JP2015134401A - シートトリミング装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】シート束の一端から他端に走行する切断刃でトリミング断裁する際に、切断端面の仕上がり品位に優れ、安定した切断が可能であるシートトリミング装置を提供する。
【解決手段】切断位置にシートを支持する支持面と同一または低い位置で切断によって発生する切断紙片を支持するサポート面を、切断紙片を支持する作動位置と切断紙片の落下の妨げとならない退避位置の間で移動可能に配置する。そしてサポート面をシート切断を開始する一端から所定距離移動した後に作動位置から退避位置に位置移動する。
【選択図】図6

Description

本発明は、シートの縁辺を断裁するトリミング装置に係わり、一端から他端に走行する切断刃でシートを断裁する機構の改良に関する。
シートの一端から他端に走行する切断刃でシートを断裁する機構は、特許文献1、2などで知られている。
特許文献1には、平板形状の切断刃を回転させることなくシートの一端から他端に走行させて断裁する機構が開示され、切断刃は間隔を隔てて複数の刃先をチェーンに固定し、このチェーンを駆動モータで回転させている。
同様に特許文献2には、固定台に支持した物体(被切断物)を一端から他端に移動する切断刃で切断する装置が開示されている。
特許文献3には、円盤形状の切断刃を回転させながらシートの一端から他端に走行させる断裁機構が開示されている。同文献の装置は固定台の一端から他端に円形状の切断刃を駆動モータで走行させ、この切断刃をラック歯車で回転させている。
そして、この回転しながら一端から他端に移動する切断刃でシート束の縁辺をトリミングしている。
同様に特許文献4には、所定ストロークで移動するホルダに上下一対の回転刃を回転可能に支持し、この一対の回転刃を反対方向に回転させながらシート束を切断する装置が開示されている。
特許文献5には、シート束を一端から他端に走行する切断刃で切断する機構とは異なり、上下動する切断刃でシート束を一端から他端に徐々に切断する装置が開示されている。
上述のシート切断機構に限らずシート(束)を案内する際に紙載台の上流側にガイドプレートを配置し、このプレートを紙載面に接近したガイド位置と、切断紙片の落下の妨げとならない退避位置に移動するガイド機構が知られている。
例えば特許文献5(特許5295580号公報)には、紙載台の上流側に揺動可能にガイドプレートが配置してあり、切断刃の下降動作に連動してガイド位置から退避位置に移動する機構が開示されている。また、特許文献3にも同様のガイド機構が開示されている。
特許第4814773号公報 特公平04−004117号公報 特開2008−142816号公報 特許第3838721号公報(図1) 特許第5295580号公報
上述のように支持面に支持したシート(又はシート束;以下同様)を一端から他端に走行する切断刃でトリミングする際に、切断刃の移動に伴って短冊形状の屑紙片が生成される。この屑紙片は切断開始端側から下方の収納ボックスに落下する方向に垂れ下がる。
このシートから切り離された切断紙片が落下方向に垂れ下がると切断刃と係合している部分のシートが波形状に歪曲して変形する。このシートの変形で切断刃の進行に伴って切断端面はうねるように歪曲し、シートを所定の切断線に沿って切断することができない。
このような条件でシートの縁辺をトリミングすると、切断端面を所定の直線形状に形成することが出来ず、波状にうねって歪曲した切断端面となる。これは切断品位を著しく劣らせることとなる。
本発明は、シート束の一端から他端に走行する切断刃でトリミング断裁する際に、切断端面の仕上がり品位に優れ、安定した切断が可能であるシートトリミング装置の提供を課題としている。
上記課題を解決するため本発明は、切断位置にシートを支持する支持面と同一または低い位置で切断によって発生する切断紙片を支持するサポート面を、切断紙片を支持する作動位置と切断紙片の落下の妨げとならない退避位置の間で移動可能に配置する。
そしてサポート面をシート切断を開始する一端から所定距離移動した後に作動位置から退避位置に位置移動することを特徴としている。
以下、その構成を詳述すると、シートの一端から他端に走行する切断刃でシートの縁辺をトリミングする装置であって、シートを支持する支持面(2)を有するシート支持部材(3)と、支持面に支持されたシートの縁辺を切断する切断刃(20)と、この切断刃をシートの一端から他端に走行させて切断動作させる駆動手段(40)と、切断動作で発生する切断紙片を支持面と同一または支持面より低い位置で支持するサポート面(7)を有するサポート部材(9)と、切断刃がシートの一端から他端に所定距離移動した後に、上記サポート面が作動姿勢(Ap)から切断紙片の落下の妨げとならない退避姿勢(Wp)に変位するように上記サポート部材を移動するシフト手段(13)とを備える。
本発明は、シートを一端から他端に走行する切断刃でトリミングするとき、切断途中で切り離された切断紙片はサポート面で支持され垂れ下がって、シートの切断部を歪曲させることがない。
従ってシートの切断途中で切り離された切断紙片が落下方向に垂れ下がることがなくシートは、その一端から他端に切断されるまで変形することがなく、正しい切断線に沿ってトリミングされる。このため切断線が歪んで切断されたり、切断端面が波板状に歪曲したりすることなく品位に富んだ切断が可能である。
本発明係わるシートトリミング装置の全体構成の説明図。 図1の装置における切断刃ユニットの説明図であり、(a)は全体斜視図、(b)は組立て分解斜視図。 図1の装置における切断刃ユニットを所定ストロークで往復駆動する駆動機構の説明図。 図1の装置における紙押え機構と、サポート部材の一実施形態(第1実施形態)を示す斜視説明図。 図5の機構における縦断面図であり、サポート機構の第1実施形態を示す。 サポート機構の第1実施形態におけるサポート部材が紙載台に搬送するシートをガイドする状態を示す。 サポート機構の第1実施形態における動作状態を示し、(a)はシートを紙載台に搬入する状態を、(b)は搬入したシートを紙載台にセットした状態を示す。 サポート機構の第1実施形態における動作状態を示し、(c)はシートを切断する途中の状態を、(d)はシートの切断を終了した状態を示す。 サポート機構の第1実施形態における動作状態を示し、シートを切断した後に、切り離した切断紙片を屑収納ボックスに収納する状態を示す。 サポート機構を備えないシートの切断機構のコンセプト図であり、(a)は、切断紙片が垂れ下がって変形した状態を、(b)は、その要部の拡大説明図である。 サポート機構の第1実施形態における動作状態を示し、(a)は切断動作時のシートの変形状態を、(b)は要部のその拡大説明図である。 サポート機構の第1実施形態におけるサポート部材の形状の変形例を示す部分説明図。 図1の装置におけるサポート機構の第2実施形態を示す斜視図。 サポート機構の第2実施形態を示し、(a)は図15の縦断断面図であり、(b)はサポート面の角度姿勢を示す説明図。 サポート機構の第2実施形態における動作状態を示し、(a)は紙載台にシートを搬入するときのサポート部材の状態を、(b)は切断動作時におけるサポート部材の状態を示す。 サポート機構の第2実施形態における動作状態を示し、切断終了後に切り離した切断紙片を落下させる状態の説明図。 サポート機構の第2実施形態におけるサポート部材のシフト手段を示す説明図であり、(a)は組立状態を(b)は組立て分解状態を示す。 第2実施形態に於ける駆動機構の説明図。 図1の装置におけるシートのトリミングの手順を示すフローチャート。 (a)乃至(d)はサポート機構の第1、第2実施形態におけるサポート部材をシフトするタイミングの説明図。 本発明における制御構成を示し、(a)は制御ブロック図であり、(b)はCPUで速度制御する制御構成図。
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はシートトリミング装置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、切断するシートを支持するシート支持部材3と、シート支持部材の支持面2にシートを押圧して保持するシート押え手段10と、シートを切断する切断刃ユニット20と、切断刃をシートの一端から他端に走行させる走行駆動手段40で構成されている。
上記装置フレーム1は、左右側板1a、1bと上部天板1cと、下部底板1dから枠組体で構成されている。上記シート支持部材3は、シートを支持する支持面2を有する紙載台で構成される。上記シート押え手段10と、切断刃ユニット20の詳細な構造は後述する。
図1に示すシートトリミング装置Aは、シートの縁辺をトリミング処理するために各種ペーパハンドリング装置内蔵される。例えば画像形成装置で画像形成されたシートを後処理装置で部揃え集積して綴じ処理と折り処理して製本処理する。この製本処理されたシート(束)の縁辺の1辺若しくは複数辺をトリミング仕上げする。
[紙載台]
シート支持部材3は、フラットな支持面2を有するテーブル、トレイなどの紙載台で構成される。以下シート支持部材を紙載台3と称する。
装置フレーム1を支持面が水平方向に位置するように配置する場合と、支持面が鉛直方向に位置するように配置する場合と、支持面が水平方向を基準に所定角度傾斜するように配置する場合がある。
つまりペーパハンドリング装置に、装置フレーム1をどのような角度姿勢でも自由に配置することが可能である。以下、紙載台3の支持面2を水平方向に配置する場合について説明するが、この支持面の角度姿勢は水平方向にかかわらず任意の角度姿勢で配置することが可能である。
また、支持面2はシートサイズより大きな面積に形成する場合と、シートサイズより小さな面積に形成し、例えば支持面2に隣接する位置にサブトレイを配置してブリッジ支持する構造も採用可能である。紙載台3は、合成樹脂のモールド成形、金属板の折り曲げ成型など適宜の加工方法で加工する。
[紙押え機構]
上記支持面2にシートを保持する紙押え機構について図4に従って説明する。装置フレーム1には支持面2と対向する位置に加圧プレート11が配置され、この加圧プレートは支持面2と係合する作動位置(図4鎖線状態)と、支持面2から離間した待機位置(図4実線状態)との間で上下動可能に装置フレーム1に支持されている。
前述の装置フレーム1を構成する上部天板1cには複数の支持ロッド5(5a、5b、5c)が回転可能でスラスト方向に移動可能に軸支持されている。この複数の支持ロッド5の先端に加圧プレート11が固定されている。加圧プレート11には前記支持面2と対向する位置に加圧面11xが形成されている。
また各支持ロッド5には従動側ネジ歯車14が装着されこの各ネジ歯車には駆動側ネジ歯車16が噛合されている。駆動側ネジ歯車16は上記支持ロッド5と直交する方向に配置された回転軸12に固定されている。
上記従動側ネジ歯車14と各支持ロッド5との間は、カラー部材(不図示)が配置され、支持ロッド5にはスクリュ溝が形成され、カラー部材の内壁に形成したが突起が嵌合している。そしてカラー部材と従動側ネジ歯車14は、一体的に回転するように結合されている。
上記回転軸12は、ウォームギア36と減速ギアG1を介してシフトモータSMに連結されている。シフトモータSMの正逆回転で、回転軸12が正逆転し、駆動側ネジ歯車16の回転で従動側ネジ歯車14が正逆転方向に回転する。
そして従動側ネジ歯車14の一方向回転で支持ロッド5は上下一方向に移動し、ネジ歯車14の反対方向回転で支持ロッド5は反対方向に上下動する。
なお、シフトモータSMと支持ロッド5との間の伝動機構にはトルクリミッタ16Tが配置されている。例えば回転軸12と駆動側ネジ歯車16との間にはトルクリミッタ16Tが配置され、各支持ロッド5a、5b、5cに所定以上の負荷が作用すると回転軸12との間で滑り伝動する。
従って、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は支持面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。
[切断刃ユニット]
上記切断刃ユニット20について図2に従って説明する。切断刃ユニット20はキャリッジ21と、切断刃22、23と、ホルダ部材24、25で構成する。キャリッジ21は、装置フレーム1に配置されたガイド部材18、28に所定ストロークStで往復動可能に支持される。
切断刃は、1つ又は複数のナイフブレードと、ナイフエッジで構成する。図示のものは第1切断刃22と、第2切断刃23で構成され、第1切断刃22は1枚のブレード(22x)で、第2切断刃23は2枚のブレード(23a、23b)で構成されている。
そして第1切断刃22は第1ホルダ部材24に固定され、第2切断刃23は第2ホルダ部材25に固定されている。この第1ホルダ部材24と第2ホルダ部材25は連結され、その一方の部材(第1ホルダ部材24)がキャリッジ21に着脱可能に装着されている。
上記第1切断刃22は、第1ホルダ部材24にビス止め、カシメ加工などで固定されて一体化している。上記第2切断刃23は、第2ホルダ部材25にビス止め、カシメ加工などで固定されて一体化している。
第1切断刃22は1枚の平板形状のナイフブレード22xで構成され、炭素鋼、超硬合金、ステンレススチールなどで、例えば図1に示すように台形状に形成する。図1のナイフブレード22xには右ナイフエッジ22aと、左ナイフエッジ22bが形成してあり、シートと所定角度で係合するように略直線状にエッジを形成している。
図示の第1切断刃22は、炭素鋼、超硬合金などで形成され、切刃エッジ部は、例えば、約0.3mmはノンコーティング層で構成し、その他はフッ素コーティング層で覆っている。
これによってシートと接する刃先エッジは、摩擦係数は大きく、その他のすくい面の摩擦係数は小さく、耐磨耗性に富んでいる。よって確実な切断と、耐磨耗性と、耐腐食性を確保している。
第1切断刃22をシートの一端から他端に向かって一方向に移動すると、一方のナイフエッジ(例えば22a)がシートを切断し、反対方向に移動すると他方のナイフエッジ(22b)がシートを切断する。これによってキャリッジ21の往復動作で連続してシートをトリミングすることができる。
なお、この第1切断刃22は、往復動するキャリッジ21の一方向のみでトリミングするときにはナイフブレードの一側部に1つのナイフエッジを形成すればよい。このときにはナイフブレード22xを台形形状とする必要はない。
上記第1ホルダ部材24は、合成樹脂などのブロック部材で構成され前記ナイフブレード22xをビスなどで固定し一体化している。この第1ホルダ部材24は、キャリッジ21に形成した装着凹溝21yに嵌合する形状に形成され、係止爪24zが設けられている。この係止爪24zは図示しない弾性部材で付勢され、装着凹溝21yに係止されている。
[キャリッジ走行ガイド機構]
装置フレーム1には紙載台3に設定された切断線と平行な方向にガイド部材18、28が配置されている。このガイド部材18、28は、断面円形状のロッド部材、断面矩形状のレール部材、或いはフレーム構造体の一部に配置した敷設レール面で構成する。
図1の装置は紙載台3の上方に上部ガイド部材18が、紙載台の下方に下部ガイド部材28が配置してある。
両ガイド部材18,28は互いに平行で、所定長さのガイド長(St=Ls+OvR+OvL)に設定されている。このガイド長Stは、最大サイズシートの切断方向長さLsと、右限位置のオーバーラン量(OvR)と、左限位置のオーバーラン量(OvL)の総和に設定されている。
図示の装置は、下部ガイド部材28が紙載台3の下方に配置され、前記上部ガイド部材18と協働して切断刃ユニット20を案内する。図示の下部ガイド部材28は、紙載台3の一部を折曲げたガイドレール面で形成されている。
[走行駆動手段]
図3に示すように上部ガイド部材18に摺動可能に支持されたキャリッジ21には、走行駆動手段40が次のように連結されている。
装置フレーム1には、前記上部ガイド部材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。装置フレーム1には左右一対のプーリ17a、17bが配置され、このプーリ間にタイミングベルト15が巻回されている。
駆動側プーリ17bには走行モータ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の一部に第1ホルダ部材24が連結されている。
従って走行モータM1を正逆転するとタイミングベルト15に連結された第1ホルダ部材24は、第1切断刃22と一体に正方向と、その反対方向に走行する。
つまり走行モータM1の正方向回転で第1ホルダ部材24は支持面2上のシート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、走行モータM1の逆方向回転で、第1ホルダ部材24は第1切断刃22と共に復方向に切断動作する。
このとき第1切断刃22に連結された第2ホルダ部材25と第2切断刃23も、同一の往方向切断動作と、復方向切断動作を実行する。
支持面2に支持されたシートSを一端から他端に走行する切断刃22、23で切断する際に、切り離された切断紙片(屑紙片)Csをサポートする機構について説明する。
図10はシートSの一端から他端(同図左から右方向)に切断する状態を示すモデル図を示す。同図(a)において、矢印Mv方向に移動する切断刃ユニット20は、切断ポイントCpで支持面2上のシートSを切断する。このときシートSから切り離された切断紙片Csは、その自重で図示のように垂れ下がる。
切断紙片Csの垂れ下がりによって切断個所でシートは歪曲変形する。この状態を同図(b)に拡大して示す。第1切断刃22が係合する切断個所Cpでシートが歪曲すると、切断ラインは直線状ではなく歪曲し、切断端面も波形状に歪む。
以下シートから切り離された切断紙片Csが垂れ下がって切断部位Cpのシートが歪曲しないようにサポートする機構について説明する。
[サポート部材(第1実施形態)]
図4、図5、図6に示すサポート機構の一実施形態(第1実施形態)について説明する。
支持面2と隣接してシートを給送する上流側に、サポート面7を有するサポート部材9が装置フレーム1に配置してある。
図4は、その配置関係を示す斜視図であり、図5はその断面図を示す。図4に示すようにシート切断幅Lsより長い長方形状のサポート部材9が支持面2のシート搬送方向上流側に配置してある。このサポート部材9は図示の折曲げプレートで構成されている。
このサポート部材9は、支持面2に支持されたシートの切断端部を支持するサポート面7と、シートを支持面2に案内するガイド面8を備えている。図4の状態でガイド面8は、シートSを支持面2に向けて案内するレイアウトで配置され、図5実線の状態でサポート面7はシートから切り離された切断紙片Csを支持するレイアウトで配置されている。
サポート部材9は、上述のサポート面7とガイド面8と、その両端部に支軸6を備えている。この支軸6は装置フレーム1の左右側板1a、1bに揺動可能に軸受け支持されている。この軸受構造は、側板側に軸ピンを、サポート部材側に軸受孔を形成しても良い。
[シフト手段]
上記サポート部材9には、支軸6を中心として第1角度姿勢(図5点線)と第2角度姿勢(図5実線)の状態に変位させるシフト手段13が設けられている。シフト手段13は、駆動モータ、ソレノイドなどの駆動源SMと、駆動源の運動をサポート部材9に回転運動として伝達する伝動機構19と、駆動源を制御する制御手段60(制御CPUなど)で構成されている。
図示の駆動源(駆動モータ)SMはステッピングモータで、伝動機構19は、減速歯車列で構成されている。駆動モータSMの回転軸41の回転は伝動ベルト42を介して減速歯車43に伝達され、滑りクラッチ(バネクラッチ)44と45を介して出力歯車46に伝達される。出力歯車46の回転は扇形ギア47に伝達され、このギア47は支軸6に一体的に取り付けられている。
上記バネクラッチ44(第1バネクラッチ)は、駆動モータSMの正方向回転では出力歯車46を正方向に回転し、扇形ギア47を所定角度(図6(a)反時計方向)回転する。この扇形ギア47が、第1角度姿勢でストッパ片49に係止されると、バネクラッチ44は緩んで滑り回転し、出力歯車46と扇形ギア47はその角度位置に停止する。
この図6(a)の状態のサポート部材9は、ガイド面8が支持面2に向けて給送されるシートを案内する(以下サポート部材の第1角度姿勢という)。
また、駆動モータSMを逆方向に回転すると、出力歯車46は扇形ギア47を図6(b)の反時計方向回転し、サポート面7を所定角度回転する。この扇形ギア47が第2角度姿勢でストッパ片48に係止されると、バネクラッチ45(第2バネクラッチ)は緩んで滑り回転し、出力歯車46と扇形ギア47はその位置に停止する。
この図6(b)の状態でサポート部材9は、サポート面7が紙載台3で切断されるシートから切り離された切断紙片を支持する(以下サポート部材の第2角度姿勢という)。
上述の第1角度姿勢でガイド面8は支持面2より高い位置(高低差δ1(図7(a)参照)に、上述の第2角度姿勢でサポート面7は支持面2より低い位置(高低差δ2図8(c)参照)に設定されている。
つまり支持面2を基準にシートを案内するガイド面8は高低差が高い位置(第1角度姿勢のとき)に設定され、切断紙片Csを支持するサポート面7は、高低差が低い位置(第2角度姿勢のとき)に設定されている。
このガイド面8とサポート面7は支持面2と同一高さ位置であっても良いが、上述のように高低差を設けることが加工精度、部品のガタつきなどから好ましい。
次に上述の第1実施形態におけるサポート機構の動作について説明する。
図19はサポート部材9の動作を示すフローチャートである。上記トリミング動作は次のように実行される。
サポート部材9はイニシャライズ動作でホームポジションに位置決めされる(St01)。図示のホームポジションは第1角度姿勢に設定されている(St02)。
支持面2の上流側にはシートを搬送する搬送機構に(ローラ、コンベアベルトなど)が配置され、シートを支持面2に向けて搬送する。
この状態を図7(a)に示すが、搬送機構で送られたシートはガイド面8に案内されて支持面2に送られる。このときキャリッジ21及び切断刃22、23はシートを搬送するエリアの外側に待機している。そしてサポート部材9は第1角度姿勢に保持されている。
上述の搬送機構には支持面2の所定位置にシートを位置規制する規制ストッパ、位置整合手段などが配置されている。このように上流側から送られたシートはガイド面8に沿って支持面2の所定位置に位置決めされる(St03)。図7(b)はこのシートセット状態を示す。
シートSが支持面2に搬入されると制御手段60は、シフトモータSMを所定方向に所定量回転させる(St04)。するとサポート部材9は第2角度姿勢に変位する(St05)。制御手段60はサポート部材9が第2角度姿勢に変位するとシフトモータSMを停止する(St06)。この状態を図8(c)に示す。
サポート部材9が第1角度姿勢から第2角度姿勢に変位するのと前後して制御手段60は紙押え機構11を作動させて支持面上にシートを加圧して位置を保持する。この動作はシフトモータSMを回転させてシートを支持面2にプレスして位置保持する。
制御手段60は、シートサイズ情報と、予め設定されたオーバーラン量(Ov)から切断刃ユニット20の移動量を演算する(St07)。
次に制御手段60は、走行モータM1を回転させて切断刃ユニット20をシートの一端から他端に向けて移動する(St08)。この移動量は、走行モータM1の回転軸に配置してあるエンコーダ50のエンコードセンサから回転量を検出する(St09)。図8(c)はシートの切断途中の状態を示す。
このとき、シートから切り離された切断紙片Csはサポート面7に支持され、図11に示す状態となる。同図に示すように支持面2上のシートSから切り離された切断紙片Csはサポート面7に支持され、下方に湾曲して垂れ下がることが無い。
このとき支持面2とサポート面7との間には段差δが形成されているが、その高低差はシートの切断部位が歪曲しない程度の段差に設定する。同図(b)は切断部位の拡大図である。
制御手段60は切断刃ユニット20が先に演算された移動量に達したか否かを判断する(St10)。この移動量はシートの切断終了に相当する移動量と、予め設定されたオーバーラン量(過剰移動量)から設定される。そして制御手段60は走行モータM1を停止する(St11)。
制御手段60は所定のオーバーラン量だけ切断終了位置Peを超えて移動した切断刃ユニット20を後退移動させる。この後退移動は、切断紙片が切断刃に挟まって引き連れて移動することがあり、この引き連れ搬送状態が発生すると、その後の切断動作にジャムなどの誤作動を招くのを防止するためである。
そこで図8(d)の状態で切断紙片Csがサポート面7に支持された状態で切断刃ユニット20はオーバーラン位置から切断終了位置Peに向けて後退移動する。このとき刃先に引っ掛かって連れ送りされた切断紙片Csは引っ掛かり方向と反対方向に後退移動する。これと共に後退移動のときサポート面7と切断紙片Csとの間の摩擦力でシート先端は切断刃22、23から外れて落下する。
制御手段60は、切断刃ユニット20の後退動の動作途中、若しくは後退動作の終了後にシフトモータSMを先と反対方向(逆転方向)に回転する(St16)。
このシフトモータSMの回転でサポート部材9は第2角度姿勢から第1角度姿勢に変更する(ホームポジションに復帰する;St17)。そして切断紙片Csはサポート面7から下方の屑収納ボックス51に落下する(St18)。
[サポート部材の変形例]
図12(a)には、上述の第1実施形態における「サポート部材」の変形例を示す。サポート部材53はガイド面54と第1サポート面55aと第2サポート面55bを有する断面鉤形状の折曲プレートで構成されている。
第1サポート面55aと第2サポート面56bは、連続する一体の折曲げ加工で形成され、段差(高低差)を備えている。このように切断紙片の垂れ下がりを防止するためのサポート面は、段差を有する階段形状のプレート部材で構成することも可能である。
[スイーパ部材]
上述の第1実施形態におけるサポート部材9のサポート面7(前述の変形例における第1サポート面55a)には、刃先に付着した切断紙片を掻き落とすためのスイーパ部材56が配置してある。
このスイーパ部材56は、サポート部材9に取り付けられ、走行する切断刃ユニット20と摺接するゴム板片、合成樹脂片、ブラシ部材、スポンジパッドなど弾性に富んだ板状片で構成されている。
このスイーパ部材56は、最大サイズシートの外側に位置する切断刃ユニット20のオーバーラン領域(OvR、OvL)に配置する。そしてオーバーランする切断刃の刃先に付着した切断紙片を摩擦係合して掃き落とす。
なお後述する第2実施形態に於けるサポート部材57にも同様に、そのサポート面58にスイーパ部材を配置することが可能である。
[サポート機構の第2実施形態]
サポート機構の異なる実施形態(第2実施形態)を図13から図18に従って説明する。
図13に示すように切断するシートSを支持する支持面2を備えた紙載台3が装置フレーム1に配置されている。この紙載台3と装置フレーム1は図示しないが図1に記載された機構と同一である。
上記支持面2には、シートを給送する上流側にサポート部材57が対向するように配置されている。サポート部材57は図13に示すようなプレート部材で、合成樹脂、金属などで構成されている。このサポート部材57には切断するシートの最大切断幅より長い(広い)サポート面58が形成されている。
サポート部材57は、左右両側部に回転支軸59(支持軸)が固定され、装置フレーム1の左右側板(不図示)には、支軸59を軸受する軸受溝が配置されている。この支軸59と軸受溝は、サポート部材57側に軸受溝を、装置フレーム側に支持軸59を、配置する構造であっても良い。
上記サポート部材57は図14(a)に断面構造を示すようにシートSを支持面2に給送する上流側(同図左側)に配置され、サポート面58と支持面2とは互いに隣接する位置関係に配置されている。
また上記サポート部材57は支軸59を回転可能に装置フレーム1に軸支持され後述するシフト手段52で第1、第2、第3角度姿勢に揺動する。
図14(b)において、サポート面58は第1角度姿勢のとき図示「p1」に位置し、支持面2と同一高さ位置、若しくは若干高い位置に設定されている。
また、第2角度姿勢のときには図示「p2」に位置し、支持面2と同一高さ位置、若しくは若干低い位置に設定されている。
また、第3角度姿勢のときには図示「p3」に位置し、支持面2上のシートから切り離された切断紙片Csが落下するのを妨げない位置(退避位置)に設定されている。
このようにサポート面58は、シートを支持面2に給送するときには第1角度位置p1に位置決めされ、シートを切断するときには第2角度位置p2に位置決めされ、切断後に切断紙片を落下させて屑ボックスに収納するときには第3角度位置p3に位置決めされる。
[シフト手段の構造]
上述のサポート部材57を各角度姿勢(p1、p2、p3)に変位させるシフト機構52について図15〜図17に従って説明する。
サポート部材57は支軸56で揺動可能に装置フレーム1に支持され、支軸59(左右の支軸の一方)には揺動レバー37が一体的に連結されている。この揺動レバー37は付勢スプリング33と係止ストッパ34で第1角度姿勢p1に保持されている。
つまり後述するシフトモータSMの非作動時にサポート部材57は付勢スプリング33と係止ストッパ34(装置フレームに配置されている)で第1角度姿勢p1に保持されている。
上記揺動レバー37には、シフトモータSMに連結されたシフトカム32が伝動レバー38で連結されている。その構造を下記の作動状態説明と共に説明する。
図15(b)の状態で、シフトカム32が同図のホームポジションのときシフトモータSMを停止する。するとサポート部材57は付勢スプリング33の作用で係止ストッパ34に係止された位置に位置決めされる。このときサポート面58は、同図(a)に示すように支持面2にシートを案内する第1角度姿勢p1に位置する。
シフトモータSMを所定角度回転し、シフトカム32のピン32pがカムストッパ35に係止された状態でサポート面58は、支持面2より若干低い第2角度姿勢p2に位置規制される。この状態で支持面2上のシートを切断刃ユニット20を一端から他端に走行させてシートを切断する。このときシートから切り離された切断紙片Csはサポート面58に支持されている。
次にカムストッパ35を係止位置からモータの逆回転或いは作動ソレノイドで解除位置に移動する。これと共にシフトモータSMを更に回転するとシフトカム32は図17(f)の状態にサポート部材57を第3角度姿勢p3に移動する。このときサポート面58は切断紙片の落下の妨げとならない位置(姿勢)に待機している。
上述の動作を達成する駆動機構を図18に従って説明する。
シフトモータSM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SM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。
[制御構成]
上述のシートトリミング装置Aを画像形成装置の後処理装置に内蔵して製本綴じなど後処理したシートをトリミング断裁して仕上げ処理する制御構成について説明する。
図20に示すように、シートトリミング装置Aは、中央演算処理装置(CPU)60,読み出し専用メモリ(ROM)61,ランダムアクセスメモリ(RAM)62,出力ポート63,入力ポート64等からなる制御装置65を備えている。
ROM61には制御プログラムが格納され、RAM62には、走行モータM1、シフトモータSMなどの回転速度が記憶されている。これと共にRAM62にはシートサイズに応じて異なるオーバーラン量(OvR、OvL)或いはシートサイズにかかわらず一定のオーバーラン量(OvR、OvL)が記憶されている。
また出力ポート66には前述した走行モータM1、シフトモータSMが接続されている。入力ポート64にはキャリッジ21の位置センサSe1,Se2、走行モータM1のエンコードセンサSe3、サポート部材のポジションセンサSe4などのセンサが接続されている。
そしてCPU60がROM61に格納された制御プログラムに従ってバスを介して接続された各部を制御する。
また、CPU60はシリアルインターフェース機能を備えており、後処理装置(本体装置という)のCPUとシリアル通信を行なって、本体装置からの信号によって各部を制御する。
次に図21(b)に従って、各モータ(M1、SM)をCPU60で速度制御する制御構成について説明する。図示のものはDCモータをPWM制御する場合を示している。
前述の制御手段60は前記各モータを予め設定されRAM62に記憶されたデータに従って制御する。
走行モータM1の回転軸にはエンコーダ50と、エンコードセンサSe3が配置され、このエンコードセンサの検出値(単位時間当たりの変位量)をF/Vコンバータ66で変換して速度基準値を比較し駆動モータDCに供給する電圧を制御する。
そしてこのときの速度基準値はCPU60から発信する。電圧制御として図示のものはPWM制御を示している。
上述した第1の実施形態及び第2の実施形態において、シートを支持面2にセットする際にはサポート部材9を第1角度姿勢に位置させ、そのセット後にはサポート部材を第2角度姿勢に位置させる。そしてシートの切断を開始して所定距離(Dx)移動した後にサポート部材9を第1角度姿勢に変位させる。このサポート部材9を第2角度姿勢から第1角度姿勢(第1実施形態における図5実線から点線、第2実施形態における図14(b)実線から点線)に変位させるタイミングについて説明する。このタイミングは次のケースのいずれか1つを採用すると良い。
(ケース1)
シートSの切断途中で、その切断が終了する前に、予め設定された移動量Dxだけ切断刃ユニット20が移動したときサポート部材9を第1角度姿勢から第2角度姿勢に変位する。この状態を図20(a)に示す。切断刃ユニット20はホームポジションHp1(往路ホームポジション;以下同様)から、移動を開始し、切断開始点Psで切断を開始する。この切断開始前に、サポート部材9は第1角度姿勢に位置している。なお、移動量Dxは、シートの切り離された切断紙片の垂れ下がりによって切断部の歪曲程度に応じて設定する。
(ケース2)
切断刃ユニット20がシートの切断終了点Peを通過して所定量だけオーバーランしたとき、サポート部材9を第2度姿勢から第1角度姿勢に変位する。この状態を図20(b)に示す。切断刃ユニット20はシート切断を終了した後に所定量オーバーランして、予め設定されている復路のホームポジションHp2に到達し停止する。このときサポート部材9を変位させる。
(ケース3)
切断刃ユニット20が切断終了点peから所定量オーバーランした後に、切断終了点peに向って後退移動(バックフィード)する動作の移動途中で、サポート部材9を第2角度姿勢から第1角度姿勢に変位する。この状態を図20(c)に示す。切断刃ユニット20はサポート部材9を変位させた後に、切断終了点peまでバックフィードした後、再びフォワード方向に移動して復路のホームポジションHp2に移動し停止する。
(ケース4)
切断刃ユニット20が切断終了点peから所定量オーバーランした後に、切断終了点peに向って後退移動(バックフィード)して切断終了点peの近傍に移動した後に、サポート部材9を第2角度姿勢から第1角度姿勢に変位する。この状態を図20(d)に示す。切断刃ユニット20はサポート部材9を変位させた後に、再びフォワード方向に移動して復路のホームポジションHp2に移動し停止する。
A シートトリミング装置
Cs 切断紙片(屑紙片)
1 装置フレーム
2 支持面
3 シート支持部材(紙載台)
7 サポート面(第1実施形態)
8 ガイド面(第1実施形態)
9 サポート部材(第1実施形態)
10 シート押さえ手段
11 加圧プレート
18 上部ガイド部材
20 切断刃ユニット
21 キャリッジ
22 第1切断刃
23 第2切断刃
24 第1ホルダ部材
25 第2ホルダ部材
28 下部ガイド部材
47 扇形ギア
53 サポート部材(変形例)
55 第1サポート面
56 第2サポートド面
57 サポート部材(搬送ガイド)(第2実施形態)
58 ガイド面(第2実施形態)

Claims (9)

  1. シートの一端から他端に走行する切断刃でシートの縁辺をトリミングする装置であって、
    シートを支持する支持面を有するシート支持部材と、
    前記支持面に支持されたシートの縁辺を切断する切断刃と、
    前記切断刃をシートの一端から他端に走行させて切断動作させる駆動手段と、
    前記切断動作で発生する切断紙片を前記支持面と同一または支持面より低い位置で支持するサポート面を有するサポート部材と、
    前記切断刃がシートの一端から他端に所定距離移動した後に、前記サポート面が前記作動位置から切断紙片の落下の妨げとならない退避位置に変位するように前記サポート部材を移動するシフト手段と、
    を備えたシートトリミング装置。
  2. 前記シフト手段は、
    前記切断刃がシートの一端から他端に移動する途中、又は他端を通過した後に、
    前記サポート面が作動位置から退避位置に変位するように前記サポート部材を移動させることを特徴とする請求項1に記載のシートトリミング装置。
  3. 前記サポート部材には、
    揺動可能に支持する支軸と、
    前記切断紙片を載置するサポート面と、
    が備えられ、
    前記シフト手段は、
    前記サポート部材を、前記支軸を中心に異なる複数の角度姿勢に変位するように構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のシートトリミング装置。
  4. 請求項3に記載の装置であって、
    前記シフト手段は、
    前記サポート部材を第1、第2の角度姿勢にシフトし、
    前記第1の角度姿勢では、前記サポート面は切断紙片の落下を妨げない退避位置に設定され、
    前記第2の角度姿勢では、前記サポート面は切断紙片を支持する作動位置に設定され、
    ることを特徴とするシートトリミング装置。
  5. 請求項4に記載の装置であって、
    前記サポート部材には、更にガイド面が設けられ、
    前記ガイド面は前記第1の角度姿勢のとき、前記支持面に送られるシートを案内することを特徴とするシートトリミング装置。
  6. 請求項3に記載の装置であって、
    前記シフト手段は、
    前記サポート部材を、第1、第2、第3の角度姿勢にシフトし、
    前記第1の角度姿勢では、前記サポート面は前記支持面にシートを案内するガイド位置に設定され、
    前記第2の角度姿勢では、前記サポート面は切断紙片を支持する作動位置に設定され、
    前記第3の角度姿勢では、前記サポート面は切断紙片を落下させる退避位置に設定され、
    ることを特徴とするシートトリミング装置。
  7. 請求項1から6のいずれかに記載の装置であって、
    前記駆動手段は前記切断刃に、
    シートの一端から他端に移動する切断動作と、
    前記切断動作後にシートの他端から所定距離オーバーランするオーバーラン動作と、
    前記オーバーラン位置から所定距離後退移動するバック動作と、
    を実行させ、
    前記制御手段は、
    前記切断刃のバック動作途中またはバック動作後に前記サポート部材を作動位置から退避位置に移動する
    ことを特徴とするシートトリミング装置。
  8. 請求項1に記載の装置であって、
    前記シート支持部材を構成する装置フレーム配置されたシートを支持する紙載台と、
    前記装置フレームに配置され前記紙載台上のシートの一端から他端に移動するキャリッジと、
    前記キャリッジに支持された切断刃と、
    を備えたシートトリミング装置。
  9. 請求項8に記載の装置であって、
    前記切断刃は、
    平刃形状の第1切刃と、
    円板形状の第2切刃と、
    で構成され、
    前記第1切刃を支持する第1ホルダ部材は、前記キャリッジに着脱可能に取り付けられ、
    前記第2切刃を支持する第2ホルダ部材は、前記第1切刃に一体的に連結されていることを特徴とするシートトリミング装置。
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