JP5062876B2 - 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、パンチの一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パンチの一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パンチの他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、その駆動源の回転駆動力を伝達可能にギヤ結合された第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スライドアームに設けられて同第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駆動ギヤまたは同第１駆動ギヤと一体的に回転する回転部材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スライドアームに設けられて同第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駆動ギヤまたは同第２駆動ギヤと一体的に回転する回転部材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。

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駆動ギヤ等の回転に伴う第１カムフォロアの回転により、第１スライドアームのみが往復動して、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駆動ギヤ等の回転に伴う第２カムフォロアの回転により、第２スライドアームのみが往復動して、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。特に、本発明のシート穿孔装置では、第１カムおよび第２カムに対して、第１カムフォロアおよび第２カムフォロアが第１駆動ギヤおよび第２駆動ギヤ等の回転に伴って変位する逆カム機構を採用しているため、カム機構における作動抵抗をより一層低減できる効果が得られる。

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、駆動カム機構は同じとしつつ、要求穿孔数に応じたスライドアームのみを専用に設定することで、海外仕様等の多様な穿孔数に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字状またはＤ字を左右に反転した略逆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駆動ギヤまたは同第１駆動ギヤと一体的に回転する回転部材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駆動ギヤまたは同第２駆動ギヤと一体的に回転する回転部材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字状または略逆Ｄ字状のカム溝の構成部分のうち、中心線の曲率半径が前記各係合ピンの軸心が描く円軌跡の回転半径と同一に設定された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字状または略逆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字状または略逆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スライドアームおよび第２スライドアー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、各溝中心線が前記各係合ピンの回転軌跡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上下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は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字状または略逆Ｄ字状に形成されていて、前記第１駆動ギヤと前記第２駆動ギヤの回転に応じて前記第１カムフォロアと前記第２カムフォロア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とも可能である。

これによれば、第１カムフォロアと第２カムフォロアとが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ていて、前記フレームとの間に介装された付勢部材により初期位置に戻る方向へ付勢されていることも可能である。

これによれば、第１スライドアームおよび第２スライドアームが付勢部材により初期位置に戻る方向へ付勢される。このため、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、各スライドアームが付勢部材により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８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またはその構成部品を示していて、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、ダイフレーム１１の曲げ成形によっ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、間隙形成板材を介在させること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１２は、カバー１２ａとフレーム本体１２ｂとの上下２分割の構造とされていて、カバー１２ａとフレーム本体１２ｂには、ダイフレーム１１のダイス孔１１ａ〜１１ｅと同軸に、ガイド孔１２ａ１〜１２ａ５，１２ｂ１〜１２ｂ５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１２ａ１〜１２ａ５，１２ｂ１〜１２ｂ５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６にてリンク３３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によりフレーム本体１２ｂ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に一体的に取り付けられたセンサフィラー６３とホームポジションセンサ６２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６１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、スライドアーム５１，５２に干渉しない位置に配置されたスタッド軸を介してフレーム本体１２ｂに取り付けられている。駆動ギヤ４３には、ホームポジションセンサ６２と協働して駆動ギヤ４３の回転方向およびホームポジション（初期位置と初期位置から１８０°回転した位置との両位置を表す基準位置）を検出するためのセンサフィラー６３（回転部材）が一体的に取り付けられている。センサフィラー６３の外側面には、スライドアーム５２の内側面に向けて係合ピン６３ａ（第２カムフォロア）が突設されている。

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、スライドアーム５１，５２に干渉しない位置に配置されたブラケット４７を介してフレーム本体１２ｂに取り付けられている。駆動ギヤ４４の内側面には、スライドアーム５１の内側面に向けて係合ピン４４ａ（第１カムフォロア）が突設されている。

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、フレーム本体１２ｂ内にてパンチ２１〜２５を挟んで対向配置された状態で、フレーム本体１２ｂ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５１，５２の各内側部には、カム溝５１ｂ，５２ｂがそれぞれ形成されている。

スライドアーム５１のカム溝５１ｂ（第１カム）は、図９に示すように、係合ピン４４ａ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５１ｂ１と直線溝部５１ｂ２とで構成された略逆Ｄ字状に形成されている。カム溝５１ｂの曲線溝部５１ｂ１（第１アーム動作禁止部）は、その中心線の曲率半径Ｒ１が、係合ピン４４ａの軸心が描く円軌跡の回転半径Ｒ１と同一に設定されている。

カム溝５１ｂの直線溝部５１ｂ２（第１アーム動作部）は、その溝中心線Ｋ１が係合ピン４４ａの回転軌跡中心Ｏ１に対して曲線溝部５１ｂ１とは反対側にオフセットされた位置に配置されている。これにより、係合ピン４４ａが図９にて二点鎖線で示す状態から破線で示す初期位置に復帰した状態では、係合ピン４４ａの軸心が駆動ギヤ４４の上下方向の中心線Ｌ１上に位置するようになって、係合ピン４４ａの回転基準位置の設定が容易となる。

そして、係合ピン４４ａがカム溝５１ｂの曲線溝部５１ｂ１に係合しているときは、係合ピン４４ａが移動してもスライドアーム５１は往復動作しないが、係合ピン４４ａがカム溝５１ｂの直線溝部５１ｂ２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係合ピン４４ａ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。

スライドアーム５２のカム溝５２ｂ（第２カム）は、図１０に示すように、係合ピン６３ａ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５２ｂ１と直線溝部５２ｂ２とで構成されてカム溝５１ｂと同じ輪郭の略Ｄ字状に形成されている。カム溝５２ｂの曲線溝部５２ｂ１（第２アーム動作禁止部）は、その中心線の曲率半径Ｒ２が、係合ピン６３ａの軸心が描く円軌跡の回転半径Ｒ２と同一に設定されている。

カム溝５２ｂの直線溝部５２ｂ２（第２アーム動作部）は、その溝中心線Ｋ２が係合ピン６３ａの回転軌跡中心Ｏ２に対して曲線溝部５２ｂ１とは反対側にオフセットされた位置に配置されている。これにより、係合ピン６３ａが図１０にて二点鎖線で示す状態から破線で示す初期位置に復帰した状態では、係合ピン６３ａの軸心がセンサフィラー６３すなわち駆動ギヤ４３の上下方向の中心線Ｌ２上に位置するようになって、係合ピン６３ａの回転基準位置の設定が容易となる。

そして、係合ピン６３ａがカム溝５２ｂの曲線溝部５２ｂ１に係合しているときは、係合ピン６３ａが移動してもスライドアーム５２は往復動作しないが、係合ピン６３ａがカム溝５２ｂの直線溝部５２ｂ２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係合ピン６３ａ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５１，５２は、フレーム本体１２ｂとの間に介装された引っ張りばね５３，５４（付勢部材）により初期位置に戻る方向すなわち駆動機構４０とは反対側の長手方向に向けて付勢されている。引っ張りばね５３，５４は、スライドアーム５１，５２の駆動機構４０側への移動を規制する役割を果たしている。すなわち、係合ピン４４ａ，６３ａが初期位置に復帰している状態（図９，１０で示した破線状態）では、カム溝５１ｂ，５２ｂにおける曲線溝部５１ｂ１，５２ｂ１の上下溝面によりスライドアーム５１，５２の上下方向への移動は規制されているが、スライドアーム５１，５２の長手方向への移動は許容されている。一方、スライドアーム５１，５２には、パンチ２１〜２５に作用する重力に起因してリンク３１〜３５を介して駆動機構４０側へ移動させようとする力が作用している。このため、スライドアーム５１，５２の駆動機構４０側への移動を規制する必要があるからである。

スライドアーム５１，５２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５１ｃ，５２ｃが形成されていて、切り欠き５１ｃ，５２ｃの片側を形成する段部５１ｄ、５２ｄが支持ピン３５ａと係合するようになっている。これにより、スライドアーム５１，５２が引っ張りばね５３，５４により付勢されても、所定量を超えて戻されることがなく、パンチ２１〜２５の初期位置が常に一定位置に保たれる。

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、係合ピン４４ａ，６３ａとスライドアーム５１，５２とが、図１１（Ａ）および図１２（Ａ）に示した初期位置にある。

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およびセンサフィラー６３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６３ａはカム溝５２ｂの曲線溝部５２ｂ１の中心線に沿って移動するため、スライドアーム５２は往復動しない。

一方、係合ピン４４ａの図示右回りの回転位置に対応して、図１１（Ｂ）に示すように、カム溝５１ｂの直線溝部５１ｂ２が図示右向きに変位し始める。これに伴ってスライドアーム５１が図示右向きに往動し始め、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。係合ピン４４ａ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。

係合ピン４４ａが図示右回りに９０°回転した状態では、図１２（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°を超えた後は係合ピン４４ａ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、係合ピン４４ａが図示右回りに１８０°回転したとき、図１２（Ｃ）に示すように、スライドアーム５１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、係合ピン４４ａが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６２およびセンサフィラー６３により検出された検出信号に基づいて、駆動ギヤ４３の回転方向および回転角度が計算され、係合ピン４４ａ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１１（Ａ）および図１３（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およびセンサフィラー６３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４４ａはカム溝５１ｂの曲線溝部５１ｂ１の中心線に沿って移動するため、スライドアーム５１は往復動しない。

一方、係合ピン６３ａの図示右回りの回転位置に対応して、図１１（Ｃ）に示すように、カム溝５２ｂの直線溝部５２ｂ２は図示右向きに変位し始める。これに伴ってスライドアーム５２が図示右向きに往動し始め、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。係合ピン６３ａ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。

係合ピン６３ａ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°を超えた後は係合ピン６３ａの更なる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、係合ピン６３ａ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５２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、係合ピン６３ａが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、スライドアーム５１のカム溝５１ｂおよび係合ピン４４ａからなる第１のカム機構と、スライドアーム５２のカム溝５２ｂおよび係合ピン６３ａ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。

特に、この第１実施形態では、スライドアーム５１のカム溝５１ｂおよびスライドアーム５２のカム溝５２ｂに対して、係合ピン４４ａ，６３ａが駆動ギヤ４４および駆動ギヤ４３（センサフィラー６３）の回転に伴って変位する逆カム機構を採用しているため、カム機構における作動抵抗をより一層低減できる効果が得られる。また、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、スライドアーム５１のカム溝５１ｂおよびスライドアーム５２のカム溝５２ｂを、それぞれ形成が容易な略逆Ｄ字状および略Ｄ字状とすることで、カム溝５１ｂの曲線溝部５１ｂ１を第１アーム動作禁止部として機能させ、カム溝５１ｂの直線溝部５１ｂ２を第１アーム動作部として機能させ、カム溝５２ｂの曲線溝部５２ｂ１を第２アーム動作禁止部として機能させ、カム溝５２ｂの直線溝部５２ｂ２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の回転に応じて係合ピン６３ａと係合ピン４４ａ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、センサフィラー６３（駆動ギヤ４３）の回転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、スライドアーム５１，５２が引っ張りばね５３，５４により初期位置に戻る方向へ付勢されている。これにより、各スライドアーム５１，５２の往復動作が終了した状態では、各スライドアーム５１，５２が引っ張りばね５３，５４の付勢力により常に一定の初期位置に戻されるようになり、パンチ２１〜２５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２１〜２５の正確な作動が保証される。

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。

なお、上記第１実施形態においては、センサフィラー６３に係合ピン６３ａを設けるように実施したが、これに代えて、駆動ギヤ４３に第２カムフォロアとしての係合ピンを設けるようにしてもよい。また、駆動ギヤ４４と一体回転する回転部材（例えば、センサフィラー）に第１カムフォロアとしての係合ピンを設けるようにしてもよい。

（変形実施形態）
上記第１実施形態においては、カム溝５１ｂ，５２ｂにおける直線溝部５１ｂ２，５２ｂ２の溝中心線Ｋ１，Ｋ２が係合ピン４４ａ，６３ａの回転軌跡中心Ｏ１，Ｏ２に対して曲線溝部５１ｂ１，５２ｂ１とは反対側にオフセットされた位置に配置されるように実施した。これにより、係合ピン４４ａ，６３ａの僅かな回転動作でスライドアーム５１，５２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できた。しかし、これに代えて、例えば図１４にてスライドアーム５１を代表して示すように、カム溝５１ｂにおける直線溝部５１ｂ２を、その溝中心線Ｋ１が係合ピン４４ａの回転軌跡中心Ｏ１を通る位置に配置するように実施することも可能である。

これによれば、係合ピン４４ａの僅かな回転動作でスライドアーム５１が往動し易くなる。しかしながら、引っ張りばね５３によりスライドアーム５１が図示左向きに付勢されているので、係合ピン４４ａが初期位置に復帰した状態（破線状態）では、係合ピン４４ａが直線溝部５１ｂ２の外側溝面に接するようになる。このため、この変形実施形態においても、上記第１実施形態と同様、第１係合ピン４４ａの回転基準位置の設定が容易となる。また、この変形実施形態では、カム溝の大きさを小さくできるので、スライドアーム５１の小型化が可能である。同様にして、スライドアーム５２においても、カム溝５２ｂにおける直線溝部５２ｂ２を、その溝中心線Ｋ２が係合ピン６３ａの回転軌跡中心Ｏ２を通る位置に配置することで、係合ピン６３ａの回転基準位置の設定が容易となることに加えて、スライドアーム５２の小型化が可能である。

（第２変形実施形態）
上記第１実施形態等においては、スライドアーム５１，５２を、フレーム本体１２ｂ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〜図２０に示すように、フレーム本体１２ｂ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には、内方に向けてアーム係合ピン１５１ｅ，１５１ｆ，１５１ｇが突設されている（図１７参照）。スライドアーム１５２には、内方に向けてアーム係合ピン１５２ｅ，１５２ｆが突設されるとともに、スライドアーム１５１の往復動時におけるアーム係合ピン１５１ｆ，１５１ｇとの干渉を回避するための切り欠き１５２ｇ，１５２ｈが形成されている（図１８参照）。

駆動機構１４０を構成する電動モータ１４１の回転駆動力は、駆動ギヤ１４３を経て駆動ギヤ１４４に伝達される。駆動ギヤ１４３と駆動ギヤ１４４は、歯数が同じで互いに逆方向に回転するようにギヤ結合されていて、スライドアーム１５１，１５２に干渉しない位置に配置された図示を省略するスタッド軸を介してフレーム１１２に取り付けられている。駆動ギヤ１４３の内側面には、スライドアーム１５１の内側面に向けて係合ピン１４３ａが突設されている（図１９参照）。係合ピン１４３ａは、スライドアーム１５１のカム溝１５１ｂに係合している。駆動ギヤ１４４の内側面には、スライドアーム１５２の内側面に向けて係合ピン１４４ａが突設されている（図２０参照）。係合ピン１４４ａは、スライドアーム１５２のカム溝１５２ｂに係合している。

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２１（Ａ）に示す待機状態から駆動ギヤ１４３が図示左回りに回転するように電動モータ１４１の作動が制御される。このとき、駆動ギヤ１４４は図示右回りに回転し、係合ピン１４４ａはカム溝１５２ｂの曲線溝部１５２ｂ１の中心線に沿って移動するため、スライドアーム１５２は往復動しない。

一方、係合ピン１４３ａの図示左回りの回転位置に対応して、カム溝１５１ｂの直線溝部１５１ｂ２が図示左向きに変位し始める。これに伴ってスライドアーム１５１が図示左向きに往動し始め、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左回りに回転する。係合ピン１４３ａが図示左回りに９０°未満の所定角度（例えば、４５°）回転したとき、図２１（Ｂ）に示すように、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。

係合ピン１４３ａが図示左回りに９０°回転した状態では、図２１（Ｃ）に示すように、スライドアーム１５１の図示左向きへの往動量が最大となり、９０°を超えた後は係合ピン１４３ａの更なる図示左回りの回転に伴ってスライドアーム１５１が図示右向きに復動し始める。そして、係合ピン１４３ａが図示左回りに１８０°回転したとき、スライドアーム１５１は初期位置に復帰する。なお、スライドアーム１５１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１５１が初期位置に復帰する直前で電動モータ１４１の作動が停止される。３孔のパンチングを連続して行う場合には、係合ピン１４３ａが１８０°回転した後に、１８０°だけ反転させる動作が実行されるように電動モータ１４１の作動が制御される。

シート材に２孔の孔列を形成する場合には、図２２（Ａ）に示す待機状態から駆動ギヤ１４４が図示左回りに回転するように電動モータ１４１の作動が制御される。このとき、駆動ギヤ１４３は図示右回りに回転し、係合ピン１４３ａはカム溝１５１ｂの曲線溝部１５１ｂ１の中心線に沿って移動するため、スライドアーム１５１は往復動しない。

一方、係合ピン１４４ａの図示左回りの回転位置に対応して、カム溝１５２ｂの直線溝部１５２ｂ２は図示左向きに変位し始める。これに伴ってスライドアーム１５２が図示左向きに往動し始め、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左回りに回転する。係合ピン１４４ａが図示左回りに９０°未満の所定角度（例えば、４５°）回転したとき、図２２（Ｂ）に示すように、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。

係合ピン１４４ａが図示左回りに９０°回転した状態では、図２２（Ｃ）に示すように、スライドアーム１５２の図示左向きへの往動量が最大となり、９０°を超えた後は係合ピン１４４ａの更なる図示左回りの回転に伴ってスライドアーム１５２が図示右向きに復動し始める。そして、係合ピン１４４ａが図示左回りに１８０°回転したとき、スライドアーム１５２は初期位置に復帰する。なお、スライドアーム１５２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１５２が初期位置に復帰する直前で電動モータ１４１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、係合ピン１４４ａが１８０°回転した後に、１８０°だけ反転させる動作が実行されるように電動モータ１４１の作動が制御される。

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、各スライドアームに溝カムを形成し、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、例えば各スライドアームに、略Ｄ字または略逆Ｄ字をなす凸状のカムを一体的に設け、駆動ギヤ等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字状または略逆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機構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本体との支持位置（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実施形態を示す正面図。 図１に示したシート穿孔装置からセンサーブラケットを除いた外観図。 図２に示したシート穿孔装置からフレームカバーを除いた平面図。 図３の正面図。 図３に示したシート穿孔装置からフレーム本体およびダイフレームを除いた外観図。 図４に示したシート穿孔装置の部分拡大図。 図５からブラケットを除いたシート穿孔装置の平面図。 図７の正面図。 図１のスライドアーム５１の部分正面図。 図１のスライドアーム５２の部分背面図。 （Ａ）は係合ピン４４ａ，６３ａの初期位置を示す説明図。（Ｂ）はスライドアーム５１の作動当初の説明図。（Ｃ）はスライドアーム５２の作動当初の説明図。 （Ａ）は係合ピン４４ａ，６３ａの初期位置を示す説明図。（Ｂ）は係合ピン４４ａが図示右回りに９０°回転した状態を示す説明図。（Ｃ）は係合ピン４４ａが図示右回りに１８０°回転した状態を示す説明図。 （Ａ）は係合ピン４４ａ，６３ａの初期位置を示す説明図。（Ｂ）は係合ピン６３ａが図示右回りに９０°回転した状態を示す説明図。（Ｃ）は係合ピン６３ａ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変形実施形態に係るスライドアーム５１の正面図。 本発明によるシート穿孔装置の第２実施形態を示す外観図。 図１５の平面図。 図１５のスライドアーム１５１の外観図。 図１５のスライドアーム１５２の外観図。 図１５の駆動ギヤ１４３の外観図。 図１５の駆動ギヤ１４４の外観図。 （Ａ）は係合ピン１４３ａ，１４４ａの初期位置を示す説明図。（Ｂ）は係合ピン１４３ａが図示左回りに９０°未満の所定角度だけ回転した状態を示す説明図。（Ｃ）は係合ピン１４３ａが図示左回りに９０°回転した状態を示す説明図。 （Ａ）は係合ピン１４３ａ，１４４ａの初期位置を示す説明図。（Ｂ）は係合ピン１４４ａが図示左回りに９０°未満の所定角度だけ回転した状態を示す説明図。（Ｃ）は係合ピン１４４ａが図示左回りに９０°回転した状態を示す説明図。

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）
４４ａ 係合ピン（第１カムフォロア）
５１ スライドアーム（第１スライドアーム）
５１ｂ カム溝
５１ｂ１ 曲線溝部（第１アーム動作禁止部）
５１ｂ２ 直線溝部（第１アーム動作部）
５２ スライドアーム（第２スライドアーム）
５２ｂ カム溝
５２ｂ１ 曲線溝部（第２アーム動作禁止部）
５２ｂ２ 直線溝部（第２アーム動作部）
５３，５４ 引っ張りばね（付勢部材）
６３ センサフィラー（回転部材）
６３ａ 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た第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スライドアームに設けられて同第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駆動ギヤまたは同第１駆動ギヤと一体的に回転する回転部材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スライドアームに設けられて同第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駆動ギヤまたは同第２駆動ギヤと一体的に回転する回転部材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字状またはＤ字を左右に反転した略逆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駆動ギヤまたは同第１駆動ギヤと一体的に回転する回転部材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駆動ギヤまたは同第２駆動ギヤと一体的に回転する回転部材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字状または略逆Ｄ字状のカム溝の構成部分のうち、中心線の曲率半径が前記各係合ピンの軸心が描く円軌跡の回転半径と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字状または略逆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字状または略逆Ｄ字状に形成されていて、前記第１駆動ギヤと前記第２駆動ギヤの回転に応じて前記第１カムフォロアと前記第２カムフォロア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請求項２に記載のシート穿孔装置。
4. 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ていて、前記フレームとの間に介装された付勢部材により初期位置に戻る方向へ付勢されている請求項１ないし３のうちの何れか一つ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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