(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙を案内するガイド板と、
駆動手段と、
その駆動手段により回転駆動される駆動軸と、
偏心部を有する複数のカム要素が軸方向に連結して一体的に構成され、前記駆動軸が挿通されてその駆動軸上で軸方向にスライド可能であると共に、その駆動軸と共に回動自在に設けられるカムと、
前記ガイド板に対して所定の間隔で配置されて、用紙に対して穴明け加工を行う複数のパンチと、
それらの各パンチをそれぞれ取り付けて前記カム上に設けられ、そのカムの回転により前記偏心部で各パンチと共に往復動される複数のパンチ保持手段と、
前記駆動軸上のカムを軸方向にスライドして、前記パンチ保持手段に対して前記複数のカム要素の偏心部を移動して前記複数のパンチのうちの作動させるパンチを選択的に切換える切換手段と、
からなり、
前記切換手段には、前記カムを前記駆動軸上で軸方向にスライドさせる切換手段用駆動手段が設けられている、
ことを特徴とする用紙穿孔装置。
【請求項２】
前記カムは、偏心部を有する複数のカム要素とそれらを連結する連結部材とで構成され、それらが材料の弾性を利用して連結されていることを特徴とする請求項１記載の用紙穿孔装置。
【請求項３】
前記カムの複数の偏心部は、回転方向に位相差を有して軸方向に連結していることを特徴とする請求項１または２記載の用紙穿孔装置。
【請求項４】
前記カムには、端部に円盤部材を設けるとともに、前記切換手段には、その円盤部材が係合することにより前記カムが係合される溝を有し、前記切換手段用駆動手段により前記駆動軸の軸方向に移動される切換えアームを設けたことを特徴とする請求項１、２または３に記載の用紙穿孔装置。
【請求項５】
前記カムが所定の回転位置にあることを検知する検知手段を設け、所定の回転位置にある場合のみ前記切換手段が切換動作を行うことを特徴とする請求項１、２、３または４に記載の用紙穿孔装置。
【請求項６】
前記カムは、偏心部の駆動軸に対し垂直な断面形状を扇型形状に構成したことを特徴とする請求項１、２、３、４または５に記載の用紙穿孔装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術】
本発明は、複写機やプリンタ等から排出される用紙に対して穴明け加工を行う用紙穿孔装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、複写機やプリンタ等の画像形成装置において、画像を形成した用紙にファイル用のパンチ穴を形成する用紙穿孔装置が付加されるようになっている。また、パンチ穴の数も用紙サイズに応じて、２穴と３穴を選択できる機構が要求されている。
【０００３】
例えば、特開平１０−７３０７号公報に開示されているように、複数のカムを駆動軸に固定し、駆動軸自体を軸方向にスライドさせることにより、作動させるパンチ数を変更するものが存在する。
【０００４】
また、別の例として、バラバラの複数のカム駆動軸に配設し、カムを別部材でスライドさせて、カムホルダに出し入れすることで切換えを行うものが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者の従来例では、切換え時に駆動軸を動かすために、大きな動力を必要とし、切換え用の駆動系が大きくなり、用紙穿孔装置の内部に収めることができず、装置の大型化やコストアップの原因となっている。また、機構が複雑化するため、組立性が悪い等の問題もあった。
【０００６】
また、後者の従来例では、バラバラの複数のカム駆動軸に配設して組付けるために、組み付け時に特別な治具を必要とし、組み付け性が悪くなったり、別部材でカムをスライドさせるため、部品点数が多くなり、コストアップの要因となる等の不具合があった。
【０００７】
そこで本発明は、上記した従来の問題点に鑑み、小型でコストダウンが図れ、組立性の良い用紙穿孔装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、基本的に以下に記載されたような構成を採用するものである。すなわち本発明に係る用紙穿孔装置は、
用紙を案内するガイド板と、
駆動手段と、
その駆動手段により回転駆動される駆動軸と、
偏心部を有する複数のカム要素が軸方向に連結して一体的に構成され、前記駆動軸が挿通されてその駆動軸上で軸方向にスライド可能であると共に、その駆動軸と共に回動自在に設けられるカムと、
前記ガイド板に対して所定の間隔で配設されて、用紙に対して穴明け加工を行う複数のパンチと、
それらの各パンチをそれぞれ取り付けて前記カム上に設けられ、そのカムの回転により前記偏心部で各パンチと共に往復動される複数のパンチ保持手段と、
前記駆動軸上のカムを軸方向にスライドして、前記パンチ保持手段に対して前記複数のカム要素の偏心部を移動して前記複数のパンチのうちの作動させるパンチを選択的に切換える切換手段と、
からなり、
前記切換手段には、前記カムを前記駆動軸上で軸方向にスライドさせる切換手段用駆動手段が設けられている、
ことを特徴とするものである。
【０００９】
これにより、複数の偏心部を有するカムを軸線方向に往復移動させることにより、用紙に明ける穿孔穴数を変更することができる。カムは、複数の偏心部を軸方向に連結して一体的に構成されるから、偏心部ごとに分割して成形可能とし、金型製作を容易としてコストダウンを図ることができる。また、カム上に、例えばカムホルダ等を設けることが可能となる。
【００１０】
請求項２に記載のものは、請求項１に記載の用紙穿孔装置において、前記カムは、偏心部を有する複数のカム要素とそれらを連結する連結部材とで構成され、それらが材料の弾性を利用して連結されていることを特徴とする。
【００１１】
これにより、カム要素および連結部材を材料の弾性を利用して連結するから、接着を行ったり、余分な部品を必要としたりすることなく、連結を容易として組立て性を向上することができる。
【００１２】
請求項３に記載のものは、請求項１または２に記載の用紙穿孔装置において、前記カムの複数の偏心部は、回転方向に位相差を有して軸方向に連結していることを特徴とする。
【００１３】
これにより、駆動軸の穿孔トルクを分散させることができ、駆動系にかかる負担を軽減することができる。
【００１６】
請求項４に記載のものは、請求項１、２または３に記載の用紙穿孔装置において、前記カムには、端部に円盤部材を設けるとともに、前記切換手段には、その円盤部材が係合することにより、前記カムが係合される溝を有し、前記切換手段用駆動手段により前記駆動軸の軸方向に移動される切換えアームを設けたことを特徴とする。
【００１７】
これにより、切換えアームの溝と円盤部材の接触面積を小さくして穿孔時の摩擦負荷を小さくすることができる。また、切換えアームでカムを直接スライドするから、部品点数を少なくすることができる。
【００２０】
請求項５に記載のものは、請求項１、２、３または４に記載の用紙穿孔装置において、前記カムが所定の回動位置にあることを検知する検知手段を設け、所定の回動位置にある場合のみ前記切換手段が切換動作を行うことを特徴とする。
【００２１】
これにより、カムが切換動作中にカムホルダに引っかかることがない。
【００２４】
請求項６に記載のものは、請求項１、２、３、４または５に記載の用紙穿孔装置において、前記カムの偏心部の回動軸に対し垂直な断面形状を扇型形状に構成したことを特徴とする。
【００２５】
これにより、切換動作のときカムがカムホルダに引っかかることがない。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る用紙穿孔装置の一具体例の構成を図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一例である用紙穿孔装置を示す斜視図である。この図示例において、２穴と３穴を切換えて選択できる用紙穿孔装置を例に説明する。
【００２７】
ここで、用紙穿孔装置９は、用紙を案内するガイド板上１０、ガイド板下１１と、所定の間隔に配置された複数のパンチ１３〜１７と、パンチに対応して配置された複数のダイと、パンチ保持手段であるカムホルダ１９〜２３と、駆動手段の回転運動をパンチの往復運動に変換する変換手段であるカム２４と、パンチのうちの特定なものを選択的に作動させるための切換手段２５等から構成されている。
【００２８】
ガイド板上１０とガイド板下１１は所定の隙間を有して配設されており、両者の間隙１２に沿って用紙が搬送され、用紙が所定の穿孔位置に来たときに停止する。ガイド板上１０の上には、パンチ１３〜１７が所定の間隔で配設されている。また、それぞれのパンチ１３〜１７に対応してスライド軸受１８が圧入されている。
【００２９】
また、ガイド板下１１には、パンチ１３〜１７の上下動する位置にそれぞれ対応して図示しないダイが配設されている。
【００３０】
パンチ１３は、保持手段であるカムホルダ１９の下端に取り付けられている。他のパンチ１４〜１７も同様にカムホルダ２０〜２３に取り付けられている。
【００３１】
カム２４は、それぞれ図３〜図５に示す、偏心部を有するカム要素２６〜２９と連結部材３０〜３２を、図６に示すように直線状に連結して一体に構成したものである。本図示例では、カム要素２７と２８は、カム要素どうしが連結されているが、他のカム要素２６、２７、２９はそれぞれ連結部材３０、３１、３２と連結されている。そして、駆動軸３３に対して軸方向にスライド移動可能に配設されている。
【００３２】
図３は、カム要素２６を示す斜視図であり、偏心部３４と貫通孔３５を有すると共に、端面に角穴部３６を有している。また、接続用の角穴部３７、３８が設けられている。カム要素２７、２９は、同様に構成されている。
【００３３】
図４はカム要素２８の斜視図であり、カム要素２６等より偏心部３９の寸法が長く設定されている。また、端面に接続用の一対の弾性を有した爪部４０が突設されている。更に、貫通孔４１を有した軸部には、角穴部４２が設けられている。そして、角穴部４２と爪部４０の位置関係は、平行ではなく、軸を中心として約１５度の角度をもって配設されている。また、偏心部３９には、軸線方向に延設された角穴部４３が形成されている。
【００３４】
図５は、連結部材３１を示す斜視図である。連結部材３１は、中空の管状をしており、左右両端にそれぞれ一対の爪部４３Ａ、４３Ｂ、４４Ａ、４４Ｂが設けられている。ここで、爪部４３、４４の位置関係は、軸を中心として約１５度の角度をもって配設されている。このように構成することで、カム要素２６とカム要素２７を連結部材３１で連結した際に、カム要素２６の偏心部とカム要素２７の偏心部とが約１５度の位相差をもって連結される。
【００３５】
同様に、カム要素２８とカム要素２９を連結部材３２で連結すると、それぞれの偏心部を約１５度の位相差をもって連結することが出来る。このように構成することにより、駆動軸３３によってカム２４を回動させた場合に、穿孔タイミングにずれが生じ、穿孔トルクを分散することが出来る。
【００３６】
連結部材３０の一端部には、円盤部材４５が設けられており、一体的に構成されたカム２４を軸線方向に移動させることができる。また、この様に構成されたカム２４には、駆動軸３３が挿通されると共に、カム要素２６〜２９の各偏心部には、駆動軸に対してラジアル方向の溝が設けられており、それに駆動軸３３を貫通するように４本の平行ピンが係合している。これにより、カム２４は、駆動軸３３に対して軸線方向にスライド可能であると共に、駆動軸３３と一緒に回転することができる。
【００３７】
図７は、用紙穿孔装置に使用されるパンチを示す斜視図である。パンチ１３は、円柱状をしており下端に刃部１３ａを有し、上端に細径の首部１３ｂを有している。そして、保持手段であるカムホルダ１９に取り付けられている。他のパンチ１４〜１７も同様に形成されている。
【００３８】
図８は、カムホルダを示す斜視図である。カムホルダ１９〜２３は、同じものが向きを違えて使用されている。カムホルダ１９は、カムの挿通される長円形の穴４６を有している。カムホルダの長円形の穴４６の短径は、カム要素の同心部分よりも若干大きく形成されており、長径は、パンチ１３〜１７が上下するストロークに合わせて寸法が設定されている。
【００３９】
このようにパンチのストローク方向の案内手段を設けたので、カムの同心部分とカムホルダの長円形の穴４６によりパンチがストローク方向に拘束され、カムホルダがパンチの軸線を中心にして回転するのを防止する。また、カムによってカムホルダ１９〜２３が傾こうとするのを防止し、パンチ１３〜１７をガイドするスライド軸受１８に対してかじり等を生じることなく、円滑に穿孔動作ができる。
【００４０】
また、カムホルダ１９〜２３は、下端にこけし型の異形穴４７が設けられており、この異形穴４７の開口部４７ａに対してパンチ１３〜１７の首部分１３ｂを嵌合させる。嵌合は、円形部分に首部１３ｂを押し込むと、開口部４７ａのくびれが樹脂の弾性によって開き、その結果パンチが保持されるようになる。
【００４１】
開口部４７ａは、カムの軸線方向を向いて設けられているので、カムホルダ１９〜２３とカム２４と駆動軸３３を組付けたものをガイド板に組付けた後でも、パンチをガイド板下１１から挿入すれば、カムホルダ１９〜２３を軸線方向に移動させてパンチを組付けることができる。つまり、パンチ１３〜１７を最後に組付けることができるので、組付け性を向上させることができると共に、組付け時にパンチの刃部１３ａを損傷させる虞がない。
【００４２】
図９は、切換手段２５を示す斜視図である。切換手段２５は、カム２４の先端に形成された円盤部材４５の係合される溝４８を有した切換えアーム４９と、この切換えアーム４９を所定の距離だけ偏心した位置に明けられた穴に回転自在に支持するウオームホイール５０と、このウオームホイール５０をウオーム歯車５１を介して回転駆動する駆動モータ５２と、ウオームホイール５０の回転を制御するマイクロスイッチ５３、カム５４等から構成されている。
【００４３】
ウオームホイール５０が回転すると、先端の円盤部材４５が切換えアーム４９に係合しているカム２４は、ウオームホイール５０の偏心穴の偏心量の２倍の距離だけ駆動軸３３に沿って移動する。そして、ウオームホイール５０が回転することにより、カム２４は往復移動する。
【００４４】
図１はカム２４が第１の位置（図中で最も右下側）にある場合であり、カム２４の回転によりパンチ１４、１６が作動する。図２は、カム２４が第２の位置（図中で最も左上側）にある場合であり、カム２４の回転によりパンチ１３、１５、１７が作動する。このようにカム２４を軸線方向にスライド移動させて、第１の位置または、第２の位置をとることにより偏心部の位置を変更して、用紙の穿孔数を２穴または３穴に切換えることができる。
【００４５】
第１の位置または第２の位置の検出は、ウオームホイール５０の下面に取り付けられたカム５４によって、ウオームホイール５０の回転する周囲に固定配置されたマイクロスイッチ５３をＯＮ／ＯＦＦさせることによって行う。
【００４６】
尚、以上の図示例では切換えの駆動手段として、駆動用ＤＣモータとウオーム歯車、ウオームホイール、リンク機構を使用しているが、その他の駆動手段、減速手段等を使用することもできる。また、穿孔穴数は、２穴と３穴の例について説明したが、２穴と４穴の切換えなどその他の組み合わせであっても同様に適用することが出来る。
【００４７】
図１０は、本発明の用紙穿孔装置に使用されるカム２４の最小半径部を検知する検知手段を示す説明図である。駆動軸３３は一回転クラッチ５５を介して駆動モータ５６と接続されており、回転を始める際の位置は、常にパンチ１３〜１７が一番上昇した位置に保持されている。穿孔を指示する信号により、一回転クラッチ５５が接続されると、駆動軸３３に駆動モータ５６の回転が伝達され、駆動軸３３が一回転すると自動的に一回転クラッチ５５が切れる。
【００４８】
また、駆動軸３３には、スリット５７付きの円盤５８が設けられており、この円盤５８の周囲に固定配置されたセンサ５９によって、駆動軸３３の回転角度を検出し、パンチが中途半端な位置で停止した場合に穿孔動作或いは切換え動作を行わない。
【００４９】
穿孔穴数を切換えるためにカム２４をスライド移動させる場合、各パンチ１３〜１７が一番上に保持された状態、つまり、カム要素のそれぞれの偏心部の最小半径部が、カムホルダ開口穴４６の内側下面に当接した状態の時に行われる。そのため、カムホルダは常に図外のバネによって押し上げられている。また、カム要素２６〜２９の偏心部の断面はそれぞれ扇型形状をしているため、各偏心部が位相差をもって一体に構成されていても、切換え動作のときにカムホルダ１９〜２３に引っかかることはない。
【００５０】
次に、以上のように構成された用紙穿孔装置の穿孔動作を説明する。先ず、用紙に２つのパンチ穴を明ける場合、切換手段２５の駆動モータ５２によって切換えアーム４９を回転させて、図１に示すようにカム２４が最も右下になるよう移動する。この状態で駆動軸３３を回転させると、カム要素２７がパンチ１４をカム要素２８がパンチ１６を押し下げ、ガイド板上１０とガイド板下１１の間に停止している用紙に２個のパンチ穴を形成する。
【００５１】
また、用紙に３個のパンチ穴を明ける場合、切換手段２５の駆動モータ５２によって切換えアーム４９を回転させて、図２に示すようにカム２４が最も左上になるよう移動する。この状態で駆動軸３３を回転させると、カム要素２６がパンチ１３をカム要素２８がパンチ１５をカム要素２９がパンチ１７を押し下げ、ガイド板上１０とガイド板下１１の間に停止している用紙に３個のパンチ穴を形成する。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の用紙穿孔装置によれば、パンチを往復運動させるための変換手段であるカムを選択的に作動させる切換手段は、一体的に構成された複数の偏心部を有するカムを軸方向に所定のストロークで往復移動させ、前記カムの偏心部を前記パンチ保持手段に対して、パンチの動作位置、非動作位置に切換えるので、２穴または３穴の穿孔数を自由に選択することができる。また、切換え用の駆動系を小さくすることができる。
【００５３】
カムは、複数の偏心部を軸方向に連結して一体的に構成されるから、偏心部ごとに分割して成形可能とし、金型製作を容易としてコストダウンを図ることができる。また、カム上に、例えばカムホルダ等を設けることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例である用紙穿孔装置を示す斜視図である。
【図２】同用紙穿孔装置の作動するパンチ数を切換えた状態を示す斜視図である。
【図３】同用紙穿孔装置に使用される第１のカム要素を示す斜視図である。
【図４】同用紙穿孔装置に使用される第２のカム要素を示す斜視図である。
【図５】同用紙穿孔装置に使用されるカム要素接続する連結部材を示す斜視図である。
【図６】同用紙穿孔装置に使用されるカムを示す斜視図である。
【図７】同用紙穿孔装置に使用されるパンチを示す斜視図である。
【図８】同用紙穿孔装置に使用されるカムホルダを示す斜視図である。
【図９】同用紙穿孔装置に使用される切換手段を示す斜視図である。
【図１０】同用紙穿孔装置に使用されるカムの最小半径部を検知する検知手段を示す説明図である。
【符号の説明】
９    用紙穿孔装置
１０    ガイド板上
１１    ガイド板下
１３〜１７  パンチ
１９〜２３  カムホルダ（パンチ保持手段）
２４    カム
２５    切換手段
２６〜２９  カム要素
３０〜３２  連結部材
３３    駆動軸
３４    偏心部
３９    偏心部
４５    円盤部材
４８    溝
４９    切換えアーム
５０    ウオームホイール
５２    駆動モータ（切換手段用駆動手段）
５４    駆動モータ（駆動手段）
５９    センサ（検知手段）
【図１】
0004609969.tif 000002
【図２】
0004609969.tif 000003
【図３】
0004609969.tif 000004
【図４】
0004609969.tif 000005
【図５】
0004609969.tif 000006
【図６】
0004609969.tif 000007
【図７】
0004609969.tif 000008
【図８】
0004609969.tif 000009
【図９】
0004609969.tif 000010
【図１０】
0004609969.tif 000011