JP4824613B2 - 紙葉束断裁装置及びこれを備えたフィニッシャ装置並びに画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、紙載台上に保持された紙葉束を断裁する断裁装置に係わり、例えば画像形成装置などで画像形成されたシートを束状に部揃えし、これを予め設定された切断線で断裁する断裁装置の改良に関する。

一般にこの種の断裁装置は、束状に集積した紙葉束を紙載台上にセットしてその所定個所を断裁する装置として広く使用されている。例えばプリンタ装置などから搬出されるシートを束状に部揃えして製本綴じし、この製本綴じされた紙葉束の周縁を断裁揃えするトリミング装置、或いは画像形成装置からのシートを１／２、１／４などに半裁するカッティング装置として知られている。

従来、このような断裁装置としては例えば特許文献１に開示されているようにテーブル上に１枚のシートをセットしてこれを切断する断裁装置と、例えば特許文献２に開示されているように多数枚のシートを束状にセットして一度に断裁する断裁装置が知られている。そして切断の方法としては特許文献１のようにシートの一端から他端に移動する切断刃で切断する場合と、特許文献２のように束状のシートの上方から平板状の切断刃（ギロチン刃）が下降する際に断裁するものがそれぞれ知られている。

上記特許文献１のようにシートの一端から他端に１枚の切断刃（回転刃）を走行させて切断する機構にあっては、これで多数枚のシート束を一度に断裁すると切断刃に及ぶ剪断力が大きくなり、これに勝る力で切断刃を走行させると蛇行する。このため従来は１枚のシートを切断する場合にこのような機構を採用している。従ってこのような装置で多数枚のシート束を断裁することは不可能とされている。

また、上記特許文献２のように多数枚のシート束をその厚さ方向に上下動する切断刃で一度に断裁する場合には、断裁に要する剪断エネルギーを大きくする必要がある。これは切断刃を高速で勢いよく下降させることによってシート束に撃力を与える必要があり、装置を堅牢で大型に構成しなければならない。そこで同公報には切断刃を切断線に沿って傾斜した斜裁形状に構成し、この切断刃を下降させる際に紙載台上のシート束を一端から他端に徐々に切断することが試みられている。

更に、特許文献３には板状の切断刃を左右一対の揺動アームに軸支持して切断刃を揺動運動する際にシートを断裁する装置が提案されている。このように上下動する断裁刃を一対のアーム部材でスイングさせて断裁することによって断裁刃が下死点（切断終了姿勢）に至った際に装置に及ぶ衝撃を小さくすることが出来るため、装置の小型軽量化が可能となる。更に同公報には左右一対の揺動アームのアーム長さを大小異ならせて紙葉面に対して断裁刃が傾斜して切断することによって切断力を小さくすることも提案されている。
特開平１０−１３８１９４号公報 特開２００３−７１７８０号公報 特開昭５３−１０３４８９号公報

上述のように、複数枚の紙葉類を束状に積載してこれを断裁する場合に、板状切断刃（以下ギロチン刃という）で切断する装置にあって、従来は紙葉束の上方に板状切断刃を待機させ、この位置から勢いよく下方の紙葉束に降下させることによってその撃力で多数枚の紙葉を断裁している。このためギロチン刃は紙葉束に対して上下方向に例えばガイド溝などで案内し、油圧機構などの駆動手段で下降動作させている。この場合紙葉束を切断線に沿って徐々に切断するためガイド溝を傾斜させる構造、或いは刃先を切断方向に所定角度傾斜させる構造も知られている。

ところがこのような切断構造ではギロチン刃を勢いよく紙載台上の紙葉束に降下させるため駆動機構の大型化と紙葉束の位置ズレの問題がある。つまり紙葉束に大きな衝撃力が及ぶため紙載台上の紙葉束が位置ズレを起こし切断面が不揃いになり、これを解決する為紙載台上の紙葉束を大きな押圧力で保持する必要がある。従って、切断刃の駆動機構の大型化とプレス機構の大型化が必要となり、勢い装置は大型で高価なものとなる。

そこで切断刃を円弧運動する左右一対の回転部材（例えばアーム部材）に支持し、このアーム部材で切断刃を上死点から下死点に揺動（スイング）運動させることによって装置を小型コンパクトに構成することが前掲特許文献３に提案されている。

ところが本発明者が前掲特許文献３の知見に基づいて所定枚数の紙葉束を断裁した処、断裁面が不揃いとなり断裁品位に劣ることが判明した。これは図９に示すように紙葉束の断裁が進行するに伴って紙葉に対する切断刃の傾斜角度θが徐々に変化することに原因することを究明した。これはシート束を一端から他端に徐々に切断するときに紙面に対して刃先角度（図９（ｂ）に示すθ１、θ２）が変化するため上層紙と下層紙、或いは切断開始端と切断終了端とでは紙葉面に対する刃先角度（剪断角度）が異なる為と理解される。尚図９は１枚のシートを切断する場合をモデル化したものであり、多数枚であっても同様である。

これと同時に前掲特許文献３の構造では切断刃が図９（ａ）に示すように左側から右側に移動する過程で紙葉束を切断するため紙葉束には常に右方向のズラし力が作用している。つまり切断刃の刃先は徐々に変化する傾斜角度θで刃先自体を同図右側に押しながら移動して切断することとなる。

本発明者が実験した処、紙葉束を徐々に切断する際に切断刃を押しながら切断した場合と、引きながら切断した場合とでは切断端面が異なり、特に押しながら切断すると切断終了部で紙葉の折れ曲がり、破れ（引きちぎられた状態）などが発生することが判明した。これはナイフなどの板状切断刃で物体を切断するときに、刃を前方に押しながら切断する場合と刃を後方に引きながら切断する場合とでは切断面が異なり、通常柔らかい物体（紙葉束の場合には切断終了部）は刃を後方に引きながら徐々に切断すると先鋭な切断面が得られることが知られている。

従って本発明は紙載台上に載置された紙葉束を紙載台の上方から板状切断刃で切断する際に紙葉束に大きな衝撃力が及ぶことがなく、紙葉束の押圧プレス機構を簡素化することが可能な断裁装置を小型コンパクトで安価に製造することをその主な課題としている。更に、本発明は紙葉束を切断線に沿って一端から他端に徐々に切断する際に切断初期時には切断刃が紙葉束に確実に進入し、切断終了時には紙葉の折れ曲がり、或いは破損することのない断裁装置の提供をその課題としている。

上記課題を達成するため本発明は以下の構成を採用する。紙葉束を所定の断裁姿勢に支持する紙載台と、この紙載台上に紙葉束を保持するプレス手段と、切断線に沿って一端から他端に徐々に切断するように傾斜した刃先を有する平板形状の切断刃と、紙載台の上方の待機位置と下方の切断位置との間で切断刃を切断線方向に移動しながら上下動する運動規制手段とを備える。
そして運動規制手段は、切断刃の切断線方向に距離を隔てて配置された２つの回動支点を中心に円弧運動する左右一対のアーム部材又はカム部材で構成し、切断刃は、上記一対のアーム部材又はカム部材に軸支持されて待機位置と切断位置との間で円弧軌跡に沿って切断線方向に移動しながら上下動するように構成し、駆動手段は、左右一対のアーム部材又はカム部材それぞれに上記回動支点を中心として回転運動を伝達するように構成する。
上記一対のアーム部材又はカム部材の円弧運動における切断開始点と切断終了点とは、切断刃が切断線方向に移動する方向が反対方向となるように角度設定する。
このとき、紙葉束を一端から中央部に向かって徐々に切断するときには切断の進行方向と同一の押し方向に切断刃を移動させ、紙葉束の中央から他端までを切断するときには切断の進行方向と反対の引き方向に切断刃を移動させる。

尚、上述の切断刃の左右移動方向を反転するための構成は、例えばアーム部材又はカム部材に断裁刃を円弧運動する変曲点の上流側に切断開始位置が、下流側に切断終了位置が位置するように連結する。

束状の紙葉類を所定の切断線Ｘに沿って断裁する装置であって、紙葉束を支持する紙載台１５と、上記紙載台１５の切断位置Ｃｐに紙葉束を押圧保持するプレス手段２２と、上記紙載台１５上の紙葉束から離間した待機位置Ｗｐと紙葉束を切断する切断位置Ｃｐとの間で上下動する板状の切断刃２５と切断線方向に距離を隔てた左右２個所で上記切断刃を支持又は係合して上記切断刃の上下運動を規制する左右一対の運動規制手段と、上記切断刃を上記待機位置と切断位置との間で上下動する駆動手段とを備える。そして上記運動規制手段は、上記切断刃が円弧軌跡に沿って切断線方向左右に移動しながら上下運動するように左右一対のアーム部材又はカム部材で構成する。このアーム部材又はカム部材は切断刃に、上記紙載台上の紙葉束の切断開始時と終了時とでは上記切断刃の切断線方向の左右移動方向が反転するように係合する。そこで切断刃の刃先は、上記紙載台上の紙葉束を切断線に沿って一端から他端に徐々に切断するように切断線方向に所定角度傾斜させる。

上記運動規制手段は装置フレームに切断線Ｘ方向に距離を隔てて配置された第１の支持部材２６、第２の支持部材４０で構成し、この第１の支持部材２６、第２の支持部材４０はそれぞれ（１）基端部を回転軸に軸支持されたアーム部材２６Ｒ、２６Ｌか、又は（２）回転軸を有する回転盤４０で構成する。また両回転軸をベルト、チェーンなどの伝動機構で連結し、その一方には駆動モータを連結する。そこで板状切断刃２５は上記アーム部材２６Ｒ、２６Ｌの先端部に軸支持するか又は上記回転盤４０の偏心軸に軸支持する。

上記支持部材２６、４０は基端部を装置フレームにそれぞれ回転軸で軸支持された第１のアーム部材２６Ｒ、第２のアーム部材２６Ｌで構成し、上記板状切断刃２５は上記アーム部材２６Ｒ、２６Ｌの先端部に軸支持する。

上記支持部材２６、４０は、装置フレームにそれぞれ回転可能に軸支持された回転盤４０で構成し、上記板状切断刃２５は上記回転盤４０に形成された偏心軸に軸承する。

本発明は、紙載台に紙葉類を束状に積載保持して予め設定された切断線に沿って断裁する際に、紙葉束の上方に配置する板状切断刃を切断線方向に距離を隔てた第１の支持部材、第２の支持部材で支持し、この支持部材を回転させることによって切断刃の刃先が紙葉束の上方から円弧を描いて揺動するように構成したものである。これによって紙載台上の紙葉束は切断線方向に円弧状に揺動する刃先によって徐々に切断されるため、切断に要する駆動力を小さくすることが可能となる。従って切断刃の駆動機構が簡素化され駆動モータの小型化が可能となる。これと同時に紙載台に紙葉束を押圧保持するプレス機構も小型コンパクト化が可能となる。

また、本発明は上述のように構成した切断刃を揺動方向前方側の刃先と揺動回転中心との距離を大きく、揺動後方側の刃先と揺動回転中心との距離を小さくなるように傾斜したため、刃先の揺動に対し紙葉束には常に切り込み方向の作用が働くこととなり断裁面が乱れることがない。つまり揺動する回転刃に対しその刃先は紙葉面に対して揺動することなく所定角度で切り込むように切断するため切断面は均一で品位の高い断裁が可能である。

また、紙葉束に対して切断刃は揺動する下死点で切断が終了するように構成することによって衝撃が紙葉束或いは紙載台に及ぶことがなく、紙葉束を押圧保持するプレス機構を簡素化することが出来る。

更に、上記構成の切断刃を切断線方向に距離を隔てた前後一対の揺動アーム若しくは回転盤に支持し、この前後のアーム又は回転盤の回転軸をチェーン、ベルトなどの連動機構で連結してその一方を駆動モータで回転することによって揺動アーム又は回転盤を小径で小型に構成することが出来、装置を小型コンパクトに構成することが出来るなど本発明は顕著な効果を奏する。

以下図示の好適な実施の態様に基づいて本発明を詳述する。図１は本発明に係わる紙葉束断裁装置の全体構成を示す説明図であり、切断刃が待機位置の状態を示す。図２は図１の装置の背面図であり、図３は図１の装置の縦断面図である。図４は、断裁縁プレス手段の説明図である。図５及び図６は図１の装置に於ける切断状態の説明図であり、（ａ）は切断刃が待機位置の状態、（ｂ）は切断刃が紙葉切断中の状態、（ｃ）は切断刃が紙葉束の切断を終了した状態の説明図、（ｄ）は断裁後の切断刃が待機位置に復帰する状態の説明図である。図７は刃保持手段の図１とは異なる態様を示す説明図である。

［基本構成の説明］
まず本発明の基本的な構成を図５に基づいて説明する。本発明は束状の紙葉類Ｐを所定の切断線Ｘに沿って断裁する装置であって、紙葉類Ｐを束状に積載支持する紙載台１５と、この紙載台１５に紙葉束Ｐを押圧支持する断裁縁プレス手段２０と、この紙載台上の紙葉束Ｐに対して上方から下方に降下する板状の切断刃２５とから構成される。そしてこの切断刃２５は切断線Ｘ方向（図１左右方向）に距離を隔てた一対の運動規制手段で上下動するように支持又は案内する。この運動規制手段は基端部を回転軸２６ｘ、２６ｙに軸支されたアーム部材かカム部材で構成し、これに連結した切断刃２５が円弧軌跡を描いて切断線Ｘ方向左右に移動しながら上下動するように構成する。つまり左右一対の回転軸２６ｘ、２６ｙに基端部を軸支持した左右一対のアーム部材２６Ｒ、２６Ｌに板状の切断刃２５を軸支持する。これによって切断刃２５は左右の回転軸２６ｘ、２６ｙを中心に円弧軌跡に沿って上下運動と同時に左右動するように揺動する。そこでこの切断刃２５を切断線Ｘに沿って束状の紙葉類Ｐの一端から他端に徐々に切断するように切断線Ｘ方向に所定角度、例えば図示角度αを３度以上１５度以下の範囲で傾斜させる。

上述のように切断線Ｘ方向に所定角度αで傾斜させた切断刃２５は紙載台上の束状の紙葉類（以下紙葉束と云う）Ｐを図５（ａ）に示す最上紙から同図（ｂ）に示す最下紙に至るまで所定角度αで徐々に断裁することとなる。そこでこの角度αを、紙葉を切断する最適の角度（３度以上１５度以下）に設定することによって紙葉束Ｐは最上紙から最下紙に至るまで均一の切断条件で切断する。このように構成された切断刃２５は左右一対の回転軸２６ｘ、２６ｙを中心に前述のように揺動するため紙葉束Ｐの切断線Ｘ方向に移動（左右動）しながら待機位置（図示Ｗｐ）から切断位置（図示Ｃｐ）に下降する。このとき本発明はこの切断刃２５の左右動を切断初期と切断終期とでは移動方向が反転するように構成する。

つまり、図６に示すように左右一対の回転軸２６ｘ、２６ｙを中心に旋回動する切断刃２５を円弧軌跡の上死点Ｐ１と変曲点Ｐ２と下死点Ｐ３との間で紙葉束Ｐを切断するように設定する。つまり待機位置Ｗｐを上死点Ｐ１の近傍（必ずしも上死点でなくても良い）に設定する。そして許容最大紙葉束の切断開始時を切断開始点Ｐｓ、切断終了時Ｐｅを次のように設定する。切断開始位置Ｐｓは上死点Ｐ１と変曲点Ｐ２との間に設定し、切断終了点Ｐｅは変曲点Ｐ２と下死点Ｐ３の近傍（必ずしも下死点でなくても良い）に設定する。このように円弧軌跡で揺動運動する切断刃２５に対して変曲点Ｐ２を挟んでその上流側に切断開始ポイントを、その下流側に切断終了ポイントを設定する。すると図示態様に於いて切断刃２５は待機位置Ｗｐから切断位置Ｃｐに下降する際に切断線Ｘ方向にまず左側に移動し、次いで（変曲点Ｐ２を超えた後）右側に移動することとなる。これによって切断刃２５の刃先は切断開始時には紙載台１５上の紙葉束Ｐを左側に移動しながら下降し、切断終了時には右側に移動しながら下降して紙葉束Ｐを切断することとなる。

このように切断線Ｘ方向に左右動しながら下降する切断刃２５を切断開始時と切断終了時とでその移動方向を反転させることによって切断過程で紙葉束Ｐが荷崩れ状に位置ズレを起こすことがない。このように本発明は切断刃２５を上方から下方に下降させて紙葉束Ｐを断裁する際に切断刃２５を切断線Ｘ方向に移動しながら切断する構成においてこの切断刃２５の切断線Ｘ方向移動を切断開始時と切断終了時とで反転させる（図示のものは左側に移動した後右側に移動する）ことを特徴としている。

更にこの切断刃２５の切断線Ｘ方向の移動を切断開始時には押し方向に、切断終了時には引き方向に設定する。つまり図６（ａ）に示すように切断開始時には刃先の図示ポイント（刃先の任意個所）ＰｏはＰｏ１、Ｐｏ２、Ｐｏ３、Ｐｏ４の順に徐々に左側に移動し、切断終了時にはＰｏ５、Ｐｏ６、Ｐｏ７、Ｐｏ８の順に徐々に右側に移動する。これは一般に軟質なプロック材をナイフ状刃先で切断する際に切り込み始めにはナイフを押しながら切断し、切断終了時にはナイフを引きながら切断することと同様の結果が得られる。
従って切断刃２５は紙葉束Ｐに対して切断開始時には切り込み方向に移動しながら下降し、切断終了時には切り込み逃げ側に移動しながら下降することとなり、紙葉束Ｐの切断端面はシャープで凹凸の少ない切断面となる。特に切断終了時に紙片端が引きちぎられる破断面となることがない。

以下図示の具体的な実施形態について本発明を詳述する。図１に示す紙葉束断裁装置Ａは、装置フレーム１１と、紙葉、プラスチックフィルムなどの束状の紙葉類（上述の紙葉束を云う）Ｐを保持する紙載台１５と、この紙載台１５に紙葉束Ｐを押圧保持する断裁縁プレス手段２０と、この紙葉束Ｐの上方に設定された待機位置Ｗｐと切断位置との間で上下動する切断刃２５とから構成されている。そして切断刃２５は上記紙葉束Ｐの最大切断長さを有する板状刃で形成され、待機位置Ｗｐから切断位置Ｃｐに移動する際に紙載台１５上の紙葉束Ｐを切断するように構成されている。以下各構成について説明する。

［装置フレームの構成］
装置フレーム１１は上記紙載台１５と上記切断刃２５と上記プレス手段２０を支持する適宜の枠体で構成されている。この装置フレーム１１は例えば製本装置などに組み込まれる場合はシート束の搬送機構部に配置され、その装置仕様に応じて適宜の構造で構成される。図１及び図２に示す装置フレーム１１は、紙載台１５を構成する下枠１１ａと、その上方に距離を隔てて略々平行する上枠１１ｂと、この上下枠１１ａ、１１ｂを連結する左右の側枠１１ｃ、１１ｄと、背面板１１ｅとの枠組みで構成されている。

［紙載台の構成］
紙載台１５は紙葉束Ｐを束状に載置するテーブル部材で構成され、装置フレーム１１に固定されている。この紙載台１５は装置仕様によって水平姿勢又は垂直姿勢或いは所定角度で傾斜した姿勢で構成される。つまり紙載台１５に紙葉束Ｐを搬送する搬送経路（図示せず）の構成に応じて種々の姿勢で配置され、例えば鉛直姿勢の場合にはこの紙載台１５に紙葉束Ｐを押圧保持するニップ手段（例えば回転テーブル）と協働して紙葉束Ｐを保持するように構成する。図示のものは水平姿勢で紙葉束Ｐを搬送する搬送経路に配置される。また、製本装置において製本綴じした紙葉束の周縁をトリミングカットする構成にあっては、この紙載台１５に、例えば回転テーブルを設けて天部・地部・小口部を順次断裁するように構成する。

［断裁縁プレス手段の構成］
次に前述の紙載台１５に紙葉束Ｐを押圧保持する断裁縁プレス手段２０の構成について説明する。この断裁縁プレス手段２０は紙載台１５の上方の待機位置ＷＰと紙載台１５上の紙葉束Ｐを押圧保持する作動位置ＣＰとの間で上下動自在に配置され、駆動手段（駆動モータなど）で上下動するように構成される。

そこで図示の装置はこの断裁縁プレス手段２０を前述の切断刃２５の上下動機構と一体的に構成し、同時に切断刃２５を上下動する駆動モータＭでこの断裁縁プレス手段２０を上下動するようにしている。これにより装置の簡素化と小型コンパクト化と製造コストの低減を図っている。尚、駆動モータの代わりに手動式ハンドルを用いた構成であっても良い。

このため断裁縁プレス手段２０は加圧部材２１とこの加圧部材２１に押圧力を付与する付勢スプリング２２とから次のように構成されている。紙載台１５上の紙葉束Ｐを押圧保持する加圧部材２１は切断線Ｘに沿って紙葉束Ｐを押圧するプレート部材（扁平板状部材）で構成されている。この加圧部材２１を前述の切断刃２５に重ね合わせて両者を一体的に上下動案内機構（前述のアーム部材とガイド部材１２）に支持し、切断刃２５の上下駆動機構（前述の駆動モータＭとアーム部材）で上下動させるようにしている。この為、加圧部材２１には切断線Ｘ方向に長溝（横溝）２１ａ、２１ｂが設けてあり、切断刃２５には上下方向にスリット溝（縦溝）４０ａ、４０ｂが設けられている。そして加圧部材２１は切断刃２５に上記長溝２１ａ、２１ｂとスリット溝４０ａ、４０ｂに貫挿したガイドピン４１で一体的に支持されている。この加圧部材２１と切断刃２５とは互いに重ね合わされた状態で前述のガイド部材１２に嵌合されている。

従って切断刃２５はスリット溝４０ａ、４０ｂに沿って加圧部材２１と独立して上下動し、また長溝２１ａ、２１ｂに沿って切断線Ｘ方向に独立して左右動するようになっている。一方加圧部材２１は上記スリット溝４０ａ、４０ｂの溝下端縁４０ｃ、４０ｄによって切断刃２５が上昇（作動位置Ｃｐから待機位置Ｗｐに移動する）運動に追従して上方向に移動するようになっている。尚図示のスリット溝４０ａ、４０ｂ及び長溝２１ａ、２１ｂは切断刃２５の左右２個所に配置されているがこれは１個所或いは２個所以上であっても良い。

上記加圧部材２１には付勢スプリング２２ａ、２２ｂ、２２ｃが配置され、常時紙載台１５上の紙葉束Ｐを押圧保持する方向に弾圧力が作用している。図示の付勢スプリング２２は装置フレーム１１の上枠１１ｂに植設されたバネ装着ピン２３ａと加圧部材２１に植設されたバネ装着ピン２３ｂとの間に嵌合支持されている。そして前記スリット溝４０ａ、４０ｂは図４（ａ）に示す切断刃２５が待機位置Ｗｐの状態で溝下端縁４０ｃ、４０ｄが付勢スプリング２２に抗して加圧部材２１を待機位置ＷＰに上昇させるような溝形状に形成されている。

従って切断刃２５が駆動モータＭで前述の切断動作を実行する過程で加圧部材２１は待機位置ＷＰから切断刃２５の下降に伴って下降し付勢スプリング２２の弾圧力で紙載台１５上の紙葉束Ｐを押圧し、切断刃２５が作動位置（断裁位置）Ｃｐから上方待機位置側に移動するとスリット溝４０ａ、４０ｂの溝下端縁４０ｃ、４０ｄで加圧部材２１は紙載台１５から上方に離間し待機位置ＷＰに復帰することとなる。なおこの過程で前記長溝（横溝）２１ａ、２１ｂは切断刃２５が切断線Ｘ方向に左右動する際の逃げ溝となる。

［切断刃の構成］
切断刃２５は上述の装置フレーム１１に支持され、紙載台１５に断裁縁プレス手段２０（後述する）で押圧支持された紙葉束Ｐを断裁する為、次の構成を備えている。この切断刃２５は紙葉束Ｐの切断長さより長い板状刃で構成されている。この板状の断裁刃２５の刃先２５ａは切断線Ｘに沿って所定角度（α）傾斜し、この傾斜によって紙載台１５上の紙葉束Ｐを一端から他端に切断線Ｘに沿って徐々に切断するように構成されている（図参照）。図示の切断刃２５は刃先（部材）２５ａと、この刃先部材２５ａを装着した刃保持部材２５ｂとで構成されている。以下この刃先部材２５ａと刃保持部材２５ｂとを「切断刃２５」という。

上述の切断刃２５は紙葉束Ｐの切断線Ｘ方向に距離Ｌｎを隔てた左右一対のアーム部材２６Ｒ、２６Ｌに支持され、待機位置と作動位置との間で上下動するように構成されている。つまり装置フレーム１１の背面板１１ｅには距離Ｌｎを隔てて回転軸２６ｘ、２６ｙが設けられ、この回転軸２６ｘ、２６ｙにアーム部材２６Ｒ、２６Ｌの基端部が一体的に連結してあり、この各アーム部材２６の先端部に板状の切断刃２５が回動自在に軸着されている。従って左右一対の回転軸２６ｘ、２６ｙを回転駆動するとこれに取付けられたアーム部材２６Ｒ、２６Ｌが回転し、切断刃２５は円弧軌跡を描きながら上方の待機位置Ｗｐと下方の作動位置Ｃｐとの間で上下動することとなる。図示１２ａ、１２ｂは切断刃２５の上下動を案内するガイド部材であり、装置フレーム１１の側枠１１ｃ、１１ｄに設けられている。

特に図示の装置は切断刃２５を前述のように刃先部材２５ａと刃保持部材２５ｂとを分離して構成し、刃保持部材２５ｂをアーム部材２６Ｒ、２６Ｌに軸支持している。これは刃先の劣化に伴って刃先部材のみを交換することが出来るようにするためである。この刃先交換を容易で安価にする為、刃先部材２５ａは板状の引抜き鋼材で大量生産し、これを装置に組込まれた刃保持部材２５ｂに接着剤（例えば両面テープ）などで固定する。そこで刃保持部材２５ｂには段差２５ｙを有する刃装着凹陥部２５ｃが形成してあり、この刃装着凹陥部２５ｃに板状の刃先部材２５ａを接合するようになっている。そしてこの刃装着凹陥部２５ｃは切断線Ｘ方向に傾斜（α）が形成してあり、扁平状の刃先部材２５ａを刃保持部材２５ｂに接着剤或いは止めビスなどで接合すれば前述の傾斜αが形成され、同時に刃先に作用する剪断力は刃保持部材２５ｂの段差２５ｖで堅固に受けることとなる。

［刃保持手段の構成］
そこで本発明は上記切断刃２５を刃保持手段２６に次のように支持する。この刃保持手段２６は、図１、２に示すように切断線方向に距離Ｌｎを隔てて配置されたアーム部材２６Ｒ、２６Ｌで牽引支持されるか、又は図７に示すように切断線方向に距離Ｌｎを隔てて配置された回転盤（偏心カム）４０Ｒ、４０Ｌに支持される。

まず、図１、２の構成について説明すると前記装置フレーム１１の背面板１１ｅに間隔Ｌｎを隔てて回転軸２６ｘ、２６ｙが軸支持されている。そして回転軸２６ｘには第１揺動アーム２６Ｌが、回転軸２６ｙには第２揺動アーム２６Ｒがそれぞれ一体に回転するように軸着されている。そしてこの第１揺動アーム２６Ｌ、第２揺動アーム２６Ｒの先端部に切断刃２５がそれぞれ回動自在に軸支されている。従って第１揺動アーム２６Ｌ、第２揺動アーム２６Ｒが回転すると切断刃２５は円弧軌跡を描きながら揺動することとなる。図示の揺動アームは等しい長さに設定してあるが第１揺動アーム２６Ｌ、第２揺動アーム２６Ｒの長さを異ならせても良い。

上記回転軸２６ｘ及び回転軸２６ｙにはスプロケット２８Ｒ、２８Ｌが一体的に取り付けてある。そしてこのスプロケット２８Ｒ、２８Ｌはチェーン２９が巻回され、両回転軸が同一速度で回転するように連結されている。従って駆動モータＭを回転駆動すると回転軸２６ｘ、２６ｙは同一方向に同一速度で回転する。このように構成された切断刃２５は回転軸２６ｘ、２６ｙの回転で円弧軌跡を描きながら揺動することとなり、上記第１揺動アーム２６Ｌ、第２揺動アーム２６Ｒはその下死点（後述する図５（ｃ）の状態）で紙載台上の紙葉束Ｐの最下層紙を断裁するような位置関係に配置されている。尚上述のチェーン２９はロールチェーン、サイレントチェーンなど、樹脂成形チェーンであっても良く、或いはタイミングベルトなどのベルト部材であっても良い。

［刃受け機構の構成］
上述の切断刃２５の刃受け構造について説明すると、図３に示すように前記紙載台１５には固定刃３０が設けられている。この固定刃３０は切断線Ｘに沿って紙葉束Ｐの最大切断長さより長く配置され、前記切断刃２５との間で紙葉を挟み断裁するように構成されている。

次に図７に示す刃保持手段２６について説明する。切断刃２５は前述のものと同様に構成され、この切断刃２５は装置フレーム１１の背面板１１ｅに間隔Ｌｎを隔てて一対の回転軸２６ｘ、２６ｙが設けられ、この両回転軸には第１回転盤４０Ｌと第２回転盤４０Ｒが一体的に回転するように軸着されている。そして回転軸２６ｘ、２６ｙには前述のものと同様にチェーン、タイミングベルトなどで連結され、駆動モータＭが連結されている。従って前述のものと同様に第１回転盤４０Ｌと第２回転盤４０Ｒは同一速度で同一方向に回転するようになっている。そしてこの第１第２の回転盤４０Ｌ、４０Ｒには回転軸２６ｘ、２６ｙと距離を隔てて偏心した位置に支軸４０ｐが植設され、この支軸４０ｐに切断刃２５が回転自在に軸支持されている。従って前述の揺動アームと同様に切断刃２５は円弧軌跡を描きながら図７（ａ）の待機位置（ホームポジション）から同図（ｂ）の切断位置に移動することとなる。なお切断位置は上記支軸４０ｐの下死点に設定してある。その他の構成は図１のものと同様である。

［断裁制御動作］
次に上記各構成の切断刃２５を駆動制御する断裁動作について説明する。これを図４（ａ）（ｂ）及び図５（ｃ）（ｄ）に基づいて説明する。これを図１及び図２に示す構成について説明すると、前記紙載台１５上に紙葉束Ｐを載置し所定の断裁位置にセットする。この紙載束Ｐのセットは通常紙載台１５の上流側に紙葉束搬送手段、例えばグリップ搬送部材或いはニップローラなどを配置し、この紙葉束搬送手段の送り量で紙葉束Ｐの断裁量（カット幅）を設定する。また、紙葉束Ｐの天部・地部・小口部の３方向を断裁（トリミングカット）する場合は紙載台１５の上流側に回転テーブルを装備する。

そこで紙葉束Ｐが図４（ａ）に示す状態でセットされると、プレス部材２２で紙葉束Ｐを押圧支持する。この切断刃２５は予め定めた待機位置Ｗｐ（ホームポジション）に位置している。

次に制御手段は駆動モータＭを回転駆動し、刃保持部材２６を図４時計方向に回転する。すると第１揺動アーム２６Ｌ、第２揺動アーム２６Ｒに支持された切断刃２５は図４（ｂ）の状態に紙載台１５上の紙葉束Ｐをその一端から他端側に徐々に切断する。次に切断刃２５を支持する揺動アーム２６Ｌ、２６Ｒが下死点に達すると図５（ｂ）の状態に紙載台上の紙葉束Ｐの全てを断裁する。この断裁終了後は揺動アーム２６Ｌ、２６Ｒは上死点を通過して初期位置、即ち図４（ａ）の状態に戻る。

このようにして紙載台１５上の全ての紙葉が断裁されると制御手段は断裁縁プレス手段２０を待機位置に復帰し、断裁済の紙葉束Ｐは紙載台１５上に載置された状態で開放される。

［画像形成装置の構成］
次に上述のシート類断裁装置を備えた後処理装置及び画像形成装置の構成について図８に従って説明する。画像形成装置Ａは複写機、プリンタ、印刷機など種々の構造のものが採用可能であるが静電印刷装置を図示する。この画像形成装置Ａはケーシング５１内に給紙部５２と、印字部５３と、排紙部５４と制御部とが内蔵されている。給紙部５２にはシートサイズに応じた複数のカセット５２ａが準備され、制御部から指示されたサイズのシートが給紙経路５５に繰り出される。この給紙経路５５にはレジストローラ５５ａが設けられ、シートを先端揃えした後所定のタイミングで下流側の印字部５３に給送する。

印字部５３には静電ドラム５３ａが設けられ、この静電ドラム５３ａの周囲には印字ヘッド５３ｂ、現像器５３ｃ、転写チャージャ５３ｄなどが配置されている。そして印字ヘッド５３ｂは例えばレーザ発光器などで構成され、静電ドラム５３ａ上に静電潜像を形成し、この潜像に現像器５３ｃでトナーインクを付着し、転写チャージャ５３ｄでシートに印刷する。この印刷シートは定着器５４ａで定着され排紙経路５４ｂに搬出される。排紙部５４には上記ケーシング５１に形成した排紙口５４ｃと排紙ローラ５４ｄが配置されている。このように画像形成された印刷シートは排紙口５４ｃから排紙ローラ５４ｄで搬出される。

尚図示５５はスキャナユニットであり、上記印字ヘッド５３ｂで印刷する原稿画像を光学的に読み取る。その構造は一般的に知られているように原稿シートを載置セットするプラテン５５ｐと、このプラテン５５ｐに沿って原稿画像をスキャンするキャリッジ５５ｃと、このキャリッジ５５ｃからの光学像を光電変換する光学読取手段（例えばＣＣＤディバイス）５５ｒとから構成されている。また図示のものは原稿シートを自動的にプラテンに給送する原稿送り装置５６がプラテン５５ｐ上に装備してある。

［製本装置（シート取扱い装置）の構成］
次に上述の画像形成装置Ａの下流側には製本装置が連結され、画像形成されたシートを束状に部揃えし、この束状に部揃えした紙葉束をステイプル、接着テープ、接着糊などで綴じ合わせて製本処理する。この製本処理後の紙葉束を前述の断裁装置で断裁揃えして排紙スタッカに収納する。図８に示す製本装置は束状に部揃えした紙葉束の中央をステイプル綴じして綴じ合わせ、この中綴じした紙葉束を折り畳んで冊子状に製本し、その後折り畳み先端を断裁して揃える装置を示す。

そこで画像形成装置の排紙口５４ｃに連なる搬入経路６１が設けられ、この搬入経路の経路排紙口６１ａの下流側に集積トレイ６２が配置されている。このトレイにはシートを排紙方向前後に移送するスイッチバックローラ６２ａとシート後端を規制する後端規制部材６２ｂが備えられている。上記スイッチバックローラ６２ａは排紙口からのシートを排紙方向にトレイ先端側に搬送し、シート後端がトレイ上に進入した後は排紙方向と逆方向にシートを移送して後端を規制部材６２ｂに突き当てて位置決めする。また上記後端規制部材６２ｂはトレイ上に突出した位置とトレイから退避した位置との間で揺動自在に構成され、電磁ソレノイドなどのシフト手段（図示せず）に連結されている。そして上記トレイ６２には集積したシート束を下流側に搬出する後端押し出し部材６３が設けられている。尚トレイ６２には図示しないサイド整合部材が配置され排紙口から進入するシートの搬送直交方向を位置決め整合するようになっている。従って排紙口６１ａからのシートはトレイ上に搬入され、その後端を規制部材６２ｂに規制された状態で束状に集積される。その後、このシート束は後端規制部材６２ｂがトレイから退避した状態で後端押し出し部材６３によって下流側に搬出されることとなる。

上記集積トレイ６２の下流側には製本経路６４が連設され、この経路には中綴じステイプラ６５が配置されている。このステイプラ６５の構造は詳述しないがシート束にステイプル針を刺入して先端を折り曲げるユニットで構成され、ステイプル針を刺入する上部ユニットと先端を折曲げる下部ユニットがシート束を移送する製本経路を挟んで上下に配置されている。製本経路６４にはシート束の先端を係止する第１ストッパ６４ａと第２ストッパ６４ｂが設けられている。第１ストッパ６４ａは経路に出没自在の可動部材で構成され、シート束の先端を係止した状態でステイプラ６５がシート束の中央に位置するように配置されている。従って集積トレイ６２に集積したシート束は後端押し出し部材６３で製本経路６４に移送され、その先端を第１ストッパで係止された状態でステイプラ６５によって綴じられることとなる。

上述のように中綴じ製本されたシート束は上記第１ストッパ６４ａが経路から退避した後、下流側の第２ストッパ６４ｂに係止される。この状態でシート束の中央（ステイプル綴じ位置）を折り曲げるように折りロール６６ａと中折りナイフ６６ｂが配置されている。この中折りナイフ６６ｂは矢視方向に上下動自在のブレードで構成され製本経路６４中のシート束を折りロール６６ａに案内する。また折りロール６６ａは一対のロールで構成されシート束中央を折曲げて下流側の排紙経路６７に移送するようになっている。

上記折りロール６６ａの下流側に配置された排紙経路６７はスイッチバック経路で構成され、シートを断裁経路６８に案内する。図示６７ａはスイッチバックローラであり、６７ｂは中間トレイである。このように構成された断裁経路６８には断裁装置６９が配置されている。この断裁装置６９は図１で説明した装置であり、その作用は後述する。また、上記断裁経路６８にはシート束を移送するベルト搬送手段６９とグリップ回転手段７０が配置されている。

以上の構成において、画像形成装置で画像形成されたシートは集積トレイ６２に束状に集積され整合される。そこで製本装置に備えられた制御ＣＰＵ（不図示）は画像形成装置からジョブ終了信号を受けると、後端規制部材６２ｂをトレイ外に退避させて後端押し出し部材６３でシート束を下流側の製本経路６４に移送する。そしてこの経路中の第１ストッパ６４ａにシート束の先端を突き当てて停止させる。この状態でステイプラ６５を作動してシート束の中央（中折位置）をステイプル綴じする。次いで制御ＣＰＵは第１ストッパ６４ａを経路外に退避させシート束を更に下流側の第２ストッパ６４ｂに突き当てて停止させる。するとシート束の中央（ステイプル綴じ位置）は折りロール６６ａに臨み、Ｂの状態で折りナイフ６６ｂを図示矢印方向に移動させる。するとシート束はその中央を折り曲げられながら折りロール６６ａに案内される。そこで折りロール６６ａを回転駆動するとシート束は中央を折り曲げられ下流側の排紙経路６７に移送される。

このように排紙経路６７に導かれたシート束は搬送方向を反転して断裁経路６８に送られる。断裁経路６８ではこのシート束をベルト搬送手段６８でスイッチバックさせて先端位置決めする。この先端位置決めは断裁刃２５を待機位置に退避させた状態でシート束を図９右側に搬送してシート束全体を断裁経路６８に進入させる。そこでベルト搬送手段６８でシート束を同図左側にバックさせ所定の切断線Ｘが断裁刃の位置に一致するようにシート束を位置決めする。次いで制御ＣＰＵはグリップ回転手段７０でシート束をニップし、次いでプレス部材２１でシート束を押圧保持する。そこで断裁刃２５を保持する断裁刃保持手段２６を所定方向に移動させる。この断裁の状態は先に図４で説明した手順でシート束の端縁を断裁する。

次にシート束の小口部を断裁した後、制御ＣＰＵはプレス部材２１を押圧解除してグリップ回転手段７０を作動させて例えば９０度シート束を回転させ天部を切断位置に臨ませる。このシート束の回転後シート束を切断線Ｘに所定量送る。このシート束の移送はグリップ回転手段７０を図示右側に移動するか或いはベルト搬送手段６８で送る。その後このシート束の天部を断裁した後、同様に小口部を断裁する。そしてシート束の３方向の断裁が終了すると制御ＣＰＵはベルト搬送手段６８でシート束を排紙スタッカ７１に搬出する。

なお、図示の製本装置はステイプラ６５で製本綴じする場合を示したが、これは束状に集積したシート束の端面に接着剤を塗布して表紙シートでくるみ綴じ（くるみ綴じ製本）、或いは表紙シートで表装することなく天糊製本しても良いことは勿論である。

本発明に係わる紙葉束断裁装置の全体構成を示す説明図。 図１の装置で切断刃が切断位置の状態を示す説明図。 図１の装置における縦断構成の説明図。 図１の装置に於ける断裁縁プレス手段の説明図。 図１の装置における紙葉束の切断状態の説明図であり、（ａ）は切断刃が待機位置の状態、（ｂ）は切断刃が紙葉切断中の状態をそれぞれ示す。 図１の装置における紙葉束の切断状態の説明図であり、（ｃ）は切断刃が紙葉束の切断を終了した状態、（ｄ）は断裁後の切断刃が待機位置に復帰する状態をそれぞれ示す。 図１の装置に於ける刃保持手段とは異なる態様の説明図。 本発明に係わる画像形成装置の全体図。 従来の装置構成に於ける断裁状態の説明図。

符号の説明

１１ 装置フレーム
１１ａ 上枠フレーム
１１ｂ 下枠フレーム
１１ｃ 側枠フレーム
１１ｄ 側枠フレーム
１１ｅ 背面フレーム
１５ 紙載台
２０ 断裁縁プレス手段
２１ 加圧部材
２１ａ、２１ｂ 長溝（横溝）
２２ 付勢スプリング（２２ａ〜２２ｃ）
２６Ｌ 第１揺動アーム
２６Ｒ 第２揺動アーム
２６ｘ、２６y 回転軸
４０ａ、４０ｂ スリット溝（縦溝）
４０ｃ、４０ｄ 溝下端縁
４０Ｌ 回転盤
４０Ｒ 回転盤
Ｐ 紙葉束
Ｘ 切断線
Ｍ 駆動モータ

Claims (6)

1. 紙葉束を切断線に沿って一端から他端に徐々に断裁する装置であって、
   紙葉束を載置する紙載台と、
   上記紙載台上に紙葉束を保持するプレス手段と、
   上記紙載台上の紙葉束を切断線に沿って一端から他端に徐々に切断するように傾斜した刃先を有する平板形状の切断刃と、
   上記紙載台上方の待機位置と下方の切断位置との間で上記切断刃を切断線方向に移動させながら切断深さ方向に上下動する運動規制手段と、
   上記切断刃を待機位置と切断位置の間で移動する駆動手段と、
   を備え、
   上記運動規制手段は、
   互いに距離を隔てて配置された回動支点を中心に円弧運動する左右一対のアーム部材又は回転カム部材で構成され、
   上記切断刃は、待機位置と切断位置との間で切断線方向に移動しながら上下動するように上記一対のアーム部材又はカム部材に軸支持され、
   上記駆動手段は、上記左右一対のアーム部材又はカム部材に回転運動を伝達するように構成され、
   上記一対のアーム部材又はカム部材の円弧運動における切断開始点と切断終了点とは、
   紙葉束の一端から中央部までを切断するときには上記切断刃を切断線に沿って押し方向に移動しながら切断深さ方向に下降させ、
   紙葉束の中央部から他端までを切断するときには上記切断刃を切断線に沿って引き方向に移動しながら切断深さ方向に下降させるように角度設定してあることを特徴とする紙葉束断裁装置。
2. 前記運動規制手段は、基端部を回転自在に軸支持されたアーム部材か、又は回転軸を有する偏心カム部材か、又は円弧軌跡を有するカム溝で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の紙葉束断裁装置。
3. 前記切断刃の刃先は前記紙載台上の紙葉束の紙面に対して３度以上１５度以下の角度で傾斜していることを特徴とする請求項１又は２に記載の紙葉束断裁装置。
4. 前記一対のアーム部材は、それぞれ装置フレームに回転軸で軸支持され、この回転軸を回動支点として回動可能に軸支持され、
   前記切断刃は、上記アーム部材の先端部に軸支持されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の紙葉束断裁装置。
5. 順次供給されるシートを束状に集積するトレイ手段と、
   上記トレイ手段からのシート束を綴じ合わせる束綴じ手段と、
   上記束綴じ手段で綴じ合わされたシート束を断裁する紙葉束断裁装置と、を備え、
   上記紙葉束断裁装置は請求項１乃至４のいずれか１項に記載の構成を備えていることを特徴とするフィニッシャ装置。
6. 順次シート上に画像形成する画像形成手段と、
   上記画像形成手段からのシートを束状に部揃えするトレイ手段と、
   上記トレイ手段からのシート束を綴じ合わせる束綴じ手段と、
   上記束綴じ手段で綴じ合わされたシート束を断裁する紙葉束断裁装置と、
   を備え、
   上記紙葉束断裁装置は請求項１乃至４のいずれか１項に記載の構成を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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