JP2015116641A - シート断裁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一端から他端に走行する切断刃でシート束を断裁する際に、切断ジャムが少なく、円滑な切断と切断品位に優れ、切断負荷も比較的の小さいシート断裁装置を提供する。
【解決手段】支持面上のシート束を断裁する切断刃を互いに交差する非円形状の刃先を有する平板刃と略円形状の刃先を有する回転刃で構成し、切断線に沿って走行する平板刃に対して、その走行方向と反対方向に回転刃を回転または揺動させる。
【選択図】図１

Description

本発明はシート束の周辺を断裁するシート断裁装置に係わり、小型軽量で切断品位に富んだシート束断裁機構の改良に関する。

一般に、この種のシート断裁装置は、紙載台上に載置したシート束を平板形状のギロチン刃で断裁する断裁機構（ギロチン断裁機構）と、ディスク状の回転刃を回転させながらシート束の一端から他端に向かって徐々に切断する断裁機構（ディスク断裁機構）と、平板形状のカッタをシート束の一端から他端に向かって走行させて断裁する走行刃断裁機構などが知られている。

走行刃断裁機構として、例えば特許文献１には１枚構成の板素材を平板形状の刃先で一端から他端に移動させて切断する装置が開示されている。
同文献にはシート束のように多数枚に積み重ねた素材を断裁する機構は開示されていないが、多数枚のシート束をプレス機構で押圧保持してシート束を一端から他端に徐々に切断する傾斜した刃先を備えたギロチン断裁機構も特許文献２などで知られている。

また特許文献３には、シート束の一端から他端に移動する切断刃でシート束を断裁する装置が開示されている。同文献には切断刃を上下一対の回転刃で構成し、第１切断刃と第２切断刃を噛み合わせた状態でシート束の一端から他端に移動しながら切断する機構が提案されている。
つまり上下一対の回転刃を回転させながらシートの一端から他端に移動することによってシートを切断している。

特公平０４−００４１１７号公報（図４） 特許第５０６３１４４号公報（図１） 特許第３８３８７２１号公報（図１）

上述したようにシート支持面（以下紙載面という）の上にセットしたシート束を、その一端から他端に移動する切断刃で断裁する装置は特許文献１、文献２などですでに知られている。

特許文献１のように支持台上にセットした被切削物を、その一端から他端に移動する可動刃で切断する際に、可動刃の刃先を切断線の全長に亘る固定刃と摺り合わせて切断する構造を採用すると、固定刃と可動刃との間の摩擦で切断負荷が増大する。
また、固定刃と可動刃のいずれかの刃面がうねるように変形すると切断不能となる。

また特許文献３のように回転する上刃と回転する下刃を重ね合わせる状態でシート束一端から他端に移動して切断する切断機構では、複数枚重なり合ったシート束を断裁するとき刃先の交差する部分のシート束は、上刃で切断される部分が不安定に変動しながら切断が進行する。
このため切断ジャムを引き起こし易いことと同時に、切断端面がうねるようにザラつき切断品位に問題が生ずる。

そこで本出願人は、上刃と下刃の先端部を連結して、一体的に走行させる切断機構を検討した。この切断機構では、上刃と下刃が擦れ合うことによる切断負荷は軽減される。
しかし上刃と下刃の交差部において紙片が両刃の隙間に進入して切断ジャムを引き起こす。この現象は上刃と下刃の交差部に紙粉が詰まり易く、紙粉で両刃間の隙間が状態する原因、交差部に発生しやすい刃先の刃こぼれが原因する。

本発明は、一端から他端に走行する切断刃でシート束を断裁する際に、切断ジャムが少なく、円滑な切断と切断品位に優れ、切断負荷も比較的の小さいシート断裁装置の提供をその課題としている。

上記課題を解決するため本発明は、支持面上のシート束を断裁する切断刃を互いに交差する非円形状の刃先を有する平板刃と略円形状の刃先を有する回転刃で構成し、切断線に沿って走行する平板刃に対して、その走行方向と反対方向に回転刃を回転または揺動させることを特徴としている。

更にその構成を詳述するに、切断するシート束を支持する支持面（紙載面２）と、支持面にシート束を押圧するシート押圧手段（加圧部材１０）と、支持面上のシート束を所定の切断線に沿って断裁する断裁刃と、切断刃を切断線方向に走行させる駆動手段（切断動作駆動手段４０）とを備える。

上記断裁刃は、刃先が互いに交差する第１切断刃（上刃２１）と第２切断刃（下刃２２）で構成し、第１切断刃と第２切断刃とは、一方は、非円形状の刃先を有する平板刃（上刃２１）で、他方は、略円形状の刃先を有する回転刃（下刃２２）で構成する。そして上記回転刃は、切断線方向に走行する平板刃に対して反対方向に回転または揺動可能に配置する。

また上記上刃は下刃より剛性を高く（機械的強度を強く）構成し、この上刃に下刃を回動可能に連結する。そして上刃側（上刃を直接またはホルダ）を装置フレームに配置したガイドレールに沿って往復動に支持し、走行ベルトもしくはラックピニオンなどで駆動モータに連結して所定ストロークで往復動させる。
この場合、第１、第２切断刃（２１、２２）の剛性を高く構成するには、例えば一方を他方より刃厚さを厚く形成するか、体積を大きく設定するか、或いは一方にリブなどを設けて断面係数を大きくする。

上記下刃は、紙載面上のシート束の数枚を切断する程度に、その切断代（刃先長さ）は上刃の切断代に対して短く設定する。そして刃厚さの薄い下刃をシート束の切断端面に接近させて（上刃は端面から離れた位置）配置する。

本発明は、非円形状の平板刃と円形状の回転刃を交差させた切断刃をシート束の一端から他端に走行させて切断する際に切断線に沿って走行する平板刃に対してその走行方向と反対方向に回転刃に回転運動させるものであるから以下の効果を奏する

シート束を平板刃と円形刃を切断方向に移動させて切断するため、切断線に沿って固定刃を配置して可動刃を摺動させながら切断する構造に比べて切断負荷を低減させることができる。これと共に円滑で高速に切断することが可能である

平板刃と回転刃で構成される切断刃は切断線方向に走行する際に、回転刃は走行方向と反対方向に回転するため、両刃先間に形成される隙間に切断紙片が進入しても、詰まることなく隙間の間を進行して切断ジャムを招くことがない。

本発明係わるシート断裁装置の全体構成の説明図。 図１の装置におけるシート束を切断する切断機構の斜視説明図。 図１の装置における紙押え機構の斜視説明図 断裁刃ユニットの説明図であり、（ａ）は全体斜視図を示し、（ｂ）は組み立て斜視構成図を示し、（ｃ）はホルダ部材の断面図。 図１の装置の説明図であり、（ａ）は装置の側部断面図を示し、（ｂ）は切断刃ユニットの異なる実施例を示す。 切断刃構造の説明図であり、（ａ）はシート束の切断メカニズムの説明を示し、（ｂ）は切断刃の断面構成図。 切断刃構造の説明図であり、（ａ）は切り欠き部を設けた切断刃の連結構造を示し、（ｂ）は（ａ）に示すｚ−ｚ部の断面図であり、（ｃ）は（ａ）と異なる形状の切断刃の連結構造を示し、（ｄ）は（ｃ）に示すｙ−ｙ部の断面図。 図１の装置におけるシフトカムの斜視図。 図１の装置におけるシフト手段の説明図であり、（ａ）はガイドプレートが第１の位置にある状態を示し、（ｂ）は第２の位置にある状態を示す。 図１の装置におけるシフト手段の説明図であり、（ｃ）はガイドプレートが第３の位置にある状態を示す。 図１の装置における切断動作のフローチャート。

以下図示の好適な実施の形態に基づいて本発明を詳述する。図１はシート断裁装置Ａの全体構成を示している。図示の装置は装置フレーム１と、切断するシート束Ｓを支持する支持面２と、上流側から送られたシート束Ｓを支持面２に案内する搬送ガイド手段６と、支持面２にシート束Ｓを押圧して保持するシート押さえ手段１０と、シート束Ｓを一端から他端に走行する断裁刃２１，２２を有する断裁手段２０と、この断裁刃を支持するホルダ部材２３，２４と、ホルダ部材を所定の走行ストロークＳｔで往復動するように案内する走行ガイド１８，２８と、上記ホルダ部材２３，２４を往復動する切断動作駆動手段４０で構成されている。

そして上流側から送られたシート束Ｓを搬送ガイド手段６で支持面２に案内して所定の切断位置Ｃｐにセットし、このシート束Ｓをシート押さえ手段１０で押圧して支持面上に支持し、その状態でシート束Ｓの一端から他端に断裁刃２１，２２を走行させて切断する。
切断した後には搬送ガイド手段６を切断紙片の落下を妨げない位置に退避させて、切断紙片を屑ボックス（不図示）に収納する。

上記「装置フレーム１」は、左右一対の側枠フレーム１ａ、１ｂと、この両フレーム間を連結する上部ベースフレーム１ｃと下部ベースフレーム１ｄで構成されている。

上記「支持面２」は、シートを載置する紙載台３若しくは、紙載台上に載置されたシート束Ｓの上面を規制する基台（後述するシート押圧部材）に形成される。
そしてシート束Ｓの下面又は上面を規制して断裁する基準面を形成する。図示の装置はシート下面を載置する紙載面を支持面２として、切断するシート束Ｓを規制する基準面を構成している（以下「支持面を紙載面」と云う）。

図１に示すように紙載面２を有する紙載台３は下部ベースフレーム１ｄに固定され、シート束Ｓを支持するプレート部材で構成されている。この支持面２を有する紙載台３は切断する最大シートサイズの切断長Ｌｓより長く形成されている。
そして、この切断長Ｌｓより後述する断裁刃２１，２２の走行ストロークＳｔは長く形成される。

また上記紙載台３は支持面２をフラットな平面に形成しても、図示のように後述するシート押さえ手段１０と対向する位置に突起状の受け座部４を設けてもいずれでもよい。図示の受け座４は後述するシート押さえ手段１０との間でシート束を確実に挟持するためである。

上記「断裁手段２０」は、その構造は後述するが紙載面２に設定された所定の切断位置Ｃｐに載置セットされたシート束Ｓを、シート押さえ手段１０で押圧して保持し、その状態で一端から他端に走行する断裁刃２１，２２で断裁する。
このため、断裁手段２０は、断裁刃２１，２２と、この断裁刃を保持するホルダ部材２３，２４と、このホルダ部材を切断線に沿って所定の走行ストロークＳｔで往復動可能に案内する走行ガイド１８，２８と、で構成されている。

そして後述する切断動作駆動手段４０で上記ホルダ部材２３，２４に支持された断裁刃２１，２２を紙載面２に設定された切断線に沿って移動する。
すると紙載面２に載置されたシート束Ｓは一端から他端に徐々に切断され、その断裁紙片は紙載面２の下方に落下する。

上記「シート押さえ手段１０」は、前記紙載面２と対向する加圧面１１ｘを有する加圧プレート１１と、この加圧プレートをシート束Ｓの束厚さ方向（図１上下方向；以下同様）に昇降するプレス動作駆動手段１３で構成されている。
プレス動作駆動手段１３は、この加圧プレート１１を加圧面１１ｘが紙載面２に接近する加圧方向と、離間する退避方向に昇降する。このプレス動作駆動手段１３の構造については後述する。

上記「搬送ガイド手段６」は、上記紙載面２にシート束Ｓを給送する上流側に配置され、紙載面２にシート束を案内する。このためガイド面７はフラットな平面で紙載面２に隣接してその上流側に配置される。
図示のものは、左右側枠フレーム１ａ、１ｂに揺動回転軸８が軸受支持され、この揺動回転軸８に搬送ガイド部材（ガイドプレート）９が一体的に固定され、その表面にガイド面７が形成されている（図１参照）。

［断裁刃構造］
断裁刃構造について図６及び図７に従って説明する。断裁刃は、刃先が互いに交差した第１切断刃２１と第２切断刃２２で構成されている。これは紙載面上のシート束Ｓを切断する際に、シート深さ方向の切刃を有する第１切断刃（上刃２１）と、紙載面２に当接する数枚の下層シートを切断するためメイン切断刃２１と所定角度（β；９０度以下）で交差する第２切断刃（下刃２２）を必要とするためである。

第１切断刃２１と第２切断刃２２とはそれぞれの刃先が交差（図示β角度）させる。この角度は鋭角度に設定するか、直角度に設定する。第１切断刃２１と第２切断刃２２はその一方は他方より剛性が高くなるように形成する。
例えば第１切断刃２１を第２切断刃より体積を大きく、刃厚さを厚く、或いはリブなどで断面係数が高くなるように設定すると第１と切断刃第２切断刃より剛性が高く設定される。この場合に第１切断刃２１の刃厚さを厚く、第２切断刃を薄く形成し、薄い第２切断刃をシート束Ｓの切断端面と接近する側に、刃厚さが厚い切断刃（第１切断刃２１；上刃）をシート束Ｓの切断端面から離れた側で両刃先を重ね合せることが好適である。図示のものは、第１第２切断刃を第１の刃厚さ（ｋ１）で構成している

また、刃厚さの厚い切断刃２１に、刃厚さの薄い切断刃２２を直接またはホルダ部材を介して一体的に連結している。
つまり剛性の強い刃先（変形しにくい刃先）に、剛性の弱い刃先（変形しやすい刃先）を固定して一体化している。図示のものは上刃（第１切断刃）２１を下刃（第２切断刃）２２より厚く構成し、上刃２１の先端に下刃２２をビス２５で固定している。

第１切断刃２１と第２切断刃２２は、一方は非円形状の刃先を有する平板刃（図示のものは直線形状の刃先を有する上刃２１）で、他方は略円形状の刃先を有する回転刃（図示のものは下刃２２）で構成している。そして回転刃２２は走行方向（図７（ａ）矢印方向）と反対方向に回転可能に連結している。
このような連結は第１切断刃２１に第２切断刃２２を回転軸で回転可能に締結ビスで連結するか、図示のように下刃（第２切断刃）２２を取り付ける下刃ホルダ部材２４を設け、この下刃ホルダを上刃（第１切断刃）２１に固定（図示のものはビス固定）する。そして下刃ホルダ部材２４に回転刃２２を回転可能に軸支持する。

その構成を図４（ｂ）に従って説明すると、下刃ホルダ部材２４には、軸受孔２４ｘが設けてあり、この孔にカラー部材２７ａが回転可能に嵌合してある。そしてカラー部材２２７ａにはコイルスプリング３０（弾性部材）が巻廻してあり、その弾圧力がワッシャプレート２７ｂを介して下刃２２に作用するようになっている。
上記カラー部材２７ａは回転刃の中心孔に圧入固定してある。また上記ワッシャプレート２７ｂには突起状のペーパ２７ｚが形成してあり、バネの力が下刃２２と上刃２１の重なり部に強く作用するようになっている。

上記第１切断刃２１と第２切断刃２２の連結は、その一方に弾性部材３０（スプリング、エラストマーなど）を配置して互いに圧接するように構成する。図示のものは下刃ホルダ２４に回転軸２７を設け、この回転軸に巻回したコイルスプリング３０で下刃（第１切断刃）２１を上刃（第２切断刃）２２に弾性で圧接するのと同時に回転可能に支持している。

本発明は、平板刃２１と回転刃２２を互いに重ね合わせて両刃を走行方向に一体的に移動して紙載台３上のシート束Ｓを切断する切断方法において、回転刃２２を走行方向と反対方向に回転可能に配置することを特徴としている。

このとき図７（ａ）（ｃ）に示すように第１切断刃（上刃）２１と第２切断刃（下刃）２２の重ね合わせた隙間（Ｌ１，Ｌ２）に紙粉（シートに付着している紙粉及び切断過程で生じた紙粉）が進入する。この紙粉の侵入が進むと切断不能に陥る。
このため切断刃間の隙間に進入した紙粉が蓄積され、詰まるのを防ぐために平板刃（上刃）の一部をカットし、両刃先の重なり面積が最小限度となるように設定している。図示の装置の上刃と下刃の刃先の重なり部を１ｍｍ幅（２１ｖ）に設定している。（図７（ａ）参照）

上述の断裁刃２１，２２は紙載面上のシートを一端から他端に一方向に移動するとき切断動作を実行するように刃先を形成するか、或いは移動する双方向で切断動作を実行するように刃先を形成する。
図６及び図７に示す装置は、平板刃で構成した上刃（第１切断刃）２１に同図右方向（往方向）に移動（走行）するときの往方向刃先２１Ｒと、同図左方向（復方向）に移動（走行）するときの復方向刃先２１Ｌを形成し、各刃先（線）はシート束の紙面に対して角度α（α＜９０度）で傾斜させている。
これによって断裁方向に走行する上刃（第１切断刃）２１の刃先からシート束の各紙葉は紙載面側に押し下げられるような作用力を受ける。（これに対して後述する下刃（第２切断刃）２２は、シート束の各紙葉を迫り上げるような作用力を働かせる）

上述の上刃（第１切断刃）２１に対し、下刃（第２切断刃）２２は、略円形状の刃先（円弧状刃先）を有する回転刃で構成されている。
そして往方向刃先２１Ｒと交差する円弧状刃先２２Ｒを有する往方向回転刃２２ａと、復方向刃先２１Ｌと交差する円弧状刃先２２Ｌを有する復方向回転刃２２ｂが回転可能に配置されている。この回転刃２２ａ、２２ｂは同一形状同一の構造であるためその一方について説明する。

上述の下刃（第２切断刃）２２は、往方向回転刃２２ａと復方向回転刃２２ｂで構成され、それぞれの刃先は円形状若しくは円弧形状に形成され、上刃（第１切断刃）２１の往方向刃先と角度＋βで、復方向刃先と角度−βで交差する位置に配置されている。
そして回転軸２７に回転可能に軸支持され、上刃と圧接する方向に付勢スプリング（図示のものはコイルばね）３０で付勢している。

そして図示実施形態では、下刃（第２切断刃）２２は上刃（第１切断刃）２１より刃厚さが薄く形成して有り、この下刃側がシート束Ｓの切断端面と接するように上刃と重ならせている。
図６（ａ）においてシート束の中央部から切断端面Ｓ１、下刃の刃面２２Ｒ、上刃の刃面２１Ｒの順に配置され、下刃（第２切断刃）２２は上刃（第１切断刃）２１に回転可能な状態で固定されている。
つまり上刃（第１切断刃）２１は後述する上刃ホルダ部材２３（第１ホルダ部材；以下同様）に取り付けられ、下刃（第２切断刃）２２は下刃ホルダ部材２４（第２ホルダ部材；以下同様）に取り付けられ、そして下刃ホルダ部材２４は、上刃２１のブレード部に固定されている。

また、上刃（第１切断刃）２１と下刃（第２切断刃）２２とは、支持面上のシート束の厚さ方向（Ｓｈ）において、上刃２１の刃先長さ（Ｃｊ１）は長く、下刃２２の刃先長さ（Ｃｊ２）は短くなる高さ位置（Ｃｊ２＞Ｃｊ１）に配置してある。
なおここで「刃先長さ」とは紙載面上に許容最大束厚さのシート束Ｓを切断するときにシートを切断する有効切断長さをいう。図示のものは最大切断厚さを例えば３０ｍｍに設定するときに上刃（第１切断刃）２１の刃先長さを２８ｍｍ〜２９．９ｍｍ程度に設定し、下刃（第２切断刃）２２を０．１ｍｍ〜２ｍｍに設定する。

これによって下刃（第２切断刃）２２が切断するシートは紙載面２の最下シートと、その上の数枚のシートとなる。このとき紙載面２と下刃（第２切断刃）２２との間に形成される段差は、ゼロから１〜２ｍｍ程度に設定する。
つまり下刃（第２切断刃）２２は紙載面２と同一の高さ位置（面一）に配置されても、若干高い位置に配置しても良いが、図示の実施形態では下刃（第２切断刃）２２を紙載面２より高くシート束の最下層紙の数枚を切断する段差を形成するようにしている。

図６（ａ）に従って上述の切断刃２１，２２よるシート束の切断メカニズムについて説明する。紙載面２上に支持されたシート束Ｓはシート押さえ手段１０によって姿勢を保持されている。そして平板形状の上刃（第１切断刃）２１は、下刃（第２切断刃）２２と一体に連結された状態でシート束の一端（切断開始端Ｃｓ）から他端（切断終了端Ｃｅ）に向かって移動する動作でシート束Ｓを切断する。

同図矢印方向（右向き方向）に移動する上刃２１からシート束Ｓには同図Ｆｘの力が作用する。この力はシート束の各紙葉を剪断する方向の分力Ｆｙと、紙載面２側に押圧する方向の分力Ｆｚが作用する。

また、下刃（第２切断刃）２２を同図矢印方向（右向き方向）に移動すると、上刃２１によって剪断されたシート束の切断端面Ｓ１と下刃２２との間には摩擦力Ｆｒが生起される。この摩擦力は、下刃２２を同図矢印ａ方向に回転させる。
この回転刃の回転で下刃２２と接する紙葉には接線方向の力Ｆｎが作用し、紙葉を上刃２１の刃先方向に迫り上げる力が作用する。
この回転刃の回転による力は、上刃２１と下刃２２の隙間に進入したシートを進行方向反対側に引き剥がすように作用する。

つまり、上刃（第１切断刃）２１と下刃（第２切断刃）２２の隙間に一旦進入した紙片が、下刃２２の回転力で隙間の奥深くに詰め込まれることがなく紙片を隙間から引き剥がす方向に回転力が作用する。
このことは上刃２１と下刃２２との交差部の切断機能が刃欠け、紙粉などで低下して切断不能紙片が間隙に侵入することに原因する切断ジャム、と切断品位の低下を招くことがない。

以上の理由から、下刃（第２切断刃）２２を構成する回転刃は、その曲率が紙載面２上の最下紙を迫り上げるような曲率（図６（ａ）θ）であることが好ましい。また、下刃２２は回転体に限らずブーメラン形状の切り刃であっても良い。

［断裁刃の走行機構］
図２に従って断裁刃２１，２２の走行機構について説明する。装置フレーム１には紙載面２の断裁線に沿って平行に上部ガイド部材１８（第１走行ガイド）と下部ガイド部材２８（第２走行ガイド）が配置されている。
上部ガイド部材１８には、上刃ホルダ部材２３が摺動可能に嵌合され、下部ガイド部材２８には下刃ホルダ部材２４が摺動可能に嵌合されている。上部ガイド部材１８と下部ガイド部材２８は互いに平行に配置され、紙載面２に設定された切断線に沿って平行移動するように配設されている。

図示の装置は上部ガイド部材１８を断面円形状のガイドロッドで、下部ガイド部材２８は、断面凹溝形状のガイドレールで構成されている。
そして上刃ホルダ部材２３にはガイドロッド（上部ガイド部材）１８に係合する嵌合部２３ｘが、下刃ホルダ部材２４にはガイドレール（下部ガイド部材）２８に係合する嵌合部が形成されている。

図４（ａ）は、上部ガイド部材１８に嵌合した上刃ホルダ部材２３と、下部ガイド部材２８に嵌合した下刃ホルダ部材２４が示され、上刃ホルダ部材２３に固定された上刃ブレード（第１切断刃）２１と、下刃ブレード（第２切断刃）２２を固定した下刃ホルダ部材２４とは、一体的に連結されている。
従って上刃ホルダ部材２３及び上刃ブレード２１と、下刃ホルダ部材２４及び下刃ブレード２２は、一体的に連結された断裁刃ユニット２０を構成している。
そしてこの断裁刃ユニット２０は、上下切断刃２１，２２を一体的に連結された状態で上部ガイド部材１８のレール面と下部ガイド部材２８のレール面に倣って平行に往復動する。

「切断動作駆動手段」
装置フレーム１には、上記上部ガイド部材１８に沿ってタイミングベルト１５が走行ストローク方向に配置されている。
つまり装置フレーム１に左右一対のプーリ１７ａ、１７ｂが配置され、このプーリ間にタイミングベルト１５が巻廻されている。駆動側プーリ１７ｂには駆動モータＭ１が減速機構を介して連結されている。このタイミングベルト１５の一部に上刃ホルダ部材２３が連結されている。

従って駆動モータＭ１を正逆転するとタイミングベルト１５に連結された上刃ホルダ部材２３は、上刃（第１切断刃）２１と一体に正方向と、その反対方向に走行する。
つまり駆動モータＭ１の正方向回転で上刃ホルダ部材２３は紙載面２上のシート束Ｓの切断線に沿って往方向に所定の走行ストロークＳｔで往方向に切断動作し、駆動モータＭ１の逆方向回転で、上刃ホルダ部材２３は上刃２１と共に復方向に切断動作する。
このとき上刃２１に連結された下刃ホルダ部材２４と下刃（第２切断刃）２２も、同一の往方向切断動作と、復方向切断動作を実行する。

なお、本発明にあって上刃２１のブレード部に下刃ホルダ部材２４を連結する構造を示したが、上刃ブレードに下刃ブレードを直接連結しても良い。この場合には連結部の構造を下刃（回転刃）２２が回転できるようにする必要がある。

図４に示すように、図示の上刃ホルダ部材２３は基端ホルダ部材２３ａと先端ホルダ部材２３ｂに分離した部材で着脱可能に構成されている。
基端ホルダ部材２３ａにはガイドロッド（上部ガイド部材）１８に嵌合する嵌合部２３ｘが（同図（ａ）参照）、先端ホルダ部材２３ｂには上刃ブレード２１が固定されている（同図（ｂ）参照）。

同図（ｃ）に断面構造を示すように、基端ホルダ部材２３ａと、先端ホルダ部材２３ｂには、その一方に係止突起２３ｙが他方に係止凹部２３ｚが形成され、その一方には係止方向（係合方向）に付勢する弾性部材が設けてある。
図示のものは合成樹脂の弾性を有する係止爪（突起）２３ｙが基端ホルダ部材２３ａ側に設けられ、これと係合する凹部２３ｚが先端ホルダ部材２３ｂ側に設けられている。
また図５（ｂ）に板バネ２６で切断刃２１，２２の合わせ部を押圧する構造を示した。

「搬送ガイド機構」
前述の紙載面２には上流側からシート束Ｓを案内する搬送ガイド機構が備えられている。
図３にその斜視構成を示すように紙載面２の上流側には、図示しない搬送手段（ローラ、ベルトなど）が配置され、切断するシート束Ｓを紙載面２に給送する。
このときシート束Ｓを紙載面２にスムーズに案内し、切断された紙片を妨害することなく落下させて切断紙片収納ボックス（不図示）に収納する。

このため、搬送ガイド機構はシートを紙載面２に案内するガイド面７を有する搬送ガイド部材９（図示のものはガイドプレート）と、このガイド面７の姿勢を変更させるシフト手段３１で構成されている。
ガイド面７は、シートを紙載面２に案内するときには紙載面の高さ位置と同一若しくは若干高い位置である第１の位置ｐ１に設定する。また紙載面２上のシート束Ｓを断裁するときには紙載面２の高さ位置から若干低い位置である第２の位置ｐ２に設定する。

そして紙載面２のシート束Ｓの切断が完了した後、若しくは完了する直前には切断紙片の落下の妨げとならない第３の位置ｐ３に設定する。
このためプレート形状の搬送ガイド部材９は装置フレーム１に回転軸８を中心に揺動可能に支持され、その回転軸８にシフトモータＭ２とシフトカム３２が連結されている。

上記シフト手段３１について説明すると、図８（ａ）の第１の位置ｐ１（ホームポジション）のときには、搬送ガイド部材９（以下この項ではガイドプレートと云う）は、駆動モータＭ１の作用によらず、付勢スプリング３３と係止ストッパ３４で第１の位置ｐ１に保持されている。
図８（ｂ）の第２の位置ｐ２のときには、ガイドプレート９はシフトカム３２とカムストッパ３５によって紙載面２より若干低い位置に位置規制されている。
図９（ｃ）の第３の位置ｐ３のときには、ガイドプレート９はカムストッパ３５から解除されシフトカム３２の回転で第３の位置ｐ３に位置している。上記ガイドプレート９の位置はポジションセンサ（不図示）の検出と駆動モータＭ１の回転量で位置設定している。

「紙押え機構」
図３に示すように装置フレーム１には加圧プレート１１が紙載面２と対向する位置に配置され、このプレートの加圧面１１ｘは紙載面２と対向する位置と、離間する位置との間で上下動可能に支持されている。
つまり図３に示すように装置フレーム(前述の上部ベースフレーム１ｃ)に回転可能に軸受け支持された複数の支持ロッド５の先端に加圧プレート１１が固定(連結)されている。このとき各支持ロッド５ａ〜５ｃは回転可能で、加圧プレート１１は側枠フレーム１ａ、１ｂに規制されて回転することなく上下動する。

上記各支持ロッド５ａ〜５ｃには、その軸方向(同図上下方向)と交差する方向に駆動回転軸１２が設けられ、この回転軸のネジ歯車１６と支持ロッド５のネジ歯車１４が噛合している。そして回転軸１２とネジ歯車１６との間にはトルクリミッタ１６Ｔ
（不図示）が配置され、各支持ロッド５に所定以上の負荷が作用すると回転軸との間で滑り伝動する。
従って、駆動回転軸１２の回転で複数の支持ロッド５ａ〜５ｃは同一方向に同一量回転し、この支持ロッド５に支持された加圧プレート１１の加圧面１１ｘは紙載面２と平行な関係を保ちながら圧接する方向と離間する方向に上下動することとなる。上記駆動回転軸１２にはウォームギア３６を介してシフトモータＭ２が連結してある。

図示の装置は、上述の搬送ガイド機構におけるガイドプレート９のシフトモータと、上述の紙押え機構におけるシフトモータを共通の駆動モータＭ２で構成している。その駆動機構部を図３及び図７に従って説明する。

図３に示すようにシフトモータＭ２の回転は、紙押え機構の駆動回転軸１２に伝達され、その正方向回転で加圧プレート１１は待機位置から作動位置（図８（ｂ）の状態）に下降し、シフトモータＭ２の逆方向回転で加圧プレート１１は作動位置から待機位置（図９（ｃ）の状態）に上昇する。
なお、図８（ｂ）の作動位置の状態では前記トルクリミッタ１６Ｔが作用して紙載面上のシート束の紙厚さが大小変化してもほぼ均一の加圧力で押圧する。

次に図７、図８に従って、シフトモータＭ２の正逆回転で前述の搬送ガイド機構におけるガイドプレート（搬送ガイド部材）９の角度シフトについて説明する。
図７は駆動モータ（シフトモータ）Ｍ２とその駆動機構を示し、図８は搬送ガイド機構におけるガイドプレート９の揺動機構を示す。図８に従ってガイド面７の揺動機構を説明し、その駆動機構を図７に従って説明する。

図８に従って説明すると、前述したガイド面７を有するガイドプレート９は、揺動回転軸８を中心に揺動可能に装置フレーム１に取り付けられている。
このガイドプレート９には、揺動アーム３７が連結され、この揺動アームにシフトカム３２が伝動レバー３８で連結されている（図８（ａ）（ｂ）参照）。

上記揺動アーム３７には、付勢スプリング３３が装置フレーム１との間に設けられ、同図（ａ）の状態に付勢スプリング３３の作用で係止ストッパ３４に突き当て規制されている。このときガイドプレート９のガイド面７は第１の位置ｐ１に設定されている。
つまりガイド面７は紙載面２と面一若しくは若干高い位置に位置している。この状態で上流側から送られたシート束Ｓをガイド面７が紙載面２に案内する。

そこで後述する制御手段がシフトモータＭ２を所定方向（図示時計方向）に回転起動する。するとシフトカム３２が図８（ａ）の状態から同図（ｂ）の状態に回転し、植設したカムピン３２ｐが伝動レバー３８を同図方向に所定角度揺動させる。すると同図（ｂ）の状態にガイド面７は第２の高さ位置ｐ２に位置する。

そこで、シフトカム３２には、カムストッパ３５が後述するシフトモータＭ２からの回転力で前記カムピン３２ｐの回転を規制（係止）する。そしてシフトモータＭ２の回転に係わらずシフトカム３２は同図（ｂ）の状態で静止する。
このときガイド面７は第２の高さ位置ｐ２に位置し、紙載面２から若干低い位置で、切断された紙片を支持する。

、
上述の動作とは別に制御手段は、紙載面上に加圧プレート１１で加圧保持したシート束Ｓを一端から他端に断裁刃２１，２２を移動させて切断動作を実行する。そしてその実行後に、シフトモータＭ２を先と反対方向に回転起動する。

このモータの回転は、カムストッパ３５に伝達され、カムストッパはシフトカム３２の係止ロックを解除する。すると図９（ｃ）の状態となり、シフトカム３２はシフトモータＭ２の逆方向回転で、先の時計方向回転を継続して同方向に回転する。
するとシフトカム３２に係合する伝動レバー３８は揺動アーム３７を揺動させてガイド面７を第３の位置ｐ３に変位させる。この位置はガイド面上に載置された切断紙片が収納部に落下する妨げとならない位置に設定してある。

上述の動作を達成する駆動機構を図７に従って説明する。
シフトモータＭ２の回転は、歯車列Ｇ１で前記駆動回転軸１２（紙押え機構）のウオーム３６に連結されている。この歯車列Ｇ１のウオームＧ１１で歯車列Ｇ２に伝達される。この歯車列Ｇ２にはワンウェイクラッチＧ２１を介してカム歯車列Ｇ３に回転が伝達される。

また、カム歯車列Ｇ３には歯車列Ｇ２から中間伝動歯車列Ｇ４を経由してワンウェイクラッチＧ３１を介してシフトモータＭ２の回転が伝達する。
ワンウェイクラッチＧ２１はモータの一方向回転を、ワンウェイクラッチＧ３１はモータの逆方向回転をカム歯車列Ｇ３に伝達する。
そしてカム歯車列Ｇ３の回転は、トルクリミッタＧ３２を介してシフトカム３２に伝達される。また、歯車列Ｇ２の回転は歯車列Ｇ５に伝達され、歯車列Ｇ５の回転はトルクリミッタＧ５１を介してカムストッパ３５に伝達される。

このような駆動系で、シフトモータＭ２を一方向（加圧プレート１１を下降する動作）に回転すると、モータの回転は、歯車列Ｇ１から歯車列Ｇ２を経て歯車列Ｇ３に伝達される。この駆動伝達でシフトカム３２は図７時計方向に回転し、カムストッパ３５にカムピン３２ｐが係止されるまで回転する。すると搬送ガイド９のガイド面７は第２の位置ｐ２に位置決めされる停止する。

次いでシフトモータＭ２を反対方向（加圧プレート１１を上昇させる動作）に回転すると中間伝動歯車列Ｇ４から歯車列Ｇ５にストッパを解除する方向の回転が伝達され、これに連結されたカムストッパ３５は解除方向に揺動する。
これと共に中間伝動歯車列Ｇ４からシフトカム３２には先と同一の方向の回転が伝達され、シフトカム３２は図示時計方向に回転する。この回転によってカムピン３２ｐで伝動レバー３８は揺動アーム３７を回転させて第３の位置ｐ３から第１の位置ｐ１に移動する。

［切断動作の説明］
次に図１０のフローチャートに従って切断動作を説明する。
装置電源が投入されると制御手段（制御ＣＰＵなど；不図示）はイニシャライズ動作を実行する（Ｓｔ０１）。
次に図示しない制御手段は、コントロールパネルなどから切断するシートの長さ情報を取得するか、若しくは上流側に連結されている画像形成装置などからシートサイズ情報を取得する。
これと共に制御手段は、断裁処理を実行するか否かのモード情報と、断裁量（トリミングカット量）を上流側の外部装置から取得する（Ｓｔ０２）。

上記断裁量情報に基づいて制御手段は、紙載面２にシート束Ｓを搬送して（Ｓｔ０３）、設定された断裁量に応じてシート束Ｓを位置決めセットする（Ｓｔ０４）。
このときシート押さえ手段１０の加圧プレート１１は紙載面２から上方に離れた待機位置（ホームポジション）に位置している。同時に搬送ガイド部材９は第１の位置（ホームポジション）ｐ１に、位置決めされている。この状態でガイド面７は紙載面２と面一若しくは若干高い位置に設定されている。
従って上流側から送られたシート束Ｓは紙載面２に引っ掛かることなくスムーズに案内されて所定の位置にセットされる。

次に制御手段は、駆動モータＭ２（シフトモータ；以下同様）を回転して（Ｓｔ０５）、加圧プレート１１を待機位置から紙載面上の最上シートの上に押圧させる（Ｓｔ０６）。
このとき紙厚さによる加圧面１１ｘの高さ調整は、駆動伝達系に配置されているトルクリミッタ機構によって均一な押圧力に調整される。
また、シフトモータＭ２の回転で搬送ガイドプレート９は第１の位置ｐ１から第２の位置ｐ２に移動し、この位置でガイド面７は紙載面２から若干低い位置に設定されている（Ｓｔ０７）。

シート束Ｓの加圧保持が終了した後に制御手段は、シフトモータＭ２を停止させ（Ｓｔ０８）、駆動モータＭ１（走行モータ；以下同様）を起動して（Ｓｔ０９）、断裁刃ユニット２０（第１、第２切断刃；以下同様）を紙載面上にシート束Ｓの切断開始位置Ｃｓに移動する（Ｓｔ１０）。
そしてこの走行モータＭ１の回転で切断刃ユニット２０を切断線に沿って断裁方向に移動する。この切断開始時には低速で断裁刃ユニット２０を断裁方向に移動する（Ｓｔ１１）。

そして制御手段はシート束Ｓの切断開始端の切断を低速度で移動した後、所定時間経過したとき（Ｓｔ１２）断裁刃ユニット２０を高速度で断裁方向に移動する（Ｓｔ１３）。
この断裁刃ユニット２０の低速度切断にかかわる時間はシート束Ｓの切断開始時にスムーズな切断が可能な切断長さであって予め実験値から最適時間に設定してある。同様に切断速度の高速度値も効率的な切断と切断品位から予め設定してある。
そして、断裁刃ユニット２０がシート束Ｓの切断終了端を過ぎった後（Ｓｔ１４）に断裁刃を所定量オーバーランさせて停止させる（Ｓｔ１５）。

制御手段は、断裁刃ユニット２０がシート束の切断終了端を通過したのち予め設定した所定量（Ｏｖ）オーバーランさせる（Ｓｔ１６）。そして切断刃ユニット２０の走行モータＭ１を停止する（Ｓｔ１７）。
次いで制御手段は走行モータＭ１を逆回転させ（Ｓｔ１８）切断刃ユニット２０を後退動作（スイッチバック走行）させる（Ｓｔ１９）。そして、切断刃ユニット２０が紙載台３上のシート束Ｓの切断終了端まで後退動して戻った後（Ｓｔ２０）に走行モータＭ１を停止させる（Ｓｔ２１）。この切断刃ユニット２０のスイッチバック動作については後述する。
そして走行モータＭ１を停止させた後、モータＭ１を正転させ切断刃ユニット２０を待機位置に戻し、走行モータＭ１を停止させる（Ｓｔ２２〜Ｓｔ２４）。

そして制御手段は走行モータＭ１の逆転動作と相前後（同時若しくは時間差）してシフトモータＭ２を、先の加圧方向回転と反対方向に逆回転させる（Ｓｔ２５）。すると加圧プレート１１はシート束Ｓを押圧した状態から待機位置に向かって上昇（加圧解除）する（Ｓｔｅ２６）。この動作と連動して搬送ガイド部材９は第２の位置ｐ２から第３の位置ｐ３に位置移動（Ｓｔ２７）し、ガイド面上の切断紙片が切断屑収納ボックスに（不図示）に落下して収納される（Ｓｔ２８）。
次いでガイド面７が第３の位置ｐ３で切断紙を落下させたのちに前述のシフトカム３２がガイドプレート９を、初期の待機位置（第１の位置ｐ１）に復帰させる（Ｓｔ２９）。この動作で一連の切断動作を終了する。

上述の断裁刃ユニット２０のスイッチバック動作についてその作用を説明する。断裁刃ユニット２０は紙載台３上のシート束Ｓの切断終了端Ｃｅを通過して所定量オーバーラン（Ｏｖ）した位置から、この切断終了端Ｃｅに向けて後退動（バックフィード）し、切断刃が切断終了端Ｃｅを過ぎる位置までバックさせる。

これは切断終了端Ｃｅではシートは切断される作用と引きちぎられる作用を受ける。そして引きちぎられた切断紙片は突起状に、切断シート端は凹状となる（紙片が引きちぎられるとき引く力（切断刃の走行）が作用する紙片（＝切断紙片）側は突起状に、引き裂かれる方の紙片は凹形状となる）。そして突状に引きちぎられた紙片は切断刃に引っ掛かってその走行に引きずられることとなる。

そこで、制御手段は切断刃を切断終了端まで後退動させて紙載台上のシート束の切断終了端（積層シートのエッジ）で引っかかった切断紙片を掃き落とす（スイープ作用）。このように走行する切断刃に切断紙片か引っ掛かって外れないとき、走行切断刃を切断終了端からオーバーランさせた後にスイッチバックさせる。これによって引っ掛かった切断紙片を掃き落とすことが可能となる。

なお、本発明にあって回転刃２２は切断線方向に走行する際に、シート束の切断端面との間の摩擦によって走行方向と反対方向に回転する場合を説明した。このほか回転刃の走行反対方向の回転は切断線に沿って走行する切断刃に、例えば紙載台にラックを設け、これと噛合するピニオン（或いは摩擦ローラ）の回転を回転刃に伝達するように構成することも可能である。

Ａ シート断裁装置
Ｍ１ 走行モータ
Ｍ２ シフトモータ
ｐ１ 第１の位置
ｐ２ 第２の位置
ｐ３ 第３の位置
１ 装置フレーム
１ａ 左側枠フレーム
１ｂ 右側枠フレーム
１ｃ 上部ベースフレーム
１ｄ 下部ベースフレーム
２ 支持面（紙載面）
３ 紙載台
５ 支持ロッド
６ 搬送ガイド手段
７ ガイド面
８ 揺動回転軸
９ 搬送ガイド部材（ガイドプレート）
１０ シート押さえ手段
１１ 加圧プレート
１１ｘ 加圧面
１２ 駆動回転軸
１３ プレス動作駆動手段
１４ ネジ歯車
１５ タイミングベルト
１８ 上部ガイド部材（第１走行ガイド）ガイドロッド
２０ 断裁手段（切断刃ユニット）
２１ 第１切断刃（上刃）
２２ 第２切断刃（下刃）
２３ 上刃ホルダ部材（第１ホルダ部材）
２４ 下刃ホルダ部材
２５ ビス
２６ 板バネ
２７ 回転軸
２８ 下部ガイド部材（第２走行ガイド）（ガイドレール）
３０ 弾性部材（スプリング）
３１ シフト手段

Claims (12)

1. 切断するシート束を支持する支持面と、
   前記支持面にシート束を押圧するシート押圧手段と、
   前記支持面上のシート束を所定の切断線に沿って断裁する断裁刃と、
   前記切断刃を切断線方向に走行させる駆動手段と、
   を備え、
   前記断裁刃は、
   刃先が交差する第１切断刃と第２切断刃で、
   構成され、
   前記第１切断刃と第２切断刃とは、
   一方は、非円形状の刃先を有する平板刃で、
   他方は、略円形状の刃先を有する回転刃で、
   構成され、
   前記回転刃は、
   前記平板刃と一体的に前記切断線に沿って走行移動すると共に、
   走行方向と反対方向に回転または揺動可能であることを特徴とするシート断裁装置。
2. 前記平板刃と回転刃とは、互いに連結された状態で前記駆動手段によって切断線方向に走行移動すると共に、
   前記回転刃は走行方向と反対方向に回転可能に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のシート断裁装置。
3. 前記回転刃は、前記切断線方向に走行移動する際にシート束の切断端面との間の摩擦力で走行方向と反対方向に回転する回転軸を有していることを特徴とする請求項２に記載のシート断裁装置。
4. 前記回転刃は、前記切断線方向に走行移動する際に走行方向と反対方向に回転する駆動力を受ける手段を備えていることを特徴とする請求項２に記載のシート断裁装置。
5. 前記平板刃には、
   往復動する双方向でシートを断裁するように往方向の刃先と、復方向の刃先が設けられ、
   前記回転刃は、
   前記往方向の刃先と交差する第１の回転刃と、
   前記復方向の刃先と交差する第２の回転刃と、
   で構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のシート断裁装置。
6. 前記支持面を有する装置フレームには、
   前記支持面を介して上下に第１走行ガイドと第２走行ガイドが配置され、
   前記第１切断刃は、前記第１走行ガイドに案内される第１ホルダ部材に、
   前記第２切断刃は、前記第２走行ガイドに案内される第２ホルダ部材に、
   取り付けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のシート断裁装置。
7. 前記第１切断刃と第２切断刃とは、
   一方が他方より剛性が高くなるように構成され、
   前記支持面上のシート束の厚さ方向において、
   高い剛性の切断刃の刃先長さが長く、
   低い剛性の切断刃の刃先長さが短く、
   設定されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のシート断裁装置。
8. 前記切断線方向に走行させる駆動手段は、
   前記剛性の高い切断刃のホルダ部材に連結されていること特徴とする請求項７に記載のシート断裁装置。
9. 前記第１切断刃と第２切断刃とは、
   第１切断刃の剛性が第２切断刃の剛性より高くなるように設定され、
   ていることを特徴とする請求項７または８に記載のシート断裁装置。
10. 前記第１切断刃と第２切断刃とは、
    第２切断刃が第１切断刃よりシート束の切断端面に接近した重なり状態で連結されていると共に、
    第２切断刃は第１切断刃より刃厚さが薄く形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のシート断裁装置。
11. 前記切断線方向に走行させる駆動手段は、
    前記第１切断刃を支持する第１ホルダ部材に連結されていること特徴とする請求項１０に記載の断裁装置
12. 前記第１切断刃と第２切断刃とは、前記支持面に対し、
    前記第１切断刃がシート束を切断する刃先長さが長く、
    前記第２切断刃がシート束を切断する刃先長さが短く、
    なる高さ位置に配置されていることを特徴とする請求項１０または１１に記載のシート断裁装置。

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