JP7441510B2 - シート加工装置 - Google Patents

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Description

本発明は、シート加工装置に関する。
特許文献１には、被記録材のカット時にカッター刃の上流側近傍において、被記録材を非カット時の搬送位置より上昇させて剪断板の下面に押し付けることにより被記録材を幅方向に渡って剪断板との間で挟圧保持する挟圧手段を備えるカッター装置が開示されている。
特許３８７９８１９号公報
前記カッター装置では、カッター刃は被記録材の幅方向以外の方向に移動できるように構成されていないため、被記録材が搬送方向に対して傾いていた場合、被記録材を正確に切断できないおそれがある。
本発明は、搬送方向に対して傾いたシートであっても正確に切断可能なシート加工装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様のシート加工装置は、
シートを第１方向に沿って搬送する搬送部と、
前記搬送部により搬送された前記シートに加工処理を施す加工部と、
前記搬送部および前記加工部を制御する制御装置と
を備え、
前記加工部が、
前記第１方向に交差する第２方向に延びる切断線に沿って前記シートを切断可能な切断部と、
前記シートをその厚さ方向に挟持して保持する保持位置と前記シートに対する保持を解放する解放位置との間を移動可能に構成され、前記シートを保持したときに前記シートに形成される保持線が前記切断線と略平行になるように配置された保持部と、
前記切断部および前記保持部の前記第１方向に対する角度を調整可能な角度調整部と
を有する。
前記態様のシート加工装置によれば、加工部が切断部および保持部の第１方向に対する角度を調整可能な角度調整部を有している。このような構成により、搬送方向に対して傾いたシートであっても正確に切断可能なシート加工装置を実現できる。
本発明の一実施形態のシート加工装置を示す模式平面図。 図１のシート加工装置の加工部を示す斜視図。 図１のシート加工装置の加工部を示す図２とは異なる方向から見た斜視図。 図１のシート加工装置の保持位置にある加工部を示す模式斜視図。 図１のシート加工装置の解放位置にある加工部を示す模式斜視図。 図１のシート加工装置のブロック図。 図１のシート加工装置の検出部を示す模式平面図。 図１のシート加工装置の第１の変形例を示す模式斜視図。 図１のシート加工装置の第２の変形例を示す模式正面図。 図９のX矢視図。 図９のXI矢視図。
以下、本開示の一例を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向あるいは位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」、「前」、「後」を含む用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した本開示の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本開示の技術的範囲が限定されるものではない。また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本開示、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。さらに、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは必ずしも合致していない。
本発明の一実施形態のシート加工装置１は、図１に示すように、搬送部１０と、加工部２０と、制御装置３０（図６参照）とを備えている。
搬送部１０は、シート１００を第１方向（例えば、Ｘ方向）に沿って搬送する。搬送部１０は、例えば、図１に示すように、シート１００が載置された給紙台１１と、給紙台１１に載置されたシート１００を搬送する搬送装置１２（図６参照）と、シート１００が排出される排出トレイ１３とを有している。搬送装置１２は、シート１００を給紙台１１から排出トレイ１３まで搬送可能な任意の構成を有している。
加工部２０は、図２に示すように、切断部２１と、保持部２２と、角度調整部２３とを有し、搬送部１０により搬送されたシート１００に切断を含む加工処理を施す。本実施形態では、加工部２０は、切断部２１および保持部２２を支持すると共に角度調整部２３に接続された支持枠２４を有している。支持枠２４は、第１方向Ｘに交差する第２方向（例えば、Ｙ方向）に間隔を空けて配置された一対の支持壁部２４１と、第２方向Ｙに延びて両端が一対の支持壁部２４１に接続された一対のレール部材２４２とを有している。各レール部材２４２は、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙに交差する第３方向（例えば、Ｚ方向）に間隔を空けて配置されている。
切断部２１は、例えば、保持部２２の近傍でかつシート１００の搬送方向（図１の矢印Ａ方向）における下流に配置され、第２方向Ｙに延びる切断線Ｌ２（図４参照）に沿ってシート１００を切断可能に構成されている。具体的には、図２に示すように、切断部２１は、第２方向Ｙに移動可能な一対の切断刃２１１と、各切断刃２１１を第２方向Ｙにそれぞれ移動させる一対の移動装置２１２とを有している。各切断刃２１１は、例えば、丸刃、固定刃および可動刃で構成できる。一対の切断刃２１１は、丸刃同士の組み合わせであってもよいし、丸刃と固定刃との組み合わせであってもよいし、固定刃と可動刃との組み合わせであってもよい。また、可動刃がギロチン方式であっても構わない。この場合、切断刃を第２方向Ｙに移動させる移動装置は不要となる。
本実施形態では、各移動装置２１２は、第３方向Ｚに間隔を空けて配置され、一対のプーリ２１３と、一対のプーリ２１３に巻き付けられたベルト部材２１４と、一対のプーリ２１３のいずれかを回転させる第１モータ２５（図６参照）とで構成されている。各プーリ２１３は、略円柱形状で、各支持壁部に回転可能に取り付けられている。第１モータ２５の駆動軸には図示しないプーリが取り付けられている。上側の移動装置２１２におけるいずれかのプーリ２１３と、下側の移動装置２１２におけるいずれかのプーリ２１４と、第１モータ２５の駆動軸に取り付けられているプーリとには、図示しないベルト部材が巻き付けられている。第１モータ２５を駆動させることで、ベルト部材を介して各移動装置２１２におけるいずれかのプーリ２１３がそれぞれ回転し、ベルト部材２１４が一対のプーリ２１３まわりを回転する。各切断刃２１１は、略円柱形状を有し、相互に第１方向Ｘに僅かにずれた状態で、一対の移動装置２１２の間に配置されている。各切断刃２１１は、支持枠２４のレール部材２４２に第２方向Ｙに移動可能に支持されていると共に、移動装置２１２のベルト部材２１４に接続されている。つまり、各切断刃２１１は、ベルト部材２１４の回転により一対の支持壁部２４１間を第２方向Ｙに移動するように構成されている。
保持部２２は、シート１００をその厚さ方向（言い換えると第３方向Ｚ）に挟持して保持する保持位置Ｐ１（図４参照）と、シート１００に対する保持を解放する解放位置Ｐ２（図５参照）との間を移動可能に構成されている。具体的には、図２に示すように、保持部２２は、第２方向Ｙに延びている一対のローラ２２１、２２２と、一対のローラ２２１、２２２の一方または両方を回転させる駆動装置の一例の第２モータ２６（図６参照）とを有している。各ローラ２２１、２２２は、第３方向Ｚに並んで配置され、第２方向Ｙに延びる中心軸ＣＬ１（図３参照）まわりに正逆回転可能に一対の支持壁部２４１に支持されている。
図４に示すように、各ローラ２２１、２２２は、中心軸ＣＬ１を構成する軸部材２２６、２２７の第２方向Ｙの両端を除く部分に設けられ、軸部材２２６、２２７と共に回転する。各ローラ２２１、２２２は、シート１００を保持したときにシート１００に形成される保持線Ｌ１が切断線Ｌ２と略平行になるように配置されている。保持線Ｌ１は、一対のローラ２２１、２２２でシート１００をニップして保持した状態における各ローラ２２１、２２２とシート１００との境界線を構成している。
本実施形態では、一対のローラ２２１、２２２のうち、第３方向Ｚの上側のローラ２２１が、第３方向Ｚに移動可能に構成されている。具体的には、図４および図５に示すように、各軸部材２２６、２２７の第２方向Ｙの両端にはそれぞれ軸受部材２２３、２２４が設けられている。上側の軸部材２２６の軸受部材２２３は、略円板形状を有し、下側の軸部材２２７の軸受部材２２４は、略楕円形状を有している。各軸受部材２２３、２２４は、外周面同士が当接しており、軸受部材２２４を回転させると、軸受部材２２３を介して、上側のローラ２２１が保持位置Ｐ１と解放位置Ｐ２との間を移動する。これにより、一対のローラ２２１、２２２間の第３方向Ｚにおける距離を調整することができる。つまり、上側のローラ２２１は、シート１００の厚さ方向に移動して一対のローラ２２１、２２２間の距離を調整可能に構成されている可動保持部材の一例である。なお、下側のローラ２２２と下側の軸受部材２２４とは、共に回転するように構成してもよいし、個別に独立して回転するように構成してもよい。下側のローラ２２２と下側の軸受部材２２４とが共に回転するように構成されている場合、例えば、下側のローラ２２２を第２モータ２６で回転可能に構成することで、軸受部材２２４を回転させることができる。下側のローラ２２２と下側の軸受部材２２４とを個別に独立して回転するように構成されている場合、例えば、下側の軸受部材２２４のみを回転させるモータ（図示せず）を設けることで、軸受部材２２４を回転させることができる。
角度調整部２３は、切断部２１および保持部２２の第１方向Ｘに対する角度を調整可能に構成されている。具体的には、図３に示すように、角度調整部２３は、切断部２１および保持部２２をシート１００の厚さ方向（つまり、第３方向Ｚ）に沿って延びる回転軸ＣＬ２まわりに一体に回転させることが可能な駆動機構を有している。駆動機構は、支持枠２４の第２方向Ｙにおける略中央に設けられて回転軸ＣＬ２を構成する回転軸部２３１と、一対の支持壁部２４１の一方に接続された駆動部２３２とを有している。
駆動部２３２は、複数のプーリ２３３と、複数のプーリ２３３に巻き付けられたベルト部材２３４と、複数のプーリ２３３のいずれかを回転させる第３モータ２７（図６参照）とで構成されている。第３モータ２７を駆動させていずれかのプーリ２３３を回転させることにより、ベルト部材２３４が複数のプーリ２３３まわりを回転し、駆動部２３２が接続されている支持壁部２４１を第１方向Ｘに移動させる。これにより、支持枠２４が回転軸ＣＬ２まわりを回転して、切断部２１および保持部２２の第１方向Ｘに対する角度が調整される。
制御装置３０は、一例として、演算を行うＣＰＵと、シート加工装置１の動作に必要なプログラムまたはデータ等を記憶しておくＲＯＭおよびＲＡＭ等を備えている。本実施形態では、制御装置３０は、図６に示すように、操作部３２を介してユーザにより入力された情報および検出部３１により検出された情報に基づいて、搬送部１０の搬送装置１２と、加工部２０の第１モータ２５、第２モータ２６および第３モータ２７とを制御する。
検出部３１は、シート１００の第１方向Ｘに対する角度θを検出する。具体的には、図７に示すように、検出部３１は、第２方向Ｙに並んで配置された複数のセンサ３１１を有している。各センサ３１１は、シート１００の搬送方向の下流に設けられた傾き検出用の線１０１またはシート１００の先端を検出する。検出部３１は、各センサ３１１で線１０１またはシート１００の先端が検出されたタイミングの差から、シート１００の第１方向Ｘに対する角度θを検出する。傾き検出用の線１０１は、例えば、四角形状の外形線を有する画像の一辺に対して平行に配置して、画像と共にシート１００に印刷する。これにより、シート１００自体が第１方向Ｘに対して傾いている場合だけでなく、シート１００自体は第１方向Ｘに対して傾いていないがシート１００に印刷されている画像が傾いている場合も、画像に合わせて設定される切断位置で正確にシート１００を切断することができる。
例えば、制御装置３０は、搬送部１０によってシート１００を搬送している間、第２モータ２６を制御して一対のローラ２２１、２２２の一方または両方を回転させる。これにより、シート１００が一対のローラ２２１、２２２に接触することによるジャムの発生を防止している。
シート加工装置１によれば、次のような効果を発揮できる。
シート加工装置１は、加工部２０が切断部２１および保持部２２の第１方向に対する角度を調整可能な角度調整部２３を有している。このような構成により、搬送方向に対して傾いたシート１００であっても正確に切断可能なシート加工装置１を実現できる。
角度調整部２３が、切断部２１および保持部２２をシート１００の厚さ方向に沿って延びる回転軸まわりに一体に回転させることが可能な駆動機構を有する。このような構成により、搬送方向に対して傾いたシート１００であっても正確に切断可能なシート加工装置１を容易に実現できる。
回転軸ＣＬ２が、保持部２２における第２方向の中間に配置されている。このような構成により、搬送方向に対して傾いたシート１００をより正確に切断可能なシート加工装置１を実現できる。
シート加工装置１が、シート１００の第１方向に対する角度θを検出する検出部３１をさらに備える。制御装置３０は、検出部３１の検出結果に応じて角度調整部２３を制御して、切断部２１および保持部２２の第１方向に対する角度θを調整する。このような構成により、シート１００を搬送された状態に応じて正確に切断できる。
切断部２１が、保持部２２の近傍に配置されている。このように構成することで、切断位置の近傍でシート１００が保持され、シート１００の垂れなどによって切断位置がずれるのを防止できる。その結果、シート１００をより正確に切断できる。
保持部２２は、第２方向にそれぞれ延びてシート１００の厚さ方向に配置された一対の保持部材としての一対のローラ２２１、２２２を有する。一対のローラ２２１、２２２は、シート１００の厚さ方向に移動して一対のローラ２２１、２２２間の距離を調整可能に構成されている可動保持部材としてのローラ２２１を含む。このような構成により、シート１００の厚さに応じて一対のローラ２２１、２２２間の距離を調整することで、保持部２２がシート１００を搬送する際のガイドとなり、シート１００をより正確に搬送することができる。また、シート１００をその切断位置までより正確に搬送することができる。
加工部２０が、ローラ２２１、２２２を回転させる第２モータ２６をさらに有し、制御装置３０が、搬送部１０によってシート１００を搬送している間、第２モータ２６を制御してローラ２２１、２２２を回転させる。このような構成により、シート１００が保持部２２に接触することによるジャム発生を防止することができる。また、シート１００の搬送中にローラ２２１、２２２を回転させることで、シート１００の搬送を補助することができる。その結果、シート１００の搬送精度を高く保つことができ、シート１００をより正確に切断できる。
ローラ２２１、２２２が正逆回転可能に構成されている。このような構成により、例えば、切断後のシート１００の余白部分をローラ２２１、２２２の上流および下流のうち、任意の側に落とすことができる。その結果、シート加工装置１のレイアウトの自由度を高めることができる。
切断部２１が、保持部２２の第１方向における下流に配置されている。このような構成により、切断位置よりも第１方向Ｘの下流におけるシート１００の余白部分を小さくすることができるので、シート１００を無駄なく使用することができる。
シート加工装置１は、次のように構成することもできる。
切断部２１は、保持部２２の第１方向Ｘにおける下流に限らず、保持部２２の第１方向Ｘにおける上流に配置することもできる。このような構成により、切断位置よりも第１方向Ｘの上流におけるシート１００の余白部分を小さくすることができるので、シート１００を無駄なく使用することができる。
保持部２２は、一対のローラ２２１、２２２で構成されている場合に限らない。例えば、図８に示すように、１つのローラ２２１と、１つの非回転部材２２５とで保持部２２を構成することもできる。図８の保持部２２では、非回転部材２２５は、略矩形板状を有しているが、他の任意の形状を採用することもできる。また、保持部２２は、図示していないが、一対の非回転部材で構成することもできる。
一対のローラ２２１、２２２は、例えば、図９に示すように、第２方向Ｙの一端における距離と、第２方向Ｙの他端における距離とを独立して調整可能に構成することもできる。図９の一対のローラ２２１、２２２では、図１０および図１１に示すように、下側のローラ２２２が、第２方向Ｙに沿って見たときに、相互に長径および短径の位置が異なる軸受部材２２４を有している。このように構成することで、例えば、上側のローラ２２１の一方の端（例えば、図９の左側の端）を解放位置Ｐ２に位置させつつ、上側のローラ２２１の他方の端（例えば、図９の右側の端）を保持位置Ｐ１に位置させることができる。その結果、上側のローラ２２１が接触したシート１００の部分を中心にシート１００を回転させて、搬送方向に対して傾いたシート１００を補正できる。
軸部材２２７と軸受部材２２４との間と、軸部材２２７とローラ２２２との間に、それぞれ駆動伝達方向が逆となっているワンウェイクラッチ（図示せず）を設けることができる。この場合、軸部材２２７を所定方向に回転させるとローラ２２２のみが回転し、軸部材２２７を所定方向とは逆方向に回転させると軸受部材２２４のみが回転して、上側のローラ２２１が保持位置Ｐ１と解放位置Ｐ２との間を移動する。このような構成により、保持部２２が保持位置Ｐ１にあるときに、第２モータ２６を所定方向に回転させることで保持部２２を保持位置Ｐ１に位置させつつローラ２２２を回転させ、第２モータ２６を所定方向とは逆方向に回転させることで保持部２２を解放位置Ｐ２に移動させることができる。つまり、加工部２０は、保持部２２が保持位置Ｐ１にあるときに、第２モータ２６を所定方向に回転させることで保持部２２を保持位置Ｐ１に位置させつつローラ２２２を回転させ、第２モータ２６を所定方向とは逆方向に回転させることで保持部２２を解放位置Ｐ２に移動させる移動機構を有している。本実施形態では、軸部材２２７、軸受部材２２４、ローラ２２２およびワンウェイクラッチで、移動機構を構成している。
角度調整部２３は、前記実施形態に限らず、切断部２１および保持部２２の第１方向に対する角度θを調整可能な任意の構成を採用できる。例えば、回転軸部２３１は、支持枠２４の第２方向Ｙの略中央に限らず、支持枠２４の第２方向Ｙの一端に設けてもよい。
前記様々な実施形態または変形例のうちの任意の実施形態または変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせまたは実施例同士の組み合わせまたは実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態または実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。
本発明では、搬送方向に対して傾いたシートであっても正確に切断可能なシート加工装置を提供できるので、産業上の利用価値が大である。
１ シート加工装置
１０ 搬送部
１１ 給紙台
１２ 搬送装置
１３ 排出トレイ
２０ 加工部
２１ 切断部
２１１ 切断刃
２１２ 移動装置
２１３ プーリ
２１４ ベルト部材
２２ 保持部
２２１、２２２ ローラ
２２３、２２４ 軸受部材
２２５ 非回転部材
２２６、２２７ 軸部材
２３ 角度調整部
２３１ 回転軸部
２３２ 駆動部
２３３ プーリ
２３４ ベルト部材
２４ 支持枠
２５ 第１モータ
２６ 第２モータ
２７ 第３モータ
２４１ 支持壁部
２４２ レール部材
３０ 制御装置
３１ 検出部
３１１ センサ
３２ 操作部
１００ シート
１０１ 線

Claims (14)

  1. シートを第１方向に沿って搬送する搬送部と、
    前記搬送部により搬送された前記シートに加工処理を施す加工部と、
    前記搬送部および前記加工部を制御する制御装置と
    を備え、
    前記加工部が、
    前記第１方向に交差する第２方向に延びる切断線に沿って前記シートを切断可能な切断部と、
    前記シートをその厚さ方向に挟持して保持する保持位置と前記シートに対する保持を解放する解放位置との間を移動可能に構成され、前記シートを保持したときに前記シートに形成される保持線が前記切断線と略平行になるように配置されていると共に、前記シートを前記第２方向の全体にわたって保持可能に構成された保持部と、
    前記切断部および前記保持部の前記第１方向に対する角度を調整可能な角度調整部と
    を有する、シート加工装置。
  2. 前記保持部は、
    前記第２方向にそれぞれ延びて前記シートの厚さ方向に配置された一対の保持部材を有し、
    前記一対の保持部材の少なくとも一方が、前記第２方向まわりに回転可能なローラで構成された、請求項１のシート加工装置。
  3. 前記角度調整部は、
    前記切断部および前記保持部を前記シートの厚さ方向に沿って延びる回転軸まわりに一体に回転させることが可能な駆動機構を有する、請求項１または２のシート加工装置。
  4. 前記回転軸が、前記保持部における前記第２方向の中間に配置されている、請求項３のシート加工装置。
  5. 前記シートの前記第１方向に対する角度を検出する検出部をさらに備え、
    前記制御装置は、
    前記検出部の検出結果に応じて前記角度調整部を制御して、前記切断部および前記保持部の前記第１方向に対する角度を調整する、請求項１から４のいずれか１つのシート加工装置。
  6. 前記切断部が、前記保持部の近傍に配置されている、請求項１から５のいずれか１つのシート加工装置。
  7. 前記保持部は、前記第２方向にそれぞれ延びて前記シートの厚さ方向に配置された一対の保持部材を有し、
    前記一対の保持部材は、前記シートの厚さ方向に移動して前記一対の保持部材間の距離を調整可能に構成されている可動保持部材を含む、請求項１から６のいずれか１つのシート加工装置。
  8. 前記一対の保持部材は、前記第２方向の一端における距離と、前記第２方向の他端における距離とを独立して調整可能に構成されている、請求項７のシート加工装置。
  9. 前記一対の保持部材の少なくとも一方が、前記第２方向まわりに回転可能なローラで構成され、
    前記加工部が、前記ローラを回転させる駆動装置をさらに有し、
    前記制御装置が、前記搬送部によって前記シートを搬送している間、前記駆動装置を制御して前記ローラを回転させる、請求項７または８のシート加工装置。
  10. 前記ローラが正逆回転可能に構成されている、請求項９のシート加工装置。
  11. 前記駆動装置がモータで構成され、
    前記加工部が、
    前記保持部が前記保持位置にあるときに、前記モータを所定方向に回転させることで前記保持部を前記保持位置に位置させつつ前記ローラを回転させ、前記モータを前記所定方向とは逆方向に回転させることで前記保持部を前記解放位置に移動させる移動機構を有している、請求項９または１０のシート加工装置。
  12. 前記切断部が、前記保持部の前記第１方向における下流に配置されている、請求項１から７のいずれか１つのシート加工装置。
  13. 前記切断部が、前記保持部の前記第１方向における上流に配置されている、請求項１から７のいずれか１つのシート加工装置。
  14. シートを第１方向に沿って搬送する搬送部と、
    前記搬送部により搬送された前記シートに加工処理を施す加工部と、
    前記搬送部および前記加工部を制御する制御装置と
    を備え、
    前記加工部が、
    前記第１方向に交差する第２方向に延びる切断線に沿って前記シートを切断可能な切断部と、
    前記シートをその厚さ方向に挟持して保持する保持位置と前記シートに対する保持を解放する解放位置との間を移動可能に構成され、前記シートを保持したときに前記シートに形成される保持線が前記切断線と略平行になるように配置された保持部と、
    前記切断部および前記保持部の前記第１方向に対する角度を調整可能な角度調整部と
    を有し、
    前記保持部は、前記第２方向にそれぞれ延びて前記シートの厚さ方向に配置された一対の保持部材を有し、
    前記一対の保持部材は、前記シートの厚さ方向に移動して前記一対の保持部材間の距離を調整可能に構成されている可動保持部材を含み、
    前記一対の保持部材の少なくとも一方が、前記第２方向まわりに回転可能なローラで構成され、
    前記加工部が、前記ローラを回転させる駆動装置をさらに有し、
    前記制御装置が、前記搬送部によって前記シートを搬送している間、前記駆動装置を制御して前記ローラを回転させ、
    前記駆動装置がモータで構成され、
    前記加工部が、
    前記保持部が前記保持位置にあるときに、前記モータを所定方向に回転させることで前記保持部を前記保持位置に位置させつつ前記ローラを回転させ、前記モータを前記所定方向とは逆方向に回転させることで前記保持部を前記解放位置に移動させる移動機構を有している、シート加工装置。
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