(57)【要約】【課題】ロータリー穿孔装置に設けたダイとパンチの相互間に必要なクリアランスを小さく抑え、パーフォレーションの穿孔形状を安定させる。【解決手段】外周面１０にダイ１９が所定ピッチで配列したドラム２０を回転軸７ａの回りに回転させる。回転軸７ａと角θで交差する回転軸８ａにパンチホルダ３０を固定する。パンチホルダ３０の外周側にパンチ保持枠３１，３２を固定し、各々に放射状に複数のパンチプレート３５，３６を軸着する。パンチプレート３５，３６にパンチ３８を固着する。パンチプレート３５，３６の後端のカムフォロア４０，４１をカム溝４４ａ，４５ａに係合させる。ドラム２０を回転軸７ａの回りに回転させ、またパンチプレート３５，３６を回転軸８ａの回りに一斉に回転させることによって、ドラム２０の上方でパンチ３８をダイ１９に噛み込ませ、外周面１０で搬送されるフイルムストリップにパーフォレーションを穿孔する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状のフイルムを支持する円筒状の外周面に複数のダイが周方向に所定ピッチで配列され、第一軸を中心に回転自在なダイブロックと、
前記第一軸に対して傾けられた第二軸を中心に回転自在なパンチホルダ、及び前記ダイの回転半径よりも大きく前記第二軸から等距離となる位置で前記パンチホルダに所定ピッチで軸着され、第二軸を含みパンチホルダの回転面に直交する面内で揺動する複数のパンチとを有し、前記複数のパンチの刃先で形成されるパンチ刃列の一部が前記複数のダイで形成されるダイ列の一部に重なるように設けられたパンチブロックと、
前記第二軸と直交する面内で前記複数のパンチに設けられたカムフォロアに係合し、パンチホルダの回転とともにパンチが前記ダイ列と重なる領域を通過する間に、刃先をダイに噛み込ませた後に引き抜くようにパンチを揺動させるカム手段と、
を備えたことを特徴とするロータリー穿孔装置。
【請求項２】
前記パンチホルダ及びカム手段が第二軸の軸方向にずらして一対ずつ設けられ、一方のパンチホルダに軸着されたパンチと他方のパンチホルダに軸着されたパンチとが交互に並んで前記所定ピッチのパンチ刃列が形成されることを特徴とする請求項１記載のロータリー穿孔装置。
【請求項３】
前記ダイブロックは前記複数のダイが貫通して形成された円筒状の外周面とその両側面を塞ぐ一対の側板によりドラム状に形成されるとともに、前記側板の一方には吸気孔が形成され、前記吸気孔を通してエアーサクションを行うことにより、ダイを通してフイルムの穿孔屑を排出し、かつ前記ダイを通して穿孔前のフイルムを前記外周面に吸着することを特徴とする請求項１または２記載のロータリー穿孔装置。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか記載のロータリー穿孔装置の一対をフイルムの搬送方向に直列させ、その一方でフイルムの一方の側縁に沿ってパーフォレーションを形成し、その他方でフイルムの他方の側縁に沿ってパーフォレーションを形成することを特徴とする二連型のロータリー穿孔装置。
【請求項５】
前記他方のロータリー穿孔装置のダイブロックの外周面に、前記一方のロータリー穿孔装置で穿孔されたパーフォレーションに係合するスプロケット歯が設けられていることを特徴とする請求項４記載の二連型のロータリー穿孔装置。
【請求項６】
前記フイルムは３５ｍｍフイルムであることを特徴とする請求項４または５記載の二連型のロータリー穿孔装置。
【請求項７】
前記フイルムは映画フイルムであることを特徴とする請求項４または５記載の二連型のロータリー穿孔装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続して搬送される帯状のフイルムやシートに所定ピッチで穿孔を形成するロータリー穿孔装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
写真フイルムや映画フイルムにはエッジに沿って一定間隔で穿孔（パーフォレーション）が形成されている。これらのパーフォレーションは、フイルムの給送や定尺送りの検知に用いられ、そのサイズやピッチはＩＳＯ４９１などにより規格化されている。パーフォレーションの穿孔装置にはレシプロ型のものとロータリー型のものとがある。レシプロ型のものは、一定個数のパンチを等ピッチで並べたパンチ列と、同数のダイを等ピッチでならべたダイ列との間にフイルムを一定長さ単位で順次に間欠的に搬送し、フイルムの搬送停止に同期してパンチ列をダイ列に向けて移動させることによって、フイルムの一定長さごとに一定個数のパーフォレーションを一斉に穿孔する。この穿孔装置では、高速処理のためにフイルムの搬送速度を大きくすると搬送系の慣性の影響などによりフイルムを高精度で停止制御することが難しくなり、フイルムの搬送停止位置の両側でパーフォレーションにピッチムラが出やすくなるという欠点がある。
【０００３】
一方、特許文献１で知られるロータリー型のものは、内周面にダイを並べた外方ドラムと、外周面にパンチを並べて突出させた小径の内方ドラムとを用いている。外方ドラムと内方ドラムは個別の回転軸によって回転自在に支持されており、内方ドラムに設けられた一部のパンチが外方ドラムの上方で内周側からダイに噛み合わされ、外方ドラムが回転するとその回転に従動して内方ドラムが回転する構造になっている。帯状のフイルムは外方ドラムの回転とともにその内周に沿って搬送され、パンチとダイとの噛み合い領域を通過するときにパーフォレーションが形成される。このロータリー型の穿孔装置を用いると、フイルムの搬送を停止させることなく連続的にパーフォレーションを穿孔してゆくことができるので、生産効率を向上させることが可能となる。
【０００４】
また、特許文献２で知られるロータリー型穿孔装置は、フイルムを搬送するドラムにその周方向に沿って一定ピッチでダイを並べ、さらにこのドラムには、フイルムエッジの外側から揺動してダイに噛み合うようにパンチを組み付けている。これらのパンチの先端側はその揺動軌跡に倣って円弧状に形成されるとともに他端側にカムフォロアが設けられ、カムフォロアはパンチの揺動角を決めるカムに係合している。ドラムの回転によりダイの移動とともにフイルムが搬送されるとドラムの回転に連動してパンチが揺動し、ドラムの外周面が真上に近づくにつれてパンチが徐々に下降して穿孔を行い、またドラムの外周面が真下に近づくにつれてパンチがフイルムエッジと重ならない位置まで退避するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−６６０００号公報
【特許文献２】特開平１１−２３５６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、例えば３５ｍｍ映画フイルムに用いられるパーフォレーションの形状及び寸法は「ＩＳＯ  ４９１（２００２年版）」で規格化され、最も一般的な「Ｐタイプ」のパーフォレーションについては、長辺寸法Ｃが「２．７９４±０．０１ｍｍ」、短辺寸法Ｄが「１．９８１±０．０１ｍｍ」であり、パーフォレーションのピッチ寸法Ｂは「４．７５±０．０１ｍｍ」となっている。このように０．０１ｍｍオーダーで規格化されたパーフォレーションを穿孔するには、特許文献１，２記載のロータリー穿孔装置では以下のような難点がある。
【０００７】
特許文献１記載の内転歯車タイプの装置では、外方ドラムとともに回転するダイの回転半径に対し、内方ドラムとともに回転するパンチの回転半径を１／２程度まで小さくしなければならない。したがって、穿孔のためにパンチとダイとを機械的に噛み合わせることが可能な領域は高々パンチ２〜３個分程度と非常に狭められ、さらに双方を回転させながら両刃の噛み合わせ／引き抜きのためには回転方向にクリアランスが必要となり、このためパーフォレーションの形状が不整になりやすく、またパンチやダイが磨耗して切れ味が低下しやすいという欠点がある。さらに、回転する外方ドラムの内周に沿って帯状のフイルムを搬送する関係上、外方ドラムに対して斜め方向からフイルムを導入して引き出さなくてはならず、フイルム搬送系の複雑化が避けられない。
【０００８】
一方、特許文献２記載の装置では、ドラムの外周面にフイルムを単純に巻き付けて搬送することができるのでフイルムの導入・引き出し経路が簡単になり、またダイとパンチを一つのドラムに設けているので一つのドラムの回転だけで穿孔ができるという利点はあるものの、パーフォレーションのピッチが細かくなると、そのピッチに合わせてパンチをドラムの表面に揺動自在に組み付けることが困難になる。例えば映画フイルムに形成されるパーフォレーションのピッチは５ｍｍ未満であり、このピッチを満たすように多数のパンチをドラムに揺動自在に組み付けることは極めて難しい。さらに、硬度が要求されるパンチを円弧状に高精度に加工しなければならないこと、円弧状のパンチが噛み合うダイの深さ方向の形状も円弧状にしなければならないことなどを考慮すると、このような構造の穿孔装置は現実的なものとは言えない。
【０００９】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、共に回転するパンチとダイとの噛み合わせによりパーフォレーションを穿孔するにあたり、パーフォレーョンピッチが数ミリ程度に細かくなったとしても、十分な剛性を確保しながらパンチとダイとを機械的に噛み合わせるために必要となるクリアランスを小さく抑えるダイの揺動機構を利用することによって、穿孔されるパーフォレーションの形状に乱れが生じないようにしながらも、連続かつ安定して穿孔処理を行うことが可能なロータリー穿孔装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記課題を達成するにあたり、穿孔が行われる領域でパンチの刃先の回転半径とダイの回転半径とを実質的に一致させて各々の周速度を合わせ、また穿孔領域に帯状のフイルムを連続して供給することができるようにダイの回転中心となる第一軸に対してパンチの回転中心となる第二軸を傾け、複数のダイの配列で構成されるダイ列と複数のパンチの刃先で構成されるパンチ刃列とを穿孔領域でオーバーラップさせることによって、第一軸及び第二軸を挟む反対側ではフイルムとダイ列とが干渉しない程度のクリアランスが確保できるようにしている。前記第一軸と第二軸とを交差させることに伴い、穿孔領域でパンチを移動させるときの軌跡は第一軸に対して傾き、パンチの刃先をフイルムの表面に対して常に垂直に移動させることはできなくなるが、パンチ刃列の回転に連動してパンチを個々に揺動させる機構を採用し、そしてパンチの揺動中心位置、揺動半径及び揺動量を調整することにより、クリアランスを必要以上に大きくせずに高精度に穿孔を行うことができるようにしてある。
【００１１】
本発明のロータリー穿孔装置がもつ上記特徴は、帯状のフイルムを支持する円筒状の外周面に複数のダイが周方向に所定ピッチで配列され、第一軸を中心に回転自在なダイブロックと、前記第一軸に対して傾けられた第二軸を中心に回転自在なパンチホルダに複数のパンチを揺動自在に軸着したパンチブロックと、パンチホルダの回転に連動してパンチをそれぞれ揺動させるカム手段を用いることによって構造的に具体化され、前記複数のパンチは、前記ダイの回転半径よりも大きく前記第二軸から等距離となる位置で前記パンチホルダに所定ピッチで軸着され、第二軸を含みパンチホルダの回転面に直交する面内で揺動するようにしてある。複数のパンチのそれぞれにはカム手段に係合するカムフォロアが設けられ、パンチ刃列とダイ列とが部分的に重なりあった穿孔領域を通過する間に、パンチはその刃先がダイに噛み合った後に引き抜かれるように構成される。
【００１２】
パーフォレーションピッチが細かい場合には、前記パンチホルダ及びカム手段を第二軸の軸方向にずらして一対ずつ設け、一方のパンチホルダに軸着されたパンチと他方のパンチホルダに軸着されたパンチとが交互に並ぶようにして所定ピッチのパンチ刃列を形成することが有効な手段となる。また、ダイが貫通して形成された円筒状の外周面とその両側面を塞ぐ一対の側板によりダイブロックをドラム状に形成し、前記側板の一方に吸気孔を形成してこの吸気孔を通してエアーサクションを行うことにより、ダイを通してフイルムの穿孔屑を排出し、かつ前記ダイを通して穿孔前のフイルムを前記外周面に吸着する構成を採ることも効果的である。
【００１３】
上記ロータリー穿孔装置の一対をフイルムの搬送方向に直列させ、その一方でフイルムの一方の側縁に沿ってパーフォレーションを形成し、その他方でフイルムの他方の側縁に沿ってパーフォレーションを形成することも可能で、この場合には他方のロータリー穿孔装置のダイブロックの外周面に、前記一方のロータリー穿孔装置で穿孔されたパーフォレーションに係合するスプロケット歯を設けることによって、両側縁のパーフォレーション相互間での位置ずれをなくすことができる。このような二連型のロータリー穿孔装置は、穿孔対象となるフイルムが３５ｍｍフイルムや映画フイルムである場合に効果的に用いられる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のロータリー穿孔装置によれば、穿孔対象となる帯状のフイルムの導入経路及び引き出し経路を複雑化させることなく、フイルムの搬送に連動して高精度でパーフォレーションを連続かつ安定して穿孔してゆくことができる。また、穿孔領域でパンチの刃先が移動する軌跡はダイが配列されたダイブロックの外周面に略垂直になるから、ダイとパンチとの間に必要なクリアランスは従来装置に比較して格段に小さく抑えることができ、形状及び寸法が整ったパーフォレーションを穿孔することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】二連型のロータリー穿孔装置を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態の要部概略断面図である。
【図３】ダイ列とパンチ刃列との関係を示す模式図である。
【図４】パンチがダイに噛み合う状態を示す説明図である。
【図５】パンチの揺動状態を示す説明図である。
【図６】一方の側縁にパーフォレーションが形成された後に、他方の側縁にパーフォレーションを形成するときに用いられるロータリー穿孔装置の一実施形態を示す要部破断斜視図である。
【図７】本発明装置の駆動系に併用が可能な二軸駆動機構の構成例を示す原理図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を用いたロータリー穿孔装置は、図１に示すようにフイルムストリップ２の搬送方向に対して二連にして用いることにより、３５ｍｍ幅の映画フイルムの両側縁にそれぞれパーフォレーション３を一定ピッチで配列させたパーフォレーション列３ａ，３ｂを効率的に穿孔してゆくことができる。上流側の穿孔装置５は片側のパーフォレーション列３ａの穿孔に、下流側の穿孔装置６は他方の側のパーフォレーション列３ｂの穿孔にそれぞれ用いられる。
【００１７】
穿孔装置５は、フイルムストリップ２の搬送面と平行かつ搬送方向と直交する回転軸７ａを中心に回転するドラム状のダイブロック７と、回転軸７ａに対して角θだけ傾けられた回転軸８ａを中心に回転するドラム状のパンチブロック８とを有する。回転軸７ａ，８ａはフイルムストリップ２の搬送方向と直交する同一平面内にあり、ダイブロック７の図中上方でパンチブロック８が部分的に重なり合っている。フイルムストリップ２は回転自在な一対のパスローラ１２ａ，１２ｂを利用してダイブロック７に適切なラップ角で巻き付けられ、その裏面が外周面１０で支持されることによってダイブロック７の回転とともに矢印Ｘ方向に搬送される。搬送中にフイルムストリップ２が幅方向にずれることがないように、外周面１０の両側縁には段差１０ａが設けられる。
【００１８】
他方の穿孔装置６もほぼ同様の構成を有し、互いに角θで交差する回転軸７ａ，８ｂを中心に回転自在なダイブロック７とパンチブロック８とを備えている。前記パスローラ１２ａ，１２ｂと同様の一対のパスローラにより、フイルムストリップ２はダイブロック７の外周面に横ずれなく巻き付けられ、パンチブロック８は上方側でダイブロック７と部分的に重なり合っている。
【００１９】
それぞれの穿孔装置５，６のダイブロック７とパンチブロック８とが部分的に重なりあった領域が各々の穿孔装置５，６の穿孔領域となる。そして、この穿孔領域を通過する間に、穿孔装置５ではフイルムストリップ２の左エッジに沿ってパーフォレーション列３ａが形成され、穿孔装置６ではフイルムストリップ２の右エッジに沿ってパーフォレーション列３ｂが形成される。穿孔装置５と穿孔装置６との間にはバッファ装置１７が設けられ、その内部に形成されるフイルムループの大きさに応じて穿孔装置６の駆動をフィードバック制御し、フイルムストリップ２の搬送と穿孔装置５，６による穿孔処理との調和をとるようにしている。
【００２０】
図２に示すように、水平に固定された回転軸７ａには適宜の個所に組み込まれた軸受を介してダイブロック７が回転自在に支持されている。ダイブロック７は、外周面１０ａにダイ１９が一定ピッチで周方向に形成されたドラム２０と、ドラム２０の開放端を塞ぐ側板２１とを備えている。ダイ１９はパーフォレーション３の形状に対応した矩形状の開口を有し、この開口縁が後述するパンチと噛み合う刃となる。ドラム２０に固定された側板２１の中央部には開口２１ａが形成されるとともに、この側板２１には吸気筒２２が固着され、ドラム２０の内部空間は開口２１ａを通して吸気筒２２の中空部に連通する。吸気筒２２の内周面側は軸受を介して回転軸７ａの外周面で支持され、また外周面は軸受を介して保持ブロック２３の内周面で支持されている。保持ブロック２３は回転軸７ａとともに図示を省略した本体台座部に固定されているので、ドラム２０あるいは吸気筒２２の適宜の個所に一体化したプーリをベルト駆動することによって、ドラム２０と吸気筒２２とは回転軸７ａと保持ブロック２３との支持により一体となって回転する。
【００２１】
保持ブロック２３の中空部は吸気筒２２の後端側の開口に連通しており、保持ブロック２３に接続されたエアー吸引用のパイプ２４から排気を行うことにより、開口２１ａを通してドラム２０の内部空間からエアーサクションを行う。図示のように、ドラム２０の外周面１０に形成された１９はドラムの内部空間まで貫通しているから、上記エアーサクションを行うことによって、ダイ１９の各々の開口からエアー吸引が行われる。
【００２２】
回転軸７ａの先端にジョイントケース２５が固着され、これに対向する回転軸８ａの先端にはジョイントボール２６が固着されている。ジョイントボール２６はジョイントケース２６に精密に嵌合し、これにより回転軸８ａの先端は回転軸７ａの先端にボールジョイントで連結される形になる。したがって、回転軸７ａ，８ａの間に角θのずれがあっても回転軸８ａの先端を回転軸７ａの先端で支持することができ、角θの傾斜を維持したまま回転軸８ａを回転することができる。
【００２３】
回転軸８ａには、パンチブロック８が組み付けられている。パンチブロック８は、回転軸８ａに固定され回転軸８ａと一体に回転するディスク状のパンチホルダ３０を備えている。パンチホルダ３０はその外周側に一体に固着されたパンチ保持枠３１，３２を含み、これらのパンチ保持枠３１，３２のそれぞれには、複数のパンチプレート３５，３６が回転軸８ａに関して放射状に並ぶように一定ピッチで取り付けられている。
【００２４】
パンチプレート３５，３６のそれぞれは、各々のパンチ保持枠３１，３２の外周側に軸３３，３４を介して揺動自在に軸着され、回転軸８ａを含みパンチホルダ３０の回転面に直交する面内で揺動する。これらのパンチプレート３５，３６の各々の先端側には、刃先を回転軸８ａに向けた四角柱状のパンチ３８が固着されている。パンチ３８は長手方向に直交する断面がパーフォレーション３の形状に対応する矩形状になっており、穿孔領域で刃先が下降してダイ１９に噛み合うときにパーフォレーション３を穿孔する。
【００２５】
パンチプレート３５とパンチプレート３６はパンチホルダ３０の回転方向に関して一枚ずつ交互に配列され、全体として一連のパンチ刃列が構成される。これにより、パンチプレート３５，３６の厚み方向でスペース的な余裕を生じさせることができ、パンチプレート３５，３６を強度的な不安がないように厚手のものにすることができ、またパンチ保持枠３１，３２に対してパンチプレート３５，３６を組み付ける作業も容易になり、軸着強度も十分に確保することができる。なお、パーフォレーションのサイズやピッチが３５ｍｍ映画フイルムのように細かくなければ片側のパンチプレート３５だけで対応することも可能で、この場合にはパンチプレート３５をパンチホルダ３０の外周縁に沿って軸着してもよい。
【００２６】
パンチプレート３５，３６の後端側にローラ型のカムフォロア４０，４１が設けられている。カムフォロア４０，４１はパンチプレート３５，３６の後端側の開口部に強固にボルト止めされたロッドの先端に回転自在に組み付けられ、ロッドのボルト止め位置を調節することによってカムフォロア４０，４１の軸方向への位置調節ができるようにしてある。回転軸８ａを回転自在に保持している本体台座部には、相互に連結された一対のカムディスク４４，４５が固定され、各々の外周縁にはカム溝４４ａ，４５ａが形成されている。これらのカム溝４４ａ，４５ａにカムフォロア４０，４１が係合し、回転軸８ａと一体にパンチホルダ３０が回転すると、その回転位相によってパンチプレート３５，３６の揺動量は一対一に決まる。
【００２７】
パンチプレート３５は、図２に示すように最上部に移動したときに時計方向への揺動量が大きくなるようにカム溝４４ａの形状が決められ、同様にパンチプレート３６も最上部まで移動したときに時計方向への揺動量が最大となるようにカム溝４５ａの形状が決められている。このときにパンチ３８の刃先が最も下降してダイ１９の開口内への噛み込み量も最大となる。カムディスク４４，４５は本体台座部に固定されているから、ドラム２０の回転やパンチホルダ３０の回転にかかわらず、図２に示すように、最上部に移動してきたパンチプレート３５，３６の時計方向への揺動量が最大となる。
【００２８】
時計方向に最も揺動するときのパンチプレート３５，３６の回転位置を上死点とし、そのときのパンチプレート３５，３６の姿勢を上死点姿勢とすると、仮に全てのパンチプレート３５，３６がそれぞれの回転位置のままで一斉に上死点姿勢をとったとすれば、全てのパンチ３８の刃先位置を一連に連ねたパンチ刃列Ｓは軸６ｂに関しては真円となる。ところが、回転軸８ａはドラム２０の回転軸７ａに対して角θだけ傾いているので、回転軸７ａに垂直な断面に関してパンチ刃列Ｓを表すと図３に示すように楕円となる。
【００２９】
図３は、ダイ１９を通り回転軸７ａに垂直な断面に関してドラム２０の外周面１０とパンチ刃列Ｓとを模式的に示したものである。ドラム２０の外周面１０はダイ１９の配列からなるダイ列と一致し、回転軸７ａを中心とする真円で表されるのに対し、パンチ刃列Ｓは楕円で表される。そして、上死点を含むその前後の回転領域では、パンチブロック８がドラム２０の上方を包むように部分的に重なり合わされ、また上死点ではパンチ３８の刃先がダイ１９に最も深く噛み込むことから、パンチ刃列Ｓは外周面１０の内側に入り込む。また外周面１０の下方領域では、パンチ刃列Ｓは破線で示すように外周面１０の輪郭の内側に入ってくるが、回転軸８ａがドラム２０の回転軸７ａに対して傾いているのでパンチ刃列Ｓは紙面奥側にずれ、外周面１０に干渉することはない。
【００３０】
カム溝４４ａ，４５ａの形状は、上記のように上死点Ｐ０に近づくにつれてパンチプレート３５，３６が図２における時計方向に揺動するように決められ、また上死点Ｐ０を通りすぎると上死点姿勢から反時計方向に戻るように決められる。実際にはパンチプレート３５，３６の揺動に伴ってパンチ３８の刃先位置が変わるので、パンチ刃列Ｓは必ずしも正楕円形状にはならないが、パスローラ１２ａ，１２ｂにより外周面１０にラップ角αでフイルムストリップ２が巻き付けられるとき、パンチ３８の刃先は開始位置Ｐ１から終了位置Ｐ２の間でダイ１９に噛み込むようにカム溝４４ａ，４５ａの形状が決められている。そして、開始位置Ｐ１から終了位置Ｐ２までの角βの範囲が穿孔領域に相当する。
【００３１】
図４に上死点近傍でのパンチ３８の移動の様子を示す。周方向に交互に配列されたパンチプレート３５，３６はそれぞれ軸３３，３４を中心に揺動し、その揺動量はそれぞれのカムフォロア４０，４１と、これらに係合するカム溝４４ａ，４５ａによって決まる。カム溝４４ａ，４５ａは、参考的に示した円弧Ｍ１，Ｍ２に対し、上死点Ｐ０から離れるにつれて回転軸７ａからの距離が小さくなる形状となっている。したがって、これらのパンチプレート３５，３６は、上死点Ｐ０に近づくにつれてダイ１９への噛み込み量が大きくなるように揺動するようになる。
【００３２】
上死点近傍でパンチプレート３５が揺動するときの姿勢を図５に示す。上死点においてパンチプレート３５はカムフォロア４０とカム溝４４ａとの係合により、実線で示すように軸３３を中心に時計方向に最も揺動した上死点姿勢となる。そして、上死点を通りすぎるにしたがって、パンチプレート３５の揺動支点となっている軸３３はパンチブロック８の回転軸８ａと直交する面Ｑに沿って下降し、またカム溝４４ａの形状にしたがってパンチプレート３５は二点鎖線で示すように徐々に反時計方向に揺動する。この揺動により、ダイ１９に噛み合っているパンチ３８は徐々にダイ１９から引き抜かれる。なお、上述したパンチプレート３５の揺動は、パンチプレート３５が上死点に近づく過程でも同様のものとみなすことができる。
【００３３】
ところで図５からわかるように、上死点近傍でパンチプレート３５の揺動とともに移動するパンチ３８の姿勢は、上死点では垂直姿勢であるのに対し徐々に傾く。ただし、この間の刃先の中心軸とダイ１９が配列された外周面１０との交点の軌跡Ｌは回転軸７ａに垂直な直線となる。このような直線状の軌跡Ｌは、パンチプレート３５の揺動支点となる軸３３の位置、そして軸３３の移動量に対してパンチプレート３５の揺動量を決めるカム溝４４ａの形状を最適化することによって得ることができる。なお、図３で説明したように、開始位置Ｐ１から終了位置Ｐ２までの穿孔領域では、パンチ刃列Ｓと外周面１０（ダイ列）の曲率はほとんど一致しているから、ドラム２０の回転周速度とパンチ３８の回転周速度もほぼ一致する。したがって、この回転方向に関してはパンチ３８とダイ１９との間に必要なクリアランスは、パンチ３８を直線的にのみ移動してダイ１９に噛み合わせる場合と同程度にしておけば十分である。
【００３４】
また、図５のようにパンチ３８の刃先の中心軸と外周面１０との交点が直線状の軌跡Ｌを移動するように最適化を行ったとしても、パンチ３８が垂直姿勢から徐々に傾いてゆくことに伴い、ドラム２０の回転軸７ａ方向には必然的にダイ１９の寸法を大きくしてパンチ３８との間のクリアランスに幾分の余裕をもたせておくことが必要となる。なお、図５は理解を容易にするためにパンチ３８の移動量や姿勢の傾きを誇張したものとなっているが、例えば厚みが０．２ｍｍ程度のフイルムストリップ２にパーフォレーション３を穿孔するには、パンチ３８の刃先をダイ１９に１ｍｍ程度噛み込ませれば十分であることを考慮すると、回転軸７ａ方向の前後に必要なクリアランスはそれぞれ２．５ｍμ程度あれば足りることが確かめられている。もちろんこのクリアランスの量は、パンチプレート３５の揺動支点となる軸３３とパンチ３８との距離を大きくし、あるいはドラム２０の外径を大きくすることによって狭めることができる。
【００３５】
図６に示すように、二連に用いられている下流側の穿孔装置６も基本的には上流側の穿孔装置５と同様に構成され、図中、対応する部材には共通の符号を付してある。ただし、穿孔装置６では、ドラム２０の外周面１０に上流側の穿孔装置５で穿孔されたパーフォレーション３に噛み合うスプロケット歯４８が一定ピッチで配列されている。外周面１０の他方の端縁に沿ってダイ１９が形成され、同様にダイ１９はドラム２０の内部空間まで貫通している。スプロケット歯４８とダイ１９とは同一ピッチで配列され、フイルムストリップ２の長手方向での位置も一致している。
【００３６】
ドラム２０の上方には同様にパンチブロック８が部分的に重なり合い、カム溝４４ａとカムフォロア４０との係合により、上死点に移動したパンチプレート３５が軸３３を中心にして上死点姿勢まで揺動し、これに固着されたパンチ３８が最も下降してフイルムストリップ２を貫通してダイ１９に噛み合わされる。パンチブロック８の回転軸は、先の穿孔装置５と同様にドラムの回転軸に介して傾いているから、ドラム２０の下方ではパンチブロック８がドラム２０に対して軸方向にずれている。したがって、この領域ではパンチ３８がドラム２０の外周面１０と重なることがなく、フイルムストリップ２の搬送の妨げになることはない。
【００３７】
上記穿孔装置５の作用について説明する。パイプ２４を通してエアーを吸気した状態で回転軸７ａを中心にドラム２０を回転すると、ドラム２０の外周面１０に巻き付けられたフイルムストリップ２はダイ１９の開口で吸引され、ドラム２０の外周面１０に密着して搬送される。なお、スイルムストリップ２の下流側ではドラム２０の回転に応じてフイルムストリップ２の巻取りが行われており、フイルムストリップ２はドラム２０の回転速度に応じた搬送速度で送られる。
【００３８】
ドラム２０の上方の穿孔領域では、予めパンチ３８がドラム２０のダイ１９に噛み合わされているから、ドラム２０の回転はダイ１９及びパンチ３８を介してパンチブロック８に伝達される。そして、回転軸８ａとともにパンチホルダ３０及びパンチ保持枠３１，３２が回転する。パンチ保持枠３１，３２の回転とともに、それぞれ軸３３，３４で軸着されたパンチプレート３５，３６は、その後端側に固定されたカムフォロア４０、４１がカム溝４４ａ，４５ａの形状にしたがって移動し、その揺動位置が決められる。
【００３９】
カム溝４４ａ，４５ａによるパンチプレート３５，３６の揺動に伴い、それぞれに固着されたパンチ３８はドラム２０の外周面１０に配列されたダイ１９に向かって下降する。パンチ３８は、図３に示す開始位置Ｐ１から上死点Ｐ０の間で徐々に下降して上死点Ｐ０で最大となり、また上死点Ｐ０から終了位置Ｐ２の間では徐々に上昇して終了位置Ｐ２を過ぎるとダイ１９の開口から引き抜かれる。この穿孔領域を通過する間に、フイルムストリップ２にパーフォレーション３が穿孔される。
【００４０】
例えば、フイルムストリップ２に「ＩＳＯ  ４９１（２００２年版）」で規格化されたピッチ寸法Ｂでパーフォレーション３を穿孔するにあたり、直径が３２０ｍｍ程度のドラム２０を用い、上死点Ｐ０でパンチ３８の刃先をダイ１９から０．４ｍｍまで下降させる場合には穿孔領域に対応する角βを３２°程度に設定するのが好ましい。もちろん、上死点Ｐ０での最大噛み込み深さは、フイルムストリップ２の厚みやパンチプレート３５，３６を揺動させるための機構の最適化に必要な条件を考慮して適宜に変更することが可能である。
【００４１】
また、回転軸７ａ，８ａ間の傾き角θも、ドラム２０の外径などに応じて適宜に変更可能であるが、上述の条件を考慮すれば２°〜１５°の範囲が好ましい。角θを小さくすると、穿孔領域でのパンチ３８の姿勢変動が少なく、さらに揺動の角加速度を少なくできる点では有利になるが、フイルムストリップ２の導入・引き出しのためにダイブロック７及びパンチブロック８の外径を大きくしなければならなくなる。逆に、角θが大きくなるとパンチ３８の姿勢変動が大きくなってダイ１９との間のクリアランスを増やす必要が生じ、さらに揺動の角加速度が大きくなる。
【００４２】
穿孔領域を通過することによってフイルムストリップ２はパーフォレーション３が穿孔され、その穿孔屑はダイ１９を通ってドラム２０の内部空間に落ちる。この穿孔屑は吸気筒２２及び保持ブロック２３の中空部を経由してパイプ２４で吸引され、手間をかけずに回収される。こうして片側にパーフォレーション列３ａが穿孔されたフイルムストリップ２はバッファ装置１７を経由して下流側の穿孔装置６に搬送され、引き続き他方の側縁に沿ってパーフォレーション列３ｂが穿孔される。
【００４３】
穿孔装置６のドラム２０の外周面１０には、図６に示すようにパーフォレーション３のピッチに合わせてスプロケット歯４８が設けられており、穿孔装置５で穿孔されたパーフォレーション３に噛み合う。この噛み合いによりフイルムストリップ２の搬送方向での位置決めが行われる。そして、このスプロケット歯４８の配列ピッチに合わせてドラム２０の外周面１０上にダイ１９が形成され、さらにはパンチブロック８を構成する各部品の位置決めがなされているから、先の穿孔装置５と同様、ドラム２０の回転に機械的に連動させてパンチブロック８を駆動することによって、他方のパーフォレーション列３ｂも高精度に穿孔してゆくことが可能となる。
【００４４】
穿孔処理を継続して行ってゆく間にパンチ３８やダイ１９が磨耗して交換が必要になったり、あるいは調整のために交換直後のパンチ３８を研磨する必要が生じたりすることがある。このような場合には、ダイブロック７とパンチブロック８との相対的な位置調整を行わなくてはならないが、上記実施形態で説明したように、パンチブロック８は回転軸８ａの先端に設けたジョイントボール２６を回転軸７ａのジョイントケース２５に嵌合させているので、メンテナンス時にダイブロック７とパンチブロック８とを分離しても、再組立時には回転軸７ａ，８ａの相互の位置決めを簡便に行うことができる。
【００４５】
なお、穿孔装置５，６のドラム２０の回転に機械的に連動させてパンチブロック８を駆動するにあたり、パンチ３８とダイ１９との噛み合いを利用して駆動力を伝達するようにしているが、パンチブロック８の駆動のためにトルク不足が懸念される場合には、例えば図７に示すような駆動機構を併用してパンチブロック８を駆動することができる。モータなどで駆動される原動軸５１にタイミングベルト５２を掛け、ドラム２０を回転させるための駆動軸５３を原動軸５２と同方向に回転させる。中間軸５５を介して図示のようにパンチブロック８の回転軸８ａにタイミングベルト５２を掛けることによって、駆動軸５３に対して傾きをもった回転軸８ａも駆動軸５３と同方向に同じ回転速度で回転させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明のロータリー穿孔装置は、上記のように映画フイルムなどの感光性の写真フイルムにパーフォレーションを穿孔するときに好適に用いられるが、そのほかにも可撓性に富んだ金属薄板製、プラスチック製、紙製、布製などの帯状をしたシート材に一定ピッチで開口を穿孔する場合にも等しく用いることができる。もちろん、本発明の穿孔装置は必ずしも二連にして用いる必要はなく、一台の穿孔装置だけを用いて一つの開口列を穿孔するために利用することも可能である。また、パンチプレートをその回転位置に応じて揺動させるための機構を最適化するための諸条件、あるいはダイブロック及びパンチブロックの外径や各々の回転軸相互間の傾斜角θなどは、用途や実施の態様に応じて適宜に設定可能である。
【符号の説明】
【００４７】
２  フイルムストリップ
３  パーフォレーション
５，６  穿孔装置
７  ダイブロック
８  パンチブロック
１０  外周面
１９  ダイ
３０  パンチホルダ
３５，３６  パンチプレート
３８  パンチ
４０，４１  カムフォロア
４４，４５  カムディスク
４４ａ，４５ａ  カム溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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