(57)【要約】  【課題】装置を提供する。  【解決手段】ラック&ピニオン機構を用いて用紙の穿孔に用いられる穿孔刃を回転させることが可能な用紙穿孔装置であって、ラックは、正逆方向に移動可能な無端ベルトが用いられ、前記ピニオンは、前記用紙に対する穿孔数に応じた数が準備され、回転に応じて前記穿孔刃を前記用紙に対して穿孔位置および退避位置に対して進退させる進退機構を備え、前記ピニオンは、常時、穿孔対象となる位置以外を対象として、前記無端ベルトの移動方向に応じて前記穿孔刃への回転伝達を制御可能なワンウェイクラッチを介して該無端ベルトからの駆動力が伝達制御されることを特徴としている。【選択図】図１
2015016526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラック&ピニオン機構を用いて用紙の穿孔に用いられる穿孔刃を回転させることが可能な用紙穿孔装置であって、
前記ラックは、正逆方向に移動可能な無端ベルトが用いられ、
前記ピニオンは、前記用紙に対する穿孔数に応じた数が準備され、回転に応じて前記穿孔刃を前記用紙に対して穿孔位置および退避位置に移動させる進退機構を備え、
前記ピニオンは、常時、穿孔対象となる位置以外を対象として、前記無端ベルトの移動方向に応じて前記穿孔刃への回転伝達を制御可能なワンウェイクラッチを介して該無端ベルトからの回転力が伝達制御されることを特徴とする用紙穿孔装置。
【請求項２】
前記無端ベルトは、前記ピニオンを挟んで対向する位置にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１に記載の用紙穿孔装置。
【請求項３】
前記穿孔刃は、穿孔数が３個以上を対象とする場合、前記用紙の幅方向両側に位置するいずれか一方の穿孔刃を備えたピニオンが前記無端ベルトのラックに対して伝達ギヤを介して回転伝達される構成であることを特徴とする請求項１に記載の用紙穿孔装置。
【請求項４】
前記ピニオンに設けられている穿孔刃は、穿孔数が３個以上である場合に、前記用紙の幅方向両側に位置で穿孔動作を行い、次いで両側よりも内側の位置で穿孔動作を行う手順が用いられることを特徴とする請求項１または２に記載の用紙穿孔装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録紙などを対象とする用紙穿孔装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタあるいは印刷機などの画像形成装置によりプリントアウトされた用紙は、画像形成装置から排出される場合の他に、所定枚数の用紙を纏めてファイリング処理などの後処理を施される場合がある。
ファイリング処理には、一般に穿孔機による穿孔、いわゆる、パンチ孔を形成することが知られている。
【０００３】
パンチ孔は、通常２箇所などの形成箇所が決められていることが多いが、場合によっては、形成箇所を増加させる場合もある。
例えば、特許文献１には、複数箇所に配置されているポンチを、選択的に回転可能な偏心カムにより昇降動作させることによりポンチとこれに対向するダイとを用いて用紙にパンチ孔を形成する構成が開示されている。
この構成では、偏心カムが設けられている回転軸の回転方向を正逆方向に選択することにより、偏心カムに装備されているワンウェイクラッチの伝達制御によって偏心カムの回転制御を行うことができる。これにより、パンチ孔を形成すべき箇所に位置するポンチを駆動する偏心カムおよびこれの回転軸の回転方向を選択して必要な箇所へのパンチ孔が形成できる。
【０００４】
一方、偏心カムは回転時にポンチを昇降動させるが、その際、ポンチと偏心カムの接触音が機械的な騒音となる虞がある。
そこで、特許文献２には、ポンチを回転させて、いわゆる、切削ドリルのような動きによりパンチ孔を形成する構成が開示されている。
つまり、特許文献２には、穿孔数に応じて備えられているピニオンと同軸上に穿孔刃を設けると共に、回転時に昇降動作を行うためのカム部を備える一方、部分的にピニオンに噛み合う歯部を備えた一対のラックを備えた構成が開示されている。
この構成では、ラック側に選択された数のピニオンを回転させる歯部を備えさせ、選択されたラックの移動方向に応じてラックの歯部に噛み合ったピニオンを回転させながら穿孔刃を昇降させることでパンチ孔を形成できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１，２に開示されている構成では、パンチ孔の数に応じたポンチあるいは穿孔刃を動作させることで所望する数のパンチ孔を形成することができる。
パンチ孔形成の際の衝撃音を生じないようにさせることができる特許文献２に開示の構成では、ラックの移動方向の選択およびラックに形成されているピニオンと噛み合い可能な歯部の数において最小および最大のパンチ孔の形成が可能である。しかし、任意の数のパンチ孔を形成することができない。
【０００６】
一方、特許文献１，２に開示されている構成では、偏心カムを支持する回転軸の回転方向あるいは選択されたラックの移動方向を切り換えることにより選択数に応じたパンチ孔を形成することができる。
しかし、回転軸あるいはラックの移動方向を切り換える際には、タイムラグが生じる。このため、パンチ孔形成の際の作業時間が長大化する虞がある。特に、ラックの場合、一方のラックを用いて穿孔した後、このラックを始発位置に戻した上で他方のラックを移動させて穿孔が行われる手順となることから、ラックの戻り動作中は穿孔処理ができない。
【０００７】
パンチ孔の穿孔数は、回転軸の回転方向あるいはラックの選択および移動方向の選択に応じた各部材の係合関係の変更に従って決められることから、例えば、２個および４個という限定された数となってしまい、これ以外の任意の数を決めることができない。
特許文献２に開示されている構成では、ラックの戻り動作時に穿孔刃が形成済みのパンチ孔に再度入り込むという空打ち現象が発生し、穿孔刃がパンチ孔で回転することによる用紙ずれが発生する虞がある。用紙ずれに関しては、最初に用紙に接触した穿孔刃の回転による回転トルクによっても発生する。
このため、従来の技術には、穿孔作業に手間取ることで作業性が向上できないことや任意の穿孔数を選択できないこと、さらには複数箇所への順序立てた穿孔作業時に用紙ずれが発生する虞があることなどの不具合がある。
【０００８】
本発明の目的は、騒音の発生を抑制しながら穿孔作業を行う際に、穿孔作業性を低下させないで任意の穿孔数を選択でき、しかも用紙ずれなどを起こさないで穿孔精度を高めることができる構成を備えた穿孔装置および画像形成システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するため、本発明は、ラック&ピニオン機構を用いて用紙の穿孔に用いられる穿孔刃を回転させることが可能な用紙穿孔装置であって、前記ラックは、正逆方向に移動可能な無端ベルトが用いられ、前記ピニオンは、前記用紙に対する穿孔数に応じた数が準備され、回転に応じて前記穿孔刃を前記用紙に対して穿孔位置および退避位置に移動させる進退機構を備え、前記ピニオンは、常時、穿孔対象となる位置以外を対象として、前記無端ベルトの移動方向に応じて前記穿孔刃への回転伝達を制御可能なワンウェイクラッチを介して該無端ベルトからの回転力が伝達制御されることを特徴とする用紙穿孔装置にある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、正逆方向に移動可能な無端ベルトに設けられているラックに噛み合うピニオンに装備されている穿孔刃は、常時、穿孔対象となる位置以外を対象としてワンウェイクラッチを介して回転伝達される。これにより、往復動作を行う場合と違って、ラックの複動動作が必要ないので、複動時に生じるタイムラグをなくして穿孔作業の効率を高めることができる。
しかも、常時穿孔対象となる位置では、ワンウェイクラッチを設けないことにより、上述した作業性の効率を部品点数の低減により実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る用紙穿孔装置の実施例に用いられる原理構造を説明するための模式図である。
【図２】図１に示した原理構造における要部変形例を説明するための図である。
【図３】図１に示した原理構造に用いられるピニオンに対する回転力伝達機構の構成を説明するための図である。
【図４】図１に示した用紙穿孔装置の別実施例を説明するための図である。
【図５】本発明の実施形態に係る用紙穿孔装置の別実施例を説明するための模式図である。
【図６】図５に示した実施例における要部構成の変形例を説明する模式図である。
【図７】本発明の実施形態に係る用紙穿孔装置の実施例で実行される穿孔作業手順の一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面に示す実施例により本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る用紙穿孔装置の一実施例としての原理構造を説明するための図である。
同図において用紙穿孔装置１００は、ラック&ピニオン機構を用いた回転伝達により用紙に対する穿孔作業が行える構成が用いられている。
つまり、ラック&ピニオン機構におけるラック１は、正逆方向に移動可能な無端ベルト２に設けられており、ラック１に噛み合うピニオン３には同軸上に穿孔刃（図示されず）が備えられている。
無端ベルト２は、用紙の搬送方向と直角な方向に相当する用紙の幅方向に沿って展張されており、展張面の両側が掛け回されている駆動プーリ２Ａおよび従動プーリ２Ｂの回転方向に応じて展張面の移動方向が正逆いずれかの方向に設定される。
【００１３】
ピニオン３は、用紙に対する穿孔数に対応する数を以て、無端ベルト２の展張方向に沿って所定位置に配置されている。
図１に示す構成では、展張方向に平行する用紙の幅方向に沿って４個のパンチ孔が形成できる位置にそれぞれ配置されている。なお、図１では、各ピニオンを符号３Ａ〜３Ｄで示してある。
ピニオン３Ａ〜３Ｄの図示しない支軸には、穿孔刃（図３において符号３０で示す部材）への回転伝達を制御可能なワンウェイクラッチ（図１中、符号ＯＣで示す）が装備されている。ワンウェイクラッチＯＣには、その出力側に穿孔刃が一体化されている。
【００１４】
ピニオン３Ａ〜３Ｄには、詳細を図３において説明するが、ワンウェイクラッチＯＣを介した回転に連動して穿孔刃３０を用紙に対して進退させることができる形状のカム部６が設けられている。カム部６（図３参照）は、不動部に設けられているガイドピンにカム溝を嵌合させる構成が用いられている。これにより、ピニオン３の回転時、穿孔刃３０を用紙に対して進行させる際にパンチ孔の掘削が行えるようになっている。
このような穿孔刃３０の回転および進行によりドリリング（ボーリング）動作を行わせることで穿孔時での衝撃音などの騒音を抑えることができる。
【００１５】
一方、無端ベルト２には、穿孔刃３０を用紙に対して進退させることができるストロークをピニオン３Ａ〜３Ｄに付与できる長さのラック１、１’が穿孔孔形成個数に応じて回転させる対象となるピニオン３Ａ〜３Ｄと対向する位置に設けられている。なお、符号１’は、逆方向への無端ベルト２の移動時に用いられるラックを示している。
本実施例では、無端ベルト２の正方向の移動時に２個のパンチ孔が形成され、逆方向の移動時に４個のパンチ孔が形成されることを対象としている。
このため、正方向へ無端ベルト２が移動する時には、図１において無端ベルト２の展張方向両側のピニオン３Ａ、３Ｄが噛み合う位置にラック１が対応し、逆方向へ無端ベルト２階どうする時には、全てのピニオンが噛み合う位置にラック１’を対応させてある。
これにより、無端ベルト２の移動方向に応じて、対応するラック１、１’のいずれかにピニオン３Ａ〜３Ｄが噛み合うことで、穿孔刃３０の進退動作を行うことができ、上述したドリリング動作が可能となる。
【００１６】
本実施例では、上述したワンウェイクラッチＯＣが、複数のピニオン３のうちで、常時、穿孔対象となる位置以外のピニオンにそれぞれ設けられている。
この構成においては、穿孔個数に関係なく常時穿孔対象となる位置にあるピニオンは無端ベルト２の移動方向に順じて回転するので、回転制御を行う必要がなくなり、結果として構成の簡略化が図れることになる。
また、本実施例では、偏心カムを対象とした場合のように１本の回転軸を用いることしかできない場合と違って、回転方向のみでなく、無端ベルトを複数備えることに応じたピニオンの回転パターンが設定できることになる。
【００１７】
次に、ラック&ピニオン機構を用いた回転伝達により用紙に対する穿孔作業が行える構成に関する別の例を図２において説明する。
図２に示す構成では、３個以上のパンチ孔を形成する場合を対象として、用紙の幅方向両側に配置されているピニオン３Ａ、３Ｄのうちでいずれか一方にのみ伝達ギヤ４を介して無端ベルト２からの回転力が伝達されるようになっている。伝達ギヤ４を介した無端ベルト２からピニオン３Ｄへの回転は、他のピニオン３Ａ〜３Ｃに対して逆方向となる。
このため、他のピニオン３Ａ〜３Ｃにおいて発生する穿孔時での回転トルクの作用方向と逆方向となることにより、他のピニオン３Ａ〜３Ｃでの穿孔時に生じる回転トルクに対する抗力を生起させて用紙が一方向へずれるのを抑えることが可能となる。
【００１８】
図３は、図１に示した構成に用いられるワンウェイクラッチＯＣの配置構成および穿孔刃の進退機構を示す図であり、同図においてワンウェイクラッチＯＣは、ピニオン３の内面と支軸５との間に配置されている。
ピニオン３には、軸方向上部に穿孔刃３０を穿孔位置および退避位置に進退させるための進退機構が備えられている。進退機構は、ピニオン３の軸方向上部に設けられたカム部６を備えており、カム部６は、前述したようにピニオン３を用紙に対して進退させるストロークを持つカム溝６Ａが形成されている。
【００１９】
本実施例は、以上の構成であるから、無端ベルトの移動方向に応じたラックとピニオンとの噛み合い選択によって、無端ベルトからの回転力がピニオンに対して伝達制御される。
図１に示す構成では、無端ベルト２の移動方向に応じてラック１，１’のいずれかに噛み合うピニオン３が回転する。つまり、無端ベルト２の正方向への移動時には、無端ベルト２の展張方向両側のピニオン３Ａ、３Ｄがラック１と噛み合うことで穿孔動作が行われる。
また、図２に示す構成、つまり３個以上のパンチ孔を形成する場合、無端ベルト２の展張方向両側の一方でラック１’とピニオン３Ｄとの間に伝達ギヤ４を介した回転伝達が行われるピニオン３Ｄが他の位置のピニオン３Ａ〜３Ｃと逆方向に回転する。
これにより３個以上のパンチ孔を形成する場合に全てのピニオンを同じ方向に回転させた場合に生じる回転トルクによる用紙ずれを伝達ギヤ４を介した回転伝達が行われるピニオン３Ｄの逆転により生じる回転トルクの発生方向によって抑えることができる。
【００２０】
一方、無端ベルト２の移動方向を逆方向に切り換えることにより、正方向の移動時に噛み合っていた無端ベルト２の展張方向両側のピニオンに加えて、両側の内側に位置するピニオンが無端ベルト２のラックと噛み合うことになる。これにより、全てのピニオンが回転するので、最大個数のパンチ孔を形成することができる。
【００２１】
以上の構成においては、無端ベルト２の正逆いずれかの方向への移動を切り換えた時点で選択されたピニオンの回転駆動が可能となるので、パンチ孔の形成個数の変更に際してのタイムラグが生じない。これにより、パンチ孔の形成個数切換の際の待機時間をなくして穿孔作業の効率を向上させることができる。
また、常時先行する位置以外のパンチ孔形成に用いられるピニオンを対象としてワンウェイクラッチを設けているので、パンチ孔の形成個数を切り換える際の構成を簡略化することが可能となる。
しかも、伝達ギヤを介して無端ベルトからピニオンへの回転伝達を行う場合には、他の形成箇所に位置するピニオンと相反する方向に回転させることになる。これにより、用紙に作用する一方向への回転トルクの影響を抑制できるので、用紙の片寄りを防止しながらパンチ孔形成が可能となる。
【００２２】
次に、ピニオンによるパンチ孔形成個数の切換に関する別実施例について、図４乃至６を用いて説明すると次の通りである。
図４に示す構成は、図１に示した構成と違って、ピニオン３Ａ〜３Ｄを挟んで対向する位置に正逆方向へ移動可能な無端ベルト２，２’が配置され、各無端ベルト２，２’に設けられているラックとピニオンとの噛み合い条件を異ならせる構成である。
ピニオン３Ａ〜３Ｄを挟んで対向する位置には、無端ベルト２，２’が配置されている。これら無端ベルトのうちで符号２により示す無端ベルトには、例えば、２個のパンチ孔を形成するために選択されたピニオン３Ｂ，３Ｃと噛み合い可能なラック１が設けられている。
無端ベルト２，２’のうちで、いま一つの無端ベルト２’には、４個のパンチ孔を形成するためのピニオン３Ａ〜３Ｄと噛み合い可能なラック１’が設けられている。
【００２３】
この構成では、無端ベルト２，２’が正逆方向に移動可能であり、移動方向に応じて選択されたピニオンを回転させるためにピニオンには、図３に示した構成からなるワンウェイクラッチＯＣが装備されている。
本構成においては、無端ベルトを増設してこの無端ベルトを正逆方向に移動させるだけで穿孔動作を行うピニオンの選択数を増加させることができる。
なお、この構成においても、図１に示した構成と同様に、常時穿孔対象となる位置以外のピニオン３Ａ〜３Ｃに、ワンウェイクラッチＯＣを装備させても良い。
また、図４においては、２個のパンチ孔形成のために用いられるピニオンを隣り合う位置のものとしたが、これに限らず、交互に位置するピニオンを無端ベルト２，２’の一方のラックに噛み合わせるようにすることも可能である。これにより、パンチ孔の形成個数に加えて形成位置の選択による形成パターンの選択が種々行えることになる。
【００２４】
次に、上述した複数の無端ベルトを用いた場合の形成個数や形成パターンの選択に係る変形例について説明する。
図５において、総数４個のパンチ孔を形成するためのピニオン３Ａ〜３Ｄが無端ベルト２，２’の展張方向に沿って配置されている。これら各ピニオンのうちで、２個のパンチ孔形成のために用いられるピニオン３Ｂ，３Ｃが一方の無端ベルト２に設けられているラックと噛み合うように配置されている。そして、残りのピニオン４Ａ、４Ｄは、他方の無端ベルト２’のラックに噛み合うように配置されている。この場合のピニオン３Ａ、３Ｄは、これ以外のピニオン３Ｂ，３Ｃよりも外径が大きくされて一方の無端ベルト２から離れた位置に配置されている無端ベルト２’のラック１’に噛み合うように構成されている。
無端ベルト２，２’は、正逆方向への移動および停止を選択されることにより、移動方向に連動するラックと噛み合うピニオンが穿孔動作に用いられる。
この構成では、先に説明した実施例と異なり、各ピニオンにはワンウェイクラッチが備えられていない。このため、各ピニオンに対する動作態位の選択は、無端ベルト２，２’の稼働および停止状態のいずれかを選択すればよいことになる。
なお、必ずしもワンウェイクラッチを装備しないというわけではなく、例えば、無端ベルト２，２’の対向間隔が狭い場合には、選択されるピニオン以外のピニオンが無端ベルトのラックに対向することもあり得る。そこで、このような機構的な制約、つまり、無端ベルト２，２’の配置スペースが小さいなどの場合には、ワンウェイクラッチを装備した方が望ましい。
【００２５】
図６は、図５に示した構成の要部変形例を説明するための図である。
同図に示す構成では、図５に示した構成における各ピニオンの軸心の位置が異なっているのを並列方向で同じ位置にできる点を特徴としている。
つまり、無端ベルト２，２’に設けられているラックに噛み合う位置に対応して配置されているピニオン３Ａ〜３Ｄは、伝達ギヤ５を介して無端ベルト２，２’のラック１，１’のいずれかから回転力を得るようになっている。伝達ギヤ４は各ピニオン３Ａ〜３Ｄの軸心が無端ベルトの展張方向に平行する水平方向において同一の位置となる外径を設定されている。
図５、図６に示した構成では、いずれの場合も駆動させる無端ベルトの選択および駆動方向の設定という簡単なメカニズムを利用するだけでラックとピニオンとの離間および圧接状態を切り替えることが可能となる。
【００２６】
次に、本実施例の特徴の一つである、穿孔作業手順について説明する。
穿孔手順における特徴は、パンチ孔の穿孔数が３個以上を対象とする場合、用紙の幅方向両側の穿孔刃を備えたピニオンがこれらの内側に位置する穿孔刃を備えたピニオンよりも先に穿孔動作を行い、次いで、内側の穿孔動作を行う点にある。
図７は、この特徴となる手順を説明するための図である。
図７においては、穿孔数が３個以上の４個を対象とした場合が示されている。
同図において、穿孔手順は、用紙Ｓが搬送されて定置されるまで全ての穿孔刃３０が待機し（図７（Ａ））、待機していた穿孔刃３０のうちで、用紙の幅方向両側に位置する穿孔刃３０を備えたピニオン３０Ａ、３０Ｄによる穿孔動作が開始される（図７（Ｂ））。
ピニオン３Ａ、３Ｄに備えられている穿孔は３０による穿孔動作に続いて、用紙料側の内側に位置する穿孔は３０を備えたピニオン３Ｂ、３Ｃによる穿孔動作が行われる（図７（Ｃ））。
このような手順は、図３に示したピニオンに設けられているカム部６におけるカム溝６Ａの位相を各ピニオンにおいて異ならせることで可能となる。
以上の構成においては、全ての穿孔刃を同時に動作させる場合に生じる用紙への回転トルクの作用を低減して用紙のずれを抑えることが可能となる。
【符号の説明】
【００２７】
１、１’  ラック
２，２’  無端ベルト
３  ピニオン
４  伝達ギヤ
６  カム部
３０  穿孔刃
１００  用紙穿孔装置
ＯＣ  ワンウェイクラッチ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２８】
【特許文献１】特開平１０−６２９０号公報
【特許文献２】特開２０１２−１０１３０３号公報
【図１】
2015016526.tif 000003
【図２】
2015016526.tif 000004
【図３】
2015016526.tif 000005
【図４】
2015016526.tif 000006
【図５】
2015016526.tif 000007
【図６】
2015016526.tif 000008
【図７】
2015016526.tif 000009