切纸装置 本发明涉及一种切纸装置，用于传真机，复印机，打印机或类似设备中，特别涉及一种具有一细长静止切刀和一运动的轮状切刀的切纸装置，用以将一卷纸切成具有既定长度的纸张。
设在传真机，复印机、打印机或类似设备中的切纸装置用来将一卷纸切成具有既定长度的纸张。
日本专利申请公开说明书No.7-124892(1995)公开了一种切纸装置的典型例子，其中采用了无需热处理和成刃工序的廉价的静止切刀，并通过将切割轮设在适当位置可使旋转切割轮的轮子能够去掉。
在传统切纸装置中，其静止切刀由经强化处理的不锈钢制成。虽然此材料比普通用于切刀的工具钢便宜得多，但它仍然是昂贵的。而且，这种钢制的静止切刀需要在模具到模具公隙为零的情况下进行中压。因此，模具会迅速磨损，使生产此静止切刀的质量控制变得困难。
另一方面，在传统切纸装置中，其静止切刀及刀架是单独制备的，并通过点焊结合在一起。这会引起成本的上升。虽然也有人提出了其刀架与静止切刀整体制作的另一例子，但由于其强度小且其导轨部分需要冲压，因而不是一种实用产品。另外，由于其材料为不锈钢，所以也难于将其加工成复杂形状。
而且，在传统切纸装置中，因其刀夹以螺丝拧紧在滑座上，所以其切割轮不易更换。
因此，本发明的一个目的在于提供一种切纸装置，其静止切刀，刀架及导轨成一体制作并能获得足够的强度。
本发明的另一个目的在于提供一种低制造成本地切纸装置。
本发明的再一个目的在于提供一种具有高切纸性能的切纸装置。
根据本发明的切纸装置，包括：
一静止切刀，具有切割待切纸张的长度，并含有一个放纸的基座部分，此静止切刀由冷轧钢制成；
一个导轨，沿与纸正交的方向设置；
一个架子，以构成静止切刀与导轨之间的连接；
一个刀夹，可沿导轨作往复运动，并制成能跨过静止切刀的形状，此刀夹包括在静止切刀上搁纸一侧的一个切割轮，并在其前进方向上具有一个开口以露出此切割轮的边缘，此切割轮由刀夹转动式轴支承，以便使此切割轮的边缘以一预定量横切静止切刀的刀口；
使切割轮的边缘压向静止切刀的刀口的装置；和
使刀夹作往复运动的传输装置。
下面结合附图对本发明作详细说明，其中：
图1为显示公开在日本专利申请No.7-124892中的传统切纸装置的透视图，
图2A至2C为说明图1中切割轮与静止切刀的设置的示意图，
图3为显示根据本发明的第一优选实施例的切纸装置的透视图，
图4为图3中的切纸装置的平面图，包括其仰视图，俯视图及侧视图，
图5为图3中切纸装置的分解透视图，
图6为沿图4中线a-a剖开的剖视图，
图7A至7C为说明图3中的切割轮及静止切刀的设置的示意图，
图8为显示切割操作开始前状态的示意图，
图9为显示切割操作开始时状态的示意图，
图10为显示切割操作进行时状态的示意图，
图11为显示切纸完成时状态的示意图，
图12为显示根据本发明的第二优选实施例的切纸装置的局部透视图，
图13为显示根据本发明的第三优选实施例的切纸装置的局部透视图。
在说明优选实施例的切纸装置之前，先说明图1至2C中的前述传统切纸装置。
如图1所示，在传统切纸装置中，其直线型细长的静止切刀20焊接在刀架21的上表面上并与设在刀架21上的导轨22平行。导轨22是通过弯曲刀架21的一端形成的。滑座23部分嵌入导轨22。刀夹25的形状为可使静止切刀20夹在其中并以螺丝将其一端拧紧在滑座23上。刀夹25沿导轨22往复滑动，带有传动线30的驱动机构控制刀夹25的运动。滑轮31的转轴起刀夹25的挡块的作用。刀夹25包括一个前刮板27，以通过刀夹25的运动将纸引导至切割点，和一个设在前刮板27之后的导纸器28。导纸器28将切下的纸张引导至一适当方向。静止切刀20具有一小曲率的刀口，其曲率通过冲压统一制成。静止切刀20由经强化处理的不锈钢制成。
切割轮26及静止切刀20的设置将在图2A至2C中详细说明。切割轮26装配在支座32上并可随着它整体转动。切割轮26的支杆33与静止切刀20倾斜一既定角度θz°，而且，支杆33的设置应使切割轮26的边缘与静止切刀20的刀口少量重叠。因而，切割轮26的边缘可与静止切刀20的刀口在一接触点相接触。此接触点即为将纸切下的纸切割点。切割轮26可通过一按压装置如弹簧片以一既定压力(Fs)压在静止切刀20的刀口上。当切割轮26沿切纸方向运动时，切割轮26由在接触点产生的力矩(M)以恒定周期转动。为获得此所需力矩，需对一些条件进行最优选择。
接下来，将在下面说明第一优选实施例的切纸装置。
如图3和4所示，第一优选实施例的切纸装置包括一个静止切刀1，沿与供纸正交的方向延伸，一个刀夹2，具有跨过静止切刀1刀口的外形并由静止切刀1活动支撑，一个切割轮(旋转切刀)3，由刀夹2可旋转地支撑，和一个传输装置，以传输刀夹2。在此实施例中，传输装置采用了含有一传动线6的驱动机构。另一方面，传输装置也可采用其他已知的驱动机构，例如，传输装置可为使用者的手。
静止切刀1，支架1a及用于导向刀夹2的运动的导轨1b由单块钢板整体制成。通过采用单块钢板整体制作静止切刀1及其他部件，使部件数量得以减少。静止切刀1同样用作放置纸张于其上的基座部分1C。当此切纸装置用在纸张穿过的装置，例如传真机中时，此静止切刀还用作传纸基座。静止切刀1的材料为冷轧钢板。因此，静止切刀1非常便宜并且很容易生产，因此产品质量稳定。静止切刀1可在不经过对由压力模具冲压的钢板进行成刃处理的情况下使用。在此情况下，在模具冲压刀口处不存在模具到模具的公隙。如果此冲压过程应用在高硬度材料上，则模具一定迅速磨损。然而，当采用冷轧钢板时，模具寿命可大幅度延长。
刀夹2可在导轨1b上作往复运动，且具有跨过静止切刀1刀口的形状，它将切割轮3保持在静止切刀1上搁纸的一侧，并在其前进方向上开口以露出切割轮3的边缘。以静止切刀1划分，它具有在静止切刀1上搁纸一侧的一个切割轮夹持部分2a和在静止切刀1背面的一个滑座2d。滑座2d与可滑动支撑2o整体制成。切割轮夹持部分2a和滑座2d通过跨过静止切刀1刀口的连接臂2k互相连接。切割轮夹持部分2a最好为可拆卸的。在此实施例中，切割轮夹持部分2a包括一切割轮夹持器的支撑部件2b和一个切割轮夹持器2c。切割轮夹持器2c由锁扣2n固定在切割轮夹持器的支撑部件2b上。切割轮夹持器2c也是可拆卸的，且无需任何工具进行拆卸。
切割操作通过使刀夹2由支架1a的后部向前部沿纵向运动来进行。在完成切割操作后，刀夹2由前部返回后部的一个等待位置以准备下一次切割操作。切割轮夹持部分2a具有前导引部分2g和一个导纸部分2h，它的前部沿前进方向紧随前导引部分2g的前部。前导引部分2g制成一倾斜表面，它在刀夹2向前运动时可以把由静止切刀1飘起的纸张放下。导纸部分2h制成一水平表面，与静止切刀1相平行，其中在导纸部分2h与静止切刀1之间设有一狭窄缝隙。提供的纸通过此狭缝被引导至切纸点，即切割轮3与静止切刀1之间的接触点。另外，导纸部分2h后还跟有一后导引部分2i，用以将已切纸张的端部导引到既定方向。后导引部分2i制成为由导纸部分2h至滑座2d平缓倾斜的表面，并擦过连接臂2k以使它跨过纸张。如果此坡度制得陡峭则连接臂2k就会影响纸张。因此，此坡度需平缓。在此实施例中，通过采用这些部件，可在切割纸张同时消除纸张的翻动，并可使已切纸张导向到一既定方向上。因而，可不采用限定静止切刀1上狭缝的纸张传输轨道就可以实施切纸操作。而且，也不存在由于连接臂2k影响而使已切纸张卡位的问题。已切纸张由滑座2d方向落下。已切纸张在刀夹2来回运动时有可能接触刀夹2。如果刀夹2接触并碰开已切纸张，就会发生卡纸。因而，刀夹2需设有防止这种碰开的装置。于是，刀夹2的滑座2d设有一前刮板部分2p，在其前进方向一端，并制成一倾斜表面以使已切纸张得以推开，和一后刮板部分2m，在后退方向的一端，并制成一倾斜表面以使已切纸张得以推开。同时，全部传输装置设置在滑座2d一侧。也就是说，在静止切刀1之上，没有任何部件会妨碍纸张的放置。因此，纸张易于放置。
如图5所示，传输装置采用了包括传动线6的驱动机构。在传动线6的两端，固定有停止元件6b，6b。与传动线6的一端接近处，附有一螺旋弹簧6a。螺旋弹簧6a向传动线6施加张力。传动线6的两端连接在刀夹2的滑座2d上。在静止切刀1沿纵向的后部固定有一驱动轮轴7a，在静止切刀1沿纵向的前部固定有一中间轮轴12a。在轮轴7a上装有一驱动轮7，在轮轴12a上装有一中间轮12。驱动轮7与驱动齿轮7b一体制作。在驱动轮7一端设有一电机8。电机8的转轴配有一主动齿轮8a，从而使电机8的转动得以传递至驱动轮7。电机8通过螺钉9固定在支架1a上。在驱动轮轴7a及中间轮轴12a上分别设有锁紧垫圈13，13，以防止轮的脱落。
如图5和6所示，切割轮3，支座3a，轮3b及法兰3c整体组装。切割轮3由切割轮轮轴10可转动地支撑。而且，切割轮3由弹簧体11压在静止切刀1的刀口上。切割轮3在其圆周上具有一锋利边缘。切割轮轮轴10的设置使得轮3b压在静止切刀1上。由于压在静止切刀1上，使轮3b产生一既定量的形变。p从而在刀夹2移动时切割轮3发生转动。轮3b及刀夹2的滑座2d通过利用由于轮3b的形变产生的应力将静止切刀1夹在其间。切割轮轮轴10由切割轮夹持器2c及端盖5支撑。端盖5整体固定在切割轮夹持器2c上。
接下来，将在下面详细说明切割轮3与静止切刀1的设置。如图7A至7C所示，切割轮3与静止切刀1以多于既定量相交。切割轮3由弹簧片11压在静止切刀1上。切割轮3沿与刀夹2前进方向相反的方向以一固定周期转动。切割轮3设置为与切割平面成0.5°至3°，最好为约2°的夹角，以使切割轮3与静止切刀1仅在有关切割操作的一点接触，即在由切割轮3的边缘与静止切刀1的刀口交切产生的两个交切点中，沿刀夹2前进方向的那个交切点。从而，确保切割轮3的边缘与静止切刀1的刀口相接触。因此，可大幅度加强切割性能的稳定性。
如果上述角度小于0.5°，则切割轮3的非边缘位置与静止切刀1接触，这会导致切割操作的失败。另一方面，如果此角度大于3°，则切割轮3将与静止切刀1过度接触，从而会丧失切割功能。
由于轮3b与切割轮3组装为一体，所以轮3b也设置为倾斜的。轮3b在转动并将纸压在静止切刀1之上时将纸拉引至切割轮3的边缘，这进一步稳定了切割操作。切割轮3以150g至350g，最好为250g的压力压在静止切刀1上。如果此压力小于150g，则切割轮3的边缘将会从静止切刀1的刀口上抬起，尤其在厚纸的情况下。因而，这会导制切割操作失败。另一方面，如果压力大于350g，切割轮3会与静止切刀1过度接触、或在静止切刀1上过度运动，从而丧失切割功能。
切割轮轮轴10的直径选定为2mm或更小，最好为约1mm。如果其直径大于2mm，其转动负载会超过切割轮轮轴10的旋转动力。由于切割轮3的转动变得不稳定，这会导致切割操作的失败。
上述数量条件是基于由实验证实的数据确定的，它适用于静止切刀由冷轧钢板制成的情况。上述确定为优选值的数值是通过采用SECC的最佳条件获得的。此条件的设定依赖于材料硬度。当采用硬度等于SECC硬度的材料时，这些在SECC情况下确定的条件同样适用。实验证明，满足此最佳条件的切纸装置能够切割高吸水能力的软纸，例如棉纸，即使在35℃，85％的高温高湿度环境下。
接下来，将在下面解释本发明第一实施例的切纸装置的切割操作。如图8所示，刀夹2的等待位置设置在静止切刀1沿纵向的后端。在此等待位置处刀夹2停止并靠近驱动轮7。当电机8反时针方向旋转时，电机8的旋转动力通过主动齿轮8a传导至驱动轮7上，且传动线6将刀夹2沿静止切刀1的纵向向前端拉动。切割轮3随刀夹2的运动以一固定周期转动。此时，切割轮3以与刀夹2前进方向相反的方向转动。如果在切割开始前纸张在静止切刀1上飘起，其前导引部分2g用于将纸放下。如图9所示，纸张通过导纸部分2h引导至切割点。当切割开始时，如图10所示，已切纸张通过后导引部分2i向下引导跨过静止切刀1。由于后导引部分2i制成一平缓的斜坡表面，可使已切纸张得以平滑引导。然后，如图11所示，已切纸张落至与切纸装置分离的地方，就象从那儿飘开一般。在完成切割操作后，刀夹2靠近中间轮12并停止运动。电机8的转动由一定时器控制。从而，使电机按反时针方向转动一既定时间，然后在停下后再按顺时针方向转动一既定时间。在此实施例中，电机8按反时针方向转动一秒以切割宽为257mm的纸，然后顺时针转动一秒。当刀夹2返回等待位置且电机8停止转动后，即完成了切割操作。这种电机控制方法公开在例如日本实用新型申请公开说明书No.7-39580(1995)中。电机8的控制方法并不局限于此，可通过采用公知方法代替。
关于第一实施例中切纸装置的安全性，将切割轮3放在刀夹2内，且使切割轮3的边缘露出切纸需要的最小程度。因此，除故意情况外，使用者不可能触模到切割轮3的边缘。另外，静止切刀1的刀口在冲压时具有圆的外形，并不锋利。也就是说，即使使用者触及静止切刀1的刀口，也不会伤及手指。
在本发明第二优选实施例中，如图12所示，刀夹2可以为不可拆型，而在第一优选实施例中，切割轮夹持部分2a的切割轮夹持器2c可从切割轮夹持器支持部件2c上拆卸。
在本发明第三优选实施例中，如图13所示，包含静止切刀1的支架1a可以是L形的，而在第一实施例中，包含静止切刀1的支架1a制成如盒状。
同时，刀夹2的结构或形状，导轨1b的形状及刀夹2的传输装置并不局限于上述实施例，它们可由已知技术代替。
虽然为完整清楚地公开本发明，这里通过参考具体实施例说明本发明，但附后的权利要求并不局限于此，而应理解为包含本领域熟练人员可能想到的明显落入此处的基本思想的所有改进和替代结构。