサSeの検知信号でキャリッジ45の駆動状態を検出することが出来、例えば断裁刃10が故障或いは断裁刃10に過負荷が及んだときこれを検知する。なお、上記従動プーリ60bには駆動ベルト61にテンションを付与するテンションバネ(図示せず)が設けてある。
上述のようにキャリッジ45に搭載され、駆動モータMで切断線Xに沿って往復動する回転刃10は図2に示すようにその刃先10aは片刃で構成され、前記回転軸11にビス12で固定されている。図示10bは刃交換のための取手開口であり、この取手開口に手指を挿入してビス12で刃を交換する。またこの回転刃10は後述する加圧部材31のガイド面31gにアジャスタバネADで押圧されている(図3A参照)。このアジャスタバネADは装置フレーム65に配置され回転刃10の回転軸11の端面を図2y−y位置で押圧するようになっている。従って回転刃に生ずる取付時の寸法誤差によるガタ付きはバネADで後述する加圧部材のガイド面31gに倣うように規制される。同時にこのガイド面と摺接することによって刃先10aは研磨され、紙紛、錆等の付着物が除去される。
[プレス手段の構成]
前述の紙載台20に紙葉束Pを押圧保持する断裁縁プレス手段30は加圧部材31で構成される。この加圧部材は切断線Xに沿って紙葉束の断裁縁を押圧保持する紙圧片31aと、この紙圧片31aを支持する加圧ヘッド31bと断裁刃を切断線に沿って案内するガイド面31gを備えている。この加圧ヘッド31bは装置フレーム65にガイドピン31cで図2上下方向に昇降自在に支持されている。そしてこの加圧ヘッド31bには紙圧片31aを常時紙載台20側に押圧付勢する加圧スプリング33が装置フレーム65との間に掛け渡してある。この加圧スプリング33は紙葉間に作用する摩擦力で断裁時に紙葉が位置ズレしない加圧力に設定されている。つまり図1に示す加圧力Pbで紙載台上の紙葉束Pの葉間に摩擦力Fm(ν×Pb)を生じさせる。そしてこの摩擦力Fmを断裁時に紙葉束に及ぶ位置ズレ変位力より大きくなるようにバネ圧Pbが設定されている。また、上記ガイド面31gは紙圧片31aの端面に形成され前記キャリッジ45の回転刃10が切断線Xに沿って移動するのをガイドする。そして前述のアジャスタバネADで回転刃10はこのガイド面31gに押圧規制され、これに倣って移動することとなる。
前述の紙載台20に紙葉束Pを押圧保持する断裁縁プレス手段30は加圧部材31で構成される。この加圧部材は切断線Xに沿って紙葉束の断裁縁を押圧保持する紙圧片31aと、この紙圧片31aを支持する加圧ヘッド31bと断裁刃を切断線に沿って案内するガイド面31gを備えている。この加圧ヘッド31bは装置フレーム65にガイドピン31cで図2上下方向に昇降自在に支持されている。そしてこの加圧ヘッド31bには紙圧片31aを常時紙載台20側に押圧付勢する加圧スプリング33が装置フレーム65との間に掛け渡してある。この加圧スプリング33は紙葉間に作用する摩擦力で断裁時に紙葉が位置ズレしない加圧力に設定されている。つまり図1に示す加圧力Pbで紙載台上の紙葉束Pの葉間に摩擦力Fm(ν×Pb)を生じさせる。そしてこの摩擦力Fmを断裁時に紙葉束に及ぶ位置ズレ変位力より大きくなるようにバネ圧Pbが設定されている。また、上記ガイド面31gは紙圧片31aの端面に形成され前記キャリッジ45の回転刃10が切断線Xに沿って移動するのをガイドする。そして前述のアジャスタバネADで回転刃10はこのガイド面31gに押圧規制され、これに倣って移動することとなる。
上記加圧部材31は紙載台20上に紙葉束Pを給送セット及び断裁後の紙葉束Pを搬出するために紙載台20から上方に離間した待機位置Tp(図4(a)の状態)と紙載台上の紙葉束Pを押圧保持する押圧位置Pp(図4(b)の状態)との間で上下動する必要がある。図示の装置はこの加圧部材31の上下動作を前記キャリッジ45と連動、つまり回転刃を走行する動作と連動することを特徴としている。
この為、上記加圧部材31には解除レバー32が連結してある。この解除レバー32は前記キャリッジ45の往復動動作に連動して加圧部材31を上下動するようになっている。このため、解除レバー32は装置フレーム65に揺動軸32Pを中心に揺動自在に支持され、その先端32aは加圧ヘッド31bのガイドピン31cに長穴で係合してある。これはガイドピンに限らず加圧ヘッド31bを加圧スプリング33に抗して待機位置Tpに移動する係合すれば良い。一方解除レバー32の基端部32bは前記キャリッジ45に設けた解除カム48にキャリッジ45のホームポジション位置Hp1及びHp2で係合するようになっている。
上記解除カム48の構成について説明すると前記キャリッジ45にはキャリッジフレーム45fにカム突起48aを有する解除カム48が一体に固定してある。そしてこのカム突起48aはホームポジション位置Hp1のとき、上記解除レバー32基端部32bのカム係合面32c(傾斜面)と係合するようになっている。従ってキャリッジ45がホームポジションHp1のときには加圧部材31は待機位置Tpに位置し、この位置から切断位置Cp側に移動すると解除レバーのカム係合面32cがカム突起48aから離れ、加圧部材31は加圧スプリング33の作用で紙葉束Pを紙載台20に押圧する(図4(b)の状態)。
図示のキャリッジ45は紙載台20の図2右端部に第1ホームポジションHp1が、左端部に第2ホームポジションHp2が設定してある。この関係で上述の解除レバー32は右解除レバー32Rと左解除レバー32Lとで構成されている。そしてこの左右の解除レバー32R、32Lは上述と同一構成で構成されている。これはキャリッジ45が第1ホームポジションHp1から第2ホームポジションHp2に移動する過程で紙葉束を断裁し、第2から第1に復帰する過程で後続する紙葉束Pを断裁するためである。
次に上述の装置の作用を説明すると、上記キャリッジ手段45が第1ホームポジションHp1又は第2ホームポジションHp2の状態で待機している。以下キャリッジ手段45が第1ホームポジションHp1に位置している場合について説明する。そこで図示しない制御手段は紙葉束Pが紙載台20上に搬送セットされると、その信号を受けて駆動モータMを起動する。すると駆動ベルト61がキャリッジ手段45をホームポジションから図2左側に移動する。キャリッジ手段45が所定量左側に移動するとカム突起48aが右解除レバー32Rのカム係合面32cから離れ係合解除する。すると加圧部材31は加圧スプリング33によって待機位置Tpから押圧位置Ppに移動し、紙載台上の紙葉束Pを押圧支持する(図4(b)の状態)。
上記加圧部材31の下降動作と同時に回転刃10はそのピニオン13がラック歯車51上を転動して回転刃10を図2反時計方向に回転する。キャリッジ45が図2に示すy−y位置に移動すると回転刃10はアジャスタバネADで加圧部材31のガイド面31gに押圧規制される。この状態で回転刃10の刃先10aは刃受ロール部材22に切り込まれ、この姿勢で切断位置Cpに向かって移動する。このように回転刃10はホームポジションHp1から切断位置Cpに向かう過程(切断位置Cpの手前)でアジャスタバネADによって加圧部材31のガイド面31gに押圧される。このとき回転刃10の刃先10aはガイド面31gで研磨され、例えば接着剤、或いは紙紛などの付着物が除去される。これと供に回転刃10にガタつきがあってもガイド面31gに規制され、その刃先は刃受ロール部材22(又は刃受け部材)に食い込んだ状態でその位置・姿勢が保持される。
次に回転刃10は上記ラック歯車51で回転しながら紙載台上の切断位置にCpに移動し、紙葉束Pを断裁する。この状態は図1で説明した通りである。そこで紙葉束Pの切断が終了するとキャリッジ手段45は第2ホームポジションHp2に移動する。このときキャリッジ45のカム突起48aが左解除レバー32Lのカム係合面32cと係合して左解除レバー32Lを、揺動軸32Pを中心に図2反時計方向に揺動させる。これによって加圧部材31は押圧位置Ppから待機位置Tpに上昇移動する。そこで紙載台上の紙葉束Pは外部に搬出可能となる。
このとき加圧部材31が押圧位置Ppから待機位置Tpに移動するとこれに一体的に連結した垂下片35も上昇する。この垂下片35の上昇でこれに形成されラック歯車35Rが刃受ロール部材22のピニオン22Pを所定量回転させる。この回転は一方向クラッチOWを介して刃受けロール部材22を所定量回転させる。この回転によってロール部材上の切断屑は屑トレイ45に落下収容される。
次に制御手段は駆動モータMを停止し、紙載台上に後続する紙葉束Pがセットされるのを待つ。そして後続する紙葉束Pがセットされると駆動モータMを先と逆方向に回転し、キャリッジ45を第2ホームポジションHp2から第1ホームポジションHp1に向けて移動する。その動作は上述と同様である。
次に本発明に係わる断裁方法について説明する。
切断線に沿って移動するキャリッジ部材に搭載した回転刃で回転しながら紙載台上の紙葉束を断裁する方法であって、次の手順で紙載台上にセットされた紙葉束を断裁する。
(キャリジ起動)
上記キャリッジ部材を所定のホームポジションから上記切断線に沿って切断方向に駆動手段で移動する。つまり前述のキャリッジ手段45を駆動モータMに連結した駆動ベルト61で切断線Xに沿って移動する。
(紙葉束押圧動作)
このキャリッジ部材のホームポジションから切断方向への移動に連動して上記紙載台上の紙葉束を加圧部材で押圧保持する。つまり前述のカム突起48で解除レバー32を揺動させて加圧スプリング33の付勢力で加圧部材31を押圧位置Ppに移動する。
(断裁動作)
上記キャリッジ部材の切断方向への移動でこれに搭載した上記回転刃と歯合するラック歯車などの運動変換手段によって回転刃に回転力を付与して紙載台上の紙葉束を切断する。つまり前述のように回転刃10を搭載したキャリッジ45を切断線Xに沿って移動(走行)するときこの移動力を回転力に変換して回転刃10に伝達する前記ラック−ピニオン機構などの運動変換手段を用いる。
(紙葉束押圧解除)
上記キャリッジ部材の紙葉束切断後のホームポジションへの移動に連動して上記加圧部材31を紙載台上の紙葉束から離間退避させる。前述の加圧スプリング33を作用させた加圧部材31を例えば解除レバー32で待機位置に保持し、この解除レバー32をキャリッジ手段で操作することによって押圧位置に移動する。
(屑除去)
上記加圧部材の待機位置への退避動作に連動して上記紙載台の切断線に配置した刃受ロール部材を所定方向に所定量従動回転して屑除去する。前述の加圧部材31を紙載台20上の押圧位置Ppから待機位置Tpに移動する動作に連動して刃受けロール部材22を所定量回転する。この回転によってロール上の切断屑を屑トレイ45に落下収納する。
切断線に沿って移動するキャリッジ部材に搭載した回転刃で回転しながら紙載台上の紙葉束を断裁する方法であって、次の手順で紙載台上にセットされた紙葉束を断裁する。
(キャリジ起動)
上記キャリッジ部材を所定のホームポジションから上記切断線に沿って切断方向に駆動手段で移動する。つまり前述のキャリッジ手段45を駆動モータMに連結した駆動ベルト61で切断線Xに沿って移動する。
(紙葉束押圧動作)
このキャリッジ部材のホームポジションから切断方向への移動に連動して上記紙載台上の紙葉束を加圧部材で押圧保持する。つまり前述のカム突起48で解除レバー32を揺動させて加圧スプリング33の付勢力で加圧部材31を押圧位置Ppに移動する。
(断裁動作)
上記キャリッジ部材の切断方向への移動でこれに搭載した上記回転刃と歯合するラック歯車などの運動変換手段によって回転刃に回転力を付与して紙載台上の紙葉束を切断する。つまり前述のように回転刃10を搭載したキャリッジ45を切断線Xに沿って移動(走行)するときこの移動力を回転力に変換して回転刃10に伝達する前記ラック−ピニオン機構などの運動変換手段を用いる。
(紙葉束押圧解除)
上記キャリッジ部材の紙葉束切断後のホームポジションへの移動に連動して上記加圧部材31を紙載台上の紙葉束から離間退避させる。前述の加圧スプリング33を作用させた加圧部材31を例えば解除レバー32で待機位置に保持し、この解除レバー32をキャリッジ手段で操作することによって押圧位置に移動する。
(屑除去)
上記加圧部材の待機位置への退避動作に連動して上記紙載台の切断線に配置した刃受ロール部材を所定方向に所定量従動回転して屑除去する。前述の加圧部材31を紙載台20上の押圧位置Ppから待機位置Tpに移動する動作に連動して刃受けロール部材22を所定量回転する。この回転によってロール上の切断屑を屑トレイ45に落下収納する。
[製本装置及び画像形成装置の説明]
次に上述の画像形成装置の下流側には製本装置が連結され、画像形成されたシートを束状に部揃えし、この束状に部揃えした紙葉束をステープル、接着テープ、接着糊などで綴じ合わせて製本処理する。この製本処理後の紙葉束を前述の断裁装置で断裁揃えして排紙スタッカに収納する。図7に示す製本装置は束状に部揃えした紙葉束の中央をステープル綴じして綴じ合わせ、この中綴じした紙葉束を折り畳んで冊子状に製本し、その後折り畳み先端を断裁して揃える装置を示す。
次に上述の画像形成装置の下流側には製本装置が連結され、画像形成されたシートを束状に部揃えし、この束状に部揃えした紙葉束をステープル、接着テープ、接着糊などで綴じ合わせて製本処理する。この製本処理後の紙葉束を前述の断裁装置で断裁揃えして排紙スタッカに収納する。図7に示す製本装置は束状に部揃えした紙葉束の中央をステープル綴じして綴じ合わせ、この中綴じした紙葉束を折り畳んで冊子状に製本し、その後折り畳み先端を断裁して揃える装置を示す。
そこで画像形成装置の排紙口54cに連なる搬入経路61が設けられ、この搬入経路の経路排紙口61aの下流側に集積トレイ62が配置されている。このトレイにはシートを排紙方向前後に移送するスイッチバックローラ62aとシート後端を規制する後端規制部材62bが備えられている。上記スイッチバックローラ62aは排紙口からのシートを排紙方向にトレイ先端側に搬送し、シート後端がトレイ上に進入した後は排紙方向と逆方向にシートを移送して後端を規制部材62bに突き当てて位置決めする。また上記後端規制部材62bはトレイ上に突出した位置とトレイから退避した位置との間で揺動自在に構成され、電磁ソレノイドなどのシフト手段(図示せず)に連結されている。そして上記トレイ62には集積したシート束を下流側に搬出する後端押し出し部材63が設けられている。尚トレイ62には図示しないサイド整合部材が配置され排紙口から進入するシートの搬送直交方向を位置決め整合するようになっている。従って排紙口61aからのシートはトレイ上に搬入され、その後端を規制部材62bに規制された状態で束状に集積される。その後、このシート束は後端規制部材62bがトレイから退避した状態で後端押し出し部材63によって下流側に搬出されることとなる。
上記集積トレイ62の下流側には製本経路64が連設され、この経路には中綴じステイプラが配置されている。このステイプラの構造は詳述しないがシート束にステイプル針を刺入して先端を折り曲げるユニットで構成され、ステイプル針を刺入する上部ユニットと先端を折曲げる下部ユニットがシート束を移送する製本経路を挟んで上下に配置されている。製本経路64にはシート束の先端を係止する第1ストッパ64aと第2ストッパ64bが設けられている。第1ストッパ64aは経路に出没自在の可動部材で構成され、シート束の先端を係止した状態でステイプラがシート束の中央に位置するように配置されている。従って集積トレイ62に集積したシート束は後端押し出し部材63で製本経路64に移送され、その先端を第1ストッパで係止された状態でステイプラによって綴じられることとなる。
上述のように中綴じ製本されたシート束は上記第1ストッパ64aが経路から退避した後、下流側の第2ストッパ64bに係止される。この状態でシート束の中央(ステイプル綴じ位置)を折り曲げるように折りロール66aと中折りナイフ66bが配置されている。この中折りナイフ66bは矢視方向に上下動自在のブレードで構成され製本経路64中のシート束を折りロール66aに案内する。また折りロール66aは一対のロールで構成されシート束中央を折曲げて下流側の排紙経路67に移送するようになっている。
上記折りロール66aの下流側に配置された排紙経路67はスイッチバック経路で構成され、シートを断裁経路68に案内する。図示67aはスイッチバックローラであり、67bは中間トレイである。このように構成された断裁経路68には断裁装置69が配置されている。また、上記断裁経路68にはシート束を移送するベルト搬送手段69とグリップ回転手段70が配置されている。
以上の構成において、画像形成装置で画像形成されたシートは集積トレイ62に束状に集積され整合される。そこで製本装置に備えられた制御CPU(不図示)は画像形成装置からジョブ終了信号を受けると、後端規制部材62bをトレイ外に退避させて後端押し出し部材63でシート束を下流側の製本経路64に移送する。そしてこの経路中の第1ストッパ64aにシート束の先端を突き当てて停止させる。この状態でステイプラを作動してシート束の中央(中折位置)をステイプル綴じする。次いで制御CPUは第1ストッパ64aを経路外に退避させシート束を更に下流側の第2ストッパ64bに突き当てて停止させる。するとシート束の中央(ステイプル綴じ位置)は折りロール66aに臨み、Bの状態で折りナイフ66bを図示矢印方向に移動させる。するとシート束はその中央を折り曲げられながら折りロール66aに案内される。そこで折りロール66aを回転駆動するとシート束は中央を折り曲げられ下流側の排紙経路67に移送される。
このように排紙経路67に導かれたシート束は搬送方向を反転して断裁経路68に送られる。断裁経路68ではこのシート束をベルト搬送手段68でスイッチバックさせて先端位置決めする。この先端位置決めは断裁刃25を待機位置に退避させた状態でシート束全体を断裁経路68に進入させる。そこでベルト搬送手段68でシート束をバックさせ所定の切断線Xが断裁刃の位置に一致するようにシート束を位置決めする。次いで制御CPUはグリップ回転手段70でシート束をニップし、次いでプレス部材22でシート束を押圧保持する。そこで断裁刃25を保持する断裁刃保持手段26を所定方向に移動させる。
次にシート束の小口部を断裁した後、制御CPUはプレス部材22を押圧解除してグリップ回転手段70を作動させて例えば90度シート束を回転させ天部を切断位置に臨ませる。このシート束の回転後シート束を切断線Xに所定量送る。このシート束の移送はグリップ回転手段70を図示右側に移動するか或いはベルト搬送手段68で送る。その後このシート束の天部を断裁した後、同様に小口部を断裁する。そしてシート束の3方向の断裁が終了すると制御CPUはベルト搬送手段68でシート束を排紙スタッカ71に搬出する。
なお、図示の製本装置はステイプラで製本綴じする場合を示したが、これは束状に集積したシート束の端面に接着剤を塗布して表紙シートでくるみ綴じ(くるみ綴じ製本)、或いは表紙シートで表装することなく天糊製本しても良いことは勿論である。
P 紙葉束
X 切断線
10 回転刃
10a 刃先
10b 取手開口
11 回転軸
20 紙載台
21 紙葉支持テーブル
22 刃受ロール部材
30 プレス手段
31 加圧部材
31g ガイド面
33 加圧スプリング
40 ガイド手段
41a、41b ガイドレール
45 キャリッジ手段
45f キャリッジフレーム
46 回転刃上カバー
47 センサフラグ
HS1 ホームポジションセンサ
HS2 ホームポジションセンサ
50 刃走行駆動手段
51 ラック歯車(刃回転駆動手段)
61 駆動ベルト
65 装置フレーム
70 トレイ手段
71 束綴じ手段
73 画像形成手段
Cp 切断位置
Hp1 第1のホームポジション
Hp2 第2のホームポジション
Pp 押圧位置
Tp 待機位置
V1、V2、V3 ベクトル成分
M 駆動モータ
X 切断線
10 回転刃
10a 刃先
10b 取手開口
11 回転軸
20 紙載台
21 紙葉支持テーブル
22 刃受ロール部材
30 プレス手段
31 加圧部材
31g ガイド面
33 加圧スプリング
40 ガイド手段
41a、41b ガイドレール
45 キャリッジ手段
45f キャリッジフレーム
46 回転刃上カバー
47 センサフラグ
HS1 ホームポジションセンサ
HS2 ホームポジションセンサ
50 刃走行駆動手段
51 ラック歯車(刃回転駆動手段)
61 駆動ベルト
65 装置フレーム
70 トレイ手段
71 束綴じ手段
73 画像形成手段
Cp 切断位置
Hp1 第1のホームポジション
Hp2 第2のホームポジション
Pp 押圧位置
Tp 待機位置
V1、V2、V3 ベクトル成分
M 駆動モータ
Claims (15)
- 所定の切断線に沿って走行する回転刃を回転させながら紙葉束を切断する装置であって、
回転刃と、
紙葉類を束状に保持する紙載台と、
上記紙載台に紙葉束を押圧保持する断裁縁プレス手段と、
上記回転刃を上記紙載台の切断線に沿って移動するガイド手段と、
上記回転刃を上記切断線に沿って走行移動する刃走行駆動手段と、
上記回転刃を回転駆動する刃回転駆動手段と、
を備え、
上記回転刃は上記紙載台上の紙葉束に付与する剪断力が切断方向と反対方向のベクトル成分を有する回転方向に回転しながら上記切断線に沿って移動することを特徴とする紙葉束断裁装置。 - 前記刃回転駆動手段は前記回転刃に、
前記紙載台上の紙葉束を押下する方向のベクトル成分V1と刃走行方向とは逆方向のベクトル成分V2を有する回転力を付与し、
前記刃走行駆動手段は前記回転刃に、
前記紙載台上の紙葉束を刃走行方向に変位させるベクトル成分V3を有する走行力を付与し、
前記断裁縁プレス手段は前記紙載台上の紙葉束に付与する押圧力を、
上記ベクトル成分V2と上記ベクトル成分V3の差異によって生ずる紙葉類の変位力に対し紙葉束相互の摩擦力が大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項1に記載の紙葉束断裁装置。 - 前記回転刃は前記ガイド手段に沿って往復動するように前記刃走行駆動手段に連結され、
前記刃回転駆動手段は、上記回転刃に往動作と復動作では逆方向の回転力を伝達することを特徴とする請求項1又は2に記載の紙葉束断裁装置。 - 前記刃回転駆動手段と前記刃走行駆動手段は単一の駆動モータに連結され、(1)前記回転刃を前記ガイド手段に沿って走行駆動する際に、この走行力で回転刃に回転力を生起するか、又は(2)前記回転刃に回転力を回転駆動する際に、この回転力で回転刃に走行力を生起するように構成されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れかの項に記載の紙葉束断裁装置。
- 紙葉類を束状に保持する紙載台と、
上記紙載台に紙葉束を押圧保持する断裁縁プレス手段と、
上記紙載台上の紙葉束を所定の切断線に沿って断裁する回転刃と、
上記回転刃を回転可能に搭載したキャリッジ手段と、
上記キャリッジ手段を上記紙載台の切断線に沿って移動するガイド手段と、
上記キャリッジ手段を上記切断線に沿って走行移動するキャリッジ駆動手段と、
上記ガイド手段に沿って配置されたラック歯車、伝動ベルトなどの歯車手段と、
を備え、
上記回転刃は上記ガイド手段に沿って上記キャリッジ手段が移動する際に上記歯車手段と係合して回転駆動され、
上記歯車手段による上記回転刃の回転方向は、上記紙載台上の紙葉束に付与する剪断力が上記キャリッジ手段の移動方向と反対方向のベクトル成分を有する方向であることを特徴とする紙葉束断裁装置。 - 前記歯車手段はラック歯車で構成され、このラック歯車は前記キャリッジ手段の移動方向に沿って適宜の装置フレームに設けられ、
前記キャリッジ手段に搭載された前記回転刃は上記ラック歯車と歯合するピニオンによって所定方向に回転駆動されることを特徴とする請求項5に記載の紙葉束断裁装置。 - 前記キャリッジ手段は前記ガイド手段に往復動自在に支持され、
このキャリッジ手段に搭載された回転刃は往動作方向と復動作方向では反対方向に前記歯車手段によって回転することを特徴とする請求項5又は6に記載の紙葉束断裁装置。 - 前記キャリッジ手段は前記紙載台にセットする紙葉束に対して切断線方向前後に第1、第2のホームポジションを有し、この第1第2のホームポジション間を上記キャリッジ手段が往復動する際にこのキャリッジ手段に搭載された回転刃が紙葉束を断裁することを特徴とする請求項7に記載の紙葉束断裁装置。
- 前記断裁縁プレス手段は、
前記紙載台上の紙葉束を押圧保持する加圧部材と、
この加圧部材に押圧力を付与する加圧スプリングとを備え、
上記加圧スプリングは前記キャリッジ手段が前記第1第2のホームポジション位置のとき上記加圧部材に付与する押圧力を解除するように構成されていることを特徴とする請求項8に記載の紙葉束断裁装置。 - 前記紙載台は、
紙葉束を前記加圧部材との間で保持する紙葉支持テーブルと、
この紙葉支持テーブルの切断線に沿って配置され前記回転刃と係合する刃受ロール部材とから構成され、
この刃受ロール部材は上記紙載台上の紙葉束を切断後に所定方向に回転するロール駆動手段を有し、
上記ロール駆動手段は前記加圧部材が紙葉束から離間する動作に連動して上記刃受ロール部材を所定方向に回転駆動する連動機構で構成されていることを特徴とする請求項9に記載の紙葉束断裁装置。 - 紙葉類を束状に保持する紙載台と、
上記紙載台に紙葉束を押圧保持する断裁縁プレス手段と、
上記紙載台上の紙葉束を所定の切断線に沿って断裁する回転刃と、
上記キャリッジ手段を上記紙載台の切断線に沿って移動するガイド手段と、
上記キャリッジ手段を上記切断線に沿って往復動するキャリッジ駆動手段と、
を備え、
上記紙載台には紙葉類の切断線に沿って移動する回転刃を刃受けする刃受ロール部材が所定方向に回転自在に設けられ、
上記断裁縁プレス部材は紙載台上の紙葉束を押圧保持する押圧位置とこれから退避した待機位置との間で昇降自在の加圧部材と、この加圧部材に押圧力を付与する加圧スプリングとから構成され、
上記キャリッジ手段の回転刃を回転駆動するラック歯車が上記ガイド部材に沿って適宜の装置フレームに設けられ、
上記キャリッジ手段はホームポジションから切断位置に移動する動作に連動して上記加圧部材を待機位置から押圧位置にシフトすると共に切断位置からホームポジションに移動する動作に連動して上記加圧部材を押圧位置から待機位置にシフトするように構成され、
上記刃受ロール部材は上記加圧部材の押圧位置から待機位置にシフトする動作に連動して所定方向に従動回転するように構成され、
上記キャリッジ駆動手段は上記キャリッジ手段を上記ガイド手段に沿って往復動させる正逆転可能な駆動モータで構成されていることを特徴とする紙葉束断裁装置。 - 順次供給されるシートを束状に集積するトレイ手段と、
上記トレイ手段からのシート束を綴じ合わせる束綴じ手段と、
上記束綴じ手段で綴じ合わされたシート束を断裁する断裁装置と、を備え、
上記断裁装置は請求項1乃至11の何れかの項に記載の構成を備えていることを特徴とする製本装置。 - 順次シート上に画像形成する画像形成手段と、
上記画像形成手段からのシートを束状に部揃えするトレイ手段と、
上記トレイ手段からのシート束を綴じ合わせる束綴じ手段と、
上記束綴じ手段で綴じ合わされたシート束を断裁する断裁装置と、を備え、
上記断裁装置は請求項1乃至11の何れかの項に記載の構成を備えていることを特徴とする画像形成装置。 - 切断線に沿って移動するキャリッジ部材に搭載した回転刃で回転しながら紙載台上の紙葉束を断裁する方法であって、
上記キャリッジ部材を所定のホームポジションから上記切断線に沿って切断方向に駆動手段で移動し、
このキャリッジ部材のホームポジションから切断方向への移動に連動して上記紙載台上の紙葉束を加圧部材で押圧保持し、
上記キャリッジ部材の切断方向への移動でこれに搭載した上記回転刃と歯合するラック歯車などの運動変換手段によって回転刃に回転力を付与して紙載台上の紙葉束を切断し、
上記キャリッジ部材の紙葉束切断後のホームポジションへの移動に連動して上記加圧部材を紙載台上の紙葉束から離間退避させ、
上記加圧部材の待機位置への退避動作に連動して上記紙載台の切断線に配置した刃受ロール部材を所定方向に所定量従動回転して屑除去することを特徴とする紙葉束断裁方法。 - 前記キャリッジ部材のホームポジションは紙載台上の紙葉束に対して切断方向前方側と切断方向後方側にそれぞれ設定されていることを特徴とする請求項14に記載の紙葉束断裁方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006331202A JP2008142816A (ja) | 2006-12-07 | 2006-12-07 | 紙葉束断裁方法及び紙葉束断裁装置、製本装置並びに画像形成装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010260126A (ja) * | 2009-05-01 | 2010-11-18 | Nisca Corp | 断裁装置及びこれを備えた製本装置 |
JP2012223874A (ja) * | 2011-04-22 | 2012-11-15 | Daido Kogyo Co Ltd | 紙断裁装置 |
WO2014084120A1 (ja) * | 2012-11-30 | 2014-06-05 | 三菱重工業株式会社 | 複合材料の切断装置 |
JP2014104546A (ja) * | 2012-11-28 | 2014-06-09 | Seiko:Kk | シート束断裁装置 |
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JP2018176322A (ja) * | 2017-04-07 | 2018-11-15 | 株式会社島精機製作所 | 切断装置及びこれを備えた延反機 |
CN110861136A (zh) * | 2018-08-27 | 2020-03-06 | 张家港保税区美佳印刷有限公司 | 纸板裁切机构 |
-
2006
- 2006-12-07 JP JP2006331202A patent/JP2008142816A/ja active Pending
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