JP3339717B2 - シート材切断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紙、フィルム等の幅広
のシート材を給紙方向あるいは給紙方向と幅方向の両方
を切断するシート材切断装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ファクシミリ、プリンタあるいはプロッ
タ装置といったＯＡ機器の出力装置には、印刷あるいは
印字するためのロール紙をＯＡ機器からの出力を満足す
る適当な間隔で切断するシート材切断装置が設けられて
いる。このようなシート材切断装置には特開昭５９−１
６４１９２号公報に記載されるように、幅の広いロール
紙を適当な間隔で幅切り切断するだけでなく、ロール紙
の長手方向（すなわち給紙方向）に切断する縦切り切断
装置も備えたシート材切断装置も知られている。

【０００３】この縦切り切断装置を組み合わせて設ける
ことは、ＯＡ機器からの出力サイズを自在に設定でき、
例えばＡ４サイズあるいはＡ３サイズといった所定規格
の出力がえられるため、極めて都合の良いものである。
上述した縦切り切断装置の改良も行われてきている。例
えば特開平３−１７０２９１号に記載されるように、円
板刃と相手刃の接離機構を設け、電磁ソレノイドを励磁
させることによって圧接力を確保するとともに、切断位
置近傍でシート材を上下の押えローラによって押圧し、
シート材の蛇行を防いだ装置が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した特開
平３−１７０２９１号公報に記載の縦切り切断装置では
円板刃の移動と円板刃の移動と相手刃との圧接力の付与
を電磁ソレノイドの励磁力に頼っていることが問題であ
る。このような電磁ソレノイドを励磁させて移動させた
り圧接力を付与する機構では、使用期間中の発熱によっ
て圧接力が低下するという恐れがあり、長時間励磁では
信頼性に劣ってしまう。そのため電磁ソレノイドよりも
信頼性が高く、円板刃を確実に動作させることができる
移動機構が要求されている。

【０００５】また最近のＯＡ機器は、小型化および耐久
性が一層求められており、その部品の一つであるシート
材切断装置も例外ではない。プリンタやプロッタの出力
装置では、上述したように縦切り切断装置に供給される
印刷用紙の幅方向の切断装置と組み合わせて使用される
ため、設置スペースはできる限り少ない方が好ましいの
である。本発明の目的は、円板刃の移動機構に電磁ソレ
ノイドを使用せず、設置スペースを極めて小さいものと
することができるシート材切断装置を提供することであ
る。本発明の他の目的は、シート材の縦切り切断装置と
して、円板刃の移動機構に電磁ソレノイドを使用せずに
ウォームによる伝達する機構を有するカッタを複数個配
列し、幅切り切断のカッタと組合せて縦断と横断を自在
の寸法で行なえる極めて小型のシート材切断装置を提供
することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、円板刃の移
動のための駆動力をウオームを介してウオームホイール
に伝達する機構をとり、円板刃と相手刃の圧接力を弾性
体の反発力により確保すれば、円板刃を確実に所定位置
に移動できるとともに、所定の圧接力を電力の付与なく
得ることができることを見いだし本発明に到達した。

【０００７】すなわち本発明は円周に切刃を有し遊転可
能に軸支された円板刃と、該円板刃と協働してシート材
を切断する相手刃と、該相手刃を回転駆動する回転駆動
手段とを有するシ−ト材切断装置であって、前記円板刃
には前記相手刃に対して圧接および離反を行う移動機構
と圧接力を与える弾性体とが接続されており、前記移動
機構の駆動力はシート材の幅方向に回転軸を有するモー
タで発生させ、該モータの回転軸に設けたウォームとシ
ート材の長手方向に回転軸を有するウォームホイールと
により円板刃に旋回動作をさせ、かつ前記ウォームと前
記ウォームホイールとにより圧接状態と離反状態を保持
することを特徴とするシート材切断装置である。

【０００８】上記の移動機構は、例えばモータによって
回転するウオームと、該ウオームに組み合わされ回転さ
れるウオームホイールと、該ウオームホイールの側面に
設けられたクランクピンと、前記クランクピンによって
揺動される腕部材とで構成され、前記腕部材は一端が回
動可能に支持され中間部に円板刃を軸支し他端に前記ク
ランクピンに対して摺動可能に形成された長孔を有する
ものとすることが可能である。

【０００９】幅広で長尺のシート材をシート材の給紙方
向（以下縦方向という）に切断し３以上に分割する必要
がある場合、あるいは耳切りを行う場合には、円板刃お
よび移動機構をシート材の給紙方向に直角な方向（以
下、幅方向という）に差し渡したブラケットに複数台設
置し、相手刃はシート材の幅方向に設置された回転駆動
軸に複数台設置することが望ましい。この回転駆動軸は
シート材の搬送用ロールの駆動軸としても良い。

【００１０】また上記のシート材切断装置をシートを給
紙方向に切断する縦切り切断装置とし、この縦切り切断
装置よりもシート材搬送方向上流側にあって、シート材
の幅方向に設置された固定刃と、遊転可能に軸支され前
記固定刃と協働してシート材の幅方向の切断を行う幅切
り円板刃と、該円板刃をシート材の幅方向に移送する幅
切り円板刃移送手段を具備する幅切り切断装置を組み合
わせることによって、幅広で長尺のシート材から所定寸
法のシートを得ることが可能になる。

【００１１】

【作用】本発明の最大の特徴とするところは、上述した
ように円板刃の移動のための駆動力をウオームを介して
ウオームホイールに伝達する機構をとり、円板刃と相手
刃の圧接力を弾性体の反発力により確保したことにあ
る。ウオームホイールはウオームで構成されるウオーム
ギヤには、ウオームのねじれ角≦摩擦角という関係があ
り、ウオームホイールはウオームを回転することはでき
ない。したがって、ウオームによりウオームホイールを
回転させ、所定位置で停止すれば、ウオームホイールは
電力の付与なく機械的に保持される。

【００１２】そのため円板刃の相手刃に対する離反位置
では、移動機構の自重がかかっても保持する動力は不要
となる。またシート材の切断を行う円板刃の圧接位置で
は、ウオームホイールは弾性体が圧接力を付与するに十
分な位置に固定される。弾性体の反発力はウオームホイ
ールに伝達されるがウオームホイールは機械的に保持さ
れているため、弾性体の有する反発力を圧接力として作
用させることが可能である。

【００１３】本発明でいう弾性体は円板刃に圧接力を付
与できるものであれ良く、例えば円板刃に接続する腕部
材自体を弾性体としても良く、バネを設けても良い。好
ましくはコイルバネであり、円板刃の軸に外嵌する如く
設置し、円板刃に圧接力を付与するのが良い。コイルバ
ネを設ければ、ウオームホイールの圧接時の位置を調整
することによって圧接力を簡単に調整できるという利点
がある。

【００１４】本発明において縦切り切断装置に組み合わ
せる幅切り切断装置の幅切り円板刃は、幅方向に差し渡
したワイヤあるいはベルトなどを用いて固定刃の刃先線
に沿って移動し、固定刃との摩擦により回転しながら、
シート材の幅方向を切断することができるものである。
この幅切り切断装置のシート材切断部は固定刃の幅、幅
切り円板刃幅および幅切り円板刃を案内するガイド部材
の幅があれば良く、これらの部品の大きさは、シート材
の幅には、ほとんど依存しないため、特に幅広のシート
材を長手方向と幅方向の両方を切断する場合の設置スペ
ースを低減させる上で都合の良いものである。このよう
に本発明による縦切り切断装置と幅切り切断装置の組合
せによれば、シート材の搬送方向に占める切断装置の設
置面積が少ないという利点があり、大型のロール紙を用
いてたとえばＡ４やＡ３に切断を切り換える必要のある
ＣＡＤ等の出力装置として用いられるプロッタの切断装
置として特に有効である。

【００１５】

【実施例】

（実施例１）図１および図２は、本発明のシート材切断
装置の切断状態を示す一実施例の正面図および上面図で
ある。鋭角の円周刃刃先を有する円板刃１は、円板刃支
軸１１に回転自在に軸支し、この円板刃支軸１１は、移
動機構３のうちの腕部材３１に固定し、さらにこの腕部
材３１は、回転支軸５２を中心として揺動が可能とし
た。また、円板刃１は、弾性体である円板刃圧接ばね１
２によって相手刃となる丸刃２へ圧接し、腕部材３１は
ウォームホイール３４の側面に固定されたクランクピン
３５を腕部材３１に設けられた長孔に嵌入することによ
って固定したので、円板刃１は、常時丸刃２へ圧接され
ている。さらに駆動回転される駆動軸２１に、相手刃と
して円周に刃先を有する丸刃２を固定した。

【００１６】図示しない支軸系で軸支され、クランクピ
ン３５およびスィッチカム３６が固定されたウォームホ
イール３４は、モータ４の軸端に固定されたウォーム３
３と噛み合っている。この圧接状態で、円板刃圧接ばね
１２のばね力は、腕部材３１を介してクランクピン３５
を経てウォームホイール３４に伝達され、さらに切断時
には、これ等を回転させるような力が作用する。しか
し、該ウォームホイール３４は、ウォーム３３と噛み合
っており、これらウォームホイール３４とウォーム３３
との間で形成される自己保持作用によって、腕部材３１
が動かないので、円板刃１の丸刃２への圧接状態が維持
継続される。

【００１７】円板刃７を圧接状態から離反状態に移動し
て図３に示す待機状態とするには、移動機構３全体を作
動させるモータ４に通電し、ウォーム３３の回転をウォ
ームホイール３４に伝達し、ウォームホイール３４に植
設固定されたクランクピン３５により、回転支軸５２を
中心に腕部材３１を図面上の上方へ移動させることで達
成できる。 待機位置での停止は、検知スィッチ６とス
ィッチカム３６とが離間することにより、モータ４への
通電が遮断されることによって行なわれる。この時の角
度位置は、ウォームホイール３４に固定されたクランク
ピン３５が最も上の位置であり、腕部材３１と連動する
円板刃１が丸刃２から最も遠くなる位置とした。

【００１８】この離反状態で、腕部材の自重はクランク
ピン３５を経てウォームホイール３４に伝達され、ウォ
ームホイール３４を回転させるような力となって作用す
るが、上述したようにウォームホイール３４とウォーム
３３とで形成される自己保持作用により回転できない。
このため、この離反状態は継続されるのである。以上説
明した構造の切断装置をシート材の給紙方向に切断する
縦切り切断装置として圧接と離反、およびシート材の切
断と通紙の実験を行なった。切断時に円板刃と丸刃への
圧接は異常なく、通紙中に離反状態に不具合が生じ、円
板刃が動いて通紙中の紙に接触するような異常は生じな
かった。

【００１９】（実施例２）シート材の複数箇所の切断が
可能なシート材切断装置を製作した。図４に装置の構造
を示す上面図、図５にシート材の排出側からみた構成図
および図６に装置の側面からみたシート材の搬送過程を
説明するための図をそれぞれに示す。図４ないし図６に
示す装置は実施例１に示す円形刃１およびその移動機構
３でなる切断ユニット３０が単一のブラケット５０に３
組設けられたものである。このブラケット５０には排出
押さえローラ１０２も設置されている。シート材７は図
６の矢印に示すように、給紙押さえローラ１０１と給紙
送りローラ２０１により搬送され、切断ユニット３０に
到達する。個々の切断ユニット３０は実施例１と同様の
動作を行うものである。

【００２０】切断ユニット３０はシート材切断時には円
板刃１を丸刃２に圧接し、切断が不要な場合は、円板刃
１は待機位置に移動させる。このように３個の切断ユニ
ットにより切断位置および切断数を選択することができ
る。円板刃１の相手刃となる３個の丸刃２および上記の
排出押さえローラ１０２と組み合わされてシート材７の
排出を行う排出送りローラ２０２は、シート材の幅方向
に設置された単一の駆動軸２１に取り付けられている。
この駆動軸２１により送りと丸刃２の切断のための駆動
力が伝達され、シート材７は切断されながら図中の矢印
方向へ排出される。

【００２１】図４ないし図６に示した装置によれば、シ
ート材の幅方向に差し渡した単一のブラケット５０に設
置された複数の円板刃１とシート材の幅方向に設置され
た一本の駆動軸２１に設置された丸刃２との協働により
シート材を切断するものであって、シート材の給紙方向
に必要な設置スペースは円板刃１および丸刃２の径程度
とすることができるものである。

【００２２】（実施例３）実施例２の図５に示すシート
材切断装置をシート材の給紙方向である縦方向の切断を
行う縦切り切断装置６０とし、縦切り切断装置６０より
もシート材給紙方向上流側に給紙方向に対して直角に切
断する幅切り切断装置６１を設置したシート材切断装置
を製作した。図７に装置の構造を示す上面図を示す。ま
た、図８に幅切り切断装置６１の構成図を示す。図８に
示すように、幅切り切断装置６１は、シート材の幅方向
に設置された直線状の刃先線を有する固定刃６３に遊転
可能に保持台６６に設置した幅切り円板刃６２を圧接さ
せ、固定刃６３に沿うように案内レール６５とをワイヤ
６４により移動させることにより、シート材７の幅方向
を切断するものである。

【００２３】次に動作について説明すると、シート材７
は図６に示すような給紙送りローラ２０１と排出送りロ
ーラ２０２により搬送方向図中矢印の方向に送られてい
く。幅方向の切断については、上記のように急送される
シート材７の所定の切断箇所が幅切り切断装置６１の固
定刃４１上に達した時点で搬送を停止し、幅切り円板刃
４０を固定刃４１の長手方向に移動してシート材７を給
紙方向に直角な方向に切断する。切断されたシート材７
の切断片は排出送りローラ202により、矢印の方向へ送
られ、縦切り切断装置６０を経て切断装置の外へ排出さ
れる。

【００２４】縦切り切断装置６０においては、縦切り切
断が不要の場合には、実施例１の図３に示すように腕部
材３１を待機状態、すなわち、円板刃１を丸刃２から最
も離れた位置に移動しておく。一方、縦切り切断を実施
する箇所は、丸刃２に圧接する位置へ移動しておく。以
上により、シート材の幅切り切断および縦切り切断が可
能となる。両方向のカットをシート材７の送りに同期し
て任意に選択駆動することにより、所望のサイズに切断
することが可能である。

【００２５】図９に、その切断寸法例を記す。ロール紙
は幅Ｌが600〜610mmとＡ１サイズの短辺の長さ594mmよ
り少し幅広のものを使用する。そして、直線７０と７１
で縦切り切断された切断幅を前記Ａ１サイズの短辺の長
さ594mmに設定し、以下常時直線７０と７１で縦切り切
断した状態にて直線８０と８１で幅切り切断された切断
片は、Ｌ₂が840mmのＡ１サイズ、直線８１と８２で幅切
り切断されたものはＬ₃が420mmのＡ２サイズ、直線８２
と８４で幅切り切断され、かつ中央部を直線８３で縦切
り切断されたものは、Ｌ₄が297mmのＡ３サイズ、直線８
４と８６で幅切り切断され、かつ直線８５で縦切り切断
されたものはＬ₅が210mmのＡ４サイズというように、Ａ
４〜Ａ１までのカットが自由に行なえる。また、ロール
紙幅がＡ１サイズの短辺長さ594mm丁度のものを使用す
ることも可能である。この時は、両端の円板刃１の切断
をしない。すなわち、直線７０と７１の縦切り切断を行
なう必要がない。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のート材切
断装置は、圧接、離反の定常状態を、移動機構が備える
機械的保持作用により、維持継続するものであり、電磁
ソレノイドを用いる場合のように、圧接力が低下するこ
となく、シート材を長時間連続的に切断することができ
る。本発明のうち、円板刃および移動機構をブラケット
に複数台設置すれば、所定幅のシート材長手方向の切断
の要、不要の制御可能であり、特にＡ１あるいはＡ４と
いった異なる定形の寸法に一枚の幅広シート材を切断す
るのに有効である。また、本発明の幅切り切断装置を組
み合わせたシート材切断装置は、切断対象となるシート
材の幅が大きいものであっても、シート材切断装置を幅
方向に拡大するだけで対応できるため、プロッタの出力
装置などの幅広のシート材を切断する必要がある装置へ
の設置スペースの低減に極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシート材切断装置の一実施例を示す正
面図である。

【図２】図１に示すシート材切断装置の上面図である。

【図３】本発明のシート材切断装置の円板刃と丸刃が離
反した状態を示す図である。

【図４】円板刃を複数台設置した本発明のシート材切断
装置の一実施例を示す正面図である。

【図５】図４に示す本発明のシート材切断装置を排出側
から見た図である。

【図６】図４に示す装置におけるシート材の搬送過程を
説明するための側面図である。

【図７】縦切り切断装置と幅切り切断装置を組み合わせ
た本発明のシート材切断装置の一実施例を示す上面図で
ある。

【図８】本発明のシート材切断装置の幅切り切断装置の
一例を示した図である。

【図９】図７に示す本発明のシート材切断装置を使用し
た用紙切断の一例を示す説明図である。

【符号の説明】 １ 円板刃、１１ 円板刃支軸、１２ 円板刃圧接ば
ね、２ 丸刃、２１ 駆動軸、３ 移動機構、３０ 切
断ユニット、３１ 腕部材、３２ 長孔、３３ウォー
ム、３４ ウォームホイール、３５ クランクピン、３
６ スィッチカム、４ モータ、４１ モータベース、
５ ベース、５１ 支軸アーム、５２ 回転支軸、６
検知スィッチ、７ シート材、５０ ブラケット、６０
縦切り切断装置、６１ 幅切り切断装置、６２ 幅切
り円板刃、６３ 固定刃、１０１給紙押えローラ、１０
２ 排出押えローラ、２０１ 給紙送りローラ、２０２
排出送りローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−170291（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−241698（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−24593（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−126598（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B26D 1/00 - 1/24 B26D 1/38

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円周に切刃を有し遊転可能に軸支された
   円板刃と、該円板刃と協働してシート材を切断する相手
   刃と、該相手刃を回転駆動する回転駆動手段とを有する
   シ−ト材切断装置であって、前記円板刃には前記相手刃
   に対して圧接および離反を行う移動機構と圧接力を与え
   る弾性体とが接続されており、前記移動機構の駆動力は
   シート材の幅方向に回転軸を有するモータで発生させ、
   該モータの回転軸に設けたウォームとシート材の長手方
   向に回転軸を有するウォームホイールとにより円板刃に
   旋回動作をさせ、かつ前記ウォームと前記ウォームホイ
   ールとにより圧接状態と離反状態を保持することを特徴
   とするシート材切断装置。
2. 【請求項２】 移動機構はモータによって回転するウオ
   ームと、該ウオームに組み合わされ回転されるウオーム
   ホイールと、該ウオームホイールの側面に設けられたク
   ランクピンと、前記クランクピンによって揺動される腕
   部材とで構成され、前記腕部材は一端が回動可能に支持
   され、中間部に円板刃を軸支し他端に前記クランクピン
   に対して摺動可能に形成された長孔を有することを特徴
   とする請求項１に記載のシート材切断装置。
3. 【請求項３】 円板刃および移動機構がシート材の幅方
   向に差し渡したブラケットに複数台設置され、相手刃は
   シート材の幅方向に設置された回転駆動軸に複数台設置
   されていることを特徴とする請求項１ないし２に記載の
   シート材切断装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３に記載のシート
   材切断装置をシートを給紙方向に切断する縦切り切断装
   置とし、該縦切り切断装置よりもシート材給紙方向上流
   側にあって、シート材の幅方向に設置された固定刃と、
   遊転可能に軸支され前記固定刃と協働してシート材の幅
   方向の切断を行う幅切り円板刃と、該円板刃をシート材
   の幅方向に移動する幅切り円板刃移動手段を具備する幅
   切り切断装置が組み合わされてなることを特徴とするシ
   ート材切断装置。