JP2014140927A

JP2014140927A - 連続用紙断裁装置

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Publication number: JP2014140927A
Application number: JP2013010664A
Authority: JP
Inventors: Koji Kaneko; 光司金子; Kosuke Moriya; 広輔森谷
Original assignee: Toppan Forms Co Ltd
Current assignee: Toppan Edge Inc
Priority date: 2013-01-23
Filing date: 2013-01-23
Publication date: 2014-08-07
Anticipated expiration: 2033-01-23
Also published as: JP6037847B2

Abstract

【課題】連続用紙に対して搬送しながら所定箇所を断裁して枚葉の用紙とする連続用紙断裁装置に関し、連続用紙の枚葉毎の断裁時の騒音低減を図りつつ、装置の小型化、装置コストの低減を図る。
【解決手段】単一の駆動部でインフィードローラ部１３Ａのインフィードローラ２２Ａを回転駆動すると共に、インフィードローラ部１３Ａからハイスピードローラ部４Ａに対し、ハイスピードベルト１８により第１速度比の回転を伝達すると共に駆動ベルト１７により第１速度比より小の第２速度比の回転を伝達する構成とし、駆動クラッチ２５とハイスピードベルト１８により第１速度比の回転を伝達するときに、ワンウェイクラッチ３３と駆動ベルト１７による第２速度比の回転伝達を回避させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、連続用紙に対して搬送しながら所定箇所を断裁して枚葉の用紙とする連続用紙断裁装置に関する。

近年、大量の印刷物を作製する場合に、枚葉単位毎にミシン目線等が形成された連続用紙を使用することが一般的となっており、効率化を図るために当該連続用紙を搬送させながら枚葉毎の断裁が行われている。このような連続用紙断裁装置は、断裁時の騒音低減を図りつつ、装置の小型化、装置コストの低減が望まれる。

従来、連続用紙を枚葉毎に断裁する装置の断裁原理として、連続用紙搬送の上流側に配置されたインフィードローラの回転速度に対し、下流側に配置されたハイスピードローラの回転速度を大として、その速度差と断裁刃との協働で連続用紙の枚葉毎とするミシン目線部分を断裁するものである。

しかしながら、インフィードローラとハイスピードローラは、同一モータを駆動源としてタイミングベルトを介して駆動力が伝達され、回転駆動されている。この場合、インフィードローラとハイスピードローラとの周速比は、連続用紙の搬送速度（インフィードローラの回転数）に関わらず低速から高速にかけても常に一定であり、低速時でも断裁可能な周速比に設定させる必要があって高速時になったときに、連続用紙の切断時における用紙にかかる衝撃が強くなって騒音が高くなる。

そこで、以下の特許文献１において、断裁時の騒音を低減させる連続用紙切断装置が提案されている。特許文献１に記載されている連続用紙切断装置は、連続用紙の移送速度に応じてインフィードローラとハイスピードローラの回転速度を各別に制御するというもので、インフィードローラ及びハイスピードローラにそれぞれの駆動モータを設け、低速段階ではハイスピードローラの回転速度を低速でも切断可能な回転数とし、高速段階において切断可能な範囲で当該ハイスピードローラの回転速度を下げることで、騒音を低減させたものである。

特許第３２７０１７８号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の連続用紙切断装置は、高速段階でハイスピードローラの回転速度を下げるために、インフィードローラを駆動する駆動モータの他に、ハイスピードローラを個別に駆動する駆動モータをも設けなければならず、その分の装置スペースを必要とすると共に、コストが必要となるという問題がある。

そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたもので、連続用紙の枚葉毎の断裁時の騒音低減を図りつつ、装置の小型化、装置コストの低減を図る連続用紙断裁装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明では、連続用紙を搬送する上流側にインフィードローラ部が配置されると共に、下流側にハイスピードローラ部が配置され、その間に連続用紙を枚葉毎に断裁する断裁部が設けられるもので、ハイスピードローラ部のハイスピードローラの回転速度をインフィードローラ部のインフィードローラの回転速度より常に大とする速度比の範囲で、第１速度比と当該第１速度比より小の第２速度比とを切り替える連続用紙断裁装置であって、前記インフィードローラと前記ハイスピードローラの何れかを回転駆動する単一の駆動部と、前記駆動部が駆動する前記インフィードローラ又は前記ハイスピードローラより他方のインフィードローラ若しくはハイスピードローラに対し、前記第１速度比の回転を伝達する第１駆動伝達部及び前記第２速度比の回転を伝達する第２駆動伝達部を備える駆動伝達手段と、前記インフィードローラ部又は前記ハイスピードローラ部に備えられて、前記第１駆動伝達部による回転伝達と第２駆動伝達部による回転伝達とを切り替える駆動クラッチと、前記駆動クラッチを備える前記インフィードローラ部又は前記ハイスピードローラ部とは異なるインフィードローラ部若しくはハイスピードローラ部に備えられて、前記第１駆動伝達部による駆動回転のときに第２駆動伝達部による回転伝達を回避させるワンウェイクラッチと、を有する構成とする。

本発明によれば、単一の駆動部でインフィードローラ又はハイスピードローラを回転駆動すると共に、インフィードローラ及びハイスピードローラ間で第１速度比の回転を伝達する第１駆動伝達部及び当該第１速度比より小の第２速度比の回転を伝達する第２駆動伝達部の何れかで回転伝達するもので、駆動クラッチで第１駆動伝達部による回転伝達と第２駆動伝達部による回転伝達とを切り替え、第１駆動伝達部による回転伝達のときにワンウェイクラッチで第２駆動伝達部による回転伝達を回避させる構成とすることにより、単一の駆動部で第１速度比及び第２速度比の回転伝達を切り替えることから第２速度比による断裁時の騒音低減を図りつつ、ローラそれぞれに駆動部を設けないことから装置の小型化、装置コストの低減を図ることができるものである。

本発明に係る連続用紙断裁装置の概略図である。図１のインフィードローラ部及びハイスピードローラ部の説明図である。図２のハイスピードローラ部に使用されるワンウェイクラッチの説明図である。本発明に係る連続用紙断裁のタイミングチャートである。図４の低速時及び高速時におけるインフィードローラ部及びハイスピードローラ部の動作説明図である。本発明のインフィードローラ部及びハイスピードローラ部における他の実施形態の説明図である。

以下、本発明の実施形態を図により説明する。
図１に、本発明に係る連続用紙断裁装置の概略図を示す。図１（Ａ）、（Ｂ）において、連続用紙断裁装置１１は、搬送される連続用紙１２に対してその上流側にインフィードローラ部１３が配置され、下流側にハイスピードローラ部１４が配置される。また、インフィードローラ部１３とハイスピードローラ部１４との間に断裁部である断裁刃１５が配置される。連続用紙１２は、図１（Ｂ）に示すように、枚葉とする長さ毎にミシン目線１２Ａが形成されており、当該ミシン目線１２Ａが断裁刃１５の位置されたときに断裁されて枚葉の用紙１６となる。

上記インフィードローラ部１３よりハイスピードローラ部１４に対して第２駆動伝達部である駆動ベルト１７が懸架されると共に、第１駆動伝達部であるハイスピードベルト１８が懸架される（詳細は図２で説明する）。当該駆動ベルト１７及びハイスピードベルト１８により駆動伝達手段が構成される。

また、連続用紙断裁装置１１は、制御部１９及び駆動部２０を備える。駆動部２０は、ここではインフィードローラ部１３を回転駆動するものとして駆動モータやエンコーダなどを備える。なお、駆動部２０が回転駆動させるのはインフィードローラ部１３（インフィードローラ）に対するものだけであり、ハイスピードローラ部１４に対する別個の駆動部があるものではなく、単一の構成である。

上記制御部１９は、この装置全体の断裁のための制御を行うと共に、インフィードローラ部１３が備える駆動クラッチ（図２で説明する）を動作させる制御をも行う。

ここで、図２に図１のインフィードローラ部及びハイスピードローラ部の説明図を示すと共に、図３に図２のハイスピードローラ部に使用されるワンウェイクラッチの説明図を示す。図２（Ａ）、（Ｂ）において、インフィードローラ部１３は、一対のインフィードローラを有するが、ここでは一のものだけを示す（一対としては図５参照）。

インフィードローラ部１３において、回転シャフト２１にインフィードローラ２２Ａが設けられ、回転シャフト２１の一端側に駆動プーリ２３、ハイスピード用プーリ２４及び駆動クラッチ２５が設けられる。駆動クラッチ２５としては例えば電磁クラッチを使用することができる。回転シャフト２１に対しては、駆動プーリ２３は固定状態であり、ハイスピード用プーリ２４は回転自在な状態とされるが、駆動クラッチ２５のオンによって回転シャフト２１と共に回転する状態とされる。上記駆動プーリ２３は、上記駆動部２０と図示しない回転ベルト等で連結されて当該駆動部（駆動モータ）２０により回転力を得る。

一方、ハイスピードローラ部１４においても、一対のハイスピードローラを有するが、ここでは一のものだけを示す（一対としては図５参照）。ハイスピードローラ部１４において、回転シャフト３１にハイスピードローラ３２Ａが設けられ、回転シャフト３１の一端側にワンウェイクラッチ３３及びハイスピードプーリ３４が設けられる。これらは、共に回転シャフト３１に対して固定状態とされる。なお、ハイスピードローラ３２Ａはインフィードローラ２２Ａと同じサイズである。

そして、インフィードローラ部１３の駆動プーリ２３とハイスピードローラ部１４のワンウェイクラッチ３３と間に駆動ベルト１７が懸架され、インフィードローラ部１３のハイスピード用プーリ２４とハイスピードローラ部１４のハイスピードプーリ３４との間にハイスピードベルト１８が懸架される。ここで、駆動プーリ２３とワンウェイクラッチ３３との外周比が例えば１．４：１に設定される。これによって、ハイスピードローラ３２Ａの回転速度はインフィードローラ２２Ａの回転速度の１．４倍となる。この速度比が第２速度比となり、駆動ベルト１７が当該第２速度比の回転を伝達する。

また、ハイスピード用プーリ２３とハイスピードプーリ３４との外周比が例えば１．９：１に設定される。これによって、ハイスピードローラ３２Ａの回転速度はインフィードローラ２２Ａの回転速度の１．９倍となる。この速度比が第１速度比となり、ハイスピードベルト１８が当該第１速度比の回転を伝達する。すなわち、第１速度比と第２速度比とは、ハイスピードローラ３２Ａの回転速度をインフィードローラ２２Ａの回転速度より常に大とする速度比の範囲で設定される。そして、上記駆動クラッチ２５は、ハイスピードベルト１８により第１速度比で回転を伝達させるか、駆動用ベルト１７により第２速度比で回転を伝達させるかを、ハイスピード用プーリ２３に対する保持（オン）、解除（オフ）で切り替えるものである。

上記ワンウェイクラッチ３３は、図３（Ａ）、（Ｂ）に示されるが、その構造、作用は公知のものである。図３（Ａ）、（Ｂ）において、ワンウェイクラッチ３３は、バネで伸縮するコロ４１を所定数備え、回転シャフト３１を固定する内輪部４２と外輪部４３とから構成される。図３（Ａ）は外輪部４３が空転している状態として示されている。すなわち、回転シャフト３１（内輪部４２）が上記ハイスピードプーリ３４からの回転伝達により第１速度比で回転（回転速度Ｆ１）され、また、外輪部４３が上記駆動プーリ２３からの回転伝達で第２速度比で上記第１速度比の回転（Ｆ１）より遅く回転（回転速度Ｆ２（Ｆ１＞Ｆ２））されることから、空転するものである。

また、図３（Ｂ）は、外輪部４３と内輪部４２（回転シャフト３１）とが一体で回転している状態として示されている。すなわち、回転シャフト３１（内輪部４２）が上記ハイスピードプーリ３４から回転伝達されていない状態であり（このときの回転速度Ｆ１は第１速度比による回転速度より除々に減速する）、回転シャフト３１の回転速度（Ｆ１）が、外輪部４３の上記駆動プーリ２３からの回転伝達（第２速度比）による回転シャフト３１の回転（回転速度Ｆ２）と同じ（Ｆ１＝Ｆ２）になるとコロ４１が外輪部４３の内周面と当接することによって外輪部４３と内輪部４２（回転シャフト３１）とが一体回転するものである。

そこで、図４に本発明に係る連続用紙断裁のタイミングチャート示すと共に、図５に図４の低速時及び高速時におけるインフィードローラ部及びハイスピードローラ部の動作説明図を示す。図４（Ａ）において、インフィードローラ２２Ａは、駆動部２０の図示しない駆動モータで駆動プーリ２３を介して回転されるが、駆動モータ（インフィードローラ２２Ａ）の回転開始から徐々に回転が上がり定速（１００パーセント）で安定回転する。ここでは、回転速度が定速の８５パーセントになるまでを低速時と称し、８５パーセント以上を高速時と称する。

なお、切り替え時の８５パーセントは、一例であって、８０パーセントとしてもよく、また、１００パーセントとしてもよい。すなわち、騒音軽減を図る目的としての最良の切り替え時は、上記第２速度比のインフィードローラ２２Ａ及びハイスピードローラ３２Ａで連続用紙の断裁可能な回転速度の時点である。

低速時において、駆動モータの回転開始から、制御部１９によって駆動クラッチ２５がオン状態とされることで（図４（Ｂ））、インフィードローラ部１３におけるハイスピード用プーリ２４が回転シャフト２１と固定状態となり、当該ハイスピード用プーリ２４よりハイスピードベルト１８を介してハイスピードローラ部１４のハイスピードプーリ３４に回転を伝達して回転シャフト３１（ハイスピードローラ３２Ａ）を第１速度比（１．９倍）で回転させる（図４（Ｃ）、図５（Ａ））。なお、図５（Ａ）、（Ｂ）においては断裁刃１５の図示を省略している。

このとき、ハイスピードローラ部１４のワンウェイクラッチ３３には、インフィードローラ部１３の駆動プーリ２３より駆動ベルト１７を介して第２速度比（１．４倍）の回転が伝達されるが、図３（Ａ）に示すように回転シャフト３１（ワンウェイクラッチ３３の内輪部４２）の方の回転速度が遅いことから空転し（図４（Ｄ））、駆動ベルト１７からの回転伝達を回避されるものである。これによってインフィードローラ３２Ａはハイスピードプーリ３４の回転でインフィードローラ２２Ａの１．９倍で回転することとなる（図４（Ｅ））。

そして、図５（Ａ）に示すように、一対のインフィードローラ２２Ａ，２２Ｂと一対のハイスピードローラ３２Ａ，３２Ｂでニップされて搬送されてくる連続用紙１２のミシン目線１２Ａが断裁刃１５の位置に達したときにローラ速度差（第１速度比）によって断裁されるものである。これによって、駆動モータ（インフィードローラ２２Ａ）の回転が低速であっても当該第１速度比の速度差（１．９倍）によって確実に断裁ができるものである。

続いて、高速時において、すなわち駆動モータ（インフィードローラ２２Ａ）の回転は駆動部２０のエンコーダで監視されており、回転が上がり、定速の８５パーセントとなったときに（図４（Ａ））、制御部１９の制御によって駆動クラッチ２５がオフ状態とされる（図４（Ｂ））。これによって、インフィードローラ部１３におけるハイスピード用プーリ２４が回転シャフト２１に対して解除状態となり、当該ハイスピード用プーリ２４よりハイスピードベルト１８を介してハイスピードローラ部１４のハイスピードプーリ３４に対して回転が伝達されずに最終的にはワンウェイクラッチ３３の回転速度に応じた回転速度となる（図４（Ｃ））。

一方で、駆動プーリ２３より駆動ベルト１７を介してハイスピードローラ部１４のワンウェイクラッチ２４に回転が伝達される。ワンウェイクラッチ２５は、図３（Ｂ）に示すように、外輪部４３と内輪部４２とが一体となり（図４（Ｄ））、回転シャフト３１に対して第２速度比（１．４倍）の回転速度で回転させることとなるものである（図４（Ｅ）、図５（Ｂ））。

そして、図５（Ｂ）に示すように、一対のインフィードローラ２２Ａ，２２Ｂと一対のハイスピードローラ３２Ａ，３２Ｂでニップされて搬送されてくる連続用紙１２のミシン目線１２Ａが断裁刃１５の位置に達したときにローラ速度差（第２速度比）によって断裁されるものである。これによって、駆動モータ（インフィードローラ２２Ａ）の回転が高速となったときに当該一対のインフィードローラ２２Ａ，２２Ｂと一対のハイスピードローラ３２Ａ，３２Ｂの速度差を小さくすることによって高速時の断裁騒音を軽減させることができるものである。

次に、図６に、本発明のインフィードローラ部及びハイスピードローラ部における他の実施形態の説明図を示す。上記実施形態では、インフィードローラ部１３側に駆動クラッチ２５を設け、ハイスピードローラ部１４側にワンウェイクラッチ３３を設け、連続用紙搬送の上流側から駆動ベルト１７及びハイスピードベルト１８を介して回転伝達したものとして示したが、インフィードローラ部１３とハイスピードローラ部１４との関係で上記第１速度比及び第２速度比を変更しない限りは、逆に下流側から回転伝達を行ってもよいものである。

すなわち、図６（Ａ）、（Ｂ）において、インフィードローラ部１３の回転シャフト２１にワンウェイクラッチ５２及びハイスピード用プーリ２４を設け、一方、ハイスピードローラ部１４の回転シャフト３１に駆動部２０より駆動される駆動伝達プーリ５１、ハイスピードプーリ３４及び駆動クラッチ５３を設けたものである。

この場合、ワンウェイクラッチ５２と駆動伝達プーリ５１との外周比は１：１．４であり、ハイスピード用プーリ２４とハイスピードプーリ３４との外周比は１：１．９である。また、駆動クラッチ５３はハイスピードプーリ３４に対して回転伝達、伝達解除の切り替えを行うものである。このような、上記実施形態と逆の駆動伝達状態であっても図４の動作原理は同様である。

このように、単一の駆動部（駆動モータ）２０で第１速度比及び第２速度比の回転伝達を駆動クラッチ２５，５２で切り替えることから第２速度比による断裁時の騒音低減を図りつつ、インフィードローラ２２Ａ及びハイスピードローラ３２Ａのそれぞれに駆動モータを設けないことから装置の小型化、装置コストの低減を図ることができるものである。

本発明の連続用紙断裁装置は、連続用紙の所定箇所を断裁して枚葉の用紙とするための装置の製造産業及び枚葉用紙作製の産業等に利用可能である。

１１連続用紙断裁装置
１２連続用紙
１２Ａミシン目線
１３インフィードローラ部
１４ハイスピードローラ部
１５断裁刃
１６枚葉用紙
１７駆動ベルト
１８ハイスピードベルト
１９制御部
２０駆動部
２１インフィードローラシャフト
２２インフィードローラ
２３駆動プーリ
２４ハイスピード用プーリ
２５，５３駆動クラッチ
３１ハイスピードローラシャフト
３２ハイスピードローラ
３３，５２ワンウェイクラッチ
３４ハイスピードプーリ
４１コロ
４２内輪部
４３外輪部
５１駆動伝達プーリ

Claims

連続用紙を搬送する上流側にインフィードローラ部が配置されると共に、下流側にハイスピードローラ部が配置され、その間に連続用紙を枚葉毎に断裁する断裁部が設けられるもので、ハイスピードローラ部のハイスピードローラの回転速度をインフィードローラ部のインフィードローラの回転速度より常に大とする速度比の範囲で、第１速度比と当該第１速度比より小の第２速度比とを切り替える連続用紙断裁装置であって、
前記インフィードローラと前記ハイスピードローラの何れかを回転駆動する単一の駆動部と、
前記駆動部が駆動する前記インフィードローラ又は前記ハイスピードローラより他方のインフィードローラ若しくはハイスピードローラに対し、前記第１速度比の回転を伝達する第１駆動伝達部及び前記第２速度比の回転を伝達する第２駆動伝達部を備える駆動伝達手段と、
前記インフィードローラ部又は前記ハイスピードローラ部に備えられて、前記第１駆動伝達部による回転伝達と第２駆動伝達部による回転伝達とを切り替える駆動クラッチと、
前記駆動クラッチを備える前記インフィードローラ部又は前記ハイスピードローラ部とは異なるインフィードローラ部若しくはハイスピードローラ部に備えられて、前記第１駆動伝達部による駆動回転のときに第２駆動伝達部による回転伝達を回避させるワンウェイクラッチと、
を有することを特徴とする連続用紙断裁装置。