JP4078924B2 - 電動ステープラー - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ドライバユニットとクリンチャユニットとが上下に分離された電動ステープラーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ドライバユニットとクリンチャユニットとが上下に分離された電動ステープラーが知られている（特公昭６２−４６３２４号公報参照）。
【０００３】
かかる電動ステープラーは、ドライバユニットを下に配置し、クリンチャユニットをドライバユニットの上方に上下動可能に配置している。そして、クリンチャユニットを下降させてドライバユニットの上面に載置されたシート束をドライバユニットとでクランプさせ、この後ドライバユニットのドライバを動作させてクランプされたシート束に向けたステープルを打ち出し、この後クリンチャユニットのクリンチャを動作させて、シート束を貫通したステープルの脚部をクリンチさせている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような電動ステープラーにあっては、カム機構やリンク機構などを用いて１つのモータによってドライバユニットの上下動と、ドライバの動作と、クリンチャの動作を行わせるようになっており、各機構の構造が複雑となり、各機構により装置が大型化してしまうなどの問題があった。また、１つのモータで各動作を行わせるので、ドライバユニットおよびクリンチャユニットの向きを変えることができず、シートに対してステープルの背部が斜めとなるようにステープルを打ち込むことができないという問題もあった。
【０００５】
この発明の目的は、電動ステープラーの機械的構造を簡単にすることができ、しかもドライバユニットおよびクリンチャユニットの向きを変えることが可能な電動ステープラーを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、ステープルをシート束に向けて打ち出すドライバと前記ドライバを動作させる第１駆動モータとを有するドライバユニットと、前記シート束を貫通した前記ステープルの脚部をクリンチするクリンチャとこのクリンチャを設けたクリンチャベースとを有するクリンチャユニットとを備えた電動ステープラーにおいて、
前記ドライバユニットとクリンチャユニットとが上下に分離され前記ドライバユニットの上方に前記クリンチャユニットを配置し、
前記クリンチャベースを前記クリンチャユニットに対して上下方向に往復移動可能に設け、
前記クリンチャベースの往復移動と前記クリンチャを動作させる第２駆動モータをクリンチャユニットに設け、
第１，第２駆動モータを制御する制御手段を設け、
前記制御手段は、
第２駆動モータを駆動させて、前記クリンチャベースを下降させて、ドライバユニットの上面に載置されたシート束を前記ドライバユニットとでクランプさせ、
第２駆動モータの駆動を停止させた後に前記第１駆動モータを駆動させ、前記ドライバを動作させて前記ステープルをそのシート束に向けて打ち出させ、
第１駆動モータの駆動を停止させた後に前記第２駆動モータを駆動させ、前記クリンチャを動作させるとともに前記シート束を貫通した前記ステープルの脚部をクリンチさせ、
この後、前記クリンチャベースを復動させて第２駆動モータの駆動を停止させ、
前記クリンチが終了した後、第１駆動モータを駆動させて前記ドライバを初期位置に戻し、
この後、第１駆動モータの駆動を停止させることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係わる電動ステープラーの実施の形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１において、１０は例えば複写機等に取り付けられる電動ステープラーであり、この電動ステープラー１０は、クリンチャユニット１１とドライバユニット２０とを備えており、クリンチャユニット１１とドライバユニット２０とが上下に分離されている。
【００１０】
［クリンチャユニット］
クリンチャユニット１１は、クリンチャ１１Ｂ(図１３参照)を備えたクリンチャベース１２と、このクリンチャベース１２を上下動させる上下リンク機構１３と、前記クリンチャを回動させるクリンチャ機構７０（図４参照）と、後述する駆動軸１６の回転位置を検出するためのエンコーダ８０等とを備えている。
【００１１】
［クリンチャベース］
クリンチャベース１２は、図２に示すように、上下リンク機構１３により下降してドライバユニット２０の打出部２１とでシート束Ｐ(図１３参照)を挟持し、このシート束Ｐを貫通してきたステープル１８（図１３参照）の脚部が進入する開口１４を設けた底部１５を有している。クリンチャ１１Ｂは、この開口１４に進入してきたステープル１８の脚部をクリンチするものである。
【００１２】
［上下リンク機構］
上下リンク機構１３は、図３に示すように、図示しない駆動機構のモータ（第１駆動モータ）９５(図１２参照)によって回動する駆動軸１６に装着されたリンクカム１３Ａと、軸１３Ｊ1回りに回動する第１リンク部材１３Ｂと、第２リンク部材１３Ｃと、軸１３Ｊ2回りに回動する第３リンク部材１３Ｄとを備えている。第３リンク部材１３Ｄの左側には左方向に対して上向きに傾斜した長孔１３Ｄaが形成され、この長孔１３Ｄaの左端部は開放されている。この長孔１３Ｄaには、クリンチャベース１２に設けた軸１２Ａがクリンチャユニット１１のフレーム１１Ｆ（図２参照）の長孔１１Ｆaを貫通して挿入されている。
【００１３】
第１リンク部材１３Ｂの中間部にはローラＲが設けられており、このローラＲがリンクカム１３Ａの周面に当接している。また、第１リンク部材１３Ｂの上部には突起１３Ｂｔが設けられており、この突起１３Ｂｔが第２リンク部材１３Ｃの中間部に形成された紙厚調整用の長孔１３Ｃhに挿入されている。この突起１３ＢtはスプリングＳによって右方向に付勢され、常にローラＲがリンクカム１３Ａの周面に当接するようになっている。また、スプリングＳによって第３リンク部材１３Ｄは時計回りに付勢されている。
【００１４】
スプリングＳの一端は第１リンク部材１３Ｂの突起１３Ｂtに係止され、その他端は第２リンク部材１３Ｃの右端部に設けた突起１３Ｃtに係止されている。
【００１５】
そして、これらリンクカム１３Ａやリンク部材１３Ｂ〜１３Ｄにより駆動軸１６の一回転によってクリンチャベース１２が上下方向に一往復移動するようになっている。
【００１６】
［クリンチャ機構］
クリンチャ機構７０は図４に示すように駆動軸１６に装着された駆動カム１７と、この駆動カム１７によってクリンチャ１１Ｂを回動させるリンク機構（図示せず）とを備えている。
【００１７】
［エンコーダ］
エンコーダ８０は、駆動軸１６に装着されたスリット板８１とフォトインタラプタ８２とを備えている。このスリット板８１には、その半径方向に延びる複数のスリット孔（図示せず）が周方向に沿って所定間隔に形成されている。フォトインタラプタ８２は、スリット板８１に向けて光を発する発光ダイオードＤ１と、スリット板８１のスリット孔を通過した光を受光するホトダイオードＤ２とを有している。そして、エンコーダ８０は、スリット板８１のスリット孔を透過した光をホトダイオードＤ２が受光する毎にパルス信号を出力するようになっている。
【００１８】
スリット板８１の側面にはクリンチャベース１２のホームポジション（初期位置）を検知するための凹部８３が形成されている。この凹部８３はマイクロスイッチ８４によって検知するようになっている。マイクロスイッチ８４は、接触子８４Ａが凹部８３内に位置しているとき、オフとなり、接触子８４Ａが凹部８３外に位置するとオンする。
【００１９】
［ドライバユニット］
ドライバユニット２０は、図５に示すように、コ字状に形成されたフレーム２２内に設けた打出し機構３０と、フレーム２２内に取り付けたサブフレーム３３に設けた図示しないマガジンに着脱自在に装着したカートリッジ(図示せず)と、このカートリッジに積層収納されたステープル１８を打出部へ送り出す送り機構(図示せず)と、この送り機構や打出し機構３０を駆動させる駆動機構５０と、制動機構（制動手段）６０と、後述する駆動軸３１の回転位置を検出するためのエンコーダ９０等とを備えている。駆動機構５０はフレーム２２の側板２３Ｂに設けられている。
［打出し機構］
打出し機構３０は、図６に示すように、駆動軸３１に取り付けられたドライバカム３２と、サブフレーム３３の軸３４に回動自在に取り付けられたドライバリンク３５と、このドライバリンク３５に取り付けられたドライバ３６およびフォーミングプレート３７等とから構成されている。ドライバカム３２には、従来と同様に、ホームポジション部３２Ａと、ステープル１８を打ち込んでいく往動部３２Ｂと、打ち込んだステープル１８を抑えておく抑え部３２Ｃと、フォーミングプレート３７およびドライバ３６を下降させる復動部３２Ｄとが設定されている。
【００２０】
ドライバリンク３５には、ドライバカム３２の周面に当接したローラ３８が回動自在に設けられている。ドライバリンク３５は、ドライバカム３２の回転とともに軸３４を中心にして回動して、ドライバ３６およびフォーミングプレート３７をサブフレーム３３の長孔３９に沿って上下動させる。すなわち、ドライバカム３２の１回転によりドライバ３６およびフォーミングプレート３７は上下に１往復移動するようになっている。
［駆動機構］
駆動機構５０は、図７に示すように、モータ（第２駆動モータ）９６（図１２参照）のモータ軸に装着された駆動ギア５１と、この駆動ギア５１に噛合された減速ギア列５２と、この減速ギア列５２に噛合された従動ギア５３とを備えている。従動ギア５３は駆動軸３１の一端に取り付けられている。駆動軸３１はフレーム２２の側板２３Ａ,２３Ｂおよびサブフレーム３３の側板４０Ａ,４０Ｂを貫通してその両端部３１Ａ、３１Ｂが側板２３Ａ,２３Ｂの外側へ突出している（図９参照）。
【００２１】
［エンコーダ］
エンコーダ９０は、図８に示すように駆動軸３１に装着されたスリット板９１とフォトインタラプタ９２とを備えている。このスリット板９１には、その半径方向に延びる複数のスリット孔（図示せず）が周方向に沿って所定間隔に形成されている。フォトインタラプタ９２は、スリット板９１に向けて光を発する発光ダイオードＤ３と、スリット板９１のスリット孔を通過した光を受光するホトダイオードＤ４とを有している。そして、エンコーダ９０は、スリット板９１のスリット孔を透過した光をホトダイオードＤ４が受光する毎にパルス信号を出力するようになっている。
【００２２】
スリット板９１の側面にはドライバ３６のホームポジション（初期位置）を検知するための凹部９３が形成されている。この凹部９３はマイクロスイッチ９４によって検知するようになっている。マイクロスイッチ９４は、接触子９４Ａが凹部９３内に位置しているとき、オフとなり、接触子９４Ａが凹部９３外に位置するとオンする。
【００２３】
［制動機構］
制動機構６０は、図９および図１０に示すように、フレーム２２の外側に上下動可能に取り付けられた制動フレーム６１と、駆動軸３１の他端３１Ａに取り付けられた制動カム（ブレーキカム）６２と、この制動カム６２に当接したローラ（ブレーキ部材）６３と、フレーム２２の底部２２Ｄと制動フレーム６１のベース板６５との間に設けられて制動フレーム６１を下方に付勢してローラ６３を制動カム６２に圧接させるスプリング（付勢部材）６４,６４等とから構成されている。
【００２４】
制動フレーム６１は、ベース板６５の両端に起立された側板６６,６７を有しており、側板６６,６７には上下に延びた長孔６６Ａ,６７Ａが形成されている。この長孔６６Ａ,６７Ａ内には駆動軸３１の両端部３１Ａ,３１Ｂが挿入され、この長孔６６Ａ,６７Ａにより制動フレーム６１が上下動可能となっている。
【００２５】
制動カム６２は、図１１に示すように、大径部６２Ａと小径部６２Ｂとを有しており、ドライバ３６およびフォーミングプレート３７が上昇している期間中ローラ６３が制動カム６２の小径部６２Ｂに当接し、ドライバ３６およびフォーミングプレート３７が下降している期間中およびホームポジションに位置しているときローラ６３が制動カム６２の大径部６２Ａに当接するようになっている。ローラ６３は制動フレーム６１の側板６６Ａに回動自在に設けられている。
【００２６】
この制動機構６０はフレーム２２の側板２３Ｂ側にも設けられている。
【００２７】
［制御系］
図１２は電動ステープラー１０の制御系の構成を示したものであり、図１２において、９７はエンコーダ８０,９０から出力されるパルスをカウントするとともにこのカウントしたカウント数やマイクロスイッチ８４,９４のオン・オフに基づいて各モータ９５,９６を制御する制御装置である。この制御装置９７はＣＰＵ等から構成されている。
【００２８】
［動 作］
次に、上記実施形態の電動ホッチキス１０の動作について図１３及び図１４を参照しつつ説明する。
【００２９】
シート束Ｐが複写機(図示せず)から排出されて図１３（Ａ）示すように綴り位置にセットされ、複写機から綴り信号が出力されると、制御装置９７はクリンチャユニット１１の駆動機構のモータ９５を駆動する。このモータ９５の駆動により駆動軸１６が回転していく（時点ｔ1）。駆動軸１６の回転により、上下リンク機構１３がクリンチャベース１２を図１３（Ｂ）に示すように下降させていく。他方、駆動軸１６の回転によりスリット板８１が回転軸１６とともに回転していき、このスリット板８１が所定角度回転していく毎にエンコーダ８０からパルスが出力されていく。エンコーダ８０から出力されるパルスは制御装置９７によってカウントされていく。また、スリット板８１が所定角度まで回転するとマイクロスイッチ８４の接触子８４Ａがスリット板８１の凹部８３から出るのでマイクロスイッチ８４はオンする。
【００３０】
クリンチャベース１２が所定距離下降すると、このクリンチャベース１２とドライバユニット２０の打出部２１とによってシート束Ｐが挟持され、図１３（Ｃ）に示すようにシート束Ｐはクランプされる。このクランプが終了すると、エンコーダ８０から出力されるパルス数が所定数（設定値）ＮＡ１に達し（時点ｔ2）、制御装置９７はモータ９５を停止させるとともにドライバユニット２０のモータ９６を駆動させる。
【００３１】
モータ９６の駆動により駆動軸３１が回転されていき、駆動軸３１とともにエンコーダ９０のスリット板９１が回転していく。このスリット板９１の回転により、エンコーダ９０からパルスが出力されていく。パルスはスリット板９１が所定角度回転していく毎にエンコーダ９０から出力されていく。エンコーダ９０から出力されるパルスは制御装置９７によってカウントされていく。また、スリット板９１が所定角度まで回転するとマイクロスイッチ９４の接触子９４Ａがスリット板９１の凹部９３から出るのでマイクロスイッチ９４はオンする。
【００３２】
他方、駆動軸３１の回転により、ドライバカム３２の往動部３２Ｂがローラ３８に当接していく。この期間、ドライバリンク３５が軸３４を中心にして時計方向へ回動していき、ドライバ３６およびフォーミングプレート３７が上昇していく。フォーミングプレート３７の上昇によりステープル１８がコ字状に成形され、前回のフォーミングプレート３７の上昇によってコ字状に成形されたステープル１８がドライバ３６の上昇により図１３（Ｃ）に示すように打出部２１から打ち出されていく。
【００３３】
打出部２１から打ち出されたステープル１８の脚部はシート束Ｐを貫通して、クリンチャベース１２の開口１４内に進入していく。
【００３４】
その打ち出し終了後、エンコーダ９０から出力されるパルス信号が所定数（設定値）ＮＢ１に達し（時点ｔ3）、制御装置９７はモータ９６を停止させるとともにクリンチャユニット１１のモータ９５を駆動させる。
【００３５】
このモータ９５の駆動により、クリンチャユニット１１の駆動軸１６が回転していき、駆動軸１６の駆動カム１７により図示しないリンク機構を介してクリンチャ１１Ｂが回動していく。このクリンチャ１１Ｂの回動により、クリンチャベース１２の開口１４内に進入してきたステープル１８の脚部を図１３（Ｄ）に示すようにクリンチする。このクリンチの期間、ドライバカム３２の抑え部３２Ｃがローラ３８に当接して、ドライバ３６が打ち込んだステープル１８を抑えている。
【００３６】
他方、駆動軸３１の回転とともに制動カム６２は時計方向（図１１において）へ回動していくので、ドライバカム３２の往動部３２Ｂおよび抑え部３２Ｃがローラ３８に当接している期間、すなわち、ドライバ３６およびフォーミングプレート３７の上昇開始から上昇終了までの期間、制動カム６２の小径部６２Ｂがローラ６３に当接していく。このため、制動フレーム６１は図１０に示すホームポジションの位置からスプリング６４の付勢力により下降していく。この結果、ローラ６３が制動フレーム６１に圧接する圧接力は小さくなり、駆動軸３１の回転に制動力はほとんど掛からないことになる。このため、ステープルの打ち出しに影響が出てしまうことはない。
【００３７】
ステープル１８の脚部のクリンチが終了した後、エンコーダ８０から出力されるパルス数が所定数（設定値）ＮＡ２に達する。制御装置９７は、エンコーダ８０のパルスのカウント数がＮＡ２になると、クリンチャユニット１１のモータ９５とともにドライバユニット２０のモータ９６を駆動させる（時点ｔ4）。モータ９６の駆動により、ドライバユニット２０の駆動軸３１が回転され、この駆動軸３１とともにドライバカム３２が回転していき、ドライバカム３２の復動部３２Ｄがローラ３８に当接していき、ドライバリンク３５が軸３４を中心にして反時計方向へ回動していく。この反時計方向への回動により、図１３（Ｇ）に示すようにドライバ３６およびフォーミングプレート３７が下降していく。
【００３８】
この下降の際、制動カム６２の大径部６２Ａがローラ６３に当接していき、制動フレーム６１がスプリング６４の付勢力に抗して上昇していく。この上昇にともない、ローラ６３が制動フレーム６１に圧接する圧接力が大きくなっていく。この結果、駆動軸３１の回転に制動力が加わっていくとともにその制動力が大きくなっていき、駆動軸３１の回転速度が遅くなっていく。なお、ドライバ３６およびフォーミングプレート３７の下降の際には大きな負荷がモータ９６に加わることがないので、駆動軸３１に制動力が加わっても支障を来すことはない。
【００３９】
一方、時点ｔ4後のモータ９５の回転により、クリンチャユニット１１の駆動軸１６が回転していくので、駆動軸１６の駆動カム１７により図示しないリンク機構を介して図１３（Ｅ）に示すようにクリンチャ１１Ｂがリターンして初期位置へ戻る。この後、上下リンク機構１３によりクリンチャベース１２が図１３（Ｆ）に示すように上昇していき、図１３（Ｇ）に示すようにクリンチャベース１２が初期位置へ戻る。
【００４０】
また、モータ９６の回転によりドライバ３６およびフォーミングプレート３７が下降して図１３（Ｈ）に示すように初期位置へ戻ると、マイクロスイッチ９４がスリット板９１の凹部９３を検知してＬレベルのホームポジション信号を出力する。このマイクロスイッチ９４のホームポジション信号によりドライバユニット２０のモータ９６の駆動が停止される（時点ｔ5）。
【００４１】
なお、ドライバ３６およびフォーミングプレート３７がホームポジション（初期位置）に戻ったとき、制動フレーム６１が上死点に達し、その制動力が最大となり、駆動軸３１の回転速度も最小となる。このため、ドライバ３６およびフォーミングプレート３７がホームポジションに戻った際にモータの駆動を停止させても、駆動軸３１を所定の位置に、換言すれば、ローラ３８がドライバカム３２のホームポジション部３２Ａに当接する位置に確実に停止させることができる。
【００４２】
他方、ステープル１８のクリンチ終了後もクリンチャユニット１１のモータ９５は駆動しており、クリンチャユニット１１の駆動軸１６は回転している。この駆動軸１６の回転により、駆動カム１７およびリンク機構を介してクリンチャ１１Ｂがリターンするとともに、上下リンク機構１３がクリンチャベース１２を上昇させていく。クリンチャベース１２が初期位置へ戻ると、マイクロスイッチ８４がスリット板８１の凹部８３を検知してＬレベルのホームポジション信号を出力する。このマイクロスイッチ８４のホームポジション信号によりクリンチャユニット１１のモータ９５の駆動が停止される（時点ｔ5）。
【００４３】
上記実施形態の電動ステープラー１０によれば、クリンチャユニット１１およびドライバユニット２０にそれぞれにモータ９５,９６を設けて、クリンチャベース１２の上下動やドライバ３６等の上下動を行わせるものであるから、１つのモータでクリンチャユニット１１およびドライバユニット２０を動作させる複雑なリンク機構等が不要となり、電動ステープラー１０の構造を簡単にすることができる。また、それぞれにモータ９５,９６を設けたものであるからクリンチャユニット１１およびドライバユニット２０を垂直軸線回りに回動させて向きを変えることができ、シート束Ｐに対してステープルの背部が斜めとなるようにステープル１８を打ち込むことができる。
【００４４】
また、モータ９５,９６を交互に駆動させてクリンチャユニット１１およびドライバユニット２０を交互に動作させて、シート束Ｐのクランプ,ステープル１８の打ち込み,クリンチを行うようにしたものであるから、モータ９５,９６の特性のバラツキや各機構１３,３０,５０,７０のバラツキがあってもシート束Ｐのクランプ、ステープル１８の打ち込み、クリンチの各動作のタイミングが重なってしまうことがなく、このため各動作を確実に行うことができる。
【００４５】
さらに、クリンチャユニット１１のクリンチャベース１２を下降させて、ドライバユニット２０上に載置されたシート束Ｐをクランプさせているので、そのクランプの際に揃えたシート束Ｐが不揃いになってしまうことがなく、常に揃えた状態でシート束Ｐが綴じられることになる。
【００４６】
また、クリンチャユニット１１やドライバユニット２０の動作のタイミングを変更する場合、パルス数の設定値を変えるだけで簡単に行うことができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、クリンチャユニットおよびドライバユニットにそれぞれに駆動モータを設けて、各動作を行うようにしたものであるから、電動ステープラーの構造を簡単にすることができる。また、クリンチャユニットおよびドライバユニットにそれぞれに駆動モータを設けたものであるからクリンチャユニットおよびドライバユニットを垂直軸線回りに回動させて向きを変えることができ、シート束に対してステープルの背部が斜めとなるようにステープルを打ち込むことができる。
【００４８】
さらに、駆動モータを交互に駆動させてクリンチャユニットおよびドライバユニットを交互に動作させて、シート束のクランプ,ステープルの打ち込み,クリンチを行うようにしたものであるから、各駆動モータの特性のバラツキや各機構のバラツキがあってもシート束のクランプ、ステープルの打ち込み、クリンチの各動作のタイミングが重なってしまうことがなく、このため各動作を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係わる電動ホッチキスの全体構成を示した側面図である。
【図２】クリンチャユニットを示した斜視図である。
【図３】上下リンク機構の構成を示した説明図である。
【図４】クリンチャユニットのエンコーダを示した説明図である。
【図５】ドライバユニットの構成を示した斜視図である。
【図６】打出し機構の構成を示した説明図である。
【図７】駆動軸に取り付けられたドライバカムと制動カムと従動ギアとを示した説明図である。
【図８】ドライバユニットのエンコーダを示した説明図である。
【図９】制動機構の構成を示した斜視図である。
【図１０】制動機構の構成を示した断面図である。
【図１１】制動カムとローラを示した説明図である。
【図１２】制御系の構成を示したブロック図である。
【図１３】綴り動作を示した説明図である。
【図１４】クリンチャユニットとドライバユニットとの各動作を示したタイムチャートである。
【符号の説明】
１０ 電動ホッチキス
１１ クリンチャユニット
１１Ｂ クリンチャ
１２ クリンチャベース
１８ ステープル
２０ ドライバユニット
３６ ドライバ
８０、９０ エンコーダ
８４、９４ マイクロスイッチ
９５、９６ 駆動モータ
【発明の属する技術分野】
この発明は、ドライバユニットとクリンチャユニットとが上下に分離された電動ステープラーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ドライバユニットとクリンチャユニットとが上下に分離された電動ステープラーが知られている（特公昭６２−４６３２４号公報参照）。
【０００３】
かかる電動ステープラーは、ドライバユニットを下に配置し、クリンチャユニットをドライバユニットの上方に上下動可能に配置している。そして、クリンチャユニットを下降させてドライバユニットの上面に載置されたシート束をドライバユニットとでクランプさせ、この後ドライバユニットのドライバを動作させてクランプされたシート束に向けたステープルを打ち出し、この後クリンチャユニットのクリンチャを動作させて、シート束を貫通したステープルの脚部をクリンチさせている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような電動ステープラーにあっては、カム機構やリンク機構などを用いて１つのモータによってドライバユニットの上下動と、ドライバの動作と、クリンチャの動作を行わせるようになっており、各機構の構造が複雑となり、各機構により装置が大型化してしまうなどの問題があった。また、１つのモータで各動作を行わせるので、ドライバユニットおよびクリンチャユニットの向きを変えることができず、シートに対してステープルの背部が斜めとなるようにステープルを打ち込むことができないという問題もあった。
【０００５】
この発明の目的は、電動ステープラーの機械的構造を簡単にすることができ、しかもドライバユニットおよびクリンチャユニットの向きを変えることが可能な電動ステープラーを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、ステープルをシート束に向けて打ち出すドライバと前記ドライバを動作させる第１駆動モータとを有するドライバユニットと、前記シート束を貫通した前記ステープルの脚部をクリンチするクリンチャとこのクリンチャを設けたクリンチャベースとを有するクリンチャユニットとを備えた電動ステープラーにおいて、
前記ドライバユニットとクリンチャユニットとが上下に分離され前記ドライバユニットの上方に前記クリンチャユニットを配置し、
前記クリンチャベースを前記クリンチャユニットに対して上下方向に往復移動可能に設け、
前記クリンチャベースの往復移動と前記クリンチャを動作させる第２駆動モータをクリンチャユニットに設け、
第１，第２駆動モータを制御する制御手段を設け、
前記制御手段は、
第２駆動モータを駆動させて、前記クリンチャベースを下降させて、ドライバユニットの上面に載置されたシート束を前記ドライバユニットとでクランプさせ、
第２駆動モータの駆動を停止させた後に前記第１駆動モータを駆動させ、前記ドライバを動作させて前記ステープルをそのシート束に向けて打ち出させ、
第１駆動モータの駆動を停止させた後に前記第２駆動モータを駆動させ、前記クリンチャを動作させるとともに前記シート束を貫通した前記ステープルの脚部をクリンチさせ、
この後、前記クリンチャベースを復動させて第２駆動モータの駆動を停止させ、
前記クリンチが終了した後、第１駆動モータを駆動させて前記ドライバを初期位置に戻し、
この後、第１駆動モータの駆動を停止させることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係わる電動ステープラーの実施の形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１において、１０は例えば複写機等に取り付けられる電動ステープラーであり、この電動ステープラー１０は、クリンチャユニット１１とドライバユニット２０とを備えており、クリンチャユニット１１とドライバユニット２０とが上下に分離されている。
【００１０】
［クリンチャユニット］
クリンチャユニット１１は、クリンチャ１１Ｂ(図１３参照)を備えたクリンチャベース１２と、このクリンチャベース１２を上下動させる上下リンク機構１３と、前記クリンチャを回動させるクリンチャ機構７０（図４参照）と、後述する駆動軸１６の回転位置を検出するためのエンコーダ８０等とを備えている。
【００１１】
［クリンチャベース］
クリンチャベース１２は、図２に示すように、上下リンク機構１３により下降してドライバユニット２０の打出部２１とでシート束Ｐ(図１３参照)を挟持し、このシート束Ｐを貫通してきたステープル１８（図１３参照）の脚部が進入する開口１４を設けた底部１５を有している。クリンチャ１１Ｂは、この開口１４に進入してきたステープル１８の脚部をクリンチするものである。
【００１２】
［上下リンク機構］
上下リンク機構１３は、図３に示すように、図示しない駆動機構のモータ（第１駆動モータ）９５(図１２参照)によって回動する駆動軸１６に装着されたリンクカム１３Ａと、軸１３Ｊ1回りに回動する第１リンク部材１３Ｂと、第２リンク部材１３Ｃと、軸１３Ｊ2回りに回動する第３リンク部材１３Ｄとを備えている。第３リンク部材１３Ｄの左側には左方向に対して上向きに傾斜した長孔１３Ｄaが形成され、この長孔１３Ｄaの左端部は開放されている。この長孔１３Ｄaには、クリンチャベース１２に設けた軸１２Ａがクリンチャユニット１１のフレーム１１Ｆ（図２参照）の長孔１１Ｆaを貫通して挿入されている。
【００１３】
第１リンク部材１３Ｂの中間部にはローラＲが設けられており、このローラＲがリンクカム１３Ａの周面に当接している。また、第１リンク部材１３Ｂの上部には突起１３Ｂｔが設けられており、この突起１３Ｂｔが第２リンク部材１３Ｃの中間部に形成された紙厚調整用の長孔１３Ｃhに挿入されている。この突起１３ＢtはスプリングＳによって右方向に付勢され、常にローラＲがリンクカム１３Ａの周面に当接するようになっている。また、スプリングＳによって第３リンク部材１３Ｄは時計回りに付勢されている。
【００１４】
スプリングＳの一端は第１リンク部材１３Ｂの突起１３Ｂtに係止され、その他端は第２リンク部材１３Ｃの右端部に設けた突起１３Ｃtに係止されている。
【００１５】
そして、これらリンクカム１３Ａやリンク部材１３Ｂ〜１３Ｄにより駆動軸１６の一回転によってクリンチャベース１２が上下方向に一往復移動するようになっている。
【００１６】
［クリンチャ機構］
クリンチャ機構７０は図４に示すように駆動軸１６に装着された駆動カム１７と、この駆動カム１７によってクリンチャ１１Ｂを回動させるリンク機構（図示せず）とを備えている。
【００１７】
［エンコーダ］
エンコーダ８０は、駆動軸１６に装着されたスリット板８１とフォトインタラプタ８２とを備えている。このスリット板８１には、その半径方向に延びる複数のスリット孔（図示せず）が周方向に沿って所定間隔に形成されている。フォトインタラプタ８２は、スリット板８１に向けて光を発する発光ダイオードＤ１と、スリット板８１のスリット孔を通過した光を受光するホトダイオードＤ２とを有している。そして、エンコーダ８０は、スリット板８１のスリット孔を透過した光をホトダイオードＤ２が受光する毎にパルス信号を出力するようになっている。
【００１８】
スリット板８１の側面にはクリンチャベース１２のホームポジション（初期位置）を検知するための凹部８３が形成されている。この凹部８３はマイクロスイッチ８４によって検知するようになっている。マイクロスイッチ８４は、接触子８４Ａが凹部８３内に位置しているとき、オフとなり、接触子８４Ａが凹部８３外に位置するとオンする。
【００１９】
［ドライバユニット］
ドライバユニット２０は、図５に示すように、コ字状に形成されたフレーム２２内に設けた打出し機構３０と、フレーム２２内に取り付けたサブフレーム３３に設けた図示しないマガジンに着脱自在に装着したカートリッジ(図示せず)と、このカートリッジに積層収納されたステープル１８を打出部へ送り出す送り機構(図示せず)と、この送り機構や打出し機構３０を駆動させる駆動機構５０と、制動機構（制動手段）６０と、後述する駆動軸３１の回転位置を検出するためのエンコーダ９０等とを備えている。駆動機構５０はフレーム２２の側板２３Ｂに設けられている。
［打出し機構］
打出し機構３０は、図６に示すように、駆動軸３１に取り付けられたドライバカム３２と、サブフレーム３３の軸３４に回動自在に取り付けられたドライバリンク３５と、このドライバリンク３５に取り付けられたドライバ３６およびフォーミングプレート３７等とから構成されている。ドライバカム３２には、従来と同様に、ホームポジション部３２Ａと、ステープル１８を打ち込んでいく往動部３２Ｂと、打ち込んだステープル１８を抑えておく抑え部３２Ｃと、フォーミングプレート３７およびドライバ３６を下降させる復動部３２Ｄとが設定されている。
【００２０】
ドライバリンク３５には、ドライバカム３２の周面に当接したローラ３８が回動自在に設けられている。ドライバリンク３５は、ドライバカム３２の回転とともに軸３４を中心にして回動して、ドライバ３６およびフォーミングプレート３７をサブフレーム３３の長孔３９に沿って上下動させる。すなわち、ドライバカム３２の１回転によりドライバ３６およびフォーミングプレート３７は上下に１往復移動するようになっている。
［駆動機構］
駆動機構５０は、図７に示すように、モータ（第２駆動モータ）９６（図１２参照）のモータ軸に装着された駆動ギア５１と、この駆動ギア５１に噛合された減速ギア列５２と、この減速ギア列５２に噛合された従動ギア５３とを備えている。従動ギア５３は駆動軸３１の一端に取り付けられている。駆動軸３１はフレーム２２の側板２３Ａ,２３Ｂおよびサブフレーム３３の側板４０Ａ,４０Ｂを貫通してその両端部３１Ａ、３１Ｂが側板２３Ａ,２３Ｂの外側へ突出している（図９参照）。
【００２１】
［エンコーダ］
エンコーダ９０は、図８に示すように駆動軸３１に装着されたスリット板９１とフォトインタラプタ９２とを備えている。このスリット板９１には、その半径方向に延びる複数のスリット孔（図示せず）が周方向に沿って所定間隔に形成されている。フォトインタラプタ９２は、スリット板９１に向けて光を発する発光ダイオードＤ３と、スリット板９１のスリット孔を通過した光を受光するホトダイオードＤ４とを有している。そして、エンコーダ９０は、スリット板９１のスリット孔を透過した光をホトダイオードＤ４が受光する毎にパルス信号を出力するようになっている。
【００２２】
スリット板９１の側面にはドライバ３６のホームポジション（初期位置）を検知するための凹部９３が形成されている。この凹部９３はマイクロスイッチ９４によって検知するようになっている。マイクロスイッチ９４は、接触子９４Ａが凹部９３内に位置しているとき、オフとなり、接触子９４Ａが凹部９３外に位置するとオンする。
【００２３】
［制動機構］
制動機構６０は、図９および図１０に示すように、フレーム２２の外側に上下動可能に取り付けられた制動フレーム６１と、駆動軸３１の他端３１Ａに取り付けられた制動カム（ブレーキカム）６２と、この制動カム６２に当接したローラ（ブレーキ部材）６３と、フレーム２２の底部２２Ｄと制動フレーム６１のベース板６５との間に設けられて制動フレーム６１を下方に付勢してローラ６３を制動カム６２に圧接させるスプリング（付勢部材）６４,６４等とから構成されている。
【００２４】
制動フレーム６１は、ベース板６５の両端に起立された側板６６,６７を有しており、側板６６,６７には上下に延びた長孔６６Ａ,６７Ａが形成されている。この長孔６６Ａ,６７Ａ内には駆動軸３１の両端部３１Ａ,３１Ｂが挿入され、この長孔６６Ａ,６７Ａにより制動フレーム６１が上下動可能となっている。
【００２５】
制動カム６２は、図１１に示すように、大径部６２Ａと小径部６２Ｂとを有しており、ドライバ３６およびフォーミングプレート３７が上昇している期間中ローラ６３が制動カム６２の小径部６２Ｂに当接し、ドライバ３６およびフォーミングプレート３７が下降している期間中およびホームポジションに位置しているときローラ６３が制動カム６２の大径部６２Ａに当接するようになっている。ローラ６３は制動フレーム６１の側板６６Ａに回動自在に設けられている。
【００２６】
この制動機構６０はフレーム２２の側板２３Ｂ側にも設けられている。
【００２７】
［制御系］
図１２は電動ステープラー１０の制御系の構成を示したものであり、図１２において、９７はエンコーダ８０,９０から出力されるパルスをカウントするとともにこのカウントしたカウント数やマイクロスイッチ８４,９４のオン・オフに基づいて各モータ９５,９６を制御する制御装置である。この制御装置９７はＣＰＵ等から構成されている。
【００２８】
［動 作］
次に、上記実施形態の電動ホッチキス１０の動作について図１３及び図１４を参照しつつ説明する。
【００２９】
シート束Ｐが複写機(図示せず)から排出されて図１３（Ａ）示すように綴り位置にセットされ、複写機から綴り信号が出力されると、制御装置９７はクリンチャユニット１１の駆動機構のモータ９５を駆動する。このモータ９５の駆動により駆動軸１６が回転していく（時点ｔ1）。駆動軸１６の回転により、上下リンク機構１３がクリンチャベース１２を図１３（Ｂ）に示すように下降させていく。他方、駆動軸１６の回転によりスリット板８１が回転軸１６とともに回転していき、このスリット板８１が所定角度回転していく毎にエンコーダ８０からパルスが出力されていく。エンコーダ８０から出力されるパルスは制御装置９７によってカウントされていく。また、スリット板８１が所定角度まで回転するとマイクロスイッチ８４の接触子８４Ａがスリット板８１の凹部８３から出るのでマイクロスイッチ８４はオンする。
【００３０】
クリンチャベース１２が所定距離下降すると、このクリンチャベース１２とドライバユニット２０の打出部２１とによってシート束Ｐが挟持され、図１３（Ｃ）に示すようにシート束Ｐはクランプされる。このクランプが終了すると、エンコーダ８０から出力されるパルス数が所定数（設定値）ＮＡ１に達し（時点ｔ2）、制御装置９７はモータ９５を停止させるとともにドライバユニット２０のモータ９６を駆動させる。
【００３１】
モータ９６の駆動により駆動軸３１が回転されていき、駆動軸３１とともにエンコーダ９０のスリット板９１が回転していく。このスリット板９１の回転により、エンコーダ９０からパルスが出力されていく。パルスはスリット板９１が所定角度回転していく毎にエンコーダ９０から出力されていく。エンコーダ９０から出力されるパルスは制御装置９７によってカウントされていく。また、スリット板９１が所定角度まで回転するとマイクロスイッチ９４の接触子９４Ａがスリット板９１の凹部９３から出るのでマイクロスイッチ９４はオンする。
【００３２】
他方、駆動軸３１の回転により、ドライバカム３２の往動部３２Ｂがローラ３８に当接していく。この期間、ドライバリンク３５が軸３４を中心にして時計方向へ回動していき、ドライバ３６およびフォーミングプレート３７が上昇していく。フォーミングプレート３７の上昇によりステープル１８がコ字状に成形され、前回のフォーミングプレート３７の上昇によってコ字状に成形されたステープル１８がドライバ３６の上昇により図１３（Ｃ）に示すように打出部２１から打ち出されていく。
【００３３】
打出部２１から打ち出されたステープル１８の脚部はシート束Ｐを貫通して、クリンチャベース１２の開口１４内に進入していく。
【００３４】
その打ち出し終了後、エンコーダ９０から出力されるパルス信号が所定数（設定値）ＮＢ１に達し（時点ｔ3）、制御装置９７はモータ９６を停止させるとともにクリンチャユニット１１のモータ９５を駆動させる。
【００３５】
このモータ９５の駆動により、クリンチャユニット１１の駆動軸１６が回転していき、駆動軸１６の駆動カム１７により図示しないリンク機構を介してクリンチャ１１Ｂが回動していく。このクリンチャ１１Ｂの回動により、クリンチャベース１２の開口１４内に進入してきたステープル１８の脚部を図１３（Ｄ）に示すようにクリンチする。このクリンチの期間、ドライバカム３２の抑え部３２Ｃがローラ３８に当接して、ドライバ３６が打ち込んだステープル１８を抑えている。
【００３６】
他方、駆動軸３１の回転とともに制動カム６２は時計方向（図１１において）へ回動していくので、ドライバカム３２の往動部３２Ｂおよび抑え部３２Ｃがローラ３８に当接している期間、すなわち、ドライバ３６およびフォーミングプレート３７の上昇開始から上昇終了までの期間、制動カム６２の小径部６２Ｂがローラ６３に当接していく。このため、制動フレーム６１は図１０に示すホームポジションの位置からスプリング６４の付勢力により下降していく。この結果、ローラ６３が制動フレーム６１に圧接する圧接力は小さくなり、駆動軸３１の回転に制動力はほとんど掛からないことになる。このため、ステープルの打ち出しに影響が出てしまうことはない。
【００３７】
ステープル１８の脚部のクリンチが終了した後、エンコーダ８０から出力されるパルス数が所定数（設定値）ＮＡ２に達する。制御装置９７は、エンコーダ８０のパルスのカウント数がＮＡ２になると、クリンチャユニット１１のモータ９５とともにドライバユニット２０のモータ９６を駆動させる（時点ｔ4）。モータ９６の駆動により、ドライバユニット２０の駆動軸３１が回転され、この駆動軸３１とともにドライバカム３２が回転していき、ドライバカム３２の復動部３２Ｄがローラ３８に当接していき、ドライバリンク３５が軸３４を中心にして反時計方向へ回動していく。この反時計方向への回動により、図１３（Ｇ）に示すようにドライバ３６およびフォーミングプレート３７が下降していく。
【００３８】
この下降の際、制動カム６２の大径部６２Ａがローラ６３に当接していき、制動フレーム６１がスプリング６４の付勢力に抗して上昇していく。この上昇にともない、ローラ６３が制動フレーム６１に圧接する圧接力が大きくなっていく。この結果、駆動軸３１の回転に制動力が加わっていくとともにその制動力が大きくなっていき、駆動軸３１の回転速度が遅くなっていく。なお、ドライバ３６およびフォーミングプレート３７の下降の際には大きな負荷がモータ９６に加わることがないので、駆動軸３１に制動力が加わっても支障を来すことはない。
【００３９】
一方、時点ｔ4後のモータ９５の回転により、クリンチャユニット１１の駆動軸１６が回転していくので、駆動軸１６の駆動カム１７により図示しないリンク機構を介して図１３（Ｅ）に示すようにクリンチャ１１Ｂがリターンして初期位置へ戻る。この後、上下リンク機構１３によりクリンチャベース１２が図１３（Ｆ）に示すように上昇していき、図１３（Ｇ）に示すようにクリンチャベース１２が初期位置へ戻る。
【００４０】
また、モータ９６の回転によりドライバ３６およびフォーミングプレート３７が下降して図１３（Ｈ）に示すように初期位置へ戻ると、マイクロスイッチ９４がスリット板９１の凹部９３を検知してＬレベルのホームポジション信号を出力する。このマイクロスイッチ９４のホームポジション信号によりドライバユニット２０のモータ９６の駆動が停止される（時点ｔ5）。
【００４１】
なお、ドライバ３６およびフォーミングプレート３７がホームポジション（初期位置）に戻ったとき、制動フレーム６１が上死点に達し、その制動力が最大となり、駆動軸３１の回転速度も最小となる。このため、ドライバ３６およびフォーミングプレート３７がホームポジションに戻った際にモータの駆動を停止させても、駆動軸３１を所定の位置に、換言すれば、ローラ３８がドライバカム３２のホームポジション部３２Ａに当接する位置に確実に停止させることができる。
【００４２】
他方、ステープル１８のクリンチ終了後もクリンチャユニット１１のモータ９５は駆動しており、クリンチャユニット１１の駆動軸１６は回転している。この駆動軸１６の回転により、駆動カム１７およびリンク機構を介してクリンチャ１１Ｂがリターンするとともに、上下リンク機構１３がクリンチャベース１２を上昇させていく。クリンチャベース１２が初期位置へ戻ると、マイクロスイッチ８４がスリット板８１の凹部８３を検知してＬレベルのホームポジション信号を出力する。このマイクロスイッチ８４のホームポジション信号によりクリンチャユニット１１のモータ９５の駆動が停止される（時点ｔ5）。
【００４３】
上記実施形態の電動ステープラー１０によれば、クリンチャユニット１１およびドライバユニット２０にそれぞれにモータ９５,９６を設けて、クリンチャベース１２の上下動やドライバ３６等の上下動を行わせるものであるから、１つのモータでクリンチャユニット１１およびドライバユニット２０を動作させる複雑なリンク機構等が不要となり、電動ステープラー１０の構造を簡単にすることができる。また、それぞれにモータ９５,９６を設けたものであるからクリンチャユニット１１およびドライバユニット２０を垂直軸線回りに回動させて向きを変えることができ、シート束Ｐに対してステープルの背部が斜めとなるようにステープル１８を打ち込むことができる。
【００４４】
また、モータ９５,９６を交互に駆動させてクリンチャユニット１１およびドライバユニット２０を交互に動作させて、シート束Ｐのクランプ,ステープル１８の打ち込み,クリンチを行うようにしたものであるから、モータ９５,９６の特性のバラツキや各機構１３,３０,５０,７０のバラツキがあってもシート束Ｐのクランプ、ステープル１８の打ち込み、クリンチの各動作のタイミングが重なってしまうことがなく、このため各動作を確実に行うことができる。
【００４５】
さらに、クリンチャユニット１１のクリンチャベース１２を下降させて、ドライバユニット２０上に載置されたシート束Ｐをクランプさせているので、そのクランプの際に揃えたシート束Ｐが不揃いになってしまうことがなく、常に揃えた状態でシート束Ｐが綴じられることになる。
【００４６】
また、クリンチャユニット１１やドライバユニット２０の動作のタイミングを変更する場合、パルス数の設定値を変えるだけで簡単に行うことができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、クリンチャユニットおよびドライバユニットにそれぞれに駆動モータを設けて、各動作を行うようにしたものであるから、電動ステープラーの構造を簡単にすることができる。また、クリンチャユニットおよびドライバユニットにそれぞれに駆動モータを設けたものであるからクリンチャユニットおよびドライバユニットを垂直軸線回りに回動させて向きを変えることができ、シート束に対してステープルの背部が斜めとなるようにステープルを打ち込むことができる。
【００４８】
さらに、駆動モータを交互に駆動させてクリンチャユニットおよびドライバユニットを交互に動作させて、シート束のクランプ,ステープルの打ち込み,クリンチを行うようにしたものであるから、各駆動モータの特性のバラツキや各機構のバラツキがあってもシート束のクランプ、ステープルの打ち込み、クリンチの各動作のタイミングが重なってしまうことがなく、このため各動作を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係わる電動ホッチキスの全体構成を示した側面図である。
【図２】クリンチャユニットを示した斜視図である。
【図３】上下リンク機構の構成を示した説明図である。
【図４】クリンチャユニットのエンコーダを示した説明図である。
【図５】ドライバユニットの構成を示した斜視図である。
【図６】打出し機構の構成を示した説明図である。
【図７】駆動軸に取り付けられたドライバカムと制動カムと従動ギアとを示した説明図である。
【図８】ドライバユニットのエンコーダを示した説明図である。
【図９】制動機構の構成を示した斜視図である。
【図１０】制動機構の構成を示した断面図である。
【図１１】制動カムとローラを示した説明図である。
【図１２】制御系の構成を示したブロック図である。
【図１３】綴り動作を示した説明図である。
【図１４】クリンチャユニットとドライバユニットとの各動作を示したタイムチャートである。
【符号の説明】
１０ 電動ホッチキス
１１ クリンチャユニット
１１Ｂ クリンチャ
１２ クリンチャベース
１８ ステープル
２０ ドライバユニット
３６ ドライバ
８０、９０ エンコーダ
８４、９４ マイクロスイッチ
９５、９６ 駆動モータ
Claims (1)
- ステープルをシート束に向けて打ち出すドライバと前記ドライバを動作させる第１駆動モータとを有するドライバユニットと、前記シート束を貫通した前記ステープルの脚部をクリンチするクリンチャとこのクリンチャを設けたクリンチャベースとを有するクリンチャユニットとを備えた電動ステープラーにおいて、
前記ドライバユニットとクリンチャユニットとが上下に分離され前記ドライバユニットの上方に前記クリンチャユニットを配置し、
前記クリンチャベースを前記クリンチャユニットに対して上下方向に往復移動可能に設け、
前記クリンチャベースの往復移動と前記クリンチャを動作させる第２駆動モータをクリンチャユニットに設け、
第１，第２駆動モータを制御する制御手段を設け、
前記制御手段は、
第２駆動モータを駆動させて、前記クリンチャベースを下降させて、ドライバユニットの上面に載置されたシート束を前記ドライバユニットとでクランプさせ、
第２駆動モータの駆動を停止させた後に前記第１駆動モータを駆動させ、前記ドライバを動作させて前記ステープルをそのシート束に向けて打ち出させ、
第１駆動モータの駆動を停止させた後に前記第２駆動モータを駆動させ、前記クリンチャを動作させるとともに前記シート束を貫通した前記ステープルの脚部をクリンチさせ、
この後、前記クリンチャベースを復動させて第２駆動モータの駆動を停止させ、
前記クリンチが終了した後、第１駆動モータを駆動させて前記ドライバを初期位置に戻し、
この後、第１駆動モータの駆動を停止させることを特徴とする電動ステープラー。
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