(57)【要約】【課題】紙載台上の紙葉束を押圧保持し、断裁刃で断裁する際に紙葉束が位置ズレを起こすことがなく切断品位に優れた断裁装置を提供する。【解決手段】所定の切断線Ｘに沿って走行する回転刃１０を回転させながら紙葉束Ｐを切断する装置であって、回転刃１０と、紙葉類を束状に保持する紙載台２０と、上記紙載台２０に紙葉束Ｐを押圧保持する断裁縁プレス手段３０と、上記回転刃１０を上記紙載台２０の切断線Ｘに沿って移動するガイド手段４０と、上記回転刃１０を上記切断線Ｘに沿って走行移動する刃走行駆動手段５０と、上記回転刃１０を回転駆動する刃回転駆動手段５５とを備える。上記回転刃１０は上記紙載台２０上の紙葉束Ｐに付与する剪断力が切断方向と反対方向のベクトル成分を有する回転方向に回転しながら上記切断線Ｘに沿って移動するように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の切断線に沿って走行する回転刃を回転させながら紙葉束を切断する装置であって、
回転刃と、
紙葉類を束状に保持する紙載台と、
上記紙載台に紙葉束を押圧保持する断裁縁プレス手段と、
上記回転刃を上記紙載台の切断線に沿って移動するガイド手段と、
上記回転刃を上記切断線に沿って走行移動する刃走行駆動手段と、
上記回転刃を回転駆動する刃回転駆動手段と、
を備え、
上記回転刃は上記紙載台上の紙葉束に付与する剪断力が切断方向と反対方向のベクトル成分を有する回転方向に回転しながら上記切断線に沿って移動することを特徴とする紙葉束断裁装置。
【請求項２】
前記刃回転駆動手段は前記回転刃に、
前記紙載台上の紙葉束を押下する方向のベクトル成分Ｖ１と刃走行方向とは逆方向のベクトル成分Ｖ２を有する回転力を付与し、
前記刃走行駆動手段は前記回転刃に、
前記紙載台上の紙葉束を刃走行方向に変位させるベクトル成分Ｖ３を有する走行力を付与し、
前記断裁縁プレス手段は前記紙載台上の紙葉束に付与する押圧力を、
上記ベクトル成分Ｖ２と上記ベクトル成分Ｖ３の差異によって生ずる紙葉類の変位力に対し紙葉束相互の摩擦力が大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の紙葉束断裁装置。
【請求項３】
前記回転刃は前記ガイド手段に沿って往復動するように前記刃走行駆動手段に連結され、
前記刃回転駆動手段は、上記回転刃に往動作と復動作では逆方向の回転力を伝達することを特徴とする請求項１又は２に記載の紙葉束断裁装置。
【請求項４】
前記刃回転駆動手段と前記刃走行駆動手段は単一の駆動モータに連結され、（１）前記回転刃を前記ガイド手段に沿って走行駆動する際に、この走行力で回転刃に回転力を生起するか、又は（２）前記回転刃に回転力を回転駆動する際に、この回転力で回転刃に走行力を生起するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかの項に記載の紙葉束断裁装置。
【請求項５】
紙葉類を束状に保持する紙載台と、
上記紙載台に紙葉束を押圧保持する断裁縁プレス手段と、
上記紙載台上の紙葉束を所定の切断線に沿って断裁する回転刃と、
上記回転刃を回転可能に搭載したキャリッジ手段と、
上記キャリッジ手段を上記紙載台の切断線に沿って移動するガイド手段と、
上記キャリッジ手段を上記切断線に沿って走行移動するキャリッジ駆動手段と、
上記ガイド手段に沿って配置されたラック歯車、伝動ベルトなどの歯車手段と、
を備え、
上記回転刃は上記ガイド手段に沿って上記キャリッジ手段が移動する際に上記歯車手段と係合して回転駆動され、
上記歯車手段による上記回転刃の回転方向は、上記紙載台上の紙葉束に付与する剪断力が上記キャリッジ手段の移動方向と反対方向のベクトル成分を有する方向であることを特徴とする紙葉束断裁装置。
【請求項６】
前記歯車手段はラック歯車で構成され、このラック歯車は前記キャリッジ手段の移動方向に沿って適宜の装置フレームに設けられ、
前記キャリッジ手段に搭載された前記回転刃は上記ラック歯車と歯合するピニオンによって所定方向に回転駆動されることを特徴とする請求項５に記載の紙葉束断裁装置。
【請求項７】
前記キャリッジ手段は前記ガイド手段に往復動自在に支持され、
このキャリッジ手段に搭載された回転刃は往動作方向と復動作方向では反対方向に前記歯車手段によって回転することを特徴とする請求項５又は６に記載の紙葉束断裁装置。
【請求項８】
前記キャリッジ手段は前記紙載台にセットする紙葉束に対して切断線方向前後に第１、第２のホームポジションを有し、この第１第２のホームポジション間を上記キャリッジ手段が往復動する際にこのキャリッジ手段に搭載された回転刃が紙葉束を断裁することを特徴とする請求項７に記載の紙葉束断裁装置。
【請求項９】
前記断裁縁プレス手段は、
前記紙載台上の紙葉束を押圧保持する加圧部材と、
この加圧部材に押圧力を付与する加圧スプリングとを備え、
上記加圧スプリングは前記キャリッジ手段が前記第１第２のホームポジション位置のとき上記加圧部材に付与する押圧力を解除するように構成されていることを特徴とする請求項８に記載の紙葉束断裁装置。
【請求項１０】
前記紙載台は、
紙葉束を前記加圧部材との間で保持する紙葉支持テーブルと、
この紙葉支持テーブルの切断線に沿って配置され前記回転刃と係合する刃受ロール部材とから構成され、
この刃受ロール部材は上記紙載台上の紙葉束を切断後に所定方向に回転するロール駆動手段を有し、
上記ロール駆動手段は前記加圧部材が紙葉束から離間する動作に連動して上記刃受ロール部材を所定方向に回転駆動する連動機構で構成されていることを特徴とする請求項９に記載の紙葉束断裁装置。
【請求項１１】
紙葉類を束状に保持する紙載台と、
上記紙載台に紙葉束を押圧保持する断裁縁プレス手段と、
上記紙載台上の紙葉束を所定の切断線に沿って断裁する回転刃と、
上記キャリッジ手段を上記紙載台の切断線に沿って移動するガイド手段と、
上記キャリッジ手段を上記切断線に沿って往復動するキャリッジ駆動手段と、
を備え、
上記紙載台には紙葉類の切断線に沿って移動する回転刃を刃受けする刃受ロール部材が所定方向に回転自在に設けられ、
上記断裁縁プレス部材は紙載台上の紙葉束を押圧保持する押圧位置とこれから退避した待機位置との間で昇降自在の加圧部材と、この加圧部材に押圧力を付与する加圧スプリングとから構成され、
上記キャリッジ手段の回転刃を回転駆動するラック歯車が上記ガイド部材に沿って適宜の装置フレームに設けられ、
上記キャリッジ手段はホームポジションから切断位置に移動する動作に連動して上記加圧部材を待機位置から押圧位置にシフトすると共に切断位置からホームポジションに移動する動作に連動して上記加圧部材を押圧位置から待機位置にシフトするように構成され、
上記刃受ロール部材は上記加圧部材の押圧位置から待機位置にシフトする動作に連動して所定方向に従動回転するように構成され、
上記キャリッジ駆動手段は上記キャリッジ手段を上記ガイド手段に沿って往復動させる正逆転可能な駆動モータで構成されていることを特徴とする紙葉束断裁装置。
【請求項１２】
順次供給されるシートを束状に集積するトレイ手段と、
上記トレイ手段からのシート束を綴じ合わせる束綴じ手段と、
上記束綴じ手段で綴じ合わされたシート束を断裁する断裁装置と、を備え、
上記断裁装置は請求項１乃至１１の何れかの項に記載の構成を備えていることを特徴とする製本装置。
【請求項１３】
順次シート上に画像形成する画像形成手段と、
上記画像形成手段からのシートを束状に部揃えするトレイ手段と、
上記トレイ手段からのシート束を綴じ合わせる束綴じ手段と、
上記束綴じ手段で綴じ合わされたシート束を断裁する断裁装置と、を備え、
上記断裁装置は請求項１乃至１１の何れかの項に記載の構成を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
切断線に沿って移動するキャリッジ部材に搭載した回転刃で回転しながら紙載台上の紙葉束を断裁する方法であって、
上記キャリッジ部材を所定のホームポジションから上記切断線に沿って切断方向に駆動手段で移動し、
このキャリッジ部材のホームポジションから切断方向への移動に連動して上記紙載台上の紙葉束を加圧部材で押圧保持し、
上記キャリッジ部材の切断方向への移動でこれに搭載した上記回転刃と歯合するラック歯車などの運動変換手段によって回転刃に回転力を付与して紙載台上の紙葉束を切断し、
上記キャリッジ部材の紙葉束切断後のホームポジションへの移動に連動して上記加圧部材を紙載台上の紙葉束から離間退避させ、
上記加圧部材の待機位置への退避動作に連動して上記紙載台の切断線に配置した刃受ロール部材を所定方向に所定量従動回転して屑除去することを特徴とする紙葉束断裁方法。
【請求項１５】
前記キャリッジ部材のホームポジションは紙載台上の紙葉束に対して切断方向前方側と切断方向後方側にそれぞれ設定されていることを特徴とする請求項１４に記載の紙葉束断裁方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙載台上に保持された紙葉束を断裁する断裁装置に係わり、例えば画像形成装置などで画像形成されたシートを束状に部揃えし、これを予め設定された切断線で断裁する断裁装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にこの種の断裁装置は、束状に集積した紙葉束を紙載台上にセットしてその所定個所を断裁する装置として広く使用されている。例えばプリンタ装置などから搬出されるシートを束状に部揃えして製本綴じし、この製本綴じされた紙葉束の周縁を断裁揃えするトリミング装置、或いは画像形成装置からのシートを１／２、１／４などに半裁するカッティング装置として知られている。
【０００３】
従来、このような断裁装置としては例えば特許文献１に開示されているようにテーブル上に１枚のシートをセットしてこれを切断する断裁装置と、例えば特許文献２に開示されているように多数枚のシートを束状にセットして一度に断裁する断裁装置が知られている。そして切断の方法としては特許文献１のようにシートの一端から他端に移動する断裁刃で切断する場合と、特許文献２のように束状のシートの上方から平刃状の断裁刃（ギロチン刃）が下降する際に断裁するものがそれぞれ知られている。
【０００４】
上記特許文献１のようにシートの一端から他端に１枚の断裁刃を走行させて切断する機構にあっては、これで多数枚のシート束を一度に断裁すると断裁刃に及ぶ剪断力が大きくなり、切断中に紙葉束が位置ズレを起こし、切断面が不揃いとなる問題を起こす。このため従来は１枚のシートを切断する場合にこのような機構を採用している。
【０００５】
また、上記特許文献２のように多数枚のシート束をその厚さ方向に上下動する断裁刃で一度に断裁する場合には、断裁に要する剪断エネルギーを大きくする必要がある。これは断裁刃を高速で勢いよく下降させることによってシート束に撃力を与えて切断するため、装置を堅牢で大型に構成する必要がある。このため従来はシート束の枚数が大きい場合、或いは断裁しづらい材質のシートを断裁する場合にこのような機構を採用している。
【特許文献１】特開平１０−１３８１９４号公報
【特許文献２】特開２００３−７１７８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、複数枚の紙葉類を束状に積載してこれを断裁する場合に、従来は前掲特許文献２のように紙葉束の上方からギロチン刃（斧状平刃；以下同様）を勢いよく降下させてその撃力で複数枚のシート束を同時に断裁している。このような断裁構造では断裁時の剪断力で紙葉束が位置ズレを起こし、切断面が不揃いとなることがある。この為、紙葉束を油圧機構など強い力で押圧保持している。ところが最近のカラー複写機、プリンタなどでカラー印刷された紙葉の印刷面の摩擦力は通常の紙葉の数十分の１で例え弱い剪断力を作用させても簡単に位置ズレを起こす。例えばこのような紙葉で５０枚乃至１００枚の紙葉を剪断するときには紙葉束の押圧力は３００ｋｇら５００ｋｇで押圧しなければ剪断時に位置ズレを起こすことが判明している。
【０００７】
そこでこのような断裁装置は大型で堅牢な構造を採用することを余儀なくされ、装置は大型で高価となる欠点があった。従って画像形成装置などの端末装置として印刷シートを束状に部揃えして綴じ合わせ、その端面を断裁揃えする装置（例えば製本装置、後処理装置）に採用することは装置の大型化と、大重量化を招き、その製造コストも高価となる欠点がある。
【０００８】
一方前掲特許文献１のように切断線に沿って移動する回転刃で紙葉類を切断する場合にはこの回転刃は切断線方向に移動する力を紙葉束に作用し、その回転は切断方向の力で従動するだけである。従ってこの断裁方法で紙葉束を断裁しようとすると上述のギロチン刃断裁と同様に紙葉束を強力なプレス部材で押圧支持しなければならない。
【０００９】
そこで本発明者は回転刃を切断方向に移動するのと同時にこの回転刃に回転駆動力を付与して紙葉束に作用する剪断力が切断方向と反対方向のベクトル成分を有するように構成することによって切断方向の移動力と回転方向のベクトル成分とが打ち消し合うようにバランスさせることに着目した。これによって回転刃が切断線方向に移動（走行）することによって紙葉束に及ぶ変位力（紙葉を位置ズレさせる力）と、回転刃の回転によって紙葉束に及ぶ変位力は互いに反対方向に作用し、この両者をバランスさせることによって紙葉束を比較的弱い力で押圧保持することが可能であることを究明するに至った。
【００１０】
そこで本発明者は回転刃を切断線に沿って移動する際にこの回転刃に所定の回転力を生起させる機構を案出し、これによってシート束の押圧保持手段を簡単な構造でコンパクトに構成することができ、装置を小型・軽量で安価に提供するに至った。
【００１１】
従って本発明は紙載台上の紙葉束を押圧保持し、断裁刃で断裁する際に紙葉束が位置ズレを起こすことがなく切断品位に優れた断裁装置を小型・軽量で安価に提供することをその主な課題としている。
更に本発明は、切断線に沿って移動する断裁刃の走行と回転駆動及び紙葉束の押圧保持を単一の駆動モータで作動することが出来、装置の駆動機構を簡単な構造で安価に提供することが可能な紙葉束断裁装置とこれを備えた製本装置、画像形成装置の提供をその主な課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を達成するため本発明は以下の構成を採用する。所定の切断線Ｘに沿って走行する回転刃１０を回転させながら紙葉束Ｐを切断する装置であって、回転刃１０と、紙葉類を束状に保持する紙載台２０と、上記紙載台２０に紙葉束Ｐを押圧保持する断裁縁プレス手段３０と、上記回転刃１０を上記紙載台２０の切断線Ｘに沿って移動するガイド手段４０と、上記回転刃１０を上記切断線Ｘに沿って走行移動する刃走行駆動手段５０と、上記回転刃１０を回転駆動する刃回転駆動手段とを備える。上記回転刃１０は上記紙載台２０上の紙葉束Ｐに付与する剪断力が切断方向と反対方向のベクトル成分を有する回転方向に回転しながら上記切断線Ｘに沿って移動するように構成する。
【００１３】
上記刃回転駆動手段は上記回転刃１０に、上記紙載台２０上の紙葉束Ｐを押下する方向のベクトル成分Ｖ１と刃走行方向とは逆方向のベクトル成分Ｖ２を有する回転力を付与し、上記刃走行駆動手段５０は上記回転刃１０に、上記紙載台２０上の紙葉束Ｐを刃走行方向に変位させるベクトル成分Ｖ３を有する走行力を付与し、上記断裁縁プレス手段３０は上記紙載台２０上の紙葉束Ｐに付与する押圧力を、上記ベクトル成分Ｖ２と上記ベクトル成分Ｖ３の差異によって生ずる紙葉類の変位力に対し紙葉束相互の摩擦力が大きくなるように設定する。
【００１４】
上記回転刃１０は上記ガイド手段４０に沿って往復動するように上記刃走行駆動手段５０に連結する。また上記刃回転駆動手段は、上記回転刃１０に往動作と復動作では逆方向の回転力を伝達するように構成する。
【００１５】
上記刃回転駆動手段と上記刃走行駆動手段５０は単一の駆動モータに連結され、（１）上記回転刃１０を上記ガイド手段４０に沿って走行駆動する際に、この走行力で回転刃１０に回転力を生起するか、又は（２）上記回転刃１０に回転力を回転駆動する際に、この回転力で回転刃１０に走行力を生起するように構成する。
【００１６】
紙葉類を束状に保持する紙載台２０と、上記紙載台２０に紙葉束Ｐを押圧保持する断裁縁プレス手段３０と、上記紙載台２０上の紙葉束Ｐを所定の切断線Ｘに沿って断裁する回転刃１０と、上記回転刃１０を回転可能に搭載したキャリッジ手段４５と、上記キャリッジ手段４５を上記紙載台２０の切断線Ｘに沿って移動するガイド手段４０と、上記キャリッジ手段４５を上記切断線Ｘに沿って走行移動するキャリッジ駆動手段（上記刃走行駆動手段５０）と、上記ガイド手段４０に沿って配置されたラック歯車５１、伝動ベルトなどの歯車手段（上記刃回転駆動手段）とを備える。そして上記回転刃１０は上記ガイド手段４０に沿って上記キャリッジ手段４５が移動する際に上記歯車手段と係合して回転駆動され、上記歯車手段による上記回転刃１０の回転方向は、上記紙載台２０上の紙葉束Ｐに付与する剪断力が上記キャリッジ手段４５の移動方向と反対方向のベクトル成分を有する方向にする。
【００１７】
上記歯車手段はラック歯車５１で構成し、このラック歯車５１は上記キャリッジ手段４５の移動方向に沿って適宜の装置フレーム６５に設ける。また上記キャリッジ手段４５に搭載された上記回転刃１０は上記ラック歯車５１と歯合するピニオン１３によって所定方向に回転駆動される。
【００１８】
上記キャリッジ手段４５は上記ガイド手段４０に往復動自在に支持され、このキャリッジ手段４５に搭載された回転刃１０は往動作方向と復動作方向では反対方向に上記歯車手段によって回転する。
【００１９】
上記キャリッジ手段４５は上記紙載台２０にセットする紙葉束Ｐに対して切断線Ｘ方向前後に第１、第２のホームポジションＨｐ１、Ｈｐ２を有し、この第１、第２のホームポジションＨｐ１、Ｈｐ２間を上記キャリッジ手段４５が往復動する際にこのキャリッジ手段４５に搭載された回転刃１０が紙葉束Ｐを断裁するように構成する。
【００２０】
上記断裁縁プレス手段３０は、上記紙載台２０上の紙葉束Ｐを押圧保持する加圧部材３１と、この加圧部材３１に押圧力を付与する加圧スプリング３３とを備える。そして上記加圧スプリング３３は上記キャリッジ手段４５が上記第１、第２のホームポジションＨｐ１、Ｈｐ２位置のとき上記加圧部材３１に付与する押圧力を解除するように構成する。
【００２１】
上記紙載台２０は、紙葉束を前記加圧部材３１との間で保持する紙葉支持テーブル２１と、この紙葉支持テーブル２１の切断線Ｘに沿って配置され前記回転刃１０と係合する刃受ロール部材２２とから構成する。そしてこの刃受ロール部材２２は上記紙載台２０上の紙葉束Ｐを切断後に所定方向に回転するロール駆動手段Ｍ２２を備え、上記ロール駆動手段Ｍ２２は上記加圧部材３１が紙葉束Ｐから離間する動作に連動して上記刃受ロール部材２２を所定方向に回転駆動する連動機構で構成する。
【００２２】
紙葉類を束状に保持する紙載台２０と、上記紙載台２０に紙葉束Ｐを押圧保持する断裁縁プレス手段３０と、上記紙載台２０上の紙葉束Ｐを所定の切断線Ｘに沿って断裁する回転刃１０と、上記キャリッジ手段４５を上記紙載台２０の切断線Ｘに沿って移動するガイド部材４１と、上記キャリッジ手段４５を上記切断線Ｘに沿って往復動するキャリッジ駆動手段（上記刃走行駆動手段５０）とを備える。そして上記紙載台２０には紙葉類の切断線Ｘに沿って移動する回転刃１０を刃受けする刃受ロール部材２２が所定方向に回転自在に設けられ、上記断裁縁プレス部材は紙載台２０上の紙葉束Ｐを押圧保持する押圧位置Ｐｐとこれから退避した待機位置Ｔｐとの間で昇降自在の加圧部材３１と、この加圧部材３１に押圧力を付与する加圧スプリング３３とから構成する。上記キャリッジ手段４５の回転刃１０を回転駆動するラック歯車５１が上記ガイド部材４１に沿って適宜の装置フレーム６５に設けられ、上記キャリッジ手段４５はホームポジションＨｐから切断位置Ｃｐに移動する動作に連動して上記加圧部材３１を待機位置Ｔｐから押圧位置Ｐｐにシフトすると共に切断位置ＣｐからホームポジションＨｐに移動する動作に連動して上記加圧部材３１を押圧位置Ｐｐから待機位置Ｈｐにシフトするように構成する。また刃受ロール部材２２は上記加圧部材３１の押圧位置Ｐｐから待機位置Ｈｐにシフトする動作に連動して所定方向に従動回転するように構成し、上記キャリッジ駆動手段（５０）は上記キャリッジ手段４５を上記ガイド手段４０に沿って往復動させる正逆転可能な駆動モータで構成する。
【００２３】
次に本発明に係わる製本装置は、順次供給されるシートを束状に集積するトレイ手段７０と、上記トレイ手段７０からのシート束を綴じ合わせる束綴じ手段７１と、上記束綴じ手段７１で綴じ合わされたシート束を断裁する断裁装置とを備える。この場合、断裁装置は上述のように構成する。
【００２４】
また、本発明に係わる画像形成装置は、順次シート上に画像形成する画像形成手段７３と、上記画像形成手段７３からのシートを束状に部揃えするトレイ手段７０と、上記トレイ手段７０からのシート束を綴じ合わせる束綴じ手段７１と、上記束綴じ手段７１で綴じ合わされたシート束を断裁する断裁装置とを備える。この場合の断裁装置は上述のように構成する。
【００２５】
次に本発明に係わる紙葉束断裁方法は、切断線Ｘに沿って移動するキャリッジ部材４５に搭載した回転刃１０で回転しながら紙載台２０上の紙葉束を断裁する方法であって、次の動作を順次実行する。
（キャリジ起動動作）
上記キャリッジ部材４５を所定のホームポジションＨｐから上記切断線Ｘに沿って切断方向に駆動手段で移動する。
（紙葉束押圧動作）
このキャリッジ部材４５のホームポジションＨｐから切断方向への移動に連動して上記紙載台２０上の紙葉束Ｐを加圧部材３１で押圧保持する。
（断裁動作）
上記キャリッジ部材４５の切断方向への移動でこれに搭載した上記回転刃１０と歯合するラック歯車５１などの運動変換手段５０によって回転刃１０に回転力を付与して紙載台２０上の紙葉束Ｐを切断する。
（紙葉束押圧解除動作）
上記キャリッジ部材４５の紙葉束Ｐ切断後のホームポジションＨｐへの移動に連動して上記加圧部材３１を紙載台２０上の紙葉束Ｐから離間退避させる。
（屑除去動作）
上記加圧部材３１の待機位置Ｈｐへの退避動作に連動して上記紙載台２０の切断線Ｘに配置した刃受ロール部材２２を所定方向に所定量従動回転して屑除去する。
【００２６】
尚、上記キャリッジ部材４５のホームポジションＨｐは紙載台２０上の紙葉束Ｐに対して切断方向前方側と切断方向後方側にそれぞれ設定することが好ましい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、紙載台上の紙葉束を切断する回転刃を切断線に沿って走行させる際にこの回転刃に紙葉束に走行方向と逆方向の剪断力を作用させるように回転駆動したものであるから切断刃が切断線方向に走行する際に紙葉束に及ぼす変位力（紙葉ズラし作用力）に対し、回転刃が紙葉束に作用する回転剪断力の紙葉面方向の分力が逆方向に作用することとなる。
従って上記紙葉ズラし方向の変位力と回転剪断力の紙葉面方向の分力をバランスさせることによって紙葉束を押圧保持するプレス力を著しく軽減することが出来る。これによって装置を小型・軽量に構成することが可能となりコンパクトで安価な紙葉束断裁装置を提供するものである。
【００２８】
また、その為の構造は回転刃を搭載したキャリッジを切断線に沿って移動する際にラック歯車などで回転刃に回転力を付与する構造を採用することによって、回転刃の移動方向の作用力と回転方向の作用力を適切な力関係でバランスさせることが出来る。また、キャリッジの移動動作に連動させることによって断裁縁プレス手段の押圧と加圧解除を特別な駆動手段を用いることなく制御することが出来る。
【００２９】
更に本発明は紙載台を、紙葉支持テーブル部材とその切断線に沿って配置した刃受ロール部材で構成し、この刃受ロール部材を紙葉束切断後に所定方向に回転することによって切断屑を紙載台から外部に搬出することが出来る。また、その構造も断裁縁プレス手段の押圧位置から解除位置への移動動作に連動してロール部材を回転することによって特別な駆動手段を要せず簡単な機構となるなど顕著な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下図示の好適な実施の態様に基づいて本発明を詳述する。図１（ａ）（ｂ）は本発明の断裁刃による紙葉束の断裁機構を示す概念図であり、図２は本発明に係わる紙葉束断裁装置の全体説明図である。また図３Ａ乃至図３Ｃは断裁刃を搭載したキャリッジの構造説明図であり、図４はプレス手段の構造説明図、図５は刃受ロール部材の回転機構の説明図である。
【００３１】
［基本構成の説明］
図１に基づいて紙葉束断裁装置Ａの紙葉切断機構の基本構成を説明する。本発明は円板形状の回転刃１０を駆動回転しながら所定の切断線Ｘに沿って移動することによって紙葉束Ｐを断裁することを特徴としている。この為、紙葉束Ｐは後述の紙載台２０にプレス手段３０によって押圧保持される。この状態で回転刃１０はキャリッジ手段４５に搭載され切断線Ｘ方向に往復動する。このキャリッジ手段４５の移動で搭載された回転刃１０はホームポジションＨｐ１から切断位置Ｃｐ（紙載台上に紙葉束Ｐがセットされた位置）に移動する。このときキャリッジ手段４５を支持するガイド手段４０（後述のガイドレール４１ａ、４１ｂ）に並行するラック歯車（刃回転駆動手段）５１が装置フレーム６５に配置され、回転刃１０のピニオン１３と歯合して回転する。そしてこの回転は図１に矢視するように時計方向に回転する。このとき回転刃１０の半径Ｄｃは紙載台２０上の最大許容積載厚さＳｄより十分大きい径（Ｄｃ＞Ｓｄ）に設定する。また回転刃１０の刃先は紙載台２０上の紙葉載置面と接する（若干切り込む状態）に設定する。このように設定すると次の剪断作用が紙葉束Ｐに働くこととなる。
【００３２】
紙載台２０上の紙葉束Ｐには回転刃１０の回転トルクからその接線方向に図示Ｆｋの力が作用する。この回転トルクＦｋは紙葉束Ｐに束厚さ方向のベクトル成分Ｖ１（図１鉛直方向）と、紙葉面方向（図１水平方向）のベクトル成分Ｖ２として紙葉束に作用する。そしてこのベクトル成分Ｖ２はキャリッジ４５の移動方向（図１右方向）と逆方向（同左方向）に作用する。つまり図１右側に走行する回転刃１０に対し回転トルクの水平方向ベクトル成分Ｖ２は左側に紙葉束を変位させる変位力（紙葉を位置ズレさせる作用力；以下同様）が作用する。
【００３３】
一方、上記紙載台上の紙葉束Ｐには回転刃１０が図１右側に走行する力Ｆｓが同図右側、即ち回転刃の走行方向に作用する。この力Ｆｓは紙葉束Ｐを走行方向に位置ズレさせる変位力Ｖ３を紙葉束に及ぼす。このように紙載台上の紙葉束Ｐには相反する変位力Ｖ２と変位力Ｖ３が働き、紙載台上の紙葉束Ｐには実質変位力ΔＦ＝（Ｖ２−Ｖ３）が作用する。そしてこの両変位力（Ｖ２、Ｖ３）は回転刃１０が鋭く切れ味が良いときには供に小さく、逆に切れ味が悪いときには供に大きな作用力となる。そこで本発明は上記実質変位力ΔＦをバランスさせて「ゼロ」に近くすることによって結果として紙葉束Ｐに及ぶ位置ズレ変位力を軽減することを特徴としている。
【００３４】
上述の紙葉束Ｐに作用する実質変位力ΔＦは回転刃を走行させる力Ｆｓと回転刃の回転トルクＦｋを調整することによって「ゼロ」に近くすることが出来るが、これらの力関係は駆動系に生ずる振動などで変動したり或いは両者に差異が生じたりする。そこで上記紙載台２０上の紙葉束Ｐを押圧して紙葉間に摩擦力を生起するプレス手段３０を設ける。このプレス手段３０で紙葉束Ｐに押圧力Ｐｂを付与する。このとき紙葉間には摩擦力Ｆｍ＝（ν×Ｐｂ）が作用する（νは紙葉間の摩擦係数）。この摩擦力Ｆｍが上記変位力ΔＦより大きくなるようにＦｍ＞ΔＦに設定する。従って、上記実質変位力ΔＦを小さくすることによってプレス手段３０の加圧力を小さくすることが出来る。
【００３５】
この場合回転刃１０に付与する回転トルクＦｋは走行力Ｆｓによって生ずる回転トルク（従動回転トルク）より大きく設定することは勿論である。これは従動回転の回転刃は走行力Ｆｓによって紙葉束Ｐから回転トルクを受けるためその回転トルクで紙葉を変位させることは不可能に近い為である。従ってこの回転刃１０に付与する回転トルクＦｋは従動回転トルクより大きく設定するが高速に回転すると前記変位力Ｖ２が大きくなり紙葉束Ｐは図１（ｂ）左側に位置ズレを起こし、逆に小さく設定すると同図右側に位置ズレを起こす。従って実験によって回転刃１０に及ぼす最適値を設定する。
【００３６】
そこで本発明は上述の力関係を調整するため次の機構を採用している。つまり回転刃１０を切断線Ｘに沿って走行する駆動（刃走行駆動手段）と、この回転刃１０に回転トルクを付与する駆動（刃回転駆動手段）とをラック歯車５１、タイミングベルトなどの運動変換手段で一定の力関係を形成している。つまり（１）回転刃１０をガイド手段４０に沿って走行駆動する際に、この走行力で回転刃１０に回転力を生起するか、又は（２）回転刃１０に回転力を付与して回転駆動する際に、この回転力で回転刃１０に走行力を生起するように構成する。
【００３７】
上記（１）の機構は例えば前記キャリッジ手段４５を駆動モータＭに連結した駆動ベルト６２で切断線Ｘに沿って走行移動する。そしてキャリッジ手段４５の走行方向に配置したラック歯車５１にキャリッジ手段４５に軸受支持した回転刃１０のピニオン１３を歯合させる。これによりキャリッジ手段４５の走行に連動して回転刃１０が一定の歯車結合で回転駆動される。また、上記（２）の機構は図示しないが上述と同様に構成し、キャリッジ手段４５に駆動モータＭを搭載する。そしてこの駆動モータＭで回転刃１０を所定速度で回転する。すると回転刃１０のピニオン１３が回転し、これと歯合するラック歯車５１に沿ってキャリッジ手段４５は所定速度で切断線Ｘに沿って走行移動する。
【００３８】
［断裁装置の説明］
上述の断裁メカニズムに基づく紙葉束断裁装置Ａの構成について説明する。図２にその全体構成図を示すが、紙葉束Ｐを載置セットする紙載台２０と、この紙載台２０に紙葉束Ｐを押圧保持するプレス手段３０と、紙葉束Ｐの切断線Ｘに沿って移動する回転刃１０と、この回転刃１０を搭載するキャリッジ手段４５とから構成されている。この断裁装置は例えば後述する画像形成装置の後処理装置などにユニットとして内蔵される。
【００３９】
［紙載台の構成］
紙載台２０は紙葉束Ｐを載置支持する紙葉支持テーブル２１で構成される。この紙葉支持テーブル２１は水平方向、鉛直方向その他所定角度で傾斜したトレイ部材で構成され、前記後処理装置の紙葉束搬送経路に応じた角度方向に配置される。図示の紙葉支持テーブル２１は後述する後処理装置Ｃのフレームに取り付けられている。そしてこの紙載台２０には所定の切断線Ｘに沿って固定刃又は刃受部材が設けられる。この刃受部材は硬質ゴム、合成樹脂などの軟質部材で構成され、後述の回転刃１０の刃先１０ａが切り込み、損耗しないような材質で構成されている。
【００４０】
上記紙葉支持テーブル２１には回転刃１０に対向する刃受部材として固定刃２３を配置する場合には図６（ａ）に示すような構造を採用すれば良い。また同図（ｂ）は刃受部材として刃受ロール部材２２を設けた場合を示す。図示のものは切断線Ｘに沿って少なくとも最大切断長さを有する長尺ローラで刃受ロール部材を構成している。このロール部材は装置フレーム６５に回動自在に軸支してあり、ゴム質材などの軟質材料で形成されている。図示の刃受ロール部材２２は特に次の配慮が施してある。
【００４１】
（イ）刃受ロール部材２２は回転自在で回転刃１０による損耗をロール外周が回転することによって耐久性を向上させること。（ロ）刃受ロール部材２２の回転で切断屑を落下させて紙載台２０から搬出すること。（ハ）特別な駆動手段を用いず後述する加圧部材３１の上下動に連動してロール回転すること。
【００４２】
上記（イ）（ロ）（ハ）の構造を図６（ｂ）に示すが、上記（イ）のためには刃受ロール部材２２を装置フレーム６５に回転自在に軸支持する。これによって刃受ロール部材２２は回転し切断線Ｘにその外周の任意の位置が面する。これによって刃受面の耐久性を増大することが出来る。また上記（ロ）は切断屑を一方向に排除するため上記刃受ロール部材２２を一定方向に回転させる。そしてこの回転方向に屑トレイ２４を配置し、ロール外周にはスイーパ手段２５を配置する。この場合刃受ロール部材２２は電磁ソレノイド、小型モータなどで回転させても良く、紙葉束Ｐの断裁終了信号で例えばシート搬出方向と逆方向に刃受ロール部材２２を所定量回転させる。これによって上記（イ）の作用効果に加えロールの回転によって屑除去が可能となる。尚スイーパ手段２５は例えばプラスチックブレード、ブラシなどで構成され、ロール表面に形成される溝に紙片が付着した場合にこれを除去する。
【００４３】
上記（ハ）の構造は後述する加圧部材３１は非断裁時には紙載台２０から上方に退避し、紙葉束Ｐが紙載台２０上にセットされた後、この紙葉束Ｐを押圧保持するため降下する。そして断裁後は上方の待機位置に退避し、紙葉束Ｐの押圧を解除する。これによって紙載台２０から断裁後の紙葉束Ｐを搬出することが可能となる。そこでこの加圧部材３１の上下動動作に連動させることによって刃受ロール部材２２を回転させる。これにより上記（イ）（ロ）の作用効果に加え、特別な駆動手段を使用することなく刃受ロール部材２２を所定量回転させることが出来る。このため図示のものは後述する加圧部材３１から垂下片３５が刃受ロール部材２２の端縁に設けてあり、この垂下片３５も加圧部材３１と同様に図示上下方向に昇降する。
【００４４】
そしてこの垂下片３５にはラック歯車３５Ｒが取り付けてあり、このラック歯車３５Ｒに歯合するピニオン２２Ｐがロール部材２２の軸支部に設けてある。そしてこのピニオン２２Ｐは軸内部に一方向クラッチＯＷが内蔵してある。この一方向クラッチＯＷは加圧部材３１が待機位置Ｔｐから押圧位置Ｐｐに下降するときにはクラッチが空転し、押圧位置Ｐｐから待機位置Ｔｐに上昇するときにはクラッチがピニオン２２ｐの回転をロール部材２２に伝達する。従ってロール部材２２は所定量回転することとなり、この回転方向は図６（ｂ）に示すように屑トレイ２４に切断屑を落下させる方向に回転する。
【００４５】
なお上述のようにラック歯車３５Ｒとピニオン２２Ｐで所定回転（ラックの移動ストローク）ロール部材２２を回転させる場合に両歯車のピッチはロール部材がランダムに回転する歯数関係に設定してある。これはロール部材２２が回転する際に回転刃１０に位置するロール表面の定位置が刃先に当接しないようにするためである。
【００４６】
上述の刃受け機構は次のように構成することも可能である。つまり図６に示すようにロール部材２２をベルト状のフィルム部材２２ｆで構成し、上下一対のロールｒ１、ｒ２間にゴム質材から形成したフィルム部材２２ｆを巻回する。そしてこのロールｒ１、ｒ２の一方を紙載台２０の紙葉支持面に臨ませる。また他方のロールにはフィルム部材２２ｆを巻回し、紙葉束の断裁の都度このフィルム部材を所定量ずつ送る。図示ｒ３はその巻き取りローラである。このように構成することによって断裁刃で損耗する刃受け面を常に新規な状態で紙載台に臨ませることが出来る。
【００４７】
［キャリッジの構成］
上記紙載台２０の上方には切断線Ｘに沿って往復動自在のキャリッジ手段４５が配置してある。このキャリッジ手段４５は図２に平面を、図３Ａにその断面を示す。キャリッジ４５は回転刃１０を支持し、紙載台２０にセットされた紙葉束の切断線Ｘに沿って移動する。このためキャリッジフレーム４５ｆは装置フレーム６５に支持されたガイド部材４１ａ、４１ｂに摺動自在に支持されている。ガイド部材４１ａ、４１ｂは前後一対平行に配置されたロッド状レールで構成され、切断線Ｘに沿って側枠フレームに固定されている。このガイド部材４１ａ、４１ｂ（以下ガイドレールという）にキャリッジフレーム４５ｆが嵌合支持されている。このように構成されたキャリッジフレーム４５ｆには回転軸１１が回転自在に軸支され、この回転軸１１に回転刃１０がビス１２で固定されている。回転軸１１の先端にはピニオン１３が固定され、ピニオン１３が回転すると回転刃１０も回転するようになっている。回転刃１０をビス１２で固定したのは刃先が損耗したとき交換するためである。
【００４８】
一方装置フレーム６５にはガイドレール４１ａ、４１ｂと一体に支持（図３Ｂに示すようにビス４２ａ、４２ｂで固定されている）された歯車レール４３にラック歯車５１が設けられている。従って装置フレーム６５の左右側枠６５ａ、６５ｂに一対のガイドレール４１ａ、４１ｂと歯車レール４３が互いに並行に一体化されて固定されている。そしてラック歯車５１と回転刃１０の回転軸１１に設けられたピニオン１３が互いに歯合するように構成されている。従ってキャリッジフレーム４５ｆをガイドレール４１ａ、４１ｂに沿って移動するとラック歯車５１に歯合されたピニオン１３によって回転刃１０が回転することとなる。尚、このラック歯車５１は回転刃１０が図２左方向に走行するときには反時計方向に、右方向に走行するときには時計方向に回転するように構成されている。この回転方向は紙載台２０上の紙葉束Ｐの厚さ方向に上層紙から下層紙に切り込み回転する。
【００４９】
上記キャリッジフレーム４５ｆには回転刃上カバー４６が取り付けてあり、回転刃の上半分をカバーしている。これはメンテナンス時の安全を配慮した為である。またこのフレームにはホームポジションセンサＨＳ１、ＨＳ２のためのフラグ４７が取り付けてある。このフラグは板部材で装置フレーム側に配置したセンサＨＳ１、ＨＳ２で（図２参照）これを検知する。
【００５０】
次に上述のキャリッジ手段４５の駆動機構について説明する。図２に示すように装置フレーム６５には電磁モータＭが取り付けてあり、この電磁モータＭの回転軸は減速歯車Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３を介して装置フレーム６５に固定した駆動プーリ６０ａに連結してある。この駆動プーリ６０ａと従動プーリ６０ｂとは切断線Ｘに沿って前記キャリッジ４５を移動するように切断線Ｘの前後に対向配置されている。このプーリ間に駆動ベルト（タイミングベルト）６１が張設してある。そしてこの駆動ベルト６１にキャリッジフレーム４５ｆが固定連結してある。従って駆動モータＭを正逆転することによってキャリッジ４５は切断線Ｘに沿って往復動することとなる。図示ＭｅはモータＭの回転軸に取り付けたエンコーダであり、図示Ｓｅはそのエンコードセンサである。従ってこのエンコードセンサＳｅの検知信号でキャリッジ４５の駆動状態を検出することが出来、例えば断裁刃１０が故障或いは断裁刃１０に過負荷が及んだときこれを検知する。なお、上記従動プーリ６０ｂには駆動ベルト６１にテンションを付与するテンションバネ（図示せず）が設けてある。
【００５１】
上述のようにキャリッジ４５に搭載され、駆動モータＭで切断線Ｘに沿って往復動する回転刃１０は図２に示すようにその刃先１０ａは片刃で構成され、前記回転軸１１にビス１２で固定されている。図示１０ｂは刃交換のための取手開口であり、この取手開口に手指を挿入してビス１２で刃を交換する。またこの回転刃１０は後述する加圧部材３１のガイド面３１ｇにアジャスタバネＡＤで押圧されている（図３Ａ参照）。このアジャスタバネＡＤは装置フレーム６５に配置され回転刃１０の回転軸１１の端面を図２ｙ−ｙ位置で押圧するようになっている。従って回転刃に生ずる取付時の寸法誤差によるガタ付きはバネＡＤで後述する加圧部材のガイド面３１ｇに倣うように規制される。同時にこのガイド面と摺接することによって刃先１０ａは研磨され、紙紛、錆等の付着物が除去される。
【００５２】
［プレス手段の構成］
前述の紙載台２０に紙葉束Ｐを押圧保持する断裁縁プレス手段３０は加圧部材３１で構成される。この加圧部材は切断線Ｘに沿って紙葉束の断裁縁を押圧保持する紙圧片３１ａと、この紙圧片３１ａを支持する加圧ヘッド３１ｂと断裁刃を切断線に沿って案内するガイド面３１ｇを備えている。この加圧ヘッド３１ｂは装置フレーム６５にガイドピン３１ｃで図２上下方向に昇降自在に支持されている。そしてこの加圧ヘッド３１ｂには紙圧片３１ａを常時紙載台２０側に押圧付勢する加圧スプリング３３が装置フレーム６５との間に掛け渡してある。この加圧スプリング３３は紙葉間に作用する摩擦力で断裁時に紙葉が位置ズレしない加圧力に設定されている。つまり図１に示す加圧力Ｐｂで紙載台上の紙葉束Ｐの葉間に摩擦力Ｆｍ（ν×Ｐｂ）を生じさせる。そしてこの摩擦力Ｆｍを断裁時に紙葉束に及ぶ位置ズレ変位力より大きくなるようにバネ圧Ｐｂが設定されている。また、上記ガイド面３１ｇは紙圧片３１ａの端面に形成され前記キャリッジ４５の回転刃１０が切断線Ｘに沿って移動するのをガイドする。そして前述のアジャスタバネＡＤで回転刃１０はこのガイド面３１ｇに押圧規制され、これに倣って移動することとなる。
【００５３】
上記加圧部材３１は紙載台２０上に紙葉束Ｐを給送セット及び断裁後の紙葉束Ｐを搬出するために紙載台２０から上方に離間した待機位置Ｔｐ（図４（ａ）の状態）と紙載台上の紙葉束Ｐを押圧保持する押圧位置Ｐｐ（図４（ｂ）の状態）との間で上下動する必要がある。図示の装置はこの加圧部材３１の上下動作を前記キャリッジ４５と連動、つまり回転刃を走行する動作と連動することを特徴としている。
【００５４】
この為、上記加圧部材３１には解除レバー３２が連結してある。この解除レバー３２は前記キャリッジ４５の往復動動作に連動して加圧部材３１を上下動するようになっている。このため、解除レバー３２は装置フレーム６５に揺動軸３２Ｐを中心に揺動自在に支持され、その先端３２ａは加圧ヘッド３１ｂのガイドピン３１ｃに長穴で係合してある。これはガイドピンに限らず加圧ヘッド３１ｂを加圧スプリング３３に抗して待機位置Ｔｐに移動する係合すれば良い。一方解除レバー３２の基端部３２ｂは前記キャリッジ４５に設けた解除カム４８にキャリッジ４５のホームポジション位置Ｈｐ１及びＨｐ２で係合するようになっている。
【００５５】
上記解除カム４８の構成について説明すると前記キャリッジ４５にはキャリッジフレーム４５ｆにカム突起４８ａを有する解除カム４８が一体に固定してある。そしてこのカム突起４８ａはホームポジション位置Ｈｐ１のとき、上記解除レバー３２基端部３２ｂのカム係合面３２ｃ（傾斜面）と係合するようになっている。従ってキャリッジ４５がホームポジションＨｐ１のときには加圧部材３１は待機位置Ｔｐに位置し、この位置から切断位置Ｃｐ側に移動すると解除レバーのカム係合面３２ｃがカム突起４８ａから離れ、加圧部材３１は加圧スプリング３３の作用で紙葉束Ｐを紙載台２０に押圧する（図４（ｂ）の状態）。
【００５６】
図示のキャリッジ４５は紙載台２０の図２右端部に第１ホームポジションＨｐ１が、左端部に第２ホームポジションＨｐ２が設定してある。この関係で上述の解除レバー３２は右解除レバー３２Ｒと左解除レバー３２Ｌとで構成されている。そしてこの左右の解除レバー３２Ｒ、３２Ｌは上述と同一構成で構成されている。これはキャリッジ４５が第１ホームポジションＨｐ１から第２ホームポジションＨｐ２に移動する過程で紙葉束を断裁し、第２から第１に復帰する過程で後続する紙葉束Ｐを断裁するためである。
【００５７】
次に上述の装置の作用を説明すると、上記キャリッジ手段４５が第１ホームポジションＨｐ１又は第２ホームポジションＨｐ２の状態で待機している。以下キャリッジ手段４５が第１ホームポジションＨｐ１に位置している場合について説明する。そこで図示しない制御手段は紙葉束Ｐが紙載台２０上に搬送セットされると、その信号を受けて駆動モータＭを起動する。すると駆動ベルト６１がキャリッジ手段４５をホームポジションから図２左側に移動する。キャリッジ手段４５が所定量左側に移動するとカム突起４８ａが右解除レバー３２Ｒのカム係合面３２ｃから離れ係合解除する。すると加圧部材３１は加圧スプリング３３によって待機位置Ｔｐから押圧位置Ｐｐに移動し、紙載台上の紙葉束Ｐを押圧支持する（図４（ｂ）の状態）。
【００５８】
上記加圧部材３１の下降動作と同時に回転刃１０はそのピニオン１３がラック歯車５１上を転動して回転刃１０を図２反時計方向に回転する。キャリッジ４５が図２に示すｙ−ｙ位置に移動すると回転刃１０はアジャスタバネＡＤで加圧部材３１のガイド面３１ｇに押圧規制される。この状態で回転刃１０の刃先１０ａは刃受ロール部材２２に切り込まれ、この姿勢で切断位置Ｃｐに向かって移動する。このように回転刃１０はホームポジションＨｐ１から切断位置Ｃｐに向かう過程（切断位置Ｃｐの手前）でアジャスタバネＡＤによって加圧部材３１のガイド面３１ｇに押圧される。このとき回転刃１０の刃先１０ａはガイド面３１ｇで研磨され、例えば接着剤、或いは紙紛などの付着物が除去される。これと供に回転刃１０にガタつきがあってもガイド面３１ｇに規制され、その刃先は刃受ロール部材２２（又は刃受け部材）に食い込んだ状態でその位置・姿勢が保持される。
【００５９】
次に回転刃１０は上記ラック歯車５１で回転しながら紙載台上の切断位置にＣｐに移動し、紙葉束Ｐを断裁する。この状態は図１で説明した通りである。そこで紙葉束Ｐの切断が終了するとキャリッジ手段４５は第２ホームポジションＨｐ２に移動する。このときキャリッジ４５のカム突起４８ａが左解除レバー３２Ｌのカム係合面３２ｃと係合して左解除レバー３２Ｌを、揺動軸３２Ｐを中心に図２反時計方向に揺動させる。これによって加圧部材３１は押圧位置Ｐｐから待機位置Ｔｐに上昇移動する。そこで紙載台上の紙葉束Ｐは外部に搬出可能となる。
【００６０】
このとき加圧部材３１が押圧位置Ｐｐから待機位置Ｔｐに移動するとこれに一体的に連結した垂下片３５も上昇する。この垂下片３５の上昇でこれに形成されラック歯車３５Ｒが刃受ロール部材２２のピニオン２２Ｐを所定量回転させる。この回転は一方向クラッチＯＷを介して刃受けロール部材２２を所定量回転させる。この回転によってロール部材上の切断屑は屑トレイ４５に落下収容される。
【００６１】
次に制御手段は駆動モータＭを停止し、紙載台上に後続する紙葉束Ｐがセットされるのを待つ。そして後続する紙葉束Ｐがセットされると駆動モータＭを先と逆方向に回転し、キャリッジ４５を第２ホームポジションＨｐ２から第１ホームポジションＨｐ１に向けて移動する。その動作は上述と同様である。
【００６２】
次に本発明に係わる断裁方法について説明する。
切断線に沿って移動するキャリッジ部材に搭載した回転刃で回転しながら紙載台上の紙葉束を断裁する方法であって、次の手順で紙載台上にセットされた紙葉束を断裁する。
（キャリジ起動）
上記キャリッジ部材を所定のホームポジションから上記切断線に沿って切断方向に駆動手段で移動する。つまり前述のキャリッジ手段４５を駆動モータＭに連結した駆動ベルト６１で切断線Ｘに沿って移動する。
（紙葉束押圧動作）
このキャリッジ部材のホームポジションから切断方向への移動に連動して上記紙載台上の紙葉束を加圧部材で押圧保持する。つまり前述のカム突起４８で解除レバー３２を揺動させて加圧スプリング３３の付勢力で加圧部材３１を押圧位置Ｐｐに移動する。
（断裁動作）
上記キャリッジ部材の切断方向への移動でこれに搭載した上記回転刃と歯合するラック歯車などの運動変換手段によって回転刃に回転力を付与して紙載台上の紙葉束を切断する。つまり前述のように回転刃１０を搭載したキャリッジ４５を切断線Ｘに沿って移動（走行）するときこの移動力を回転力に変換して回転刃１０に伝達する前記ラック−ピニオン機構などの運動変換手段を用いる。
（紙葉束押圧解除）
上記キャリッジ部材の紙葉束切断後のホームポジションへの移動に連動して上記加圧部材３１を紙載台上の紙葉束から離間退避させる。前述の加圧スプリング３３を作用させた加圧部材３１を例えば解除レバー３２で待機位置に保持し、この解除レバー３２をキャリッジ手段で操作することによって押圧位置に移動する。
（屑除去）
上記加圧部材の待機位置への退避動作に連動して上記紙載台の切断線に配置した刃受ロール部材を所定方向に所定量従動回転して屑除去する。前述の加圧部材３１を紙載台２０上の押圧位置Ｐｐから待機位置Ｔｐに移動する動作に連動して刃受けロール部材２２を所定量回転する。この回転によってロール上の切断屑を屑トレイ４５に落下収納する。
【００６３】
［製本装置及び画像形成装置の説明］
次に上述の画像形成装置の下流側には製本装置が連結され、画像形成されたシートを束状に部揃えし、この束状に部揃えした紙葉束をステープル、接着テープ、接着糊などで綴じ合わせて製本処理する。この製本処理後の紙葉束を前述の断裁装置で断裁揃えして排紙スタッカに収納する。図７に示す製本装置は束状に部揃えした紙葉束の中央をステープル綴じして綴じ合わせ、この中綴じした紙葉束を折り畳んで冊子状に製本し、その後折り畳み先端を断裁して揃える装置を示す。
【００６４】
そこで画像形成装置の排紙口５４ｃに連なる搬入経路６１が設けられ、この搬入経路の経路排紙口６１ａの下流側に集積トレイ６２が配置されている。このトレイにはシートを排紙方向前後に移送するスイッチバックローラ６２ａとシート後端を規制する後端規制部材６２ｂが備えられている。上記スイッチバックローラ６２ａは排紙口からのシートを排紙方向にトレイ先端側に搬送し、シート後端がトレイ上に進入した後は排紙方向と逆方向にシートを移送して後端を規制部材６２ｂに突き当てて位置決めする。また上記後端規制部材６２ｂはトレイ上に突出した位置とトレイから退避した位置との間で揺動自在に構成され、電磁ソレノイドなどのシフト手段（図示せず）に連結されている。そして上記トレイ６２には集積したシート束を下流側に搬出する後端押し出し部材６３が設けられている。尚トレイ６２には図示しないサイド整合部材が配置され排紙口から進入するシートの搬送直交方向を位置決め整合するようになっている。従って排紙口６１ａからのシートはトレイ上に搬入され、その後端を規制部材６２ｂに規制された状態で束状に集積される。その後、このシート束は後端規制部材６２ｂがトレイから退避した状態で後端押し出し部材６３によって下流側に搬出されることとなる。
【００６５】
上記集積トレイ６２の下流側には製本経路６４が連設され、この経路には中綴じステイプラが配置されている。このステイプラの構造は詳述しないがシート束にステイプル針を刺入して先端を折り曲げるユニットで構成され、ステイプル針を刺入する上部ユニットと先端を折曲げる下部ユニットがシート束を移送する製本経路を挟んで上下に配置されている。製本経路６４にはシート束の先端を係止する第１ストッパ６４aと第２ストッパ６４ｂが設けられている。第１ストッパ６４ａは経路に出没自在の可動部材で構成され、シート束の先端を係止した状態でステイプラがシート束の中央に位置するように配置されている。従って集積トレイ６２に集積したシート束は後端押し出し部材６３で製本経路６４に移送され、その先端を第１ストッパで係止された状態でステイプラによって綴じられることとなる。
【００６６】
上述のように中綴じ製本されたシート束は上記第１ストッパ６４ａが経路から退避した後、下流側の第２ストッパ６４ｂに係止される。この状態でシート束の中央（ステイプル綴じ位置）を折り曲げるように折りロール６６ａと中折りナイフ６６ｂが配置されている。この中折りナイフ６６ｂは矢視方向に上下動自在のブレードで構成され製本経路６４中のシート束を折りロール６６ａに案内する。また折りロール６６ａは一対のロールで構成されシート束中央を折曲げて下流側の排紙経路６７に移送するようになっている。
【００６７】
上記折りロール６６ａの下流側に配置された排紙経路６７はスイッチバック経路で構成され、シートを断裁経路６８に案内する。図示６７ａはスイッチバックローラであり、６７ｂは中間トレイである。このように構成された断裁経路６８には断裁装置６９が配置されている。また、上記断裁経路６８にはシート束を移送するベルト搬送手段６９とグリップ回転手段７０が配置されている。
【００６８】
以上の構成において、画像形成装置で画像形成されたシートは集積トレイ６２に束状に集積され整合される。そこで製本装置に備えられた制御ＣＰＵ（不図示）は画像形成装置からジョブ終了信号を受けると、後端規制部材６２ｂをトレイ外に退避させて後端押し出し部材６３でシート束を下流側の製本経路６４に移送する。そしてこの経路中の第１ストッパ６４ａにシート束の先端を突き当てて停止させる。この状態でステイプラを作動してシート束の中央（中折位置）をステイプル綴じする。次いで制御ＣＰＵは第１ストッパ６４ａを経路外に退避させシート束を更に下流側の第２ストッパ６４ｂに突き当てて停止させる。するとシート束の中央（ステイプル綴じ位置）は折りロール６６ａに臨み、Ｂの状態で折りナイフ６６ｂを図示矢印方向に移動させる。するとシート束はその中央を折り曲げられながら折りロール６６ａに案内される。そこで折りロール６６ａを回転駆動するとシート束は中央を折り曲げられ下流側の排紙経路６７に移送される。
【００６９】
このように排紙経路６７に導かれたシート束は搬送方向を反転して断裁経路６８に送られる。断裁経路６８ではこのシート束をベルト搬送手段６８でスイッチバックさせて先端位置決めする。この先端位置決めは断裁刃２５を待機位置に退避させた状態でシート束全体を断裁経路６８に進入させる。そこでベルト搬送手段６８でシート束をバックさせ所定の切断線Ｘが断裁刃の位置に一致するようにシート束を位置決めする。次いで制御ＣＰＵはグリップ回転手段７０でシート束をニップし、次いでプレス部材２２でシート束を押圧保持する。そこで断裁刃２５を保持する断裁刃保持手段２６を所定方向に移動させる。
【００７０】
次にシート束の小口部を断裁した後、制御ＣＰＵはプレス部材２２を押圧解除してグリップ回転手段７０を作動させて例えば９０度シート束を回転させ天部を切断位置に臨ませる。このシート束の回転後シート束を切断線Ｘに所定量送る。このシート束の移送はグリップ回転手段７０を図示右側に移動するか或いはベルト搬送手段６８で送る。その後このシート束の天部を断裁した後、同様に小口部を断裁する。そしてシート束の３方向の断裁が終了すると制御ＣＰＵはベルト搬送手段６８でシート束を排紙スタッカ７１に搬出する。
【００７１】
なお、図示の製本装置はステイプラで製本綴じする場合を示したが、これは束状に集積したシート束の端面に接着剤を塗布して表紙シートでくるみ綴じ（くるみ綴じ製本）、或いは表紙シートで表装することなく天糊製本しても良いことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の紙葉束断裁装置の基本構成を示す説明図であり、（ａ）は基本構成の概念説明図、（ｂ）は切断時に紙葉に作用する力の説明図。
【図２】本発明に係わる紙葉束断裁装置の全体説明図。
【図３Ａ】図２の装置の断面説明図。
【図３Ｂ】図３Ａのキャリッジ手段の断面説明図。
【図３Ｃ】図３Ａの装置フレーム構成の断面説明図。
【図４】図２の装置に於ける加圧部材の動作説明図であり、（ａ）は加圧部材の待機位置の状態説明図、（ｂ）は加圧部材３１の押圧位置の状態説明図である。
【図５】図２の装置に於ける刃受ロール部材の回転動作の説明図であり、（ａ）は加圧部材が押圧位置から待機位置に移動する状態図、（ｂ）（ｃ）は加圧部材とロール部材の連動機構の説明図。
【図６】図２の装置に於ける刃受部材の実施形態の説明図であり、（ａ）は固定刃で刃受けする場合を、（ｂ）は刃受ロール部材で刃受けする場合を、（ｃ）は刃受けロール部材の異なる実施の形態を示す。
【図７】図２の紙葉束断裁装置を内蔵した製本装置（後処理装置）及び画像形成システムを示す説明図。
【符号の説明】
【００７３】
Ｐ        紙葉束
Ｘ        切断線
１０      回転刃
１０ａ    刃先
１０ｂ    取手開口
１１      回転軸
２０      紙載台
２１      紙葉支持テーブル
２２      刃受ロール部材
３０      プレス手段
３１      加圧部材
３１ｇ    ガイド面
３３      加圧スプリング
４０      ガイド手段
４１ａ、４１ｂ  ガイドレール
４５      キャリッジ手段
４５ｆ    キャリッジフレーム
４６      回転刃上カバー
４７      センサフラグ
ＨＳ１    ホームポジションセンサ
ＨＳ２    ホームポジションセンサ
５０      刃走行駆動手段
５１      ラック歯車（刃回転駆動手段）
６１      駆動ベルト
６５      装置フレーム
７０      トレイ手段
７１      束綴じ手段
７３      画像形成手段
Ｃｐ      切断位置
Ｈｐ１    第１のホームポジション
Ｈｐ２    第２のホームポジション
Ｐｐ      押圧位置
Ｔｐ      待機位置
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３    ベクトル成分
Ｍ      駆動モータ
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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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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