JP4906091B2 - シート穿孔装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート穿孔装置に係り、特に画像形成装置から搬送された用紙の後処理を行うフィニッシャーに用いられるシート穿孔装置に関する。

この種のシート穿孔装置は、例えば、下記特許文献１に記載されているように、フレームの長手方向に配設された複数のパンチと、複数のパンチに対応したダイス孔とを備えており、駆動機構の回転運動がカム機構により複数のパンチの穿孔方向の往復動に変換されて複数のパンチとダイス孔との協働によりシート材に孔列が形成されるようになっている。

この特許文献１に記載されたシート穿孔装置においては、フレームの長手方向に沿って往復動可能な１つのスライドアームと、このスライドアームとパンチの一群とに連結された第１連結体群と、前記スライドアームとパンチの他群とに連結された第２連結体群が設けられている。第１連結体群は、フレームとの支持軸回りに回転可能なリンクとして機能するとともに、パンチの一群を往復動させるための動作部とパンチの一群の往復動を禁止する動作禁止部を有する溝カムとしても機能する。同様に、第２連結体群は、フレームとの支持軸回りに回転可能なリンクとして機能するとともに、パンチの他群を往復動させるための動作部とパンチの他群の往復動を禁止する動作禁止部を有する溝カムとしても機能する。パンチの一群には、カムフォロアとしてのピンがそれぞれ突設されていて、第１連結体群のカム溝にそれぞれ係合している。また、パンチの他群には、カムフォロアとしてのピンがそれぞれ突設されていて、第２連結体群のカム溝にそれぞれ係合している。

そして、この特許文献１に記載されたシート穿孔装置では、スライドアームの往動に伴う第１連結体群の回転により、パンチの一群のピンが第１連結体群の動作部に沿って移動して、パンチの一群が穿孔方向に往復動する。このとき、パンチの他群のピンは第２連結体群の動作禁止部に係合しているため、パンチの他群は穿孔方向に往復動しない。一方、スライドアームの復動に伴う第２連結体群の回転により、パンチの他群のピンが第２連結体群の動作部に沿って移動して、パンチの他群が穿孔方向に往復動する。このとき、パンチの一群のピンは第１連結体群の動作禁止部に係合しているため、パンチの一群は穿孔方向に往復動しない。このように、スライドアームの移動方向を変えることで、パンチの一群による穿孔か他群による穿孔かが切り替わるようになっている。
特開２００３−２００３９１号公報

しかし、上記特許文献１に記載されたシート穿孔装置では、各パンチ毎にカム機構が設けられている。このため、スライドアームの往復動に際して各カム機構における作動抵抗（摩擦抵抗や摺動抵抗）が大きくなるので、フレームの剛性を高く設定し、また駆動源を大型化しなければならず、装置の大型化、重量の増加を招来するという問題がある。また、第１連結体群および第２連結体群には、リンクと溝カムとの二つの機能が要求されるため、その構造が複雑になり、装置が高価になるという問題もある。また、第１連結体群および第２連結体群は、その構造が複雑であるため、組み付け性が悪いという問題もある。

本発明の課題は、パンチ孔列の種類が切り替え可能なシート穿孔装置をシンプルかつ安価に構成することにある。

課題を解決するための手段および発明の効果

上記課題を解決するために本発明は、
フレームの長手方向に配設された複数のパンチと、前記複数のパンチに対応したダイス孔とを備え、駆動機構の回転運動がカム機構により前記複数のパンチの穿孔方向の往復動に変換されて前記複数のパンチと前記ダイス孔との協働によりシート材に孔列が形成されるシート穿孔装置において、
前記フレームの長手方向に沿って往復動可能な第１スライドアームおよび第２スライドアームを有する複数のスライドアームと、
前記複数のパンチのうちの第１パンチ群と前記第１スライドアームとに連結されて前記フレームとの支持軸回りの回転により前記第１スライドアームの往復動を前記第１パンチ群の穿孔方向の往復動に変換する第１リンク群と、
前記複数のパンチのうちの第２パンチ群と前記第２スライドアームとに連結されて前記フレームとの支持軸回りの回転により前記第２スライドアームの往復動を前記第２パンチ群の穿孔方向の往復動に変換する第２リンク群とを備え、
前記駆動機構は、駆動源と、この駆動源の回転駆動力を伝達可能にギヤ結合されて前記フレームとの各ギヤ支持軸回りに回転可能な第１駆動ギヤおよび第２駆動ギヤを有し、
前記カム機構は、前記第１駆動ギヤに設けられて前記第１スライドアームを往復動させる第１アーム動作部、および前記第１スライドアームの往復動を禁止する第１アーム動作禁止部を有する第１カムと、
前記第１スライドアームに設けられて前記第１カムに係合する第１カムフォロアと、
前記第２駆動ギヤに設けられて前記第２スライドアームを往復動させる第２アーム動作部、および前記第２スライドアームの往復動を禁止する第２アーム動作禁止部を有する第２カムと、
前記第２スライドアームに設けられて前記第２カムに係合する第２カムフォロアとで構成されてなり、
前記第１カムフォロアが前記第１カムの第１アーム動作部に係合しているときは、前記第２カムフォロアが前記第２カムの第２アーム動作禁止部に係合し、前記第２カムフォロアが前記第２カムの第２アーム動作部に係合しているときは、前記第１カムフォロアが前記第１カムの第１アーム動作禁止部に係合するように設定されていることを特徴とする。この場合、例えば、前記第１スライドアームと前記第２スライドアームとは、前記フレーム内にて前記複数のパンチを挟んで対向配置され、または前記フレーム内の片側壁側に重ねて配置されるようにするとよい。

本発明のシート穿孔装置においては、第１カムフォロアが第１カムの第１アーム動作部に係合しているときは、第２カムフォロアが第２カムの第２アーム動作禁止部に係合するように設定されている。また、第２カムフォロアが第２カムの第２アーム動作部に係合しているときは、第１カムフォロアが第１カムの第１アーム動作禁止部に係合するように設定されている。このため、第１カムフォロアが第１カムの第１アーム動作部に係合した状態が維持されるように、駆動源の回転方向を設定した場合には、第１カムフォロアの第１アーム動作部に対する追従に伴って、第１スライドアームが長手方向に往復動し、第１パンチ群のみが穿孔方向に往復動するようになる。一方、第２カムフォロアが第２カムの第２アーム動作部に係合した状態が維持されるように、駆動源の回転方向を設定した場合には、第２カムフォロアの第２アーム動作部に対する追従に伴って、第２スライドアームが長手方向に往復動し、第２パンチ群のみが穿孔方向に往復動するようになる。

ところで、本発明のシート穿孔装置においては、カム機構が、第１カムおよび第１カムフォロアからなる第１のカム機構と、第２カムおよび第２カムフォロアからなる第２のカム機構との二つのカム機構で構成されている。このため、従来技術のシート穿孔装置のようにパンチ毎にカム機構を設ける必要がなく、リンクをテコの原理を利用したシンプルな形状に形成できるので、リンクの回転時における作動抵抗を低減することが可能となって、装置を小型、軽量かつ安価に構成することが可能である。

また、本発明のシート穿孔装置においては、リンクの形状がシンプルであるため、その組み付け作業性も向上する。また、選択するパンチ群に対応して専用のスライドアームと駆動ギヤを設けるようにしたので、海外仕様等の多様な穿孔数の要求に応じて柔軟に対応することも可能である。

本発明の実施に際して、前記第１カムおよび前記第２カムは、略Ｄ字状のカム溝を有する溝カムであり、前記第１カムフォロアは、前記第１スライドアームに突設されて前記第１カムのカム溝に係合可能な第１係合ピンであり、前記第２カムフォロアは、前記第２スライドアームに突設されて前記第２カムのカム溝に係合可能な第２係合ピンであり、
前記第１アーム動作禁止部および前記第２アーム動作禁止部は、前記略Ｄ字状のカム溝の構成部分のうち、中心線の曲率半径が同一に設定された円弧状の曲線溝部で構成され、前記第１アーム動作部および前記第２アーム動作部は、前記略Ｄ字状のカム溝の構成部分のうちの直線溝部で構成されていることも可能である。なお、第１カムおよび第２カムのカム溝の各直線溝部は、真っ直ぐな直線形状のものに限らず、各スライドアームの往復動に影響を与えない範囲で曲率を持たせるようにしたものも含まれる。このように、カム溝の各直線溝部に曲率を持たせるようにすれば、例えば、各スライドアームの動き出しの速さを緩やかに設定することができ、パンチの動き出しを滑らかにすることが可能である。

これによれば、第１カムおよび第２カムのカム溝を、形成が容易な略Ｄ字状とすることで、上記した作用および効果が得られるので、第１カムおよび第２カムをシンプルかつ安価に構成することが可能である。

この場合、前記第１カムおよび前記第２カムのカム溝の各直線溝部は、各中心線が前記各駆動ギヤの回転中心に対して前記各曲線溝部とは反対側にオフセットされた位置に配置されていることも可能である。

これによれば、各係合ピンが初期位置に復帰したとき、各係合ピンの軸心を各駆動ギヤの水平方向の中心線上に位置させることが可能となって、各係合ピンの回転基準位置の設定が容易となる。また、各係合ピンとカム溝の直線溝部間に動作禁止部を設けることが可能となり、各係合ピンの僅かな回転動作でスライドアームが往動しなくなって、パンチの早めの往動に起因した例えばシートとの引っ掛かり等を効果的に防止することが可能である。

また、本発明の実施に際して、前記第１駆動ギヤと前記第２駆動ギヤは、歯数が同じで互いに逆回転する駆動ギヤであり、前記第１カムと前記第２カムのカム溝は、同じ輪郭の略Ｄ字状に形成されて前記第１駆動ギヤと前記第２駆動ギヤの回転により対称的に変位するように互いに反対方向に同じ角度だけ回るように設定されていることも可能である。

これによれば、第１カムと第２カムとが対称的に変位するように互いに反対方向に同じ角度だけ回る。このため、第１駆動ギヤおよび第２駆動ギヤのうちの何れか一方の回転位置のみを検出するようにすれば、第１スライドアームまたは第２スライドアームを所定量だけ往復動させることが可能となって、その作動制御が容易となる。

また、本発明の実施に際して、前記第１係合ピンおよび前記第２係合ピンは、初期位置に復帰している状態では、前記第１アーム動作禁止部および前記第２アーム動作禁止部内にて水平方向への移動が規制されていることも可能である。

これによれば、例えばカム係合時における作動抵抗を低減するために、第１カムおよび第２カムと、第１係合ピンおよび第２係合ピン間に所定量のクリアランスを設定した場合であっても、各スライドアームの往復動作が終了した状態では、第１係合ピンおよび第２係合ピンが第１アーム動作禁止部および前記第２アーム動作禁止部内にて水平方向への移動が規制された状態となる。このため、付勢部材を設けて第１スライドアームおよび第２スライドアームを初期位置に戻る方向へ付勢するように設定しなくても、各スライドアームが常に一定の初期位置に戻されるようになり、パンチも確実に一定の初期位置に戻されるようになって、パンチの正確な作動が保証される。

また、本発明の実施に際して、前記駆動源は、１つの電動モータで構成されていることも可能である。この場合には、１つの電動モータの回転方向を変えるだけで、回転駆動力が第１駆動ギヤおよび第１カムを介して第１スライドアームの往復動に変換され、第２駆動ギヤおよび第２カムを介して第２スライドアームの往復動に変換されるので、複数の電動モータを用いる場合に比してコストが安価になる。なお、電動モータとして、例えばＤＣブラシモータを使用すれば、コストも安価になる。

(第１実施形態)
以下に、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図６は本発明によるシート穿孔装置を画像形成装置のフィニッシャーに適用したものの外観を示していて、このシート穿孔装置においては、長尺状かつ略Ｕ字状に形成されて複数のダイス孔１１ａ〜１１ｅを有するダイフレーム１１と、長尺状かつ略矩形筒状に形成されてパンチ２１〜２５、リンク３１〜３５、駆動機構４０およびスライドアーム５１，５２を組み付けたフレーム１２とが、間隙形成板材１３を介してシート材を挿通可能な所定の間隔に対向配置された状態で固定されている。なお、この間隔はダイフレーム１１の曲げ成形によって得ることも可能である。

ダイス孔１１ａ〜１１ｅは、パンチ２１〜２５にそれぞれ対応しており、パンチ２１，２３，２５のダイス孔１１ａ，１１ｃ，１１ｅに対する往復動によりシート材に所定ピッチの３孔の孔列が形成され、パンチ２２，２４のダイス孔１１ｂ，１１ｄに対する往復動によりシート材に所定ピッチの２孔の孔列が形成されるようになっている。

フレームカバー１４の上壁およびフレーム１２の底壁には、ダイフレーム１１のダイス孔１１ａ〜１１ｅと同軸に、ガイド孔１４ａ〜１４ｅ，１２ａ〜１２ｅがそれぞれ形成されている。これにより、パンチ２１〜２５が、上下に離れたガイド孔１４ａ〜１４ｅ，１２ａ〜１２ｅによりガイドされつつ穿孔方向へ往復動する。

リンク３１〜３５は、図７にてリンク３１を、図８にてリンク３２を代表して示すように、正面視にて略Ｌ字状に形成されており、各中間部にて支持ピン３１ａ〜３５ａによりフレームの両側壁に同ピン３１ａ〜３５ａ回りに回転可能に支持されている。また、リンク３１〜３５は、各一端部に形成された二股状のアーム部３１ｂ〜３５ｂにてパンチ支持ピン３１ｃ〜３５ｃを介してパンチ２１〜２５に連結されている。

リンク３１〜３５のうちリンク３１，３３，３５（第１リンク群）は、各他端部にてスライドアーム５１に向けて突設されたアーム係合ピン３１ｄ，３３ｄ，３５ｄを介してスライドアーム５１の各連結部５１ａ，５１ｂ，５１ｃに連結され、リンク３１〜３５のうちリンク３２，３４（第２リンク群）は、各他端部にてスライドアーム５２に向けて突設されたアーム係合ピン３２ｄ，３４ｄを介してスライドアーム５２の各連結部５２ａ，５２ｂに連結されている。

これにより、スライドアーム５１の往復動により、リンク３１，３３，３５が支持ピン３１ａ，３３ａ，３５ａ回りに回転するのに伴って、パンチ２１，２３，２５（第１パンチ群）が穿孔方向に往復動する。また、スライドアーム５２の往復動により、リンク３２，３４が支持ピン３２ａ，３４ａ回りに回転するのに伴って、パンチ２２，２４（第２パンチ群）が穿孔方向に往復動する。

駆動機構４０は、電動モータ４１（駆動源）と、この電動モータ４１にギヤ結合されて互いに異なる軸回りに回転する減速ギヤ４２、駆動ギヤ４３（第２駆動ギヤ）および駆動ギヤ４４（第１駆動ギヤ）とを備えており、電動モータ４１の回転駆動力が減速ギヤ４２から駆動ギヤ４３を経て駆動ギヤ４４に伝達されるようになっている。

電動モータ４１は、例えばＤＣブラシモータであり、穿孔に要する回転数（回転量）が、駆動ギヤ４３または４４に同軸もしくは一体的に取り付けられた図示を省略するセンサフィラーとホームポジションセンサにより検出される。電動モータ４１は、パルスカウントセンサにより検出されたパルスに応じて、適切な回転速度となるように、図示を省略する電気制御装置（ＥＣＵ）により作動制御される。

駆動ギヤ４３は、ギヤ支持ピン４５（ギヤ支持軸）によりフレーム１２に取り付けられている。駆動ギヤ４４は、駆動ギヤ４３と歯数が同じものであり、互いに逆方向に回転するように駆動ギヤ４３と噛み合っていて、ギヤ支持ピン４６（ギヤ支持軸）によりフレーム１２に取り付けられている。なお、駆動ギヤ４３，４４のうちの何れか一方の回転方向および回転角度が、前記ホームポジションセンサおよびセンサフィラーによって検出されるようになっている。駆動ギヤ４４のスライドアーム５１と対向した部位には、カム溝４７ａを有するカム４７（第１カム）が一体的に形成され、駆動ギヤ４３のスライドアーム５２と対向した部位には、カム溝４８ａを有するカム４８（第２カム）が一体的に形成されている。

カム４７のカム溝４７ａは、図９に示すように、後述する係合ピン５３の直径に比して僅かに大きい溝幅を有するとともに、曲線溝部４７ａ１と直線溝部４７ａ２とで構成された略Ｄ字状に形成されている。カム溝４７ａの曲線溝部４７ａ１（第１アーム動作禁止部）は、その中心線の曲率半径が同一に設定された円弧状に形成されている。カム溝４７ａの直線溝部４７ａ２（第１アーム動作部）は、その中心線が駆動ギヤ４４の回転中心に対して曲線溝部４７ａ１とは反対側にオフセットされた位置に配置されている。

カム４８のカム溝４８ａ（第２カム）は、カム４７のカム溝４７ａと同じ輪郭の略Ｄ字状に形成されていて、後述する係合ピン５４の直径に比して僅かに大きい溝幅を有するとともに、曲線溝部４８ａ１と直線溝部４８ａ２とで構成されている（図１２参照）。カム溝４８ａの曲線溝部４８ａ１（第２アーム動作禁止部）は、その中心線の曲率半径が同一に設定された円弧状に形成されている。カム溝４８ａの直線溝部４８ａ２（第２アーム動作部）は、その中心線が駆動ギヤ４３の回転中心に対して曲線溝部４８ａ１とは反対側にオフセットされた位置に配置されている。

スライドアーム５１（第１スライドアーム）とスライドアーム５２（第２スライドアーム）は、長尺状かつ矩形状の板材であり、フレーム１２内にてパンチ２１〜２５を挟んで対向配置された状態で、フレーム１２の長手方向に沿って往復動可能に設けられている。スライドアーム５１のカム４７と対向した部位には、図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、係合ピン５３が設けられている。係合ピン５３はカム４７のカム溝４７ａに係合している。また、スライドアーム５１には、係合ピン５３のカム溝４７ａに対する追従を許容するために、ギヤ支持ピン４６と係合してスライドアーム５１を長手方向に向けて誘導するための切り欠き５１ｄ（ガイド部）が形成されている。

スライドアーム５２のカム４８と対向した部位には、図１１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、係合ピン５４が設けられている。係合ピン５４はカム４８のカム溝４８ａに係合している。また、スライドアーム５２には、係合ピン５４のカム溝４８ａに対する追従を許容するために、ギヤ支持ピン４５と係合してスライドアーム５２を長手方向に向けて誘導するための切り欠き５２ｃ（ガイド部）が形成されている。

係合ピン５３がカム溝４７ａの曲線溝部４７ａ１に係合しているときは、その係合状態が維持される方向にカム４７が回転してもスライドアーム５１は往復動作しないが、係合ピン５３がカム溝４７ａの直線溝部４７ａ２に係合しているときは、その係合状態が維持される方向にカム４７が回転することで、スライドアーム５１がその長手方向に往復動する。

一方、係合ピン５４がカム溝４８ａの曲線溝部４８ａ１に係合しているときは、その係合状態が維持される方向にカム４８が回転してもスライドアーム５２は往復動作しないが、係合ピン５４がカム溝４８ａの直線溝部４８ａ２に係合しているときは、その係合状態が維持される方向にカム４８が回転することで、スライドアーム５２がその長手方向に往復動する。

スライドアーム５１の下部には、支持ピン３１ａ〜３５ａとの干渉を回避するための切り欠き５１ｅが形成されている。また、スライドアーム５２の下部には、支持ピン３１ａ〜３５ａおよびギヤ支持ピン４６との干渉を回避するための切り欠き５２ｄが形成されている。

上記のように構成した第１実施形態のシート穿孔装置においては、その待機時、電動モータ４１は停止していて、カム４７，４８、係合ピン５３，５４およびスライドアーム５１，５２が、図１２（Ｂ）および図１３（Ａ）に示した初期位置にある。この状態では、カム溝４７ａ，４８ａが横向きに配置、すなわち、カム４７，４８の各曲線溝部４７ａ１，４８ａ１が上方に位置し、各直線溝部４７ａ２，４８ａ２が水平に位置するように配置されている。また、係合ピン５３，５４は、曲線溝部４７ａ１，４８ａ１同士の対応する同じ位置にあり、係合ピン５３，５４の両軸心が駆動ギヤ４３，４４の水平方向の中心線上に位置している。そして、係合ピン５３，５４は、曲線溝部４７ａ１，４８ａ１内にて、上下方向への移動のみが許容され、水平方向への移動が規制された状態にある。

最初に、シート材に３孔の孔列を形成する場合について説明する。この場合には、上記した待機状態から電動モータ４１が図示左回りに回転するようにその作動が制御される。電動モータ４１が図示左回りに回転すると、駆動ギヤ４３およびカム４８が図示左回りに回転し、駆動ギヤ４４が図示右回りに駆動ギヤ４３と同じ角度だけ回転する。このとき、係合ピン５４はカム溝４８ａの曲線溝部４８ａ１に係合しているため、スライドアーム５２は往復動しない。

一方、カム４７の図示右回りの回転による直線溝部４７ａ２の変位に係合ピン５３が追従するように、切り欠き５１ｄがギヤ支持ピン４６により水平方向に誘導されるのに伴って、スライドアーム５１が図１２（Ｃ）に示すように、図示右向きに往動し始める。これにより、リンク３１，３３，３５がそれぞれ支持ピン３１ａ，３３ａ，３５ａを回転支点として図示右回りに回転する。カム４７が図示右回りに９０°未満の所定角度（例えば、４５°）回転したとき、パンチ２１，２３，２５とダイス孔１１ａ，１１ｃ，１１ｅとの協働によりシート材に３孔の孔列が形成される。

カム４７が図示右回りに９０°回転した状態では、図１３（Ｂ）に示すように、スライドアーム５１の図示右向きへの往動量が最大となり、９０°を超えた後はカム４７の更なる図示右回りの回転に伴ってスライドアーム５１が図示左向きに復動し始める。そして、カム４７が図示右回りに１８０°回転したとき、図１３（Ｃ）に示すように、スライドアーム５１および係合ピン５３は初期位置に復帰する。なお、スライドアーム５１の初期位置からのオーバーランを防止するために、スライドアーム５１が初期位置に復帰する直前で電動モータ４１の作動が停止されるようになっている（例えば、ショートを利用した短絡ブレーキや逆転ブレーキなど）。

３孔のパンチングを連続して行う場合には、カム４７が図示右回りに１８０°回転した後に、１８０°反転する動作が実行されるように電動モータ４１の作動が制御される。なお、ホームポジションセンサおよびセンサフィラーにより検出された検出信号に基づいて、駆動ギヤ４３または４４の回転方向および回転角度が計算され、係合ピン５３または５４が初期位置にあるか、初期位置から１８０°回転した位置にあるかが電気制御装置により判定・記憶されるようになっている。

次に、シート材に２孔の孔列を形成する場合について説明する。この場合には、図１２（Ｂ）および図１４（Ａ）に示した待機状態から電動モータ４１が図示右回りに回転するようにその作動が制御される。電動モータ４１が図示右回りに回転すると、駆動ギヤ４３およびカム４８が図示右回りに回転し、駆動ギヤ４４が図示左回りに駆動ギヤ４３と同じ角度だけ回転する。このとき、係合ピン５３はカム溝４７ａの曲線溝部４７ａ１に係合しているため、スライドアーム５１は往復動しない。

一方、カム４８の図示右回りの回転による直線溝部４８ａ２の変位に係合ピン５４が追従するように、切り欠き５２ｃがギヤ支持ピン４５により水平方向に誘導されるのに伴って、スライドアーム５２が図１２（Ａ）に示すように、図示右向きに往動し始める。これにより、リンク３２，３４がそれぞれ支持ピン３２ａ，３４ａを回転支点として図示右回りに回転する。カム４８が図示右回りに９０°未満の所定角度（例えば、４５°）だけ回転したとき、パンチ２２，２４とダイス孔１１ｂ，１１ｄとの協働によりシート材に２孔の孔列が形成される。

カム４８が図示右回りに９０°回転した状態では、図１４（Ｂ）に示すように、スライドアーム５２の図示右向きへの往動量が最大となり、９０°を超えた後はカム４８の更なる図示右回りの回転に伴ってスライドアーム５２が図示左向きに復動し始める。そして、カム４８が図示右回りに１８０°回転したとき、図１４（Ｃ）に示すように、スライドアーム５２および係合ピン５４は初期位置に復帰する。なお、この場合にも、上記した３孔の穿孔の場合と同様、スライドアーム５２の初期位置からのオーバーランを防止するために、スライドアーム５２が初期位置に復帰する直前で電動モータ４１の作動が停止される。

２孔のパンチングを連続して行う場合には、上記と同様、カム４８が図示右回りに１８０°回転した後に、１８０°反転する動作が実行されるように電動モータ４１の作動が制御される。

上記のように構成した第１実施形態においては、カム機構が、カム４７のカム溝４７ａおよびスライドアーム５１の係合ピン５３からなる第１のカム機構と、カム４８のカム溝４８ａおよびスライドアーム５２の係合ピン５４からなる第２のカム機構との二つのカム機構で構成されている。このため、パンチ２１〜２５毎にカム機構を設ける必要がなく、リンク３１〜３５をテコの原理を利用したシンプルな形状に形成できるので、リンク３１〜３５の回転時における作動抵抗を低減することが可能となって、装置を小型、軽量かつ安価に構成することが可能である。

また、この第１実施形態では、リンク３１〜３５の形状がシンプルであるため、その組み付け作業性も向上する。また、パンチ２１，２３，２５に対応して専用のスライドアーム５１と駆動ギヤ４４を設け、パンチ２２，２４に対応して専用のスライドアーム５２と駆動ギヤ４３を設けるようにしたので、海外仕様等の多様な穿孔数の要求に応じて柔軟に対応することが可能である。

また、上記第１実施形態では、カム４７のカム溝４７ａおよびカム４８のカム溝４８ａを形成が容易な略Ｄ字状とすることで、カム溝４７ａの曲線溝部４７ａ１を第１アーム動作禁止部として機能させ、カム溝４７ａの直線溝部４７ａ２を第１アーム動作部として機能させ、カム溝４８ａの曲線溝部４８ａ１を第２アーム動作禁止部として機能させ、カム溝４８ａの直線溝部４８ａ２を第２アーム動作部として機能させることができるので、スライドアーム５１，５２をシンプルかつ安価に構成することが可能である。

また、上記第１実施形態では、駆動ギヤ４３と駆動ギヤ４４とが、歯数が同じで互いに逆回転する駆動ギヤであり、駆動ギヤ４３と駆動ギヤ４４の回転に応じてカム４７とカム４８とが互いに反対方向に同じ角度だけ回るように設定されている。これにより、駆動ギヤ４３および駆動ギヤ４４のうちの何れか一方の回転位置のみを検出することによって、スライドアーム５１，５２を所定量だけ往復動させることが可能となって、電動モータ４１の作動制御が容易となる。

また、上記第１実施形態では、駆動源として、１つの電動モータ４１が用いられている。これにより、この電動モータ４１の回転方向を変えるだけで、回転駆動力が駆動ギヤ４４を介してスライドアーム５１の往復動に変換され、駆動ギヤ４３を介してスライドアーム５２の往復動に変換されるので、複数の電動モータを用いる場合に比してコストが安価になる。また、電動モータとして、例えばＤＣブラシモータを使用すれば、コストも安価になる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態等においては、スライドアーム５１，５２を、フレーム１２内にてパンチ２１〜２５を挟んで対向して配置するように実施したが、これに代えて、例えば図１５および図１６に示すように、フレーム１２内の片側壁側に重ねて配置するように実施することも可能である。なお、この第２実施形態の他の構成については、上記第１実施形態等と同様であるので、上記第１実施形態等と同じ部材または同一の機能を果たす部材には同一の符号を含む１００番台の符号で表示することとして、詳細な説明は省略する。

この第２実施形態において、スライドアーム１５１の駆動ギヤ１４３と対向した部位には、係合ピン１５３が設けられ、スライドアーム１５２の駆動ギヤ１４４と対向した部位には、係合ピン１５４が設けられている。係合ピン１５３，１５４は、カム１４７，１４８のカム溝１４７ａ，１４８ａにそれぞれ係合している。スライドアーム１５２には、スライドアーム１５１の往復動時におけるアーム係合ピン１３３ｄ，１３５ｄとの干渉を回避するための切り欠き１５２ｅ，１５２ｆがそれぞれ形成されている。

上記のように構成した第２実施形態のシート穿孔装置において、シート材に３孔の孔列を形成する場合には、図１６に示す待機状態から電動モータ１４１が図示右回りに回転するようにその作動が制御される。電動モータ１４１の図示右回りの回転により、駆動ギヤ１４３およびカム１４７が図示右回りに回転し、スライドアーム１５１が図示右向きに往動する。これに伴って、リンク１３１，１３３，１３５がそれぞれ支持ピン１３１ａ，１３３ａ，１３５ａを回転支点として図示右回りに回転し、パンチ１２１，１２３，１２５とダイス孔（図示省略）との協働によりシート材に３孔の孔列が形成される。

シート材に２孔の孔列を形成する場合には、図１６に示す待機状態から電動モータ１４１が図示左回りに回転するようにその作動が制御される。電動モータ１４１の図示左回りの回転により、駆動ギヤ１４４およびカム１４８が図示右回りに回転し、スライドアーム１５２が図示右向きに往動する。これに伴って、リンク１３２，１３４がそれぞれ支持ピン１３２ａ，１３４ａを回転支点として図示右回りに回転し、パンチ１２２，１２４とダイス孔（図示省略）との協働によりシート材に２孔の孔列が形成される。

この第２実施形態においても、上記第１実施形態等と同様、装置を小型、軽量かつ安価に構成することが可能である。また、リンク１３１〜１３５の形状がシンプルであるため、その組み付け作業性も向上する。また、パンチ１２１，１２３，１２５に対応して専用のスライドアーム１５１と駆動ギヤ１４３を設け、パンチ１２２，１２４に対応して専用のスライドアーム１５２と駆動ギヤ１４４を設けるようにしたので、海外仕様等の多様な穿孔数の要求に応じて柔軟に対応することが可能である。

上記各実施形態においては、２枚のスライドアームを用いたが、３枚以上のスライドアーム用いて実施することも可能である。

また、上記各実施形態においては、各駆動ギヤに溝カムを一体的に形成し、溝カムと係合ピンとでカム機構が構成されるように実施したが、カム機構はこれに限らず、例えば各駆動ギヤに、略Ｄ字をなす凸状のカムを一体的に設け、スライドアームに設けたカムフォロアが凸状カムの輪郭外周面または輪郭内周面に沿って移動可能とされるように構成して実施することも可能である。

また、カム溝の形状は、略Ｄ字状に限らず、アーム動作部およびアーム動作禁止部として機能する構成部分を有する形状のカムに広く適用することが可能である。

また、上記各実施形態においては、各スライドアームを長手方向に向けて誘導するための切り欠きを形成し、この切り欠きにギヤ支持ピンを係合させたが、これに代えて、例えば各スライドアームを長手方向に向けて誘導するための長孔を形成し、この長孔に係合可能な突出部材をフレームに設けてもよいし、フレーム内壁の上下部位で各スライドアームを誘導してもよい。

また、上記各実施形態においては、各パンチの穿孔タイミングがほぼ同じとなるように各リンクを配置したが、リンクのスライドアームとの連結位置（力点）をパンチ毎に変えて、各パンチの穿孔タイミングがずれるように設定することも可能である。これによれば、カムのプロファイルを変え、またはリンクのフレームとの支持位置（支点）を変えて各パンチの穿孔タイミングをずらす場合に比して、簡単かつ容易に各パンチの穿孔タイミングをずらすことができ、各パンチの穿孔時における負荷を効果的に低減することが可能である。

また、上記した各実施形態では、フィニッシャーに用いられるシート穿孔装置に本発明を適用したが、例えばプリンタ等に用いられるシート穿孔装置に本発明を適用することも可能である。

本発明によるシート穿孔装置の第１実施形態を示す外観図。 図１の正面図。 図１に示したシート穿孔装置においてフレームおよびダイフレームを仮想線で表した外観図。 図１に示したシート穿孔装置からフレームおよびダイフレームを除いた外観図。 図４の平面図。 図４の正面図。 （Ａ）はリンク３１の外観図。（Ｂ）はリンク３１の正面図。（Ｃ）はリンク３１の側面図。 （Ａ）はリンク３２の外観図。（Ｂ）はリンク３２の正面図。（Ｃ）はリンク３１の側面図。 （Ａ）は駆動ギヤ４４およびカム４７の外観図。（Ｂ）はカム４７の正面図。（Ｃ）は駆動ギヤ４４およびカム４７の側面図。 （Ａ）はスライドアーム５１の外観図。（Ｂ）はスライドアーム５１の平面図。（Ｃ）はスライドアーム５１の側面図。 （Ａ）はスライドアーム５２の外観図。（Ｂ）はスライドアーム５２の平面図。（Ｃ）はスライドアーム５２の側面図。 （Ａ）はカム４８が図示右回りに９０°未満の所定角度回転した状態を示す説明図。（Ｂ）はカム４７，４８の初期位置を示す説明図。（Ｃ）はカム４７が図示右回りに９０°未満の所定角度回転した状態を示す説明図。 （Ａ）はカム４７，４８の初期位置を示す説明図。（Ｂ）はカム４７が図示右回りに９０°回転した状態を示す説明図。（Ｃ）はカム４７が図示右回りに１８０°回転した状態を示す説明図。 （Ａ）はカム４７，４８の初期位置を示す説明図。（Ｂ）はカム４８が図示右回りに９０°回転した状態を示す説明図。（Ｃ）はカム４８が図示右回りに１８０°回転した状態を示す説明図。 本発明によるシート穿孔装置の第２実施形態を示す平面図。 図１５の正面図。

符号の説明

１１ ダイフレーム
１１ａ〜１１ｅ ダイス孔
１２ フレーム
２１〜２５ パンチ（２１，２３，２５（第１パンチ群）、２２，２４（第２パンチ群））
３１〜３５ リンク（３１，３３，３５（第１リンク群）、３２，３４（第２リンク群）
３１ａ〜３５ａ 支持ピン
３１ｂ〜３５ｂ アーム部
３１ｃ〜３５ｃ パンチ支持ピン
４０ 駆動機構
４１ 電動モータ（駆動源）
４３ 駆動ギヤ（第２駆動ギヤ）
４４ 駆動ギヤ（第１駆動ギヤ）
４５，４６ ギヤ支持ピン（ギヤ支持軸）
４７ カム（第１カム）
４７ａ，４８ａ カム溝
４７ａ１ 曲線溝部（第１アーム動作禁止部）
４７ａ２ 直線溝部（第１アーム動作部）
４８ カム（第２カム）
４８ａ１ 曲線溝部（第２アーム動作禁止部）
４８ａ２ 直線溝部（第２アーム動作部）
５１ スライドアーム（第１スライドアーム）
５２ スライドアーム（第２スライドアーム）
５３ 係合ピン（第１カムフォロア）
５４ 係合ピン（第２カムフォロア）

Claims (5)

1. フレームの長手方向に配設された複数のパンチと、前記複数のパンチに対応したダイス孔とを備え、駆動機構の回転運動がカム機構により前記複数のパンチの穿孔方向の往復動に変換されて前記複数のパンチと前記ダイス孔との協働によりシート材に孔列が形成されるシート穿孔装置において、
   前記フレームの長手方向に沿って往復動可能な第１スライドアームおよび第２スライドアームを有する複数のスライドアームと、
   前記複数のパンチのうちの第１パンチ群と前記第１スライドアームとに連結されて前記フレームとの支持軸回りの回転により前記第１スライドアームの往復動を前記第１パンチ群の穿孔方向の往復動に変換する第１リンク群と、
   前記複数のパンチのうちの第２パンチ群と前記第２スライドアームとに連結されて前記フレームとの支持軸回りの回転により前記第２スライドアームの往復動を前記第２パンチ群の穿孔方向の往復動に変換する第２リンク群とを備え、
   前記駆動機構は、駆動源と、この駆動源の回転駆動力を伝達可能にギヤ結合されて前記フレームとの各ギヤ支持軸回りに回転可能な第１駆動ギヤおよび第２駆動ギヤを有し、
   前記カム機構は、前記第１駆動ギヤに設けられて前記第１スライドアームを往復動させる第１アーム動作部、および前記第１スライドアームの往復動を禁止する第１アーム動作禁止部を有する第１カムと、
   前記第１スライドアームに設けられて前記第１カムに係合する第１カムフォロアと、
   前記第２駆動ギヤに設けられて前記第２スライドアームを往復動させる第２アーム動作部、および前記第２スライドアームの往復動を禁止する第２アーム動作禁止部を有する第２カムと、
   前記第２スライドアームに設けられて前記第２カムに係合する第２カムフォロアとで構成されてなり、
   前記第１カムフォロアが前記第１カムの第１アーム動作部に係合しているときは、前記第２カムフォロアが前記第２カムの第２アーム動作禁止部に係合し、前記第２カムフォロアが前記第２カムの第２アーム動作部に係合しているときは、前記第１カムフォロアが前記第１カムの第１アーム動作禁止部に係合するように設定されていることを特徴とするシート穿孔装置。
2. 前記第１カムおよび前記第２カムは、略Ｄ字状のカム溝を有する溝カムであり、前記第１カムフォロアは、前記第１スライドアームに突設されて前記第１カムのカム溝に係合可能な第１係合ピンであり、前記第２カムフォロアは、前記第２スライドアームに突設されて前記第２カムのカム溝に係合可能な第２係合ピンであり、
   前記第１アーム動作禁止部および前記第２アーム動作禁止部は、前記略Ｄ字状のカム溝の構成部分のうち、中心線の曲率半径が同一に設定された円弧状の曲線溝部で構成され、前記第１アーム動作部および前記第２アーム動作部は、前記略Ｄ字状のカム溝の構成部分のうちの直線溝部で構成されている請求項１に記載のシート穿孔装置。
3. 前記第１駆動ギヤと前記第２駆動ギヤは、歯数が同じで互いに逆回転する駆動ギヤであり、前記第１カムと前記第２カムのカム溝は、同じ輪郭の略Ｄ字状に形成されて前記第１駆動ギヤと前記第２駆動ギヤの回転により対称的に変位するように互いに反対方向に同じ角度だけ回るように設定されている請求項２に記載のシート穿孔装置。
4. 前記第１係合ピンおよび前記第２係合ピンは、初期位置に復帰している状態では、前記第１アーム動作禁止部および前記第２アーム動作禁止部内にて水平方向への移動が規制されている請求項２または３に記載のシート穿孔装置。
5. 前記駆動源は、１つの電動モータで構成されている請求項１ないし４のうちの何れか一つに記載のシート穿孔装置。

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