(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙を案内するガイド板と、所定の間隔に配置された複数のパンチと、パンチに対応して配置された複数のダイと、パンチをそれぞれ保持した複数のパンチ保持部材と、前記パンチを駆動するための駆動手段と、駆動手段の回転運動をパンチの往復運動に変換して前記パンチ保持部材に伝達する変換手段と、前記変換手段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とから構成され、用紙に対して垂直方向にパンチを往復運動させて穴明け加工を行う用紙穿孔装置であって、前記変換手段は、前記駆動手段により回転駆動される駆動軸上に設けられて一体回転すると共に、該駆動軸に沿って一体に摺動する複数のカムからなり、前記切換手段は、前記複数のカムを第１と第２の位置とに前記駆動軸に沿って所定のストロークで一体的に切換摺動させ、前記複数のカムのうちの一部のカムは、前記第１および第２のいずれの位置でもその回転運動を、対応する前記パンチ保持部材に伝達し、他のカムは、第１の位置から第２の位置に切換えられたときは、その回転運動を、対応するパンチ保持部材に伝達できない関係になっていることを特徴とする用紙穿孔装置。
【請求項２】
前記第１および第２のいずれの位置でも回転運動をパンチ保持部材に伝達する一部のカムは、前記第２の位置に切換えられたときに回転運動をパンチ保持部材に伝達できない他のカムよりも、前記パンチ保持部材と係合する偏心部の幅が、前記所定のストロークよりも長くなっ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】
前記複数のカムは、弾性を有する爪部と穴部とを着脱可能に嵌合させて連結されてい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。
【請求項４】
前記パンチ保持部材は、対応する前記カムの偏心部と係合するカム係合穴と、前記パンチの首部を着脱可能に嵌合させるパンチ保持穴とを有する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】
前記切換手段は、前記連結されたカムにモータの回転を直線運動に変換して伝達する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】
前記カムの偏心部の最小半径部が所定の回転位置にあることを検知する回転位置検知手段を備え、前記切換手段は、この回転位置検知手段による検知が行われたときに切換動作を行う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穴または４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を駆動軸に配設し、カムを別部材でスライドさせて、パンチを保持したカムフォロア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複数のカムと共に動かすために、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とか、高さ方向の小型化が難しい等の問題があった。
【０００７】
そこで本発明の課題は、上記した従来の問題点に鑑み、穿孔穴数の変更を単純な構造でスムーズに行えると共に、小型で組立性が良くコストダウンが図れる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、所定の間隔に配置された複数のパンチと、パンチに対応して配置された複数のダイと、パンチをそれぞれ保持した複数のパンチ保持部材と、前記パンチを駆動するための駆動手段と、駆動手段の回転運動をパンチの往復運動に変換して前記パンチ保持部材に伝達する変換手段と、前記変換手段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とから構成され、用紙に対して垂直方向にパンチを往復運動させて穴明け加工を行う用紙穿孔装置であって、前記変換手段は、前記駆動手段により回転駆動される駆動軸上に設けられて一体回転すると共に、該駆動軸に沿って一体に摺動する複数のカムからなり、前記切換手段は、前記複数のカムを第１と第２の位置とに前記駆動軸に沿って所定のストロークで一体的に切換摺動させ、前記複数のカムのうちの一部のカムは、前記第１および第２のいずれの位置でもその回転運動を、対応する前記パンチ保持部材に伝達し、他のカムは、第１の位置から第２の位置に切換えられたときは、その回転運動を、対応するパンチ保持部材に伝達できない関係になっていることを特徴とするものである。
【０００９】
これにより、カムを二種類用意し、これらを駆動軸に沿って同時に往復摺動させるだけで、用紙に明ける穿孔穴数を変更することができる。カムは、軸方向に連結して一体的に構成されるから、カムごとに分割して成形できるので、金型製作が容易である。
【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、前記第１および第２のいずれの位置でも回転運動をパンチ保持部材に伝達する一部のカムは、前記第２の位置に切換えられたときに回転運動をパンチ保持部材に伝達できない他のカムよりも、前記パンチ保持部材と係合する偏心部の幅が、前記所定のストロークよりも長くなっていることを特徴とする。
【００１１】
これにより、二種類のカムは偏心部の幅を異ならせるだけで、穿孔穴数を変更を実現できる。
【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、前記複数のカムは、弾性を有する爪部と穴部とを着脱可能に嵌合させて連結されていることを特徴とする。
【００１３】
これにより、カムどうしの連結を、接着で行ったり、余分な部品を必要としたりすることなく容易に連結できるので、組立て性を向上させることができる。
【００１４】
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、前記パンチ保持部材は、対応する前記カムの偏心部と係合するカム係合穴と、前記パンチの首部を着脱可能に嵌合させるパンチ保持穴とを有することを特徴とする。
【００１５】
これにより、各カムと各パンチ保持部材、および各パンチ保持部材とパンチとの組付けが容易になる。
【００１６】
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、前記切換手段は、前記連結されたカムにモータの回転を直線運動に変換して伝達することを特徴とする。
【００１７】
これにより、連結された複数のカムを駆動軸に沿って軽快に摺動させることができる。
【００１８】
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最小半径部が所定の回転位置にあることを検知する回転位置検知手段を備え、前記切換手段は、この回転位置検知手段による検知が行われたときに切換動作を行うことを特徴とする。
【００１９】
これにより、複数のカムが駆動軸に沿って切換動作中にパンチ保持部材に引っかかることがない。
【００２０】
【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。
この例は、２穴と４穴を切換えて選択できる用紙穿孔装置の場合である。
【００２１】
この用紙穿孔装置は、用紙を案内するガイド板下１０およびガイド板上１１と、所定の間隔に配置された４個のパンチ１３〜１６と、これらパンチにそれぞれ対応して配置された４個のダイと、パンチ保持手段である４個のカムフォロア１９〜２２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ユニット２４と、４個の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。
【００２２】
ガイド板下１０とガイド板上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１１の上には、パンチ１３〜１６が所定の間隔で配設されている。また、それぞれのパンチ１３〜１６に対応してスラスト軸受１８が圧入されている。
【００２３】
また、ガイド板下１０には、パンチ１３〜１６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。
【００２４】
パンチ１３は、パンチ保持部材であるカムフォロア１９の下端に取り付けられている。他のパンチ１４〜１６も同様に、それぞれカムフォロア２０〜２２に取り付けられている。
【００２５】
変換手段であるカムユニット２４は、偏心部を有する第１〜第４の４個のカム２６〜２９と、一端に円盤部材４５を有する連結部材３０と、２個の連結部材３１・３２とを、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、連結部材３０と第１のカム２６、および中間の第３のカム２８と第４のカム２９とは直接連結されているが、第１のカム２６と第３のカム２８とは連結部材３１にて、第４のカム２９と第２のカム２７とは連結部材３２にてそれぞれ連結されている。そして、これらは、駆動軸３３に対してこれと一体に回転するが、軸方向には一体に摺動自在となるように嵌装されている。
【００２６】
図３は、第１のカム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。第２のカム２７も、これと同様に構成されている。
【００２７】
図４は、第３のカム２８の斜視図であり、第１のカム２６および第２のカム２７より偏心部３９の寸法が軸方向に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。
【００２８】
図５は、連結部材３１を示す斜視図である。この連結部材３１は、中空の管状をしており、その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４３Ａ・４３Ｂと４４Ａ・４４Ｂとの位置関係は、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、第１のカム２６と第３のカム２８とを、爪部を角穴部に嵌めて連結部材３１で連結した際に、前者のカム２６の偏心部と後者のカム２８の偏心部とが約１５度の位相差をもって連結される。
【００２９】
連結部材３２も連結部材３１と同様に構成されており、第４のカム２９と第２のカム２７とを連結部材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４個のカムを同時に回転させた場合に、パンチによる穿孔タイミングにずれが生じ、穿孔トルクを分散させて駆動系にかかる負荷を軽減させることが出来る。
【００３０】
連結部材３０と円盤部材４５とは一体に設けられ、連結部材３０と第１のカム２６とは、上記と同様に弾性を有する爪部を角穴部に嵌めて連結されているので、これらは、他のカムおよび他の連結部材と一体に軸線方向に摺動させることができる。また、この様に構成されたカムユニット２４には、駆動軸３３が挿通されると共に、４個のカム２６〜２９の各偏心部には、駆動軸３３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、カムユニット２４は、駆動軸３３に対して軸線方向には摺動自在であるが、駆動軸３３と一緒に回転することができる。
【００３１】
図７は、この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、上端の頭部と胴部との間に細径の首部１３ｂを形成している。そして、パンチ保持部材であるカムフォロア１９に取り付けられている。他のパンチ１４〜１６も、同様に形成されている。
【００３２】
図８は、パンチ保持部材であるカムフォロアを示す斜視図である。カムフォロア１９〜２２は、同じものが向きを違えて使用されている。カムフォロア１９は、カムの挿通される長円形のカム係合穴４６を有している。カムフォロア１９の長円形のカム係合穴４６の短径は、カム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１３〜１６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。他のカムフォロア２０〜２２も、これと同じである。
【００３３】
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フォロアの長円形のカム係合穴４６によりパンチがストローク方向に拘束され、カムフォロア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、カムによってカムフォロア１９〜２２が傾こうとするのを防止し、パンチ１３〜１６をガイドするスラスト軸受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。
【００３４】
また、カムフォロア１９〜２２は、こけし型のパンチ保持穴４７を有する凸部を下端に形成しており、その開口部４７ａに対してパンチ１３〜１６の首部分１３ｂを嵌合させる。その際、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。
【００３５】
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、カムフォロア１９〜２２とカム２６〜２９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１０から挿入すれば、カムフォロア１９〜２２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１３〜１６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。
【００３６】
図９は、切換手段２５を示す斜視図である。切換手段２５は、カムユニット２４の一端の円盤部材４５と係合される溝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枢支穴に回動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と、カム５４等から構成されている。
【００３７】
ウオームホイール５０が回転すると、一端の円盤部材４５が切換えアーム４９に係合しているカムユニット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に沿って摺動する。そして、ウオームホイール５０が回転することにより、カムユニット２４は往復摺動する。
【００３８】
図１は、カムユニット２４が第２の位置（図中で最も右側）にある場合である。この場合、カムユニット２４の回転により、駆動軸３３の軸方向に長い２個のカム２８、２９は対応するカムフォロア２０、２１と係合するが、短い２個のカム２６、２７は対応するカムフォロア１９、２２と係合しないので、中間の２個のパンチ１４、１５は作動するが、両端の２個のパンチ１３、１６は作動しない。したがって、用紙への穿孔穴数は２個となる。
【００３９】
図２は、カムユニット２４を切換手段２５で第１の位置（図中で最も左側）に切換えた場合である。この場合、カムユニット２４の回転により、駆動軸３３の軸方向に長い２個のカム２８、２９も、短い２個のカム２６、２７も対応するカムフォロア２０、２１、１９、２２に係合するので、４個のパンチ１３〜１８の全てが作動する。したがって、用紙への穿孔穴数は４個となる。
【００４０】
このようにカムユニット２４を駆動軸３３に沿って摺動させて、第１の位置と第２の位置とに４個のカム２６〜２９を同時に切換えることにより、用紙の穿孔穴数を２穴と４穴とに切換えることができる。
【００４１】
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。
【００４２】
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４穴の例について説明したが、２穴と３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。
【００４３】
図１０は、本発明の用紙穿孔装置に使用されるカムユニット２４の偏心部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１３〜１６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。
【００４４】
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。
【００４５】
穿孔穴数を切換えるためにカムユニット２４を摺動させる場合、各パンチ１３〜１６が一番上に保持された状態、つまり、カムのそれぞれの偏心部の最小半径部が、カムフォロアのカム係合穴４６の内側下面に当接した状態の時に行われる。そのため、カムフォロア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フォロア１９〜２２に引っかかることはない。
【００４６】
上記のように構成されたこの用紙穿孔装置で用紙に２個のパンチ穴を明ける場合は、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に示すようにカムユニット２４が最も右側になるよう摺動させる。この状態で駆動軸３３を回転させると、駆動軸３３に軸方向に長いカム２８と２９がそれぞれパンチ１４と１５を押し下げるが、短いカム２６と２７はそれぞれパンチ１３と１６を押し下げることができないので、ガイド板下１０とガイド板上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。
【００４７】
一方、用紙に４個のパンチ穴を明ける場合には、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に示すようにカムユニット２４を最も左側になるように摺動させる。この状態で駆動軸３３を回転させると、４個のカム２６〜２９の全てが上記のようにカムフォロア１９〜２２と係合して、４個のパンチ１３〜１６の全てが押し下げられ、ガイド板下１０とガイド板上１１の間に停止している用紙に４個のパンチ穴を形成する。
【００４８】
【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、複数のカムを第１と第２の位置とに駆動軸に沿って所定のストロークで一体的に切換摺動させると、複数のカムのうちの一部のカムは、第１および第２のいずれの位置でもその回転運動を対応するパンチ保持部材に伝達できるが、他のカムは、第１の位置から第２の位置に切換えられたときは、その回転運動を対応するパンチ保持部材に伝達できない関係になっているので、カムを二種類用意し、これらを駆動軸に沿って同時に往復摺動させるだけで、用紙に明ける穿孔穴数を簡単にしかもスムーズに変更することができる。また、切換え用の駆動系を小さくすることができる。
【００４９】
カムは、軸方向に連結して一体的に構成されるから、カムごとに分割して成形できるので、金型製作が容易であり、コストダウンを図ることができる。
【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を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ユニット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フォロア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    ガイド板下
１１    ガイド板上
１３〜１６  パンチ
１３ｂ  首部
１９〜２２  カムフォロア（パンチ保持部材）
２４    カムユニット
２５    切換手段
２６〜２９  カム
３０〜３２  連結部材
３３    駆動軸
３４    偏心部
３６〜３８  角穴部
３９    偏心部
４０    爪部
４２、４３  角穴部
４３Ａ、４３Ｂ  爪部
４４Ａ、４４Ｂ  爪部
４５    円盤部材
４６    カム係合穴
４７    パンチ保持穴
４９    切換えアーム
５０    ウオームホイール
５９    センサ（検知手段）
【図１】
0004553497.tif 000002
【図２】
0004553497.tif 000003
【図３】
0004553497.tif 000004
【図４】
0004553497.tif 000005
【図５】
0004553497.tif 000006
【図６】
0004553497.tif 000007
【図７】
0004553497.tif 000008
【図８】
0004553497.tif 000009
【図９】
0004553497.tif 000010
【図１０】
0004553497.tif 000011