(57)【要約】【課題】コンパクト性を損なわずに高い量産性が得られ、シート材を搬送しつつ各種のトリミングが可能なトリミングカッタ、トリミング装置、トリミング方法を提供する。【解決手段】可動刃先を有する可動刃部と、前記可動刃部を外周側に備える回転軸と、可動刃先に対応する固定刃先を備える固定刃部と、を有し、回転軸の回転による可動刃先と固定刃先の噛み合いによってシート材にトリム形状を形成するトリミングカッタとし、可動刃先の形状が回転軸の直交方向に対称軸をもつ線対称であってよく、シート材の角部の面取り形状に対応してよい。そのトリミングカッタの前記回転軸の軸方向とシート材の搬送方向とが平行であるトリミング装置とする。そのトリミング装置を用いてシート材をトリミングする際に、シート材の搬送時間Ｔｓと、可動刃先によるトリム形状の形成時間Ｔｒとが、Ｔｓ／Ｔｒ＞１．０を満たすようにする。【選択図】図１
2017205818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動刃先を有する可動刃部と、前記可動刃部を外周側に備える回転軸と、前記可動刃先に対応する固定刃先を備える固定刃部と、を有し、前記回転軸の回転による前記可動刃先と前記固定刃先の噛み合いによってシート材にトリム形状を形成する、シート材トリミングカッタ。
【請求項２】
前記可動刃先の形状が前記回転軸の直交方向に対称軸をもつ線対称である、請求項１に記載のシート材トリミングカッタ。
【請求項３】
前記可動刃先の前記形状がシート材の角部の面取り形状に対応する、請求項１または２に記載のシート材トリミングカッタ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシート材トリミングカッタを有し、前記シート材トリミングカッタの前記回転軸の軸方向とシート材の搬送方向とが平行である、シート材トリミング装置。
【請求項５】
請求項４に記載のシート材トリミング装置を用いてシート材に前記トリム形状を形成する方法であって、シート材の搬送方向における前記トリム形状の長さＹをシート材の搬送速度Ｖｓで除して求まるシート材の搬送時間Ｔｓと、前記可動刃先の前記トリム形状の形成に要する回転角度θｒを前記可動刃先の回転速度Ｖｒで除して求まる前記トリム形状の形成時間Ｔｒとが、Ｔｓ／Ｔｒ＞１．０を満たす、シート材トリミング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート材トリミングカッタ、シート材トリミング装置、シート材のトリミング方法に関し、例えば、紙や樹脂や金属薄板などのシート材の角部や辺縁の丸み面取り、Ｃ面取り、ワンポイントトリム、シーケンシャルトリムなどに適用可能なシート材トリミングカッタ、およびそれを用いたシート材トリミング装置、並びにシート材トリミング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シート材の鋭利な角部に丸み面取りを行う需要がある。例えば特許文献１は、可動刃を手動で直線的に移動して固定刃と噛み合わせてシート材のコーナー（角部）を打抜く構成を有するコーナーカッタを開示する。かかる構成において、可動刃はパンチ、固定刃はダイスと同質的に機能するため、両刃のクリアランスの調整が不適切であると、シート材の切断端の毛羽立ちや千切れなどの不具合が発生する。こうした両刃のクリアランスの調整を不要にした例えば特許文献２が開示するコーナーカッタは、把持部２１を手指で押し下げてシート材のコーナー（角部）を切断する構成を有する。かかる構成は、可動刃１２を取り付けた可動部材１５が回動軸部１９を介してバネ２３で常時一方に押圧され、そのバネ２３の反力を固定刃１１を取り付けた台座部１３で受けるようになっている。したがって、把持部２１を手指で押し下げると、台座部１３に対して常時一方に押圧される可動部材１５がシート材に向かって移動するため、可動刃１２が固定刃１１に対する圧接状態を保ちながらシート材に向かって直線的に移動される。その後、把持部２１の押し下げを止めると、可動刃１２はバネ２３の反発力で待機位置に戻される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−７０７９３号公報
【特許文献２】特開２００５−７４５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
最近、画像形成装置を主体とし、例えば紙や樹脂や金属薄板などのシート材を搬送しながら各種の仕上げ処理を行うことができる複合処理装置の普及に伴って、シート材の鋭利なコーナー（角部）による手指の切傷リスク低減（安全化）の要求や、シート材の角部や辺縁に装飾加工を行うなどの需要が高まりつつある。そのため、上述した丸み面取り、Ｃ面取り、ワンポイントトリム、シーケンシャルトリムなど、シート材の角部や辺縁に対するトリミングに適用できる、コンパクトかつ量産性が良いトリミング装置の搭載が検討されている。例えば、上述した特許文献２に開示されるコーナーカッタは、コンパクトで好ましいトリミングカッタになり得る。しかし、手動で使用する目的で提供された構成であるため、シート材を搬送しながら上述した各種のトリミング（仕上げ処理）を行う複合処理装置などに求められる高い量産性が得られない。
【０００５】
本発明の目的は、コンパクト性を損なうことなく高い量産性が得られ、シート材を搬送しながら上述した各種のトリミングを行う用途に好適なシート材トリミングカッタ、およびそれを用いたシート材トリミング装置、並びにシート材トリミング方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、従来の可動刃の往復直線移動を廃し、可動刃を一方向に回転させる構成を採用することにより、コンパクト性や高い量産性を有し、シート材を搬送しながら上述した各種のトリミングを行うことが可能になることを見出し、本発明に到達した。
【０００７】
すなわち本発明のシート材トリミングカッタは、可動刃先を有する可動刃部と、前記可動刃部を外周側に備える回転軸と、前記可動刃先に対応する固定刃先を備える固定刃部と、を有し、前記回転軸の回転による前記可動刃先と前記固定刃先の噛み合いによってシート材にトリム形状を形成する。前記可動刃先の前記形状が前記回転軸の直交方向に対称軸をもつ線対称であってよい。また、前記可動刃先の前記形状がシート材の角部の面取り形状に対応してよい。
【０００８】
上述した本発明のシート材トリミングカッタを用いて、シート材トリミング装置を構成することができる。すなわち本発明のシート材トリミング装置は、上述した本発明のシート材トリミングカッタを有し、前記シート材トリミングカッタの前記回転軸の軸方向とシート材の搬送方向とが平行である。
また、かかるシート材トリミング装置を用いてシート材に前記トリム形状を形成する好ましい方法がある。すなわち本発明のシート材トリミング方法は、シート材の搬送方向における前記トリム形状の長さＹをシート材の搬送速度Ｖｓで除して求まるシート材の搬送時間Ｔｓと、前記可動刃先の前記トリム形状の形成に要する回転角度θｒを前記可動刃先の回転速度Ｖｒで除して求まる前記トリム形状の形成時間Ｔｒとが、Ｔｓ／Ｔｒ＞１．０を満たす。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、コンパクト性を損なうことなく高い量産性が得られ、シート材を搬送しながら上述した各種のトリミングを行う用途に好適なシート材トリミングカッタ、およびそれを用いたシート材トリミング装置を得て、シート材に所望のトリム形状を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のシート材トリミングカッタの構成例を斜視で示す図である。
【図２】図１に示す可動刃先と固定刃先を一部断面を含む平面視で示す図である。
【図３】図１に示す可動刃先と固定刃先を一部断面を含む側面視で示す図である。
【図４】シート材を切り始める可動刃部の位置を示す図である。
【図５】シート材を切り終わる可動刃部の位置を示す図である。
【図６】シート材のパスラインに干渉しない可動刃部の位置を示す図である。
【図７】シート材に形成されたトリム形状の一例を示す図である。
【図８】シート材の搬送方向前方の角部に形成されたトリム形状（丸め面取り）の一例を示す図である。
【図９】シート材の搬送方向後方の角部に形成されたトリム形状（丸め面取り）の一例を示す図である。
【図１０】図８に示すシート材をトリム形状を利用して個別に分離した一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のシート材トリミングカッタ（以下、「カッタ」という。）の構成例を、斜視で図１に、平面視で図２に、側面視で図３に示す。かかるカッタは、シート材Ｓのトリム形状に対応する形状の可動刃先１ａを有する可動刃部１を外周側に備える回転軸３と、可動刃先１ａに対応する形状を有する固定刃先２ａを備える固定刃部２と、を有する。なお、シート材Ｓは、紙や樹脂や金属薄板などの厚さが比較的薄いシート状の材料であればよい。以下、この構成例について詳細に説明するが、本発明は、この構成例に限定されない。
【００１２】
回転軸３は、その軸方向の一方がフレーム４に支持され、他方がフレーム５に支持され、回転自在に構成されている。かかる回転軸３を支持する２つのフレーム４、５はフレーム６に固定され、３つのフレーム４、５、６が一体化するように構成されている。また、回転軸３は、フレーム５側の端部に取り付けられたプーリ７と、フレーム５に固定されたモータ１０の軸に設けられたプーリ８と、２つのプーリ７、８を連結するベルト９と、モータ１０と、回転位置情報を検知するためのセンサ１１とを含むコンパクトな回転駆動機構を構成している。
【００１３】
この構成により、回転軸３を介してモータ１０の駆動力をモーメント力として可動刃先１ａに作用させることができるとともに、可動刃先１ａの回転方向や回転速度などを電気的に制御することができる。したがって、回転軸３の外周側に可動刃部１（可動刃先１ａ）を備える本発明の構成によれば、比較的小さな駆動源によるトリミングの高速化および自動制御化が可能になるため、カッタとしてのコンパクト性を損なうことなく上述した各種のトリミング（仕上げ処理）を行う複合処理装置などに求められる高い量産性を得ることができる。
【００１４】
可動刃部１は、図３に示すように、その基部が回転軸３の周面に形成された溝部に嵌め込まれるようにして固定され、可動刃先１ａを含む部分が回転軸３の外周側に突出するように構成されている。かかる可動刃先１ａは、シート材Ｓの角部の面取り形状（図８または図９を参照）に対応する円弧を含む曲線状の刃先線になるように形成されている。同時に、上記の円弧を含む曲線状の刃先線が、回転軸３の直交方向に対称軸をもつ線対称に形成されている。したがって、回転軸３の回転（図３中に示す矢印参照）による可動刃先１ａと固定刃先２ａの噛み合いにより、例えばシート材Ｓの角部がトリミング（面取り）され、シート材Ｓの角部に例えば図７〜図９に示すような丸め面取り形状（トリム形状）を形成することができる。
【００１５】
固定刃部２は、可動刃先１ａに対応する刃先線形状を含む固定刃先２ａを備え、かかる固定刃先２ａが回転軸３の回転によって回転する可動刃先１ａの回転軌跡上に位置するように配置されている。したがって、可動刃先１ａと固定刃先２ａの間に上記の可動刃先１ａの回転軌跡と交差するようにシート材Ｓが配置されると、かかるシート材Ｓにトリム形状を形成することができる。
【００１６】
上述した回転軸３を、例えばシート材Ｓの搬送方向に対して平行に配置し、本発明のシート材トリミング装置（以下、「カッタ装置」という。）を構成することができる。例えば、シート材Ｓが図３に示すように固定刃部２の上面とシートガイド１２の間を通過するように、シート材Ｓを図２中に矢印で示す向きに搬送する構成である。こうした構成を有するカッタ装置であれば、図３中に矢印で示す回転軸３の一方回転によって可動刃先１ａと固定刃先２ａが噛み合うことにより、トリミングを行う位置に静止しているシート材Ｓに対しても、搬送によって移動しているシート材Ｓに対しても、上述した各種のトリム形状が形成可能になる。なお、シート材Ｓからトリミングされたトリム形状に対応する切り屑Ｃ（図６参照）は、例えば図３中に下方へ向かう矢印で示すような排出経路でカッタ装置の外部へ排出するように構成してよいし、カッタ装置の内部へ貯留するように構成することもできる。
【００１７】
搬送中のシート材Ｓのトリミングに際して可動刃先１ａは、図４〜図６に矢印で示すように一方回転し、シート材Ｓの一方面側から他方面側へ移動する。この間、可動刃先１ａは、図４に示すようにシート材Ｓの端部から切り始め、シート材Ｓと交差しながら切り進み、図５に示すようにシート材Ｓを切り終わり、図６に示すようにシート材Ｓからトリム形状に対応する切り屑Ｃを生成しながらシート材Ｓの他方面側に切り抜けるため、切り始めから切り抜けるまでシート材Ｓと干渉する。
【００１８】
かかる可動刃先１ａの干渉は、シート材Ｓの搬送の支障になる可能性がある。こうした可動刃先１ａの干渉対策の一つとして、上述したカッタ装置を用いるに際して、シート材Ｓの搬送方向におけるトリム形状の長さＹをシート材Ｓの搬送速度Ｖｓで除して求まるシート材Ｓの搬送時間Ｔｓと、可動刃先１ａのトリム形状の形成に要する回転角度θｒを可動刃先１ａの回転速度Ｖｒで除して求まるトリム形状の形成時間Ｔｒとが、Ｔｓ／Ｔｒ＞１．０を満たすようにするトリミング方法がある。かかる時間比（Ｔｓ／Ｔｒ）が１．０を超えていると、可動刃先１ａのシート材Ｓへの干渉時間（切り込みから切り抜けるまでに要する時間）が短縮されるため、シート材Ｓの搬送に実質的な支障がないようにすることができる。
【００１９】
上述したシート材Ｓに対する可動刃先１ａの干渉時間は、両者のシート材Ｓの搬送速度Ｖｓ、可動刃先１ａの回転速度Ｖｒ、トリム形状の長さＹなどの他、シート材Ｓの厚さ、シート材Ｓと交差する可動刃部１の形状などにも影響される。しかし、上記の時間比（Ｔｓ／Ｔｒ）が大きいほど上記の干渉時間がより短縮される。したがって、実用上は諸条件を考慮し、上記の時間比（Ｔｓ／Ｔｒ）の基準として、例えばモータ１０を小さくしたいなど装置全体のコンパクト性が所望される場合は１．０超〜１．５乃至２．０などとし、例えばトリム形状やその面積が大きく可動刃先１ａのより高速化が所望される場合は２．０〜３．０などとすることが好ましい。かかる上限値（３．０）は可能な限り例えば５．０乃至１０．０とすることが好ましく、技術的には１０．０を超えて引き上げることも可能である。
【００２０】
上述したカッタを有するカッタ装置を用いたシート材Ｓのトリミングによって形成されるトリム形状は、可動刃先１ａと固定刃先２ａの噛み合い形状の一部あるいは全部に対応する形状となる。図１〜図３に示す可動刃先１ａと固定刃先２ａの噛み合い構成であれば、図７に示すようなシート材Ｓの辺縁のトリミングによってトリム形状ＴＡを、図８に示すようなシート材Ｓの搬送方向前方の角部ＣＦのトリミングによってトリム形状ＴＢを、図９に示すようなシート材Ｓの搬送方向後方の角部ＣＲのトリミングによってトリム形状ＴＣを、それぞれ形成することができる。なお、各図中、可動刃先１ａと固体刃先１ａの噛み合いの目安をＢＬで示し、トリミング前のシート材Ｓの形状を破線で示す。
【００２１】
また、図１０に示すように、所定の間隔で２枚のシート材Ｓ１、Ｓ２を配置した状態で、シート材Ｓ１の角部ＣＲとシート材Ｓ２の角部ＣＦを同時にトリミングすることもできる。また、上述した図７に示すトリム形状ＴＡが形成されたシート材Ｓは、かかるトリム形状ＴＡの谷部から左方に向かって切り込み上下に離断することにより、図１０に示すような２枚のシート材Ｓ１、Ｓ２に形成することができる。なお、図７〜図１０を用いて説明した上述したトリミング動作は、シート材Ｓ、Ｓ１、Ｓ２が静止状態か、搬送中の移動状態かに依らない。
【００２２】
本発明において、カッタに有する可動刃先および固定刃先（以下、「両刃先」という。）の形状は、上述した可動刃先１ａおよび固定刃先２ａに限定されない。また、シート材に形成されるトリム形状は、上述したトリム形状ＴＡ、ＴＢ、ＴＣに限定されない。例えば、両刃先を丸め面取りやＣ面取りに対応する形状に形成しておけば、シート材の角部を前記丸め面取りや前記Ｃ面取りに対応するトリム形状に形成することができる。例えば、両刃先を装飾的形状に形成しておけば、シート材の角部や辺縁を前記装飾的形状に対応するトリム形状に形成することができる。また、単一のトリミング（ワンポイントトリム）に限らず、トリミングを連続して行えば同じトリム形状の繰り返しによる連続したトリミング（シーケンシャルトリム）も可能である。
【００２３】
以上述べたように、本発明のカッタとそれを用いたカッタ装置は、紙や樹脂や金属薄板などの厚さが比較的薄いシート状の材料（シート材）の角部や辺縁の丸み面取り、Ｃ面取り、ワンポイントトリム、シーケンシャルトリムなどのトリミングに適用することができる。
【符号の説明】
【００２４】
１．可動刃部、１ａ．可動刃先、２．固定刃部、２ａ．固定刃先、３．回転軸、４．フレーム、５．フレーム、６．フレーム、７．プーリ、８．プーリ、９．ベルト、１０．モータ、１１．センサ、１２．シートガイド、Ｓ．シート材、Ｃ．切り屑、ＣＦ．角部、ＣＲ．角部、ＴＡ〜ＴＣ．トリム形状
【図１】
2017205818.tif 000003
【図２】
2017205818.tif 000004
【図３】
2017205818.tif 000005
【図４】
2017205818.tif 000006
【図５】
2017205818.tif 000007
【図６】
2017205818.tif 000008
【図７】
2017205818.tif 000009
【図８】
2017205818.tif 000010
【図９】
2017205818.tif 000011
【図１０】
2017205818.tif 000012