JP7322585B2 - 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、複数の形態のものがあり、例えば、フラットベッドタイプやシート搬送タイプが知られている。フラットヘッドタイプは、被加工対象物であるシート材を平面に固定し、加工ツール（カッターツールや筋付けツール）をシート材に対して二次元的に移動させながら選択的に圧接離間させて、任意の軌跡を描くようして二次元的なシート加工を行うことができる。一方、シート材搬送タイプは、シート材を所定の方向に搬送しながら、加工ツール（カッターツールや筋付けツール）をシート材の搬送方向と直交する方向に移動させつつ選択的に圧接離間させる。この搬送によるシート材の移動と加工ツールの移動により、加工ツールがシート材に任意の軌跡を描くように相対的に移動して二次元的なシート加工を行うことができる。

従来のシート加工装置として、シート材の搬送方向と交差する方向にカッターツールと筋付けツールを摺動可能に保持するシート加工装置が知られている（特許文献１を参照）。

特許文献１に開示されているシート加工装置は、シート加工をするときにカッターツールと筋付けツールがシート材を接触する。このときにカッターツールや筋付けツールがシート材に加える押圧力の反力によって、カッターツールや筋付けツールの姿勢が乱されることがある。すなわち、従来のシート加工装置では、シート加工時において、カッターツール及び筋付けツールの加工位置が安定せず、筋付けや切断などのシート加工の品質が低下する、という課題がある。

本発明は、安定したシート加工を行うことができるシート加工装置を提供す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、シート材を加工するシート加工装置であって、前記シート材を搬送する搬送手段と、前記シート材が搬送される搬送方向に複数設けられ、前記シート材を加工する加工具と、前記シート材に前記加工具を接離させる加工具接離部と、前記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、複数の前記加工具を一体的に保持する加工具保持部と、前記交差方向に延び、前記加工具移動部による前記加工具の前記交差方向への移動に対して前記加工具の姿勢を保持し続ける案内部を有する姿勢保持部と、を備え、前記加工具保持部は、前記案内部に対して回動して前記加工具を前記交差方向において摺動可能とする摺動面を有する接触部を有し、前記案内部は、前記シート材を加工するときに複数の前記加工具のうち当該シート材に接触する少なくとも一の加工具が接触する加工位置と、当該一の加工具が前記加工具保持部に保持されている保持位置と、を結ぶ直線の延長線上に配置され、前記交差方向に延びる溝部を有し、当該溝部は前記接触部が嵌り合った状態で前記加工具を摺動可能に保持する、ことを特徴とする。

本発明によれば、安定したシート加工を行うことができる。

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要部の断面図。 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を示す斜視図。 上記加工処理装置の要部の動きの様子を例示する断面図 上記加工処理装置の要部の動きの様子を例示する断面図 上記加工処理装置の制御系のハードウェア構成図。 上記加工処理装置の制御系の機能ブロック図。 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。 上記加工処理装置が備える加工ツールの一部を拡大した拡大側面図。

［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である加工処理装置１００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に対して所定の加工を施す装置である。加工処理装置１００は、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。また、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。

シート１は、加工処理装置１００に対して、図１におけるＹ方向に搬送されながら加工（シート加工）される。なお、本実施形態において「シート加工」とは、シート１に対して所定の位置および方向での「筋付け」を行う「筋付け加工」、シート１を所定の位置で切断する「切断加工」を例とするが、加工の種類をこれらに限定するものではない。例えば、シート１の所定の位置を断続的に切断してミシン目状の部分切断部を形成する「部分切断加工」などもシート加工の含まれてもよい。

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。

なお、以下の説明では、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向は相互に直交するものを前提としているが、加工処理装置１００の構成に係る方向性を直交に限定するものではない。例えば、「Ｙ方向との直交方向に配列されている」と表現した場合、厳密な意味における「Ｙ方向との直交以外の配列を含まない」ことは意図していない。すなわち、加工処理装置１００を説明するときの方向性は、「直交」などと同程度の作用効果を得られる範囲の揺らぎであれば、同様のことと解するものである。したがって、ＸＹＺの各方向を参照しながら行う説明は、説明の便宜のために用いているものであって、「直交」や「平行」ではない状態を完全に排除するものではない。

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、加工具保持部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、加工具保持部１１０によって保持されている。

加工具保持部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、加工具保持部１１０は、加工具１０５をシート１に対して接触され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と加工具保持部１１０とをＸ方向に往復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、加工具保持部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、回転する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。すなわち、加工具対向部１３０は、シート加工時に加工具１０５からの圧力を受けたシート１がＺ方向（－Ｚ方向）に変位することを防止するために、シート１を所定の位置で支持するために設けられている。

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の位置と同じ位置になるように設けられている。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。

姿勢保持部１６０は、加工具保持部１１０の上方（Ｚ方向）に配置されていて、シート加工時の加工具保持部１１０のＹ方向やＺ方向への揺れ（動き）を規制する構造を備えている。姿勢保持部１６０の詳細は後述する。

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、加工具保持部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、加工具保持部１１０がＸ方向に移動しつつ、選択的に、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、加工具保持部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。図７は、加工具保持部１１０及び加工具移動部１２０の一部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。

［加工具保持部１１０の構造］
まず、図４を参照しながら加工具保持部１１０の構成について説明する。加工具保は、加工具持部１１０１０５の一つであるカッターツール１１１及び筋付けツール１１２と、加工具保持部としての第一ツールホルダ１１３及び第二ツールホルダ１１４と、加工具接離部としての第一接触離間アクチュエータ１１５及び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。

ここで、カッターツール１１１と筋付けツール１１２の詳細について説明する。図１７（ａ）は、筋付けツール１１２の先端部分の拡大側面図である。筋付けツール１１２の先端には、先端部材１１２ａが取り付けられている。先端部材１１２ａは、球面状の部材であって、筋付けツール１１２の先端部分において保持されている。先端部材１１２ａは、第二対向ローラ１３２の方向に押圧される。第二対向ローラ１３２の表面は弾力を備えているので、先端部材１１２ａの押圧によって凹む様になっている。

先端部材１１２ａと第二対向ローラ１３２の間にシート１が挟まれた状態で筋付けツール１１２がシート１に対して相対的に二次元方向に移動することで、シート１への任意の自由曲線を含む軌跡からなる筋付け加工が行えるようになっている。この筋付け加工時に、先端部材１１２ａがシート１の相対的な移動方向に応じて少ない摩擦で移動することで、筋付けツール１１２の加工時の移動抵抗は低減される。

なお、先端部材１１２ａは、球面状の部材に限定するものではなく、ボールペンのペン先のように任意の方向に回転可能な球形状であってもよい。この場合、筋付け加工時に、先端部材１１２ａがシート１の相対的な移動方向に応じて回転するので、より少ない摩擦で移動することができる。したがって、先端部材１１２ａがボール形状部材から構成された場合は、筋付けツール１１２の加工時の移動抵抗はさらに低減される。

また、先端部材１１２ａとして、鉛筆あるいはインクを用いるボールペンのようなペンツールを用いてもよい。この場合、筋付けツール１１２を用いた加工時に、先端部材１１２ａがシート１の相対的な移動方向に応じて移動しながら、任意の軌跡で自由曲線を含む画像描画や罫線などの可視線をシート１に付することができる。

図１７（ｂ）は、カッターツール１１１の先端部分の拡大側面図である。カッターツール１１１の先端には、カッター刃１１１ａが保持されている。カッター刃１１１ａは、第二対向ローラ１３２に接触して押圧する。第一対向ローラ１３１の表面は弾力を備える部材からなり、カッター刃１１１ａによって切り込みが入れられても、カッター刃１１１ａが離れれば切り込みは閉じる程度の復元力を有している。

なお、カッターツール１１１には、図１７（ｃ）に例示するような、断続カッター刃１１１ｂを備えるものを用いることもできる。断続カッター刃１１１ｂは、断続的切断具である。これを用いてカッター加工を行うと、シート１にミシン目状の切り込みを形成することができる。

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、後述するツール保持部材１１７と加工ツール移動部材１２８によって連結されている。加工ツール移動部材１２８は、ツール保持部材１１７（図７参照）を介して、カッターツール１１１と筋付けツール１１２を一体的に保持している。したがって、加工具保持部１１０は、二つの加工具１０５であるカッターツール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に通電することで、カッターツール１１１と筋付けツール１１２はそれぞれシート１に対して押圧する。この押圧状態は、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への通電状態によって変化する。言い換えると、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は、カッターツール１１１と筋付けツール１１２の第一対向ローラ１３１及び第二対向ローラ１３２に対する押圧状態を形成するための構成である。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、加工具保持部１１０のＹ方向下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、加工具保持部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保持部１１０の下に搬送される。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を保持する加工具保持部１１０を、シート１の搬送方向（Ｙ方向）との交差する交差方向に移動させるための、正逆回転可能な、単一の駆動源である。Ｘ軸駆動モータ１２１の回転軸は、Ｘ軸出力タイミングプーリ１２２からＸ軸第一タイミングベルト１２３を介してＸ軸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。

また、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保持部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。

次に、加工具保持部１１０の構成について、より詳細に説明する。図７は、加工具保持部１１０及び加工具移動部１２０の一部を拡大した拡大斜視図である。また、図８は、加工具保持部１１０及び加工具移動部１２０の一部を拡大し、図７とは異なる方向から見た拡大斜視図である。図７及び図８に示すように、カッターツール１１１と筋付けツール１１２は、Ｘ方向に重ならないようにＹ方向に設けられ、Ｙ方向の直線と平行に配列されている。言い換えると、複数の加工具１０５（カッターツール１１１及び筋付けツール１１２）は、Ｙ方向において直線状に配置されている。

また、カッターツール１１１と筋付けツール１１２は、ツール保持部材１１７によって一体もしくは一体的に保持されている。ツール保持部材１１７の上面の、Ｙ方向における一方の端部には、加工ツール移動部材１２８が固定されている。また、ツール保持部材１１７の上面の、Ｙ方向のおける他方の端部には、Ｚ方向に起立したＸ－Ｚ平面と平行する面からなるリブ１１８が形成されている。リブ１１８には、転動機構を構成する回動部材１１９が取り付けられている。

回動部材１１９は、Ｙ方向を回転軸として回動するボールベアリングなどであって、後述する姿勢保持部に保持される部材である。回動部材１１９は、姿勢保持部に接触する接触部を有する。

なお、すでに説明したとおり、加工ツール移動部材１２８には、加工ツール移動案内軸１２９が挿通されているので、ツール保持部材１１７は加工ツール移動案内軸１２９によってＸ方向にのみ移動可能に構成されている。したがって、カッターツール１１１と筋付けツール１１２は、シート１の搬送方向であるＹ方向と平行方向に配列された状態を維持しながら、一体的に、搬送方向との直交方向であるＸ方向にのみに移動する。

また、すでに説明したとおり、加工ツール移動部材１２８は、Ｘ軸第二タイミングベルト１２６を挟持しているので、Ｘ方向の駆動源としての単一の駆動源であるＸ軸駆動モータ１２１の駆動によって、Ｘ方向に摺動する。すなわち、カッターツール１１１と筋付けツール１１２は、単一の駆動源によってＹ方向における直線的な配列を維持したままでＸ方向にのみ往復移動するように構成されている。

すでに説明したとおり、カッターツール１１１は第一接触離間アクチュエータ１１５によって、シート１に対する接触と離間の動作が行われ、筋付けツール１１２は第二接触離間アクチュエータ１１６によって、シート１に対する接触と離間の動作が行われる。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はそれぞれ、後述する制御装置３００によって制御される。したがって、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では、それぞれ、独立して、カッターツール１１１の動作と筋付けツール１１２の動作をさせる。

したがって、加工処理装置１００は、複数の加工ツールによるシート１に対する接触と離間を制御できる。これによって、一方の加工ツールをシート１に接触させ、他方の加工ツールをシート１から離間させた動作を行うことができる。また、各ツールの一方（一つの加工ツール）を接触、他方（接触させた加工ツール以外の加工ツール）を離間させた状態で、シート１に対して相対的に移動させることができるので、筋付け加工と切断加工を独立して制御することができ、任意の形状でのシート加工が可能となる。

［加工具対向部１３０の構造］
次に、図３に戻って、加工具対向部１３０の構成について説明する。図３に示すように加工具対向部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転部材であり、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、加工具保持部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、図９及び図１０を参照しながら、より詳細に説明する。図９は、加工具対向部１３０と、加工具保持部１１０をＺ方向からみた平面図である。図１０は、加工具対向部１３０が備える駆動系の構成を示す斜視図である。

図９に示すように、加工具保持部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、加工具保持部１１０を挟んで、シート１の搬送方向（Ｙ方向）の上流側には、第二対向ローラ１３２と対をなす第二挟持ローラ１３４（１３４ａ、１３４ｂ）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、その大部分が、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９の矢印点線Ｘ１は、シート１の幅寸法に対する加工具保持部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。

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。

また、図１０に示すように、加工具対向部１３０は、加工具駆動系として、Ｙ軸駆動モータ１３５と、Ｙ軸出力タイミングプーリ１３６と、Ｙ軸第一タイミングベルト１３７と、Ｙ軸減速タイミングプーリ１３８と、対向弾性ローラ回動プーリ１３９と、Ｙ軸第一連結駆動プーリ１４０と、Ｙ軸第二タイミングベルト１４１と、Ｙ軸第二連結駆動プーリ１４２と、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の回転軸の一方及び他方の端部は、加工処理装置１００の筐体に回動可能に支持されている。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と一緒に回転する。

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、回転する。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も連動して回転する。

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とは、それぞれ対向して押圧状態で接触させることによって、それらの間に搬送されるシート１を挟持する。したがって、第二挟持ローラ１３４が第二対向ローラ１３２に接触しているところにシート１が搬送されて挟持される位置が「挟持位置」に相当する。同様に、第一挟持ローラ１３３が第一対向ローラ１３１に接触しているところにシート１が搬送されて挟持される位置が「挟持位置」に相当する。

第二挟持ローラ１３４は、第二対向ローラ１３２の回転駆動に従動して回動する。同様に、第一挟持ローラ１３３は、第一対向ローラ１３１の回転駆動に従動して回動する。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によってシート１は、幅方向の側端部が挟持されて、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。

［姿勢保持部１６０の詳細説明］
次に、図１１、図１２及び図１３を用いて姿勢保持部１６０の詳細について説明する。図１１は、姿勢保持部１６０を備える加工処理装置１００の斜視図である。図１２及び図１３は、姿勢保持部１６０の作用効果を説明する説明図であって、加工具保持部１１０の側面図である。

図１１に示すように、姿勢保持部１６０は、加工具保持部１１０の上方に配置され、加工ツール移動案内軸１２９の両端部を固定する長さ寸法を備える梁状の部材から構成される。姿勢保持部１６０の一部であって、加工ツール移動案内軸１２９と平行する梁部１６１は、第二加工具である筋付けツール１１２の上方に配置されている。梁部１６１には、回動部材１１９が嵌まり合う凹部である溝部１６２が、梁部１６１の長手方向に形成されている。溝部１６２は、案内部材としての回動部材１１９が接触する当接面を形成する。回動部材１１９は、溝部１６２におけるＺ方向の面（上下の面）に当接していて、Ｘ方向のみに回動するように保持されている。なお、回動部材１１９が当接面に接触するような構成にしたが、これに限定されるものではなく、摺動面を由侑する部材を当接面に接触させることによって、この部材を当接面に摺動するように保持するようにしてもよい。溝部１６２は、案内部にも相当する回動部材１１９に接触する接触面（接触部）を有する。

続いて、姿勢保持部１６０と加工具保持部１１０との関係、及び、シート加工時における姿勢保持部１６０の作用効果について、図１２及び図１３を用いて説明する。

梁部１６１に形成されている溝部１６２は、シート１に筋付けツール１１２を接触させたときに筋付けツール１１２が受ける反力の延長線上に配置されている。言い換えると、筋付けツール１１２がシート加工時にシート１に接触する位置（加工位置）と、筋付けツール１１２が加工具保持部１１０に保持されている保持位置と、を結ぶ直線の延長線上に配置されている。さらに言い換えると、加工具１０５に含まれるカッターツール１１１と筋付けツール１１２のうち、シート１へのシート加工時に、カッターツール１１１又は筋付けツール１１２のうち、いずれかのうち一つの反力が大きい方の加工具１０５が受ける反力の延長線上に、加工具保持部１１０に係る保持位置が配置されている。なお「反力の延長線上」とは、生じた反力の方向の仮想直線の延長線上を含むものである。

溝部１６２は、回動部材１１９が嵌まり合うように形成されている。溝部１６２に嵌まった状態で回動部材１１９は梁部１６１に沿って回転しながら摺動する。この回動部材１１９の摺動方向は、シート１の搬送方向に対して直交するＸ方向である。

図１２は、筋付けツール１１２をシート１に接触させて筋付け加工を実行したときの様子を例示している。この場合、シート１に対して筋付けツール１１２が押圧されるので、黒塗り矢印Ｆ１の方向に押圧力が加わる。筋付けツール１１２に対してシート１を挟んで対向する第二対向ローラ１３２は、弾性ローラであるから、筋付けツール１１２がシート１に押圧されると、この筋付けツール１１２に対して黒塗り矢印Ｆ１とは反対方向の力（反力）が加わる。その反力は、加工ツール移動案内軸１２９を回転軸として加工具保持部１１０の全体を回動する力（回動力Ｆ１１）となる。加工具保持部１１０のうち、筋付けツール１１２の側は、回動力Ｆ１１の影響で、シート１から浮き上がる方向に変位しようとする。

筋付けツール１１２の側には、回動部材１１９が配置されていて、この回動部材１１９が溝部１６２に対して嵌合されていることで、筋付けツール１１２の側がシート１から浮き上がる方向に変位しようとする動きを抑制する。言い換えると、シート加工時に生ずる回動力Ｆ１１の影響による、筋付けツール１１２のシート加工時の姿勢（シート加工姿勢）の乱れるのを、回動部材１１９が溝部１６２の上方の接触面と接触することで抑制する。

図１３は、カッターツール１１１をシート１に接触させて筋付け加工を実行したときの様子を例示している。この場合、シート１に対してカッターツール１１１が押圧されるので、黒塗り矢印Ｆ２の方向に押圧力が加わる。カッターツール１１１に対してシート１を挟んで対向する第一対向ローラ１３１は、弾性ローラであるから、カッターツール１１１がシート１に押圧されると、このカッターツール１１１に対して黒塗り矢印Ｆ２とは反対方向の力（反力）が加わる。その反力は、加工ツール移動案内軸１２９を回転軸として加工具保持部１１０の全体を回動する力（回動力Ｆ２１）となる。加工具保持部１１０のうち、カッターツール１１１の側は、回動力Ｆ２１の影響で、シート１から浮き上がる方向に変位しようとする。

カッターツール１１１の反対側に配置されている回動部材１１９が溝部１６２に対して嵌合されていることで、カッターツール１１１の側がシート１から浮き上がる方向に変位しようとする動きを抑制する。言い換えると、シート加工時に生ずる回動力Ｆ２１の影響による、カッターツール１１１のシート加工時の姿勢（シート加工姿勢）が乱れるのを、回動部材１１９が溝部１６２の下方の接触面と接触することで抑制する。

［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１４及び図１５を用いて説明する。図１４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１５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１４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。

［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が構成される。

図１５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、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、加工具保持部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。

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１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。

［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１６を用いて説明する。図１６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
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 ：加工具保持部
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
１１７ ：ツール保持部材
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
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
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
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
３６０ ：バス

特許第４８２８７２３号公報

Claims (6)

1. シート材を加工するシート加工装置であって、
   前記シート材を搬送する搬送手段と、
   前記シート材が搬送される搬送方向に複数設けられ、前記シート材を加工する加工具と、
   前記シート材に前記加工具を接離させる加工具接離部と、
   前記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、
   複数の前記加工具を一体的に保持する加工具保持部と、
   前記交差方向に延び、前記加工具移動部による前記加工具の前記交差方向への移動に対して前記加工具の姿勢を保持し続ける案内部を有する姿勢保持部と、
   を備え、
   前記加工具保持部は、前記案内部に対して回動して前記加工具を前記交差方向において摺動可能とする摺動面を有する接触部を有し、
   前記案内部は、前記シート材を加工するときに複数の前記加工具のうち当該シート材に接触する少なくとも一の加工具が接触する加工位置と、当該一の加工具が前記加工具保持部に保持されている保持位置と、を結ぶ直線の延長線上に配置され、前記交差方向に延びる溝部を有し、
   当該溝部は前記接触部が嵌り合った状態で前記加工具を摺動可能に保持する、
   ことを特徴とするシート加工装置。
2. 複数の前記加工具のうち少なくとも１つは、前記シート材に筋を付けるための筋付け具である、
   請求項１に記載のシート加工装置。
3. 複数の前記加工具のうち少なくとも１つは、前記シート材を切断するための切断具である、
   請求項１または２に記載のシート加工装置。
4. 複数の前記加工具のうち少なくとも１つは、前記シート材を断続的に切断するための切断具である、
   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. 前記加工具移動部は、複数の前記加工具のうち一つの加工具が前記シート材に接触し、他の加工具が前記シート材に離間した状態で、複数の前記加工具を前記交差方向に移動可能である、
   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. シート材に画像を形成する画像形成装置と、前記画像が形成された前記シート材を加工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５のいずれか一項に記載の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。