JP2015058476A - ミシン目加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ミシン刃を増設しても、ミシン目加工装置が大型化、複雑化しないようにする。
【解決手段】複数のミシン刃ヘッド１４がブレーキ付ナット１７を介して単一の送りねじ１５に取り付けられ、単一のスライドガイド１３に沿ってスライド運動可能とされる。各ブレーキ付ナットが制動位置と非制動位置とに切り替えられつつ送りねじが正逆回転することによって、各ミシン刃ヘッドは互いに独立に往復移動し、また静止状態に維持される。装置の運転開始に先立ち、各ミシン刃ヘッドの現在位置がセンサ２５〜２７によって検出され、当該現在位置の情報と、設定位置の情報に基づき、各ミシン刃ヘッドが互いに衝突することなく自動的に設定値まで移動せしめられる。
【選択図】図２

Description

本発明は、用紙を搬送しつつ搬送方向に沿って用紙にミシン目を形成するミシン目加工装置に関するものである。

従来のミシン目加工装置として、例えば特許文献１に記載されたようなものがある。
このミシン目加工装置は、ミシン目を形成するための回転ミシン刃および回転受刃を有するミシン目加工部を少なくとも２個有し、回転受刃を回転させるための回転機構およびその回転駆動部と、ミシン目加工部を、それぞれ独立して、搬送方向に直交する方向に移動させるための、幅方向移動機構およびその幅移動駆動部と、回転ミシン刃を回転受刃に対して接離するように接離方向に移動させるための、接離方向移動機構およびその接離移動駆動部とを有している。

ミシン目加工部は、回転ミシン刃を有する上体と、回転受刃を有する下体とからなっている。
幅方向移動機構はミシン目加工部毎に独立して設けられている。そして、幅方向移動機構は、ミシン目加工部の上体をスライド運動可能に案内する第１のガイド軸と、上体に螺合する第１のねじ軸と、当該ミシン目加工部の下体をスライド運動可能に案内する第２のガイド軸と、下体に螺合する第２のねじ軸とから構成されており、第１のねじ軸が回転すると、上体が第１のガイド軸に沿って軸方向に移動し、第２のねじ軸が回転すると、下体が第２のガイド軸に沿って軸方向に移動する。
幅移動駆動部はモータからなっており、ミシン目加工部毎に設けられている。

そして、ミシン目を形成する位置が指定されると、ミシン目加工部のそれぞれについて、当該ミシン目加工部を指定位置まで移動させるのに必要な回転数だけ、モータによってねじ軸が回転せしめられ、各ミシン目加工部が指定位置まで自動的に移動する。

しかしながら、この構成によれば、ミシン目加工部毎に一対のねじ軸と一対のガイド軸を設けているので、ミシン目加工部、すなわちミシン刃を１個増設する毎に各一対のねじ軸およびガイド軸を装備しなければならない。
そのため、この構成では、ミシン刃（ミシン目加工部）を多数個増設すると、装置が大型化し、複雑化するという問題があった。

特開２０１３−１０３３１１号公報

したがって、本発明の課題は、ミシン刃を増設しても、ミシン目加工装置が大型化、複雑化しないようにすることにある。

上記課題を解決するため、本発明によれば、用紙を搬送しつつ搬送方向に沿って用紙にミシン目を形成するミシン目加工装置であって、フレームと、用紙の搬送方向に直交してのび、前記フレームに対し軸まわりに回転可能に支持された単一の水平な刃受けドラムと、前記フレームに取り付けられ、前記刃受けドラムを回転させるドラム駆動機構と、前記フレームに取り付けられ、前記刃受けドラムから間隔をあけてこれに平行にのびる単一の第１のスライドガイドと、前記第１のスライドガイドにスライド運動可能に取り付けられた複数のミシン刃ヘッドと、を備え、前記複数のミシン刃ヘッドは、それぞれ、前記刃受けドラムに対向して配置された円盤状のミシン刃と、前記ミシン刃を前記刃受けドラムの軸に平行な軸のまわりに回転可能に支持するとともに、前記ミシン刃を、前記刃受けドラムから離間する離間位置と、前記刃受けドラムの表面に圧接する圧接位置との間で動かすミシン刃駆動機構と、を有しており、さらに、前記第１のスライドガイドに平行にのび、前記フレームに対し軸まわりに回転可能に支持された送りねじと、前記フレームに取り付けられ、前記送りねじを回転させる送りねじ駆動機構と、前記ミシン刃ヘッドのそれぞれと前記送りねじとの間に配置された各１つのブレーキ付ナットと、を備え、前記ブレーキ付ナットは、前記送りねじに螺合し、関係する前記ミシン刃ヘッドに係合せずに前記送りねじと一体に回転することで前記送りねじから当該ミシン刃ヘッドに動力を伝達しない非制動位置と、関係する前記ミシン刃ヘッドに係合することで前記送りねじから当該ミシン刃ヘッドに動力を伝達する制動位置とをとり、前記ブレーキ付ナットが前記制動位置にありかつ前記送りねじが回転するときは、関係する前記ミシン刃ヘッドのミシン刃が常に前記離間位置をとるようになっており、さらに、前記フレームに取り付けられ、前記刃受けドラムに対向して配置され、または前記刃受けドラムの上流側および下流側に配置され、前記刃受けドラムおよび前記ミシン刃間に用紙を通過させる用紙搬送ユニットと、前記フレームに取り付けられ、前記第１のスライドガイドから間隔をあけてこれに平行にのびる第２のスライドガイドと、前記複数のミシン刃ヘッドの運動経路の範囲外において前記第２のスライドガイドにスライド運動可能に取り付けられ、前記複数のミシン刃ヘッドのそれぞれを検出するセンサと、前記フレームに取り付けられ、前記センサをスライド運動させるセンサ駆動機構と、前記フレームに取り付けられ、前記第２のスライドガイド上の基準点からの前記センサの移動距離を測定するセンサ移動距離測定部と、少なくとも、前記ミシン刃駆動機構および前記ブレーキ付ナットおよび前記送りねじ駆動機構および前記センサ駆動機構を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記装置の運転開始前、前記センサをスライド運動させ、前記センサによる前記複数のミシン刃ヘッドのそれぞれの検出時点での前記センサ移動距離測定部の測定値に基づき、前記複数のミシン刃ヘッドのそれぞれの前記第１のスライドガイド上の現在位置の情報を取得し、次いで、前記現在位置の情報と、前記複数のミシン刃ヘッドのそれぞれの前記第１のスライドガイド上の設定位置の情報とに基づき、前記複数のミシン刃ヘッドのそれぞれを最適の順序で前記設定位置まで移動させることを特徴とするミシン目加工装置が提供される。

本発明の好ましい実施例によれば、前記フレームに取り付けられ、前記第１のスライドガイドに平行にのびるステイをさらに備え、前記複数のミシン刃ヘッドのそれぞれが、前記ステイに係合して、前記ミシン刃ヘッドのスライド運動を制止する作動位置と、前記ステイに係合せず、前記ミシン刃ヘッドをスライド運動可能にする非作動位置とをとるストッパを有し、前記ストッパは、前記ブレーキ付ナットに連動し、前記ブレーキ付ナットが前記非制動位置をとるときは前記作動位置をとるが、前記ブレーキ付ナットが前記制動位置をとるときは前記非作動位置をとるようになっている。

本発明の別の好ましい実施例によれば、前記用紙搬送ユニットは、前記刃受けドラムの上面および下面にそれぞれ対向して、かつ前記刃受けドラムにこれから間隔をあけて平行にのび、前記フレームに対し軸まわりに回転可能に支持された一対のシャフトと、前記一対のシャフトのそれぞれにその軸方向に間隔をあけて、かつ前記刃受けドラムに対向して取り付けられ、前記シャフトと一体に回転する複数のプーリーと、を有し、上側の前記シャフトの各プーリーと下側の前記シャフトの各プーリーは１対１に対応するように配置されており、前記用紙搬送ユニットは、さらに、互いに対をなす上側の前記プーリーおよび下側の前記プーリー間にそれぞれ張設されたエンドレスベルトと、前記フレームに取り付けられ、前記一対のシャフトのうちの一方を回転駆動させるシャフト駆動機構と、を有し、前記複数のミシン刃ヘッドのそれぞれのミシン刃は、隣り合う前記エンドレスベルト間の間隙中において前記刃受けドラムの側面に対向して配置され、前記シャフト駆動機構によって旋回運動する前記エンドレスベルトと、前記ドラム駆動機構によって回転する前記刃受けドラムとの間を用紙が搬送されるようになっている。

本発明のさらに別の好ましい実施例によれば、前記センサ駆動機構は、前記第２のスライドガイドの両端付近において、前記フレームに対し回転可能に支持された一対の第２のプーリーと、前記一対の第２のプーリーの間に張設され、その一部に前記センサが固定された第２のエンドレスベルトと、前記フレームに取り付けられ、一方の前記第２のプーリーの回転軸を駆動させるモータと、からなり、前記センサ移動距離測定部は、前記モータの駆動軸または前記一方の第２のプーリーの回転軸の回転量を計測するとともに、前記回転量を距離に変換する回転量／距離変換ユニットからなっている。

本発明によれば、ミシン刃ヘッドをブレーキ付ナットを介して送りねじに取り付けたので、複数のミシン刃ヘッドを単一の送りねじに取り付けた場合であっても、各ブレーキ付ナットを制動位置と非制動位置とに切り替えながら送りねじを正逆回転させることによって、各ミシン刃ヘッドを互いに独立に送りねじの軸方向に往復移動させ、また静止状態に維持することができ、ミシン刃ヘッドを互いに衝突させることなく所定位置に配置することができる。
こうして、ミシン刃ヘッドの個数が増えても、ミシン刃ヘッド毎に送りねじを設ける必要がないので、スペースが大幅に節減され、ミシン目加工装置が大型化、複雑化することがない。

さらに、本発明によれば、ミシン目加工装置の運転開始に先立ち、制御部に対し各ミシン刃ヘッドの設定位置の情報が入力されると、まず、各ミシン刃ヘッドの現在位置をセンサによって検出し、得られた現在位置の情報と、入力された設定位置の情報に基づき、各ミシン刃ヘッドを互いに衝突させずに最短時間で現在位置から設定位置まで移動させる最適の順序が自動的に計算され、当該順序に従って各ミシン刃ヘッドが自動的に移動せしめられる。こうして、ミシン目加工装置の運転開始前のミシン刃ヘッドの位置合わせ作業の省力化が実現できる。

本発明の１実施例によるミシン目加工装置の概略構成を示す側面図である。 図１に示したミシン目加工装置のミシン目形成部の構成を示す斜視図である。 図１に示したミシン目加工装置のブレーキ付ナットおよびストッパの構成を示す断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施例を説明する。
図１は、本発明の１実施例によるミシン目加工装置の概略構成を示す側面図であり、図２は、図１に示したミシン目加工装置のミシン目形成部の構成を示す斜視図である。

図１を参照して、この実施例では、ミシン目加工装置は、用紙Ｓを１枚ずつ供給する給紙部１と、給紙部１から用紙Ｓを順次受け取ってミシン目形成位置Ｍまで搬送する搬送部２と、ミシン目形成位置Ｍに配置され、搬送部２から受け取った用紙Ｓに搬送方向に沿ってミシン目を形成するミシン目形成部３と、ミシン目形成部３からミシン目加工された用紙Ｓを受け取って集積する用紙集積部４と、給紙部１、搬送部２、ミシン目形成部３および用紙集積部４を制御する制御部５とを備えている。

給紙部１は、用紙スタックＰがその上に載置される用紙棚６を備えている。用紙棚６は、（図示しない）公知の適当な昇降機構によって昇降運動可能に支持されている。
給紙部１は、また、用紙棚６の前方に近接して配置され、用紙棚６上の用紙スタックＰの前端面に対向する垂直な揃え板７と、用紙棚６上の用紙スタックＰの最上位の用紙Ｓの上方においてこれに対向して配置され、最上位の用紙Ｓを吸着して揃え板７を越えて前方に送り出す排紙ユニット８を備えている。排紙ユニット８は、この実施例では、サクションロータからなっているが、サクションロータの代わりに、例えばサクションベルトを使用することもできる。

そして、サクションロータ８が回転運動するとともに、一定のタイミングでサクションロータ８の吸引および吸引停止が繰り返され、またその間に、給紙棚６が徐々に上昇運動して、用紙スタックＰの最上位の用紙Ｓの上面が常にサクションロータ８の吸着範囲内に位置することにより、給紙部１から用紙Ｓが１枚ずつ供給される。

搬送部２は、用紙Ｓの搬送路９の一側に配置され、搬送方向にのびる（図示しない）基準プレートと、上流側から基準プレートに向かって搬送方向に対し斜めにのびる傾斜搬送ベルト１０と、傾斜搬送ベルト１０上にその長さ方向に間隔をあけて配置され、それぞれ定位置において傾斜搬送ベルト１０に圧接しつつ回転可能に保持された（図示しない）複数のボールとを備えている。

そして、給紙部１から搬送部２に受け取られた用紙Ｓは、傾斜搬送ベルト１０によってミシン目形成位置Ｍまで搬送され、その間に、ボールによって傾斜搬送ベルト１０に押し付けられて傾斜搬送ベルト１０上において横滑りし、その一側縁をその全長にわたって基準プレートに当接させることにより、斜行を補正される。

ミシン目形成位置Ｍにはミシン目形成部３が配置されている。
ミシン目形成部３は、図１および図２に示すように、フレーム１１と、用紙の搬送方向に直交してのび、フレーム１１に対し軸まわりに回転可能に支持された単一の水平な刃受けドラム１２と、フレーム１１に取り付けられ、刃受けドラム１２を回転させる（図示しない）ドラム駆動機構と、フレーム１１に取り付けられ、刃受けドラム１２から間隔をあけてこれに平行にのびる単一の第１のスライドガイド１３とを備えている。

そして、第１のスライドガイド１３には、複数（この実施例では２個）のミシン刃ヘッド１４がスライド運動可能に取り付けられている。
２つのミシン刃ヘッド１４は、それぞれ、刃受けドラム１２に対向して配置された円盤状のミシン刃１４ａと、ミシン刃１４ａを刃受けドラム１２の軸に平行な軸のまわりに回転可能に支持するとともに、ミシン刃１４ａを、刃受けドラム１２から離間する離間位置と、刃受けドラム１２の表面に圧接する圧接位置との間で動かすミシン刃駆動機構１４ｂを有している。ミシン刃駆動機構１４ｂによるミシン刃１４ａの離間位置および圧接位置間の切り替え動作は制御部５によって制御される。

ミシン目形成部３は、また、第１のスライドガイド１３に平行にのび、フレーム１１に対し軸まわりに回転可能に支持された送りねじ１５と、フレーム１１に取り付けられ、送りねじ１５を回転させる送りねじ駆動機構１６とを有している。
送りねじ駆動機構１６は、この実施例では、その駆動軸が送りねじ１５の一端に直結されたサーボモータからなっている。なお、送りねじ駆動機構１６の構成はこの実施例に限定されず、制御部５からの制御信号に基づいて送りねじ１５の回転数を正確に制御可能であれば、どのような構成であってもよい。

ミシン刃ヘッド１４のそれぞれと送りねじ１５との間には、各１つのブレーキ付ナット１７が配置されている。
図３は、ブレーキ付ナット１７、およびミシン刃ヘッド１４に備えられたストッパ（後述する）の構成を示す断面図である。
図３を参照して、ブレーキ付ナット１７は、送りねじ１５に螺合するナット１７ａと、ナット１７ａの一端側に設けられた電磁ブレーキ１７ｂとを有している。電磁ブレーキ１７ｂは、そのアクチュエータがナット１７ａの軸方向に、ナット１７ａから外向きに突き出す突出位置（図３Ａ参照）と、突出位置から引っ込む後退位置（図３Ｂ参照）との間で往復運動する。

ナット１４ａは、また、ボールベアリング１７ｃを介して、ミシン刃ヘッド１４のナット取付部１４ｃに支持され、さらに、ブレーキ付ナット１７を挟んでナット取付部１４ｃと反対側には、中央に開口を有する当接部材１４ｅが、当該開口に送りねじ１５が挿通された状態で嵌め込まれ、スペーサ１４ｄを介してナット取付部１４ｃに固定されている。
そして、電磁ブレーキ１７ｂが後退位置をとるとき、電磁ブレーキ１７ｂは当接部材１４ｅから離間するが、電磁ブレーキ１７ｂが突出位置をとるときは、電磁ブレーキ１７ｂのアクチュエータが当接部材１４ｅに圧接するようになっている。

こうして、ブレーキ付ナット１７は、図３Ａに示すように、電磁ブレーキ１７ｂが突出位置をとることにより、ミシン刃ヘッド１４に係合することで送りねじ１５から当該ミシン刃ヘッド１４に動力を伝達する制動位置と、図３Ｂに示すように、電磁ブレーキ１７ｂが後退位置をとることにより、ミシン刃ヘッド１４に係合せずに送りねじ１５と一体に回転することで送りねじ１５から当該ミシン刃ヘッド１４に動力を伝達しない非制動位置とをとる。
そして、ブレーキ付ナット１７が制動位置をとるとき、送りねじ１５の回転に伴ってミシン刃ヘッド１４が第１のスライドガイド１３上をスライド運動する一方、ブレーキ付ナット１７が非制動位置をとるときは、送りねじ１５が回転してもミシン刃ヘッド１４は第１のスライドガイド１３上に静止している。
ブレーキ付ナット１７の制動位置と非制動位置との切り替え動作、すなわち、電磁ブレーキ１７ｂの突出位置と後退位置との切り替え動作は、制御部５によって制御される。

この場合、ブレーキ付ナット１７が制動位置にありかつ送りねじ１５が回転するときは、関係するミシン刃ヘッド１４のミシン刃１４ａが常に離間位置をとり、それによって、ミシン刃ヘッド１４のスライド運動を妨げないようになっている。

また、フレーム１１には、ステイ１８が取り付けられて第１のスライドガイド１３に平行にのびている。そして、各ミシン刃ヘッド１４は、ステイ１８に係合して、ミシン刃ヘッド１４のスライド運動を制止する作動位置と、ステイ１８に係合せず、ミシン刃ヘッド１４をスライド運動可能にする非作動位置とをとるストッパ１９を有している。

図２および図３に示すように、ストッパ１９は、この実施例では、ミシン刃ヘッド１４からステイ１８の上方を横切ってのびる支持アーム１９ａと、支持アーム１９ａに支持されたモータ１９ｂと、モータ１９ｂの垂直下方にのびる駆動軸１９ｃに取り付けられ、ステイ１８の一方の垂直な側面１８ａに対向して配置された偏心カム１９ｄと、ミシン刃ヘッド１４の、ステイ１８の他方の垂直な側面１８ｂに対向する垂直な接触面１９ｅとから構成されている。そして、偏心カム１９ｄがモータ１９ｂによって駆動され、ステイの側面１８ａから離間する非作動位置（図３Ａ参照）と、ステイの側面１８ａに圧接し、ミシン刃ヘッド１４の接触面１９ｅと協働してステイ１８に係合する作動位置（図３Ｂ参照）との間で搖動するようになっている。

ストッパ１９は、ブレーキ付ナット１７に連動し、ブレーキ付ナット１７が非制動位置をとるときは作動位置をとるが、ブレーキ付ナット１７が制動位置をとるときは非作動位置をとるようになっている。そして、ブレーキ付ナット１７が非制動位置をとるとき、それに連動してストッパ１９が作動位置をとることによって、関係するミシン刃ヘッド１４はより確実に静止状態に維持される。
ストッパ１９は、より高い精度でミシン刃ヘッド１４の位置合わせを行う場合に有効であり、必要に応じて備えられる。

そして、ブレーキ付ナット１７が制動位置と非制動位置とに切り替えられるとともに、送りねじ１５が正逆回転せしめられることによって、複数のミシン刃ヘッド１４は、それぞれ独立に、第１のスライドガイド１３に沿って（用紙Ｓの搬送方向に直交する方向に）往復動し、あるい第１のスライドガイド１３上に静止状態に維持され得る。
こうして、複数のミシン刃ヘッド１４のうち、特定のミシン刃ヘッド１４は静止させたままで、残りのミシン刃ヘッド１４をスライド運動させることができる。

ミシン目形成部３は、また、フレーム１１に取り付けられて刃受けドラム１２に対向して配置され、刃受けドラム１２およびミシン刃１４ａ間に用紙Ｓを通過させる用紙搬送ユニット２０を備えている。
用紙搬送ユニット２０は、この実施例では、刃受けドラム１２の上面および下面にそれぞれ対向して、かつ刃受けドラム２にこれから間隔をあけて平行にのび、フレーム１１に対し軸まわりに回転可能に支持された（図示しない）一対のシャフトを有している。そして、一対のシャフトのそれぞれには、その軸方向に間隔をあけて、複数のプーリー２１、２２が、刃受けドラム１２に対向してかつシャフトと一体に回転するように取り付けられている。この場合、上側のシャフトの各プーリー２１と下側のシャフトの各プーリー２２は１対１に対応するように配置される。

用紙搬送ユニット２０は、さらに、互いに対をなす上側のプーリー２１および下側のプーリー２２間にそれぞれ張設されたエンドレスベルト２３と、フレーム１１に取り付けられ、一対のシャフトのうちの一方を回転駆動させる（図示しない）シャフト駆動機構を有している。この場合、エンドレスベルト２３の速度と刃受けドラム１２の周速が等しくなるように、シャフト駆動機構およびドラム駆動機構が制御される。

そして、各ミシン刃ヘッド１４のミシン刃１４ａは、隣り合うエンドレスベルト２３間の間隙中において刃受けドラム１２の側面に対向して配置され、シャフト駆動機構によって旋回運動するエンドレスベルト２３と、ドラム駆動機構によって回転する刃受けドラム１２との間を用紙Ｓが搬送され、この搬送の間に、用紙Ｓの所定位置に搬送方向に沿ってミシン目が形成される。

この実施例では、用紙搬送ユニット２０は、刃受けドラム１２に対向して配置され、ミシン目形成部３に対し水平に導入された用紙Ｓを９０°下向きに方向転換しながら搬送するようになっているが、用紙搬送ユニット２０の構成はこの実施例に限定されない。例えば、用紙搬送ユニット２０を、刃受けドラム１２の上流側および下流側に配置された各一対の搬送ローラ対から構成するとともに、各ミシン刃ヘッドを刃受けドラムの上面に対向配置して、用紙を水平に搬送しながら用紙にミシン目を形成することもできる。

ミシン目形成部３は、さらに、フレーム１１に取り付けられ、第１のスライドガイド１３から間隔をあけてこれに平行にのびる第２のスライドガイド２４と、各ミシン刃ヘッド１４の運動経路の範囲外において第２のスライドガイド２４にスライド運動可能に取り付けられ、各ミシン刃ヘッド１４を検出するセンサと、フレーム１１に取り付けられ、センサをスライド運動させるセンサ駆動機構と、フレーム１１に取り付けられ、第２のスライドガイド２４上の基準点からのセンサの移動距離を測定するセンサ移動距離測定部とを備えている。

センサは、この実施例では、第２のスライドガイド２４にスライド運動可能に取り付けられたスライドブロック２５と、スライドブロック２５に立設された逆Ｌ字形の支持アーム２６と、支持アーム２６の先端に下向きに取り付けられたセンサ素子２７とからなっている。センサ素子２７として近接センサ素子が使用されるが、それ以外の適当な公知のセンサ素子が使用可能である。
一方、各ミシン刃ヘッド１４には検出板１４ｆが取り付けられ、スライド運動するセンサ（近接センサ素子２７）がこの検出板１４ｆの上方を通過する。そして、検出板１４ｆがセンサ（近接センサ素子２７）によって検出されることで、ミシン刃ヘッド１４が検出されるようになっている。

センサ駆動機構は、この実施例では、第２のスライドガイド２４の両端付近において、フレーム１１に対し回転可能に支持された一対の第２のプーリー２８ａ、２８ｂと、一対の第２のプーリー２８ａ、２８ｂ間に張設された第２のエンドレスベルト２９と、フレーム１１に取り付けられ、一方の第２のプーリー２８ａの回転軸を駆動するモータ３０とから構成されている。
そして、センサのスライドブロック２５が第２のエンドレスベルト２９に固定され、モータ３０の駆動によって第２のエンドレスベルト２９が正逆回転することにより、センサが第２のスライドガイド２４に沿って往復運動する。

センサ移動距離測定部は、この実施例では、モータ３０の駆動軸に直結されたロータリーエンコーダ３１と、ロータリーエンコーダ３１の出力パルスを計数する（図示しない）カウンタと、カウンタの計数値を距離に変換する（図示しない）変換部とから構成されている。カウンタおよび変換部は制御部５に含まれる。

そして、センサの運動経路の一方の端を基準点として、センサが当該一方の端から他方の端に向けてスライド運動を開始した時点からロータリーエンコーダ３１の出力パルスがカウンタによって計数され、センサから検出信号が出力されるたびに、変換部においてカウンタの計数値から距離への変換がなされ、検出されたミシン刃ヘッド１４の基準点からの距離が求められる。

なお、この実施例では、ロータリーエンコーダ３１をモータ３０の駆動軸に結合しているが、ロータリーエンコーダ３１を一対の第２のプーリー２８ａ、２８ｂの一方の回転軸に結合してもよい。また、モータ３０とロータリーエンコーダ３１の組み合わせの代わりに、サーボモータまたはリニアスケール等を使用することもできる。

用紙集積部４は、この実施例では、昇降運動可能とされ、その上にミシン目加工された用紙Ｓが積載される用紙積載棚３２と、用紙積載棚３２を昇降運動させる（図示しない）棚駆動機構と、用紙載置棚３２の上流側に配置され、ミシン目形成部３から排出された用紙Ｓを用紙積載棚３２まで搬送する搬送ユニットと、用紙積載棚３２上の最上位の用紙Ｓの高さ位置を検出する（図示しない）高さ検出ユニットとを有している。搬送ユニットは、用紙載置棚３２に隣接して配置された搬送ローラ対３３と、搬送ローラ対３３の入口、およびミシン目形成部３の搬送ユニット２０の出口間にのびるシュート３４とから構成されている。

そして、ミシン目加工装置の運転開始後、高さ検出ユニットからの検出信号に基づき、用紙積載棚３２は、用紙積載棚３２上の最上位の用紙Ｓが、常時、次に搬送されてくる用紙Ｓよりも低い位置にあるように、一定距離ずつ下降し、それによって、用紙積載棚３２上にミシン目加工された用紙Ｓが集積される。

図示はしないが、制御部５は、タッチパネルディスプレイからなる操作パネルを備えており、作業者により、この操作パネルを通じて、ミシン刃ヘッド１４の設定位置等の種々の設定情報や操作命令等が入力されるようになっている。

こうして、ミシン目加工装置の運転開始に先立ち、制御部５に対し各ミシン刃ヘッド１４の第１のスライドガイド１３上の設定位置の情報が入力されると、制御部５は、まず、センサをスライド運動させて各ミシン刃ヘッド１４を検出し、各ミシン刃ヘッド１４の第１のスライドガイド１３上の現在位置の情報を取得する。次いで、制御部５は、この取得した現在位置の情報と、入力された設定位置の情報とに基づき、各ミシン刃ヘッド１４を互いに衝突させずに最短時間で現在位置から設定位置まで移動させる最適の順序と、各ミシン刃ヘッド１４の移動方向および移動距離を演算によって求める。
そして、制御部５は、当該順序に従い、ブレーキ付ナット１７の制動位置および非制動位置を切り替えつつ、サーボモータ（送りねじ駆動機構）１６によって送りねじ１５を所定回転数だけ正方向または逆方向に回転させることによって、各ミシン刃ヘッド１４を設定位置まで移動させる。

本発明のミシン目加工装置によれば、複数のミシン刃ヘッド１４を単一の送りねじ１５に取り付け、それらを単一の第１のスライドガイド１３に沿って互いに独立に移動させ、または静止状態に維持することができる。そして、ミシン刃ヘッド１４毎に送りねじおよびスライドガイドを設ける必要がなく、よって、ミシン刃ヘッド１４を増設した場合でも、スペースが大幅に節減され、ミシン目加工装置が大型化、複雑化することがない。
さらに、ミシン目加工装置の運転開始に先立ち、制御部５に対し各ミシン刃ヘッド１４の設定位置の情報を入力するだけで、各ミシン刃ヘッド１４を互いに衝突させずに最短時間で設定位置まで自動的に移動させることができるので、装置の運転開始前のミシン刃ヘッド１４の位置合わせ作業を省力化できる。

１ 給紙部
２ 搬送部
３ ミシン目形成部
４ 用紙集積部
５ 制御部
６ 用紙棚
７ 揃え板
８ 排紙ユニット（サクションロータ）
９ 用紙の搬送路
１０ 傾斜搬送ベルト
１１ フレーム
１２ 刃受けドラム
１３ 第１のスライドガイド
１４ ミシン刃ヘッド
１４ａ ミシン刃
１４ｂ ミシン刃駆動機構
１４ｃ ナット取付部
１４ｄ スペーサ
１４ｅ 当接部材
１４ｆ 検出板
１５ 送りねじ
１６ サーボモータ（送りねじ駆動機構）
１７ ブレーキ付ナット
１７ａ ナット
１７ｂ 電磁ブレーキ
１７ｃ ボールベアリング
１８ ステイ
１８ａ 一方の側面
１８ｂ 他方の側面
１９ ストッパ
１９ａ 支持アーム
１９ｂ モータ
１９ｃ 駆動軸
１９ｄ 偏心カム
１９ｅ 接触面
２０ 用紙搬送ユニット
２１、２２ プーリー
２３ エンドレスベルト
２４ 第２のスライドガイド
２５ スライドブロック
２６ 支持アーム
２７ センサ素子
２８ａ、２８ｂ プーリー
２９ 第２のエンドレスベルト
３０ モータ
３１ ロータリーエンコーダ
３２ 用紙積載棚
３３ 搬送ローラ対
３４ シュート
Ｍ ミシン目形成位置
Ｐ 用紙スタック
Ｓ 用紙

Claims (4)

1. 用紙を搬送しつつ搬送方向に沿って用紙にミシン目を形成するミシン目加工装置であって、
   フレームと、
   用紙の搬送方向に直交してのび、前記フレームに対し軸まわりに回転可能に支持された単一の水平な刃受けドラムと、
   前記フレームに取り付けられ、前記刃受けドラムを回転させるドラム駆動機構と、
   前記フレームに取り付けられ、前記刃受けドラムから間隔をあけてこれに平行にのびる単一の第１のスライドガイドと、
   前記第１のスライドガイドにスライド運動可能に取り付けられた複数のミシン刃ヘッドと、を備え、
   前記複数のミシン刃ヘッドは、それぞれ、
   前記刃受けドラムに対向して配置された円盤状のミシン刃と、
   前記ミシン刃を前記刃受けドラムの軸に平行な軸のまわりに回転可能に支持するとともに、前記ミシン刃を、前記刃受けドラムから離間する離間位置と、前記刃受けドラムの表面に圧接する圧接位置との間で動かすミシン刃駆動機構と、を有しており、さらに、
   前記第１のスライドガイドに平行にのび、前記フレームに対し軸まわりに回転可能に支持された送りねじと、
   前記フレームに取り付けられ、前記送りねじを回転させる送りねじ駆動機構と、
   前記ミシン刃ヘッドのそれぞれと前記送りねじとの間に配置された各１つのブレーキ付ナットと、を備え、
   前記ブレーキ付ナットは、前記送りねじに螺合し、関係する前記ミシン刃ヘッドに係合せずに前記送りねじと一体に回転することで前記送りねじから当該ミシン刃ヘッドに動力を伝達しない非制動位置と、関係する前記ミシン刃ヘッドに係合することで前記送りねじから当該ミシン刃ヘッドに動力を伝達する制動位置とをとり、前記ブレーキ付ナットが前記制動位置にありかつ前記送りねじが回転するときは、関係する前記ミシン刃ヘッドのミシン刃が常に前記離間位置をとるようになっており、さらに、
   前記フレームに取り付けられ、前記刃受けドラムに対向して配置され、または前記刃受けドラムの上流側および下流側に配置され、前記刃受けドラムおよび前記ミシン刃間に用紙を通過させる用紙搬送ユニットと、
   前記フレームに取り付けられ、前記第１のスライドガイドから間隔をあけてこれに平行にのびる第２のスライドガイドと、
   前記複数のミシン刃ヘッドの運動経路の範囲外において前記第２のスライドガイドにスライド運動可能に取り付けられ、前記複数のミシン刃ヘッドのそれぞれを検出するセンサと、
   前記フレームに取り付けられ、前記センサをスライド運動させるセンサ駆動機構と、
   前記フレームに取り付けられ、前記第２のスライドガイド上の基準点からの前記センサの移動距離を測定するセンサ移動距離測定部と、
   少なくとも、前記ミシン刃駆動機構および前記ブレーキ付ナットおよび前記送りねじ駆動機構および前記センサ駆動機構を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記装置の運転開始前、前記センサをスライド運動させ、前記センサによる前記複数のミシン刃ヘッドのそれぞれの検出時点での前記センサ移動距離測定部の測定値に基づき、前記複数のミシン刃ヘッドのそれぞれの前記第１のスライドガイド上の現在位置の情報を取得し、次いで、前記現在位置の情報と、前記複数のミシン刃ヘッドのそれぞれの前記第１のスライドガイド上の設定位置の情報とに基づき、前記複数のミシン刃ヘッドのそれぞれを最適の順序で前記設定位置まで移動させることを特徴とするミシン目加工装置。
2. 前記フレームに取り付けられ、前記第１のスライドガイドに平行にのびるステイをさらに備え、
   前記複数のミシン刃ヘッドのそれぞれが、前記ステイに係合して、前記ミシン刃ヘッドのスライド運動を制止する作動位置と、前記ステイに係合せず、前記ミシン刃ヘッドをスライド運動可能にする非作動位置とをとるストッパを有し、
   前記ストッパは、前記ブレーキ付ナットに連動し、前記ブレーキ付ナットが前記非制動位置をとるときは前記作動位置をとるが、前記ブレーキ付ナットが前記制動位置をとるときは前記非作動位置をとることを特徴とする請求項１に記載のミシン目加工装置。
3. 前記用紙搬送ユニットは、
   前記刃受けドラムの上面および下面にそれぞれ対向して、かつ前記刃受けドラムにこれから間隔をあけて平行にのび、前記フレームに対し軸まわりに回転可能に支持された一対のシャフトと、
   前記一対のシャフトのそれぞれにその軸方向に間隔をあけて、かつ前記刃受けドラムに対向して取り付けられ、前記シャフトと一体に回転する複数のプーリーと、を有し、
   上側の前記シャフトの各プーリーと下側の前記シャフトの各プーリーは１対１に対応するように配置されており、
   前記用紙搬送ユニットは、さらに、
   互いに対をなす上側の前記プーリーおよび下側の前記プーリー間にそれぞれ張設されたエンドレスベルトと、
   前記フレームに取り付けられ、前記一対のシャフトのうちの一方を回転駆動させるシャフト駆動機構と、を有し、
   前記複数のミシン刃ヘッドのそれぞれのミシン刃は、隣り合う前記エンドレスベルト間の間隙中において前記刃受けドラムの側面に対向して配置され、前記シャフト駆動機構によって旋回運動する前記エンドレスベルトと、前記ドラム駆動機構によって回転する前記刃受けドラムとの間を用紙が搬送されるようになっていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のミシン目加工装置。
4. 前記センサ駆動機構は、
   前記第２のスライドガイドの両端付近において、前記フレームに対し回転可能に支持された一対の第２のプーリーと、
   前記一対の第２のプーリーの間に張設され、その一部に前記センサが固定された第２のエンドレスベルトと、
   前記フレームに取り付けられ、一方の前記第２のプーリーの回転軸を駆動させるモータと、からなり、
   前記センサ移動距離測定部は、
   前記モータの駆動軸または前記一方の第２のプーリーの回転軸の回転量を計測するとともに、前記回転量を距離に変換する回転量／距離変換ユニットからなっていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のミシン目加工装置。

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