JP7322584B2 - シート加工装置、画像形成システム - Google Patents

Description

本発明は、シート加工装置及び画像形成システムに関する。

シート材に対して、切断加工や筋付け加工を施すシート加工装置が知られている。シート加工装置は、画像や図柄が付されたシート材からステッカーやカード、または箱状の立体物の展開形態を製作するために用いられる。

シート加工装置には、複数の形態が知られている。例えば、フラットベッドタイプのシート加工装置は、テーブル上にシート材を固定し、加工ツールとしてのカッターツールや筋付けツールをシート材に対し二次元的に移動させながら選択的に圧接離間させることで、テーブル面に固定されているシート材に対して任意の軌跡での二次元的な加工を施す。

また、シート材搬送タイプのシート加工装置は、フラットヘッドタイプと同様の加工ツールの他に、シート材を搬送する搬送ローラ対を備える。シート材搬送タイプの場合、シート材を搬送しながら、加工ツールを搬送方向と直交する方向に移動させる。

シート材搬送タイプのシート加工装置として、シート材と加工ツールを相対的に移動させながら、シート材に対して加工ツールを選択的に圧接離間させることで、シート材にする任意の軌跡での加工を施す装置が知られている（特許文献１を参照）。

特許文献１に開示されている装置では、シート搬送方向において加工ツールから離れた位置でシート材を狭持するので、切断加工や筋付け加工時にシート材の一部が浮き上がる可能性がある。加工時のシート材に浮き上がりが生ずると、シート材に対する加工ツールの接触状態が加工に適する状態とはならず、最適な加工を実現することの障害となる。言い換えると、特許文献１の装置構成では、加工時のシート材の姿勢を保持できず、結果として加工精度が悪化する、という課題がある。

本発明は、二次元的にシート加工可能なシート加工装置において、加工時の被加工対象物の姿勢の安定性を高めることを目的とする。

上記技術的課題を解決するため、本発明の一態様は、加工対象とするシート材に対し二次元的なシート加工を施すことを可能とするシート加工装置であって、前記シート材を搬送方向において往復移動による搬送をする搬送手段と、前記シート材に対し前記シート加工をする加工具と、前記シート加工をするときに前記シート材に対し前記加工具を接触させ、当該シート加工をしないときには当該シート材に対し前記加工具を離間させる加工具接離部と、前記シート材が搬送される搬送方向と交差する交差方向に前記加工具を移動させる加工具移動部と、前記シート材を挟んで前記加工具と対向する対向位置に配置される加工具対向部と、前記シート材を前記加工具対向部と挟持する挟持部と、を備え、
前記加工具対向部と前記挟持部とは、軸支された回動部材であり、前記加工具対向部は、前記シート材の幅寸法よりも長く、前記挟持部は、前記シート材の幅方向の端部近傍であって、前記加工具による前記シート材への加工が施される加工領域の外側において、当該シート材を前記加工具対向部と挟持し、前記挟持部は、前記加工具対向部に対して、前記シート材の幅寸法に応じて挟持位置を前記交差方向に移動させる挟持部移動部を介して装置筐体に保持されていて、前記挟持部移動部は、弾性体を介して前記挟持部を支持し、当該挟持部を前記シート材に向けて付勢する、ことを特徴とする。

本発明によれば、二次元的にシート加工可能なシート加工装置において、加工時の被加工対象物の姿勢の安定性を高めることができる。

本発明に係るシート加工装置の実施形態である加工処理装置の斜視図。 上記加工処理装置の断面図。 上記加工処理装置の要部を示す斜視図。 上記加工処理装置の要部の一部を拡大した拡大側面図。 上記加工処理装置の要部の一部を拡大した拡大平面図。 上記加工処理装置の要部の一部を拡大した拡大斜視図。 上記加工処理装置の要部の一部を示す平面図。 上記加工処理装置の要部の一部を示す斜視図。 上記加工処理装置の要部の一部を拡大した拡大斜視図。 上記加工処理装置の要部の一部を示す側面図。 上記加工処理装置の要部の一部を拡大した拡大斜視図。 上記加工処理装置の要部の一部を示す側面図。 上記加工処理装置の要部の一部を拡大した拡大斜視図。 上記加工処理装置の要部の一部を拡大した拡大斜視図。 上記加工処理装置の要部の一部を拡大した拡大斜視図。 上記加工処理装置の制御系のハードウェア構成を示すブロック図。 上記加工処理装置の制御系の機能構成を示す機能ブロック図。 本発明に係る画像形成システムの実施形態を示す側面図。

［シート加工装置の全体構成像］
以下、本発明に係るシート加工装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る加工処理装置１００の外観を示す斜視図である。図１に示すように、加工処理装置１００は、シート状の被加工対象物（シート材）であるシート１の搬入口を構成する搬入側トレイ１０１と、加工後のシート１の搬出口を構成する搬出側トレイ１０２と、を備えている。シート１は、図１におけるＹ方向に搬送されながら加工される。なお、図１に示すように、加工処理装置１００は、全体の動作を制御する制御装置３００も備える。

ここで、本実施形態の説明に用いる座標系を定義する。加工処理装置１００に加工前のシート１が搬入され、加工後のシート１が搬出される方向をＹ方向とする。Ｙ方向に交差する方向であって、シート１の幅方向（加工処理装置１００の幅方向）をＸ方向とする。Ｙ方向とＸ方向と交差し、加工処理装置１００の高さ方向をＺ方向とする。なお、Ｘ、Ｙ、Ｚは相互の直交するものを例として実施形態の説明をする。したがって、本実施形態における「シート１の搬送方向」とは、シート１のＹ方向の移動を意味する。

図２は、加工処理装置１００の内部構造を示す断面図である。図２の断面図は、図１におけるＹ－Ｚ平面と平行断面であって、＋Ｘ方向から－Ｘ方向を見た側方断面図である。図２に示すように、加工処理装置１００は、加工具１０５と、加工具接離部１１０と、加工具移動部１２０と、加工具対向部１３０と、を備える。また、加工処理装置１００は、シート１を加工具１０５に対して往復搬送する搬送手段としての搬送ローラ対１５０を備えている。図２においては、搬送ローラ対１５０のうち、搬入口側に配置される第一搬送ローラ対１５１のみを図示している。

加工具１０５は、シート１を挟んで加工具対向部１３０と対向する対向位置に配置されるように、加工具接離部１１０によって保持されている。

加工具接離部１１０は、シート１に対して切断加工を施す切断具や筋付け加工を施す筋付け具等の加工具１０５を保持している。加工具１０５の詳細は後述する。また、加工具接離部１１０は、加工具１０５をシート１に対して接触または離間させる移動動作をさせる加工具接離移動機構を備えている。

加工具移動部１２０は、シート１に対して切断加工や筋付け加工などのシート加工を施すときに、加工具１０５と加工具接離部１１０とをＸ方向に移動させる加工具加工移動機構（加工具接離移動機構）を備えている。加工具駆動機構を備えている。すなわち、切断具や筋付け具は、シート１に対して、Ｘ方向に移動するように構成されている。
しかし、これに限定されるものではなく、加工具移動部１２０が加工具１０５をＸ方向に移動させる加工具加工移動機構を備え、加工具接離部１１０が、加工具１０５と加工具移動部１２０とを接触させる移動動作と離間させる移動動作とをさせる加工具接離移動機構（加工具移動部接離移動機構）を備えるようにしてもよい。また、加工具１０５のみを、シート１の幅方向に移動させることができる機構と、シート１を接離させることができる機構とによって移動されるような機構にしてもよい。

加工具対向部１３０は、加工具１０５と対向する対向面を有し、回動する回動部材としてローラ状の部材を備える。対向面は、Ｘ方向に移動する加工時の加工具１０５がシート１に接触する加工位置に対応して加工具１０５がシート１を押さえる押圧力を受ける位置に相当し、シート材を挟んで加工ツールと対向する対向位置に位置する部分となる。図２に示すように、加工具対向部１３０が備える対向面は、Ｙ方向における加工具１０５との位置が同じ位置に相当する。言い換えると、加工具対向部１３０が備える対向面は、加工具１０５の垂直方向（Ｚ方向）下方に配置されている。別の言い換えをすると、加工具１０５は対向面の垂直方向（Ｚ方向）上方に配置されていて、Ｙ方向へは移動しない構成によって保持されている。

加工処理装置１００は、シート１がＹ方向に搬送されながら加工具１０５による加工を施す。この加工時に、加工具接離部１１０は、加工具対向部１３０に対してＹ方向には移動せず、Ｘ方向に移動する。したがって加工時には、加工具接離部１１０がＸ方向に移動しつつ、シート１に対して加工具１０５を接触または離間させる。以上のような動作により、加工具１０５（筋付け具と切断具）は、シート１に対して相対的に任意の平面自由曲線を描きながら移動する。すなわち、加工処理装置１００は、シート１に対して任意の平面自由曲線からなる軌跡を描きながらの加工を施すことができる。

［加工処理装置１００の要部の構成］
図３は、加工処理装置１００の内部構造の要部を示す斜視図である。図４は、加工処理装置１００の内部構造のうち、加工具接離部１１０を示した側面図である。図５は、加工具移動部１２０の駆動源部分を拡大した拡大平面図である。図６は、加工具移動部１２０が備える移動保持機構部分を拡大した拡大斜視図である。なお、図３では、搬送ローラ対１５０を省略している。

［加工具接離部１１０の構造］
まず、図３と図４を参照しながら加工具接離部１１０の構成について説明する。加工具接離部１１０は、加工具１０５を構成するカッターツール１１１及び筋付けツール１１２と、第一ツールホルダ１１３と、第二ツールホルダ１１４と、第一接触離間アクチュエータ１１５と、第二接触離間アクチュエータ１１６と、を備える。

第一加工具であるカッターツール１１１は、シート１に接触して切断加工を行う切断具である。第二加工具である筋付けツール１１２は、シート１を押圧して筋付け加工を行う筋付け具である。カッターツール１１１は、加工具対向部としての第一対向ローラ１３１の垂直方向上方に保持され、第一対向ローラ１３１に対向配置されている。筋付けツール１１２は、加工具対向部としての第二対向ローラ１３２の垂直方向上方に保持され、第二対向ローラ１３２に対向配置されている。

第一ツールホルダ１１３は、第一接触離間アクチュエータ１１５とカッターツール１１１を連結して保持する。第二ツールホルダ１１４は、第二接触離間アクチュエータ１１６と筋付けツール１１２を連結して保持する。

第一接触離間アクチュエータ１１５と第二接触離間アクチュエータ１１６は、後述する加工ツール移動部材１２８によって連結されている。この加工ツール移動部材１２８によって、加工具接離部１１０は、二つの加工具１０５（カッターツール１１１と筋付けツール１１２）を一体的に、Ｘ方向に移動可能に保持している。第一接触離間アクチュエータ１１５と第二接触離間アクチュエータ１１６は、ソレノイドであり、通電することで、シート１に対して、加工具１０５による第一対向ローラ１３１および第二対向ローラ１３２の押圧状態を保持可能な構成になっている。第一接触離間アクチュエータ１１５と第二接触離間アクチュエータ１１６の動作の制御は、後述する制御装置３００において実行される制御プログラムによる。したがって、制御装置３００により、カッターツール１１１と筋付けツール１１２をシート１に対して選択的に接触又は離間する接離制御を行うことができる。この接離制御によって、シート１への加工動作が制御される。

図４に示すように、加工具１０５を保持する加工具接離部１１０のＹ方向上流側には搬送手段としての第一搬送ローラ対１５１が配置されている。また、加工具１０５を保持する加工具接離部１１０のＹ方向下流側には、搬送手段としての第二搬送ローラ対１５２が配置されている。これら搬送ローラ対１５０（１５１、１５２）によってシート１がＹ方向に搬送される。Ｙ方向上流側から加工処理装置１００に搬入されたシート１は、第一搬送ローラ対１５１に挟持され、第一搬送ローラ対１５１の回転駆動によって加工具１０５の下に搬送されて加工される。その後、加工が完了したシート１は、第二搬送ローラ対１５２に挟持されて、搬出される。

［加工具移動部１２０の構造］
次に、図３及び、図５，６を参照しながら、加工具移動部１２０の構成について説明する。加工具移動部１２０は、Ｘ軸駆動モータ１２１と、Ｘ軸出力タイミングプーリ１２２、Ｘ軸第一タイミングベルト１２３、Ｘ軸減速タイミングプーリ１２４と、第一加工ツール移動プーリ１２５と、Ｘ軸第二タイミングベルト１２６と、第二加工ツール移動プーリ１２７と、加工ツール移動部材１２８と、加工ツール移動案内軸１２９と、を備える。

Ｘ軸駆動モータ１２１は、カッターツール１１１および筋付けツール１１２を保持する加工具接離部１１０を、シート１の搬送方向（Ｙ方向）との交差する方向に移動させるための、正逆回転可能な駆動源である。Ｘ軸駆動モータ１２１の回転軸は、出力タイミングプーリ１２２から第一タイミングベルト１２３を介して減速タイミングプーリ１２４に連結される。

Ｘ軸減速タイミングプーリ１２４は、一体に成形されているギヤ部を介して、第一加工ツール移動プーリ１２５に接触している。したがって、Ｘ軸駆動モータ１２１の回転駆動によってＸ軸減速タイミングプーリ１２４を回転駆動させると、ギヤ部を介して第一加工ツール移動プーリ１２５が回転する。

図５及び図６に示すように、第一加工ツール移動プーリ１２５と、対となる第二加工ツール移動プーリ１２７とは、第二タイミングベルト１２６で連結されている。したがって、第一加工ツール移動プーリ１２５と第二加工ツール移動プーリ１２７との間に掛け回されている第二タイミングベルト１２６は、第一加工ツール移動プーリ１２５の回転によって回動する。

加工ツール移動部材１２８は、第二タイミングベルト１２６を挟持し、第二タイミングベルト１２６の所定の位置で固定されている。したがって、第二タイミングベルト１２６が第一加工ツール移動プーリ１２５と第二加工ツール移動プーリ１２７の間で回動すると、その回動方向に応じて、加工ツール移動部材１２８も移動する。加工ツール移動部材１２８は、加工ツール移動案内軸１２９が挿通されている。加工ツール移動案内軸１２９は、Ｘ方向に延伸された部材であって端部が加工処理装置１００の筐体に固定されている。したがって、加工ツール移動部材１２８は、第二タイミングベルト１２６の回動により、すなわち、Ｘ軸駆動モータ１２１の回転によって、加工ツール移動案内軸１２９にガイドされてＸ方向にのみ移動する。したがって、Ｘ軸駆動モータ１２１が正逆回転することで、加工ツール移動部材１２８に連結されて固定されている加工具接離部１１０は、シート１の搬送方向と交差する方向（Ｘ軸方向）に往復移動するように構成されている。これによって加工具１０５は、シート１の搬送方向と交差する方向（Ｘ軸方向）に往復移動が可能となるように保持されている。

［加工具対向部１３０の構造］
次に、図３を参照しながら、加工具対向部１３０の構成について説明する。加工具対向部１３０は、対向部としての第一対向ローラ１３１と、第二対向ローラ１３２と、挟持部としての第一挟持ローラ１３３（１３３ａ、１３３ｂ）と、第二挟持ローラ１３４（１３４ａ、１３４ｂ）と、を有する。

第一対向ローラ１３１と第二対向ローラ１３２は、電動モータなどの駆動源によって正方向と逆方向の両方向に回転する回動部材であり、第一搬送ローラ対１５１及び第二搬送ローラ対１５２によるシート１の搬送と同期してシート１を搬送するように回転され、加工具１０５と対向する対向位置を有する対向部材である。第一対向ローラ１３１と第二対向ローラ１３２は、駆動ローラでもある。第一対向ローラ１３１は、第一対向部材を構成する。また、第二対向ローラ１３２は、第二対向部材を構成する。

第一挟持ローラ１３３（１３３ａ、１３３ｂ）と、第二挟持ローラ１３４（１３４ａ、１３４ｂ）は、それぞれ、第一対向ローラ１３１と第二対向ローラ１３２に対向し、駆動ローラである第一対向ローラ１３１と第二対向ローラ１３２に従動して回動する従動ローラである。第一挟持ローラ１３３は、第一対向ローラ１３１に対向配置されている。また、第二挟持ローラ１３４は、第二対向ローラ１３２に対向配置されている。シート１は、第一対向ローラ１３１と第一挟持ローラ１３３、及び、第二対向ローラ１３２と第二挟持ローラ１３４によって挟持されて、Ｙ方向に往復移動（搬送）される。すなわち、シート１の加工時には、第一搬送ローラ対１５１と第二搬送ローラ対１５２による搬送の他、第一対向ローラ１３１と第一挟持ローラ１３３、第二対向ローラ１３２と第二挟持ローラ１３４による搬送も行われる。

第一挟持ローラ１３３は、第一対向部材である第一対向ローラ１３１に対向して、シート１を挟持する第一挟持部材を構成する。また、第二挟持ローラ１３４は、第二対向部材である第二対向ローラ１３２に対向して、シート１を挟持する第二挟持部材を構成する。

第一挟持ローラ１３３は、第一対向ローラ１３１に対して押圧されるように、付勢部材によって－Ｚ方向に加圧されている。第二挟持ローラ１３４は、第二対向ローラ１３２に対して押圧されるように、付勢部材によって－Ｚ方向に加圧されている。したがって、第一対向ローラ１３１と第一挟持ローラ１３３（１３３ａ、１３３ｂ）、第二対向ローラ１３２と第二挟持ローラ１３４（１３４ａ、１３４ｂ）、のそれぞれにおいて加工時のシート１を挟持するように構成されている。なお、図３において、第二挟持ローラ１３４の一部（１３４ｂ）は、加工具接離部１１０に隠れて図示されていない。

シート１の加工時には、駆動ローラである第一対向ローラ１３１と第二対向ローラ１３２が正逆回転することで、加工時のシート１がＹ方向に往復移動（搬送）される。すなわち、加工具対向部１３０は、シート１をＹ方向において往復移動（搬送）する搬送手段としての搬送部を構成する。シート１は、加工具対向部１３０に対する回動制御によって、カッターツール１１１と第一対向ローラ１３１との間、及び筋付けツール１１２と第二対向ローラ１３２との間で往復移動される。

カッターツール１１１の対向面を構成する第一対向ローラ１３１、及び筋付けツール１１２の対向面を構成する第二対向ローラ１３２は、シリコンゴムやＥＰゴムに代表されるような弾性体からなるローラ部材である。

本実施形態における搬送ローラ対１５０や、各種の回転部材、及び、Ｘ軸駆動モータ１２１はステッピングモータを前提にしたものであるが、上記に例示した動作を実現できる機能を得られるものであれば、駆動源の種類は問わない。また、第一接触離間アクチュエータ１１５および第二接触離間アクチュエータ１１６は、それぞれソレノイドを前提にしたものであるが、上記に例示した動作を実現できる機能を得られるものであれば、駆動源の種類は問わない。

［加工具対向部１３０の詳細説明］
次に、加工具対向部１３０の構造について、より詳細に説明する。図７は、加工具対向部１３０と、加工具接離部１１０をＺ方向からみた平面図である。図７に示すように、加工具接離部１１０を挟んで、シート１の搬送方向（Ｙ方向）の下流側には、第一対向ローラ１３１と対をなす第一挟持ローラ１３３（１３３ａ、１３３ｂ）が配置されている。また、図２に示すように、加工具移動部１２０も、その対部分が、第一対向ローラ１３１と第二対向ローラ１３２との間に対向するように配置されている。

図７の矢印点線Ｘ１は、シート１の幅寸法に対する加工具接離部１１０の移動範囲を示している。すなわち、矢印点線Ｘ１で示したＸ方向の範囲が、シート１に対する加工可能領域に相当する。したがって、第一挟持ローラ１３３と第二挟持ローラ１３４は、加工領域外に配置されている。

第一挟持ローラ１３３と第二挟持ローラ１３４は、カッターツール１１１と筋付けツール１１２の移動方向の延長線上に配置されている。したがって、第一対向ローラ１３１と第一挟持ローラ１３３がシート１を挟持する挟持位置は、カッターツール１１１がシート１に対して加工を施す位置のＸ方向の延長線上に相当する。同様に、第二対向ローラ１３２と第二挟持ローラ１３４がシート１を挟持する挟持位置は、筋付けツール１１２がシート１に対して加工を施す位置のＸ方向の延長線上に相当する。

また、第一対向ローラ１３１と第二対向ローラ１３２の長さは、加工対象となるシート１の幅よりも長く、第一挟持ローラ１３３及び第二挟持ローラ１３４は、シート１の端部付近を挟持する位置に配置される。そして、第一対向ローラ１３１と第一挟持ローラ１３３、第二対向ローラ１３２と第二挟持ローラ１３４のそれぞれによる挟持範囲は、シート１の側端の内側と外側を含んでいる。すなわち、加工具対向部１３０は、シート１の側端を跨いで挟持するように構成されている。このように、シート１を挟持することによって、シート１の搬送ずれを抑制できる。

以上のとおり、本実施形態に係る加工処理装置１００は、シート１の搬送方向における加工位置（第一対向ローラ１３１、第二対向ローラ１３２が配置されている位置）と、同じ位置でシート１を挟持する。また、本実施形態に係る加工処理装置１００は、シート１の側端（エッジ）を跨いで挟持する。これによって、本実施形態に係る加工処理装置１００は、加工位置のシート１の姿勢を確実に保持することができ、加工の際に生じ得るシート１の「たわみ」や「ずれ」を防止し、良好な加工精度を得ることができる。

［加工具対向部１３０の駆動系の構成］
次に、加工具対向部１３０が備える駆動系の構成について図８乃至図１３を参照しながら説明する。図８に示すように、加工具対向部１３０は、駆動系として、Ｙ軸駆動モータ１３５、Ｙ軸出力タイミングプーリ１３６、Ｙ軸第一タイミングベルト１３７、Ｙ軸減速タイミングプーリ１３８、対向弾性ローラ回動プーリ１３９、Ｙ軸第一連結駆動プーリ１４０、Ｙ軸第二タイミングベルト１４１、Ｙ軸第二連結駆動プーリ１４２、を備える。

加工具対向部１３０の駆動系に係る駆動源は、Ｙ軸駆動モータ１３５である。このＹ軸駆動モータ１３５は、Ｙ軸出力タイミングプーリ１３６からＹ軸第一タイミングベルト１３７を介してＹ軸減速タイミングプーリ１３８に連結される。

Ｙ軸減速タイミングプーリ１３８は一体に成形されているギヤ部を介して、対向弾性ローラ回動プーリ１３９を回転駆動させる。対向弾性ローラ回動プーリ１３９は、第二対向ローラ１３２の回転軸の一方の端部に固定されている。

第二対向ローラ１３２の回転軸の他方の端部には、Ｙ軸第一連結駆動プーリ１４０が固定されている。また、第一対向ローラ１３１の回転軸の一方の端部は、加工処理装置１００の筐体に回動可能に支持されていて、他方の端部にはＹ軸第二連結駆動プーリ１４２が固定されている。Ｙ軸第一連結駆動プーリ１４０とＹ軸第二連結駆動プーリ１４２の間には、Ｙ軸第二タイミングベルト１４１が掛け回されている。

Ｙ軸駆動モータ１３５が回転駆動することで、第二対向ローラ１３２の回転軸の一方の端部が回転駆動すると、第二対向ローラ１３２の他方の端部に固定されているＹ軸第一連結駆動プーリ１４０は、第二対向ローラ１３２と一緒に回動させられる。

そうすると、Ｙ軸第一連結駆動プーリ１４０と対となるＹ軸第二連結駆動プーリ１４２は、Ｙ軸第二タイミングベルト１４１の連結によって、回動する。そして、Ｙ軸第二連結駆動プーリ１４２の回動によって、第一対向ローラ１３１も連動して回動する。

以上の構造により、加工具対向部１３０は、Ｙ軸駆動モータ１３５の正逆回転に応じて、第二対向ローラ１３２及び第一対向ローラ１３１が回転駆動する。これら第二対向ローラ１３２及び第一対向ローラ１３１と、挟持位置において接する第二挟持ローラ１３４と第一挟持ローラ１３３は、第二対向ローラ１３２及び第一対向ローラ１３１に回転駆動により従動する。そして、第二対向ローラ１３２及び第一対向ローラ１３１と、第二挟持ローラ１３４及び第一挟持ローラ１３３によって、幅方向の側端部が挟持されるシート１は、Ｙ軸駆動モータ１３５の回転方向に基づいて、Ｙ方向に往復移動（搬送）される。

図９に示すように、第二挟持ローラ１３４（１３４ａ）は、加工処理装置１００の筐体に支持されている挟持ローラステー１４４によって所定の位置で支持されている。挟持ローラステー１４４は、二つのリブを有している。このリブは、挟持ローラステー１４４の腕部分からＺ方向に垂下していて、Ｘ方向において所定の間隔をあけて配置されている。この二つのリブのそれぞれには、第二挟持ローラ１３４（１３４ａ）の回転軸を受ける軸受けとなる孔が形成されている。また、挟持ローラステー１４４は、軸受け孔から突出した第二挟持ローラ１３４（１３４ａ）の回転軸の軸方向の両側をＺ方向において付勢する付勢部材である弾性体１４３を有している。

弾性体１４３は、例えばコイルバネであり、挟持ローラステー１４４から離れる方向であってＺ方向に、第二挟持ローラ１３４（１３４ａ）の回転軸を押圧する。第二挟持ローラ１３４（１３４ａ）は、挟持ローラステー１４４が第二対向ローラ１３２の回転軸の軸方向であるＸ方向において回動可能に支持され、かつ、弾性体１４３によってＺ方向の付勢されている。

弾性体１４３で付勢された第二挟持ローラ１３４は、第二対向ローラ１３２の外周面に押圧される。この押圧によって、第二対向ローラ１３２と第二挟持ローラ１３４によるシート１の側端部分を挟持する挟持力を得る。

図１０乃至１４に示すように、挟持ローラステー１４４は、加工処理装置１００の筐体を構成するケース部１４５（１４５ａ、１４５ｂ）に対して、摺動可能に保持されている。挟持ローラステー１４４のケース部１４５に対する位置は、挟持ローラステー１４４をＸ方向に摺動させるステー駆動源の動作を後述する制御装置３００が制御することにより決定される。

第二対向ローラ１３２は、ケース部１４５に回転軸が回転可能に支持されている。したがって、第二対向ローラ１３２のＸ方向における位置、及びＹ方向における位置は、ケース部１４５によって規制されている。これに対し、挟持ローラステー１４４は、ケース部１４５に対してＸ方向にのみ摺動可能ではあるから、Ｘ方向において移動不能な状態で支持されている第二対向ローラ１３２の軸方向（Ｘ方向）に対して、挟持ローラステー１４４がＸ方向で移動可能になっている。したがって、挟持ローラステー１４４に支持されている第二挟持ローラ１３４も、第二対向ローラ１３２に対するＸ方向で移動が可能である。

例えば、図１０、図１１及び図１４（ａ）に例示するように、第二挟持ローラ１３４を第二対向ローラ１３２の長さ方向端部付近に移動させた状態でシート１を挟持すれば、第二対向ローラ１３２の長さと、ほぼ同じ幅をもったシート１に対する加工を施すことができる。

また、図１２、図１３及び図１４（ｂ）に例示するように、第二挟持ローラ１３４を第二対向ローラ１３２の長さ方向端部付近から、第二対向ローラ１３２の中央方向に移動させた状態でシート１を挟持すれば、第二対向ローラ１３２の長さよりも幅が狭いシート１に対する加工を施すことができる。

以上のように、本実施形態に係る加工処理装置１００は、第二挟持ローラ１３４の位置を、第二対向ローラ１３２の回転軸の軸方向に可変させることができる挟持部移動部を有する。挟持部移動部は、挟持部を構成する第一挟持ローラ１３３（１３３ａ）と、第二挟持ローラ１３４（１３４ａ）を、交差方向に移動させる。すなわち、シート１を挟持する挟持位置を第二対向ローラ１３２の軸方向で可変することができるので、シート１の幅寸法に応じて挟持位置を変化させることができる。後述する制御装置３００によって、ユーザが設定したシート１のサイズ設定に基づいて、挟持ローラステー１４４のＸ方向における位置を制御すれば、任意のシートサイズに基づいた精度のよいシート加工を施すことができる。また、後述する制御装置３００によって、加工処理装置１００の搬入口近傍に設置されたシートセンサが検知するシート１の側端部の位置に基づく出力結果を用いて、挟持ローラステー１４４のＸ方向における位置を制御すれば、加工対象としたシート１のサイズに合わせて自動的に挟持位置を設定し、精度のよいシート加工を施すことができる。挟持ローラステー１４４は、挟持位置移動部を構成する。

なお、上記では、第二対向ローラ１３２に係る挟持位置の調整機構について説明をしたが、加工処理装置１００は、第一対向ローラ１３１に係る挟持位置の調整機構についても、同様の構成を備える。

［対向部材の別の実施形態］
次に、本実施形態に係る第二対向ローラ１３２の別の実施形態について図１５を参照しながら説明する。図１５に示す第二対向ローラ１３２ａは、加工具１０５に対する対向面としての弾性機能を有し、かつ、シート１の搬送機能も有する。第二対向ローラ１３２ａは、軸方向において三つの部位に分割され、これら三つの部位が一体となって回動するように構成されている。

第二対向ローラ１３２ａは、軸方向の中央部分を、筋付けツール１１２との対向面を構成する対向部位１３２ａ１とする。また、軸方向の端部部分を、第二挟持ローラ１３４（１３４ａ、１３４ｂ）とシート１を挟持する挟持部位１３２ａ２及び１３２ａ３とする。

対向部位１３２ａ１は、筋付けツール１１２によってシート１が押圧されたとき、筋付け加工に適した硬度であることが望ましい。例えば、対向部位１３２ａ１をポリウレタン材で形成し、その硬度を５０度とすることが望ましい。

また、挟持部位１３２ａ２及び１３２ａ３は、第二挟持ローラ１３４（１３４ａ、１３４ｂ）と対となる部位であって、シート１の側端を挟持するための部位であるから、シート１の保持及び搬送に適した硬度であることが望ましい。例えば、発泡ゴムで形成し、その硬度を８０度とすることが望ましい。

また、三つの部位に分割されている第二対向ローラ１３２ａにおいて、軸方向の中央部分の部位である対向部位１３２ａ１と、第二挟持ローラ１３４（１３４ａ、１３４ｂ）とシート１を挟持する挟持部位１３２ａ２及び１３２ａ３の表面形状を異なるものにしてもよい。

例えば、対向部位１３２ａ１は、筋付けツール１１２によるシート１への筋付け加工に適するものとして、ポリウレタン材を用いて、その表面形状を「表面粗さＲｚ５０」となるように研磨処理をしたものを用いればよい。

また、挟持部位１３２ａ２及び１３２ａ３は、シート１の保持および搬送に適するものとして、表面形状が「表面粗さＲｚ８０」となるように研磨処理をしたものを用いればよい。

［加工処理装置１００の制御構成］
次に、本実施形態に係る加工処理装置１００の制御系を担う制御装置３００について、図１６及び図１７を用いて説明する。図１６は、加工処理装置１００の制御系である制御装置３００のハードウェア構成を示すブロック図である。図１７は、加工処理装置１００の制御系である制御装置３００の機能構成を示すブロック図である。

図１６に示すように、加工処理装置１００が備える制御装置３００は、一般的な情報処理装置と同様の構成を含む。即ち、本実施形態に係る制御装置３００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３１０、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３２０、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３３０、操作表示パネル３４０及びＩ／Ｆ３５０がバス３６０を介して接続されている。また、Ｉ／Ｆ３５０には、カッターツールドライバ３５１、筋付けツールドライバ３５２、ツール移動ドライバ３５３、シート搬送ドライバ３５４、挟持位置変更ドライバ３５５が接続されている。

ＣＰＵ３１０は演算手段であり、情報処理装置全体の動作を制御する。ＲＡＭ３２０は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ３１０が情報を処理する際の作業領域として用いられる。ＲＯＭ３３０は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェアや制御プログラム等が格納されている。操作表示パネル３４０は、加工処理装置１００の動作状態などを外部に報知するための情報表示をする表示画面を備える。また、操作表示パネル３４０は、制御に用いられる設定値などを入力する入力インターフェースを提供する。例えば、操作表示パネル３４０を操作して、シート１のシートサイズを設定することができる。

Ｉ／Ｆ３５０は、ＣＰＵ３１０の演算機能のより生成される制御信号により各機能構成を動作させるドライバに伝達する。カッターツールドライバ３５１は、カッターツール１１１のシート１への接離動作を制御する。筋付けツールドライバ３５２は、筋付けツール１１２のシート１への接離動作を制御する。ツール移動ドライバ３５３は、Ｘ軸駆動モータ１２１の正逆方向の回動動作を制御する。シート搬送ドライバ３５４は、第一対向ローラ１３１と第二対向ローラ１３２の回動動作と、搬送ローラ対１５０の回動動作を制御する。挟持位置変更ドライバ３５５は、第一挟持ローラ１３３及び第二挟持ローラ１３４のＸ方向における位置を変更することで、挟持位置を変更する変更動作を制御する。

［機能構成］
上記にて説明したハードウェア構成において、ＲＯＭ３３０に格納されたプログラムに基づいてＣＰＵ３１０が演算処理を実行することにより、ソフトウェア制御部が構成される。このようにして構成されたソフトウェア制御部と、ハードウェア構成との組み合わせによって、本実施形態に係る加工処理装置１００の処理機能を実現する機能ブロック（図１７参照）。が構成される。

図１７に示すように、加工処理装置１００の制御装置３００によって実現される制御部３１は、加工処理装置１００の全体の動作を制御する制御手段３１１と、カッターツール接離手段３１２と、筋付けツール接離手段３１３と、ツール移動手段３１４と、シート移動手段３１５と、挟持位置変更手段３１６と、を有する。

カッターツール接離手段３１２は、所定にタイミングでカッターツール１１１をシート１に接触、押圧、離間させる。筋付けツール接離手段３１３は、所定にタイミングで筋付けツール１１２をシート１に接触、押圧、離間させる。

ツール移動手段３１４によって、加工具接離部１１０のＸ軸方向の移動方向、移動量、移動速度、移動開始及び停止のタイミングが制御される。

シート移動手段３１５によって、シート１のＹ軸方向の移動方向（搬送方向）、移動量、移動速度、移動開始及び停止のタイミングが制御される。

挟持位置変更手段３１６によって、挟持ローラステー１４４がケース部１４５（１４５ａ、１４５ｂ）に対して摺動し、第一対向ローラ１３１に対する第一挟持ローラ１３３の位置、及び第二対向ローラ１３２に対する第二挟持ローラ１３４の位置を変更する。第一挟持ローラ１３３と第二挟持ローラ１３４の位置は、シート１のシートサイズに基づいて決定される。

これによって、カッターツール１１１や筋付けツール１１２がシート１に対して加工を行う時に、その加工位置の搬送方向における位置と同じ位置において、シート１の幅方向の両側面を挟持することができる。この挟持によって、シート１の加工位置の姿勢を安定させることができ、精度のよいシート加工を施すことができる。

なお、本実施形態に係る加工処理装置１００は、複数の加工具１０５（カッターツール１１１と筋付けツール１１２）のそれぞれの搬送方向における位置と同じ位置で、個別に、シートの幅方向の端部を挟持する。したがって、加工具１０５のそれぞれにおけるシート加工時のシート１の姿勢をより安定させることができる。

ＣＰＵ３１０によって実行される制御プログラムからなる制御部３１によって、上記の各機能手段が構成され、それぞれが制御処理を実行する。この制御処理によって、シート１を搬送しながらカッターツール１１１と筋付けツール１１２を移動させ、選択的に接離動作を行うことができる。この接離動作によって任意に二次元の軌跡をシート１に描きながら、シート１に所望する位置で筋付け加工を行い、所望する形状で切断加工をすることが可能になっている。

また、挟持位置変更手段３１６によって、操作表示パネル３４０を介してユーザが設定した設定値（ＲＡＭ３２０に一時的に記憶されている）によって決定されるか、搬入口近傍に設置されたシートセンサに出力値に基づいて算出された値によって決定される、シート１のシートサイズに基づいて、挟持ローラステー１４４が移動する。そして、シート１のシートサイズに合わせて、第一対向ローラ１３１と第二対向ローラ１３２に対する第一挟持ローラ１３３と第二挟持ローラ１３４のＸ方向における位置が変更されて、シート１の挟持位置が変更される。

加工処理装置１００は、挟持位置の変更の後、シート１の搬送方向と直交する方向の加工（第一加工）を行う場合には、第一対向ローラ１３１及び第二対向ローラ１３２は回転しないよう保持し、シート１の搬送方向と直交する方向以外の方向への加工（第二加工）を行う場合には、第一対向ローラ１３１及び第二対向ローラ１３２をシート１の搬送方向と一緒に回転させるようにする。このように動作を制御することで、加工時のシート１の姿勢を安定させつつ、シート１と第一対向ローラ１３１及び第二対向ローラ１３２の相対的な移動を、第一加工と第二加工のそれぞれに適した状態にできる。

［画像形成システムの実施形態］
次に、本発明に画像形成システムの実施形態について図１８を用いて説明する。図１８は、本実施形態に係る画像形成システム１０の外観を例示する側面図である。すでに説明をした加工処理装置１００は、スタンドアローンのものとして使用可能なものではあるが、画像形成システム１０に含まれるものでもよい。

画像形成システム１０は、媒体供給手段１２を有する画像形成装置１１と、後処理装置１３と、を有している。画像形成装置１１は、媒体供給手段１２から給送されるシート１に対して任意の画像を形成して、後処理装置１３に向けて搬送する。なお、画像形成装置１１は、記録媒体としてのシート１に対して画像を形成する材料（液体インクやトナーなど）を付着させる装置であって、例えば、電子写真方式に係るもの、インクジェット方式に係るもの、孔版印刷に係るもの、などである。

後処理装置１３に加工処理装置１００が備えられていれば、画像形成装置１１において画像が形成されたシート１に対して上記にて説明をした挟持位置の変更と、第一加工及び第二加工が施されて、加工後のシート１が搬出される。

なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、その技術的要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。上記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者であれば、開示した内容から様々な変形例を実現することが可能である。そのような変形例も、特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

１ ：シート
１０ ：画像形成システム
１１ ：画像形成装置
１２ ：媒体供給手段
１３ ：後処理装置
１４ ：挟持ローラステー
３１ ：制御部
１００ ：加工処理装置
１０１ ：搬入側トレイ
１０２ ：搬出側トレイ
１１０ ：加工具接離部
１１１ ：カッターツール
１１２ ：筋付けツール
１１３ ：第一ツールホルダ
１１４ ：第二ツールホルダ
１１５ ：第一接触離間アクチュエータ
１１６ ：第二接触離間アクチュエータ
１２０ ：加工具移動部
１２１ ：Ｘ軸駆動モータ
１２２ ：Ｘ軸出力タイミングプーリ
１２３ ：Ｘ軸第一タイミングベルト
１２４ ：Ｘ軸減速タイミングプーリ
１２５ ：第一加工ツール移動プーリ
１２６ ：Ｘ軸第二タイミングベルト
１２７ ：第二加工ツール移動プーリ
１２８ ：加工ツール移動部材
１２９ ：加工ツール移動案内軸
１３０ ：加工具対向部
１３１ ：第一対向ローラ
１３２ ：第二対向ローラ
１３２ａ ：第二対向ローラ
１３２ａ１ ：対向部位
１３２ａ２、１３２ａ３ ：挟持部位
１３３ ：第一挟持ローラ
１３４ ：第二挟持ローラ
１３５ ：Ｙ軸駆動モータ
１３６ ：Ｙ軸出力タイミングプーリ
１３７ ：Ｙ軸第一タイミングベルト
１３８ ：Ｙ軸減速タイミングプーリ
１３９ ：対向弾性ローラ回動プーリ
１４０ ：Ｙ軸第一連結駆動プーリ
１４１ ：Ｙ軸第二タイミングベルト
１４２ ：Ｙ軸第二連結駆動プーリ
１４３ ：弾性体
１４４ ：挟持ローラステー
１４５ ：ケース部
１５０ ：搬送ローラ対
１５１ ：第一搬送ローラ対
１５２ ：第二搬送ローラ対
３００ ：制御装置
３１０ ：ＣＰＵ
３１１ ：制御手段
３１２ ：カッターツール接離手段
３１３ ：筋付けツール接離手段
３１４ ：ツール移動手段
３１５ ：シート移動手段
３１６ ：挟持位置変更手段
３２０ ：ＲＡＭ
３３０ ：ＲＯＭ
３４０ ：操作表示パネル
３５０ ：Ｉ／Ｆ
３５１ ：カッターツールドライバ
３５２ ：筋付けツールドライバ
３５３ ：ツール移動ドライバ
３５４ ：シート搬送ドライバ
３５５ ：挟持位置変更ドライバ
３６０ ：バス

特許第６３１６０２２号公報

Claims (8)

1. 加工対象とするシート材に対し二次元的なシート加工を施すことを可能とするシート加工装置であって、
   前記シート材を搬送方向において往復移動による搬送をする搬送手段と、
   前記シート材に対し前記シート加工をする加工具と、
   前記シート加工をするときに前記シート材に対し前記加工具を接触させ、当該シート加工をしないときには当該シート材に対し前記加工具を離間させる加工具接離部と、
   前記シート材が搬送される搬送方向と交差する交差方向に前記加工具を移動させる加工具移動部と、
   前記シート材を挟んで前記加工具と対向する対向位置に配置される加工具対向部と、
   前記シート材を前記加工具対向部と挟持する挟持部と、を備え、
   前記加工具対向部と前記挟持部とは、軸支された回動部材であり、
   前記加工具対向部は、前記シート材の幅寸法よりも長く、
   前記挟持部は、前記シート材の幅方向の端部近傍であって、前記加工具による前記シート材への加工が施される加工領域の外側において、当該シート材を前記加工具対向部と挟持し、
   前記挟持部は、前記加工具対向部に対して、前記シート材の幅寸法に応じて挟持位置を前記交差方向に移動させる挟持部移動部を介して装置筐体に保持されていて、
   前記挟持部移動部は、弾性体を介して前記挟持部を支持し、当該挟持部を前記シート材に向けて付勢する、
   ことを特徴とするシート加工装置。
2. 前記加工具は、前記搬送方向に複数設けられ、
   前記加工具対向部と前記挟持部は、前記加工具のそれぞれと対応して複数設けられている、請求項１に記載のシート加工装置。
3. 前記加工具対向部は、前記搬送方向の下流側に配置される第一対向部と、前記第一対向部よりも前記搬送方向の上流側に配置される第二対向部と、を有し、
   前記加工具接離部又は前記加工具移動部は、前記第一対向部と前記第二対向部の間の位置に対向して配置される、請求項１又は２に記載のシート加工装置。
4. 前記加工具対向部と前記挟持部は、前記シート材の前記交差方向の少なくとも一端を跨いで挟持する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシート加工装置。
5. 前記加工具対向部の前記挟持部と対向する部分と前記挟持部の少なくともいずれか一方は、弾性体である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシート加工装置。
6. 前記加工具対向部は、前記交差方向において複数の異なる表面形状からなる部位を備える、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のシート加工装置。
7. 前記加工具は、少なくとも、前記シート材の表面に筋付けを行う筋付け具、又は前記シート材を切断する切断具のいずれかを備える、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のシート加工装置。
8. シート材に画像を形成し排出する画像形成装置と、画像が形成された前記シート材に対する加工をするシート加工装置と、を備える画像形成システムであって、
   前記シート加工装置が、請求項１乃至７のいずれか一項に記載されたシート加工装置であることを特徴とする画像形成システム。