JP5522805B2 - ナイフ折り装置 - Google Patents

Description

本発明は、用紙をナイフブレードによって折るナイフ折り装置に関するものである。

従来のナイフ折り装置は、通常、用紙の下面を支持する支持面を備えたフレームと、フレームに取り付けられ、用紙を、支持面上の予め決定された折り位置まで順次搬送する搬送手段を備えている。搬送手段は、互いに間隔をあけて平行に配置された一対の駆動ローラおよびアイドルローラと、駆動ローラおよびアイドルローラ間に張られ、搬送経路に沿って循環運動するコンベヤベルトとからなり、コンベヤベルトの搬送面は支持面の一部を形成する。フレームには、また、用紙の前端縁を当接させることによって用紙を折り位置に位置決めするストッパーが備えられる。

ナイフ折り装置は、また、折り位置において、それぞれ用紙の搬送方向に平行に配置されかつ支持面を挟んで対向配置されたナイフブレードおよび一対の折ローラと、ナイフブレードを、支持面のナイフブレード通過用間隙を通って、支持面に関して一対の折ローラと反対側において支持面から間隔をあけた第１の位置と、一対の折ローラ間の間隙に近接する第２の位置との間で往復運動させるスライダクランク機構とを備えている。

そして、用紙が折り位置にセットされるたびに、スライダクランク機構のクランクが１回転し、その間に、クランクに連結されたロッドの一端に固定されたナイフブレードが、第１の位置（下死点）から第２の位置（上死点）を経て再び第１の位置（下死点）に戻るように往復運動し、折り動作がなされる。そして、ナイフブレードが第１の位置から第２の位置に向けて運動する間に、支持面上の用紙がナイフブレードによって２つ折りにされ、折られた部分の先端がナイフブレードによってナイフブレード通過用間隙から押し出されて一対の折ローラ間の間隙に導入され、さらに、用紙が一対の折ローラによって折り畳まれる。

この従来のナイフ折り装置においては、用紙は一定の速度で折り位置まで搬送され、用紙の前端縁がストッパーに当接することで用紙が折り位置にセットされる。この場合、処理効率を上げるには、用紙を高速で搬送すればよいが、用紙の搬送速度が増大すると、用紙がストッパーから大きく跳ね返って折り位置に正確にセットされず、また、ストッパーとの衝突によって用紙に傷がつきあるいは用紙が皺になるという問題が生じる。

このため、従来技術においては、コンベヤベルトの搬送面に対向するブラシを取り付け、搬送される用紙の上面にブラシを接触させることで用紙を減速し（例えば、特許文献１参照）、あるいは、減速ベルトをコンベヤベルトに対向して配置し、搬送される用紙の上面に減速ベルトを接触させることで用紙を減速する（例えば、特許文献２参照）等、用紙の搬送経路に、用紙に接触する減速手段を設けることにより、用紙の搬送速度は一定の高速度に維持したままで、ストッパーへの衝突前に用紙を減速するようにしたナイフ折り装置が知られている。

しかし、これらの減速手段は、いずれも、コンベヤベルトの搬送面上を搬送される用紙に動摩擦を与え、用紙をコンベヤベルトの搬送面上でスリップさせることで減速する。したがって、減速中の用紙の姿勢制御が難しく、用紙を常に正確に折り位置に静止させることができず、その結果、用紙の折り目の位置にバラツキを生じるという問題があった。そして、折りの精度が悪いと、この工程に続く工程、例えば、ミシン目加工等の仕上がりが悪くなるという問題があった。

特開２００４−３３１４０２号公報 特開平１１−１８０６３５号公報

したがって、本発明の課題は、高い処理速度を維持したままで、用紙に傷や皺を生じさせずに高精度で折り動作を行うことができるナイフ折り装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明によれば、用紙の下面を支持する支持面を備えたフレームと、前記フレームに取り付けられ、前記用紙を、順次、前記支持面上において、予め決定された折り位置まで搬送する搬送手段と、前記フレームに取り付けられ、前記用紙の搬送経路を直角に横切ってのび、前記用紙の前端縁を当接させることによって前記用紙を前記折り位置に位置決めするストッパーと、前記折り位置において前記支持面を挟んで対向配置されたナイフブレードおよび一対の折ローラと、を備え、前記一対の折ローラは前記フレームに取り付けられ、前記ナイフブレードおよび前記一対の折ローラは互いにかつ前記搬送経路に平行に配置され、前記支持面は前記ナイフブレードが通過可能な開口部を有し、さらに、前記ナイフブレードを、前記支持面に垂直な方向に、前記開口部を通って、前記支持面に関して前記一対の折ローラと反対側において前記支持面から間隔をあけた第１の位置と、前記一対の折ローラ間の間隙に近接する第２の位置との間で往復運動させるナイフ駆動ユニットと、前記フレームに取り付けられ、前記ナイフ駆動ユニットを支持する支持アームと、前記ナイフ駆動ユニットを制御する制御ユニットと、を備え、前記用紙が前記折り位置にセットされるたびに、前記ナイフブレードが前記第１の位置から前記第２の位置を経て再び前記第１の位置に戻ることによって折り動作がなされ、前記ナイフブレードが前記第１の位置から前記第２の位置に向けて運動する間に、前記支持面上の前記用紙が前記ナイフブレードによって２つ折りにされ、折られた部分の先端が前記ナイフブレードによって前記開口部から押し出されて前記一対の折ローラ間の間隙に導入され、さらに、前記用紙が前記一対の折ローラによって折り畳まれるナイフ折り装置において、前記搬送手段は、前記フレームに取り付けられて互いに間隔をあけて平行に配置された一対の駆動ローラおよびアイドルローラと、前記駆動ローラおよび前記アイドルローラの間に張られ、前記搬送経路に沿って循環運動する少なくとも１本のコンベヤベルトと、前記フレームに固定され、前記駆動ローラを回転させる第１のサーボモータと、を有し、前記コンベヤベルトの搬送面は前記支持面の一部を形成し、前記第１のサーボモータは前記制御ユニットによって制御され、前記ナイフ折り装置は、さらに、前記搬送経路の途中に配置され、前記用紙の通過を検出するセンサーを備え、
前記制御ユニットは、前記用紙が前記センサーを通過した後前記ストッパーに当接するまでの間に、前記第１のサーボモータを予め決定された回転速度まで予め決定された一定の加速度で減速し、前記予め決定された回転速度は、前記用紙が、前記ストッパーへの当接時に前記ストッパーから跳ね返らないような大きさを有し、前記制御ユニットは、さらに、前記第１のサーボモータを前記予め設定された回転速度で維持し、前記用紙が前記ストッパーに当接すると同時に、前記用紙に対する折り動作を開始すると共に、前記第１のサーボモータの加速を開始して、次の前記用紙の搬送が開始されるまでの間に、前記第１のサーボモータを減速前の回転速度まで予め決定された一定の加速度で加速することを特徴とするナイフ折り装置が提供される。
なお、ここで、また以下の記載において、用語「用紙」には、用紙だけでなく用紙束も含むものとする。

本発明の別の好ましい実施例によれば、前記制御ユニットは、前記ストッパーおよび前記センサー間に初期設定された減速開始位置に対する前記搬送経路方向の座標補正量の入力を受ける第１の入力部と、前記第１の入力部に入力された前記座標補正量を格納する第１のメモリと、を有し、前記制御ユニットは、さらに、前記第１のサーボモータに組み込まれたエンコーダーからの出力値に基づき、前記用紙の前端縁が、前記座標補正量に従って変更された前記減速開始位置に到達したことを検出したときに、前記第１のサーボモータの減速を開始する。

本発明のさらに別の好ましい実施例によれば、前記制御ユニットは、前記ストッパーおよび前記センサー間に初期設定された減速開始位置に対する前記搬送経路方向の座標補正量の入力を受ける第１の入力部と、前記第１の入力部に入力された前記座標補正量を格納する第１のメモリと、前記用紙の前端縁が前記センサーを通過した後の経過時間を計測するタイマーと、を有し、前記制御ユニットは、さらに、前記タイマーによる計測値に基づき、前記用紙の前端縁が、前記座標補正量に従って変更された前記減速開始位置に到達したことを検出したときに、前記第１のサーボモータの減速を開始する。

本発明のさらに別の好ましい実施例によれば、前記ナイフ駆動ユニットは、前記支持アームに固定されたホルダーと、前記ホルダーに取り付けられ、前記支持面に垂直な方向にのび、軸方向に往復運動可能なロッドと、を備え、前記ロッドの一端に前記ナイフブレードが固定され、前記ナイフ駆動ユニットは、さらに、前記ロッドの中間部に固定されたブロックと、前記ホルダーに取り付けられ、前記ロッドに平行にのび、軸周りに回転可能な送りネジと、を備え、前記ブロックは前記送りネジに対応するネジ溝を備えた貫通穴を有し、前記貫通穴には前記送りネジが係合することにより、前記送りネジの回転によって前記ロッドが往復運動し、前記ナイフ駆動ユニットは、さらに、前記送りネジの上端または下端に取り付けられた第１のプーリーと、前記ホルダーに取り付けられ、前記送りネジに平行な駆動軸を有する第２のサーボモータと、前記第２のサーボモータの駆動軸に取り付けられた第２のプーリーと、前記第１および第２のプーリーの間に張られたタイミングベルトと、を備え、前記第２のサーボモータが前記制御ユニットによって制御される。

本発明のさらに別の好ましい実施例によれば、前記制御ユニットは、前記支持面から前記第１の位置までの距離のデータ、および前記支持面から前記第２の位置までの距離のデータの入力を受ける第２の入力部と、前記第２の入力部に入力された前記距離のデータを格納する第２のメモリと、を有し、前記制御ユニットは、前記第２のメモリから読み出した前記距離のデータに基づいて前記第２のサーボモータを制御する。

本発明のさらに別の好ましい実施例によれば、前記制御ユニットは、前記用紙の前端縁の前記センサー通過後前記ナイフブレードによる前記折り動作の開始までの初期設定時間に対する時間補正値の入力を受ける第３の入力部と、前記第３の入力部に入力された前記時間補正値を格納する第３のメモリと、を有し、前記制御ユニットは、前記用紙の前端縁が前記センサーを通過した後、前記初期設定時間に前記時間補正値を加えた時間が経過したとき、前記折り動作を開始させる。

本発明によれば、用紙を折り位置まで搬送するコンベヤベルトをサーボモータによって駆動し、サーボモータの回転を制御することによって、用紙がストッパーに当接する前に減速し、用紙のストッパーからの跳ね返りを防止するようにしたので、従来技術のようにコンベヤ上を搬送される用紙の上面に接触する減速手段を設けることなく、高い処理速度を維持したままで、用紙を減速させることができる。そして、本発明によれば、減速中の用紙の姿勢制御が容易になり、用紙を常に正確に折り位置に静止させることができ、よって常に高い折り精度を達成することができる。

また、本発明によれば、初期設定された用紙の減速開始位置に対する座標補正量を入力して、減速開始位置をストッパーに対し近づきまたは遠ざかる向きにずらすことができるようにしたので、用紙の搬送中に用紙がコンベヤベルトの搬送面上でスリップするような状況においても、用紙のストッパーからの跳ね返りを回避し、用紙を折り位置に正確に静止させることができる。

本発明の１実施例によるナイフ折り装置の、用紙が折り位置にセットされていない状態の斜視図である。 本発明の１実施例によるナイフ折り装置の、用紙が折り位置にセットされた状態の斜視図である。 図１のナイフ折り装置の用紙搬送速度の減速動作を説明する側面図であり、用紙の前端縁がセンサーを通過した状態を示している。 図１のナイフ折り装置の用紙搬送速度の減速動作を説明する側面図であり、用紙の前端縁が減速開始位置に到達した状態を示している。 図１のナイフ折り装置の用紙搬送速度の減速動作を説明する側面図であり、用紙の前端縁がストッパーに当接した状態を示している。 図１のナイフ折り装置の第１の入力部を形成するタッチスクリーンの平面図である。 図１のナイフ折り装置の用紙の減速動作および折り動作のタイミングチャートである。 図１のナイフ折り装置のナイフ駆動ユニットの斜視図である。 図１のナイフ折り装置のナイフ駆動ユニットの正面図であり、（Ａ）はナイフブレードが第１の位置にある状態を示し、（Ｂ）はナイフブレードが第２の位置にある状態を示している。 図１のナイフ折り装置の第２および第３の入力部を形成するタッチスクリーンの平面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例について説明する。図１は、本発明の１実施例によるナイフ折り装置の、用紙が折り位置にセットされていない状態の斜視図であり、図２は、本発明の１実施例によるナイフ折り装置の、用紙が折り位置にセットされた状態の斜視図である。図１および図２を参照して、本発明のナイフ折り装置は、フレーム１を備え、フレーム１の上面には、複数の細長いプレート２が、幅方向に互いに間隔をあけて取り付けられる。そして、これらのプレート２、２ａの上面は、用紙Ｓ（用紙のほかに用紙束も含む。以下同様。）の下面を支持する支持面４の一部を構成する。

支持面４上の予め決定された折り位置には、ナイフブレード５および一対の折ローラ６ａ、６ｂが中央のプレート２ａ（支持面４）を挟んで対向配置される。図示の実施例では、ナイフブレード５および一対の折ローラ６ａ、６ｂはそれぞれ中央のプレート２ａ（支持面４）の上側および下側に配置されるが、ナイフブレード５および一対の折ローラ６ａ、６ｂの上下関係を逆転させた構成も可能である。

一対の折ローラ６ａ、６ｂはフレーム１に取り付けられ、ナイフブレード５および一対の折ローラ６ａ、６ｂは互いにかつ中央のプレート２ａに平行に配置される。さらに、中央のプレート２ａには、ナイフブレード５が通過可能な長手方向にのびる開口部３が形成され、ナイフブレード５の先端が一対の折ローラ６ａ、６ｂ間の間隙に対向する。

ナイフ折り装置は、また、ナイフブレード５を、支持面４に垂直な方向に、開口部３を通って、支持面４の上方に間隔をあけた第１の位置と、一対の折ローラ６ａ、６ｂの間隙に近接する第２の位置との間で往復運動させるナイフ駆動ユニット７を備えている。ナイフ駆動ユニット７は、フレーム１に取り付けられた支持アーム８に支持されている。

ナイフ折り装置は、また、フレーム１に取り付けられ、用紙Ｓを、順次、支持面４上において、ナイフブレード５に対し平行な方向に折り位置まで搬送する搬送手段を備えている。
搬送手段は、支持面４（プレート２、２ａ）の下側において、それぞれプレート１の一端側および他端側に配置され、フレーム１に取り付けられた一対の駆動ローラ９およびアイドルローラ１０を有している。駆動ローラ９およびアイドルローラ１０の回転軸は、互いに平行に配置され、それぞれナイフブレード５に対し直角にのびている。駆動ローラ９は、フレーム１に固定された第１のサーボモータ１１によって駆動される。第１のサーボモータ１１は、制御ユニット１２によって制御される。

駆動ローラ９およびアイドルローラ１０間には、複数本のコンベヤベルト１３が張られ、用紙Ｓの搬送経路に沿って循環運動する。コンベヤベルト１３は、各プレート２、２ａに対して２本ずつ割り当てられ、それぞれ互いに間隔をあけて配置される。各コンベヤベルト１３の上側ベルト部分はプレート２、２ａ上に位置し、それによって、コンベヤベルト１３の搬送面は支持面４の一部を形成する。

ナイフ折り装置は、さらに、フレーム１に取り付けられ、用紙Ｓを支持面４上の折り位置に位置決めするストッパー１４を備えている。ストッパー１４は、ナイフブレード５の下流側に配置されるとともに、支持面４上において用紙Ｓの搬送経路を直角に横切ってのび、用紙Ｓの前端縁を当接させることによって用紙Ｓを折り位置に位置決めする。
また、プレート２ａの開口部３のすぐ上流側に、用紙Ｓの搬送経路を直角に横切ってのびる水平な支持バー１５が配置されて、両端をフレーム１に固定され、この支持バー１５の中央には、用紙Ｓの通過を検出するセンサー１６が取り付けられる。
ストッパー１４は、用紙Ｓの搬送経路に沿って、センサー１６に対し近接または離間する方向に移動可能になっている。

制御ユニット１２は、用紙Ｓがセンサー１６を通過した後ストッパー１４に当接するまでの間に、第１のサーボモータ１１を予め決定された回転速度（用紙Ｓが、ストッパー１４への当接時にストッパー１４から跳ね返らないような大きさの回転速度）まで減速し、さらに、用紙Ｓに対する折り動作の開始後次の用紙Ｓの搬送が開始されるまでの間に、第１のサーボモータ１１を減速前の回転速度まで加速する。それによって、センサー１６を通過した後ストッパー１４に当接するまでの間に、用紙Ｓの搬送速度が落とされ、用紙Ｓは、ストッパー１４から跳ね返ることなく、折り位置に正確に位置決めされ、さらに、その用紙Ｓに対する折り動作の完了後、次の用紙Ｓが元の搬送速度で折り位置に向けて搬送される。

この場合、第１のサーボモータ１１の減速および加速は、一定の加速度で行うこともできるし、加速度を変化させつつ行うこともできるが、この実施例では、第１のサーボモータ１１は、予め決定された一定の加速度αで減速および加速される。
また、第１のサーボモータ１１の減速は、用紙Ｓがセンサー１６を通過した後ストッパー１４に当接するまでの間の任意の位置で開始することができ、第１のサーボモータ１１の加速は、用紙Ｓに対する折り動作の開始後次の用紙Ｓの搬送が開始されるまでの間の任意の時刻で開始することができる。
この実施例では、用紙Ｓの前端縁がセンサー１６を通過し、センサー１６およびストッパー１４の間に設定された減速開始位置に到達した時点で、第１のサーボモータ１１の減速が開始されるように初期設定がなされる。

制御ユニット１２は、減速開始位置に対する搬送経路方向の座標補正量の入力を受ける第１の入力部１７と、第１の入力部１７に入力された座標補正量を格納する第１のメモリ１８を有している。
この実施例では、第１の入力部１７は、図６に示されるように、タッチスクリーン３１からなっている。図６を参照して、タッチスクリーン３１には、座標補正量の設定値を段階的に表示するバー状の設定値表示部３２を挟んで、左側に「−」ボタンと、右側に「＋」ボタンが設けられる。また、設定値表示部３２の中央ブロック３２ａが常時赤色に表示され、座標補正量がゼロの位置を表す。そして、「−」ボタンが押される毎に、減速開始位置が０．１ｍｍずつ用紙Ｓの搬送経路に沿ってセンサー１６側にずらされる一方、「＋」ボタンが押される毎に、減速開始位置が０．１ｍｍずつ用紙Ｓの搬送経路に沿ってストッパー１４側にずらされる。この「−」および「＋」ボタンの押圧動作に伴って、設定値表示部３２の中央ブロック３２ａの左側または右側において対応するブロックが青色に表示され、あるいは、一旦青色に表示されたブロックの表示がクリアされる。こうして、最終的に座標補正量が設定されたとき、設定値表示部３２に、中央ブロック３２ａから左側または右側にのびる青色のバーが表示される。そして、中央ブロック３２ａから左側にのびる青色バーが表示される場合には、減速開始位置がストッパー１４から遠ざかる向きにずらされ、右側にのびる青色バーが表示される場合には、減速開始位置がストッパー１４に近づく向きにずらされることになる。

減速開始位置に対する座標補正量を入力可能とするのは、次の理由からである。すなわち、減速開始位置の初期設定に際しては、搬送される用紙Ｓがコンベヤベルト１３の搬送面上においてスリップしないことが前提とされるが、一般に、用紙Ｓの重量や、用紙Ｓおよびコンベヤベルト１３間の摩擦係数等に起因して、同じ搬送速度であっても、搬送中にスリップしない用紙Ｓと、スリップする用紙Ｓの２種類の用紙Ｓが存在する。そして、搬送中にスリップする傾向がある用紙に対しては、初期設定された減速開始位置を搬送方向に沿ってストッパー１４に対して近づきまたは遠ざかる向きにずらすことで、用紙Ｓのストッパー１４からの跳ね返りを防止している。
したがって、座標補正量は、必要に応じてなされ、通常はゼロである。

図３〜図５は、図１に示されたナイフ折り装置の用紙搬送速度の減速動作を説明する側面図であり、それぞれ、用紙の前端縁がセンサーを通過した状態、用紙の前端縁が減速開始位置（座標補正量に従って変更された減速開始位置）に到達した状態、および用紙の前端縁がストッパーに当接した状態を示している。また、図７は、図１に示されたナイフ折り装置の用紙の減速動作と折り動作のタイミングチャートである。
図３〜図５および図７を参照して、用紙Ｓの前端縁Ｐがセンサー１６を通過したとき（図３参照）、制御ユニット１２は、センサー１６から検出信号を受け、それと同時に、第１のサーボモータ１１に組み込まれたエンコーダー（図示されない）からのパルス出力をモニターする。そして、制御ユニット１２は、この出力値に基づき、用紙Ｓの前端縁Ｐが、座標補正量に従って変更された減速開始位置に到達したことを検出したとき（図４参照）、第１のサーボモータ１１に対して速度変更命令（減速命令）を送信する。そして、第１のサーボモータ１１は回転速度を低下させ、それによって、用紙Ｓの搬送速度が、当初の速度（例えば、１８０ｍ／分）から予め決定された速度（例えば、１２ｍ／分）まで落とされ、用紙Ｓはこの最低速度でストッパー１４に当接し、ストッパー１４から跳ね返ることなく折り位置にセットされる。そのとき、折り動作が開始され（折り動作開始のタイミングについては後述する。）、それと同時に、制御ユニット１２は、第１のサーボモータ１１に対して速度変更命令（加速命令）を送信する。そして、第１のサーボモータ１１は、減速前の回転速度（例えば、１８０ｍ／分）まで加速する。

この実施例では、制御ユニット１２は、第１のサーボモータ１１に組み込まれたエンコーダのパルス出力値に基づいて、用紙Ｓの前端縁Ｐが減速開始位置に到達したことを検出するが、別の好ましい実施例によれば、制御ユニット１２は、用紙Ｓの前端縁Ｐがセンサー１６を通過した後の経過時間を計測するタイマーを有し、制御ユニット１２は、さらに、タイマーによる計測値に基づき、用紙Ｓの前端縁Ｐが、減速開始位置に到達したことを検出したときに、第１のサーボモータ１１の減速を開始する。

本発明によれば、用紙Ｓを折り位置まで搬送するコンベヤベルト１３を第１のサーボモータ１１によって駆動し、第１のサーボモータ１１の回転を制御することによって、用紙Ｓがストッパーに当接する前に一定の加速度で減速し、用紙Ｓのストッパー１４からの跳ね返りを防止するようにしたので、従来技術のようにコンベヤ上を搬送される用紙の上面に接触する減速手段を設けることなく、高い処理速度を維持したままで、用紙Ｓを減速させることができる。それによって、減速中の用紙の姿勢制御が容易になり、用紙を常に正確に折り位置に静止させることができ、常に高い折り精度を達成することができる。

また、本発明によれば、初期設定された用紙の減速開始位置に対する座標補正量を入力して、減速開始位置をストッパーに対し近づきまたは遠ざかる向きにずらすことができるようにしたので、用紙の搬送中に用紙がコンベヤベルトの搬送面上でスリップするような状況においても、用紙のストッパーからの跳ね返りを回避し、用紙を折り位置に正確に静止させることができる。

図８は、ナイフ駆動ユニット７の斜視図である。また、図９は、ナイフ駆動ユニット７の正面図であり、（Ａ）はナイフブレード５が第１の位置にある状態を示し、（Ｂ）はナイフブレード５が第２の位置にある状態を示す。
図８および図９を参照して、ナイフ駆動ユニット７は、支持アーム８に固定されたホルダー１９を備えている。ホルダー１９は、互いに上下に間隔をあけて配置された、水平な上側支持壁１９ａおよび水平な下側支持壁１９ｂを有し、ロッド２０が、上側および下側支持壁１９ａ、１９ｂを貫通して上下方向、すなわち支持面４に垂直な方向にのびている。ロッド２０は、上側および下側支持壁１９ａ、１９ｂに備えられた軸受（図示されない）によって、ホルダー１９に軸方向に往復運動可能に取り付けられる。ロッド２０の下端には、ナイフブレード５が固定され、ロッド２０の中間部（上側および下側支持壁１９ａ、１９ｂの間にのびる部分）には、ブロック２１が固定される。

また、ホルダー１９の上側および下側支持壁１９ａ、１９ｂの間には、ロッド２０に平行にのびる送りネジ２２が、軸周りに回転可能に取り付けられる。ブロック２１は、送りネジ２２に対応するネジ溝を備えた貫通穴を有し、貫通穴には送りネジ２２が係合する。そして、送りネジ２２が回転すると、ブロック２１を通じて、ロッド２０が支持面４に垂直な方向に往復運動するようになっている。

ナイフ駆動ユニット７は、さらに、送りネジ２２の上端に取り付けられた第１のプーリー２３と、ホルダー１９に取り付けられ、送りネジ２２に平行な駆動軸２４ａを有する第２のサーボモータ２４と、第２のサーボモータ２４の駆動軸２４ａに取り付けられた第２のプーリー２５と、第１および第２のプーリー２３、２５の間に張られたタイミングベルト２６を備えている。

この実施例では、送りネジ２２の上端に第１のプーリー２３を取り付け、第２のサーボモータ２４によって駆動するようにしたが、その代わりに、送りネジ２２の下端に第１のプーリー２３を取り付け、第２のサーボモータ２４によって駆動してもよい。

第２のサーボモータ２４は、制御ユニット１２によって制御される。
制御ユニット１２は、支持面４から第１の位置までの距離ｄ_１（図９（Ａ）参照）のデータ、および支持面４から第２の位置までの距離ｄ_２（図９（Ｂ）参照）のデータの入力を受ける第２の入力部２７と、第２の入力部２７に入力された距離ｄ_１、ｄ_２のデータを格納する第２のメモリ２８を有している。

この実施例では、第２の入力部２７は、図１０に示されるように、タッチスクリーン３３の下段入力領域３３ａからなっている。なお、この実施怜では、下段入力領域３３ａに、支持面４から第１および第２の位置の距離のそれぞれの初期設定値に対する補正値が入力されることによって、支持面４から第１の位置までの距離ｄ_１および支持面４から第２の位置までの距離ｄ_２が入力される。そして、下段入力領域３３ａには、２つの数値表示欄３４ａ、３４ｂが設けられ、上側の数値表示欄３３ａには、支持面４から第１の位置までの距離の初期設定値に対する補正値が０．１ｍｍ単位で表示され、下側の数値表示欄３４ｂには、支持面４から第２の位置までの距離の初期設定値に対する補正値が０．１ｍｍ単位で表示される。
２つの数値表示欄３４a、３４ｂの右側には、それぞれ、補正値を増加させるための「＋」ボタンと、補正値を減少させるための「−」ボタンと、補正値をゼロに戻す「Ｄ」ボタンが設けられ、これらのボタンを押すことによってそれぞれの補正値を簡単に入力することができる。

制御ユニット１２は、第２のメモリ２８から読み出した距離ｄ_１、ｄ_２のデータに基づいて、第１の位置から第２の位置までの距離に相当する第２のサーボモータ２４の回転量を算出し、当該算出値に従って第２のサーボモータ２４を制御する。
そして、送りネジ２２が第２のサーボモータ２４によって回転せしめられ、ブロック２１を介して、ロッド２０、すなわちナイフブレード５が第１の位置（図９（Ａ）参照）と第２の位置（図９（Ｂ）参照）の間で往復運動する。

こうして、ナイフブレード５が、第１の位置から第２の位置を経て第１の位置まで１往復運動する間に、折り動作がなされる。そして、ナイフブレード５が、第１の位置から第２の位置に向けて運動する間に、支持面４上の用紙Ｓがナイフブレード５によって２つ折りにされ、折られた部分の先端がナイフブレード５によって開口部３から押し出されて一対の折ローラ６ａ、６ｂの間隙に導入され、さらに、用紙Ｓが一対の折ローラ６ａ、６ｂによって折り畳まれる。

本発明によれば、送りネジ２２を第２のサーボモータ２４によって回転させることによってロッド２０を往復運動させ、それによってナイフブレード５を第１の位置および第２の位置の間において往復運動させるようにしたので、第２のサーボモータ２４の回転量を制御することで、ナイフブレード５の往復運動のストロークを容易に調節することができ、そして、ナイフブレード５の第１の位置および第２の位置を独立に調節することができる。

また、本発明によれば、ロッド２０と送りネジ２２を平行に配置したので、折り動作の間にロッド２０に対し軸方向から逸れる偏荷重が及ぼされないので、ナイフ折り装置の耐久性が向上する。さらに、第２のサーボモータ２４によって送りネジ２２を回転させることで、ロッド２０、すなわちナイフブレード５を往復運動させるので、ナイフブレード５に異常負荷が及ぼされたことを、第２のサーボモータ２４によって検出することができる。その結果、折り動作が完了する毎に折り位置に用紙Ｓが順次自動供給される構成において、誤って用紙Ｓが複数重なって供給されても、ナイフブレード５を動作途中で停止させて、一対の折ローラ６ａ、６ｂにおける紙詰まりを回避することができる。

この実施例では、ナイフ駆動ユニットを、用紙の支持面に対し垂直方向に往復運動可能なロッドと、ロッドに平行に配置された送りネジと、ロッドおよび送りネジを作動連結するブロックと、送りネジを回転させるサーボモータとから構成したが、ナイフ駆動ユニットの構成はこの実施例に限定されず、よって、ナイフ駆動機構を、公知のスライダクランク機構から構成することもできる。

制御ユニット１２は、用紙Ｓの前端縁Ｐのセンサー１６通過後ナイフブレード５による折り動作の開始までの初期設定時間に対する時間補正値の入力を受ける第３の入力部２９と、第３の入力部２９に入力された時間補正値を格納する第３のメモリ３０とを有する。
初期設定時間は次のようにして求められる。まず、図４を参照して、ストッパー１４が、用紙Ｓの搬送方向に沿った長さｂに予め決定された長さを加算した長さＬだけセンサー１６から離れた位置に固定される。また、ストッパー１４から距離ａだけ離れた位置に減速開始位置が設定される。このとき、用紙Ｓの搬送速度をｖとし、用紙Ｓの減速時のマイナス加速度をαとして、用紙Ｓの前端縁がセンサー１６を通過した後、用紙Ｓが折り位置に到達するまでの時間、すなわち初期設定時間ｔが、
ｔ＝（Ｌ−ａ）／ｖ＋ａ／α
によって算出される。

この実施例では、第３の入力部２９は、図１０に示されるように、タッチスクリーン３３の上段入力領域３３ｂからなっている。図１０を参照して、上段入力領域３３ｂには、時間補正値の設定値を段階的に表示するバー状の設定値表示部３５を挟んで、左側「−」ボタンと、右側に「＋」ボタンが設けられる。また、設定値表示部３５の中央ブロック３５ａが常時赤色に表示され、時間補正値がゼロの位置を表す。そして、「−」ボタンがおされる毎に、時間補正値が１ミリ秒ずつ減じられる一方、「＋」ボタンが押される毎に、時間補正値が１ミリ秒ずつ増加せしめられる。この「−」および「＋」ボタンの押圧動作に伴って、設定値表示部３５の中央ブロック３５ａの左側または右側において対応するブロックが青色に表示され、あるいは一旦青色に表示されたブロックの表示がクリアされる。こうして、最終的に時間補正値が設定されたときには、設定値表示部３５に、中央ブロック３５ａから左側または右側にのびる青色のバーが表示される。そして、左側青色バーの場合はマイナスの時間補正値が、右側青色バーの場合はプラスの時間補正値がそれぞれ入力されることになる。

制御ユニット１２は、用紙Ｓの前端縁Ｐがセンサー１６を通過した後、初期設定時間に時間補正値を加えた時間が経過したとき、折り動作を開始させる。
こうして初期設定時間に対する時間補正値を入力することにより、用紙Ｓの重量や、用紙Ｓおよびコンベヤベルト１３間の摩擦係数等に起因して、用紙ＳがストッパーＳに当接した後跳ね返り、初期設定時刻に用紙Ｓが折り位置に静止しないおそれがある場合に、折り動作の開始時点を調節し、正確な折り動作を達成することができる。したがって、時間補正値は、必要に応じて入力され、通常はゼロである。

こうして、ナイフ折り装置の動作の開始に先立って、ナイフブレード５が、距離ｄ_１の設定値に従って第１の位置まで動かされ、その位置で待機する。
そして、ナイフ折り装置の動作が開始されると、最初の用紙Ｓが、コンベヤベルト１３上を折り位置に向けて搬送される。用紙Ｓの前端縁Ｐの通過がセンサー１６によって検出されると、制御ユニット１２において、センサー１６通過後の経過時間が計測される。その後、用紙Ｓがストッパー１４に当接して折り位置に静止する（図２参照）。そのとき、制御ユニット１２において、用紙Ｓのセンサー１６通過後、初期設定時間に時間補正値を加えた時間が経過したことが検出され、ナイフブレード５による折り動作が開始され、ナイフブレード５が第１の位置から第２の位置に向けて運動する。

この運動の間に、支持面４上の用紙Ｓがナイフブレード５によって２つ折りにされ、折られた部分の先端がナイフブレード５によって開口部３から押し出されて一対の折ローラ６ａ、６ｂ間の間隙に導入され、さらに、用紙Ｓは一対の折ローラ６ａ、６ｂによって折り畳まれる。その後、ナイフブレード５は、第２の位置から第１の位置に戻る。このナイフブレード５の、第１の位置から第２の位置を経て第１の位置に戻る往復運動の間に、折り動作がなされる。折り動作が完了した後、次の用紙Ｓがコンベヤベルト１３上を搬送されて折り位置に供給される。

１ フレーム
２ プレート
２ａ 中央のプレート
３ 開口部
４ 支持面
５ ナイフブレード
６ａ、６ｂ 折ローラ
７ ナイフ駆動ユニット
８ 支持アーム
９ 駆動ローラ
１０ アイドルローラ
１１ 第１のサーボモータ
１２ 制御ユニット
１３ コンベヤベルト
１４ ストッパー
１５ 支持バー
１６ センサー
１７ 第１の入力部
１８ 第１のメモリ
１９ ホルダー
１９ａ 上側支持壁
１９ｂ 下側支持壁
２０ ロッド
２１ ブロック
２２ 送りネジ
２３ 第１のプーリー
２４ 第２のサーボモータ
２４ａ 駆動軸
２５ 第２のプーリー
２６ タイミングベルト
２７ 第２の入力部
２８ 第２のメモリ
２９ 第３の入力部
３０ 第３のメモリ
３１ タッチスクリーン
３２ 設定値表示部
３２ａ 中央ブロック
３３ タッチスクリーン
３３ａ 下段入力領域
３３ｂ 上段入力領域
３４ａ、３４ｂ 数値表示欄
３５ 設定値表示部
３５ａ 中央ブロック
Ｐ 用紙の前端縁
Ｓ 用紙

Claims (6)

1. 用紙（Ｓ）の下面を支持する支持面（４）を備えたフレーム（１）と、
   前記フレーム（１）に取り付けられ、前記用紙（Ｓ）を、順次、前記支持面（４）上において、予め決定された折り位置まで搬送する搬送手段と、
   前記フレーム（１）に取り付けられ、前記用紙（Ｓ）の搬送経路を直角に横切ってのび、前記用紙（Ｓ）の前端縁を当接させることによって前記用紙（Ｓ）を前記折り位置に位置決めするストッパー（１４）と、
   前記折り位置において前記支持面（４）を挟んで対向配置されたナイフブレード（５）および一対の折ローラ（６ａ、６ｂ）と、を備え、前記一対の折ローラ（６ａ、６ｂ）は前記フレーム（１）に取り付けられ、前記ナイフブレード（５）および前記一対の折ローラ（６ａ、６ｂ）は互いにかつ前記搬送経路に平行に配置され、前記支持面（４）は前記ナイフブレード（５）が通過可能な開口部（３）を有し、さらに、
   前記ナイフブレード（５）を、前記支持面（４）に垂直な方向に、前記開口部（３）を通って、前記支持面（４）に関して前記一対の折ローラ（６ａ、６ｂ）と反対側において前記支持面（４）から間隔をあけた第１の位置と、前記一対の折ローラ（６ａ、６ｂ）間の間隙に近接する第２の位置との間で往復運動させるナイフ駆動ユニット（７）と、
   前記フレーム（１）に取り付けられ、前記ナイフ駆動ユニット（７）を支持する支持アーム（８）と、
   前記ナイフ駆動ユニット（７）を制御する制御ユニット（１２）と、を備え、
   前記用紙（Ｓ）が前記折り位置にセットされるたびに、前記ナイフブレード（５）が前記第１の位置から前記第２の位置を経て再び前記第１の位置に戻ることによって折り動作がなされ、前記ナイフブレード（５）が前記第１の位置から前記第２の位置に向けて運動する間に、前記支持面（４）上の前記用紙（Ｓ）が前記ナイフブレード（５）によって２つ折りにされ、折られた部分の先端が前記ナイフブレード（５）によって前記開口部（３）から押し出されて前記一対の折ローラ（６ａ、６ｂ）間の間隙に導入され、さらに、前記用紙（Ｓ）が前記一対の折ローラ（６ａ、６ｂ）によって折り畳まれるナイフ折り装置において、
   前記搬送手段は、
   前記フレームに取り付けられて互いに間隔をあけて平行に配置された一対の駆動ローラ（９）およびアイドルローラ（１０）と、
   前記駆動ローラ（９）および前記アイドルローラ（１０）の間に張られ、前記搬送経路に沿って循環運動する少なくとも１本のコンベヤベルト（１３）と、
   前記フレーム（１）に固定され、前記駆動ローラ（９）を回転させる第１のサーボモータ（１１）と、を有し、前記コンベヤベルト（１３）の搬送面は前記支持面（４）の一部を形成し、前記第１のサーボモータ（１１）は前記制御ユニット（１２）によって制御され、
   前記ナイフ折り装置は、さらに、
   前記搬送経路の途中に配置され、前記用紙（Ｓ）の通過を検出するセンサー（１６）を備え、
   前記制御ユニット（１２）は、前記用紙（Ｓ）が前記センサー（１６）を通過した後前記ストッパー（１４）に当接するまでの間に、前記第１のサーボモータ（１１）を予め決定された回転速度まで予め決定された一定の加速度で減速し、前記予め決定された回転速度は、前記用紙（Ｓ）が、前記ストッパー（１４）への当接時に前記ストッパー（１４）から跳ね返らないような大きさを有し、前記制御ユニット（１２）は、さらに、前記第１のサーボモータ（１１）を前記予め設定された回転速度で維持し、前記用紙（Ｓ）が前記ストッパー（１４）に当接すると同時に、前記用紙（Ｓ）に対する折り動作を開始すると共に、前記第１のサーボモータ（１１）の加速を開始して、次の前記用紙（Ｓ）の搬送が開始されるまでの間に、前記第１のサーボモータ（１１）を減速前の回転速度まで予め決定された一定の加速度で加速することを特徴とするナイフ折り装置。
2. 前記制御ユニット（１２）は、
   前記ストッパー（１４）および前記センサー（１６）間に初期設定された減速開始位置に対する前記搬送経路方向の座標補正量の入力を受ける第１の入力部（１７）と、
   前記第１の入力部（１７）に入力された前記座標補正量を格納する第１のメモリ（１８）と、を有し、
   前記制御ユニット（１２）は、さらに、前記第１のサーボモータ（１１）に組み込まれたエンコーダーからの出力値に基づき、前記用紙（Ｓ）の前端縁（Ｐ）が、前記座標補正量に従って変更された前記減速開始位置に到達したことを検出したときに、前記第１のサーボモータ（１１）の減速を開始することを特徴とする請求項１に記載のナイフ折り装置。
3. 前記制御ユニット（１２）は、
   前記ストッパー（１４）および前記センサー（１６）間に初期設定された減速開始位置に対する前記搬送経路方向の座標補正量の入力を受ける第１の入力部（１７）と、
   前記第１の入力部（１７）に入力された前記座標補正量を格納する第１のメモリ（１８）と、
   前記用紙（Ｓ）の前端縁（Ｐ）が前記センサー（１６）を通過した後の経過時間を計測するタイマーと、を有し、
   前記制御ユニット（１２）は、さらに、前記タイマーによる計測値に基づき、前記用紙（Ｓ）の前端縁（Ｐ）が、前記座標補正量に従って変更された前記減速開始位置に到達したことを検出したときに、前記第１のサーボモータ（１１）の減速を開始することを特徴とする請求項１に記載のナイフ折り装置。
4. 前記ナイフ駆動ユニット（７）は、
   前記支持アーム（８）に固定されたホルダー（１９）と、
   前記ホルダー（１９）に取り付けられ、前記支持面（４）に垂直な方向にのび、軸方向に往復運動可能なロッド（２０）と、を備え、前記ロッド（２０）の一端に前記ナイフブレード（５）が固定され、
   前記ナイフ駆動ユニット（７）は、さらに、
   前記ロッド（２０）の中間部に固定されたブロック（２１）と、
   前記ホルダー（１９）に取り付けられ、前記ロッド（２０）に平行にのび、軸周りに回転可能な送りネジ（２２）と、を備え、前記ブロック（２１）は前記送りネジ（２２）に対応するネジ溝を備えた貫通穴を有し、前記貫通穴には前記送りネジ（２２）が係合することにより、前記送りネジ（２２）の回転によって前記ロッド（２０）が往復運動し、
   前記ナイフ駆動ユニット（７）は、さらに、
   前記送りネジ（２２）の上端または下端に取り付けられた第１のプーリー（２３）と、
   前記ホルダー（１９）に取り付けられ、前記送りネジ（２２）に平行な駆動軸（２４ａ）を有する第２のサーボモータ（２４）と、
   前記第２のサーボモータ（２４）の駆動軸（２４ａ）に取り付けられた第２のプーリー（２５）と、
   前記第１および第２のプーリー（２３、２５）の間に張られたタイミングベルト（２６）と、を備え、前記第２のサーボモータ（２４）が前記制御ユニット（１２）によって制御されることを特徴とする請求項３に記載のナイフ折り装置。
5. 前記制御ユニット（１２）は、
   前記支持面（４）から前記第１の位置までの距離ｄ１のデータ、および前記支持面（４）から前記第２の位置までの距離ｄ２のデータの入力を受ける第２の入力部（２７）と、
   前記第２の入力部（２７）に入力された前記距離ｄ１、ｄ２のデータを格納する第２のメモリ（２８）と、を有し、
   前記制御ユニット（１２）は、前記第２のメモリ（２８）から読み出した前記距離ｄ１、ｄ２のデータに基づいて前記第２のサーボモータ（２４）を制御することを特徴とする請求項４に記載のナイフ折り装置。
6. 前記制御ユニット（１２）は、
   前記用紙（Ｓ）の前端縁の前記センサー（１６）通過後前記ナイフブレード（５）による前記折り動作の開始までの初期設定時間に対する時間補正値の入力を受ける第３の入力部（２９）と、
   前記第３の入力部（２９）に入力された前記時間補正値を格納する第３のメモリ（３０）と、を有し、
   前記制御ユニット（１２）は、前記用紙（Ｓ）の前端縁が前記センサー（１６）を通過した後、前記初期設定時間に前記時間補正値を加えた時間が経過したとき、前記折り動作を開始させることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のナイフ折り装置。

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