(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線状の刃先を有する可動刃と固定刃の刃先を交差圧接して摺動させ、両刃先の間に挿入されたシート材を切断するシート材切断装置であって、前記可動刃は可動刃先との離間側の両端に該可動刃先を揺動可能とするための可動刃支持部を有し、前記可動刃を駆動する駆動手段と、前記固定刃の両端を固定するフレームと、前記可動刃を軸支する揺動アームと、前記可動刃先を前記固定刃先に圧接するように付勢する付勢手段とを備え、前記駆動手段は、モータと、該モータに連結するモータクランクとを有し、前記揺動アームは、駆動側クランクおよび従動側クランクと、トルク伝達部材とを有し、前記駆動側クランクはＬ字型部材であって、該Ｌ字型の一方の足で前記可動刃の駆動側可動刃支持部を揺動可能に軸支し、前記Ｌ字型の他方の足で前記モータクランクに連結し、前記Ｌ字型の角隅部に設けられた揺動支点で前記フレームに対して揺動可能に軸支され、前記従動側クランクは前記可動刃の従動側可動刃支持部を揺動可能に軸支し、前記モータクランクと前記駆動側クランクとによって前記モータの回転を前記揺動アームの揺動運動に変換し、該揺動アームの揺動運動によって前記可動刃支持部を揺動運動させながら前記可動刃を駆動することにより、前記可動刃先を切断方向に直線移動させて前記固定刃先に交差圧接させ摺動させてシート材を切断することを特徴とするシート材切断装置。
【請求項２】
前記フレームは、前記固定刃を梁として該固定刃の両端部に駆動側フレームと従動側フレームを固定して構成されることを特徴とする請求項１に記載のシート材切断装置。
【請求項３】
前記揺動アームは、前記駆動側フレームおよび前記従動側フレームにそれぞれ揺動可能に軸支された前記駆動側クランクおよび前記従動側クランクと、前記駆動側クランクおよび前記従動側クランクを連結して揺動トルクを伝達する前記トルク伝達部材とを備え、前記可動刃の両端が前記駆動側クランクと前記従動側クランクの腕により揺動可能に軸支されることを特徴とする請求項１または２に記載のシート材切断装置。
【請求項４】
前記駆動側クランクおよび前記従動側クランクと前記トルク伝達部材は板金加工により成形されていることを特徴とする請求項３に記載のシート材切断装置。
【請求項５】
前記従動側クランクと前記トルク伝達部材は一体にして板金加工により成形されていることを特徴とする請求項３に記載のシート材切断装置。
【請求項６】
前記駆動側クランクはＬ字型の一方の足で前記可動刃の駆動側可動刃支持部を揺動可能に軸支する支持アームと他方の足が駆動手段に係合する駆動アームと該Ｌ字型の角隅部に設けられた揺動支点からなるＬ字型部材から形成され、前記駆動側フレームには前記駆動側クランクの揺動支点を軸支する軸支点と該軸支点近傍の長孔とが設けられ、前記駆動アームを前記駆動側フレームの固定刃側から前記長孔に挿入して潜らせ、前記駆動側フレームの固定刃側の反対側に覗かせて組み立てることを特徴とする請求項４または５に記載のシート材切断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙、フィルムなどのシート材、特に印画紙などのコーティングしたシート材の切断において、被切断成品シート材に切断部の変色やコーティング層の膨れ、はがれ等が生じない切断を可能にし、かつ組み立てが容易なシート材切断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ、などに搭載され、紙、フィルム、などのシート材を切断するシート材切断装置としては、可動刃を回転させて切断するロータリ式切断装置や２枚の丸刃を紙幅方向に移動させて切断するローラ式切断装置が使用される。しかし、これらの切断装置は切れ刃の位置が固定されないために、例えば画像ラボ機などに搭載され印画紙などの厚紙を切断する場合には切断線が変動したり、切断面が荒れたりするという問題点がある。そこで、可動刃と固定刃とを剪断角をもたせて圧接摺動させて切断するスライド式切断装置が使用される。このような切断装置として、例えば実公昭５８−３７５９４号公報に記載の切断幅に対応する長さの直線刃先を有する可動刃を固定刃に圧接摺動させて切断する切断装置や、特開平０１−２８９６９７号公報、特開平０４−３００１９８号公報記載の刃先線が逆Ｖ字形に窪んだ薄板状の可動刃と直線刃先の固定刃を圧接摺動させて切断する切断装置などがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のロータリ式、ローラ式、スライド式のいずれのシート材切断装置でも、可動刃と固定刃の交差接触を確実にするために固定刃、可動刃ともに何らかの形で両者共に可動に指示されているので、切断線を決める刃先同士の噛み合い位置にがたが生じて切断線がずれやすく、前記のように印画紙などの厚紙を切断する場合には切断線にずれが生じたり、切断面がけばだったり、切断線が着色したりするという問題点があった。
【０００４】
また、従来の切断装置は、部品数が多く、かつ組み立て工数がかかるという欠点があった。
【０００５】
そこで本発明は、剛性の高い棒状直線の固定刃と可動刃を使用するとともに、切断線を決定する固定刃を完全に固定して可動刃の方を揺動させて圧接することにより、切断線のずれをなくし、印画紙などの厚紙の切断において確実な切断を可能にすると共に、組み立てが容易なシート材切断装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のシート材切断装置は、直線状の刃先を有する可動刃と固定刃の刃先を交差圧接して摺動させ、両刃先の間に挿入されたシート材を切断するシート材切断装置であって、前記可動刃は可動刃先との離間側の両端に該可動刃先を揺動可能とするための可動刃支持部を有し、前記可動刃を駆動する駆動手段と、前記固定刃の両端を固定するフレームと、前記可動刃を軸支する揺動アームと、前記可動刃先を前記固定刃先に圧接するように付勢する付勢手段とを備え、前記駆動手段は、モータと、該モータに連結するモータクランクとを有し、前記揺動アームは、駆動側クランクおよび従動側クランクと、トルク伝達部材とを有し、前記駆動側クランクはＬ字型部材であって、該Ｌ字型の一方の足で前記可動刃の駆動側可動刃支持部を揺動可能に軸支し、前記Ｌ字型の他方の足で前記モータクランクに連結し、前記Ｌ字型の角隅部に設けられた揺動支点で前記フレームに対して揺動可能に軸支され、前記従動側クランクは前記可動刃の従動側可動刃支持部を揺動可能に軸支し、前記モータクランクと前記駆動側クランクとによって前記モータの回転を前記揺動アームの揺動運動に変換し、該揺動アームの揺動運動によって前記可動刃支持部を揺動運動させながら前記可動刃を駆動することにより、前記可動刃先を切断方向に直線移動させて前記固定刃先に交差圧接させ摺動させてシート材を切断することを特徴とするものである。
【０００７】
即ち、本発明のシート材切断装置は、従来の切断装置のように固定刃を揺動などして可動刃に圧接させるのでなく、切断線を決める固定刃はフレームに固定しておき、可動刃の方を揺動させて固定刃に圧接させるので、印画紙などの厚紙を切断しても切断線のずれることがない。また、揺動アームをフレームに揺動可能に軸支し、この揺動アームに可動刃を揺動可能に軸支し、かつ付勢手段により可動刃先を固定刃に圧接するようにされているので、揺動アームの揺動により可動刃先は固定刃に圧接されながら往復運動をしてシート材を切断する。これにより装置の小形化ができる。
【０００８】
前記フレームは、前記固定刃を梁として該固定刃の両端部に駆動側フレームと従動側フレームを固定して構成されることが装置の小形化のために一層望ましい。即ち、従来の切断装置においては、左右フレームを連結する梁フレームを設けてこの梁フレームに固定刃を装着したが、本発明の方式によれば固定刃が梁フレームを兼ねるので梁フレームを別に設ける必要がなく小型にかつコストの低減ができる。
【０００９】
また、前記揺動アームは、前記駆動側フレームおよび前記従動側フレームにそれぞれ揺動可能に軸支された前記駆動側クランクおよび前記従動側クランクと、前記駆動側クランクおよび前記従動側クランクを連結して揺動トルクを伝達する前記トルク伝達部材とを備え、前記可動刃の両端が前記駆動側クランクと前記従動側クランクの腕により揺動可能に軸支されることにより簡易に可動刃の往復駆動が可能である。
【００１０】
また、前記駆動側クランクおよび従動側クランクと前記トルク伝達部材は板金加工により成形されることにより従来のロッドによるトルク伝達部材よりも安価に剛性の高いトルク伝達部材がえられる。また、前記従動側クランクと前記トルク伝達部材は一体にして板金加工により成形されることにより一層部品点数の低減とコスト低減が可能になる。
【００１１】
さらに、本発明のシート材切断装置の前記駆動側クランクはＬ字型の一方の足で前記可動刃の駆動側可動刃支持部を揺動可能に軸支する支持アームと他方の足が駆動手段に係合する駆動アームと該Ｌ字型の角隅部に設けられた揺動支点からなるＬ字型部材から形成され、前記駆動側フレームには前記駆動側クランクの揺動支点を軸支する軸支点と該軸支点近傍の長孔とが設けられ、前記駆動アームを前記駆動側フレームの固定刃側から前記長孔に挿入して潜らせ、前記駆動側フレームの固定刃側の反対側に覗かせて組み立てることを特徴とするものである。
【００１２】
即ち、本発明のシート材切断装置では、支持アームと駆動アームを一体にした駆動側クランクの駆動アーム側をフレームに設けられた長孔を潜らせて組み立てるので、部品点数が少なく組み立てが簡単で組み立て工数とコストの低減ができる。この駆動側クランクは板金加工で成形することがコスト低減のためにさらに望ましい。
【００１３】
なお、本切断装置の駆動手段は切断刃の切り終わり側に配設することが望ましい。これは以下の理由によるものである。即ち、この種のカッタは、切断負荷によって刃物の支軸回りに刃先同士の圧接力が高まる向きのモーメントが生じるように設計してある。このため、可動刃が用紙に食い付く瞬間の衝撃が刃先同士の圧接方向にも作用する。例えば、紙厚をｔ、剪断角をαとした場合、可動刃が用紙に食い付く瞬間に、刃先同士は用紙の縁よりｔ／ｔａｎαだけ手前で接触しており、圧接方向の衝撃が繰り返し加わることによって、この部分に偏摩耗が発生する。これにより、用紙の幅や挿入位置が変わって偏摩耗部分と重なった時に切断不具合が発生することがある。これに対し、切り終わり側に駆動部を配置すると、駆動部から遠い位置で切断が開始されるため、可動刃が用紙に食い付く瞬間の衝撃がトルク伝達部材の弾性変形により吸収されて和らげられ、上記のような偏摩耗が比較的浅く広い形状になり、用紙の幅や挿入位置が変わっても、切断不具合が起こり難くなる。さらに、切り終わり側に駆動部を配置すると、駆動部に近い位置で切断が終了するため、トルク伝達部材の弾性変形による刃先同士のオーバーラップ不足が生ずることがなく用紙の切り残しの発生が防止できる。また、切断終了の瞬間、切断刃が切断負荷から一気に解放されてトルク伝達部材に蓄積された弾牲変形により弾かれることにより発生する音や振動も少なくなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の１実施形態により具体的に説明する。図１は第１実施形態の本発明のシート材切断装置の分解斜視図、図２はその正面図、図３は図２のＰ−Ｐ断面図、図４は可動刃と固定刃の交差角を説明する図である。
【００１５】
図において、固定刃７は直線状の刃先線７ａを有する長形厚板状をなし、その両端に従動側フレーム（左フレーム）１１と駆動側フレーム（右フレーム）２１をそれぞれ２本づつのビス１３、１３で固定している。これによって、固定刃７が梁を形成して従動側、駆動側フレーム（左右フレーム）１１、２１を連結しているので、従来の切断装置のような左右フレームを連結する梁フレームが不要になり、部品点数が減少できる。
【００１６】
可動刃１は直線状の刃先線１ａを有する長形厚板状をなし、図１の左端下部に突起した刃先案内部１ｃが設けられている。この刃先案内部１ｃの刃面側が固定刃７の刃先７ａに摺接して可動刃１の刃先を案内するようになっている。可動刃１には両端端面の上方に可動刃支持ピン２が植設され、刃先案内部１ｃの端面にはばね係止ピン６が植設されている。
【００１７】
駆動側クランク３は、板金加工により作られた変形Ｌ字型の板状をなし、このＬ字型の角隅部に設けられた軸孔３ａを中心として揺動する。このＬ字型の一方の足の端部近傍に支持ピン孔３ｂが設けられ、可動刃１の可動刃支持ピン２を揺動可能に軸支して支持アーム３１を形成している。Ｌ字型の他方の足の端部にスライド溝３ｃが設けられて駆動アーム３２を形成し、スライド溝３ｃにモータ８のモータクランクピン９ａが係合して駆動側クランク３を軸孔３ａを中心として揺動させるようになっている。駆動アーム３２は、その面が支持アーム３１の面と平行でかつ両者の面に段差が付くように、Ｌ字型の角部の腕の付け根近傍でくねって曲げられている。この段差は駆動アーム３２を右フレーム２１の長孔２３を潜らせたときに支持アーム３１がフレーム２１の内側に、駆動アーム３２がその外側に位置して長孔２３内を自由に揺動できるようにされている。支持アーム３１の腕中央部側面にはヒンジ３３が直角に曲げて設けられ、貫通孔３３ａに挿通されたビス３４と植設されたノックピン３５とによりトルク伝達部材５の一端側５ａを固定するようになっている。
【００１８】
従動側クランク４にはその両端近傍にクランクの揺動の支点になる軸孔４ａと可動刃１の可動刃支持ピン２を揺動可能に軸支する支持ピン孔４ｂが設けられている。従動側クランク４の腕の側面に直角にトルク伝達部材５の他端５ｂが固定されている。本実施形態のように従動側クランク４とトルク伝達部材５とは一体の板材から板金加工により成形されることが望ましいが、別個に製作して溶接などにより固着してもよい。トルク伝達部材５は剛性をますためにＬ字断面のビーム状をなし、前述のようにその一端５ａに支持アーム３１のヒンジ３３を固定して駆動側クランク４の駆動トルクを従動側クランク５に伝達するようになっている。
【００１９】
左フレーム１１には、軸ピン１２が左フレーム１１の外側に突出するように植設され、従動側クランク４の軸孔４ａに挿通されて従動側クランク４を揺動可能に軸支する。また、左フレーム１１にはばね係止部１５が設けられ、このばね係止部１５と可動刃１のばね係止ピン６との間にはコイルばね１４（付勢手段）が張設されて可動刃１の刃先１ａが固定刃先７ａに圧接されるように付勢されている。
【００２０】
右フレーム２１には内側に向けて軸ピン２２が植設され、駆動側クランク３の軸孔３ａに挿通して駆動側クランク３を揺動可能に軸支するようになっている。また、右フレーム２１には長孔２３と２４および窓２５が設けられている。長孔２３は組み立ての際に駆動側クランク３の駆動アーム３２を潜らせることができ、駆動側クランク３が揺動するとき障害にならぬ大きさにされている。長孔２４には、駆動側クランク３の支持ピン孔３ｂに挿通され右フレーム２１の外側まで突出した可動刃１の可動刃支持ピン２が貫通され、駆動側クランク３が揺動するとき回動できるようになっている。この右フレーム２１の外側に突出した可動刃支持ピン２の先端で図示しないリミットスイッチを作動させモータ８を回転、停止させるようになっている。窓２５はモータ８を右フレーム２１の内側にセットするときにモータクランク９が右フレーム２１の外側に覗くことができるような大きさにされている。
【００２１】
以下、上記構成の本発明のシート材切断装置の組み立てについて説明する。まず、左右フレーム１１、２１を固定刃７の両端にそれぞれ２本のビス１３を用いて固定してフレームを構成する。次に駆動側クランク３の駆動アーム３２を内側から長孔２３に潜らせてフレーム２１の外側に出し、軸ピン２２を軸孔３ａに挿通する。次に可動刃１の駆動側の可動刃支持ピン２を支持ピン孔３ｂに挿通したのち、従動側クランク４と一体になったトルク伝達部材５を左フレーム１１の方向から挿入し、従動側の可動刃支持ピン２を支持ピン孔４ｂに、軸ピン１２を軸孔４ａに挿通する。その後、トルク伝達部材５の一端５ａと駆動側クランク３のヒンジ３３とをビス３４とノックピン３５を用いて固定する。そして、可動刃先１ａが固定刃先７ａに圧接するように、コイルばね４の一端４ａをばね係止部１５に、他端１４ｂを可動刃１のばね係止ピン６に装着する。次に、モータ８のクランク９を窓２５に潜らせてモータクランクピン９ａを駆動側クランク３のスライド溝３ｃに係合させた後、モータ８を図示しないねじなどにより右フレーム２１に固定する。
【００２２】
このように組み立てたときに、可動刃先１ａが固定刃先７ａに対して図２に示すように剪断角αを持ち、図４に示すように交差角βを持つように設定される。これにより、切断進行時に可動刃と固定刃の両刃先の接点が常に点で接し、刃物が摩耗しても小さい力で綺麗に切断ができる。この剪断角α、交差角βは被切断シート材により変えられるが、通常剪断角αは１．０〜１０．０度に、交差角βは０．０５〜０．３度とすることが望ましい。
【００２３】
上記構成の本発明の切断装置の動作について説明する。モータ８を回転駆動すると、モータクランクピン９ａに係合しているスライド溝３ｃにより図３に示すように駆動側クランク３が軸ピン２２を中心として図のＸ方向の反時計方向に揺動し、トルク伝達部材５を介して揺動トルクが従動側クランク４に伝達され、駆動側クランク３と従動側クランク４が同期して揺動する。このとき、可動刃１の両端は可動刃支持ピン２により駆動側クランク３と従動側クランク４の支持ピン孔３ｂ，４ｂに支持されており、かつコイルばね１４により可動刃先１ａと固定刃先７ａとが圧接するように付勢されているので、可動刃１はその刃先１ａを固定刃先７ａに圧接しながら図３のＹ方向に下降し、両刃先間に挿入された図示しないシート材を切断する。このとき、切断線を決定する固定刃は固定されているので、従来の固定刃を動かして可動刃に圧接させる切断装置のように切断線がずれるおそれがない。切断が終了してさらにモータ８が回転するとクランク４は図のＸ方向の時計方向に揺動し可動刃１はＹ方向に上昇する。この揺動運動により右フレーム２１の長孔２４から突出した可動刃支持ピン２の突出部は軸ピン２２を中心として回動し、図示しないリミットスイッチを作動させてモータ８を停止する。
【００２４】
図５は本発明第２実施形態のシート材切断装置の分解斜視図である。前記図の第１実施形態と共通の部品については同一の記号を使用する。図について説明すると、駆動側クランク４２と従動側クランク４３は棒状のトルク伝達部材４４で連結され、可動刃１を両端の可動刃支持ピン２で支持している。駆動側クランク４２と、モータ８のモータクランクピン９ａに係合して駆動側クランク４２を揺動駆動する駆動アーム４１はフレーム４０を両側から挟んでフレーム４０のスライド溝４０ａに貫挿されたアームピン４５で連結される。駆動側クランク４２を固定したトルク伝達部材４４の一端４４ａがフレームの軸孔４０ｂと駆動アーム４１の軸孔４１ａに挿通されている。これにより、モータ８が回転すると駆動アーム４１が軸孔４１ａを中心として揺動し、アームピン４５を介して駆動側クランク４２をトルク伝達部材４４を軸として揺動させる。そして、可動刃支持ピン２により支持している可動刃１を往復駆動して固定刃７と協同してシート材を切断する。
【００２５】
本発明第２実施形態のシート材切断装置は、前記第１実施形態に比しやや部品数が増す点はあるが、固定刃を不動に固定しており、前記第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００２６】
以上説明したように、本発明の実施形態のシート材切断装置は、従来の切断装置のように固定刃を動かして可動刃に圧接させるのでなく、切断線を決める固定刃は固定しておき、可動刃の方を揺動させて固定刃に圧接させるので、印画紙などの厚紙を切断しても切断線のずれることがない。また、可動刃はフレームに揺動可能に軸支された揺動アームの揺動により往復運動をしてシート材を切断するの構造なので装置が小形にできる。
【００２７】
また、フレームは固定刃の両端に左右フレームを固定して固定刃を梁として構成されるので、従来の切断装置のように左右フレームを連結する梁フレームを別に設ける必要がなく小型にかつコストが低減できる。また、この揺動アームを板金加工により成形した駆動側クランク、従動側クランク及びそれを連結して同期駆動するトルク伝達部材から構成し、従動側クランクとトルク伝達部材を板金加工により一体成形しているので、安価に剛性の高いトルク伝達部材がえられ、一層の部品点数の低減とコスト低減が可能になる。
【００２８】
さらに前記駆動側クランクを、角隅部に設けられた支点を中心として揺動し、一方の足で可動刃を揺動可能に軸支する支持アームと他方の足で駆動手段に係合する駆動アームを有するＬ字型に形成し、この駆動アームを右フレームに設けられた長孔に挿入して潜らせ、駆動アームを覗かせて組み立てるので、部品点数が少なく組み立てが簡単で組み立て工数とコストの低減ができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のシート材切断装置は、部品数が少なく組み立てが容易で、かつ切断線のずれがなく印画紙などの切断においても安定した切断が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１実施形態のシート材切断装置の分解斜視図である。
【図２】本発明実施形態のシート材切断装置の正面図である。
【図３】図２のＰ−Ｐ断面図である。
【図４】可動刃と固定刃の交差角を説明する図である。
【図５】本発明第２実施形態のシート材切断装置の分解斜視図である。
【符号の説明】
１  可動刃
２  可動刃支持ピン
３  駆動側クランク
３ａ  軸孔
３ｂ  支持ピン孔
３ｃ  スライド溝
４  従動側クランク
４ａ  軸孔
４ｂ  支持ピン孔
５  トルク伝達部材
６  ばね係止ピン
７  固定刃
８  モータ（駆動手段）
９  モータクランク
１１  従動側フレーム（左フレーム）
１２  軸ピン
１３  ビス
１４  コイルばね（付勢手段）
１５  ばね係止部
２１  駆動側フレーム（右フレーム）
２２  軸ピン
２３  長孔
２４  長孔
２５  窓
３１  支持アーム
３２  駆動アーム
３３  ヒンジ
３４  ビス
３５  ノックピン
４０  駆動側フレーム
４１  駆動アーム
４２  支持アーム
４３  従動側アーム
４４  トルク伝達部材
４５  リンクピン
【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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