DE69424643T2

DE69424643T2 - Papierstanzeinrichtung zur Verwendung in einer Abbilderzeugungsvorrichtung

Info

Publication number: DE69424643T2
Application number: DE69424643T
Authority: DE
Inventors: Masashi Hirai; Masafumi Okumura; Kyousuke Taka; Kinji Uno; Toshio Yamanaka; Hirokazu Yamauchi; Yasuji Yamauchi; Yoshiharu Yoneda
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1994-12-28
Publication date: 2001-01-25
Anticipated expiration: 2014-12-29
Also published as: EP0960704A1; US5839336A; EP0665179A2; EP0960704B1; DE69424643D1; EP0665179B1; DE69430681D1; DE69430681T2; EP0665179A3; US6014920A

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Papierstanzeinrichtung zur Verwendung in einer Abbilderzeugungsvorrichtung, welche Löcher in Blättern Papier ausbildet, die Abbilderzeugungsverfahren, wie z. B. in einem Gerät wie einer Kopiermaschine, unterworfen wurden.

Hinterrund der Erfindung

Einige herkömmliche Abbilderzeugungsvorrichtungen sind mit Papierloch- oder Papierstanzeinrichtungen ausgebildet, um in Blättern Papier Löcher auszubilden, damit die Effizienz von Sortiertätigkeiten von Blättern Papier, welche Abbilderzeugungsverfahren unterworfen wurden, in einen Dokumentensatz zu verbessern. Aufgrund der weiten Verbreitung von Büroautomatisierungsgeräten zur Handhabung von Blättern Papier, wie z. B. in Kopiermaschinen für gewöhnliches Papier (PPC) und in automatischen Papierzuführeinrichtungen (APEL und aufgrund des Trends zu Verfahren mit hoher Geschwindigkeit und hoher Effektivität in derartigen Geräten entstand darüber hinaus in jüngster Zeit ein starkes Bedürfnis im Hinblick auf ein schnelles und hoch effizientes Loch- oder Stanzverfahren, welches benötigt wird, bevor die Blätter Papier, welche Gegenstand eines Kopierverfahrens waren, abgelegt werden.
Als Beispiel eines derartigen Papierstanzgerätes offenbart die japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 140755/1983 (Tokukaishu 58-140755) ein herkömmliches Papierstanzgerät. Die nachfolgende Beschreibung beschreibt dieses Papierstanzgerät. Der Einfachheit halber zeigt die hier als Beispiel beschriebene Anordnung leichte Abweichungen von derjenigen der oben genannten Patentveröffentlichung.
Wie in Fig. 25 gezeigt ist, wird in dem oben erwähnten Papierstanzgerät ein Blatt Papier durch Transportwalzen 303 und 304 von der stromaufwärts gelegenen Seite aus auf einer Grundplatte 301 transportiert, während es durch eine Transportführung 302 in Bezug auf aufwärts gerichtete Verschiebungen beschränkt ist. Wenn die Vorderkante des Blattes Papier P durch einen Lichtweg eines Photosensors 305 vom Reflexionstyp passiert, wird die Vorderkante des Blattes Papier P durch den Photosensor 305 detektiert. Ein vom Photosensor 305 aus stromabwärts gelegener Stopper 306 bewegt sich dann von seiner Bereitschaftsstellung aus aufwärts und drückt auf die Vorderkante des Blattes Papier P, wobei der Transport des Blattes Papier P gestoppt wird.
Unmittelbar nach dem Stoppen der Rotation der Transportwalze 304 wird eine Stanzklinge 307 abwärts auf eine Stanzbacke oder ein Stanzwerkzeug 308 zu verschoben, welches in der Grundplatte 301 angeordnet ist. Demgemäß wird das Blatt Papier P durch die Stanzklinge 307 gestanzt oder gelocht. Zu diesem Zeitpunkt wird die stromabwärts gelegene Transportwalze 304 in ihrer Rotation angehalten, während die stromabwärts gelegene Transportwalze 303 rotiert wird. Folglich wird das Blatt Papier P durch die Transportwalze 303 von der Seite der Hinterkante aus transportiert und in einen Deformationsraum 302a hinein gekrümmt, welcher zwischen der Transportwalze 303 und der Transportwalze 304 in der Transportführung 302 aufwärts angehoben ausgebildet ist. Durch diese Anordnung wird der Transport des Blattes Papier P nicht vollständig gestoppt. Da die auf das Blatt Papier P ausgeübte Andruckkraft des Stoppers 306 erhöht wird, verschiebt sich ferner das Blatt Papier P selbst dann nicht, wenn die Stanzoperation durchgeführt wird.
Bei dem Papierstanzgerät der oben genannten Patentveröffentlichung wird die Vorderkante des Blattes Papier P jedoch zeitweise gestoppt, auch wenn es nur für eine kurze Zeitspanne geschieht. Werden die Verarbeitungsgeschwindigkeiten des Abbilderzeugungsverfahrens und anderer damit verbundener Verfahren über eine bestimmte Grenze hinaus erhöht, so wird folglich bereits das nächste Papier transportiert, obwohl das vorangegangene Papier noch nicht gestanzt oder gelocht wurde. Dies kann zu Problemen führen, insbesondere zu Papierstaus. Des weiteren kann das Blatt Papier P beschädigt werden, wenn es gekrümmt wird. Ferner kann z. B. eine Krümmung nicht erfolgen, wenn es sich beim Blatt Papier P um dickes Papier handelt, welches nicht weniger als 228 g/m² wiegt. Dies macht es schwierig, die Blätter Papier P unter Verwendung der Transportwalzen 303 während des Stanzvorgangs zu transportieren. Es ist ein weiteres Problem, dass es wegen des Aufbaus der Papierstanzeinrichtung nicht möglich ist, Stanzlöcher auf der Hinterseite des Blattes Papier P auszubilden.
Ein anderes Papierstanzgerät zur Verwendung in einer elektrophotographischen Vorrichtung ist - obwohl es hier nicht im Detail beschrieben werden wird - im Stand der Technik bekannt. Bei diesem wird ein Stanzvorgang bei einem Blatt Papier P ausgeführt, welches vollständig angehalten oder gestoppt ist, wobei. nach dem Stanzvorgang der Transport des Blattes Papier P wieder aufgenommen wird. Bei dieser Art von Papierstanzeinrichtungen ist es möglich, den Stanzmechanismus entweder auf der Vordereite oder auf der Rückseite des Blattes Papier P anzuordnen. Da jedoch der Stanzvorgang nach dem vollständigen Stoppen des Blattes Papier ausgeführt wird, ist es unmöglich die Verarbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen.
In dem Dokument EP-A 0 409 204 des Standes der Technik wird eine Papierstanzeinrichtung zur Verwendung in einer Abbilderzeugungsvorrichtung offen - bart, welche eine Führungseinrichtung zum Führen eines Blattes Papier in einer vorbestimmten Richtung, eine Stanzklinge zum Ausbilden eines Stanzloches in dem Blatt Papier, eine Antriebseinrichtung zum Antreiben der Stanzklinge und Transportwalzen zum konstanten Transportieren des Blattes Papier aufweist. Die Stanzklinge ist dabei in der Führungseinrichtung ausgebildet, und die Transportwalzen sind in der Führungseinrichtung auf der von der Stanzklinge stromabwärts gelegenen Seite angeordnet.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Papierstanzeinrichtung zur Verwendung in einer Abbilderzeugungsvorrichtung zu schaffen, welche ein Stanzen mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht, und zwar ohne die Notwendigkeit, die Transportgeschwindigkeit des Papiers zu vermindern oder die Blätter Papier anzuhalten.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung die im Anspruch 1 beschriebene Papierstanzeinrichtung vor. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Eine erste erfindungsgemäße Papierstanzeinrichtung zur Verwendung in einer Abbilderzeugungsvorrichtung ist in Anspruch 1 definiert und weist auf: eine Führungseinrichtung zum Führen eines Blattes Papier in einer vorbestimmte Richtung; eine Stanzklinge zum Ausbilden eines Stanzloches im Blatt Papier, wobei die Stanzklinge in der Führungseinrichtung ausgebildet ist; eine Antriebs einrichtung zum Antreiben der Stanzklinge und Transportwalzen zum Befördern des Blattes Papier, wobei die Transportwalzen in der Führungseinrichtung auf der von der Stanzklinge stromabwärts gelegenen Seite ausgebildet sind, wobei den Transportwalzen ermöglicht ist, in Bezug auf das Blatt Papier einen Schlupf von vorgegebener Größe auszuführen, wenn das Blatt Papier von der Stanzklinge erfasst wird, wobei das Produkt aus der Zeit, während der das Blatt Papier von der Stanzklinge erfasst wird, und der Transportgeschwindigkeit der Transportwalzen auf einen vorgegebenen Wert gesetzt ist.
In dieser ersten Papierstanzeinrichtung wird die Antriebseinrichtung aktiviert, wenn ein Blatt Papier mittels der Transportwalzen entlang der Führungseinrichtung transportiert wird und die Hinterkante des Blattes Papier eine vorbestimmte Position erreicht. Folglich werden die Stanzlöcher in dem Blatt Papier an Positionen ausgebildet, die einen vorbestimmten Abstand von der Hinterkante entfernt sind.
Weil die Transportwalzen ständig rotieren wird der Transport des Blattes Papier auch dann fortgesetzt, wenn es von der Stanzklinge gestanzt wird. Aus diesem Grunde wird das Blatt Papier von den Transportwalzen gezogen, weil es durch die Stanzklinge erfasst wird, falls der Stanzvorgang auch nur ein wenig zu lange dauert. Wenn das Blatt Papier jedoch von der Stanzklinge erfasst wird, wird den Transportwalzen ermöglicht, in Bezug auf das Blatt Papier einen Schlupf von vorgegebener Größe auszuführen; dadurch wird die Zugkraft, welche durch die Transportwalzen auf das Blatt Papier ausgeübt wird, absorbiert oder aufgehoben. Insbesondere wenn eine der Transportwalzen aus Gummi gefertigt ist und die andere Transportwalze aus einem Schaumstoffmaterial, ist es möglich, bevorzugte Schlupfeigenschaften bereitzustellen.
Falls die Zeit, während der das Papier von der Stanzklinge erfasst wird, zu lang ist, z. B. beim Verwenden dicken Papiers, wird darüber hinaus eine Beschädigung des Blattes Papier durch Vermindern der Transportgeschwindigkeit reduziert, welche durch die Stanzklinge verursacht werden kann. Falls die Zeit, während der das Papier von der Stanzklinge erfasst wird, kurz ist, z. B. beim Verwenden normalen Papiers, wird im Gegensatz dazu die Beschädigung des Blattes Papier, welche durch die Stanzklinge verursacht wird, selbst dann nicht erhöht, wenn die Transportgeschwindigkeit erhöht wird. Mit anderen Worten ermöglicht unter der Bedingung, unter denen den Transportwalzen ermöglicht wird, in Bezug auf das Papier einen Schlupf auszuführen, die Anordnung, bei welcher das Produkt aus der Zeit, während der das Blatt Papier von der Stanzklinge erfasst wird, und der Transportgeschwindigkeit, welche von den Transportwalzen ausgeübt wird, auf einen vorbestimmten Wert gesetzt ist, Beschädigungen am Blatt Papier, welche von der Stanzklinge verursacht werden können, zu vermindern. Die oben gemachten Angaben werden weiter durch Experimente erläutert, die im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen später beschrieben werden.
Gemäß der ersten Papierstanzeinrichtung wird das Blatt Papier auf der von der Stanzklinge stromabwärts gelegenen Seite transportiert. Es ist deshalb möglich, Krümmungen im Blatt Papier und damit durch Krümmung verursachte Beschädigungen des Blattes Papiers ebenfalls zu vermeiden. Des Weiteren ist es möglich, Stanzlöcher auch in dickem Papier auszubilden, welches kaum gekrümmt werden kann. Ferner wird der Stanzvorgang auf der Seite der Hinterkante des Blattes Papier ausgeführt, weil die Stanzklinge auf der von den Transportwalzen stromaufwärts gelegenen Seite angeordnet ist. Falls ein Stapel- oder Heftvorgang gleichzeitig mit dem Stanzvorgang durchgeführt wird, erlaubt die beschriebene Anordnung, dass beide Vorgänge auf der Seite der Hinterkante der Blätter Papier ausgeführt werden, wodurch die Effizienz dieser Vorgänge verbessert wird. Eine zweite erfindungsgemäße Papierstanzeinrichtung zur Verwendung in einer Abbilderzeugungsvorrichtung ist in Anspruch 7 definiert und weist auf: eine Mehrzahl von Stanzklingen zum Ausbilden von Stanzlöchern in einem Blatt Papier, wobei die Stanzklingen in einer Führungseinrichtung entlang einer geraden Linie in vorgegebenen Intervallen angeordnet sind, wobei die gerade Linie in Bezug auf die Senkrechte zur Transportrichtung um einen vorgegebenen Winkel geneigt ist: eine Mehrzahl von Antriebseinrichtungen zum individuellen Antreiben der Stanzklingen; und einen Antriebsschaltkreis zum nacheinander Aktivieren der Antriebseinrichtungen in vorgegebenen Zeitintervallen, wobei mit derjenigen begonnen wird, welche der Hinterkante des Blattes Papier am nächsten ist. In der zweiten Papierstanzeinrichtung zur Verwendung in einer Abbilderzeugungsvorrichtung werden die jeweiligen Stanzklingen durch individuelle Antriebseinrichtungen angetrieben, aber diese Antriebseinrichtungen werden durch einen gemeinsamen Antriebsschaltkreis gesteuert. Demgemäß vermeidet diese Anordnung die Notwendigkeit, Antriebsschaltkreise für die jeweiligen Antriebseinrichtungen individuell vorzusehen, wodurch die Anzahl von Bauteilen verringert werden kann. In diesem Fall aktiviert der Antriebsschaltkreis jede der Antriebseinrichtungen in einer Abfolge vorbestimmter Zeitintervalle, wobei es dem Antriebsschaltkreis nicht möglich ist, die jeweiligen Antriebseinrichtungen gleichzeitig zu einem Zeitpunkt zu aktivieren.
Das Blatt Papier wird selbst während des Stanzvorganges transportiert. Es ist deshalb notwendig, die Stanzpositionen in der Transportrichtung auszurichten, und zwar für den Fall, dass die Antriebseinrichtungen individuell aktiviert werden und die jeweiligen Stanzklingen die Stanzlöcher zu unterschiedlichen Zeiten ausbilden. Aus diesem Grunde sind die Stanzklingen entlang einer geraden Linie angeordnet, welche in Bezug auf eine zur Transportrichtung orthogonale oder senkrechte Richtung in einem vorbestimmten Winkel geneigt ist. Die Antriebseinrichtungen werden aufeinanderfolgend aktiviert, wobei mit derjenigen Stanzklinge begonnen wird, welche der Hinterkante des Blattes Papier am nächsten ist. Diese Anordnung ermöglicht es, Fehlanordnungen oder -ausrichtungen der Stanzpositionen in der Transportrichtung zu vermeiden. Also sind die durch die Stanzklingen gebildeten Stanzlöcher virtuell parallel zur Hinterkante des Blattes Papier ausgerichtet.
Vorzugsweise kann auch die nachfolgende Anordnung angewandt werden: In dem Fall, dass der Antriebsschaltkreis die jeweiligen Antriebseinrichtungen aufeinanderfolgend aktiviert, hat die Stanzposition unter der Voraussetzung, dass ein Zeitintervall T nach Aktivierung einer bestimmten Antriebseinrichtung die nächste Antriebseinrichtung aktiviert wird, einen Offset von VT in Bezug auf die Transportrichtung innerhalb des Zeitintervalls T, falls das Blatt Papier mit der Transportgeschwindigkeit V transportiert wird. Um die jeweiligen Stanzlöcher entlang einer geraden Linie auszurichten, wobei jedes einen konstanten Abstand von der Hinterkante des Blattes Papier hat, sollte deshalb der durch Division von VT durch den Abstand x zwischen den Stanzklingen in der Richtung orthogonal zur Transportrichtung erhaltene Wert, d. h. das Intervall zwischen den Stanzlöchern, gleich sein zum Tangens des vorbestimmten Winkels (θ). Mit anderen Worten soll die Beziehung tan θ = V · T/x erfüllt sein. Deshalb wird es möglich, die Stanzlöcher, wie oben beschrieben wurde, an den geeigneten Stellen oder Positionen auszubilden, wenn der Antriebsschaltkreis die jeweiligen Antriebseinrichtungen aufeinander folgend in zeitlichen Abständen T aktiviert, wobei T = x · tan θ/V erfüllt ist.
Eine dritte erfindungsgemäße Papierstanzeinrichtung zur Verwendung in einer Abbilderzeugungsvorrichtung ist in Anspruch 9 definiert und weist auf: eine Unterscheidungseinrichtung zum Unterscheiden, ob das Blatt Papier normales Papier mit einer Dicke nicht mehr als einer vorbestimmten Dicke ist oder ob es dickes Papier mit einer Dicke ist, welche die vorbestimmte Dicke überschreitet; eine Antriebseinrichtung mit einer ersten Antriebsquelle zum Antreiben der Stanzklinge mit einer Antriebskraft, welche für normales Papier ausreicht, und mit einer zweiten Antriebsquelle zum Antreiben der Stanzklinge mit einer Antriebskraft, die geeignet ist für dickes Papier; eine Auswahlsteuereinrichtung zum Aktivieren der ersten Antriebsquelle, falls die Unterscheidungseinrichtung anzeigt, dass das Blatt Papier normales Papier ist, und zum Aktivieren der zweiten Antriebsquelle, wenn die Unterscheidungseinrichtung anzeigt, dass das Blatt Papier dickes Papier ist; und eine Transportsteuereinrichtung zum Aktivieren der Transportwalzen während der Aktivierung der ersten Antriebsquelle und zum Stoppen der Transportwalzen während der Aktivierung der zweiten Antriebsquelle.
Wenn durch die Unterscheidungseinrichtung entschieden wird, ob das Blatt Papier normales Papier oder dickes Papier ist, wird beim dritten Ausführungsbeispiel die erste oder die zweite Antriebsquelle ausgewählt und gemäß dem Ergebnis der Entscheidung durch die Auswahlsteuereinrichtung in Betrieb genommen. Die Stanzlöcher werden also unter Verwendung einer für das Blatt Papier geeigneten Antriebskraft ausgebildet. Ferner aktiviert die Transportsteuereinrichtung die Transportwalzen während der Aktivierung der ersten Antriebsquelle und stoppt die Transportwalzen während der Aktivierung der zweiten Antriebsquelle; dadurch wird während des Stanzvorgangs für Normalpapier ein Verarbeiten mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht.
Eine vierte erfindungsgemäße Papierstanzeinrichtung zur Verwendung in einer Abbilderzeugungsvorrichtung ist in Anspruch 12 definiert und weist auf: eine Antriebsleerlaufsteuereinrichtung zum Aktivieren der Antriebseinrichtung, so dass die Stanzklinge für eine bestimmte Zeitspanne angetrieben wird, wenn sich in der Führungseinrichtung kein Papier an der Stanzposition befindet.
In der vierten Papierstanzeinrichtung aktiviert die Antriebsleerlaufsteuereinrichtung die Antriebseinrichtung, so dass die Stanzklinge für eine bestimmte Zeitspanne angetrieben wird, wenn sich in der Führungseinrichtung kein Papier an der Stanzposition befindet. Diese Anordnung ermöglicht es zu vermeiden, dass die Stanzklinge an einer Stanzposition in der Führungseinrichtung aufgrund eines unzureichenden Antriebs angehalten oder festgehalten wird. Ferner wird sichergestellt, dass Papierstaus verhindert werden, welche auftreten, wenn das Blatt Papier von der Stanzklinge in nicht geeigneter Weise erfasst wird.
Bei einer bevorzugten Anwendung der vierten Papierstanzeinrichtung ist eine Papierdetektionseinrichtung, z. B. ein optischer Sensor, vorgesehen, um die Anwesenheit oder Abwesenheit von Papier an der Stanzposition zu detektieren. Gemäß dieser Detektion ist es möglich, die bestimmte Zeitspanne zu erkennen, während der sich kein Papier an der Stanzposition befindet. Bei einer weiter bevorzugten Anwendung ist die Antriebsleerlaufsteuereinrichtung so ausgebildet, dass sie darüber informiert, dass sich kein Papier an der Stanzposition befindet. Dadurch wird es möglich, dass der Benutzer die notwendigen Schritte zum Beheben eines Papierstaus durchführt.
Für ein umfassenderes Verständnis der Natur und des Aufbaus der Erfindung wird auf die detaillierte Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen verwiesen.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 ist eine erläuternde Zeichnung, welche den inneren Aufbau einer Kopiermaschine zeigt, die gewöhnlich bei den jeweiligen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Fig. 2 ist eine erläuternde Zeichnung, welche einen Verarbeitungsabschnitt zeigt, welcher im oberen Bereich der Kopiermaschine aus Fig. 1 angeordnet ist.
Fig. 3(a) ist eine vertikale guerschnittsansicht einer Stanzeinheit der Kopiermaschine gemäß dem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel.
Fig. 3(b) ist eine vertikale Querschnittsansicht, welche einen Funktionszustand während eines Stanzvorgangs der Stanzeinheit in der Kopiermaschine gemäß dem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel zeigt.
Fig. 4 ist eine vertikale Querschnittsansicht der Stanzeinheit, wenn sie von der stromabwärts gelegenen Seite der Transportführung aus betrachtet wird.
Fig. 5 ist eine Vorderansicht, welche die Anordnungen eines piezoelektrischen Elements und eines Verwindungs-Verstärkungsmechanismus zeigt, welche in einer Antriebseinrichtung der Stanzeinheit angeordnet sind.
Fig. 6(a) ist eine Draufsicht, welche die Form einer Stanzklinge illustriert, die für die Stanzeinheit nicht geeignet ist.
Fig. 6(b) ist eine Vorderansicht, welche die Form einer Stanzklinge zeigt, die für die Stanzeinheit nicht geeignet ist.
Fig. 6(c) ist eine Seitenansicht, welche die Form einer Stanzklinge zeigt, die für die Stanzeinheit nicht geeignet ist.
Fig. 7(a) ist eine Draufsicht, welche die Form einer anderen Stanzklinge zeigt, die für die Stanzeinheit nicht geeignet ist.
Fig. 7(b) ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A aus Fig. 7(a), welche die Form einer anderen Stanzklinge zeigt, die für die Stanzeinheit nicht geeignet ist.
Fig. 8(a) ist eine Draufsicht, welche die Form einer Stanzklinge zeigt, die für die Stanzeinheit geeignet ist.
Fig. 8(b) ist eine Vorderansicht, welche die Form der Stanzklinge zeigt, die für die Stanzeinheit geeignet ist.
Fig. 8(c) ist eine Seitenansicht, welche die Form der Stanzklinge zeigt, die für die Stanzeinheit geeignet ist.
Fig. 8(d) ist eine Ansicht von einer Position aus, welche von der Rückrichtung her einen Winkel von 45º einschließt, welche die Form der Stanzklinge zeigt, die für die Stanzeinheit geeignet ist.
Fig. 9 ist ein Blockdiagramm, welches ein Steuersystem zum Steuern des Betriebs der Stanzeinrichtung in der Stanzeinheit zeigt.
Fig. 10 ist ein Flussdiagramm, welches eine Abfolge von Stanzvorgängen zeigt, die durch die Stanzeinheit ausgeführt werden.
Fig. 11(a) ist ein Histogramm, welches die Häufigkeit des Auftretens von Problemen illustriert, wenn von der Stanzeinheit Stanzvorgänge bei einer Transportgeschwindigkeit von 100 mm/sec ausgeführt werden, wobei Gummi-Transportwalzen verwendet wurden.
Fig. 11(b) ist ein Histogramm, welches die Häufigkeit des Auftretens von Problemen zeigt, wenn durch die Stanzeinheit Stanzvorgänge bei einer Transportgeschwindigkeit von 200 mm/sec ausgeführt werden, wobei Gummi-Transportwalzen verwendet wurden.
Fig. 11(c) ist ein Histogramm, welches die Häufigkeit des Auftretens von Problemen zeigt, wenn durch die Stanzeinheit Stanzvorgänge bei einer Transportgeschwindigkeit von 400 mm/sec ausgeführt werden, wobei Gummi-Transportwalzen verwendet wurden.
Fig. 12(a) ist ein Histogramm, welches die Häufigkeit des Auftretens von Problemen zeigt, wenn durch die Stanzeinheit Stanzvorgänge bei einer Transportgeschwindigkeit von 100 mm/sec ausgeführt werden, wobei Transportwalzen aus Polyurethanschaum verwendet wurden.
Fig. 12(b) ist ein Histogramm, welches die Häufigkeit des Auftretens von Problemen zeigt, wenn durch die Stanzeinheit Stanzvorgänge bei einer Transportgeschwindigkeit von 200 mm/sec ausgeführt werden, wobei Transportwalzen aus Polyurethanschaum verwendet wurden.
Fig. 12(c) ist ein Histogramm, welches die Häufigkeit des Auftretens von Problemen zeigt, wenn durch die Stanzeinheit Stanzvorgänge bei einer Transportgeschwindigkeit von 400 mm/sec ausgeführt werden, wobei Transportwalzen aus Polyurethanschaum verwendet wurden.
Fig. 13(a) ist eine erläuternde Zeichnung, welche Risse in eine Blatt Papier aus Experimenten zeigt, welche zur Erlangung der Histogramme der Fig. 11 (a) bis 11(c) und 12(a) bis 12(c) durchgeführt wurden.
Fig. 13(b) ist eine erklärende Zeichnung, welche defekte Stanzlöcher in einem Blatt Papier aus diesen Experimenten zeigt.
Fig. 13(c) ist eine erläuternde Zeichnung, welche auf einem Blatt Papier aus diesen Experimenten durch die Walzen erzeugte Kratzer zeigt.
Fig. 14 ist eine vertikale Querschnittsansicht, welche eine Anordnung einer Stanzeinheit zeigt, welche im ersten modifizierten Beispiel des ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels verwendet wurde.
Fig. 15 ist eine Draufsicht auf eine Anordnung einer Stanzeinheit, welche in einem zweiten modifizierten Beispiel des ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels verwendet wird.
Fig. 16 ist eine Draufsicht auf ein Blatt Papier, welches Gegenstand eines Stanzvorgangs durch die Stanzeinheit der Fig. 15 war.
Fig. 17 ist eine vertikale Querschnittsansicht einer Stanzeinheit in einer Kopiermaschine gemäß der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform.
Fig. 18 ist ein Blockdiagramm, welches ein Steuersystem zum Betreiben der Stanzeinheit von Fig. 17 zeigt.
Fig. 19 ist ein Flussdiagramm, welches eine Abfolge von Auswahloperationen für Stanzvorgänge zeigt, die mit entsprechenden Modi korrespondieren, welche mit der Stanzeinheit aus Fig. 17 ausgeführt werden.
Fig. 20 ist eine Vorderansicht, welche die Anordnung wesentlicher Bestandteile einer Kopiermaschine gemäß eines modifizierten Beispiels des zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels zeigt.
Fig. 21 ist eine vertikale Querschnittsansicht einer Stanzeinheit in einer Kopiermaschine gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform.
Fig. 22 ist ein Blockdiagramm, welches ein Steuersystem zum Steuern des Betriebs im Falle eines Papierstaus in der Stanzeinrichtung der Stanzeinheit aus Fig. 21 zeigt.
Fig. 23 ist ein Flussdiagramm, welches eine Abfolge von Vorgängen zeigt, die während der Aufwärmphase einer Kopiermaschine mit einer Stanzeinheit gemäß Fig. 21 ausgeführt werden.
Fig. 24 ist ein Flussdiagramm, welches eine Abfolge von Verfahrensschritten zeigt, die ausgeführt werden, um den Abschluss des Stanzvorgangs der Stanzeinheit gemäß eines modifizierten Beispiels der dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform zu überwachen.
Fig. 25 ist eine vertikale Querschnittsansicht, welche ein Beispiel einer Anordnung einer herkömmlichen Papierstanzeinrichtung zeigt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

[Ausführungsbeispiel 1]

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 13 wird nachfolgend das erste erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel beschrieben.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist in einer Kopiermaschine gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eine transparente Dokumentenauflageplatte 2, auf welcher ein zu kopierendes Original aufgelegt werden kann, an der oberen Oberfläche des Gerätegehäuses 1 ausgebildet. Ferner ist dort ebenfalls eine Dokumentenabdeckung 3 zum Abdecken der Dokumentenauflageplatte 2 ausgebildet. Des Weiteren ist ein in Fig. 2 gezeigter Bedienbereich 90 auf der oberen Oberfläche des Gerätegehäuses 1 ausgebildet.
Der Bedienbereich 90 weist auf: eine Stanztaste 91 zum Bestimmen des Stanzmodus; ein Anzeigerfeld 92 zum Anzeigen von Nachrichten; eine Eingabetaste 93; einen Zehnerblock 94; eine Löschtaste 95 für den Zehnerblock; eine Löschtaste 96; und eine Drucktaste 97. Der Benutzer wird in die Lage versetzt, verschiedenartige Faktoren festzulegen oder zu bestimmen, z. B. verschiedene Modi, die Anzahl der Kopien, die Anzahl der im Stanzmodus zu stanzenden Löcher und die Positionen der zu stanzenden Löcher. Dies geschieht über den Bedienbereich 90. Ferner können über den Bedienbereich 90 verschiedene Spezialmodi festgelegt und spezifiziert werden, z. B. der Modus für dickes Papier zum Ausführen eines Kopiervorgangs auf Blättern dicken Papiers, ein Deckblattmodus sowie ein Einfügungsmodus.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist unterhalb der Dokumentenauflageplatte 2 ein optisches System 4 vorgesehen. Das optische System 4 wird von einer Kopierlampe 5 gebildet, welche eine Halogenlampe oder eine andere Lampe sein kann. Ferner sind eine Mehrzahl von Spiegeln 6 bis 11 und eine Linseneinheit 12 vorgesehen. Die Spiegel 6 bis 11 sind derart angeordnet, dass ein von der Kopierlampe 5 projizierter Lichtstrahl auf das auf der Dokumentenauflageplatte 2 liegende Original gerichtet wird und dass der reflektierte Lichtstrahl vom Original auf einen Fotorezeptor 13 gelenkt wird, wie das durch die abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie angedeutet ist. Der Fotorezeptor 13 wird später im Detail beschrieben. Weiterhin ist die Linseneinheit 12 ausgebildet, um ein Brechen und Sammeln des reflektierten Lichtstrahls zu bewirken, damit ein scharfes Bild auf dem Fotorezeptor 13 erzeugt wird.
Unterhalb des optischen Systems ist der Kopiervorgangsbereich angeordnet, welcher den Fotorezeptor 13 als Haupteinrichtung aufweist. In der Umgebung des Fotorezeptors 13 sind eine Hauptladeeinheit 14, eine Entwicklungseinheit 15, eine Übertragungsladeeinheit 16, eine Trennungsladungseinheit 17, eine Reinigungseinheit 18 und andere Einrichtungen angeordnet. Der Kopiervorgangsbereich weist ferner eine bandartige Abführeinheit 19, welche auf der Papierausgabeseite des Fotorezeptors 13 angeordnet ist, und eine Fixiereinrichtung 20 auf, welche auf der Papierausgabeseite der Abführeinheit 19 angeordnet ist. Unterhalb der Entwicklungseinheit 15 sind paarweise Registerwalzen 21 zum rechtzeitigen Zuführen von Blättern Papier zum Fotorezeptor 13 angeordnet. Unterhalb des Kopiervorgangsabschnitts sind ferner Zuführkassetten 22 und 23 zum Aufnehmen von Blättern Papier in jeweiligen Größen vorgesehen. Darüber hinaus ist eine manuelle Zuführeinrichtung 24 an der Seitenwand des Gerätegehäuses 1 auf der Seite der Entwicklungseinheit 15 angebracht. Zwischen den Registerwalzen 21, den Zuführkassetten 22, 23 und der manuellen Zuführeinrichtung 24 ist darüber hinaus eine Transporteinrichtung 26 mit Transportwalzen 25 und anderen Elementen zum Transportieren der Blätter Papier angeordnet. Folglich bilden die Registerwalzen 21, die Zuführkassetten 22 und 23, die manuelle Zuführeinrichtung 24 und die Transporteinrichtung 26 einen Zuführbereich.
Auf der Papierausgabeseite der Fixiereinrichtung 20 sind angeordnet eine Papierstanzeinrichtung 27 - welche im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung steht und später im Detail beschrieben werden wird - und eine Aufteilungseinrichtung 28 zum selektiven Austragen der Blätter Papier zwischen der Zuführkassette 22 und dem Äußeren des Gerätegehäuses 1. Ferner sind ein Stapelsortierer 29 zum Ausgeben der Blätter Papier und andere Einrichtungen am Außenbereich des Gerätegehäuses 1 auf der Papierausgabeseite der Papierstanzeinrichtung 27 angeordnet.
Im Kopiervorgangsabschnitt wird ein latentes elektrostatisches Abbild, welches dem Bild des Originals entspricht, auf dem Fotorezeptor 13 dadurch ausgebildet, dass der reflektierte Lichtstrahl, welcher vom Original durch das optische System 4 ausgerichtet wurde, ein Abbild auf dem Fotorezeptor 13 ausbildet, der durch die Hauptaufladeeinheit 14 über eine vorbestimmte Spannung aufgeladen wurde. Danach wird das latente elektrostatische Abbild mittels Farblack oder Toner visualisiert, welcher von der Entwicklungseinheit 15 zugeführt wird, um ein Toner- oder Farbbild zu erzeugen. Das Tonerbild wird durch die Übertragungsaufladeeinheit 16 auf ein Blatt Papier übertragen, welches von den Zuführkassetten 22 oder 23 oder von der manuellen Zuführung 24 bereitgestellt wird. Das Blatt Papier, welches das darauf übertragene Tonerbild trägt, wird durch die Trennladeeinheit 17 vom Fotorezeptor 13 separiert und dann durch die Abführeinheit 19 zur Fixiereinrichtung 20 transportiert, wo das Tonerbild mittels Hitze auf dem Blatt Papier fixiert wird.
Nach Abschluss des oben beschriebenen Kopiervorgangs wird das Blatt Papier einem Stanzvorgang in der Papierstanzeinrichtung 27 zugeführt. Danach wird es über die Aufteilungs- oder Abtrenneinrichtung 28 dem Stapelsortierer 29 zugeführt. Das Blatt Papier ist dann Gegenstand eines Stapel- und eines Sortiervorgangs im Stapelsortierer 29 und wird dann ausgegeben. Im Falle eines doppelseitigen Kopiervorgangs wird das Blatt Papier, welches durch die Fixiereinrichtung 20 gelangt, mittels der Aufteilungs- oder Abtrenneinrichtung 28 der Zuführkassette 22 zugeführt und ist dann Gegenstand eines Kopiervorgangs für die Rückseite.
Der Stanzvorgang durch die Papierstanzeinrichtungen 27 wird nur dann ausgeführt, wenn die Stanztaste 91 auf dem Bedienbereich 90 gedrückt wurde, so dass der Stanzmodus eingeschaltet ist.
Die Kopiermaschine des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist mit einer Stanzeinheit 30 als Papierstanzeinrichtung 27 versehen. Die nachfolgende Beschreibung erläutert nun die Anordnung dieser Stanzeinheit 30.
Wie in den Fig. 3(a) und 4 gezeigt ist, wird die Stanzeinheit 30 von einer Transportführung 31, einem Fotosensor 32, einer Stanzeinrichtung 33, einer Antriebswalze 34, einer angetriebenen Walze 35 und einer Antriebseinrichtung 36 gebildet.
Die Transportführung 31, welche von zwei Platten, nämlich einer oberen Platte 31a und einer unteren Platte 31b, welche parallel zueinander an einer oberen und einer unteren Stelle angeordnet sind, gebildet wird, ist so ausgebildet, dass die Blätter Papier P von der Abtrenneinrichtung 28 auf die Papierausgabeseite hin zugeführt werden und dass die Verschiebung der Blätter Papier in Längsrichtung gesteuert wird. Eine Öffnung 31c ist in der oberen Platte 31a auf der strom abwärts gelegenen Seite der Abtrenneinrichtung 28 (auf der Seite des Stapelsortierers 29) ausgebildet. Der Fotosensor 32 ist im Bereich dieser Öffnung 31c angeordnet.
Der Fotosensor 32 ist ein sogenannter optischer Sensor vom Reflexionstyp. Der Fotosensor 32 projiziert Licht abwärts und auf den Empfang reflektierten Lichts von einem durch die Transportführung 31 transportierten Blattes Papier P erzeugt der Fotosensor 32 ein Detektionssignal, welches den Durchgang des Blattes Papier P anzeigt. Demzufolge wird der Fotosensor 32 dadurch zum Detektieren der Hinterkante des Blattes Papier verwendet, weil die Abgabe des Detektionssignals unterbrochen wird. Der Fotosensor 32 dient somit als Hinterkantendetektionseinrichtung.
Die Stanzeinrichtung 33 ist auf der stromabwärts gelegenen Seite der Öffnung 31c in der Transportführung 31 angeordnet. Die Stanzeinrichtung 33 wird von einem Gehäuse 37, einem Stanzelement 38, einer Rückstellfeder 39 und einem Stanzwerkzeug 40 gebildet. Des weiteren sind so viele Stanzeinrichtungen 33 wie auf dem Blatt Papier benötigte Stanzlöcher nebeneinander senkrecht zur Richtung der Papieroberfläche in Fig. 3(a) in vorgegebenen Intervallen oder Abständen vorgesehen.
Fig. 4 zeigt eine Ansicht, welche man erhält, wenn man Fig. 3(a) von der stromabwärts gelegenen Seite betrachtet. Unter Bezugnahme auf diese Zeichnung wird mit der folgenden Beschreibung das Gehäuse 37 im Detail erläutert. Das Gehäuse 37 weist einen derartigen Innenraum auf, dass sich das Stanzelement 38 darin auf und ab bewegen kann und dass sich die Rückstellfeder 39 in einem vorgegebenen Bereich erstrecken kann. Darüber hinaus weist das Gehäuse 37 Durchgangslöcher 37a und 37b an seiner Oberfläche und seiner Unterfläche auf, welche dem Stanzelement 38 ein Hindurchtreten ermöglichen. Das Durchgangsloch 37b deckt sich mit einer Öffnung 31d, welche in der oberen Platte 31a ausgebildet ist.
Das Stanzelement 38, welches als Ganzes die Form eines zylindrischen Schaftes besitzt, ist mit einer Stanzklinge 38a an seinem unteren Ende und einem Hülsenteil 38b um seinen Mittelbereich herum versehen.
Als Stanzklinge 38a kann eine Klinge 41, wie sie in den Fig. 6(a) bis 6(c) gezeigt ist, oder eine Klinge 42, wie sie in den Fig. 7(a) und 7(b) gezeigt ist, verwendet werden.
Die Klinge 41, welche gewöhnlich in manuellen Stanzeinrichtungen verwendet wird, besitzt zwei Klingenspitzen oder -schneiden 41a mit einem tief ausgenommenen Abschnitt 41b zwischen den Klingenspitzen oder -schneiden 41a. In diesem Fall stechen beim Beginn des Stanzvorgangs nur die Klingenspitzen 41a in das Blatt Papier P ein, wenn die Klinge 41 zur Ausbildung eines Stanzloches im Blatt Papier P verwendet wird. Wenn auf das Blatt Papier P in diesem Zustand eine Transportkraft ausgeübt wird, kann das Blatt Papier P leicht eingerissen werden. Aus diesem Grund ist die Klinge 41 für Stanzvorgänge mit hoher Geschwindigkeit, bei welchen das Blatt Papier P weitertransportiert wird, nicht geeignet.
Die Klinge 42 andererseits hat an ihrer Spitze oder Schneide eine Ausnehmung in Form eines Mörsers oder einer Reibschale, wobei die gesamte Umfangskante der Spitze eine Klingenspitze 42a bildet. Wenn diese Klinge 42 zur Ausbildung eines Stanzloches in einem Blatt Papier P verwendet wird, treten keinerlei Probleme auf, weil die Klingenspitze 42a, im Gegensatz zum Fall der Klinge 41, gleichzeitig in das Blatt Papier P einsticht. Weil jedoch bei der Klinge 42 der gesamte Bereich der Klingenspitze oder Klingenkante 42a in das Blatt Papier P zu einer Zeit einstechen muss, ist eine extrem hohe Kraft als Antriebsmoment für das Stanzelement 38 bereitzustellen; dies bedeutet eine hohe Anforderung an die Antriebseinrichtung 36. Demzufolge ist ein Verwenden der Klinge 42 bei dem tatsächlichen Stanzverfahren problematisch.
Folglich wird für die vorliegende Stanzeinheit 30 eine Klinge 43 verwendet, wie sie in den Fig. 8(a) bis S(d) gezeigt ist. Die Klinge 43 weist vier Klingenspitzen oder Klingenkanten 43a auf, welche um ihre zentrale Achse herum angeordnet sind, ferner vier Klingenvertiefungen 43b, die zwischen den benachbarten Klingenspitzen 43a ausgebildet sind. Die Klingenspitzen oder -kanten 43a und die Klingenvertiefungen 43b sind abwechselnd in Abständen von 45 Grad angeordnet. Die Klinge 43 ist so ausgebildet, dass der für das Stanzen eines Loches notwendige minimale Hub kleiner ist (0,8 mm) als derjenige der Klingen 41 und 42. Die Klingenkanten oder -spitzen 43a sind kreuzförmig ausgebildet; deshalb stechen die Klingenspitzen 43a beim Stanzen eines Loches in ein Blatt Papier gleichzeitig in das Papier, und es ist möglich, das Antriebsmoment des Stanzelements 38 im Vergleich zum Fall der Klinge 42 zu minimieren. Also ist diese Anordnung zum Ausführen eines Stanzvorganges bei einem Blatt Papier P bei hohen Geschwindigkeiten geeignet, bei welchem das Blatt Papier P auch transportiert wird.
Das Stanzwerkzeug 40 ist auf der unteren Platte 31b angeordnet. Das Stanzwerkzeug 40 besitzt in seinem zentralen Bereich einen Röhrenabschnitt 40a, welcher sich aufwärts erstreckt und in seinem oberen Bereich eine Öffnung aufweist. Der Röhrenabschnitt 40a besitzt einen Durchmesser, welcher ein wenig größer ist als der äußere Durchmesser des Stanzelementes 38. Der Röhrenabschnitt 40a ist in eine Öffnung 31e eingesetzt, die in der unteren Platte 31b ausgebildet ist, um der Öffnung 31d gegenüber zu stehen. In dieser Anordnung erreicht die Stanzklinge 38a das Innere des Röhrenabschnittes 40a, wenn das Stanzelement 38 abwärts verschoben wird.
Die Rückstellfeder 39, welche als Schraubendruckfeder ausgebildet ist, ist um das Stanzelement 38 herum angeordnet. Die jeweiligen Enden der Rückstellfeder 39 werden durch das Hülsenelement 38b und die untere Oberfläche des Gehäuses 37 gehalten. Wenn keine äußere abwärts gerichtete Kraft auf das Stanzelement 38 angewandt wird, zwingt die Rückstellfeder 39 das Stanzelement 38 in eine Bereitschaftsstellung, wie das in der Fig. 3(a) gezeigt ist. Falls eine äußere abwärts gerichtete Kraft, welche auf das Stanzelement 38 angewandt wurde, gelöst wird, setzt die Rückstellfeder 39 das Stanzelement 38 in die Bereitschaftsstellung zurück.
Die Antriebswalze 34 und die angetriebene Walze 35 sind auf der stromabwärts gelegenen Seite (auf der Seite des Stapelsortierers 29) der Stanzeinrichtung 33 in der Transportführung 31 ausgebildet. Die Antriebswalze 34 (nachfolgend der Einfachheit halber Transportwalze genannt) ist an einer in der unteren Platte 31b ausgebildeten Öffnung 31f angeordnet und wird durch einen nicht dargestellten Motor zur Rotation angetrieben. Die angetriebene Walze 35 (nachfolgend der Einfachheit halber als Transportwalze bezeichnet) andererseits ist in einer in der oberen Platte 31a ausgebildeten Öffnung 31g angeordnet und wird durch Kontakt mit der Transportwalze 34 zur Rotation angetrieben. Die Transportwalzen 34 und 35 rotieren während des Kopiervorgangs immer in der durch den Pfeil angezeigten Richtung, wodurch die Blätter Papier P zur stromabwärts gelegenen Seite transportiert werden.
Wenn der Transportvorgang in einem Zustand ausgeführt wird, bei welchem zwischen den Transportwalzen 34 und 35 und dem Blatt Papier P starke Reibungskräfte auftreten, kann in Abhängigkeit von der Art des Blattes Papier P das Blatt Papier P beschädigt werden. An dem Blatt Papier P wird mit anderen Worten durch die Transportwalzen 34 und 35 selbst dann gezogen, wenn es durch die Stanzklinge 38a erfasst wurde: deshalb neigt derjenige Abschnitt des Blattes Papier, welcher von der Stanzklinge 38a erfasst wird, im Fall von dünnem Papier zum Zerreißen.
Aus diesem Grund wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein geschäumtes Material als Material für die Transportwalze 35 verwendet, so dass die Transportwalze 35 in Bezug auf das Blatt Papier P leicht gleiten oder rutschen kann, wenn eine der Transportkraft entgegengesetzte Kraft (ein Zurückhalten durch die Stanzklinge 38a) ausgeübt wird. Es können vorzugsweise Materialien mit einer schwamm- oder schaumstoffartigen Struktur als geschäumtes Material verwendet werden; jedoch sollten die geschäumten Materialien, welche für die Transportwalze 35 verwendet werden, im Vergleich zu gewöhnlicherweise verwendeten geschäumten Materialien strenge Anforderungen erfüllen hinsichtlich der physikalischen Eigenschaften, der Verwitterungsbeständigkeit und hinsichtlich weiterer Eigenschaften. Materialien, die diese Anforderungen erfüllen, sind z. B. Urethanschaumstoff und Silikon-Gummischaumstoff.
Die Transportwalze 35, welche aus einem geschäumten Material mit diesen Eigenschaften gefertigt ist, drückt das Blatt Papier P aufgrund seiner Schaumstoffstruktur unabhängig vom Grad seiner Deformation mit einer mehr oder weniger konstanten Kraft an; deshalb ist es möglich, eine derartige Verarbeitung mit Schlupf oder Gleiten zu bewerkstelligen. Im Gegensatz dazu sind Gummiwalzen als Transportwalzen 35 nicht geeignet, weil sie mit steigender Deformation eine größere Andruckkraft ausüben.
Auch in herkömmlichen verwendeten Anordnungen, bei welchen eine Gummiwalze als Transportwalze 34 verwendet wird und die Transportwalze 35 aus POM (Polyoxymethylen) gefertigt ist, kann der Transportwalze 35 ermöglicht werden, in Bezug auf das Blatt Papier P einen Schlupf oder ein Gleiten auszuüben, und zwar indem die Deformations- oder Quetschkraft der Transportwalzen 34 und 35 geringer als gewöhnlich eingestellt wird. Beim Vergleich zwischen den Transportwalzen 35, welche aus Urethanschaumstoff bzw. POM gefertigt sind, besteht kaum ein Unterschied hinsichtlich ihrer Schlupf- oder Gleiteigenschaften, solang die Deformations- oder Quetschkraft der Transportwalzen 34 und 35 in geeigneter Weise eingestellt sind.
Im Fall der POM-Walzen können jedoch Abweichungen hinsichtlich der Gleit- oder Schlupfeigenschaften auftreten, wenn die Deformationskraft der Transport walzen 34 und 35 nicht fest eingestellt sind, weil sie mehr oder weniger feste oder starre Körper aufweisen. Mit anderen Worten heißt das, dass der Stanzvorgang aufgrund ungenügenden Gleitens oder Schlupfes nicht in geeigneter Weise ausgeführt werden kann, weil die Deformations- oder Quetschkraft zu groß ist. Falls die Deformations- oder Quetschkraft zu klein ist, kann ein Schlupf selbst während des Transportvorganges auftreten. Im Gegensatz dazu ist die Andruckkraft auf das Blatt Papier P unabhängig vom Grad der Deformation im Fall von Urethanschaumstoffwalzen mehr oder weniger konstant; deshalb werden optimale Gleit- oder Schlupfeigenschaften erreicht, ohne dass die Deformations- oder Quetschkraft in der Weise festgesetzt werden muss, wie bei den POM- Walzen.
Der Unterschied in den Schlupfeigenschaften zwischen den POM-Walzen und den Urethanschaumstoffwalzen wird weiter deutlich aufgrund von Ergebnissen aus Experimenten, welche später im Detail beschrieben werden.
Die Antriebseinrichtung 36 wird von einem Trägerelement 51, einen Druckhebel 52, einem piezoelektrischen Element 53 und einem Deformationsverstärkungsmechanismus 54 gebildet.
Das Trägerelement 51, welches auf der Papierführung 31 ausgebildet ist, besteht aus einer Grundplatte 51a und einem Pfeiler 51b. Die Grundplatte 51a ist sicher auf der oberen Platte 31a befestigt, und der Pfeiler 51b erstreckt sich senkrecht aufwärts von der Grundplatte 51a. Der Druckhebel 52 ist mit seinem Basisende am oberen Ende des Pfeilers 51b mittels eines Stifts 55 befestigt, um frei rotieren zu können, und sein freies Ende erstreckt sich zum oberen Ende des Stanzelements 38 hin.
Das piezoelektrische Element 53 erfährt aufgrund des piezoelektrischen Effekts eine Volumenverzerrung, wenn eine entsprechende elektrische Spannung angelegt wird. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, weisen die Richtungen der Volumenänderung auch eine Richtung auf die Mitte in Bezug auf die Längsrichtung von Fig. 5 und eine Richtung auf, welche sich in Bezug auf die laterale Richtung von Fig. 5 auswärts erstreckt.
Der Deformationsverstärkungs- oder Verzerrungsvergrößerungsmechanismus 54, welcher aus Stahl mit einer Dicke in der Größenordnung von 5 mm in seiner gesamten Ausdehnung hergestellt ist, besteht teilweise aus Abschnitten, welche leicht verzerrt werden können (mit einer abwechselnd kurz und lang gestrichelten Linie umkreist), so dass die gesamte Struktur durch die Volumenverzerrung des piezoelektrischen Elements 53 verzerrt wird. Der Deformationsverstärkungsmechanismus 54 wird von Seitenbereichen 54a und 54b, von einem oberen Bereich 54c, einem unteren Bereich 54d und von Verbindungsbereichen 54e und 54f gebildet, welche allesamt das piezoelektrische Element 53 umgeben. Die Seitenabschnitte oder Seitenbereiche 54a und 54b sind mit den jeweiligen Enden des piezoelektrischen Elements 53 in lateraler Richtung von Fig. 5 verbunden. Der obere Bereich 54c und der untere Bereich 54d sind jeweils mit den Seitenbereichen 54a und 54b durch verengte Abschnitte verbunden, welche an den jeweiligen Enden davon angeordnet sind. Jeder von ihnen weist einen großen eingekerbten Abschnitt in der Mitte davon auf, um leicht verzerrt oder deformiert zu werden. Mit dieser Struktur erfährt der Deformationsverstärkungsmechanismus 54 eine Verzerrung in den Abschnitten, die in Fig. 5 mit abwechselnd kurz und lang gestrichelten Linien gekennzeichnet sind. Weil der Grad der Verzerrungen und Deformationen in den deformierten Abschnitten hier gering ist, treten keine plastischen Deformationen oder Verzerrungen auf.
Der Verbindungsbereich 54e ist in einer länglichen Form ausgebildet, welche sich von dem oberen Ende des Zentrums des oberen Bereichs 54c aus aufwärts erstreckt. Das untere Ende des Verbindungsbereichs 54e ist an einem Schaft im Druckhebel 52 fixiert, und zwar an einer Stelle, die relativ näher zur Grundplatte und entfernter vom freien Ende ist. Der Verbindungsbereich 54f ist auf der anderen Seite in einer kurzen Form ausgebildet, die sich vom unteren Ende der Mitte des unteren Bereichs 54d aus abwärts erstreckt. Sein unteres Ende ist mit einem Schaft in der Grundplatte 51a fixiert.
In der Antriebseinrichtung 36, welche wie oben beschrieben ausgebildet ist, wird die Volumenverzerrung, welche das piezoelektrische Element 53 in den durch die Pfeile angezeigten Richtungen erfährt, durch die Verzerrung des Deformationsverstärkungsmechanismus 54 zu einer größeren Verschiebung hin erhöht. Die Verschiebung wird auf den Druckhebel 52 übertragen. Dann wird der Druckhebel 52 auf die Seite der Grundplatte 51a hin gezogen, so dass er zentral um den Stift 55 herum abwärts rotiert. Folglich wird das freie Ende des Druckhebels 52 abwärts verschoben und das Stanzelement 38 nach unten gedrückt.
Die nachfolgende Beschreibung erläutert einen Entwurf für ein Steuersystem zum Antreiben der Stanzeinrichtung 33.
Wie in der Fig. 9 gezeigt ist, wird in diesem Steuersystem ein Detektionssignal vom Fotosensor 32 in einen Zeitgeber 61 eingegeben. Der Zeitgeber 61 startet bei Empfang des Detektionssignals das Zeitzählen und gibt nach dem Zählen einer vorbestimmten Zeitspanne ein Zeitzählabschlusssignal an den Antriebsschaltkreis 62 ab. Der Antriebsschaltkreis 62 ist ein Schaltkreis zum Erzeugen einer Antriebsspannung, welche an das piezoelektrische Element 53 zugeführt wird. Die Antriebsspannung wird vom Antriebsschaltkreis 62 nach Erhalt des Zeitzählabschlusssignals vom Zeitgeber 61 abgegeben.
Die von dem Zeitgeber 61 gezählte Zeit wird bestimmt auf der Grundlage der Transportgeschwindigkeit, der Stanzlochpositionen auf dem Blatt Papier P, der Betriebszeit der Stanzeinrichtung 33 und der Antriebseinrichtung 36 sowie weiterer Faktoren. Unter der Voraussetzung einer konstanten Transportgeschwindigkeit ist die Zählzeit des Zeitgebers 61 z. B. im Fall des Ausbildens eines Loches in der Nähe der Hinterkante des Blattes Papier P länger, während die Zählzeit des Zeitgebers 61 im Fall des Ausbildens eines Loches weit entfernt von der Hinterkante des Blattes Papier P kürzer ist.
Unter der Annahme, dass die Transportgeschwindigkeit V[mm/sec] ist und dass die Zeit, während der das Blatt Papier P von der Stanzklinge 38a erfasst wird, t[sec] ist, wird das Stanzelement 38 unter Bedingungen angetrieben, bei welchen die nachfolgende Ungleichung erfüllt ist, so dass das Blatt Papier P während des Stanzvorganges nicht beschädigt wird.
V[mm/sec] x t[sec] ≤ 1[mm].... (1)
Insbesondere ist die Stanzeinheit 30 derart angeordnet, dass die Transportwalze 35 in der Lage ist, in Bezug auf das Blatt Papier P einen maximalen Schlupf von 1 [mm] auszuführen, wenn das Blatt Papier P von der Stanzklinge 38a erfasst wird. Unter der Annahme, dass die Transportgeschwindigkeit so hoch ist wie bei gewöhnlicherweise eingesetzten Kopiermaschinen, sind die oben genannten Bedingungen dadurch erfüllt, dass das piezoelektrische Element 53 verwendet wird, um die Betriebszeit der Antriebseinrichtung 36 zu verkürzen. Der oben angegebene Zusammenhang wird des weiteren durch Resultate aus Experimenten verständlich, die später beschrieben werden.
Unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm der Fig. 10 wird in der nachfolgenden Beschreibung der Betrieb der Stanzeinheit 30 erläutert.
Das Blatt Papier P welches vom Gehäuse 1 her transportiert wurde, wird der Transportführung 31 zugeführt und dann durch die Transportwalzen 34 und 35 weitertransportiert. Falls, die Hinterkante des Blattes Papier P durch den Fotosensor 32 (S1) detektiert wird, wird festgestellt, ob der Stanzmodus ausgewählt oder spezifiziert wurde (S2) oder nicht. Falls der Stanzmodus ausgewählt wurde, schaltet sich der Zeitgeber 61 ein und beginnt mit der Zeitzählung (S3). Der Zeitgeber 61 schaltet sich nach dem Zählen einer vorbestimmten Zeitspanne ab, wodurch die Zeitzählung abgeschlossen wird (S4). Bei Empfang eines AUS-Signals (OFF) des Zeitgebers 61 werden die Antriebseinrichtung 36 und die Stanzeinrichtung 33 aktiviert und der StanZvorgang wird ausgeführt (S5). Falls beim Schritt S2 der Stanzmodus nicht spezifiziert war, wird der Stanzvorgang nicht ausgeführt.
Während des Stanzvorganges erzeugt der Antriebsschaltkreis 62 bei Empfang des Zeitzählabschlusssignals vom Zeitgeber 61 eine Antriebsspannung zum Antreiben des piezoelektrischen Elements 53. Also entsteht in der Antriebseinrichtung 3 im piezoelektrischen Element 53 eine Volumenverzerrung, und der Druckhebel 52 wird abwärts getrieben. In der Stanzeinrichtung 33 erfasst die Stanzklinge 38a das Blatt Papier P, weil das Stanzelement 38 durch den Druckhebel 52 nach unten gedrückt wird, und bildet dabei ein Stanzloch aus, wie das in der Fig. 3(b) gezeigt ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der Transportwalze 35 ermöglicht, in Bezug auf das Blatt Papier P einen Schlupf oder ein Gleiten auszuführen, weil die Transportwalzen 34 und 35 rotieren, wenn das Blatt Papier P von der Stanzklinge 38a erfasst wird.
Die nachfolgende Beschreibung erläutert experimentelle Ergebnisse tatsächlicher Stanzvorgänge, welche durch die Stanzeinheit 30 ausgeführt wurden, während ein Teil oder alle Teile des Blattes Papier ohne anzuhalten transportiert wurden. Zunächst werden Vergleichsbeispiele (A) erläutert, bei welchen die Transportwalzen 34 und 35 aus Gummi gefertigt sind. Danach werden Beispiele (B) gegeben, bei welchen die Transportwalze 34 eine Gummiwalze ist und bei welchen die Transportwalze 35 eine Polyurethanschaumstoffwalze ist.
In diesem Fall waren die Transportgeschwindigkeiten V[mm/sec], bei welcher das Blatt Papier P transportiert wurde, 100, 200 und 400. Die Zeiten t[sec], während der das Blatt Papier von der Stanzklinge 38a erfasst wurde, waren: 1.25 / 1000, 2.5 / 1000, 5 / 1000, 10 / 1000, 20 / 1000 und 40 / 1000. Die Experimente wurden unter verschiedenen Kombinationen der Transportgeschwindigkeiten V und der Zeiten t ausgeführt. Die Zeit t repräsentiert jeweils eine Zeitspanne vom Zeitpunkt, wo die Stanzklinge 38a in das Blatt Papier P einsticht, bis zu dem Zeitpunkt, wo sich die Stanzklinge 38a nach Abschluss des Stanzvorganges vom Blatt Papier P zurückzieht. Ferner wurde die Häufigkeit des Auftretens von Problemen, z. B. das Zerreißen der Blätter Papier P und von Kratzern auf dem Papier P, während des Schlupfes oder während des Gleitens der Transportwalze 35 jeweils auf einer Skala von 10% klassifiziert, wobei auf der Grundlage der akkumulierten Häufigkeiten für die jeweiligen Fälle (A) und (B) Histogramme erzeugt wurden, wie sie in den Fig. 11(a) bis 11(c) bzw. 12(a) bis 12(c) gezeigt sind. Des weiteren wurden fünf Typen von Papier P bei den vorliegenden Experimenten verwendet: 64 g/m², 75 g/m², 80 g/m², 128 g/m² und 200 g/m².
In den oben genannten Histogrammen ist darüber hinaus der Zählwert bestimmt durch einen Wert von "V" und von einem Wert von "t". Ferner sind die Typen der getesteten Blätter Papier in Beziehung gesetzt zu den Werten von "V" und "t", und zwar in der Weise, dass z. B. bei dicken Blättern Papier die Transportgeschwindigkeit V abnimmt, während die Zeit t zunimmt. Ferner waren die Zahlen (Parameter) der fünf Typen getesteter Blätter Papier nicht gleichmäßig verteilt, und die Phänomene von Problemen, die bei verschiedenen getesteten Blättern Papier auftraten und ihre Häufigkeiten waren in den jeweiligen Fällen unterschiedlich abhängig.
Die Histogramme für den Fall (A) sind in den Fig. 11(a) bis 11(c) gezeigt. In Fig. 11(b) waren die Anzahlen getesteter Blätter Papier unter den Bedingungen V = 200[mm/sec] und t = 40/1000[sec]: 30 Blätter 64 g/m²; 40 Blatt 75 g/m²; 40 Blatt 80 g/m²; 50 Blatt 128 g/m² und 40 Blatt 200 g/m². Während der Stanzvorgänge unter diesen Bedingungen traten jeweils die folgenden Probleme mit den getesteten Blättern Papier auf. Wie in Fig. 13(a) gezeigt ist, traten Risse R, welche sich zur Hinterkante des Blattes Papier erstreckten, bei den folgenden Blättern getesteten Papiers auf: 64, 75 und 80 g/m². Wie in Fig. 13(b) gezeigt ist, traten defekte Stanzlöcher S jeweils in den folgenden Blättern getesteten Papiers auf: 64, 75, 80 und 128 g/m². Wie in Fig. 13(c) gezeigt ist, traten Kratzer T, verursacht durch die Walze, in den folgenden Blättern getesteten Papiers auf: 75, 128 und 200 g/m².
Bei den oben genannten Problemen wird davon ausgegangen, dass sie durch die Anwendung einer Transportkraft auf das Blatt Papier, welches durch die Stanzklinge 38a erfasst wird, verursacht werden. Die Rate des Auftretens der Probleme wurde wie folgt berechnet: (Gesamtzahl des Auftretens von Problemen)/ (Gesamtzahl aller Blätter getesteten Papiers) · 100[%].
Wenn die in den Histogrammen der Fig. 1 I (a) bis 11 (c) aufgezeigten experimentellen Ergebnisse ausgewertet und systematisch analysiert werden, findet man, dass die Häufigkeit des Auftretens der Probleme oder Fehler nicht größer ist als 10%, wenn die vorgenannte Ungleichung (1) erfüllt wurde. Diese Fälle entsprechen den Werten t = 1.25, 2.5, 5 und 10[sec] in dem Histogramm der Fig. 11(a) (V = 100[mm/sec]); t = 1.25, 2.5 und 5[sec] im Histogramm der Fig. 11(b) (V = 200(mm/sec]); und t = 1.25 und 2.5[sec] in dem Histogramm der Fig. 11(c) (V = 400[mm/sec]).
Dies zeigt, dass die auf dem Blatt Papier P verursachten Beschädigungen vergleichsweise klein sind, falls der Transport des Blattes Papier P, welcher durch die Transportwalze 35 ausgeführt wird, während das Blatt Papier P durch die Stanzklinge 38a erfasst ist, nicht mehr als 1 [mm] beträgt. Deshalb wird es möglich, einen Stanzvorgang auszuführen, während das Blatt Papier P transportiert wird, falls die Stanzeinheit 30 derart ausgebildet ist, dass die unter der Ungleichung (1) angegebene Bedingung erfüllt ist.
Unter den Bedingungen, welche die Ungleichung (1) erfüllen, traten dennoch Probleme auf, obwohl diese nicht mehr als 10% betrugen. Bei der Untersuchung zur Aufklärung der Gründe für diese Probleme wurde herausgefunden, dass die zum Herunterdrücken des Blattes Papier P aufgewandte Kraft zu groß war, weil beide Transportwalzen 34 und 35 aus Gummi gefertigt waren. Es wurden hier andere Experimente ausgeführt, um herauszufinden, ob diese Probleme durch Verminderung der Deformations- oder Quetschkraft der Transportwalzen 34 und 35 gelöst werden könnten oder nicht. Aber selbst bei Verminderung der durchschnittlichen Andruckkraft war es nicht möglich, die Probleme vollständig zu beheben, obwohl die Fehlerrate oder die Rate des Auftretens der Probleme gesenkt werden konnte. Das bedeutet mit anderen Worten, dass, solang die Transportwalzen 34 und 35 aus Gummi gefertigt sind, es unmöglich erscheint, das Phänomen, dass das Blatt Papier P momentan in sehr innigem Kontakt mit den Transportwalzen 34 und 35 steht, nicht vollständig behoben werden kann. Unter Bezugnahme auf den Fall (B) wurden Experimente durchgeführt, um das Auftreten von Problemen während des Stanzvorgangs zu prüfen, und zwar in der gleichen Weise wie das für den Fall (A) getan wurde. Es wurden in diesen Experimenten insbesondere Gummi als Material für die Transportwalze 34 und ein Schaumstoffmaterial, wie z. B. Polyurethanschaumstoff, für das Material der Transportwalze 35 verwendet. Es wurden die gleichen Experimente auch für den Fall des Verwendens eines POM-Harzes als Material für die Transportwalze 35 durchgeführt. Die Experimente zeigten, dass sowohl das Schaumstoffmaterial als auch das POM-Harz die Rate des Auftretens von Problemen auf weit unter 10% reduzierte und dass die Häufigkeit des Auftretens von Problemen selbst im Fall von V x t ≥ 1 noch weiter reduziert werden konnte.
Dies lag daran, dass der Schlupf oder das Gleiten, welches den Transportwalzen 34 und 35 ermöglicht wurde, die auf das Blatt Papier ausgeübte Transportkraft absorbiert. Das Blatt Papier P konnte, mit anderen Worten, durch die Transportwalzen 34 und 35 auch während des Erfassens durch die Stanzklinge 38a gezogen werden. Deshalb wurde das Blatt Papier kaum über seine geringe Flexibilität hinaus gezogen, die Zugkraft wurde jedoch zu diesem Zeitpunkt durch den Schlupf oder das Rutschen oder Gleiten des Blattes Papier, welches den Transportwalzen 34 und 35 ermöglicht wurde, absorbiert und ausgeglichen.
Unter den oben genannten Verbesserungsexperimenten sind diejenigen unter Verwendung einer Gummiwalze bzw. einer Polyurethanschaumstoffwalze als Transportwalze 34 und als Transportwalze 35 in den Histogrammen der Fig. 12(a) bis 12(c) gezeigt. Diese Histogramme veranschaulichen, dass die Probleme unter Bedingungen, welche V x t < 1 erfüllen, vollständig vermieden werden können und dass die Häufigkeit des Auftretens von Problemen selbst unter Bedingungen mit V x t > 1 gesenkt werden kann.
Die nachfolgenden Besonderheiten wurden aufgrund der Ergebnisse der jeweiligen Fälle (A) und (B) gefunden. In dem Fall, dass die zum Erfassen des Blattes Papiers notwendige Zeit t im Vergleich mit der Transportgeschwindigkeit V extrem kurz war, traten mit keinem Papier Probleme auf. In dem Fall, dass die zum Erfassen des Papiers notwendige Zeit t im Vergleich zur Transportgeschwindigkeit V sehr groß war, traten Probleme bei dünnem Papier bei hohen Frequenzen auf, z. B. Risse R (siehe Fig. 13(a)) und fehlerhafte Stanzlöcher 5 (siehe Fig. 13(b)). Darüber hinaus wurden bei dickem Papier unter den gleichen Bedingun gen Kratzer T (siehe Fig. 13(c)) aufgrund des Schlupfes der Transportwalzen 34 und 35 nur im Fall (A) bei hohen Frequenzen beobachtet, weil das jeweilige Blatt Papier P in einen momentan angehaltenen Zustand geriet.
Wie oben beschrieben wurde, ist es in der Stanzeinheit 30 der vorliegenden Ausführungsform möglich, die Häufigkeit des Auftretens von Problemen, z. B. Papierstau, zu einem hohen Grad selbst dann zu vermeiden, wenn die Transportgeschwindigkeit zur Erreichung einer Verarbeitung mit hoher Geschwindigkeit erhöht wurde, weil der Stanzvorgang auf der hinteren Seite des Blattes Papier P ausgeführt wird. Es ist ferner möglich, Beschädigungen aufgrund des Krümmens des Blattes Papier P zu vermeiden, weil ein Krümmen des Blattes Papier P nicht auftritt. Ferner ist es möglich, den Stanzvorgang auch bei dickem Papier durchzuführen, welches stärker ist als 1.28 g/m².
Darüber hinaus wird der Stanzvorgang ohne die Notwendigkeit des Anhaltens des Transports ausführbar, während die Transportwalzen 34 und 35 am Rotieren gehalten werden; dies ermöglicht eine Verarbeitung mit hoher Geschwindigkeit. Die Transportwalze 35 ermöglicht einen leichten Schlupf oder ein leichtes Gleiten während der kurzen Zeitspanne, wenn das Blatt Papier P zur Ausbildung des Stanzloches von der Stanzklinge 38a erfasst wird; dies vermindert die Möglichkeit von Beschädigungen, z. B. zerrissenes Papier, und zwar selbst dann, wenn das Blatt Papier P von den Transportwalzen 34 und 35 gezogen wird.
Da das piezoelektrische Element 53 als Antriebsquelle für die Antriebseinrichtung 36 verwendet wird, wird zusätzlich die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Stanzeinrichtung 33 erhöht. Demzufolge wird die Zeit verkürzt, während der das Blatt Papier P von der Stanzklinge 38a erfasst wird. Es wird folglich möglich, die Häufigkeit des Auftretens von Beschädigungen am Blatt Papier P zu vermindern. Wenn ein Stapel- oder Heftvorgang simultan mit dem Stanzvorgang ausgeführt wird, ermöglicht diese Anordnung, dass beide Vorgänge an der Seite der Hinterkante der Blätter Papier ausgeführt werden. Dadurch wird die Effizienz dieser Verarbeitungsschritte verbessert. Üblicherweise wird der Stapel- oder Heftvorgang nach dem Anordnen der Hinterkanten der Blätter Papier durchgeführt. Demzufolge haben die Blätter Papier P mit den Stanzlöchern an der Hinterkante weniger Fehlanordnungen zwischen den Stanzlöchern im Vergleich zu anderen Fällen. Zusätzlich ist es üblich, bei einem Stapel- oder Heftvorgang die Blätter Papier auf der Seite ihrer Hinterkante zu stapeln oder zu heften, wobei die Anordnung der Stanzlöcher mit der Richtung des Stapel- oder Heftvorgangs übereinstimmen.

[Modifiziertes Beispiel 1]

Die nachfolgende Diskussion erläutert ein erstes modifiziertes Beispiel der vorliegenden Ausführungsform.
In diesem modifizierten Beispiel ist eine in Fig. 14 gezeigte Stanzeinheit 71 als Papierstanzeinrichtung 27 vorgesehen. Die Papierstanzeinheit 71, welche Stanzeinrichtungen 33 und 33' sowie eine Antriebseinrichtung 72 aufweist, ist ausgebildet, um zwei Stanzlöcher auszubilden.
Die Stanzeinrichtungen 33 und 33', welche eine identische Funktionsweise besitzen, sind um einen vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet, welcher mit dem Abstand der Stanzlöcher korrespondiert. Eine Antriebseinrichtung 72, welche als Antriebsmittel fungiert, ist in einer Mittenposition zwischen den Stanzeinrichtungen 33 und 33' ausgebildet. Die Antriebseinrichtung 72 wird von einem Trägerelement 73, Druckhebeln 74 und 75, einem piezoelektrischen Element 53 und einem Deformationsverstärkungsmechanismus 54 gebildet.
Das Trägerelement 73, welches auf der Papierführung 31 ausgebildet ist, besteht aus einer Grundplatte 73a und Pfeilern 73b und 73c. Die Grundplatte 73a ist sicher auf der oberen Platte 31a befestigt, und die Pfeiler 73b und 73c erstrecken sich von der Grundplatte 73a aus vertikal aufwärts, und zwar parallel zueinander in einem vorgegebenen Abstand.
Der Druckhebel 74 ist mit seinem Basisende am oberen Ende des Pfeilers 73b mittels eines Stifts 76 angebracht, um frei rotieren zu können. Das freie Ende des Druckhebels 74 erstreckt sich zum oberen Ende des Stanzelements 38 der Stanzeinrichtung 33. Der Druckhebel 75 andererseits ist mit seinem Basisende am oberen Ende des Pfeilers 73c mittels eines Stifts 77 angebracht um in einer zur Richtung des Druckhebels 74 umgekehrten Richtung frei rotieren zu können. Das freie Ende des Druckhebels 75 erstreckt sich zum oberen Ende des Stanzelements 38 der Stanzeinrichtung 33'.
Der Deformationsverstärkungs- oder Verzerrungsvergrößerungsmechanismus 54 ist mit seinem Verbindungsbereich 54e an beiden Druckhebeln 74 und 75 mittels eines Stifts an der Mittenposition zwischen den Pfeilern 73b und 73c angebracht. Ferner ist der Verbindungsbereich 54f an der Grundplatte 73a mittels eines Stifts angebracht.
In der in der oben beschriebenen Weise angeordneten Antriebseinrichtung 72 wird die Volumenverzerrung, welche von dem piezoelektrischen Element 53 ausgeübt wird, zu einer größeren Verschiebung hin verstärkt, und zwar durch die Verzerrung des Verzerrungsvergrößerungsmechanismus 54. Die Verschiebung wird auf die Druckhebel 74 und 75 übertragen. Weil die jeweils an dem Verbindungsbereich 54e angebrachten Abschnitte auf die Seite der Grundplatte 73a hin gezogen werden, werden dann die Druckhebel 74 und 75 um die Stifte 76 und 77 zentriert herum abwärts rotiert. Also werden die freien Enden der Druckhebel 74 und 75 abwärts verschoben und die Stanzelemente 38 der Stanzeinrichtungen 33 und 33' abwärts gedrückt.
In diesem modifizierten Beispiel werden die zwei Stanzeinrichtungen 33 und 33' durch eine einzelne Antriebsquelle unter Verwendung eines piezoelektrischen Elements 53 angetrieben. Dies ermöglicht sowohl eine Vereinfachung der Konstruktion als auch eine Reduzierung der Herstellungskosten der Stanzeinheit 71.

[Modifiziertes Beispiel 2]

Die nachfolgende Beschreibung erläutert ein zweites modifiziertes Beispiel der vorliegenden Ausführungsform.
In diesem modifizierten Beispiel ist eine in Fig. 15 gezeigte Stanzeinheit 81 als Papierstanzeinrichtung 27 vorgesehen. Die Stanzeinheit 81 ist mit drei Stanzeinrichtungen 33 und mit einer Antriebseinrichtung 82 (Antriebsmittel) zum Antreiben dieser Antriebseinrichtungen 33 ausgebildet. Die Stanzeinrichtungen 33 sind auf der oberen Platte 31a der Transportführung 31 sicher befestigt. Die Stanzeinrichtungen 33 sind so ausgebildet, dass ihre Stanzelemente 38 in einer geraden Linie angeordnet sind, welche mit der Transportrichtung einen Winkel (90 - 6)º bildet, und so, dass die Intervalle oder Abstände zwischen den benachbarten Stanzelementen 38 und 38 (d. h. zwischen den Stanzklingen 38a und 38b) in einer zur Transportrichtung orthogonalen Richtung auf einen konstanten Wert x [mm] gesetzt sind. Ferner treibt die Antriebseinrichtung 82 die jeweiligen Stanzeinrichtungen 33 individuell mittels dreier Antriebseinrichtungen 36 an, welche nicht dargestellt sind. Hier werden die Stanzeinrichtungen 33 durch einen einzigen Antriebsschaltkreis 62 angetrieben, und zwar nicht zur gleichen Zeit. Deshalb werden sie in sequentieller Art und Weise in vorbestimmten Zeitintervallen von den Stanzeinrichtungen 33(α) über 33(β) bis 33(γ) angetrieben.
In der in der oben beschriebenen Form angeordneten Stanzeinheit 81 ist ein transportiertes Blatt Papier P zunächst Gegenstand eines Stanzvorgangs durch die Stanzeinrichtung 33(α). Danach ist sie einem Stanzvorgang durch die Stanzeinrichtung 33(β) und dann einem Stanzvorgang der Stanzeinrichtung 33(γ) ausgesetzt. Also weist das Blatt Papier P Stanzlöcher H auf, welche in einer geraden Linie angeordnet sind, wie das in Fig. 16 gezeigt ist.
Unter der Annahme, dass die benachbarten Stanzeinrichtungen 33 nacheinander in einem zeitlichen Abstand T[sec] bei einer Transportgeschwindigkeit von V[mm/- sec] angetrieben werden, muss die durch die folgende Gleichung gegebene Beziehung erfüllt sein, damit die Stanzlöcher H, welche durch die Stanzeinrichtungen 33 ausgebildet werden, entlang einer geraden Linie auf der hinteren Seite des Blattes Papier P unter diesen Bedingungen angeordnet sind. Folglich, wird der Antriebsschaltkreis 62 so ausgebildet, um die Stanzeinrichtungen 33 gemäß der nachfolgenden Beziehung anzutreiben.
tanθ = V · T/x..... (2)
Unter der Annahme, dass T = 50/ 1000 [sec], V = 300 [mm/sec] und x = 108 (mm] (korrespondierend zur US-Spezifikation), wird von der Gleichung (2) (d.. h., von der Gleichung: tanθ = (300 · 50 / 1000) / 108 = 0.139) ein Wert θ = 7.91º erhalten. Wenn der Stanzvorgang unter Verwendung dieser gesetzten Werte ausgeführt wird, werden drei Stanzlöcher H in Übereinstimmung mit der US-Spezifikation in geeigneter Weise ausgebildet.
In diesem modifizierten Beispiel ist es nun notwendig, einen einzigen Antriebsschaltkreis 62 vorzusehen, obwohl es notwendig ist, genau so viele Stanzeinrichtungen 33 und Antriebseinrichtungen 36 vorzusehen, wie die Anzahl von Stanzlöchern H es erfordern. Dies ermöglicht sowohl die Vereinfachung der Konstruktion des Steuersystems, als auch die Reduktion der Herstellungskosten der Stanzeinheit 81.

[Ausführungsbeispiel 2]

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 17 bis 20 wird in der folgenden Beschreibung das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutert. Hierbei werden diejenigen Elemente, welche dieselbe Funktion besitzen und welche bereits im Hinblick auf das erste Ausführungsbeispiel beschrieben wurden, mit den selben Bezugszeichen bezeichnet, und ihre Beschreibung wird an dieser Stelle fortgelassen.
Die Kopiermaschine dieses Ausführungsbeispiels weist eine Stanzeinheit 101 auf, welche in Fig. 17 gezeigt ist, welche in dem in Fig. 1 gezeigten Gehäuse angeordnet ist und welche als Papierstanzeinrichtung 27 arbeitet. Diese Stanzeinheit 101 ist so ausgebildet, dass sowohl ein Stanzvorgang für Blätter extrem dicken Papiers P als auch ein Stanzvorgang bei hoher Geschwindigkeit mit Blättern normalen Papiers P in passender Weise ausgeführt werden kann.
In der Stanzeinheit 101 sind der Raum zwischen der Stanzeinrichtung 33 auf der Transportführung 31 und den Transportwalzen 34 und 35 in die Stanzeinheit 30 (siehe Fig. 3(a)) erweitert, und es ist eine Stanzeinrichtung 102 anstelle der Stanzeinrichtung 33 ausgebildet. Die Stanzeinrichtung 102 ist eine Hochgeschwindigkeits-Stanzeinrichtung zum Ausbilden von Stanzlöchern in Blättern Papier im Bereich von normalem Papier bis zu recht dickem Papier. Die Stanzeinrichtung 102 wird von einem Gehäuse 103, einem Stanzelement 104, einer Rückstellfeder 105 und einem Stanzwerkzeug 106 gebildet. Das Stanzelement 104 weist eine Stanzklinge 104a an ihrem unteren Ende auf.
Obwohl sie im Wesentlichen die gleichen Funktionen besitzt wie die Stanzeinrichtung 33, ist die Stanzeinrichtung 102 ferner in der Lage, Stanzlöcher in Blättern dicken Papiers oberhalb des Bereiches von 200 g/m² auszubilden. Dies unterscheidet sie von der Stanzeinrichtung 33. Deshalb ist in der Stanzeinrichtung 102 die Rückstellkraft der Rückstellfeder 105 stärker ausgebildet als diejenige der Rückstellfeder 39. Ferner sind die Schneideigenschaften der Stanzklinge 104a höher ausgebildet als die der Stanzklinge 38a, falls dies nötig sein sollte. Zusätzlich zu der vorgenannten Anordnung weist die Stanzeinrichtung 102 eine Exzenternocke 107 auf. Die Exzenternocke 107, welche eine Scheibenform besitzt, wird mittels eines Motors 113 (siehe Fig. 18) angetrieben und ist auf einer Rotationsachse 107a zentriert, welche an einer exzentrischen Position angeordnet ist. Der Motor 113 wird später beschrieben. Die Exzenternocke 107 ist so angeordnet, dass die Umfangskante, welche der Rotationsachse 107a am nächsten ist, in Kontakt mit dem oberen Ende des Stanzelements 104 verbleibt, welches durch die Rückstellfeder 105 in die Bereitschaftsstellung gezwungen wird. Die Exzenternocke 107 vollführt eine exzentrische Rotation, wobei die Umfangskante immer mit dem oberen Bereich des Stanzelements 104 in Kontakt verbleibt, wobei dem Stanzelement 104 ermöglicht wird, sich auf und ab zu bewegen.
Zusätzlich haben die Stanzeinrichtungen 33 und 102 dieselben Positionen für die Stanzlöcher auf dem Blatt Papier P.
Die nachfolgende Beschreibung erläutert einen Entwurf für ein Steuersystem zum Betreiben der Stanzeinrichtungen 33 und 182.
Wie in der Fig. 18 gezeigt ist, wird in diesem Steuersystem ein Detektionssignal des Fotosensors 32 einem Zeitgeber 108 zugeführt. Der Zeitgeber 108 startet auf Empfang des Detektionssignals die Zeitzählung und gibt nach dem Zählen einer vorbestimmten Zeitspanne ein Zeitzählabschlusssignal an einen Antriebsschaltkreis 112 ab. Der Zeitgeber 108 stellt unterschiedliche Zählzeitspannen in Abhängigkeit vom Betrieb der Stanzeinrichtung 33 und der Stanzeinrichtung 102 zur Verfügung. Die erste Zählzeitspanne zur Verwendung für den Betrieb der Stanzeinrichtung 102 ist länger als die zweite Zählzeitspanne zur Verwendung für den Betrieb der Stanzeinrichtung 33. Dies ist deshalb der Fall, weil die Stanzeinrichtung 102 im Vergleich zur Stanzeinrichtung 33 weiter entfernt ist vom Fotosensor 32. Hierbei trifft eine CPU 109 eine Auswahl, welche Zählzeitspanne im Zeitgeber 108 zu verwenden ist.
Die CPU 109 instruiert den Zeitgeber 108, die erste Zählzeitspanne zu zählen, falls der Modus für dickes Papier eingestellt wurde, wenn Papier von der manuellen Papierzuführung 24 zugeführt wird, wenn der Deckblattmodus (Covermode) oder der Einfügemodus eingestellt wurden. Falls der Modus für dickes Papier nicht eingestellt ist, instruiert die CPU 109 den Zeitgeber 108, die zweite Zählzeitspanne zu zählen. Die oben genannten Modi werden von dem Benutzer über den Bedienbereich oder Betriebsbereich 90 eingestellt, und die ausgewählten Modi werden in einem RAM 111 als Modusinformation gespeichert. Falls notwendig, wird diese Modusinformation von der CPU 109 abgerufen.
Ein Antriebsschaltkreis 112 ist ein Schaltkreis zum Betreiben des piezoelektrischen Elements 53 und des Motors 113. Bei Empfang des Zeitzählabschlusssignals für die erste Zählzeitspanne vom Zeitgeber 108 gibt der Antriebsschaltkreis 112 mit anderen Worten eine Spannung an den Motor 113 ab. Ferner gibt der Antriebsschaltkreis 112 bei Empfang eines Zeitzählabschlusssignals für die zweite Zählzeitspanne vom Zeitgeber 108 eine Spannung an das piezoelektrische Element 53 ab.
Wenn der Modus für dickes Papier eingestellt ist, stoppt in der vorliegenden Stanzeinheit 101 die CPU 109 zeitweise die Rotation der Transportwalzen 34 und 35, während die Stanzeinrichtung 102 betätigt wird. Im Gegensatz dazu wird der Stanzvorgang mit rotierenden Transportwalzen 34 und 35 in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel durchgeführt, wenn der Modus für dickes Papier nicht eingestellt ist.
In der Stanzeinheit 101 mit der oben beschriebenen Anordnung detektiert der Fotosensor 32 die Hinterkante des Blattes Papier P. In dem Fall der Verwendung eines dicken Blattes Papier P, wenn vor dem Kopiervorgang durch den Benutzer über den Bedienbereich 90 der Modus für dickes Papier eingestellt wurde, führt der Antriebsschaltkreis 112 dem Motor 113 eine Spannung zu, nachdem der Zeitgeber 108 eine vorgegebene Zählzeitspanne gezählt hat. Also arbeitet der Motor 113 und ermöglicht der Stanzeinrichtung 102, angetrieben Zu werden.
Zu diesem Zeitpunkt werden Stanzlöcher ausgebildet, während das Blatt Papier P angehalten ist, weil die paarweisen Transportwalzen 34 und 35 angehalten wurden. Während des Stanzvorgangs wird die Exzenternocke 107 durch den Motor 113 angetrieben, um eine 180º-Rotation auszuführen. Die resultierende Kraft bewirkt, dass sich das Stanzelement 38 abwärts bewegt und die Stanzklinge 38a durch das Blatt Papier P hindurch sticht. Wenn die Exzenternocke 107 eine weitere 180º-Drehung vollführt, wird die Kraft von der Exzenternocke 107 abgelöst, und das Stanzelement 104 wird durch die Rückstellfeder 105 nach oben bewegt, wodurch der Stanzvorgang abgeschlossen wird. Danach werden die Transportwalzen 34 und 35 wieder in Rotation versetzt, und das Blatt Papier P 'wird freigegeben.
Unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm der Fig. 19 wird in der nachfolgenden Beschreibung der Betrieb der Kopiermaschine des vorliegenden Ausführungsbeispiels erläutert.
Als erstes wird entschieden, ob der Stanzmodus eingestellt wurde (S11) oder nicht. Falls der Stanzmodus eingestellt wurde, wird entschieden, ob der Modus für dickes Papier eingestellt wurde oder nicht (S12). Falls der Modus für dickes Papier nicht eingestellt wurde, wird ferner entschieden, ob die Papierzufuhr auf die manuelle Papierzuführeinrichtung eingestellt wurde (S13) oder nicht. Falls die Zufuhr auf die manuelle Papierzuführeinrichtung nicht eingestellt wurde, wird nachfolgend eine Entscheidung dahingehend getroffen, ob der Deckblattmodus (Covermode) eingestellt wurde (S14) oder nicht. Da die Art der Blätter Papier, welche über die manuelle Papierzuführung 24 zugeführt werden können, nicht klar identifiziert werden können, wird der Schritt S14 unter der Annahme vorbereitet, dass dickes Papier eingesetzt wird.
Falls der Deckblattmodus (Covermode) nicht eingestellt wurde, wird eine Entscheidung dahingehend getroffen, ob der Einfügemodus (Insertmode) eingestellt wurde (S15) oder nicht. Falls der Deckblattmodus oder der Einfügemodlus eingestellt wurden, wird eine Entscheidung dahingehend getroffen, ob es möglich ist, Blätter Papier entweder von der Zuführkassette 22 oder 34 zuzuführen (S16), wobei Deckblattpapier P oder Einfügepapier P bereitgestellt wird.
Falls Deckblattpapier P oder Einfügepapier P vorhanden ist, wird der Kopiervorgang ausgeführt (S17). Nach Abschluss des Kopiervorgangs wird durch die Stanzeinrichtung 102 der Stanzvorgang für dickes Papier mit zeitweiligem Stoppen ausgeführt (S18). Wenn das Blatt Papier P freigegeben wird (S19), sind alle Verarbeitungsschritte abgeschlossen.
Wenn im Gegensatz dazu im Schritt S11 der Stanzmodus nicht eingeschaltet ist, wird der Kopiervorgang so wie er ist ausgeführt (S20) und die Arbeitsabfolge fährt beim Schritt S19 fort. Falls beim Schritt S12 der Modus für dickes Papier ausgewählt wurde und falls beim Schritt S13 die Zuführung von der manuellen Zuführeinrichtung 24 angegeben wurde, fährt die Abfolge beim Schritt S17 fort. Falls ferner beim Schritt S15 der Einfügemodus nicht eingeschaltet wurde oder falls Deckblattpapier P oder Einfügepapier P beim Schritt S16 nicht zugeführt wurde, wird der Kopiervorgang ausgeführt (S21). Nach Abschluss des Kopiervorgangs wird der Stanzvorgang für normales Papier bei Hochgeschwindigkeit ausgeführt (S22), und die Abfolge fährt mit dem Schritt S19 fort.
Wie oben beschrieben wurde, wird in der Stanzeinheit 101 des vorliegenden Ausführungsbeispiels das piezoelektrische Element als Kraftquelle für die Stanzeinrichtung 33 für normales Papier verwendet, und der Motor 113 wird als Kraftquelle für die Stanzeinrichtung 102 für dickes Papier verwendet. Diese Anordnung, bei welcher die Stanzeinrichtung 33 und 102 separat in Abhängigkeit von der Dicke des Blattes Papier P verwendet werden, ermöglicht es, Stanzlöcher in Blättern dicken Papiers im Einfügemodus, im Deckblattmodus oder in anderen Modi auszuführen, wobei das Papier nicht weniger als 200 g/m² wiegen kann. Darüber hinaus stellt die Stanzeinrichtung 33 einen Hochgeschwindigkeits- Stanzvorgang bereit, wenn der Stanzvorgang bei Blättern von Normalpapier ausgeführt wird, und ermöglicht es, die Häufigkeit des Auftretens von Beschädigungen an den Blättern Papier P zu verringern, und zwar in der gleichen Weise, wie dies für das erste Ausführungsbeispiel beschrieben wurde.

[Modifiziertes Beispiel]

In der Kopiermaschine des vorliegenden modifizierten Beispiels ist ein in Fig. 20 gezeigter Papierbereitschaftsbereich 121 im Inneren des Gehäuses, welches in Fig. 1 gezeigt ist, vorgesehen.
Der Papierbereitschaftsbereich 121, welcher zwischen den Registerwalzen 21 und den Transportwalzen 25 angeordnet ist, wird von einer unteren Platte 122, oberen Platten 123 und 124 und einem Drucksensor 125 gebildet.
Die untere Platte 122 ist auf der Unterseite des Transportweges der Blätter Papier P ausgebildet, um die Blätter Papier P zu führen. Die obere Platte 123 ist derart geneigt, dass ihr eines Ende in der Nachbarschaft des Mittelpunktes zwischen den Registerwalzen 21 angeordnet ist, während ihr anderes Ende an einer Stelle angeordnet ist, welche leicht oberhalb des ersten Endes liegt. Die obere Platte 124 andererseits ist derart geneigt, dass ihr eines Ende in der Nachbarschaft des Mittelpunkts zwischen den Transportwalzen lokalisiert ist, während ihr anderes Ende an einer Stelle lokalisiert ist, welche leicht oberhalb des ersten Endes liegt. Die oberen Platten 123 und 124 bilden, mit anderen Worten, Führungsplatten, welche am Mittelpunkt zwischen den Registerwalzen 21 und den Transportwalzen 25 nach oben angehoben sind.
Der Drucksensor 125 ist in einem Raum zwischen der oberen Platte 123 und der oberen Platten 124 ausgebildet. Der Drucksensor ist ein Halbleiterelement (Piezoelement), welches zur analogartigen Detektion eines Drucks (Kraft) in der Lage ist, welcher auf seine Oberfläche wirkt. Als Drucksensor 125 kann z. B. der Halb leiterdruckübertrager P-8100, welcher von der Copal Electronics Corp. hergestellt wird, vorzugsweise verwendet werden.
Der Drucksensor 125, welcher an der oben beschriebenen Stelle angeordnet ist, ist so ausgebildet, dass er eine Andruckkraft eines gekrümmten Abschnitts des Blattes Papier P detektiert, wenn ein mittels der Transportwalzen 25 transportiertes Blatt Papier P durch die Registerwalzen 21 behindert oder blockiert wird und dadurch aufwärts gekrümmt wird. Der Drucksensor 125 detektiert mit anderen Worten die Druckkraft als Steifheit des Blattes Papier P.
In der vorliegenden Kopiermaschine entscheidet die CPU 109, ob das fragliche Blatt Papier P dickes oder normales Papier ist, und zwar gemäß der Detektionsausgabe des Drucksensors 125. Das Ergebnis der Entscheidung wird dem Zeitgeber 108 zugeführt. Die CPU 109 instruiert, mit anderen Worten, falls das Blatt Papier P dickes Papier ist, den Zeitgeber 108, die erste Zählzeitperiode zu zählen. Falls das Blatt Papier P normales Papier ist, instruiert die CPU 109 den Zeitgeber 108, die zweite Zählzeitspanne zu zählen. In dem vorliegenden modifizierten Beispiel wird somit das Ergebnis der Entscheidung, ob das Blatt Papier dickes Papier ist oder nicht, anstelle des von dem Benutzer einzustellenden Modus für dickes Papier verwendet.
In der Kopiermaschine mit der oben beschriebenen Anordnung wird das Blatt Papier P vor dem Übertragungsvorgang des auf dem Fotorezeptor 13 ausgebildeten Tonerbildes durch die Registerwalzen 120 an seiner Vorderkante blockiert, und das Blatt Papier wird mit einer Krümmung von vorbestimmter Größe angehalten, weil es weiterhin durch die Transportwalzen 25 bei vorgegebener Stärke transportiert wird. Diese Anordnung ermöglicht es, eine Schieflage in dem Blatt Papier an seiner führenden Kante zu vermeiden, wodurch eine günstige Ausrichtung des Papiers geschaffen wird. Zu diesem Zeitpunkt detektiert der Drucksensor 125, welcher durch das gekrümmte Papier P gedrückt wird, einen Druck, aufgrund dessen er ein entsprechendes Detektionssignal ausgibt. Gemäß dem Detektionssignal wird eine Entscheidung dahingehend getroffen, ob das Blatt Papier dickes oder normales Papier ist.
Nachfolgend rotieren die Registerwalzen 21 synchron mit dem in Fig. 1 gezeigten optischen System 4, und das Blatt Papier P wird durch die Transportführung 126 dem Fotorezeptor 13 zugeführt. Nach Abschluss des Kopiervorgangs wird das Blatt Papier, nachdem es vorbestimmten Verfahrensschritten, z. B. dem Übertra gungsvorgang, unterworfen wurde, zur Stanzeinheit 101 transportiert, welche in Fig. 17 gezeigt ist. Falls das Blatt Papier dickes Papier ist, wird es in der Stanzeinrichtung 102 gestanzt, und falls es normales Papier ist, wird es in der Stanzeinrichtung 33 gestanzt.
Wie oben beschrieben wurde, werden die Stanzeinrichtungen 33 und 102 in dem vorliegenden modifizierten Beispiel getrennt voneinander in Abhängigkeit von Entscheidungen verwendet, welche durch Verwendung des Detektionsausgabe - signals des Drucksensors 125 dahingehend getroffen werden, ob das fragliche Papier dickes Papier ist oder nicht. Deshalb ist es nicht notwendig, dass der Benutzer den Modus für dickes Papier einstellt.

[Ausführungsbeispiel 3]

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 21 bis 24 wird in der nachfolgenden Beschreibung ein drittes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel erläutert. Dabei werden diejenigen Elemente, die die gleiche Funktion aufweisen wie in dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel und die dort bereits beschrieben wurden, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und ihre Beschreibung wird hier fortgelassen. Zusätzlich zu der Kopiermaschine mit der in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel beschriebenen Anordnung weist die Kopiermaschine der vorliegenden Ausführungsform, welche eine Anordnung wie in Fig. 1 besitzt, eine Steuerfunktion zum Verbessern der Verlässlichkeit des Stanzvorgangs auf. Ferner weist die vorliegende Kopiermaschine eine Stanzeinheit 151 als Stanzeinrichtung 27 auf, welche in Fig. 21 gezeigt ist.
Obwohl die Stanzeinheit 151 im wesentlichen die gleichen Funktionen besitzt wie die Stanzeinrichtung 33 (siehe Fig. 3) des ersten Ausführungsbeispiels, ist es mit einer Stanzeinrichtung 152 anstelle der Stanzeinrichtung 33 versehen. Die Stanzeinrichtung 152 wird von einem Gehäuse 153, einem Stanzelement 38, einer Rückstellfeder 39, einem Stanzwerkzeug 40 und einem Fotosensor 154 gebildet.
Das Gehäuse 153 weist ein Passierloch 153a auf, welches sich von der Oberseite der oberen Platte 31a zur Innenseite der Transportführung 31 erstreckt. Das Passierloch 153a ist ein Durchloch, welches sich von einem Verbindungsbereich zwischen der Außenwand 153 und einem flachen Bereich, welcher an der oberen Platte 31a fixiert ist, in die Nachbarschaft einer Passieröffnung 153b hin erstreckt. Die zentrale Achse des Passierlochs 153a erstreckt sich durch den Röhrenabschnitt 40a des Stanzwerkzeugs 40.
Der Fotosensor 154 ist ein optischer Sensor vom Transmissionstyp mit einem lichtemittierenden Abschnitt 154a und einem lichtempfangenden Abschnitt 154b. Der lichtemittierende Abschnitt 154a ist in der Nähe der Öffnung auf der Oberseite des Passierlochs 153a angeordnet. Der lichtempfangende Abschnitt 154b andererseits ist so angeordnet, dass er dem lichtemittierenden Abschnitt 154a durch das Passierloch 153a und dem Röhrenabschnitt 40a gegenübersteht. Mit dieser Anordnung empfängt der lichtempfangende Abschnitt 154b das von dem lichtaussendenden Abschnitt 154a ausgesandte Licht, wenn sich kein Papier P in der Nähe der Passieröffnung 153b im Inneren der Transportführung 31 befindet. Also arbeitet der Fotosensor 154 als Papierdetektionseinrichtung.
Wie in der Fig. 22 gezeigt ist, wird in einem Steuersystem zum Betreiben der Stanzeinrichtung 152 das Detektionssignal vom Fotosensor 154 der CPU 155 zum Steuern des Betriebs der vorliegenden Kopiermaschine zugeführt. Die CPU 155 trifft in der Funktion als Leerlauf-Betriebssteuereinrichtung eine Entscheidung, ob gemäß dem Detektionssignal Anwesenheit oder Abwesenheit eines Blattes Papier P vorliegt.
Falls im Inneren der Transportführung 31 kein Papier P vorhanden ist, steuert die CPU 155 den Antriebsschaltkreis 62 derart, dass das piezoelektrische Element 53 angetrieben wird. Im Gegensatz dazu sendet, wenn sich im Inneren der Transportführung 31 ein Blatt Papier P befindet, die CPU 155 eine Warnmeldung bezüglich des Auftretens eines Papierstaus an den Anzeigebereich 92 des Bedienbereichs 90.
Unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm der Fig. 23 wird in der nachfolgenden Beschreibung der Betrieb der Kopiermaschine erläutert, welche mitt einer Stanzeinheit 154 mit der oben genannten Anordnung versehen ist.
Wenn der nicht dargestellte Betriebsschalter im Bedienbereich des Gehäuses eingeschaltet wird (S21), wird zunächst der Aufwärmvorgang im Gehäuse 21 vor dem Kopiervorgang (S22) ausgeführt. Während des Aufwärmvorgangs versucht der Fotosensor 154, einen möglichen Papierstau im Inneren der Stanzeinheit 151 aufzuspüren (S23). Falls ein Papierstau vorliegt, blockiert das Blatt Papier P das vom lichtaussendenden Bereich 154a ausgesandte Licht derart, dass der licht empfangende Bereich 154b nicht in der Lage ist, Licht zu empfangen, und somit kein Lichtempfangssignal abgibt. Im Gegensatz dazu wird das Licht, wenn das Blatt Papier nach einem ausgeführten Stanzvorgang normal transportiert wird, vom lichtaussendenden Bereich 154a durch den lichtempfangenden Bereich 154b empfangen, wodurch der lichtempfangende Bereich in die Lage versetzt wird, ein Lichtempfangssignal auszusenden.
Dann bestätigt die CPU 155 das Auftreten eines Papierstaus gemäß dem Ausgabesignal des Fotosensors 154 (S24). Falls kein Papierstau vorliegt, wird das Stanzelement 38 einmal angetrieben, um eine Auf- und Abbewegung ohne Papier auszuführen (S25). Vor diesem Vorgang hat die CPU während des Aufwärmvorgangs dem piezoelektrischen Element 53 eine Spannung zugeführt, und das piezoelektrische Element 53 vollzieht beim Schritt S25 eine elektrische Entladung, wodurch das Stanzelement 38 in die Lage versetzt wird, die Auf- und Abbewegung einmal durchzuführen. Falls das piezoelektrische Element 53 mit einer angesammelten statischen Elektrizität darin zurückgelassen wird, d. h., falls die elektrische Entladung nicht durchgeführt wurde, verbleibt das Stanzelement 38 im abgesenkten Zustand und blockiert das Blatt Papier P im Inneren der Transportführung 31. Im Gegensatz dazu ermöglicht die vorliegende Anordnung, welche der Stanzeinrichtung 38 ermöglicht, eine Auf- und Abbewegung beim Schritt S25 durchzuführen, das Zurückkehren des Stanzelements 38 in eine Bereitschaftsstellung, wodurch das Auftreten von Papierstaus verhindert wird. Dann ist der Aufwärmvorgang abgeschlossen (S26), und die Anzeige 92 im Bedienbereich 90 zeigt, dass nun ein Kopiervorgang möglich ist (S27). Dadurch wird die Abfolge von Vorgängen abgeschlossen, welche vor dem Kopiervorgang notwendig ist. Im Gegensatz dazu zeigt beim Auftreten eines Papierstaus beim Schritt S24 die Anzeige eine Warnmeldung im Anzeigebereich 92 (S28). Der Schritt S24 wird wiederholt. Beim Schritt S28 wird dann hier eine Entscheidung dahingehend getroffen, um einen Kopiervorgang zu verhindern und um eine Warnmeldung anzuzeigen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ermöglicht die oben beschriebene Anordnung sowohl das Verhindern von Staus von Blättern von Kopierpapier P in der Stanzeinheit 151, als auch das Verhindern verschiedenartiger Schwierigkeiten, z. B. Beschädigungen der Stanzklinge 38a.
Zusätzlich gewährleisten die verhindernden und überwachenden Verfahrensschritte im Hinblick auf Papierstaus durch die Verwendung der oben beschriebenen Anordnung einen stabileren Betrieb der Stanzeinrichtung 151, falls diese Verfahren bei Bedarf vor und nach dem Kopiervorgang oder zwischen den Stanzvorgängen, die nacheinander ausgeführt werden, angewandt werden.

[Modifiziertes Beispiel]

Die nachfolgende Beschreibung erläutert ein modifiziertes oder abgeändertes Beispiel der vorliegenden Ausführungsform.
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird ein Fotosensor 154 zum Detektieren von Papierstaus verwendet. Demgegenüber wird in dem abgeänderten Beispiel der Fotosensor 154 zum Entscheiden verwendet, ob ein fraglicher Stanzvorgang richtig ausgeführt wurde. Gemäß dem abgeänderten Beispiel wird, wenn Licht durch das Stanzloch unmittelbar nach dem Stanzvorgang passiert, eine Entscheidung getroffen, ob der Stanzvorgang richtig ausgeführt wurde oder nicht. Im Gegensatz dazu wird, falls es dem Licht nicht möglich ist zu passieren, die Entscheidung getroffen, dass der Stanzvorgang nicht richtig ausgeführt wurde. In dem vorliegenden abgeänderten Beispiel trifft die CPU 155 die eben beschriebenen Entscheidungen und sorgt dafür, dass das Stanzelement 38 den Vorgang (mindestens einmal) wiederholt, falls die Entscheidung dahingehend gefällt wird, dass der Stanzvorgang nicht richtig ausgeführt wurde.
Das vorliegende modifizierte Beispiel wird jedoch nur bei einer Anordnung angewandt, bei welcher der gesamte Abschnitt oder ein Stanzabschnitt eines Blattes Papier P während des Stanzvorgangs positiv gestoppt wird (z. B. bei der Anordnung der Stanzeinheit 101, welche für das zweite Ausführungsbeispiel beschrieben wurde). Es wird nicht bei Anordnungen angewandt, bei welchen der Stanzvorgang ausgeführt wird, während das Blatt Papier P transportiert wird. Deshalb ist es notwendig, die Transportwalzen 34 und 35 während des Stanzvorgangs zeitweise anzuhalten, damit das vorliegende modifizierte Beispiel verwendet werden kann.
Unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm der Fig. 24 wird in der nachfolgenden Beschreibung der Betrieb einer Kopiermaschine gemäß des vorliegenden modifizierten Beispiels erläutert.
Als erstes wird ein Kopiervorgang gestartet (S31), und ein Blatt Papier P wird in der Stanzeinheit 151 gestoppt oder angehalten (S32), in welcher dann der Stanzvorgang ausgeführt wird (S33). Dann detektiert der Fotosensor 154 den Abschluss des Stanzvorganges (S34). Falls der Stanzvorgang abgeschlossen wurde, wird der Transport wieder aufgenommen (S35), wodurch die Ausgabe des Blattes Papier P (S36) ermöglicht wird. Falls der Stanzvorgang nicht abgeschlossen wurde beim Schritt S35, fährt die Abfolge beim Schritt S33 fort.
Wie oben beschrieben wurde, wird in dem vorliegenden modifizierten Beispiel der Stanzvorgang erneut ausgeführt, falls der Stanzvorgang nicht richtig ausgeführt und abgeschlossen wurde. Dies ermöglicht es, fehlerhafte und ungeeignete Stanzvorgänge zu verhindern.
Die so beschriebene Erfindung kann offensichtlich auf viele Arten und Weisen variiert werden. Derartige Abänderungen führen nicht aus dem Kerngedanken der Erfindung, wie sie in den nachfolgenden Ansprüchen definiert ist, heraus.

Claims

1. Papierstanzeinrichtung zur Verwendung in einer Abbilderzeugungsvorrichtung, mit:

einer Führungseinrichtung (31) zum Führen eines Blattes Papier (P) in eine vorbestimmte Richtung;

einer Stanzklinge (38a) zum Ausbilden eines Stanzloches im Blatt Papier, wobei die Stanzklinge (38a) in der Führungseinrichtung ausgebildet ist;

einer Antriebseinrichtung (36) zum Antreiben der Stanzklinge (38a); und Transportwalzen (34, 35) zum Befördern des Blattes Papier (P), wobei die Transportwalzen (34, 35) in der Führungseinrichtung auf der von der Stanzklinge (38a) stromabwärts gelegenen Seite ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet,

daß den Transportwalzen (34, 35) ermöglicht wird, in bezug auf das Blatt Papier (P) einen Schlupf von vorbestimmter Größe zu vollziehen, wenn das Blatt Papier (P) von der Stanzklinge (38a) erfaßt wird, wobei das Produkt aus der Zeit, während der das Blatt Papier (P) von der Stanzklinge (38a) erfaßt wird, und der Transportgeschwindigkeit der Transportwalzen (34, 35) auf einen vorgegebenen Wert eingestellt ist.

2. Papierstanzeinrichtung zur Verwendung in einer Abbilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, welche des weiteren aufweist:

eine Hinterkantendetektionseinrichtung (32) zum Bestimmen der Hinterkante eines Blattes Papier (P), welche auf der von der Stanzklinge (38a) stromaufwärts gelegenen Seite gelegen ist; und

eine Steuereinrichtung (61) zum Aktivieren der Antriebseinrichtung (36) nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeitspanne nach der Detektion der Hinterkante des Blattes Papier (P) durch die Hinterkantendetektionseinrichtung (32).

3. Papierstanzeinrichtung zur Verwendung in einer Abbilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher die Hinterkantendetektionseinrichtung, welche Licht auf den Transportpfad in der Führungseinrichtung projiziert, den Durchgang des Blattes Papier (P) detektiert, indem sie das von dem transportierten Blatt Papier (P) reflektierte Licht empfängt und die Hinterkante des Blattes Papier (P) detektiert, wenn das reflektierte Licht nicht länger empfangen wird.

4. Papierstanzeinrichtung zur Verwendung in einer Abbilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Transportwalzen (34, 35) von einem Paar Walzen gebildet werden, von denen eine aus Gummi und die andere aus einem Schaumstoffmaterial gefertigt ist.

5. Papierstanzeinrichtung zur Verwendung in einer Abbilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher das Schaumstoffmaterial ein Polyurethanschaumstoff ist.

6. Papierstanzeinrichtung zur Verwendung in einer Abbilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1,

bei welcher die Stanzklingen in der Führungseinrichtung (31) in vorbestimmten Abständen angeordnet sind und

bei welcher die Antriebseinrichtung (36) ein piezoelektrisches Element (53) als Antriebsquelle aufweist, welche die Stanzklingen gleichzeitig antreibt.

7. Papierstanzeinrichtung zur Verwendung in einer Abbilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1,

bei welcher eine Mehrzahl von Stanzklingen (38a) in vorbestimmten Abständen entlang einer geraden Linie angeordnet ist, welche in einem bestimmten Winkel zur Senkrechten der Transportrichtung geneigt ist,

bei welcher eine Mehrzahl von Antriebseinrichtungen (36) angeordnet ist, um die Stanzklingen (38a) individuell anzutreiben, und

welche ferner einen Antriebsschaltkreis (62) aufweist zum Aktivieren der Antriebseinrichtungen (36) nacheinander in vorbestimmten Zeitintervallen, wobei mit derjenigen begonnen wird, welche die Hinterkante des Blattes Papier (P) am nächsten ist.

8. Papierstanzeinrichtung zur Verwendung in einer Abbilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 7, bei welcher der Antriebsschaltkreis (62) die Antriebseinrichtungen (36) derart aktiviert, so daß das Zeitintervall, zu denen die Antriebseinrichtungen (36) benachbarte Stanzklingen (38a) in Folge antreiben, einem Wert entspricht, welcher dadurch erhalten wird, daß das Produkt eines räumlichen Abstandes benachbarter Stanzklingen (38a) in einer Richtung senkrecht zur Transportrichtung des Blattes Papier (P) und des Tangens des vorbestimmten Winkels durch die Transportgeschwindigkeit des Papiers (P) dividiert wird.

9. Papierstanzeinrichtung zur Verwendung in einer Abbilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1,

bei welcher die Antriebseinrichtung (36) eine erste Antriebsquelle (53) zum Antreiben der Stanzklinge (38a) mit einer Antriebskraft aufweist, die geeignet ist für normales Papier mit einer Dicke, welche nicht größer ist als eine vorbestimmte Dicke, und

bei welcher die Antriebseinrichtung (36) eine zweite Antriebsquelle (113) zum Antreiben der Stanzklinge (38a) aufweist, mit einer Antriebskraft, welche geeignet ist für dickes Papier, welches die vorbestimmte Dicke überschreitet, wobei weiter vorgesehen sind:

eine Unterscheidungseinrichtung (109, 125) zum Unterscheiden, ob das Blatt Papier (P) normales Papier ist oder dickes Papier;

eine Auswahlsteuereinrichtung (108, 109) zum Aktivieren der ersten Antriebsquelle (53), falls die Unterscheidungseinrichtung anzeigt, daß das Blatt Papier (P) normales Papier ist, während die zweite Antriebsquelle (113) aktiviert wird, wenn die Unterscheidungseinrichtung anzeigt, daß das Blatt Papier (P) dikkes Papier ist; und

eine Transportsteuereinrichtung (109) zum Anhalten des Transportbetriebs der Transportwalzen (34, 35), während der Aktivierung der zweiten Antriebsquelle.

10. Papierstanzeinrichtung zur Verwendung in einer Abbilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 9, welche des weiteren aufweist:

eine Auswahleinrichtung (90, 111) für dickes Papier zum Auswählen des Blattes Papier (P) als dickes Papier, um im Abbilderzeugungsbetrieb der Abbilderzeugungsvorrichtung verwendet zu werden, wobei die Auswahleinrichtung (90, 111) für dickes Papier an der Stelle der Unterscheidungseinrichtung (109, 125) angeordnet ist,

wobei die Auswahlsteuereinrichtung (108, 109) die zweite Antriebsquelle (113) aktiviert, wenn durch die Auswahleinrichtung (90, 111) für dickes Papier dickes Papier ausgewählt wurde, und wobei die Auswahlssteuereinrichtung (108, 109) auch die erste Antriebsquelle (53) aktiviert, falls durch die Auswahleinrichtung (90, 111) für dickes Papier dickes Papier nicht ausgewählt wurde.

11. Papierstanzeinrichtung zur Verwendung in einer Abbilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 9, welche des weiteren aufweist:

eine Verbiegungserzeugungseinrichtung (21), um dem Blatt Papier (P) zu ermöglichen, sich um einen vorbestimmten Grad zu verbiegen; und

eine Druckdetektionseinrichtung (125) zum Detektieren einer Kraft als Druck, welche von der von der Verbiegungserzeugungseinrichtung (21) erzeugten Verbiegung des Blattes Papier (P) ausgeübt wird,

wobei die Unterscheidungseinrichtung eine Unterscheidung gemäß der Detektionsausgabe der Druckdetektionseinrichtung (125) dahingehend trifft, ob das Blatt Papier (P) dickes Papier oder normales Papier ist.

12. Papierstanzeinrichtung zur Verwendung in einer Abbilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, welche des weiteren aufweist:

eine Antriebsleerlaufsteuereinrichtung (155) zum Aktivieren der Antriebseinrichtungen (36), so daß die Stanzklinge (38a) für eine bestimmte Zeitspanne angetrieben wird, wenn sich kein Papier (P) in der Führungseinrichtung (31) an der Stanzposition befindet.

13. Papierstanzeinrichtung zur Verwendung in einer Abbilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 12, welche des weiteren aufweist:

eine Papierdetektionseinrichtung zum Detektieren der Anwesenheit oder Abwesenheit von Papier in der Führungseinrichtung an der Stanzposition, wobei die Antriebsleerlaufsteuereinrichtung (155) es nur dann unterläßt, die Antriebseinrichtungen (36) zu aktivieren, wenn durch die Papierdetektionseinrichtung die Anwesenheit von Papier an der Stanzposition detektiert wird, und wobei die Antriebsleerlaufsteuereinrichtung (155) über die Tatsache informiert, daß sich Papier an der Stanzposition befindet.

14. Papierstanzeinrichtung für die Verwendung in einer Abbilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 13,

bei welcher die Papierdetektionseinrichtung (154) als optischer Sensor mit einem Lichtemissionsbereich (154a) zum Aussenden von Licht ausgebildet ist, wobei es dem Licht ermöglicht wird, durch die Stanzposition in der Führungseinrichtung (31) hindurch zu passieren,

wobei ein Lichtempfangsbereich (154b) vorgesehen ist zum Empfangen des Lichts vom Lichtemissionsbereich (154a),

wobei der Lichtemissionsbereich (154a) an der Seitenoberfläche des Blattes Papier (P) oder der Rückseite davon angeordnet ist, und

wobei der Lichtempfangsbereich (154b) in bezug auf das Blatt Papier (P) an einer dem Lichtemissionsbereich (154a) gegenüberliegenden Stelle angeordnet ist.

15. Papierstanzeinrichtung für die Verwendung in einer Abbilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 9, welche ferner aufweist:

eine Stanzlochdetektionseinrichtung (154) zum Detektieren, daß an einer Stanzposition im Blatt Papier (P), welches aufgrund der Betätigung der zweiten Antriebsquelle (113) angehalten wurde, ein Stanzloch geeignet ausgebildet wurde; und

eine Steuereinrichtung (155) zum erneuten Stanzen zum Aktivieren der Antriebseinrichtung (72), so daß zumindest ein Stanzvorgang ausgeführt wird, falls von der Stanzlochdetektionseinrichtung (154) kein Stanzloch detektiert wird.

16. Papierstanzeinrichtung zur Verwendung in einer Abbilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 15,

bei welcher die Stanzlochdetektionseinrichtung (154) als optischer Sensor ausgebildet ist, welcher einen Lichternissionsbereich (154a) aufweist zum Emittieren von Licht, dem ermöglicht wird, durch die Stanzposition in der Führungseinrichtung (31) hindurch zu passieren, und mit einem Lichtempfangsbereich (154b) zum Empfangen des Lichts vom Lichtemissionsbereich (154a),

wobei der Lichtemissionsbereich (154a) an der Oberflächenseite des Blattes Papier (P) oder an der Rückseite davon ausgebildet ist und

wobei der Lichtempfangsbereich (154b) in bezug auf das Blatt Papier an einer den Lichtemissionsbereich (154a) gegenüberliegenden Position ausgebildet ist.

17. Papierstanzeinrichtung zur Verwendung in einer Abbilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1,

bei welcher die Stanzklinge (38a) das Blatt Papier (P) für eine Zeitspanne erfaßt, welche in Abhängigkeit von der Dicke des Blattes Papier (P) variiert.