JP5027602B2 - シート材切断装置及び画像形成装置 - Google Patents

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本発明は、シート材切断装置及び画像形成装置に係り、特に、少なくとも一部に透明部を有し、当該透明部の表面に鏡像画像を形成した第1のシート材と、表面に粘着剤層を有する非透明な第2のシート材とが前記第1のシート材の鏡像画像と前記第2シート材の粘着剤層とを対向させて貼合された貼合シート材の端辺を切断する切断部を備えたシート材切断装置及びこれを備えた画像形成装置に関する。
従来、プリンター、複写機等の電子写真方式の画像形成装置を利用して、光沢があり、質感を有する画像を形成することが行われている。例えば、電子写真方式の画像形成装置によって片面に鏡像画像を形成させた透明シートと白色紙とをその画像を挟み込むようにして貼着して画像記録シートを形成するシート材貼着装置を備えた画像形成装置が提案されている。(例えば、特許文献1参照)
特開平3−50586号公報
しかしながら、特許文献1記載のものでは、スプレー糊等の粘着剤を透明シートの画像面側に噴霧して、透明シートと白色紙とを人手による作業等で貼り合わせるために、透明シートと白色紙との間の大きさの不一致、或いは貼り合わせ位置のずれによって貼り合わされたシート材の端縁から透明シートや白色紙の端縁がはみ出し見苦しい形状となってしまう問題がある。
更に、近年、写真調画像が形成されたシート材では、縁なし画像の要望があるが、電子写真方式では、転写紙等のシート材の端縁から所定長さの内方の位置を基準位置としてイエロー、シアン、マゼンタ、黒等のカラー画像をシート材上に形成する関係から縁なし画像を電子写真方式で作成することは困難であるという問題もある。
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、光沢、質感の高い画像を有するシート材の端縁の揃ったシートを容易、確実に形成することの可能なシート材切断装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、少なくとも一部に透明部を有し、当該透明部の表面に鏡像画像を形成した第1のシート材と表面に粘着剤層を有する非透明な第2のシート材とが、前記第1のシート材の鏡像画像と前記第2シート材の粘着剤層とを対向させて貼合された貼合シート材の端辺を切断する切断部を備えたシート材切断装置において、前記切断部は、前記貼合シート材を介してそれぞれ対向して配置された第1刃部と第2刃部の1対の刃部を有し、前記第1刃部と第2刃部の一方は、他方の刃部より薄刃で構成され、該薄刃で構成される刃部は、前記貼合シートの第1のシート材と当接する刃部であり、当該1対の刃部の先端同士で前記貼合シート材の端辺を切断することを特徴とする。
また、請求項2の発明は、請求項1記載のシート材切断装置において、前記1対の刃の少なくとも一方は、円形状で中心に回転軸を有し、外周に刃部先端を有する回転刃であり、当該回転刃の刃部先端と他方の刃部の刃部先端同士で前記貼合シート材の端辺を切断することを特徴とする。
また、請求項3の発明は、請求項1記載のシート材切断装置において、前記1対の刃の少なくとも一方は、一端を支軸とし、他端に刃部先端を有し、当該刃部先端は、前記支軸を中心に回転自在に取り付けられた旋回刃であり、当該旋回刃の刃部先端と他方の刃部の刃部先端によって前記貼合シート材の端辺を切断することを特徴とする。
また、請求項4の発明は、請求項2又は3記載のシート材切断装置において、前記切断部は、前記回転刃又は旋回刃を回転又は旋回させる駆動手段を備え、当該回転刃又は旋回刃の刃部先端に向かって前記貼合シート材を搬送する搬送手段を備えていることを特徴とする。
また、請求項5の発明は、請求項4記載のシート材切断装置において、前記切断部は、前記貼合シート材を検知する検知手段を備え、当該検知手段の貼合シート材の検知信号に基づいて前記駆動手段の作動及び停止を制御する駆動手段制御装置を備えていることを特徴とする。
また、請求項6の発明は、請求項1乃至5の何れか1項記載のシート材切断装置において、前記切断部は、前記1対の刃部を、平行且つ少なくとも前記貼合シート材の対向する両端辺に対応する位置に複数対配設し、当該複数対の刃部で少なくとも貼合シート材の両端辺を切断することを特徴とする。
また、請求項7の発明は、請求項6記載のシート材切断装置において、前記複数対の刃部は、当該複数対の刃部間の距離を変動可能に取り付けられることを特徴とする。
また、請求項8の発明は、請求項7記載のシート材切断装置において、前記複数対の刃部間の距離は、前記シート材の幅に応じて設定されることを特徴とする。
また、請求項9の発明は、請求項1乃至5の何れか1項記載のシート材切断装置において、前記切断部は、前記1対の刃部を当該刃部の刃面と直交する方向に平行移動させる移動手段と、前記貼合シート材を逆送させる逆送手段とを備え、前記貼合シート材の1端辺を前記1対の刃部で切断した後、当該1対の刃部を前記移動手段によって平行移動させ、1端辺の切断された貼合シート材を前記逆送手段によって逆送させて前記貼合シート材の1端辺と対向する他端辺を前記移動手段によって平行移動されて1対の刃部によって切断するように制御する制御装置を備えたことを特徴とする。
また、請求項10の発明は、請求項1乃至5の何れか1項記載のシート材切断装置において、前記切断部は、前記貼合シート材を前記1対の刃部の刃面と直交する方向に平行移動させる移動手段と、前記貼合シート材を逆送させる逆送手段とを備え、前記貼合シート材の1端辺を前記1対の刃部で切断した後、当該1端辺の切断された貼合シート材を前記1対の刃部の刃面と直交する方向に前記移動手段によって平行移動させ、1端辺の切断された貼合シート材を前記逆送手段によって逆送させて前記貼合シート材の1端辺と対向する他の端辺を前記1対の刃部によって切断するように制御する制御装置を備えたことを特徴とする。
また、請求項11の発明は、請求項1乃至10の何れか1項記載のシート材切断装置において、前記切断部は、前記貼合シート材を90度回転させる回転手段と、前記貼合シート材を逆送させる逆送手段とを備え、前記貼合シート材の少なくとも1端辺を前記1対の刃部で切断した後、前記回転手段によって前記貼合シート材を90度回転させ、当該少なくとも1端辺の切断された貼合シート材を前記逆送手段によって逆送させて前記貼合シート材の1端辺と直交する他の少なくとも1端辺を切断するように制御する制御装置を備えたことを特徴とする。
また、請求項12の発明は、請求項1乃至10の何れか1項記載のシート材切断装置において、前記切断部は、前記貼合シートの搬入方向に対して平行な端辺を切断する少なくと前記1対の刃部を有する第1の切断部と、前記貼合シート材を前記搬入方向に対して直交する方向に搬送する搬送手段と、当該搬送手段によって前記搬入方向に対して直交する方向に搬送された貼合シート材の前記搬入方向に対して直交する方向に平行な端辺を切断する少なくとも前記1対の刃部を有する第2の切断部を備えたことを特徴とする。
また、請求項13の発明は、請求項1乃至12の何れか1項記載のシート材切断装置において、前記薄刃で構成される刃部は、当該前記薄刃で構成される刃部の刃より厚刃で構成された刃部よりも前記貼合シートの端縁側に配設されることを特徴とする。
また、請求項14の発明は、請求項1乃至13の何れか1項記載のシート材切断装置において、前記薄刃で構成される刃部は、30度〜70度の刃先角度を有し、前記薄刃で構成される刃部の刃より厚刃で構成される刃部は、70度〜90度の刃先角度を有することを特徴とする。
また、請求項15の発明は、少なくとも一部に透明部を有する第1のシート材の当該透明部の表面に鏡像画像を形成する画像形成部と、前記第1のシート材と表面に粘着剤層を有する非透明な第2のシート材とが前記第1のシート材の鏡像画像と前記第2シート材の粘着剤層とを対向させて貼合された貼合シート材の端辺を切断する切断部とを備えたシート材切断装置とを備えた画像形成装置において、前記シート材切断装置は、請求項1乃至14の何れか1項記載のシート材切断装置であることを特徴とする。
本発明によれば、少なくとも一部に透明部を有し、当該透明部の表面に鏡像画像を形成した第1のシート材と、表面に粘着剤層を有する非透明な第2のシート材とが前記第1のシート材の鏡像画像と前記第2シート材の粘着剤層とを対向させて貼合された貼合シート材の端辺を切断する切断部として、前記貼合シート材を介してそれぞれ対向して配置された第1刃部と第2刃部の1対の刃部を有し、当該1対の刃部の先端同士で前記シート材の端辺を切断することによって、光沢、質感の高い画像を有するシート材の端縁の揃ったシートを容易、確実に形成することの可能なシート材切断装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することができる。
本発明者らは、光沢、質感の高い画像を有するシート材の端縁の揃ったシートを容易、確実に形成するために、シート材切断装置を使用することを考え、シート材切断装置の開発を検討した。
このシート材切断装置の開発に当り、シート材切断装置において、通常使用される一枚刃からなるカッターを使用して少なくとも一部に透明部を有し、当該透明部の表面に鏡像画像を形成した第1のシート材と表面に粘着剤層を有する非透明な第2のシート材とが前記第1のシート材の鏡像画像と前記第2シート材の粘着剤層とを対向させて貼合された貼合シート材の端辺を切断すると、画像を形成するトナーが欠落したり、画像のひび割れや第1シート材と第2シート材が剥離するという問題が生じることを見出した。
図1は、従来のシート材切断装置を使用して、少なくとも一部に透明部を有し、当該透明部の表面に鏡像画像を形成した第1のシート材と、表面に粘着剤層を有する非透明な第2のシート材とを前記第1のシート材の鏡像画像と前記第2シート材の粘着剤層とが対向して貼合された貼合シート材の端辺を切断する場合の例を示す図で、(a)は、切断直前の状態を示す図、(b)は、切断時の状態を示す図である。これらの図中、38は、カッター等の刃部、38aは刃部先端、100は透明シートからなる第1のシート材、100aは、第1シート材の表面にトナーで形成された鏡像画像、91は白色紙の表面に粘着剤層91bを有す非透明の第2のシート材、200は第1のシート材100と第2のシート材91を貼り合わせた貼合シート材である。
図1で示すように、従来の一枚刃38からなる切断装置による切断では、第1のシート材100と第2のシート材91を貼り合わせてなる貼合シート材200を切断する際に、鏡像画像100aを形成するトナーが綺麗に切断されず、トナーが欠落したり、画像のひび割れが発生する。即ち、貼合シート材は、第1のシート材100と第2のシート材91との間に比較的硬質の鏡像画像100aと軟質の粘着剤層91bと材質の異なる層を介在させて構成されているために、一枚刃38で端辺を切断すると、切断部での軟質の粘着剤層91bが変形し、この粘着剤層91bの変形に伴って鏡像画像100aのトナーが欠落したり、画像のひび割れが発生してしまう。これを改善するため、本発明では図2に示すように貼合シート材200の上面200aと下面200bを介してそれぞれ対向する第1刃部38と第2刃部39の1対の刃部を配設し、刃部38、39の先端同士38a、39aで貼合シート材200を上下方向から切断することによって、端面が綺麗に切断された切断面200cとなってトナーが欠落したり、画像のひび割れの発生を抑制することができることを究明した。即ち、貼合シート材200の上面200aと下面200bの両面から第1刃部38と、第2刃部39の刃先を当接させるので、貼合シート材200中の粘着剤層91bの切断部での変形が抑制されてトナーの欠落やひび割れの発生を抑制して綺麗に切断された端面を形成することが可能となる。
図2は、第1刃部と第2刃部の一対の刃部を有するシート材切断装置による貼合シート材200を切断する状態を示す図で、(a)は、切断直前の状態を示す図、(b)は切断時の状態を示す
図である。本発明に係る一実施形態のシート材切断装置においては、貼合シート材200の上面200a及び下面200bに対して対向する第1刃部38と第2刃部39をこれらの刃部先端38a及び39aが対向するように配設し、切断時に第1刃部38と第2刃部39を上下動させてこれらの刃部先端38a及び39aが貼合シート材200の両側から等しく力を加えて剪断することで、図1で示す従来の一枚の刃で画像シート(貼合シート材)200の3層を切断する場合と比べて各層の変位が小さく、中間層のトナーに生じる応力を小さくすることができ、画像のひび割れやシートの剥離が抑制されて端縁の綺麗な写真調画像を得ることができる。
このような究明に基づき、端縁の綺麗な切断面を有するシートを作成することが可能となり、本発明を完成するに至った。以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図3は、本発明に係る一実施形態の画像形成装置の概略構成を示す図、図4は当該画像形成装置に使用される感光体ユニットの概略構成を示す図である。本実施形態に係る画像形成装置は、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の各色の画像を形成するための4つの画像形成ユニット1Y、1C、1M、1K、一次転写ユニット6、二次転写ユニット7及び定着ユニット8を備え、透明シート等の第1シート材100にトナーによる画像を形成する画像形成部300を備えている。なお、Y、C、M、Kの色順は、図3に限るものでなく、他の並び順であっても構わない。
画像形成ユニット1Y、1C、1M、1Kは、それぞれ、像担持体としての感光体ドラム11Y、11C、11M、11Kと、後述する感光体ドラム表面を一様に帯電する帯電ローラ14等の帯電手段、現像手段10(図3中に符号ありません:Ans:後述する図4で示しています。)及び一次転写ユニット6によって感光体ドラム表面のトナー像が転写搬送ベルト60に転写された後に感光体ドラム表面に残存するトナーを感光体ドラム表面から除去するクリーニング手段15とを備えている。また、各画像形成ユニット1Y、1C、1M、1Kの配置は、各感光体ドラム11Y、11C、11M、11Kの回転軸が平行になるように且つ第1シート材100の移動方向に所定のピッチで配列するように、設定されている。画像形成ユニット1Y、1C、1M、1Kの下方には、光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体ドラム11Y、11C、11M、11Kの表面にレーザー光を走査しながら照射する光書込ユニット3が、上方には各画像形成ユニット1Y、1C、1M、1Kのトナー像を重ね合わせて転写するように搬送する転写搬送ベルト60を有するベルト駆動装置としての一次転写ユニット6が配置されている。転写搬送ベルト60の外周面には、ブラシローラとクリーニングブレードから構成されたクリーニング装置61が接触するように配置されている。このクリーニング装置61により転写搬送ベルト60上に付着したトナー等の異物が除去される。
一次転写ユニット6の右側には、画像形成ユニット1Y、1C、1M、1Kで形成され、転写搬送ベルト60に転写されたトナー像を透明シート等の第1シート材100に転写する二次転写ユニット7が配置され、その上方にはベルト定着方式の定着ユニット8が備えられている。画像形成部300の下部には、第1シート材100が載置された給紙カセット4a、4bを備えている。また、画像形成装置側面から手差しで給紙を行う手差しトレイ4cが備えられている。この他、トナー補給容器5Y、5C、5M、5Kが備えられ、図示していない廃トナーボトル、電源ユニットなども備えられている。
現像手段としての現像装置10Y、10C、10M、10Kは、いずれも同様の構成からなり、それらは使用するトナーの色のみが異なるトナーとキャリアを使用する二成分現像方式の現像装置であり、トナーと磁性キャリアからなる現像剤が収容されている。現像装置10Y、10C、10M、10Kは、図4に示すように、感光体ドラム11に対向した現像ローラ12、現像剤を搬送・撹拌するスクリュー13、トナー濃度センサ等から構成される。現像ローラ12は、外側の回転自在のスリーブと内側に固定された磁石から構成されており、この磁石の磁力によって回転するスリーブ表面に磁性キャリアと共にトナーを保持し、光書込みユニット3によって各感光体ドラム11Y、11C、11M、11Kの表面に形成されたそれぞれの色に対応した静電潜像に電界力によってトナーを供給して静電潜像をトナー像化する。図示しないトナー濃度センサの出力に応じて、トナー補給装置よりトナーが補給される。
なお、本実施形態における画像形成装置においては、図4に示すように、各感光体ユニット2Y、2C、2M、2Kは、感光体ドラム11の外周に取り付けられる現像装置10、帯電ローラ14及びクリーニング装置15は、感光体ドラム11と共に一体に構成されてカートリッジ化されている。そのため、各感光体ユニット2Y、2C、2M、2Kをそれぞれ画像形成装置本体から取り外して、修理や交換を容易に行えるようになっている。このような各感光体ユニット2Y、2C、2M、2Kのプロセスカートリッジ化は、感光体ドラム11と現像装置10、帯電ローラ14及びクリーニング装置15の全てを一体としたプロセスカートリッジとする必要はなく、必要に応じて、感光体ドラム11と現像装置10または帯電ローラ14等の2種の装置を一体化したカートリッジであっても良い。
この画像形成装置によって、第1シート材100にトナー画像を形成する場合について説明する。先ず、帯電ローラ14に図示しない電源より所定の電圧が印加されて、対向する感光体ドラム11表面を一様に帯電する。所定の電位に帯電された感光体ドラム11表面には、引き続いて光書込ユニット3により画像データに基づくレーザー光が走査され、静電潜像が書き込まれる。静電潜像を担持した感光体ドラム11表面が現像装置10に到達すると、感光体ドラム11と対向配置される現像ローラ12により、感光体ドラム11表面の静電潜像にトナーが供給されて、トナー像が形成される。上記の動作が感光体ユニット2Y、2C、2M、2K全てに同様にして所定のタイミングで行われ、感光体ドラム11Y、11C、11M、11K表面にはそれぞれ所定の色のトナー像が形成される。この場合、本実施形態においては、後述するように、第1シート材100に形成されるトナー像は、光書込ユニット3による感光体ドラム11上に静電潜像を形成する際に、光書込ユニット3を鏡像モードに選択、設定することによって鏡像で形成されている。
第1シート材100は、給紙カセット4a、4b、もしくは手差しトレイ4cの何れかから搬送され、レジストローラ17に到達したところで一度停止する。感光体ユニット2Y、2C、2M、2Kの画像形成動作タイミングで転写搬送ベルト60上に、各感光体ドラム11上のトナー像を順次転写していく。このトナー像の転写は、転写搬送ベルト60を挟んで各感光体ドラム11Y、11C、11M、11Kと対向配置されている一次転写ローラ67Y、67C、67M、67Kから、図示しない電源より感光体ドラム11上のトナーの極性とは逆極性の電圧が印加されることで行われる。そして、感光体ドラム11Kとの対向位置を通過し、4色のトナー像が重ね合わされたトナー像は、レジストローラ17で送り出された第1シート材100上に、二次転写ユニット7で転写される。第1シート材100は、引き続いて定着ユニット8に搬送され、熱と圧力を受けてトナー画像が定着される。
本実施形態における画像形成装置は、透明シート材からなる第1シート材100の他に紙材等からなる通常の記録用紙に所望の画像を印刷することも可能であり、光書込ユニット3を標準モードに設定して正像を印刷可能となっている。このように標準モードを選択した場合には、切替爪18を作動させて定着ユニット8で定着されて搬送された記録用紙は、搬送ローラ対19によって排紙ローラ20に送給されて排紙トレイ21に排紙される。また、この画像形成装置は、両面印刷機構も備えており、定着ユニット8を通過した記録用紙等のシート材は、切替爪22で搬送路が切り替えられ、反転ローラ対23に搬送され、一旦停止後、反転ローラ対23で逆送され、切替爪24の切替で搬送路を両面印刷用搬送路25に搬送され、再び、レジストローラ17に送給される。レジストローラ17に送給されたシート材は、印刷面を外側に反転されて二次転写ユニット7でトナー像が転写され、定着ユニット8で定着されて記録用紙の両面に印刷された状態で搬送ローラ対19に送給される。
一方、内側に鏡像画像100aが形成された第1シート材100は、搬送ローラ対26、27、28によって搬送されて搬入口30からシート材貼着装置9に搬送される。シート材貼着装置9で、一面に粘着剤層を有する白色紙等の非透明媒体からなる第2シート材91と第1シート材100の一面に形成された鏡像画像100aと第2シート材91の粘着剤層91bを対向させて貼り合わせ、光沢、質感の高い写真調の画像を有する貼合シート材200を作成する。
次に、本発明による一実施形態に係るシート材貼着装置について、図5に基づいて説明する。
本実施形態に係るシート材貼着装置9においては、図6に示すように、白色紙を基材91aとし、この基材91a上に一面に透明な粘着剤層91bを形成した非透明媒体である所定長さと幅を有する第2シート材91と、この第2シート材91を粘着剤層91bと対向させて所定間隔で剥離紙92に載置したシート材Sが使用される。つまり、長尺な剥離紙92に対して所定間隔で短尺な第2シート材91の粘着剤層91bを貼着することによってシート材Sを形成する。第2シート材91は、図5に示すように、剥離紙92上に所定の幅、所定間隔で裁断された状態でロール状に巻き取られた状態で、シート材貼着装置9の支軸90に支持されている。ロール状シート材Sから引き出されたシート材Sは、分離板93によって第2シート材91と剥離紙92に曲率分離されて、剥離紙92はローラ96を介して巻き取り軸94に巻き取られる。このように、剥離紙92が巻き取り軸94に巻き取られることによって第2シート材91の先端部911は、第1シート材100の搬送方向Aと斜交する方向Bに繰り出されるようになっている。
このようにして繰り出された第2シート材91は、搬送ローラ対97、98によって搬送される第1シート材100の先端部101と交差し、第1シート材100の先端部101と第2シート材91の先端部911とが交差当接(斜交部103)する。そして、第2シート材91の粘着剤層91bによって第1シート材100の先端部101と第2シート材91の先端部911とが粘着して圧着ローラ95a、95bに搬送され、圧着ローラ95a、95bで、第1シート材100と第2シート材91とが確実に一体に粘着される。その後、第1シート材100と第2シート材91とが粘着、貼合された1枚のシート(貼合シート材200)として圧着ローラ95a、95bによって下方に搬送される。このようにして第1シート材100と第2シート材91とが、鏡像画像100aが間に介在された状態で粘着、貼合されると、図7に示すように、第2シート材91の白色基材91aを背景とした美麗な正像が第1シート材100の上方から観察されることになる。しかもこの画像は、透明シートの表面によって平坦化されたトナー画像となり、透明シートそのものが有する高い光沢性のため、トナーのない非画像部100bも含め全画面均一な高光沢となる。このようにすることによって、極めて写真調の高い画像を得ることが可能となる。
しかし、第1シート材100と第2シート材91を粘着、貼合する際に、粘着剤層91bとトナー画像100aとの間に気泡が形成され、トナー画像の画質が低下してしまう恐れがある。これを予防するため、本実施形態においては、図5に示すように、分離板93を回動させて斜交部103の角度θを30度〜90度となるように調節可能となっている。
このようにして第1シート材100と第2シート材91とを粘着、貼合した際に、図9に示すように、第1シート材100の先端100dと第2シート材91の先端91dや側端100eや91eの位置がずれて貼合される場合があり、端縁が不揃いとなって見苦しいものになってしまう。しかも、前述のような電子写真方式によってトナー画像を形成すると端辺に縁枠が形成されてしまい縁なし写真画像の要求に応えることができない。そのため、本発明においては、シート材切断装置を使用して、電子写真方式によって形成されたトナー画像を有する貼合シート材200の端辺200c、200d、200e、200fを切り落として縁なし写真画像を適切に作成することができるようにしたものである。なお、縁なし写真画像を必要とせず、端縁の不揃いを修正するためにのみ端辺200c、200d、200e、200fを切断する場合であっても有効であるが、特に、縁なし写真画像を形成する場合には、切断された端辺200c、200d、200e、200fでのトナーの脱落や画像のひび割れ等の発生を抑制することが可能となるので好適である。
図10は、本発明による第1実施形態のシート材切断装置の概略構成を示す図である。本実施形態のシート材切断装置40は、第1シート材100と第2シート材91が貼り合わされた貼合シート材200の左右端辺200c、200eを切断する第1切断部41と貼合シート材200の上下端辺200d、200fを切断する第2切断部42を備えている。
第1切断部41には、図11に示すように、貼合シート材200の左右端辺200c、200eを切断するための回転刃からなる第1の第1刃部381と第2の第1刃部382がこれらの第1刃部381及び382の中心軸43で連結され、この中心軸43を回転することによってこれらの第1刃部381及び382が回転可能に取り付けられている。そして、この中心軸43をモータ等の駆動手段44で回転駆動することによって第1刃部381及び382の外周に形成された刃部先端381a、382aで、後述するように、貼合シート材200の左右端辺200c、200eを切断する。また、第1刃部である第1の刃部381と第2の刃部382に対して貼合シート材200を介してそれぞれ対向する第2刃部となる回転刃である第3の第2刃部391と第4の第2刃部392がこれらの中心軸45で連結され、この中心軸45を回転することによってこれらの刃部391と392が回転可能に取り付けられている。そして、この中心軸45を中心軸43と等速となるように、ギア等で調整されて駆動手段44によって回転される。この場合、第3及び第4の第2刃部391と392の外周の刃部先端391a、392aと、前記第1の第1刃部381及び第2の第1刃部382の刃部先端381a及び382aとがそれぞれ対となって回転しながら貼合シート材200の左右端辺200c、200eを貼合シート材200の表裏面方向(図11上では上下方向)から切断を行う。
この左右端辺200c、200eを切断する際に、貼合シート材200は、駆動回転するゴムローラ等の搬送ローラ対46a、46bによって挟時されて矢印C方向(図10参照)に搬送されて貼合シート材200の始端から終端まで左右端辺200c、200e、が切断される。この貼合シート材200の搬送時、適切に貼合シート材200が案内されるように、左方に突き当てガイド47が設けられている。このような突き当てガイド47に貼合シート材200の端縁を押し付けながら搬送されることによって、切断位置が適切に設定される。
このように左右端辺200c、200eが切断されて矢印C方向に搬送された貼合シート材200は、その下端を突き当てガイド48に突き当てて位置規制されると共に、押出し部材49によって矢印D方向に押出される。このようにD方向に押出された貼合シート材200は、第2切断部42に搬送され、第1切断部41と同様の構造、即ち、貼合シート材200の上面上に中心軸52で回転自在に取り付けられた回転刃からなる第5及び第6の第1刃部50、51とこれらの第1刃部50、51にそれぞれ対向して配設された中心軸57で回転自在に取り付けられた回転刃からなる第7及び第8の第2刃部55、56(図10参照)の2対の刃部が配設されている。そして、これらの第1刃部50、51との間に配設されたゴムローラ等からなる搬送ローラ対53によって貼合シート材200を矢印D方向に搬送する。貼合シート材200のD方向への搬送に伴い、第1刃部50、51とこれらの第1刃部と対向する第2刃部55、56の駆動部54による回転駆動によって、貼合シート材200の上下端辺200d、200fを切断する。
なお、本実施形態のシート材切断装置においては、貼合シート材200の始端及び終端を検知する検知手段61、62、及び63、64が第1切断部41及び第2切断部42にそれぞれ設けられており、貼合シート材200の始端を検知することによって、駆動手段44及び54を駆動させて第1刃部381、382、第2刃部391、392及び第1刃部50、51、第2刃部55、56の回転を開始し、貼合シート材200の終端を検知することによって、駆動手段44及び54の駆動を停止させて上記刃部の回転を停止するような駆動手段制御装置を備えている。このように、検知手段61、62、63、64を使用して、貼合シート材200の始端及び終端を検知して、貼合シート材200の左右端辺と上下端辺を切断する際だけ、刃部の回転を行うようにしたので、消費電力の低減が可能となる。
また、本実施形態のシート材切断装置においては、前述の第1刃部381と382の間隔L1及び第2刃部391と392の間隔L2、並びに第1刃部50と51との間隔L3及び第2刃部55と56の間隔L4をそれぞれ変動可能となっており、所望の切断サイズに応じてこれらの間隔L1〜L4の間隔を変更、設定可能となっている。従って、A4サイズ、A5サイズ等ユーザーが所定の切断サイズを所望する場合には、画像形成装置に取り付けられている図示しないパネルスイッチで所望のサイズを選択すれば、それに応じた間隔に自動的に変動して所望の形状に貼合シート材200を適切に切断することが可能となっている。
このようなシート材切断装置は、図3及び図5に示すように、シート材貼着装置9と共に前述の画像形成装置に組み込まれており、シート材貼着装置9で第1シート材100と第2シート材91とが圧着ローラ95で貼り合わせた後、シート貼り合わせ装置に連続するシート材切断装置40で貼合シート材200の左右、上下の端辺を切断し、収納トレイ102に収納される(図5参照)。
このように、本実施形態においては、第1刃部と第2刃部とで貼合シート材200の端辺を切断するので、切断された端辺は、その切断面が綺麗に切断され、画像のひび割れやトナーの剥落を適切に抑制することが可能となる。
さらに、第1刃部と第2刃部として回転刃を使用し、搬送ローラで貼合シート材200を搬送しながら貼合シート材200の端辺を切断するようにしたので、切断装置の小型化を図ることが可能となり、さらに、小さい駆動力で美麗な切断面を有する端辺を容易、確実に形成することが可能となる。
さらに、左右及び上下の端辺を2対の第1刃部と第2刃部で切断するので、これら2辺の端辺を同時に剪断することが可能となり、作業時間を短縮することが可能となる。
なお、上記実施形態においては、第1シート材100として、全面が透明なシートを使用したが、図12で示すように、シート材の一部のみを透明部分100bとし、他の部分100cを不透明部分としたシート材であってもよい。
また、上記実施形態においては、第2シート材91として、白色紙からなる基材91a上に透明な粘着剤層91bを形成したものを使用したが、これに限らず、基材91aとして透明基材を使用し、粘着剤層に白色顔料等を混合して非透明な粘着剤層91bを形成したものであってもよい。
さらに、上記実施形態においては、貼合シート材200の端辺を切断する切断手段として第1刃部及び第2刃部とも中心軸43及び45で回転する回転刃を使用したが、図13(a)、(c)、(d)に示すように、第1刃部として一端を支軸71、75、77とし、他端に刃部先端70a、74a、76aを有し、刃部先端70a、74a、76aが支軸71、75、77を中心として矢印方向に旋回する旋回刃70、74、76であってもよいし、図13(b)に示すように、第2刃部として一端を支軸73とし、他端に刃部先端72aを有し、刃部先端72aが支軸73を中心として矢印方向に旋回する旋回刃72であってもよい。また、第1刃部及び第2刃部に貼合シート材200の端辺に平行な刃部先端を有する刃部を使用し、これらの第1刃部と第2刃部を上下動させて貼合シート材200の上下方向から切断するようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、上下端辺及び左右端辺を切断するために、2対の第1刃部と第2刃部を使用したが、さらに貼合シート材200の中央部等を切断して、複数の写真画像を形成する場合には、2対の第1刃部及び第2刃部に限らず、2対以上の複数対の第1刃部と第2刃部を取り付けるようにしても良い。
次に、本発明による第2の実施形態について、図14に基づいて説明する。本実施形態に係るシート材切断装置は、前述の第1実施形態の第1切断部41において、貼合シート材200の左右端辺200c、200eを切断するに当り、回転刃からなる第1刃部61及び第2刃部(不図示)を1対のみ備えている。これら1対の刃部を、第1刃部61の中心軸62及び図示しない第2刃部の中心軸に連結された駆動部材63によって第1刃部61と第2刃部が共に駆動回転されると共に、第1刃部61と第2刃部は、これらの刃部の両側面を支持する支持部材64(図14では、第1刃部61のみを示す。)によって支持されて貼合シート材200の左端辺200cに対応する位置で回転して貼合シート材200の左端辺200cを切断するようになっている。
また、支持部材64は、図示しない制御装置によって駆動を制御されたステップモータ等の駆動手段65によって、中心軸62と平行に移動可能となっており、後述するように、貼合シート材200の左端辺200cを切断したのちに、支持部材64を移動させて第1刃部61と第2刃部をこれらの中心軸に沿って貼合シート材200の右端辺200eに対応する位置まで移動させて所定位置に設定支持されるようになっている。
貼合シート材200は、前述の第1実施形態と同様に、その上下面を搬送ローラ対66、67で挟持されて搬送ローラ対66、67の回転によって矢印C方向に搬送される。この際に、回転する第1刃部61とこの第1刃部と対向する第2刃部によって貼合シート材200の左端辺が切断され、突き当てガイド48に貼合シート材200の先端が当接して位置決めされると共に、搬送ローラ対66、67の回転を停止させる。
しかる後、前述のように、支持部材64を中心軸62と平行に移動させて、第1刃部61と第2刃部を貼合シート材200の右端辺200eに対応する位置まで移動させて支持する。その後、搬送ローラ対66、67及び中心軸62を逆転させ、貼合シート材200を逆方向(矢印E方向)に搬送させると共に、第1刃部61と第2刃部で、貼合シート材200の右端辺を切断する。このように、支持部材64で第1刃部61と第2刃部を中心軸62にそって移動させるようにしたので、貼合シート材200の左右端辺の幅を任意に設定することが可能となり、貼合シート材200のサイズが異なるものであっても容易に所望のサイズの写真画像を作成することが可能となる。
同様に、貼合シート材200のサイズが異なるものに対応するために、第1刃部61と第2刃部の配設位置を固定とし、反対に、貼合シート材200を左右動させて貼合シート材の左端辺200c及び右端辺200eに対応する位置に、貼合シート材200を移動するようにしても良い。この場合にも、貼合シート材200を搬送ローラ対66、67でC方向に搬送したのち、貼合シート材200を右端辺に移動させ、搬送ローラ対66、67を逆送させて、右端辺を切断するようになる。
以上のように、本実施形態においては、第1刃部と第2刃部の1対の刃部を中心軸に沿って、平行移動させるか、貼合シート材200を刃部の刃面に対して直交する方向に移動させるようにしたので、貼合シート材200のサイズが異なるものであっても、適切に貼合シート材200の端辺を綺麗に切断することが可能となる。
次に、前述の第1実施形態において、第1切断部41と第2切断部42を使用して貼合シート材200の左右端辺200c、200eと上下端辺200d、200fを切断するようにしたが、第3の実施形態として、第1の切断部41のみを使用して貼合シート材200の左右端辺200c、200eと上下端辺200d、200fを切断する例について説明する。
図15は、本発明による第3実施形態のシート材切断装置の概略構成を示す。この実施形態においては、貼合シート材200の左右端辺200c、200eを切断して、搬送ローラ対68によって貼合シート材200を突き当てガイド47まで搬送することは前述の第1実施形態と同一である。本実施形態においては、搬送ローラ対68、69によって突き当てガイド47まで貼合シート材200が搬送された後、貼合シート材200を受ける受け台80がその中心部を中心として90度回転して刃部381と382に対して上下端辺200d、200fが平行となるように設定される。この場合、搬送ローラ対69は、貼合シート材200から離間し、貼合シート材200の回転を可能にしている。
このように、貼合シート材200が90度回転された後、搬送ローラ対69は、再び貼合シート材200を挟持し、逆回転を行い、前記C方向とは逆方向に貼合シート材200を搬送する。この搬送ローラ対69による逆送とともに、刃部381、382及び搬送ローラ対68も逆回転して、上下端辺200d、200fを切断する。
本実施形態のように、貼合シート材200の受け台80を90度回転させる手段を使用することによって、切断部は1個所で貼合シート材200の左右端辺200c、200eと上下端辺200d、200fを切断することが可能となり、コンパクトな構造となるだけでなく、安価にシート材切断装置を製造することが可能となる利点を有する。
次に、上記実施形態のシート材切断装置において、前記第1刃部と第2刃部とを同一厚みの刃を有する刃を使用すると、前記貼合シート材200が平坦面を有する透明部を有する第1のシート材100と非透明な第2のシート材91とからなる材質の異なる表裏面を有するために、それぞれの面で硬さや摩擦係数が異なり、貼合シート材200の表裏面での第1刃部と第2刃部による切れ方の相違から貼合シート材200の搬送方向がずれてジャムを発生したり、切り落とした貼合シート材200の端辺がこれらの刃部に巻き込まれるなどの不具合が発生する場合がある。
本発明においては、さらに、このような不具合を解消するために検討の結果、第1刃部と第2刃部との刃の厚みを異ならせることによって、前記不具合を解消できることを見出した。
図16及び図17は、本発明による第4の実施形態のシート材切断装置の概略構成を示す図である。本実施形態のシート材切断装置は、第1刃部383と384の刃の厚みd1(例えば、1.4mm厚、直径30mmの円盤状刃)を、これらとそれぞれ対向する第2刃部393と394の刃の厚みd2(例えば、6.4mm厚、直径30mmの円盤状刃)よりも薄く形成された回転刃が使用されている。また、これらの第1刃部383、384の刃部先端383a、384aは、貼合シート材200の端縁200g及び200hに向かって傾斜する30度〜70度の刃先角度α(例えば、45℃)有しており、同様に、第2刃部393、394の刃部先端393a、394aは、貼合シート材200の内方に向かって傾斜する70度〜90度の刃先角度β(例えば、85度)を有している。
そのため、第1刃部383と384を連結して回転駆動する中心軸431及び第2刃部393と394を連結して回転駆動する中心軸451を回転させて貼合シート材200の端辺200c、200eを切断する際に、切断された貼合シート材200の端辺200cと200eは、矢印E及びFで示すように、貼合シート材200の外側に切り離され、紙片が刃部383、384、393、394や中心軸431、451等に巻き込まれることを防止している。しかも、第1刃部383と384は、第2刃部393と394の外側(貼合シート材200の端縁200g及び200h側)に配設され、しかも、第2刃部393、394より薄い刃を有しているので、図17に示すように、貼合シート材200の中心部から外方向に貼合シート材200を引張する力(矢印G方向)が作用して貼合シート材200の進行方向Cに沿って適切に貼合シート材200が搬送されて進行方向に対するずれの発生を抑制することが可能となる。
このような貼合シート材200の搬送方向のずれ防止は、第1刃部383、384と第2刃部393、394の何れか一方側の刃部を他方の刃部より薄い刃とすることによって得られ、特に、一方側の薄い刃を有する刃部を他方の厚い刃を有する刃部より貼合シート材200の端縁側に配設したときに、より効果的になる。さらに、この場合、上記実施形態のように、一方側の薄い刃を有する刃部の刃部先端に、貼合シート材200の端縁200g及び200hに向かって傾斜する30度〜70度の刃先角度αを形成し、他方側の厚い刃を有する刃部の刃部先端に、貼合シート材200の内方に向かって傾斜する70度〜90度の刃先角度βを形成する場合にはより顕著なものとなる。
また、本発明による貼合シート材200は、透明なプラスチック製等の第1シート材100と、第1シート材100の材質と異なる非透明な白紙等の第2シート材91とを貼合して形成されるが、この貼合シート材200の第1シート材100か第2シート材91のどちら側のシート材と一方側の薄い刃を有する刃部に当接するかによって切断された状態が異なることを究明した。
図18は、薄い刃を有する刃部を貼合シート材200の透明シート材である第1シート材100及び非透明シート材である第2シート材に当接させる場合、並びに、薄い刃を有する刃部を貼合シート材200の端縁側に配設する場合及び内側に配設した場合について、貼合シート材200の切断面を観察した結果を示している。この結果から、(1)一方側の薄い刃を有する刃部を内側でかつ非透明シート材と当接させる場合には、せん断不良が発生し、(2)一方側の薄い刃を有する刃部を内側で透明シート材に当接させる場合には、端辺の巻き込みが発生した。また、(3)一方側の薄い刃を有する刃部を端縁側に配設し、非透明シート材と当接させた場合には、せん断不良が発生した。これに対して、(4)一方側の薄い刃を有する刃部を端縁側に配設し、透明シート材と当接させた場合には、切断面が美麗に切断され良好なせん断状況を示した。これらの結果から、(4)の状態、即ち、一方側の薄い刃を有する刃部を端縁側に配設し、透明シート材と当接させるように使用することが最も適切であることが明らかである。
従来のシート材切断装置の概略構成を示す図で、(a)は切断直前の状態を示す模式図、(b)は切断時の状態を示す模式図である。 一対の刃部を有するシート材切断装置の概略構成を示す図で、(a)は切断直前の状態を示す模式図、(b)は切断時の状態を示す模式図である。 本発明による一実施形態の画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 図3で示す画像形成装置で使用される感光体ユニットの概略構成を示す断面図である。 図3で示す画像形成装置で使用されるシート材貼着装置とシート材切断装置の概略構成を示す断面図である。 本発明による一実施形態のシート材貼着装置で使用されるシート材の概略構成を示す断面図である。 本発明による一実施形態のシート材貼着装置で作成された貼合シート材の概略構成を示す断面図である。 本発明による一実施形態のシート材貼着装置で作成される貼合シート材の作成時の状態を示す断面図である。 本発明による一実施形態のシート材貼着装置で作成された貼合シート材の平面図である。 本発明による第1実施形態のシート材切断装置の概略構成を示す平面図である。 図10のA−A線上で切断した断面図である。 本発明による第1シート材として使用される一実施形態のシート材の平面図である。 (a)〜(d)は、本発明による第1実施形態のシート材切断装置で使用される変形例の刃部の側面図である。 本発明による第2実施形態のシート材切断装置の概略構成を示す平面図である。 本発明による第3実施形態のシート材切断装置の概略構成を示す平面図である。 本発明による第4実施形態のシート材切断装置の概略構成を示す平面図である。 図16のB−B線上で切断した断面図である。 本発明による第4実施形態に係るシート材切断装置の薄い刃を有する刃部の配設関係と貼合シート材の当接面との関係を試験した結果を表で示す図である。
符号の説明
1Y、1C、1M、1K 画像形成装置、2Y、2C、2M、2K 感光体ユニット、3 光書込み装置、6 一次転写ユニット、7 二次転写ユニット、8 定着ユニット、9 シート材貼着装置、10 現像装置、11Y、11C、11M、11K 感光体ドラム、17 レジストローラ、38、381、382、50、51、61、70、383、384 第1刃部、39、391、392、55、56、393、394 第2刃部、38a、39a、383a、384a、393a、394a 刃部先端、40 シート材切断装置、41 第1切断部、42 第2切断部、43、45、52、62、431、451 中心軸、44、54、63、65 駆動手段、46a、46b 搬送ローラ、47、48 突き当てガイド、53、66、67、68、69 搬送ローラ対、91 第2シート材、91b 粘着剤層、100 第1シート材、100a 鏡面画像、200 貼合シート材、200c、200d、200e、200f 端辺、200g、200h 端縁、300 画像形成部

Claims (15)

  1. 少なくとも一部に透明部を有し、当該透明部の表面に鏡像画像を形成した第1のシート材と表面に粘着剤層を有する非透明な第2のシート材とが、前記第1のシート材の鏡像画像と前記第2シート材の粘着剤層とを対向させて貼合された貼合シート材の端辺を切断する切断部を備えたシート材切断装置において、
    前記切断部は、前記貼合シート材を介してそれぞれ対向して配置された第1刃部と第2刃部の1対の刃部を有し、前記第1刃部と第2刃部の一方は、他方の刃部より薄刃で構成され、該薄刃で構成される刃部は、前記貼合シートの第1のシート材と当接する刃部であり、当該1対の刃部の先端同士で前記貼合シート材の端辺を切断することを特徴とするシート材切断装置。
  2. 請求項1記載のシート材切断装置において、
    前記1対の刃部の少なくとも一方は、円形状で中心に回転軸を有し、外周に刃部先端を有する回転刃であり、当該回転刃の刃部先端と他方の刃部の刃部先端同士で前記貼合シート材の端辺を切断することを特徴とするシート材切断装置。
  3. 請求項1記載のシート材切断装置において、
    前記1対の刃部の少なくとも一方は、一端を支軸とし、他端に刃部先端を有し、当該刃部先端は、前記支軸を中心に回転自在に取り付けられた旋回刃であり、当該旋回刃の刃部先端と他方の刃部の刃部先端によって前記貼合シート材の端辺を切断することを特徴とするシート材切断装置。
  4. 請求項2又は3記載のシート材切断装置において、
    前記切断部は、前記回転刃又は旋回刃を回転又は旋回させる駆動手段を備え、当該回転刃又は旋回刃の刃部先端に向かって前記貼合シート材を搬送する搬送手段を備えていることを特徴とするシート材切断装置。
  5. 請求項4記載のシート材切断装置において、
    前記切断部は、前記貼合シート材を検知する検知手段を備え、当該検知手段の貼合シート材の検知信号に基づいて前記駆動手段の作動及び停止を制御する駆動手段制御装置を備えていることを特徴とするシート材切断装置。
  6. 請求項1乃至5の何れか1項記載のシート材切断装置において、
    前記切断部は、前記1対の刃部を、平行且つ少なくとも前記貼合シート材の対向する両端辺に対応する位置に複数対配設し、当該複数対の刃部で少なくとも貼合シート材の両端辺を切断することを特徴とするシート材切断装置。
  7. 請求項6記載のシート材切断装置において、
    前記複数対の刃部は、当該複数対の刃部間の距離を変動可能に取り付けられることを特徴とするシート材切断装置。
  8. 請求項7記載のシート材切断装置において、
    前記複数対の刃部間の距離は、前記シート材の幅に応じて設定されることを特徴とするシート材切断装置。
  9. 請求項1乃至5の何れか1項記載のシート材切断装置において、
    前記切断部は、前記1対の刃部を当該刃部の刃面と直交する方向に平行移動させる移動手段と、前記貼合シート材を逆送させる逆送手段とを備え、前記貼合シート材の1端辺を前記1対の刃部で切断した後、当該1対の刃部を前記移動手段によって平行移動させ、1端辺の切断された貼合シート材を前記逆送手段によって逆送させて前記貼合シート材の1端辺と対向する他端辺を前記移動手段によって平行移動されて1対の刃部によって切断するように制御する制御装置を備えたことを特徴とするシート材切断装置。
  10. 請求項1乃至5の何れか1項記載のシート材切断装置において、
    前記切断部は、前記貼合シート材を前記1対の刃部の刃面と直交する方向に平行移動させる移動手段と、前記貼合シート材を逆送させる逆送手段とを備え、前記貼合シート材の1端辺を前記1対の刃部で切断した後、当該1端辺の切断された貼合シート材を前記1対の刃部の刃面と直交する方向に前記移動手段によって平行移動させ、1端辺の切断された貼合シート材を前記逆送手段によって逆送させて前記貼合シート材の1端辺と対向する他の端辺を前記1対の刃部によって切断するように制御する制御装置を備えたことを特徴とするシート材切断装置。
  11. 請求項1乃至10の何れか1項記載のシート材切断装置において、
    前記切断部は、前記貼合シート材を90度回転させる回転手段と、前記貼合シート材を逆送させる逆送手段とを備え、前記貼合シート材の少なくとも1端辺を前記1対の刃部で切断した後、前記回転手段によって前記貼合シート材を90度回転させ、当該少なくとも1端辺の切断された貼合シート材を前記逆送手段によって逆送させて前記貼合シート材の1端辺と直交する他の少なくとも1端辺を切断するように制御する制御装置を備えたことを特徴とするシート材切断装置。
  12. 請求項1乃至10の何れか1項記載のシート材切断装置において、
    前記切断部は、前記貼合シートの搬入方向に対して平行な端辺を切断する少なくとも前記1対の刃部を有する第1の切断部と、前記貼合シート材を前記搬入方向に対して直交する方向に搬送する搬送手段と、当該搬送手段によって前記搬入方向に対して直交する方向に搬送された貼合シート材の前記搬入方向に対して直交する方向に平行な端辺を切断する少なくとも前記1対の刃部を有する第2の切断部を備えたことを特徴とするシート材切断装置。
  13. 請求項1乃至12の何れか1項記載のシート材切断装置において、
    前記薄刃で構成される刃部は、当該前記薄刃で構成される刃部の刃より厚刃で構成された刃部よりも前記貼合シートの端縁側に配設されることを特徴とするシート材切断装置。
  14. 請求項1乃至13の何れか1項記載のシート材切断装置において、
    前記薄刃で構成される刃部は、30度〜70度の刃先角度を有し、前記薄刃で構成される刃部の刃より厚刃で構成される刃部は、70度〜90度の刃先角度を有することを特徴とするシート材切断装置。
  15. 少なくとも一部に透明部を有する第1のシート材の当該透明部の表面に鏡像画像を形成する画像形成部と、前記第1のシート材と表面に粘着剤層を有する非透明な第2のシート材とが前記第1のシート材の鏡像画像と前記第2シート材の粘着剤層とを対向させて貼合された貼合シート材の端辺を切断する切断部とを備えたシート材切断装置とを備えた画像形成装置において、
    前記シート材切断装置は、請求項1乃至14の何れか1項記載のシート材切断装置であることを特徴とする画像形成装置
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