JPH0773836B2 - シート用カッタ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は紙，フィルム等のシートを刃と刃受け部材とで
挟んで切るシート用カッタ装置に関するものであり、特
に、刃を回して切断するカッタ装置に関するものであ
る。

〔従来の発明〕

例えば、プリンタ，複写機等の画像記録装置において、
ロール状に巻かれたシートを所望の長さに切るためにシ
ート用カッタ装置が使用される。この種のカッタ装置と
して第５図に示すロータリ式カッタ装置が知られてい
る。

このロータリ式カッタ装置は軸形カッタ100を備えてい
る。このカッタ100は、丸棒の中央部の断面が第６図に
示すように半円状とされ、円周と弦とで形成される２つ
の角部のうちの、図において右方の角部が刃102とされ
たものである。刃102は軸方向とほぼ平行に形成されて
いる。軸形カッタ100は両端部が第５図に示すカッタ支
持装置104により回転可能かつ軸方向移動不能に支持さ
れており、電動モータ106の回転が減速機108,第１リン
ク部材110および第２リンク部材112を順次介して伝達さ
れることにより一定角度往復回転させられるようになっ
ている。カッタ支持装置104には第６図に示すように、
軸形カッタ100に近接し、かつそれと平行に延びる刃受
け部材114が板ばね116を介して固定されている。刃102
と刃受け部材114との間には、常にはシートＳの通過を
許容する隙間が形成されている。そして、切断の際に
は、電動モータ106の回転軸120の回転によって減速機10
8の出力軸122が回転させられ、その出力軸122の運動が
それと相対回転不能に取り付けられた第１リンク部材11
0の固定ピンを介して第２リンク部材112に伝達される結
果、第２リンク部材112と相対回転不能に結合された軸
形カッタ100が第６図において時計回りに所定角度回転
させられ、刃102と刃受け部材114との間の隙間が削減さ
せられてシートＳが切断される。このように、ロータリ
式カッタ装置においては、軸形カッタ100の一定角度の
回転により軸方向に沿った切断線が形成される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記ロータリ式カッタ装置においては、軸形カ
ッタ100の軸方向に沿って切断線が形成されるから、軸
形カッタ100の長さを切断線の長さより短くすることが
できない。そのため、サイズの大きなシートＳを切断す
るために刃102が長くなる場合には、軸形カッタ100の撓
みに起因して切断時における刃102の中央部の切れ味が
悪くなることがある。このような事態の発生を回避する
ために上記ロータリ式カッタ装置においては、軸形カッ
タ100を大径化して剛性を高めることが必要であり、カ
ッタの重量増大および部品コスト上昇という問題が生ず
る。

また、前述のロータリ式カッタ装置においては、所望の
切断線全体の切断がほぼ同時に行われて切断が短時間で
完了するという利点がある反面、軸形カッタ100を相当
大きな力で駆動することが必要となり、カッタ駆動装置
が高価となり、また、重量が増大するという問題も生ず
る。

本発明はこれらの問題を解決することを課題として為さ
れたものである。

〔課題を解決するための手段〕

そして、本発明の要旨は、シート用カッタ装置を、
（ａ）回転中心線を中心とする円周に沿って前記刃が形
成された円形カッタと、（ｂ）互いに平行に延びるエッ
ジをそれぞれ有し、それらエッジ間に前記円形カッタの
外周部の一部を挟む一対の挟み部材であって、それらの
一方が前記刃受け部材として機能するものと、（ｃ）前
記円形カッタを回転させつつ、前記エッジの延びる方向
に平行な方向に移動させるカッタ駆動装置とを含み、か
つ、（ｄ）前記一対の挟み部材の少なくとも一方が板ば
ねから成り、（ｅ）その板ばねの前記エッジからそのエ
ッジの延びる方向に直角な方向にその板ばね上で隔たっ
た部分が前記カッタ装置のフレームに固定され、（ｆ）
それら一対の挟み部材の前記エッジ間の間隔が、それら
エッジ間に円形カッタが存在しない状態においてその円
形カッタの厚さより小さくなる大きさに設定されたもの
としたことにある。

なお、ここにおける「切断」は、シートを２つに分断す
ることに限られるわけではなく、単に一定距離の切断線
を形成する態様も含むものとする。

また、円形カッタの支持構造の簡単化のために、本発明
における「カッタ駆動装置」を例えば、円形カッタの回
転軸の直径より僅かに大きい幅で円形カッタの移動方向
と平行に延びる長穴が形成された支持部材を含み、その
長穴に回転軸が摺動可能に嵌入させられるものとするこ
とが望ましい。

〔作用〕

本発明に係るシート用カッタ装置においては、カッタ
が、刃が回転中心線と同心の円周に沿って形成された円
形カッタとされる。

この円形カッタは一対の挟み部材により、外周部の一部
がそれの両側から挟まれる。一対の挟み部材は、互いに
平行に延びるエッジをそれぞれ有し、それらエッジ間に
円形カッタの外周部の一部を挟むものであって、それら
の一方が刃受け部材として機能する。

それら一対の挟み部材はまた、その少なくとも一方が板
ばねから成り、その板ばねのエッジからそのエッジの延
びる方向に直角な方向にその板ばね上で隔たった部分が
カッタ装置のフレームに固定される。しかも、それら一
対の挟み部材のエッジ間の間隔が、それらエッジ間に円
形カッタが存在しない状態においてその円形カッタの厚
さより小さくなる大きさに設定される。

そのため、円形カッタが一対の挟み部材の間にあれば、
板ばねは円形カッタによって弾性的に湾曲させられ、そ
の復元力により板ばねが円形カッタを相手方の挟み部材
に押し付ける。つまり、円形カッタは一対の挟み部材の
少なくとも一方自体の弾性を利用することにより一対の
挟み部材間に弾性的に挟まれるのである。

円形カッタはまた、カッタ駆動装置により、一対の挟み
部材により弾性的に挟まれた状態で回転させられつつ移
動させられる。その結果、切断は円形カッタの刃と一対
の挟み部材の一方である刃受け部材のシート載置面のエ
ッジとの交点近傍の狭い領域において行われ、その交点
は円形カッタの移動につれて移動するため、シートの切
断線は円形カッタの軸方向に直角な方向に形成されるこ
とになる。

〔発明の効果〕

そのため、本発明によれば、シートの切断線が長くなる
のに伴って円形カッタやそれの回転軸が大径化し、重量
が増大することが回避されるとともに、円形カッタの駆
動力が小さくて済むこととなってカッタ駆動装置の小形
軽量化も可能となり、装置重量およびコストの低減が可
能となるという効果が得られる。

また、円形カッタの外周部の一部は一対の挟み部材によ
り弾性的に挟まれているため、切断時に刃と刃受け部材
のエッジとの間に隙間が発生せず、切断が良好に行われ
るという効果が得られるとともに、一対の挟み部材の一
方が刃受け部材を兼ねるから、カッタ装置の構造簡単化
が可能となるという効果も得られる。

さらに、一対の挟み部材の少なくとも一方が板ばねから
成り、それ自体の弾性を利用することにより円形カッタ
が一対の挟み部材間に弾性的に挟まれるため、その弾性
力を一対の挟み部材以外の部材により発生させる場合に
比較して構造が簡単になるという効果も得られる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本発明の実施例であるカッタ装置の主要部の分
解斜視図である。符号10は円板状の円形カッタであり、
それの円周に沿って刃12が形成されている。円形カッタ
10は本カッタ装置によって切断されるシートＳと交差す
る姿勢で配置される。符号14はピニオンであり、それの
両端面からは第３図に示すように、それぞれ同軸に円筒
部16が延び出させられている。一方の円筒部16が円形カ
ッタ10の軸穴18に相対回転不能に挿通されるとともに、
ピニオン14と円形カッタ10との互いに対向する端面同士
が互いに当接させられている。本実施例においては、２
つの円筒部16が円形カッタ10およびピニオン14の回転軸
を構成している。

円形カッタ10およびピニオン14の両側に、共に薄板状の
第１フレーム24と第２フレーム26とが円形カッタ10と平
行に配置されている。それら両フレーム24,26にはそれ
ぞれ長穴28が形成されて互いに平行に延びており、前記
２つの円筒部16が各々長穴28に摺動可能に嵌入させられ
ている。32はスペーサであり、円形カッタ10の刃12と第
２フレーム26とが直に接触して刃12が早期に摩耗するこ
とを防止する機能と、円形カッタ10の円滑な回転を許容
する機能とを果たす。第１および第２フレーム24,26の
間隔は、円形カッタ10,ピニオン14およびスペーサ32の
厚さの和より僅かに大きくされており、円形カッタ10等
の長穴28に沿った移動は許容されるが、それらの回転軸
線が両フレーム24,26の面に対して直角な状態から傾く
こと、および長穴28の幅方向に移動することは防止され
るようになっている。第１および第２フレーム24,26の
間隔は、第１図に示す適数個のスペーサ34によって一定
に保たれている。

円形カッタ10と第１フレーム24との間に薄板状のラック
部材36がそれらと平行に配置されている。ラック部材36
にはピニオン14と噛み合うラック38が長穴28と平行に形
成されている。そして、ピニオン14および円筒部16にキ
ャリッジ軸42が相対回転可能に挿通され、キャリッジ軸
42が長穴28の長手方向に移動させられるとき、円形カッ
タ10が回転しつつ移動するようにされている。なお、上
記第1,第２フレーム24,26とラック部材36とはカッタ装
置のメインフレーム（図示しない）に固定されている。

円形カッタ10の下方には第３図に示すように、それと平
行に一対の板ばね44が配置されている。これら一対の板
ばね44は、図示しないスペーサにより円形カッタ10の厚
さより僅かに小さい間隔で一定に保たれた状態で前記メ
インフレームに固定されており、上端部において円形カ
ッタ10の外周部の下部を両側から弾性的に挟んでいる。
一対の板ばね44の間に隙間が設けられているのは、シー
トＳの切断時に発生する切りくずが板ばね44の間に溜ま
って切れ味が悪くなるのを防止するためである。板ばね
44は各上面（円形カッタ10の中心線に対向する向きの
面）がシートＳの載置面とされており、刃受け部材の機
能を果たす。すなわち、本実施例においては、一対の板
ばね44が一対の挟み部材なのである。

第１フレーム24の、ラック部材36とは反対側の面に、第
１図に示すように第１ベルトプーリ50および第２ベルト
プーリ52が取り付けられている。それらベルトプーリ5
0,52は長穴28の長手方向に長穴28より長い距離を隔てて
設けられており、両者50,52にタイミングベルト54（以
下、単にベルト54という。）が巻き掛けられ、そのベル
ト54の長穴28に沿って延びる直線部に板状のキャリッジ
56が固定される。キャリッジ56は図示しないガイドによ
り、長手方向が常にベルト54の上記直線部と平行となる
姿勢を保つようにされており、このキャリッジ56に前記
キャリッジ軸42が取り付けられている。

第２ベルトプーリ52には第２図に示すように、ギヤ70が
同軸に固定されており、そのギヤ70が減速ギヤ72を介し
て電動モータ74の出力ギヤ76と噛み合わせられる。第１
フレーム24の、両ベルトプーリ50,52の取付面に回動軸7
8が立設され、その回動軸78に第１図に示すＴ字状のプ
レート80が回動可能に取り付けられており、そのプレー
ト80の長手方向の中間部に第２ベルトプーリ52が回転可
能に取り付けられて、プレート80の回動によりベルト54
のテンションが調節可能となっている。プレート80はテ
ンション調節後、ネジ82とナット部84とによって第１フ
レーム24に固定される。上記減速ギヤ72は回動軸78に回
転可能かつ離脱不能に取り付けられて、テンション調節
のためにプレート80の角度が変えられても出力ギヤ76お
よびギヤ70の噛み合いが保たれるようになっている。電
動モータ74は第２フレーム26に取り付けられる。

次に作動を説明する。

通常は、円形カッタ10が上流側（第１図において左端）
に位置させられて、シートＳが板ばね44の上面に沿って
送り方向（図において矢印Ａで表す。）に送られること
を許容する状態にある。

シートＳを切断する場合には、電動モータ74が正方向に
回転させられて下流側の第２ベルトプーリ52が図におい
て反時計方向に回転させられ、キャリッジ56が図におい
て左端から右端に向かって前進させられる。このキャリ
ッジ56の前進に伴って円形カッタ10が前進させられると
ともに、ラック38とピニオン14とによって円形カッタ10
は回転させられつつ前進させられることとなる。

円形カッタ10はそれの外周部の下方の一部を一対の板ば
ね44の上端部に挟まれつつ移動させられるが、前述のよ
うに、一対の板ばね44の下端部はカッタ装置のメインフ
レームに固定され、かつ、それら一対の板ばね44のエッ
ジ間の間隔はそれらエッジ間に円形カッタ10が存在しな
い状態においてその円形カッタ10の厚さより小さくなる
大きさに設定されている。そのため、円形カッタ10は一
対の板ばね44を相互に離間する方向に湾曲させ、その復
元力により一対の板ばね44のエッジ間に弾性的に挟まれ
状態で移動させられることとなる。

切断の様子を第４図に基づいて説明する。切断は、刃12
と板ばね44の上面との交点のうち、図において右方の交
点近傍の狭い領域（カット部という。）で行われる。正
確には、刃12とシートＳの送り方向上流側である一方の
板ばね44（第３図において右方の板ばね44）の、刃12に
近いエッジとによって切断が行われる。このとき、刃12
からシートＳに板ばね44に向かう向きの力が加えられ、
シートＳが板ばね44の上面に押し付けられて、シートＳ
の横ずれが防止されつつ切断が行われる。すなわち、シ
ートＳには切断時に、円形カッタ10の円周速度v₁と移動
速度v₂（キャリッジ56の移動速度と等しい。）との合成
速度V₀の方向の力F₁と、刃12に直角な方向の力F₂とが作
用し、本実施例においては、カット部の位置が円形カッ
タ10の下部に選定されるとともに、ピニオン14の直径が
円形カッタ10より小径とされて上記合成速度V₀の方向が
手前（移動方向とは反対の方向）に向き、シートＳに作
用する２つの力F₁とF₂との合力Ｆが第４図に例示するよ
うにシートＳを板ばね44に有効に押し付ける力として働
き、シートＳの横ずれが防止されるのである。

円形カッタ10の前進に応じて切断がシートＳの幅方向に
沿って進行し、円形カッタ10がシートＳを通過したとき
に切断が完了する。

切断が完了すると、電動モータ74が逆回転させられてキ
ャリッジ56が後退し、円形カッタ10も後退させられて初
期位置に復帰する。

以上の説明から明らかなように、本実施例においては、
切断線が円形カッタ10の回転軸線と直角な方向に形成さ
れるから、切断するシートＳの幅方向寸法のために円形
カッタ10の回転軸の長さや、回転軸を支持する第１およ
び第２フレーム24,26の間隔が増大することがなく、サ
イズの大きなシートＳを切断するために回転軸が大径化
して重量が増大するという事態が回避されるという効果
が得られる。

また、本実施例においては、切断は円形カッタ10の刃12
と板ばね44の上面との交点近傍の狭い領域で行われるた
め、切断時における円形カッタ10を回転させる力も移動
させる力も小さくて済み、電動モータ74の駆動能力を低
く抑えることが可能となって、電動モータ74が安価にな
るとともに高価な減速機を省略できるという効果が得ら
れる。

また、本実施例においては、円形カッタ10の外周部が２
枚の板ばね44により弾性的に狭まれているため、切断時
に刃12と板ばね44との間に隙間が発生せず、切断が良好
に行われという効果が得られる。

また、本実施例においては、一対の板ばね44自身の弾性
により円形カッタ10がそれの両側から弾性的に挟まれる
から、その弾性を一対の板ばね44以外の部材により発生
させる場合に比較して容易にその弾性挟み構造が簡単化
されるという効果が得られる。

また、本実施例においては、円形カッタ10の回転軸（一
対の円筒部16）自身が長穴28により回転可能かつシート
切断方向に移動可能に支持されているため、回転軸を支
持する構造の簡単化およびコスト削減がされるという効
果が得られる。

また、本実施例においては、円形カッタ10の移動に伴
い、ラック38とピニオン14とによって円形カッタ10が回
転させられるとともに、ベルト54が円形カッタ10と平行
な面内で回転するようにされているため、円形カッタ10
の移動させるための要素である電動モータ74,ベルト54,
キャリッジ軸42等から成る駆動伝達系の構成が簡単化さ
れるとともに、円形カッタ10を回転させるための要素で
あるラック38,ピニオン14等から成る駆動伝達系の構成
も簡素化されるという効果が得られる。

また、本実施例においては、第１フレーム24,第２フレ
ーム26およびラック部材36が共に薄板状とされ、円形カ
ッタ10と平行とされ、しかも、互いに近接して配置され
るため、カッタ装置の、円形カッタ10の軸線方向と平行
な寸法が短くなり、カッタ装置がコンパクトになるとい
う効果が得られる。

以上の説明から明らかなように、本実施例においては、
それぞれ支持部材としての第１および第２フレーム24,2
6,ピニオン14,ラック部材36,キャリッジ軸42,ベルト54,
電動モータ74等がカッタ駆動装置を構成しているのであ
る。

以上、本発明の実施例を詳細に説明したが、これは文字
通り例示であって、その他、当業者の知識に基づいて種
々の変形，改良等を施した態様で本発明を実施すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例であるカッタ装置の要部の分解
斜視図、第２図はそのカッタ装置の要部の正面図、第３
図は第２図のIII−III断面図、第４図は上記カッタ装置
の切断の原理を説明するための正面図である。第５図は
従来のロータリ式カッタ装置の分解斜視図であり、第６
図はそのカッタ装置の側面断面図である。 10:円形カッタ、12:刃 14:ピニオン、36:ラック部材 42:キャリッジ軸、46:板ばね 54:タイミングベルト、74:電動モータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】紙，フィルム等のシートを刃と刃受け部材
   とで挟んで切るカッタ装置であって、 回転中心線を中心とする円周に沿って前記刃が形成され
   た円形カッタと、 互いに平行に延びるエッジをそれぞれ有し、それらエッ
   ジ間に前記円形カッタの外周部の一部を挟む一対の挟み
   部材であって、それらの一方が前記刃受け部材として機
   能するものと、 前記円形カッタを回転させつつ、前記エッジの延びる方
   向に平行な方向に移動させるカッタ駆動装置と を含み、かつ、前記一対の挟み部材の少なくとも一方が
   板ばねから成り、その板ばねの前記エッジからそのエッ
   ジの延びる方向に直角な方向にその板ばね上で隔たった
   部分が前記カッタ装置のフレームに固定され、それら一
   対の挟み部材の前記エッジ間の間隔が、それらエッジ間
   に円形カッタが存在しない状態においてその円形カッタ
   の厚さより小さくなる大きさに設定されたことを特徴と
   するシート用カッタ装置。