JP5528889B2 - 用紙折り型形成機構 - Google Patents

Description

本発明は、用紙を搬送手段によって搬送し、折り型形成手段によって、搬送方向に対する直交方向に延びた折り型を形成する用紙折り型形成機構に関するものである。

図１４は、従来の用紙折り型形成機構の縦断面図（特許文献１等）である。この用紙折り型形成機構は、折り型形成手段として、凹部２０１ａを有する下型２０１と、凸部２０２ａを有する上型２０２と、該上型２０２を昇降駆動する型駆動部（図示せず）とを備えており、搬送手段として、搬送方向Ｆの上流側の搬送ローラ対２０５及び搬送方向Ｆの下流側の搬送ローラ対２０６を備えている。

両搬送ローラ対２０５，２０６によって用紙Ｐを上下から挟持し、搬送方向Ｆに搬送し、図１５に示すように、用紙Ｐを搬送方向Ｆの所定位置に停止させ、上型２０２を下降させ、その凸部２０２ａを下型２０１の凹部２０１ａに嵌入させることにより、用紙Ｐに搬送方向Ｆと直交する方向に延びる折り型（折り目）を形成する。

特開２００５−２３９３１２号公報

前記従来例では、型作動時、両搬送ローラ対２０５，２０６は、用紙Ｐを所定圧で挟持し、搬送方向Ｆに緊張させた状態で保持しているので、上型２０２の凸部２０２ａが下型２０１の凹部２０１ａに嵌入した時、図１５に矢印Ｔで示すように、用紙Ｐの搬送方向Ｆの両端部が折り型形成部Ｂ側へ強く引っ張られ、各搬送ローラ対２０５，２０５のニップ部で挟まれている用紙Ｐ部分に傷が付く、という不具合が生じる。

本発明は、型作動時に、搬送ローラ対との擦れにより、用紙に傷が付くのを防止できる用紙折り型形成機構を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本願の第１の発明は、用紙を搬送手段によって搬送し、折り型形成手段によって、搬送方向に対する直交方向に延びた折り型を形成する、用紙折り型形成機構において、前記折り型形成手段として、前記直交方向に沿って配置された上型及び下型と、前記上型を前記下型に対して上方から下降させる型駆動部とを備え、前記上型及び下型の一方に凹部を形成し、他方に前記凹部に嵌入可能な凸部を形成しており、前記搬送手段として、用紙を上下から挟んで搬送する搬送ローラ対と、該搬送ローラ対を作動させるローラ駆動部と、を備え、さらに、用紙折り型形成機構は、前記型駆動部及び前記ローラ駆動部を制御する駆動制御手段を、備えており、前記駆動制御手段は、前記型駆動部の作動時に、前記折り型形成手段よりも搬送方向上流側の前記搬送ローラ対と搬送方向下流側の前記搬送ローラ対とを停止させる時、搬送方向下流側の前記搬送ローラ対による搬送量よりも、搬送方向上流側の搬送ローラ対による搬送量を多くすることにより、用紙に撓みを形成するように、前記ローラ駆動部を制御する。

より具体的には、搬送方向下流側の搬送ローラ対が停止後、搬送方向上流側の搬送ローラ対を追回転させることにより、撓みを形成したり、あるいは、搬送方向下流側の搬送ローラ対の搬送速度よりも搬送方向上流側の搬送ローラ対の搬送速度を大きくすることにより、撓み形成したりすることも可能である。

本願の第２の発明は、用紙を搬送手段によって搬送し、折り型形成手段によって、搬送方向に対する直交方向に延びた折り型を形成する、用紙折り型形成機構において、前記折り型形成手段として、前記直交方向に沿って配置された上型及び下型と、前記上型を前記下型に対して上方から下降させる型駆動部とを備え、前記上型及び下型の一方に凹部を形成し、他方に前記凹部に嵌入可能な凸部を形成しており、前記搬送手段として、用紙を上下から挟んで搬送する搬送ローラ対と、該搬送ローラ対を作動させるローラ駆動部と、を備え、さらに、用紙折り型形成機構は、前記型駆動部及び前記ローラ駆動部を制御する駆動制御手段を、備えており、前記駆動制御手段は、前記型駆動部の作動時に、前記折り型形成手段よりも搬送方向上流側の前記搬送ローラ対と搬送方向下流側の前記搬送ローラ対とを停止させる時、搬送方向下流側の前記搬送ローラ対を逆回転させることにより、撓みを形成するようにローラ駆動部を制御する。

（１）本願の第１及び第２の発明によると、型駆動部の作動時、用紙は緊張が解かれた状態で保持されるので、上型の凸部が下型の凹部に嵌入した際に生じる引っ張り力を吸収できる。これにより、搬送ローラ対のニップ部で用紙が擦れて傷付くことがなく、用紙の品質を保つことができる。

（２）第１の発明のように、搬送方向下流側の搬送ローラ対による搬送量よりも、搬送方向上流側の搬送ローラ対による搬送量を多くする場合には、用紙の質や硬さ等に合わせて、簡単に撓み量を調節することができる。

（３）第２の発明のように、型駆動部の作動時に、搬送方向下流側の搬送ローラ対を、逆回転させる場合にも、用紙の質や硬さ等に合わせて、簡単に撓み量を調節することができる。

本願の参考例並びに第１及び第２の発明が適用される用紙折り型形成機構を備えた用紙加工装置の模式縦断正面図である。 図１の用紙折り型形成機構の平面図である。 図２の折り型形成ユニットの正面図（III矢視図）である。 図２の折り型形成ユニットの上方斜視図である。 図３の折り型形成ユニットのV-V断面図である。 図５の折り型形成ユニットの折り型形成部Ｂの拡大断面図である。 前記参考例における用紙搬送時の状態を示す用紙折り型形成機構の正面略図である。 前記参考例における型作動開始時の状態を示す用紙折り型形成機構の正面略図である。 前記参考例における型作動完了時の状態を示す用紙折り型形成機構の正面略図である。 本願の第１の発明の実施の形態に係る用紙折り型形成機構であって、図８と同じ状態の正面略図である。 本願の第２の発明の実施の形態に係る用紙折り型形成機構であって、図８と同じ状態の正面略図である。 折り型形成ユニットの凸部と凹部の変形例を示す断面拡大図である。 折り型形成ユニットの別の変形例を示す断面拡大図である。 従来の折り型形成ユニットの図８と同様な状態における正面略図である。 図１４の折り型形成ユニットの型作動時の状態を示す断面図である。

［参考例、本願の第１及び第２の発明が適用される用紙加工装置］
図１は参考例、本願の第１及び第２の発明が適用される用紙折り型形成機構３０を備えた用紙加工装置を示す模式縦断面図である。用紙加工装置は、装置本体１０の用紙搬送方向Ｆの下流側端部に排紙トレイ１２を備え、用紙搬送方向Ｆの上流側の端部に給紙トレイ１１を備え、該給紙トレイ１１と排紙トレイ１２との間に、略水平な搬送経路１９が構成されている。搬送経路１９の途中には、搬送手段として、複数の搬送ローラ対２１、２２、２３、…が搬送方向Ｆに間隔をおいて配置されると共に、搬送ローラ対２１、２２、２３間に、裁断ユニット１３及び折り型形成ユニット１４が搬送方向上流側から順に配置されている。各搬送ローラ対２１，２２，２３は、それぞれ上下一対の搬送ローラ２１Ａ、２１Ｂ、２２Ａ、２２Ｂ、２３Ａ、２３Ｂから構成されている。下側の各搬送ローラ２１Ａ、２２Ａ，２３Ａは、それぞれクラッチ２５ａ，２６ａ，２７ａを介してローラ駆動部２５，２６，２７に動力伝達可能に連結されており、各クラッチ２５ａ，２６ａ，２７ａを接続すると、各搬送ローラ対２２１，２２，２３は、ローラ駆動部２５，２６，２７により矢印Ｒ１方向に回転し、用紙Ｐを上下から挟持した状態で、搬送方向Ｆに搬送するようになっている。反対にクラッチ２５ａ，２６ａ，２７ａを切断すると、各駆動側ローラ２１Ａ，２２Ａ、２３Ａは、各ローラ駆動部２５，２６，２７からの動力伝達が遮断されると共に、各搬送ローラ対２１，２２，２３は、矢印Ｒ１方向及びその逆方向のいずれにも自由に回転できる状態となる。

下側の駆動側の各搬送ローラ２１Ａ、２２Ａ、２３Ａは、表面がウレタンでできており、摩擦により大きな搬送力が発生する。一方、上側の従動側の搬送ローラ２１Ｂ、２２Ｂ、２３Ｂはスポンジ等の軟性部材でできており、用紙の表面を傷付けないようになっている。

裁断ユニット１３及び折り型形成ユニット１４には、刃駆動部２８及び型駆動部２９がそれぞれ連結されており、これら駆動部２８，２９、前記各搬送ローラ対２１，２２，２３のローラ駆動部２５，２６，２７及び各クラッチ２５ａ、２６ａ、２７ａは、装置本体１０に内蔵された駆動制御部（駆動制御手段）１５に電気的に接続されている。また、装置本体１０内には、裁断ユニット１３及び折り型形成ユニット１４の下方に、くず箱１６が配置されている。

図２は図１の用紙折り型形成機構３０の平面図であり、用紙折り型形成機構３０は、前記用紙折り型形成ユニット１４と、該用紙折り型形成ユニット１４の搬送方向Ｆの上流側と下流側に配置された前記搬送ローラ対２２、２３と、前記型駆動部２９と、前記搬送ローラ対２２、２３用のローラ駆動部２６，２７と、クラッチ２６ａ，２７ａとから構成されている。

図３は、図２の用紙折り型形成ユニット１４のIII矢視図、図４は、図２の用紙折り型形成ユニット１４の上方斜視図、図５は用紙折り型ユニットの折り型形成部Ｂの拡大図である。図４において、用紙折り型形成ユニット１４は、枠状のユニットケース３２内に、下型４０と、下型４０に上方から対向する上型４１とを備え、両型４０，４１は搬送方向Ｆと直交する水平な搬送幅方向Ｗに沿って延びように配置されている。

上型４１は、上下方向移動自在にユニットケース３２に支持されると共に、図示しないばね手段により上方に付勢されている。下型４０は、緩衝機構３３を介してユニットケース３２の所定位置（高さ）に支持されている。上型４１の上方には、型駆動部２９として、上型４１と平行に延びるカム軸３５が配置され、このカム軸３５は、ユニットケース３２に回転可能に支持されている。

図３において、前記カム軸３５の搬送幅方向Ｗの両端部には駆動カム３６が設けられ、この駆動カム３６の下端に、上方に付勢された前記上型４１の上端当接面が当接している。前記カム軸３５は、ギヤ３７及び減速機（図示せず）を介して電動モータ（図示せず）に連結されている。

すなわち、カム軸３５が回転すると、上型４１が両駆動カム３６によりばね手段に抗して押し下げられ、最下降位置まで下降した後は、ばね手段により、駆動カム３６の下端面との接触状態を保ちながら上昇する。

カム軸３５の搬送幅方向Ｗの中央部には、カム軸３５の回転角度を検出するための円弧状の光センサー用遮光部材（被検出部材）４４が固着されており、一方、ユニットケース３２には、図５に示すように、前記遮光部材４４の先端検出エッジ４４ａを所定回転位置で検出する上死点センサー４６及びブレーキ位置センサー４５が、所定の回転位置に配置されている。上死点センサー４６は、上型４１が上死点に到達した状態を検出するものであり、ブレーキ位置センサー４５は、上死点センサー４６の配置位置から、回転方向Ａ１と反対側に略４５°離れた位置に配置されている。前記上死点センサー４４は、後述するように、上型４１の下降開始時、すなわち、型作動開始時を検出する位置検出センサーとして利用される。

図６は上型４１の下端面と下型４０の上端面により構成される型形成部（嵌合部）Ｂの拡大図であり、下型４０の上端面には、搬送幅方向Ｗに沿って延びる断面矩形状の凹部（溝）４０ａが形成されており、上型４１の下端面には、前記凹部４０ａに嵌入可能な断面矩形状の凸部４１ａが形成されている。凸部４１ａと凹部４０ａは、折り型（折り目）を付けるためのものであるので、それらの断面の寸法は、たとえば一辺が０．２ｍｍ乃至０．３ｍｍ程度の正方形あるいは矩形状に形成され、また、凸部４１ａの外径寸法は、凹部４０ａの外径寸法よりも若干小さくなっている。

用紙折り型形成機構３０に関する制御内容及び作用について説明する。
図１において、駆動制御部１５の入力部には、上死点センサー４６及びブレーキ位置センサー４５から、折り型形成ユニット１４のカム軸３５の回転角度（上型４１の回転位置）に関する検知信号が入力され、駆動制御部１５の出力部は、入力された各検知信号に基づき、所望の制御を行うように、各搬送ローラ対２２、２３のローラ駆動部２６，２７に対する駆動及び停止信号、クラッチ２６ａ、２７ａに対する接続及び切断信号、並びに用紙折り型形成ユニット１４の型駆動部２９に対する駆動及び停止信号を発信する。

［制御における参考例］
制御の参考例を説明すると、上死点センサー４６が上型４１の上死点位置を検出した時には、搬送方向下流側の搬送ローラ対２３に対しては、クラッチ２７ａの接続信号（接続維持信号）と、ローラ駆動部２７の停止信号を送り、搬送上流側の搬送ローラ対２２に対しては、クラッチ２６ａの切断信号と、ローラ駆動部２６の停止信号を送る。すなわち、上型４１が上死点を過ぎて下降し始めると、前記各出力信号により、搬送方向下流側の搬送ローラ対２３は、回転不能に停止した状態で用紙を上下から挟持し、一方、搬送方向上流側の搬送ローラ対２２は、用紙Ｐを上下から挟持しているが、クラッチ２６ａが切断されていることにより、Ｒ１方向及びその逆方向のいずれの方向にも、自由に回転できる状態に保たれる。

前記制御の参考例において、駆動制御部１５による用紙折り型形成機構３０の各駆動部２６、２７、２９の制御及び折り作業の詳細を説明する。

（１）図７のように上型４１がブレーキ位置まで上昇して停止した状態において、両搬送ローラ対２２，２３が駆動し、これにより、搬送経路１９内の裁断後の用紙Ｐは、両搬送ローラ対２１，２２のニップ部で挟持されて搬送方向Ｆに搬送される。用紙Ｐが搬送方向Ｆの所定位置まで搬送されると、駆動制御部１５から各搬送ローラ対２２，２３のローラ駆動部２６，２７への停止信号により、図８に示すように、用紙Ｐは搬送方向Ｆの所定位置で停止される。

（２）図８において、搬送ローラ対２２，２３が停止後、駆動制御部１５から折り型形成ユニット１４の型駆動部２９へ駆動信号が送られることにより、用紙折り型形成ユニット１４の型駆動部２９（カム軸３５）が駆動する。これにより、上型４１は上死点を経て下降するが、上死点を通過した時点で、上死点センサー４６がカム軸３５の位置を検出することにより、駆動制御部１５から搬送方向上流側の搬送ローラ対２２のクラッチ２６ａに切断信号が送られ、クラッチ２６ａが切断状態となる。すなわち、搬送方向上流側の搬送ローラ対２２は、矢印Ｒ１およびその逆方向のいずれへも自由に回転できる状態となる。

（３）図９に示すように、上型４１がさらに下降して、上型４１の凸部４１ａが下型４０ａの凹部４０ａに嵌入すると、用紙Ｐには搬送幅方向Ｗに沿って折り型（折り目）が形成される。このとき、用紙Ｐの折り型部分が凸部４１ａと共に凹部４０ａ内に嵌入することにより、用紙Ｐは搬送方向Ｆの折り型形成部Ｂ側へと引っ張られる。ところが、搬送方向Ｆの上流側の搬送ローラ対２２は、クラッチ２６ａが切断されていることにより、回転自由状態となっているので、用紙折り型形成ユニット１４よりも搬送方向上流側の用紙Ｐ部分は、搬送ローラ対２２を連れ回りにより矢印Ｒ１方向に回転させつつ、前記嵌入した長さに略相当する量（１ｍｍ程度）だけ、搬送方向Ｆに移動する。

これにより、搬送ローラ対２７のニップ部及び搬送ローラ対２６のニップ部において用紙Ｐに擦り傷が付くのを防止できる。また、用紙Ｐが搬送状態から停止する時の搬送方向Ｆにおける基準位置は、用紙Ｐの搬送方向下流側の端縁で規制されるので、該参考例のように、搬送方向上流側の搬送ローラ対２６を回転自由状態として、折り型形成ユニット１４よりも搬送方向上流側の用紙Ｐ部分の緊張を解くように構成していると、折り型の形成位置にずれが生じることがなく、所定の位置に精度良く折り型を形成できる。

なお、折り型の作動行程において、用紙Ｐが停止している時間は、０．１秒乃至０．３秒程である。

折り型を形成した後、上型４１はカム軸３５の回転にしたがってばね部材により上昇し、ブレーキ位置センサー４５でブレーキ位置が検出されて、停止する。そして、図７のように、搬送方向上流側の搬送ローラ対２６のクラッチ２６ａが接続状態に戻ると共に、両搬送ローラ対２６，２７が矢印Ｒ１方向に回転し、折り型形成後の用紙を搬送方向Ｆに排出すると共に、次の用紙を搬入する。

［本願の第１の発明の実施の形態］
図１０は、本願の第１の発明の実施の形態における制御及び作用を示す図である。前記参考例では、搬送方向上流側の搬送ローラ対２２のクラッチ２６ａを切断することにより、用紙Ｐの緊張を解いたが、本願の第１の発明では、両搬送ローラ対２２，２３を用紙搬送状態から停止する時に、搬送方向上流側の搬送ローラ対２２を、搬送方向下流側の搬送ローラ対２３よりも、遅らせて停止し、これにより、停止時、両搬送ローラ対２２，２３間の用紙Ｐ部分に、一定量の撓みＰａを形成する。すなわち、搬送方向Ｆの上流側の搬送ローラ対２２を、搬送方向Ｆの下流側の搬送ローラ対２２の停止後に、追回転させることにより、搬送方向上流側の搬送ローラ対２２による用紙搬送量を、搬送方向下流側の搬送ローラ対２３の用紙搬送量よりも一定量だけ大きくし、それにより、前記撓みＰａを形成する。

前記用紙Ｐの撓み量は、凸部４１ａ又は凹部４０ａの矩形断面の３辺の長さの合計に略相当する量、あるはそれよりも多く設定される。たとえば、一辺が０．２ｍｍ乃至０．３ｍｍであれば、１ｍｍ乃至３ｍｍ程度の撓み量になるように設定される。

その他の構成は、前記参考例と同様である。このように、停止時に用紙Ｐに撓みＰａを形成するようにしていると、凸部４１ａが凹部４０ａに嵌合する際に生じる引っ張り量は、前記撓みＰａにより吸収される。したがって、搬送ローラ対２７のニップ部及び搬送ローラ対２６のニップ部で用紙に擦り傷が付くのを防止できる。

なお、第１の発明では、各搬送ローラ対２２，２３のローラ駆動部２６，２７に、クラッチ２６ａ，２７ａを備えていない構成でも制御可能である。

［本願の第２の発明の実施の形態］
図１１は、本願の第２の発明の実施の形態における制御及び作用を示す図であり、前記第１の発明と同様に、用紙が所定位置で停止した時に、両搬送ローラ対２２，２３間の用紙Ｐ部分に撓みＰａを形成するように制御するものであるが、第２の発明の実施の形態では、用紙停止時、搬送方向下流側２３の搬送ローラ対２３を少しＲ２方向に逆回転させることにより、一定量の撓みＰａを形成する。その他の構成は、参考例及び第１の発明の実施の形態と同様である。

なお、第２の発明も、各搬送ローラ対２２，２３のローラ駆動部２６，２７にクラッチ２６ａ、２７ａを備えていない構成でも制御可能である。

［その他の実施の形態］
（１）図１２は、上型４１の凸部４１ａの変形例であり、凸部４１ａの断面形状は、逆台形状となっている。

（２）図１３は、上型４１に凹部４１ｂを形成し、下型４０に、前記凹部４１ｂに嵌入可能な凸部４０ｂを形成した例であり、上型４１を下降させることにより、凹部４１ｂを凸部４０ｂに嵌合する。図１３の構造を採用する場合には、凸部４０ｂの搬送方向Ｆの上流側と下流側の各近傍位置に、凸部４０ｂと略同じ高さのスペーサ５０を設けることが好ましい。前記スペーサ５０により、用紙Ｐの凸部４０ｂの近傍での垂れを防ぐことができる。

１４ 用紙折り型形成ユニット（折り型形成手段）
１５ 駆動制御部（駆動制御手段）
２２、２３ 搬送ローラ対（搬送手段）
２６、２７ ローラ駆動部
２６ａ、２７ａ クラッチ
２９ 型駆動部
３０ 用紙折り型形成機構
４０ 下型
４０ａ 凹部
４１ 上型
４１ａ 凸部
４０ｂ 凸部
４１ｂ 凹部

Claims (2)

1. 用紙を搬送手段によって搬送し、折り型形成手段によって、搬送方向に対する直交方向に延びた折り型を形成する、用紙折り型形成機構において、
   前記折り型形成手段として、前記直交方向に沿って配置された上型及び下型と、前記上型を前記下型に対して上方から下降させる型駆動部とを備え、前記上型及び下型の一方に凹部を形成し、他方に前記凹部に嵌入可能な凸部を形成しており、
   前記搬送手段として、用紙を上下から挟んで搬送する搬送ローラ対と、該搬送ローラ対を作動させるローラ駆動部と、を備え、
   さらに、用紙折り型形成機構は、前記型駆動部及び前記ローラ駆動部を制御する駆動制御手段を、備えており、
   前記駆動制御手段は、前記型駆動部の作動時に、前記折り型形成手段よりも搬送方向上流側の前記搬送ローラ対と搬送方向下流側の前記搬送ローラ対とを停止させる時、搬送方向下流側の前記搬送ローラ対による搬送量よりも、搬送方向上流側の搬送ローラ対による搬送量を多くすることにより、用紙に撓みを形成するように、前記ローラ駆動部を制御する、用紙折り型形成機構。
2. 用紙を搬送手段によって搬送し、折り型形成手段によって、搬送方向に対する直交方向に延びた折り型を形成する、用紙折り型形成機構において、
   前記折り型形成手段として、前記直交方向に沿って配置された上型及び下型と、前記上型を前記下型に対して上方から下降させる型駆動部とを備え、前記上型及び下型の一方に凹部を形成し、他方に前記凹部に嵌入可能な凸部を形成しており、
   前記搬送手段として、用紙を上下から挟んで搬送する搬送ローラ対と、該搬送ローラ対を作動させるローラ駆動部と、を備え、
   さらに、用紙折り型形成機構は、前記型駆動部及び前記ローラ駆動部を制御する駆動制御手段を、備えており、
   前記駆動制御手段は、前記型駆動部の作動時に、前記折り型形成手段よりも搬送方向上流側の前記搬送ローラ対と搬送方向下流側の前記搬送ローラ対とを停止させる時、搬送方向下流側の前記搬送ローラ対を逆回転させることにより、撓みを形成するようにローラ駆動部を制御する、用紙折り型形成機構。

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