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【発明の名称】 シート穿孔装置
【発明者】 【氏名】金子 環

【要約】 【課題】パンチ孔列の種類が切り替え可能なシート穿孔装置をシンプルかつ安価に構成する。

【解決手段】パンチ21,23,25は、リンク31,33,35を介してスライドアーム51に連結される。パンチ22,24は、リンク32,34を介してスライドアーム52に連結される。スライドアーム51,52には、係合ピン53,54が設けられる。係合ピン53,54は、駆動ギヤ44,43に設けられたカム47,48のカム溝47a,48aに係合する。係合ピン53がカム溝47aの直線溝部47a2に係合しているときは、係合ピン54がカム溝48aの曲線溝部48a1に係合し、係合ピン54がカム溝48aの直線溝部48a2に係合しているときは、係合ピン53がカム溝47aの曲線溝部47a1に係合するように設定される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
フレームの長手方向に配設された複数のパンチと、前記複数のパンチに対応したダイス孔とを備え、駆動機構の回転運動がカム機構により前記複数のパンチの穿孔方向の往復動に変換されて前記複数のパンチと前記ダイス孔との協働によりシート材に孔列が形成されるシート穿孔装置において、
前記フレームの長手方向に沿って往復動可能な第1スライドアームおよび第2スライドアームを有する複数のスライドアームと、
前記複数のパンチのうちの第1パンチ群と前記第1スライドアームとに連結されて前記フレームとの支持軸回りの回転により前記第1スライドアームの往復動を前記第1パンチ群の穿孔方向の往復動に変換する第1リンク群と、
前記複数のパンチのうちの第2パンチ群と前記第2スライドアームとに連結されて前記フレームとの支持軸回りの回転により前記第2スライドアームの往復動を前記第2パンチ群の穿孔方向の往復動に変換する第2リンク群とを備え、
前記駆動機構は、駆動源と、この駆動源の回転駆動力を伝達可能にギヤ結合されて前記フレームとの各ギヤ支持軸回りに回転可能な第1駆動ギヤおよび第2駆動ギヤを有し、
前記カム機構は、前記第1駆動ギヤに設けられて前記第1スライドアームを往復動させる第1アーム動作部、および前記第1スライドアームの往復動を禁止する第1アーム動作禁止部を有する第1カムと、
前記第1スライドアームに設けられて前記第1カムに係合する第1カムフォロアと、
前記第2駆動ギヤに設けられて前記第2スライドアームを往復動させる第2アーム動作部、および前記第2スライドアームの往復動を禁止する第2アーム動作禁止部を有する第2カムと、
前記第2スライドアームに設けられて前記第2カムに係合する第2カムフォロアとで構成されてなり、
前記第1カムフォロアが前記第1カムの第1アーム動作部に係合しているときは、前記第2カムフォロアが前記第2カムの第2アーム動作禁止部に係合し、前記第2カムフォロアが前記第2カムの第2アーム動作部に係合しているときは、前記第1カムフォロアが前記第1カムの第1アーム動作禁止部に係合するように設定されていることを特徴とするシート穿孔装置。
【請求項2】
前記第1カムおよび前記第2カムは、略D字状のカム溝を有する溝カムであり、前記第1カムフォロアは、前記第1スライドアームに突設されて前記第1カムのカム溝に係合可能な第1係合ピンであり、前記第2カムフォロアは、前記第2スライドアームに突設されて前記第2カムのカム溝に係合可能な第2係合ピンであり、
前記第1アーム動作禁止部および前記第2アーム動作禁止部は、前記略D字状のカム溝の構成部分のうち、中心線の曲率半径が同一に設定された円弧状の曲線溝部で構成され、前記第1アーム動作部および前記第2アーム動作部は、前記略D字状のカム溝の構成部分のうちの直線溝部で構成されている請求項1に記載のシート穿孔装置。
【請求項3】
前記第1駆動ギヤと前記第2駆動ギヤは、歯数が同じで互いに逆回転する駆動ギヤであり、前記第1カムと前記第2カムのカム溝は、同じ輪郭の略D字状に形成されて前記第1駆動ギヤと前記第2駆動ギヤの回転により対称的に変位するように互いに反対方向に同じ角度だけ回るように設定されている請求項2に記載のシート穿孔装置。
【請求項4】
前記第1係合ピンおよび前記第2係合ピンは、初期位置に復帰している状態では、前記第1アーム動作禁止部および前記第2アーム動作禁止部内にて水平方向への移動が規制されている請求項2または3に記載のシート穿孔装置。
【請求項5】
前記駆動源は、1つの電動モータで構成されている請求項1ないし4のうちの何れか一つに記載のシート穿孔装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、シート穿孔装置に係り、特に画像形成装置から搬送された用紙の後処理を行うフィニッシャーに用いられるシート穿孔装置に関する。
【背景技術】
【0002】
この種のシート穿孔装置は、例えば、下記特許文献1に記載されているように、フレームの長手方向に配設された複数のパンチと、複数のパンチに対応したダイス孔とを備えており、駆動機構の回転運動がカム機構により複数のパンチの穿孔方向の往復動に変換されて複数のパンチとダイス孔との協働によりシート材に孔列が形成されるようになっている。
【0003】
この特許文献1に記載されたシート穿孔装置においては、フレームの長手方向に沿って往復動可能な1つのスライドアームと、このスライドアームとパンチの一群とに連結された第1連結体群と、前記スライドアームとパンチの他群とに連結された第2連結体群が設けられている。第1連結体群は、フレームとの支持軸回りに回転可能なリンクとして機能するとともに、パンチの一群を往復動させるための動作部とパンチの一群の往復動を禁止する動作禁止部を有する溝カムとしても機能する。同様に、第2連結体群は、フレームとの支持軸回りに回転可能なリンクとして機能するとともに、パンチの他群を往復動させるための動作部とパンチの他群の往復動を禁止する動作禁止部を有する溝カムとしても機能する。パンチの一群には、カムフォロアとしてのピンがそれぞれ突設されていて、第1連結体群のカム溝にそれぞれ係合している。また、パンチの他群には、カムフォロアとしてのピンがそれぞれ突設されていて、第2連結体群のカム溝にそれぞれ係合している。
【0004】
そして、この特許文献1に記載されたシート穿孔装置では、スライドアームの往動に伴う第1連結体群の回転により、パンチの一群のピンが第1連結体群の動作部に沿って移動して、パンチの一群が穿孔方向に往復動する。このとき、パンチの他群のピンは第2連結体群の動作禁止部に係合しているため、パンチの他群は穿孔方向に往復動しない。一方、スライドアームの復動に伴う第2連結体群の回転により、パンチの他群のピンが第2連結体群の動作部に沿って移動して、パンチの他群が穿孔方向に往復動する。このとき、パンチの一群のピンは第1連結体群の動作禁止部に係合しているため、パンチの一群は穿孔方向に往復動しない。このように、スライドアームの移動方向を変えることで、パンチの一群による穿孔か他群による穿孔かが切り替わるようになっている。
【特許文献1】特開2003−200391号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、上記特許文献1に記載されたシート穿孔装置では、各パンチ毎にカム機構が設けられている。このため、スライドアームの往復動に際して各カム機構における作動抵抗(摩擦抵抗や摺動抵抗)が大きくなるので、フレームの剛性を高く設定し、また駆動源を大型化しなければならず、装置の大型化、重量の増加を招来するという問題がある。また、第1連結体群および第2連結体群には、リンクと溝カムとの二つの機能が要求されるため、その構造が複雑になり、装置が高価になるという問題もある。また、第1連結体群および第2連結体群は、その構造が複雑であるため、組み付け性が悪いという問題もある。
【0006】
本発明の課題は、パンチ孔列の種類が切り替え可能なシート穿孔装置をシンプルかつ安価に構成することにある。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【0007】
上記課題を解決するために本発明は、
フレームの長手方向に配設された複数のパンチと、前記複数のパンチに対応したダイス孔とを備え、駆動機構の回転運動がカム機構により前記複数のパンチの穿孔方向の往復動に変換されて前記複数のパンチと前記ダイス孔との協働によりシート材に孔列が形成されるシート穿孔装置において、
前記フレームの長手方向に沿って往復動可能な第1スライドアームおよび第2スライドアームを有する複数のスライドアームと、
前記複数のパンチのうちの第1パンチ群と前記第1スライドアームとに連結されて前記フレームとの支持軸回りの回転により前記第1スライドアームの往復動を前記第1パンチ群の穿孔方向の往復動に変換する第1リンク群と、
前記複数のパンチのうちの第2パンチ群と前記第2スライドアームとに連結されて前記フレームとの支持軸回りの回転により前記第2スライドアームの往復動を前記第2パンチ群の穿孔方向の往復動に変換する第2リンク群とを備え、
前記駆動機構は、駆動源と、この駆動源の回転駆動力を伝達可能にギヤ結合されて前記フレームとの各ギヤ支持軸回りに回転可能な第1駆動ギヤおよび第2駆動ギヤを有し、
前記カム機構は、前記第1駆動ギヤに設けられて前記第1スライドアームを往復動させる第1アーム動作部、および前記第1スライドアームの往復動を禁止する第1アーム動作禁止部を有する第1カムと、
前記第1スライドアームに設けられて前記第1カムに係合する第1カムフォロアと、
前記第2駆動ギヤに設けられて前記第2スライドアームを往復動させる第2アーム動作部、および前記第2スライドアームの往復動を禁止する第2アーム動作禁止部を有する第2カムと、
前記第2スライドアームに設けられて前記第2カムに係合する第2カムフォロアとで構成されてなり、
前記第1カムフォロアが前記第1カムの第1アーム動作部に係合しているときは、前記第2カムフォロアが前記第2カムの第2アーム動作禁止部に係合し、前記第2カムフォロアが前記第2カムの第2アーム動作部に係合しているときは、前記第1カムフォロアが前記第1カムの第1アーム動作禁止部に係合するように設定されていることを特徴とする。この場合、例えば、前記第1スライドアームと前記第2スライドアームとは、前記フレーム内にて前記複数のパンチを挟んで対向配置され、または前記フレーム内の片側壁側に重ねて配置されるようにするとよい。
【0008】
本発明のシート穿孔装置においては、第1カムフォロアが第1カムの第1アーム動作部に係合しているときは、第2カムフォロアが第2カムの第2アーム動作禁止部に係合するように設定されている。また、第2カムフォロアが第2カムの第2アーム動作部に係合しているときは、第1カムフォロアが第1カムの第1アーム動作禁止部に係合するように設定されている。このため、第1カムフォロアが第1カムの第1アーム動作部に係合した状態が維持されるように、駆動源の回転方向を設定した場合には、第1カムフォロアの第1アーム動作部に対する追従に伴って、第1スライドアームが長手方向に往復動し、第1パンチ群のみが穿孔方向に往復動するようになる。一方、第2カムフォロアが第2カムの第2アーム動作部に係合した状態が維持されるように、駆動源の回転方向を設定した場合には、第2カムフォロアの第2アーム動作部に対する追従に伴って、第2スライドアームが長手方向に往復動し、第2パンチ群のみが穿孔方向に往復動するようになる。
【0009】
ところで、本発明のシート穿孔装置においては、カム機構が、第1カムおよび第1カムフォロアからなる第1のカム機構と、第2カムおよび第2カムフォロアからなる第2のカム機構との二つのカム機構で構成されている。このため、従来技術のシート穿孔装置のようにパンチ毎にカム機構を設ける必要がなく、リンクをテコの原理を利用したシンプルな形状に形成できるので、リンクの回転時における作動抵抗を低減することが可能となって、装置を小型、軽量かつ安価に構成することが可能である。
【0010】
また、本発明のシート穿孔装置においては、リンクの形状がシンプルであるため、その組み付け作業性も向上する。また、選択するパンチ群に対応して専用のスライドアームと駆動ギヤを設けるようにしたので、海外仕様等の多様な穿孔数の要求に応じて柔軟に対応することも可能である。
【0011】
本発明の実施に際して、前記第1カムおよび前記第2カムは、略D字状のカム溝を有する溝カムであり、前記第1カムフォロアは、前記第1スライドアームに突設されて前記第1カムのカム溝に係合可能な第1係合ピンであり、前記第2カムフォロアは、前記第2スライドアームに突設されて前記第2カムのカム溝に係合可能な第2係合ピンであり、
前記第1アーム動作禁止部および前記第2アーム動作禁止部は、前記略D字状のカム溝の構成部分のうち、中心線の曲率半径が同一に設定された円弧状の曲線溝部で構成され、前記第1アーム動作部および前記第2アーム動作部は、前記略D字状のカム溝の構成部分のうちの直線溝部で構成されていることも可能である。なお、第1カムおよび第2カムのカム溝の各直線溝部は、真っ直ぐな直線形状のものに限らず、各スライドアームの往復動に影響を与えない範囲で曲率を持たせるようにしたものも含まれる。このように、カム溝の各直線溝部に曲率を持たせるようにすれば、例えば、各スライドアームの動き出しの速さを緩やかに設定することができ、パンチの動き出しを滑らかにすることが可能である。
【0012】
これによれば、第1カムおよび第2カムのカム溝を、形成が容易な略D字状とすることで、上記した作用および効果が得られるので、第1カムおよび第2カムをシンプルかつ安価に構成することが可能である。
【0013】
この場合、前記第1カムおよび前記第2カムのカム溝の各直線溝部は、各中心線が前記各駆動ギヤの回転中心に対して前記各曲線溝部とは反対側にオフセットされた位置に配置されていることも可能である。
【0014】
これによれば、各係合ピンが初期位置に復帰したとき、各係合ピンの軸心を各駆動ギヤの水平方向の中心線上に位置させることが可能となって、各係合ピンの回転基準位置の設定が容易となる。また、各係合ピンとカム溝の直線溝部間に動作禁止部を設けることが可能となり、各係合ピンの僅かな回転動作でスライドアームが往動しなくなって、パンチの早めの往動に起因した例えばシートとの引っ掛かり等を効果的に防止することが可能である。
【0015】
また、本発明の実施に際して、前記第1駆動ギヤと前記第2駆動ギヤは、歯数が同じで互いに逆回転する駆動ギヤであり、前記第1カムと前記第2カムのカム溝は、同じ輪郭の略D字状に形成されて前記第1駆動ギヤと前記第2駆動ギヤの回転により対称的に変位するように互いに反対方向に同じ角度だけ回るように設定されていることも可能である。
【0016】
これによれば、第1カムと第2カムとが対称的に変位するように互いに反対方向に同じ角度だけ回る。このため、第1駆動ギヤおよび第2駆動ギヤのうちの何れか一方の回転位置のみを検出するようにすれば、第1スライドアームまたは第2スライドアームを所定量だけ往復動させることが可能となって、その作動制御が容易となる。
【0017】
また、本発明の実施に際して、前記第1係合ピンおよび前記第2係合ピンは、初期位置に復帰している状態では、前記第1アーム動作禁止部および前記第2アーム動作禁止部内にて水平方向への移動が規制されていることも可能である。
【0018】
これによれば、例えばカム係合時における作動抵抗を低減するために、第1カムおよび第2カムと、第1係合ピンおよび第2係合ピン間に所定量のクリアランスを設定した場合であっても、各スライドアームの往復動作が終了した状態では、第1係合ピンおよび第2係合ピンが第1アーム動作禁止部および前記第2アーム動作禁止部内にて水平方向への移動が規制された状態となる。このため、付勢部材を設けて第1スライドアームおよび第2スライドアームを初期位置に戻る方向へ付勢するように設定しなくても、各スライドアームが常に一定の初期位置に戻されるようになり、パンチも確実に一定の初期位置に戻されるようになって、パンチの正確な作動が保証される。
【0019】
また、本発明の実施に際して、前記駆動源は、1つの電動モータで構成されていることも可能である。この場合には、1つの電動モータの回転方向を変えるだけで、回転駆動力が第1駆動ギヤおよび第1カムを介して第1スライドアームの往復動に変換され、第2駆動ギヤおよび第2カムを介して第2スライドアームの往復動に変換されるので、複数の電動モータを用いる場合に比してコストが安価になる。なお、電動モータとして、例えばDCブラシモータを使用すれば、コストも安価になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
(第1実施形態)
以下に、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。図1〜図6は本発明によるシート穿孔装置を画像形成装置のフィニッシャーに適用したものの外観を示していて、このシート穿孔装置においては、長尺状かつ略U字状に形成されて複数のダイス孔11a〜11eを有するダイフレーム11と、長尺状かつ略矩形筒状に形成されてパンチ21〜25、リンク31〜35、駆動機構40およびスライドアーム51,52を組み付けたフレーム12とが、間隙形成板材13を介してシート材を挿通可能な所定の間隔に対向配置された状態で固定されている。なお、この間隔はダイフレーム11の曲げ成形によって得ることも可能である。
【0021】
ダイス孔11a〜11eは、パンチ21〜25にそれぞれ対応しており、パンチ21,23,25のダイス孔11a,11c,11eに対する往復動によりシート材に所定ピッチの3孔の孔列が形成され、パンチ22,24のダイス孔11b,11dに対する往復動によりシート材に所定ピッチの2孔の孔列が形成されるようになっている。
【0022】
フレームカバー14の上壁およびフレーム12の底壁には、ダイフレーム11のダイス孔11a〜11eと同軸に、ガイド孔14a〜14e,12a〜12eがそれぞれ形成されている。これにより、パンチ21〜25が、上下に離れたガイド孔14a〜14e,12a〜12eによりガイドされつつ穿孔方向へ往復動する。
【0023】
リンク31〜35は、図7にてリンク31を、図8にてリンク32を代表して示すように、正面視にて略L字状に形成されており、各中間部にて支持ピン31a〜35aによりフレームの両側壁に同ピン31a〜35a回りに回転可能に支持されている。また、リンク31〜35は、各一端部に形成された二股状のアーム部31b〜35bにてパンチ支持ピン31c〜35cを介してパンチ21〜25に連結されている。
【0024】
リンク31〜35のうちリンク31,33,35(第1リンク群)は、各他端部にてスライドアーム51に向けて突設されたアーム係合ピン31d,33d,35dを介してスライドアーム51の各連結部51a,51b,51cに連結され、リンク31〜35のうちリンク32,34(第2リンク群)は、各他端部にてスライドアーム52に向けて突設されたアーム係合ピン32d,34dを介してスライドアーム52の各連結部52a,52bに連結されている。
【0025】
これにより、スライドアーム51の往復動により、リンク31,33,35が支持ピン31a,33a,35a回りに回転するのに伴って、パンチ21,23,25(第1パンチ群)が穿孔方向に往復動する。また、スライドアーム52の往復動により、リンク32,34が支持ピン32a,34a回りに回転するのに伴って、パンチ22,24(第2パンチ群)が穿孔方向に往復動する。
【0026】
駆動機構40は、電動モータ41(駆動源)と、この電動モータ41にギヤ結合されて互いに異なる軸回りに回転する減速ギヤ42、駆動ギヤ43(第2駆動ギヤ)および駆動ギヤ44(第1駆動ギヤ)とを備えており、電動モータ41の回転駆動力が減速ギヤ42から駆動ギヤ43を経て駆動ギヤ44に伝達されるようになっている。
【0027】
電動モータ41は、例えばDCブラシモータであり、穿孔に要する回転数(回転量)が、駆動ギヤ43または44に同軸もしくは一体的に取り付けられた図示を省略するセンサフィラーとホームポジションセンサにより検出される。電動モータ41は、パルスカウントセンサにより検出されたパルスに応じて、適切な回転速度となるように、図示を省略する電気制御装置(ECU)により作動制御される。
【0028】
駆動ギヤ43は、ギヤ支持ピン45(ギヤ支持軸)によりフレーム12に取り付けられている。駆動ギヤ44は、駆動ギヤ43と歯数が同じものであり、互いに逆方向に回転するように駆動ギヤ43と噛み合っていて、ギヤ支持ピン46(ギヤ支持軸)によりフレーム12に取り付けられている。なお、駆動ギヤ43,44のうちの何れか一方の回転方向および回転角度が、前記ホームポジションセンサおよびセンサフィラーによって検出されるようになっている。駆動ギヤ44のスライドアーム51と対向した部位には、カム溝47aを有するカム47(第1カム)が一体的に形成され、駆動ギヤ43のスライドアーム52と対向した部位には、カム溝48aを有するカム48(第2カム)が一体的に形成されている。
【0029】
カム47のカム溝47aは、図9に示すように、後述する係合ピン53の直径に比して僅かに大きい溝幅を有するとともに、曲線溝部47a1と直線溝部47a2とで構成された略D字状に形成されている。カム溝47aの曲線溝部47a1(第1アーム動作禁止部)は、その中心線の曲率半径が同一に設定された円弧状に形成されている。カム溝47aの直線溝部47a2(第1アーム動作部)は、その中心線が駆動ギヤ44の回転中心に対して曲線溝部47a1とは反対側にオフセットされた位置に配置されている。
【0030】
カム48のカム溝48a(第2カム)は、カム47のカム溝47aと同じ輪郭の略D字状に形成されていて、後述する係合ピン54の直径に比して僅かに大きい溝幅を有するとともに、曲線溝部48a1と直線溝部48a2とで構成されている(図12参照)。カム溝48aの曲線溝部48a1(第2アーム動作禁止部)は、その中心線の曲率半径が同一に設定された円弧状に形成されている。カム溝48aの直線溝部48a2(第2アーム動作部)は、その中心線が駆動ギヤ43の回転中心に対して曲線溝部48a1とは反対側にオフセットされた位置に配置されている。
【0031】
スライドアーム51(第1スライドアーム)とスライドアーム52(第2スライドアーム)は、長尺状かつ矩形状の板材であり、フレーム12内にてパンチ21〜25を挟んで対向配置された状態で、フレーム12の長手方向に沿って往復動可能に設けられている。スライドアーム51のカム47と対向した部位には、図10(A)〜(C)に示すように、係合ピン53が設けられている。係合ピン53はカム47のカム溝47aに係合している。また、スライドアーム51には、係合ピン53のカム溝47aに対する追従を許容するために、ギヤ支持ピン46と係合してスライドアーム51を長手方向に向けて誘導するための切り欠き51d(ガイド部)が形成されている。
【0032】
スライドアーム52のカム48と対向した部位には、図11(A)〜(C)に示すように、係合ピン54が設けられている。係合ピン54はカム48のカム溝48aに係合している。また、スライドアーム52には、係合ピン54のカム溝48aに対する追従を許容するために、ギヤ支持ピン45と係合してスライドアーム52を長手方向に向けて誘導するための切り欠き52c(ガイド部)が形成されている。
【0033】
係合ピン53がカム溝47aの曲線溝部47a1に係合しているときは、その係合状態が維持される方向にカム47が回転してもスライドアーム51は往復動作しないが、係合ピン53がカム溝47aの直線溝部47a2に係合しているときは、その係合状態が維持される方向にカム47が回転することで、スライドアーム51がその長手方向に往復動する。
【0034】
一方、係合ピン54がカム溝48aの曲線溝部48a1に係合しているときは、その係合状態が維持される方向にカム48が回転してもスライドアーム52は往復動作しないが、係合ピン54がカム溝48aの直線溝部48a2に係合しているときは、その係合状態が維持される方向にカム48が回転することで、スライドアーム52がその長手方向に往復動する。
【0035】
スライドアーム51の下部には、支持ピン31a〜35aとの干渉を回避するための切り欠き51eが形成されている。また、スライドアーム52の下部には、支持ピン31a〜35aおよびギヤ支持ピン46との干渉を回避するための切り欠き52dが形成されている。
【0036】
上記のように構成した第1実施形態のシート穿孔装置においては、その待機時、電動モータ41は停止していて、カム47,48、係合ピン53,54およびスライドアーム51,52が、図12(B)および図13(A)に示した初期位置にある。この状態では、カム溝47a,48aが横向きに配置、すなわち、カム47,48の各曲線溝部47a1,48a1が上方に位置し、各直線溝部47a2,48a2が水平に位置するように配置されている。また、係合ピン53,54は、曲線溝部47a1,48a1同士の対応する同じ位置にあり、係合ピン53,54の両軸心が駆動ギヤ43,44の水平方向の中心線上に位置している。そして、係合ピン53,54は、曲線溝部47a1,48a1内にて、上下方向への移動のみが許容され、水平方向への移動が規制された状態にある。
【0037】
最初に、シート材に3孔の孔列を形成する場合について説明する。この場合には、上記した待機状態から電動モータ41が図示左回りに回転するようにその作動が制御される。電動モータ41が図示左回りに回転すると、駆動ギヤ43およびカム48が図示左回りに回転し、駆動ギヤ44が図示右回りに駆動ギヤ43と同じ角度だけ回転する。このとき、係合ピン54はカム溝48aの曲線溝部48a1に係合しているため、スライドアーム52は往復動しない。
【0038】
一方、カム47の図示右回りの回転による直線溝部47a2の変位に係合ピン53が追従するように、切り欠き51dがギヤ支持ピン46により水平方向に誘導されるのに伴って、スライドアーム51が図12(C)に示すように、図示右向きに往動し始める。これにより、リンク31,33,35がそれぞれ支持ピン31a,33a,35aを回転支点として図示右回りに回転する。カム47が図示右回りに90°未満の所定角度(例えば、45°)回転したとき、パンチ21,23,25とダイス孔11a,11c,11eとの協働によりシート材に3孔の孔列が形成される。
【0039】
カム47が図示右回りに90°回転した状態では、図13(B)に示すように、スライドアーム51の図示右向きへの往動量が最大となり、90°を超えた後はカム47の更なる図示右回りの回転に伴ってスライドアーム51が図示左向きに復動し始める。そして、カム47が図示右回りに180°回転したとき、図13(C)に示すように、スライドアーム51および係合ピン53は初期位置に復帰する。なお、スライドアーム51の初期位置からのオーバーランを防止するために、スライドアーム51が初期位置に復帰する直前で電動モータ41の作動が停止されるようになっている(例えば、ショートを利用した短絡ブレーキや逆転ブレーキなど)。
【0040】
3孔のパンチングを連続して行う場合には、カム47が図示右回りに180°回転した後に、180°反転する動作が実行されるように電動モータ41の作動が制御される。なお、ホームポジションセンサおよびセンサフィラーにより検出された検出信号に基づいて、駆動ギヤ43または44の回転方向および回転角度が計算され、係合ピン53または54が初期位置にあるか、初期位置から180°回転した位置にあるかが電気制御装置により判定・記憶されるようになっている。
【0041】
次に、シート材に2孔の孔列を形成する場合について説明する。この場合には、図12(B)および図14(A)に示した待機状態から電動モータ41が図示右回りに回転するようにその作動が制御される。電動モータ41が図示右回りに回転すると、駆動ギヤ43およびカム48が図示右回りに回転し、駆動ギヤ44が図示左回りに駆動ギヤ43と同じ角度だけ回転する。このとき、係合ピン53はカム溝47aの曲線溝部47a1に係合しているため、スライドアーム51は往復動しない。
【0042】
一方、カム48の図示右回りの回転による直線溝部48a2の変位に係合ピン54が追従するように、切り欠き52cがギヤ支持ピン45により水平方向に誘導されるのに伴って、スライドアーム52が図12(A)に示すように、図示右向きに往動し始める。これにより、リンク32,34がそれぞれ支持ピン32a,34aを回転支点として図示右回りに回転する。カム48が図示右回りに90°未満の所定角度(例えば、45°)だけ回転したとき、パンチ22,24とダイス孔11b,11dとの協働によりシート材に2孔の孔列が形成される。
【0043】
カム48が図示右回りに90°回転した状態では、図14(B)に示すように、スライドアーム52の図示右向きへの往動量が最大となり、90°を超えた後はカム48の更なる図示右回りの回転に伴ってスライドアーム52が図示左向きに復動し始める。そして、カム48が図示右回りに180°回転したとき、図14(C)に示すように、スライドアーム52および係合ピン54は初期位置に復帰する。なお、この場合にも、上記した3孔の穿孔の場合と同様、スライドアーム52の初期位置からのオーバーランを防止するために、スライドアーム52が初期位置に復帰する直前で電動モータ41の作動が停止される。
【0044】
2孔のパンチングを連続して行う場合には、上記と同様、カム48が図示右回りに180°回転した後に、180°反転する動作が実行されるように電動モータ41の作動が制御される。
【0045】
上記のように構成した第1実施形態においては、カム機構が、カム47のカム溝47aおよびスライドアーム51の係合ピン53からなる第1のカム機構と、カム48のカム溝48aおよびスライドアーム52の係合ピン54からなる第2のカム機構との二つのカム機構で構成されている。このため、パンチ21〜25毎にカム機構を設ける必要がなく、リンク31〜35をテコの原理を利用したシンプルな形状に形成できるので、リンク31〜35の回転時における作動抵抗を低減することが可能となって、装置を小型、軽量かつ安価に構成することが可能である。
【0046】
また、この第1実施形態では、リンク31〜35の形状がシンプルであるため、その組み付け作業性も向上する。また、パンチ21,23,25に対応して専用のスライドアーム51と駆動ギヤ44を設け、パンチ22,24に対応して専用のスライドアーム52と駆動ギヤ43を設けるようにしたので、海外仕様等の多様な穿孔数の要求に応じて柔軟に対応することが可能である。
【0047】
また、上記第1実施形態では、カム47のカム溝47aおよびカム48のカム溝48aを形成が容易な略D字状とすることで、カム溝47aの曲線溝部47a1を第1アーム動作禁止部として機能させ、カム溝47aの直線溝部47a2を第1アーム動作部として機能させ、カム溝48aの曲線溝部48a1を第2アーム動作禁止部として機能させ、カム溝48aの直線溝部48a2を第2アーム動作部として機能させることができるので、スライドアーム51,52をシンプルかつ安価に構成することが可能である。
【0048】
また、上記第1実施形態では、駆動ギヤ43と駆動ギヤ44とが、歯数が同じで互いに逆回転する駆動ギヤであり、駆動ギヤ43と駆動ギヤ44の回転に応じてカム47とカム48とが互いに反対方向に同じ角度だけ回るように設定されている。これにより、駆動ギヤ43および駆動ギヤ44のうちの何れか一方の回転位置のみを検出することによって、スライドアーム51,52を所定量だけ往復動させることが可能となって、電動モータ41の作動制御が容易となる。
【0049】
また、上記第1実施形態では、駆動源として、1つの電動モータ41が用いられている。これにより、この電動モータ41の回転方向を変えるだけで、回転駆動力が駆動ギヤ44を介してスライドアーム51の往復動に変換され、駆動ギヤ43を介してスライドアーム52の往復動に変換されるので、複数の電動モータを用いる場合に比してコストが安価になる。また、電動モータとして、例えばDCブラシモータを使用すれば、コストも安価になる。
【0050】
(第2実施形態)
上記第1実施形態等においては、スライドアーム51,52を、フレーム12内にてパンチ21〜25を挟んで対向して配置するように実施したが、これに代えて、例えば図15および図16に示すように、フレーム12内の片側壁側に重ねて配置するように実施することも可能である。なお、この第2実施形態の他の構成については、上記第1実施形態等と同様であるので、上記第1実施形態等と同じ部材または同一の機能を果たす部材には同一の符号を含む100番台の符号で表示することとして、詳細な説明は省略する。
【0051】
この第2実施形態において、スライドアーム151の駆動ギヤ143と対向した部位には、係合ピン153が設けられ、スライドアーム152の駆動ギヤ144と対向した部位には、係合ピン154が設けられている。係合ピン153,154は、カム147,148のカム溝147a,148aにそれぞれ係合している。スライドアーム152には、スライドアーム151の往復動時におけるアーム係合ピン133d,135dとの干渉を回避するための切り欠き152e,152fがそれぞれ形成されている。
【0052】
上記のように構成した第2実施形態のシート穿孔装置において、シート材に3孔の孔列を形成する場合には、図16に示す待機状態から電動モータ141が図示右回りに回転するようにその作動が制御される。電動モータ141の図示右回りの回転により、駆動ギヤ143およびカム147が図示右回りに回転し、スライドアーム151が図示右向きに往動する。これに伴って、リンク131,133,135がそれぞれ支持ピン131a,133a,135aを回転支点として図示右回りに回転し、パンチ121,123,125とダイス孔(図示省略)との協働によりシート材に3孔の孔列が形成される。
【0053】
シート材に2孔の孔列を形成する場合には、図16に示す待機状態から電動モータ141が図示左回りに回転するようにその作動が制御される。電動モータ141の図示左回りの回転により、駆動ギヤ144およびカム148が図示右回りに回転し、スライドアーム152が図示右向きに往動する。これに伴って、リンク132,134がそれぞれ支持ピン132a,134aを回転支点として図示右回りに回転し、パンチ122,124とダイス孔(図示省略)との協働によりシート材に2孔の孔列が形成される。
【0054】
この第2実施形態においても、上記第1実施形態等と同様、装置を小型、軽量かつ安価に構成することが可能である。また、リンク131〜135の形状がシンプルであるため、その組み付け作業性も向上する。また、パンチ121,123,125に対応して専用のスライドアーム151と駆動ギヤ143を設け、パンチ122,124に対応して専用のスライドアーム152と駆動ギヤ144を設けるようにしたので、海外仕様等の多様な穿孔数の要求に応じて柔軟に対応することが可能である。
【0055】
上記各実施形態においては、2枚のスライドアームを用いたが、3枚以上のスライドアーム用いて実施することも可能である。
【0056】
また、上記各実施形態においては、各駆動ギヤに溝カムを一体的に形成し、溝カムと係合ピンとでカム機構が構成されるように実施したが、カム機構はこれに限らず、例えば各駆動ギヤに、略D字をなす凸状のカムを一体的に設け、スライドアームに設けたカムフォロアが凸状カムの輪郭外周面または輪郭内周面に沿って移動可能とされるように構成して実施することも可能である。
【0057】
また、カム溝の形状は、略D字状に限らず、アーム動作部およびアーム動作禁止部として機能する構成部分を有する形状のカムに広く適用することが可能である。
【0058】
また、上記各実施形態においては、各スライドアームを長手方向に向けて誘導するための切り欠きを形成し、この切り欠きにギヤ支持ピンを係合させたが、これに代えて、例えば各スライドアームを長手方向に向けて誘導するための長孔を形成し、この長孔に係合可能な突出部材をフレームに設けてもよいし、フレーム内壁の上下部位で各スライドアームを誘導してもよい。
【0059】
また、上記各実施形態においては、各パンチの穿孔タイミングがほぼ同じとなるように各リンクを配置したが、リンクのスライドアームとの連結位置(力点)をパンチ毎に変えて、各パンチの穿孔タイミングがずれるように設定することも可能である。これによれば、カムのプロファイルを変え、またはリンクのフレームとの支持位置(支点)を変えて各パンチの穿孔タイミングをずらす場合に比して、簡単かつ容易に各パンチの穿孔タイミングをずらすことができ、各パンチの穿孔時における負荷を効果的に低減することが可能である。
【0060】
また、上記した各実施形態では、フィニッシャーに用いられるシート穿孔装置に本発明を適用したが、例えばプリンタ等に用いられるシート穿孔装置に本発明を適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【0061】
【図1】本発明によるシート穿孔装置の第1実施形態を示す外観図。
【図2】図1の正面図。
【図3】図1に示したシート穿孔装置においてフレームおよびダイフレームを仮想線で表した外観図。
【図4】図1に示したシート穿孔装置からフレームおよびダイフレームを除いた外観図。
【図5】図4の平面図。
【図6】図4の正面図。
【図7】(A)はリンク31の外観図。(B)はリンク31の正面図。(C)はリンク31の側面図。
【図8】(A)はリンク32の外観図。(B)はリンク32の正面図。(C)はリンク31の側面図。
【図9】(A)は駆動ギヤ44およびカム47の外観図。(B)はカム47の正面図。(C)は駆動ギヤ44およびカム47の側面図。
【図10】(A)はスライドアーム51の外観図。(B)はスライドアーム51の平面図。(C)はスライドアーム51の側面図。
【図11】(A)はスライドアーム52の外観図。(B)はスライドアーム52の平面図。(C)はスライドアーム52の側面図。
【図12】(A)はカム48が図示右回りに90°未満の所定角度回転した状態を示す説明図。(B)はカム47,48の初期位置を示す説明図。(C)はカム47が図示右回りに90°未満の所定角度回転した状態を示す説明図。
【図13】(A)はカム47,48の初期位置を示す説明図。(B)はカム47が図示右回りに90°回転した状態を示す説明図。(C)はカム47が図示右回りに180°回転した状態を示す説明図。
【図14】(A)はカム47,48の初期位置を示す説明図。(B)はカム48が図示右回りに90°回転した状態を示す説明図。(C)はカム48が図示右回りに180°回転した状態を示す説明図。
【図15】本発明によるシート穿孔装置の第2実施形態を示す平面図。
【図16】図15の正面図。
【符号の説明】
【0062】
11 ダイフレーム
11a〜11e ダイス孔
12 フレーム
21〜25 パンチ(21,23,25(第1パンチ群)、22,24(第2パンチ群))
31〜35 リンク(31,33,35(第1リンク群)、32,34(第2リンク群)
31a〜35a 支持ピン
31b〜35b アーム部
31c〜35c パンチ支持ピン
40 駆動機構
41 電動モータ(駆動源)
43 駆動ギヤ(第2駆動ギヤ)
44 駆動ギヤ(第1駆動ギヤ)
45,46 ギヤ支持ピン(ギヤ支持軸)
47 カム(第1カム)
47a,48a カム溝
47a1 曲線溝部(第1アーム動作禁止部)
47a2 直線溝部(第1アーム動作部)
48 カム(第2カム)
48a1 曲線溝部(第2アーム動作禁止部)
48a2 直線溝部(第2アーム動作部)
51 スライドアーム(第1スライドアーム)
52 スライドアーム(第2スライドアーム)
53 係合ピン(第1カムフォロア)
54 係合ピン(第2カムフォロア)
【出願人】 【識別番号】000006932
【氏名又は名称】リコーエレメックス株式会社
【出願日】 平成18年11月30日(2006.11.30)
【代理人】 【識別番号】100095751
【弁理士】
【氏名又は名称】菅原 正倫


【公開番号】 特開2008−137100(P2008−137100A)
【公開日】 平成20年6月19日(2008.6.19)
【出願番号】 特願2006−324302(P2006−324302)