JP5654831B2 - Punching device and image forming apparatus having the same - Google Patents
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Description
本発明は、例えば複写機、印刷機、プリンタなどの画像形成装置から搬出されるシートにパンチ穴を穿孔するシート穿孔装置に関する。 The present invention relates to a sheet punching device that punches punch holes in a sheet conveyed from an image forming apparatus such as a copying machine, a printing machine, or a printer.
一般に、順次搬出されるシート(紙葉類)にファイリング用のパンチ穴を穿孔する穿孔装置は、画像形成装置などの後処理装置として知られている。例えば特許文献1には上部フレームと下部フレームとの間にシートをセットし、上部フレームに複数のパンチ部材を上下動可能に支持し、下部フレームに各パンチ部材と適合するダイ(刃受孔)を形成し、パンチ部材を駆動モータで上下動する装置が開示されている。
Generally, a punching device that punches filing punch holes in sheets (paper sheets) that are sequentially carried out is known as a post-processing device such as an image forming device. For example,
同文献には、複数のパンチ部材を回転させながら穿孔方向に上下動する伝動機構が、駆動モータに連結され所定ストロークで往復動するラック歯車或いはタイミングベルトでパンチ部材に回転運動を伝達し、パンチ部材とベースフレームとの間に設けたカム手段で上下動する機構として開示されている。 In this document, a transmission mechanism that moves up and down in the drilling direction while rotating a plurality of punch members transmits rotational motion to the punch members by a rack gear or timing belt that is connected to a drive motor and reciprocates at a predetermined stroke. It is disclosed as a mechanism that moves up and down by cam means provided between a member and a base frame.
また、特許文献2には、上部フレームに所定ストロークで往復動するスライドカムを設け、このスライドカムに形成されたV溝カムにパンチ部材のカムピンを係合させ、駆動モータでスライドカムを往復動することによって各パンチ部材に穿孔動作をさせる穿孔機構が開示されている。
In
上述のように複数のパンチ部材を穿孔方向に上下動する際に、駆動モータに連結した伝動部材を所定ストロークで往復動する機構が、例えば特許文献1のラック歯車機構、特許文献2のスライドカム機構として既に知られている。このように直線上に配列した複数のパンチ部材と直交する方向に所定ストロークで往復動する伝動部材を設け、この伝動部材を駆動モータで左右往復動する際に次の問題が生ずる。
As described above, when a plurality of punch members are moved up and down in the drilling direction, a mechanism that reciprocates a transmission member connected to a drive motor with a predetermined stroke is, for example, a rack gear mechanism of
所定ストロークで往復動する伝動部材(ラック、スライドカム、タイミングベルトなど)には、駆動モータの回転を往復運動に伝達する駆動連結部が必要であり、この駆動伝達部は通常伝動部材の一端部に配置している。例えば前掲特許文献1及び2の機構では、歯車伝動部材の一端部にラックを設けて駆動モータのピニオンと連結している。
A transmission member that reciprocates at a predetermined stroke (rack, slide cam, timing belt, etc.) requires a drive connecting portion that transmits the rotation of the drive motor to the reciprocating motion, and this drive transmission portion is usually one end of the transmission member. Is arranged. For example, in the mechanisms disclosed in
そこで、一端部に駆動連結部を有する伝動部材に複数のパンチ部材を連結して上下動する場合に、負荷が及ぶパンチ係合部に対して伝動部材を引き方向(図10(b)に示す矢印A方向)に移動するときの駆動負荷と、伝動部材を押し方向に移動するときの駆動負荷が異なる。 Therefore, when a plurality of punch members are connected to a transmission member having a drive connection portion at one end and moved up and down, the transmission member is pulled in the pulling direction (shown in FIG. The driving load when moving in the direction of arrow A) is different from the driving load when moving the transmission member in the pushing direction.
図10(b)は、複数のパンチ部材に、これと直交する方向に往復動するラックで回転運動を伝達し、各パンチ部材の回転運動をカム手段で上下動方向に変換する機構を示す。この装置構成の場合にラックを図示矢印A方向に移動するときの負荷と、矢印B方向に移動するときの負荷では、約1.3倍(A方向0.8Amp、B方向1.2Amp)となる。このため往復動する伝動部材が引き方向(駆動連結部に接近する方向)のときには穿孔のための剪断力が大きく、逆に押し方向(駆動連結部から遠ざかる方向)のときには剪断力が小さくなる。 FIG. 10B shows a mechanism for transmitting a rotational motion to a plurality of punch members by a rack that reciprocates in a direction perpendicular to the punch members, and converting the rotational motion of each punch member into a vertical motion direction by cam means. In the case of this device configuration, the load when moving the rack in the direction of the arrow A and the load when moving in the direction of the arrow B are about 1.3 times (0.8 Amp in the A direction and 1.2 Amp in the B direction). Become. For this reason, the shearing force for drilling is large when the reciprocating transmission member is in the pulling direction (direction approaching the drive coupling portion), and conversely, the shearing force is small when in the pushing direction (direction away from the driving coupling portion).
このような往復動伝動部材の剪断負荷の大小は、伝動部材が撓みやすい形状、材質のときには差が大きくなり、この剪断負荷の大小は振動騒音にも影響を及ぼし、例えば厚紙シートを押し方向移動のとき穿孔すると騒音と振動が大きく、穿孔した穴品位も劣ることとなる。 The magnitude of the shear load of such a reciprocating transmission member becomes large when the transmission member is easily bent or made of a material. The magnitude of this shear load also affects vibration noise. For example, the cardboard sheet moves in the pushing direction. When drilling, the noise and vibration will be large, and the quality of drilled holes will be poor.
そこで本発明者は、穿孔するシートが厚紙のときには往復動する伝動部材を引き方向に移動する過程で剪断し、薄紙のときには伝動部材の引き方向と、押し方向の双方で剪断することが、負荷トルクの軽減と騒音、振動の問題を解消し得るとの着想に至った。これと共に、複数のシートに連続穿孔する場合に製本仕上げの関係で最初のシートが厚紙、プラスチックシート(表紙シートなど)で構成されることに着目し、連続穿孔の最初の穿孔時に伝動部材を引き方向に移動するようにポジション制御することを案出するに至った。 Therefore, the inventor shears in the process of moving the reciprocating transmission member in the pulling direction when the sheet to be perforated is thick paper, and shears in both the pulling direction and the pushing direction of the transmission member when the paper is thin. The idea was to reduce torque and eliminate noise and vibration problems. At the same time, paying attention to the fact that the first sheet is composed of cardboard and plastic sheets (cover sheet, etc.) for bookbinding finishing when continuously punching multiple sheets, pulling the transmission member at the time of the first continuous punching It came to devise position control to move in the direction.
本発明は、複数のシートに連続して穿孔する際にシートの紙厚さの変動によって穿孔負荷が変動し、穿孔不良を招くことも大きな振動騒音を引き起こすことのないシート穿孔装置の提供をその課題としている。 The present invention provides a sheet punching device in which the punching load fluctuates due to the variation of the sheet thickness when continuously punching a plurality of sheets, and does not cause poor punching nor cause significant vibration noise. It is an issue.
上記課題を達成するため本発明は、第1、第2のグループに区分けされた複数のパンチ部材をベースフレームに上下動自在に配置し、この複数のパンチ部材に第1ポジションと第2ポジションの間で往復動する歯車伝動部材で回転運動を伝達し、複数シートに穿孔動作を連続して実行する際に、最初の穿孔時又は厚紙シートの穿孔時には、歯車伝動部材を駆動モータの連結部に接近する方向に移動するように制御することを特徴としている。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a plurality of punch members divided into a first group and a second group are arranged on a base frame so as to be movable up and down, and the plurality of punch members have a first position and a second position. The gear transmission member is transmitted to the connecting part of the drive motor at the time of the initial punching or cardboard sheet punching when the rotational movement is transmitted by the gear transmission member that reciprocates between them and the punching operation is continuously performed on a plurality of sheets. It is characterized by controlling to move in the approaching direction.
更にその構成を詳述すると、ベースフレーム(30)と、ベースフレームに所定間隔で上下動自在に配置された複数のパンチ部材(40)と、複数のパンチ部材を上下動する駆動手段と、駆動手段を制御する制御手段と、を備え、複数のパンチ部材は、直線上に所定間隔で配列されると共に、少なくとも第1、第2のグループに区分けされ、駆動手段は、正逆転可能な駆動モータ(M)と、第1ポジションと第2ポジションの間で複数のパンチ部材の配列方向に直線的に往復動する歯車伝動部材(50)で構成する。 Further, the configuration will be described in detail. A base frame (30), a plurality of punch members (40) arranged on the base frame so as to be movable up and down at predetermined intervals, a driving means for moving the plurality of punch members up and down, and a drive And a plurality of punch members arranged at predetermined intervals on a straight line and divided into at least first and second groups, and the drive means is a drive motor capable of forward and reverse rotation. (M) and a gear transmission member (50) that linearly reciprocates in the arrangement direction of the plurality of punch members between the first position and the second position.
そして、上記歯車伝動部材は、その一端部に駆動モータに連結する駆動連結部(X)を備えると共に、複数のパンチ部材に配置された受動歯車(46)と噛合し、制御手段は、複数シートに穿孔動作を連続して実行する際に、最初の穿孔時又は厚紙シートの穿孔時には、歯車伝動部材を駆動連結部に接近する方向に移動するように構成する。 The gear transmission member includes a drive connection portion (X) connected to a drive motor at one end thereof, and meshes with a passive gear (46) disposed on the plurality of punch members. When the punching operation is continuously performed, the gear transmission member is configured to move in the direction approaching the drive connecting portion at the time of the initial punching or cardboard sheet punching.
本発明は、複数のパンチ部材に所定ストロークで往復動する歯車伝動部材で回転運動を伝達し、複数シートに穿孔動作を連続して実行する際に、最初の穿孔時又は厚紙シートの穿孔時には、歯車伝動部材を駆動モータの連結部に接近する方向に移動するものであるから以下の効果を奏する。 The present invention transmits rotational motion with a gear transmission member that reciprocates at a predetermined stroke to a plurality of punch members, and when continuously performing a punching operation on a plurality of sheets, at the time of first punching or at the time of punching a cardboard sheet, Since the gear transmission member is moved in the direction approaching the connecting portion of the drive motor, the following effects can be obtained.
複数シートに連続して穿孔する際に、最初の穿孔時若しくは厚紙シートの穿孔時には、歯車伝動部材の引き方向の移動でパチン部材に回転運動を伝達するから、厚紙或いはプラスチックシートなど特殊なシートである可能性が高い最初の穿孔時に歯車伝動部材の引き方向(駆動連結部に接近する方向)に移動するものであるから、厚紙による穿孔不良、穿孔時の振動騒音を招くことが少ない。 When perforating multiple sheets continuously, during the first perforation or when perforating a thick paper sheet, the gear transmission member moves in the pulling direction to transmit the rotational motion to the pinching member. Since there is a high possibility that the gear transmission member moves in the pulling direction (direction approaching the drive connecting portion) at the time of the first drilling, drilling failure due to thick paper and vibration noise during drilling are less likely to occur.
更に、本発明は穿孔シートの紙厚さを識別(例えば上流側画像形成装置の印刷条件)し、厚紙シートの時には歯車伝動部材の引き方向移動で穿孔することによって、厚紙から薄紙まで広汎なシートの穿孔が可能である。 Furthermore, the present invention identifies the sheet thickness of the perforated sheet (for example, printing conditions of the upstream image forming apparatus), and in the case of a thick paper sheet, punching is performed by moving the gear transmission member in the pulling direction, thereby widening the sheet from thick paper to thin paper. Perforation is possible.
以下図示の好適な実施の形態に基づいて本発明を詳述する。図1は本発明に係わる穿孔装置Aの全体構成を示す説明図であり、図2(a)はその要部の断面図であり、同図(b)は変形例を示す。図3(a)(b)は傾斜カムの形状説明図である。図4は図1の装置に於ける穿孔状態を示す動作状態説明図である。 The present invention will be described in detail below based on the preferred embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is an explanatory view showing the overall configuration of a perforating apparatus A according to the present invention, FIG. 2 (a) is a cross-sectional view of the main part thereof, and FIG. 3A and 3B are explanatory views of the shape of the inclined cam. FIG. 4 is an operation state explanatory view showing a perforated state in the apparatus of FIG.
図1に示す穿孔装置Aは4つのパンチ部材で被穿孔シートに2穴(第1グループ)又は4穴(第2グループ)の穿孔を施す装置を示し、このパンチ部材を所定ストロークで往復動する歯車伝動部材のラック歯車で穿孔動作させる構成を示す。また図示のものは各パンチ部材が上死点(待機位置;以下同様)から下死点(穿孔位置;以下同様)に回転しながら穿孔方向に上下動する装置を示している。以下その構成について説明する。 A punching device A shown in FIG. 1 is a device that punches 2 holes (first group) or 4 holes (second group) in a punched sheet with four punch members, and reciprocates the punch members with a predetermined stroke. A configuration in which a drilling operation is performed with a rack gear of a gear transmission member is shown. The illustrated one shows a device in which each punch member moves up and down in the drilling direction while rotating from a top dead center (standby position; the same applies hereinafter) to a bottom dead center (a punching position; the same applies below). The configuration will be described below.
図1に示すようにこの装置は上部フレーム(ベースフレーム)30と、下部フレーム(ダイプレート)35とで構成されている。この上部フレーム30と下部フレーム35は被穿孔シートS(以下単に「シート」という)をセットする間隔Sdを隔てて対向配置されている。その長さ寸法はシートの幅方向長さより大きく形成されている。そして上部フレーム30には所定の規格(ファイル穴規格)に応じた間隔で第1パンチ部材40a、第2パンチ部材40b、第3パンチ部材40c、第4パンチ部材40dが直線上に所定間隔で配置されている。また下部フレーム35には各パンチ部材に対向する位置に刃受孔(ダイ)38が設けられている。
As shown in FIG. 1, this apparatus includes an upper frame (base frame) 30 and a lower frame (die plate) 35. The
上記各パンチ部材40a〜40dは通常の円柱形状に構成され、その先端に穿孔刃41が設けられている。この第1乃至第4パンチ部材40a〜40dは同一構造で構成されているのでその1つについて説明する。図2(a)に示すように上記上部フレーム30は断面コ字状のチャンネル部材で構成され、上下に対向する上ガイド31と下ガイド32にパンチ部材40を軸受け支持するガイド孔31a、32aが設けられている。
Each of the
パンチ部材40はこのカイド孔31aに上軸部42aが、ガイド孔32aに下軸部42bが嵌合支持されている。従ってパンチ部材40は上部フレーム30に図2(a)上下方向(穿孔方向)に摺動自在に支持されている。また、上記下部フレーム35には穿孔刃41に適合する刃受孔38が設けられている。この下部フレーム35は上部フレーム30に間隙Sdを形成して固定ネジ39で一体に取り付けてあり、この上部フレーム30と下部フレーム35は一体にユニット化されている。
In the
パンチ部材40の構成に図3に従って説明する。各パンチ部材40a〜40dにはカム手段(図示のものは円筒カム44)が一体に設けてあり、この円筒カム44の外周には傾斜カム面45θを有するカム溝45が形成してある。この円筒カム44で構成したカム手段は後述するようにパンチ部材40に作用する回転運動を穿孔方向運動に変換する。
The configuration of the
上部フレーム(ベースフレーム)30にはこのカム溝45と係合するカムフォロア部材33(以下「カムピン」という)が固定してある。図2(a)に示すようにカムピン33は、台座部33aとガイド軸部33bとカム係合部33cとを備えている。そして台座部33aは上部フレーム30にビスなどで固定それている。従ってパンチ部材40は上部フレーム30に上下摺動自在に支持され、カム溝45がカムピン33cに係合して、パンチ部材の回転運動を穿孔方向(図示上下方向)に運動変換している。
A cam follower member 33 (hereinafter referred to as “cam pin”) that engages with the
また、パンチ部材40には受動歯車46が一体に取り付けられている(図2、図3参照)。この受動歯車46は後述する歯車伝動部材(ラック)50に歯合され、駆動モータMに連結されている。このように構成されたパンチ部材40は、穿孔刃41及び上下軸部42a、42bを例えばSUS系鋼材のような研磨性の良い素材で構成する。また、円筒カム44と受動歯車46とはPOM(ジュラコン樹脂)などの合成樹脂で成形する。そしてパンチ部材40の穿孔刃41と円筒カム44と受動歯車46とを一体化する。この一体化はこれらの三者を一体的に回転させる為であり、成型時にインサート成形によって一体化するか或いは固定ビス、接着剤などで固定する。
A
また上記パンチ部材40の先端に設けられた穿孔刃41の形状は先端面が断面U字状、V字状など波状にカットされ、シートSと接する先端は凹凸形状に形成されている。これはシートSを貫通する穿孔刃41を先鋭状に形成するのと同時にパンチ部材40を回転させながら穿孔する際の剪断力を大きくするためである。更に穿孔刃41の形状は先端が先鋭状に尖った斜裁形状に構成することによって更に穿孔時の剪断作用を大きくすることが出来る。
The
[カム手段の構成]
パンチ部材40のカム溝45について説明する。前述のように各パンチ部材40a〜40dに設けられた円筒カム44には図3(a)(b)に示すようなカム溝45が設けられている。図示のものはシートSにパンチ穴を2穴と4穴いずれかを選択して穿孔する構造にしてある。この関係で第1パンチ部材40aと第4パンチ部材40dの各円筒カム44の外周に同一形状のカム溝45a、45dが、第2パンチ部材40bと第3パンチ部材40cの円筒カム44の外周には同一形状のカム溝45b、45cが形成してある。
[Composition of cam means]
The
上記各カム溝45a〜45dには穿孔方向に(図3(a)上下方向)に対し所定角度(θ)傾斜した傾斜カム面45θが設けられ、第1,第4カム溝45a、45dには1個所、第2,第3カム溝45b、45cには2個所に傾斜カム面45θが形成されている(図3(b)参照)。そして第1,第4カム溝45a、45dの傾斜カム面45θと第2,第3カム溝45b、45cの1つの傾斜カム面45θはそれぞれ円筒カム44の同一角度位置(第1角度位置)に配置され、この第1角度位置でシートSに4穴開けする。
Each of the
また第2,第3カム溝45b、45cの他の傾斜カム面45θは円筒カム44の上記第1角度位置と異なる角度位置(第2角度位置)で同一角度位置に形成され、この第2角度位置ではシートに2穴開けする。この第2角度位置では第1,第4カム溝45a、45dは円筒カム44の外周方向に水平な直線溝で形成されている。従って前述のように上部フレーム30に固定されたカムピン33と係合している第1乃至第4カム溝45a〜45dは上記第1角度位置では第1乃至第4パンチ部材40a〜40dがシートSに4穴穿孔し、上記第2角度位置では第2、第3パンチ部材40b、40cがシートSに2穴穿孔することとなる。
Further, the other inclined cam surfaces 45θ of the second and
更に各円筒カム44は所定角度ずつ位相差を形成するように上部フレーム30に取り付けられている(図3(b)参照)。これは複数のパンチ部材で同時穿孔する際に、各パンチ部材40a〜40dの孔開けタイミングを異ならせて穿孔負荷を軽減する為である。図3(b)に示すように4穴開けのとき、第1パンチ部材40a、第2パンチ部材40b、第3パンチ部材40c、第4パンチ部材40dの順に時間差(カム溝の変位差Δ)を持つように孔開けタイミングをズレさせている。同様に2穴開けのときも第2パンチ部材40b、第3パンチ部材40cの順に変位差Δを持たせている。このような位相差Δは装置組み立て時に各パンチ部材40a〜40dの受動歯車46を前述の歯車伝動部材50のラック歯車51と歯合する際にカム溝45a〜45dの位置を所定角度ずつズラせることによって孔開けタイミングを異ならせるようにする。
Further, each
以上パンチ穴を2穴(第1グループ),4穴(第2グループ)にする場合について説明したが、前述のパンチ部材40の配置間隔及び配置数を変更することにより2穴、3穴打ちすることが可能であることは勿論である。
Although the case where the punch holes are made into 2 holes (first group) and 4 holes (second group) has been described above, 2 holes and 3 holes are punched by changing the arrangement interval and the number of arrangement of the
[歯車伝動部材の構成]
上述のように略直線上に配列された複数のパンチ部材に対して、その配列方向(穿孔方向と直交する方向)に所定ストロークで往復動する歯車伝動部材(伝動部材;以下同様)50が設けられ、これによって各パンチ部材40a〜40dに回転運動が伝達される。
[Configuration of gear transmission member]
As described above, a gear transmission member (transmission member; hereinafter the same) 50 that reciprocates with a predetermined stroke in the arrangement direction (direction perpendicular to the drilling direction ) is provided for a plurality of punch members arranged on a substantially straight line. As a result, the rotational motion is transmitted to the
歯車伝動部材50は、図1に全体構成を、図4に詳細構成を示すように複数のパンチ部材の配列方向(穿孔方向と直交する方向)に所定ストロークで往復動するように構成する。図1に示すように上部フレーム30に歯車伝動部材50が図面左右方向に移動可能に組み込まれている。この歯車伝動部材50にはラック歯車51が形成され、このラック歯車51は各パンチ部材40a〜40dの各受動歯車46と噛合するようになっている。
The
そして歯車伝動部材50はその上下方向をカムピン33のガイド軸部33bと下ガイド32との間に規制され、またその前後方向を上部フレーム30の背面と各受動歯車46との間に規制され(図2(a)参照)ている。これによって各パンチ部材40a〜40dの受動歯車46と歯車伝動部材50のラック歯車51とが噛合され、歯車伝動部材50の移動量に応じて各パンチ部材40a〜40dはそれぞれ所定角度ずつ回転される。
The
上記歯車伝動部材50には駆動モータMが図1に示すように連結されている。上部フレーム30にブラケット53で駆動モータMが取り付けてあり、その回転軸は減速歯車を介して駆動歯車G1に連結されている。そしてこの駆動歯車G1が歯車伝動部材50のラック歯車51に歯合してある。従って駆動モータMの正逆転で歯車伝動部材50は図1左右方向に移動することとなる。尚図示54はモータの回転軸に設けたエンコーダであり、Seはこれを検出するエンコードセンサである。
A drive motor M is connected to the
[歯車伝動部材の位置検出]
上記歯車伝動部材50にはその位置を検出するポジションセンサが配置されている。その構成を図6(a)(b)(c)に示す。同図(a)は駆動モータMと歯車伝動部材50の駆動連結部Xの構成を示す。同図(b)(c)はポジションセンサの配置構造を示す。
[Detection of gear transmission member position]
The
歯車伝動部材50には、そのラック51に駆動モータMのピニオンG1が噛合してあり、この歯車噛合部を駆動連結部Xとして示す。そしてこの駆動モータMの正逆転で歯車伝動部材50は、第1ポジション(左限位置;後述の第1ホームポジションHP1)と第2ポジション(右限位置;後述のリターンポジションHP3)の間で所定ストロークで往復動する。図6(a)に示す矢印a方向に駆動モータMを回転するときには歯車伝動部材は引き方向(駆動連結部に接近する方向)に移動し、矢印b方向に回転するときには押し方向(駆動連結部Xから遠ざかる方向)に移動することとなる。
A pinion G1 of a drive motor M is meshed with the
この歯車伝動部材50にはホームポジションを検出する第1センサフラグ56と、パンチ部材が穿孔動作中であるか否かを検出する第2センサフラグ55(55a、55b、55c)が設けてある。第1センサフラグ56の位置を検出する第1ポジションセンサSp1と第2ポジションセンサSp2が上部フレーム31に設けられている。
The
このポジションセンサSp1が「ON」、Sp2が「OFF」のとき第1グループ(2穴穿孔)のパンチ部材40b、40cが穿孔開始する基点(第1ホームポジションHP1)に配置されている。また、ポジションセンサSp1が「OFF」、Sp2が「ON」のとき第2グループ(4穴穿孔)のパンチ部材40a、40b、40c、40dが穿孔開始する基点(第2ホームポジションHP2)に配置されている。
When the position sensor Sp1 is “ON” and the Sp2 is “OFF”, the
また、センサSp1が「OFF」、Sp2が「OFF」のとき第2グループ(4穴穿孔)のリターンポジションHP3に配置されている。そして後述する制御手段は、第1ホームポジションHP1と第2ホームポジションHP2間で往復動するときには第1グループの穿孔を実行し、第2ホームポジションHP2とリターンポジションHP3間で往復動するときには第2グループの穿孔を実行するように位置設定されている。 Further, when the sensor Sp1 is “OFF” and the Sp2 is “OFF”, they are arranged at the return position HP3 of the second group (4-hole drilling). The control means to be described later executes the first group of punching when reciprocating between the first home position HP1 and the second home position HP2, and the second controlling means when reciprocating between the second home position HP2 and the return position HP3. Positioned to perform group drilling.
また、第2センサフラグ55(55a、55b、55c)を検出する第3ポジションセンサSp3が上部フレーム31に設けられ、歯車伝動部材50がパンチ動作の実行中であるか否かを検出するようになっている。図示の形態ではセンサSp3が「OFF」のとき穿孔動作中を、「OFF」のときには穿孔待機位置にフラグ設定されている。
Further, a third position sensor Sp3 for detecting the second sensor flag 55 (55a, 55b, 55c) is provided in the
更に駆動モータMにはエンコーダ54とエンコードセンサSeが配置されている。このエンコードセンサSeは、モータ回転軸の回転角度を検出し、モータの回転方向と回転数を制御する。
Further, the drive motor M is provided with an
次に図7に従って上記センサの動作状態を説明する。図7(a)は歯車伝動部材50が第1ホームポジションHP1に位置し、ポジションセンサSp1「ON」、Sp2「OFF」、Sp3「ON」の状態である。この第1ホームポジションHP1は歯車伝動部材50が左限位置(図示実施形態の場合)であり、図3(b)に示すように第1グループ(2穴穿孔)の穿孔動作開始位置に設定されている。また、同図(c)は第2ホームポジションHP2に位置し、このときポジションセンサSp1「OFF」、Sp2「ON」、Sp3「ON」の状態である。この第2ホームポジションHP2は歯車伝動部材50が図3(b)に示すように第2グループ(4穴穿孔)の穿孔動作開始位置に設定されている。また、同図(e)は、リターンポジションHP3に位置し、このときポジションセンサSp1「OFF」、Sp2「OFF」、Sp3「ON」の状態である。このリターンポジションHP3は歯車伝動部材50が右限位置であり、図3(b)に示すように第2グループ(4穴穿孔)の穿孔動作終了位置に設定されている。
Next, the operation state of the sensor will be described with reference to FIG. FIG. 7A shows a state in which the
従って歯車伝動部材50を第1ホームポジションHP1と第2ホームポジションHP2の間で往復動するときには第1グループのパンチ部材が穿孔動作を繰り返す。また歯車伝動部材50を第2ホームポジションHP2とリターンポジションHP3の間で往復動するときには第2グループのパンチ部材が穿孔動作を繰り返すこととなる。
Therefore, when the
以下図7に従って穿孔動作状態を説明する。装置起動時にイニシャライズ動作として歯車伝動部材50を各ポジションセンサがSp1「ON」、Sp2「OFF」、Sp3「ON」となるまで駆動モータを回転し、この状態を検出したときモータを停止する。この位置で歯車伝動部材50は第1ホームポジションHP1に設定される。
Hereinafter, the drilling operation state will be described with reference to FIG. When the apparatus is activated, the
次に制御手段は穿孔指示信号を受信すると駆動モータを予め設定された回転方向に回転する。この回転で歯車伝動部材50は図示矢印a方向に移動し、同図(b)の状態となる。この状態ではポジションセンサSp1「ON」、Sp2「ON」、Sp3「OFF」となり、2穴孔開け動作の動作中を検出する。そして更に歯車伝動部材50が矢印a方向に移動し、同図(c)の状態となる。このときポジションセンサSp1「OFF」、Sp2「ON」、Sp3「ON」となり、歯車伝動部材50は第2ホームポジションHP2の状態となる。この状態でシートには2穴穿孔が終了する。
Next, when the control means receives the drilling instruction signal, the control means rotates the drive motor in a preset rotation direction. With this rotation, the
複数のシートに連続して穿孔するときには、制御手段は駆動モータMを逆回転させて第2ホームポジションHP2から第1ホームポジションHP1に向けて歯車伝動部材50を図示矢印b方向に回転する。そして同図(a)の各ポジションセンサがSp1「ON」、Sp2「OFF」、Sp3「ON」になったとき駆動モータMを停止する。この状態で2枚目のシートに第1グループの穿孔が施される。
When continuously punching a plurality of sheets, the control means rotates the drive motor M in the reverse direction to rotate the
上述の図7(a)(b)(c)の状態を、穿孔開始の最初のシートは矢印a方向に、2枚目のシートは矢印b方向に往復移動する過程でシートに穿孔する。従って奇数番目(1、3、5、・・・)のシートは矢印a方向(引き方向)に、偶数番目のシート(2、4、6、・・)は矢印b方向(押し方向)に移動する過程でシートに穿孔する。 7A, 7B, and 7C, the first sheet to be punched starts punching in the sheet in the process of reciprocating in the direction of arrow a and the second sheet in the direction of arrow b. Therefore, odd-numbered sheets (1, 3, 5,...) Move in the direction of arrow a (pull direction), and even-numbered sheets (2, 4, 6,...) Move in the direction of arrow b (push direction). In the process, the sheet is perforated.
次に、第2グループ穿孔(4穴穿孔)の場合には、制御手段は同図(c)の状態に歯車伝動部材50を第2ホームポジションHP2に位置設定する。この状態は各ポジションセンサがSp1「OFF」、Sp2「ON」、Sp3「ON」で位置検出される。そこで制御手段は穿孔指示信号を受けて駆動モータMを所定方向に回転する。すると歯車伝動部材50は図7(c)の状態から矢印a方向に移動し、同図(d)の状態にポジションセンサSp1「OFF」、Sp2「ON」、Sp3「OFF」となり、4穴孔開け動作の動作中を検出する。
Next, in the case of the second group drilling (four-hole drilling), the control means sets the
更に歯車伝動部材50が矢印a方向に移動すると同図(e)の状態となる。このときポジションセンサSp1「OFF」、Sp2「ON」、Sp3「ON」となり、歯車伝動部材50はリターンポジションHP3の状態となる。この状態でシートには4穴穿孔が終了する。
Further, when the
そこで先と同様に複数のシートに連続して穿孔するときには、制御手段は同図(e)の状態から駆動モータMを逆回転させてリターンポジションHP3から第1ホームポジションHP1に向けて歯車伝動部材50を図示矢印b方向に回転する。そして同図(c)の各ポジションセンサがSp1「OFF」、Sp2「OFF」、Sp3「ON」になったとき駆動モータMを停止する。この状態で2枚目のシートに第2グループの穿孔が施される。 Therefore, when continuously punching a plurality of sheets in the same manner as described above, the control means reversely rotates the drive motor M from the state shown in FIG. 5E to move the gear transmission member from the return position HP3 toward the first home position HP1. 50 is rotated in the direction of arrow b in the figure. The drive motor M is stopped when each position sensor in FIG. 5C is set to Sp1 “OFF”, Sp2 “OFF”, and Sp3 “ON”. In this state, the second sheet is punched in the second sheet.
そして同図(c)(d)(e)、次いで同図(e)(d)(c)の順に歯車伝動部材50を矢印a方向とb方向に往復移動することによって奇数番目(1、3、5、・・・)のシートは矢印a方向(引き方向)に、偶数番目のシート(2、4、6、・・)は矢印b方向(押し方向)に移動する過程でシートに穿孔する。
Then, the
このように本発明は、第1グループのパンチ部材40に穿孔動作させるとき、第1ホームポジションHP1から歯車伝動部材50を矢印a方向の引き方向に移動するようにホームポジション設定がなされている。これと共に第2グループのパンチ部材40に穿孔動作させるときも第2ホームポジションHP2から歯車伝動部材50を矢印a方向の引き方向に移動するようにホームポジション設定されている。
As described above, according to the present invention, when the punching
上述のホームポジション設定によって、パンチ部材40は最初のシートに穿孔動作するときは、第1第2グループいずれも歯車伝動部材50は引き方向(駆動連結部Xに接近する方向)に移動することとなり、複数のシートに連続穿孔するとき、最初のシートは歯車伝動部材50の引き方向移動で穿孔する。このためパンチ部材40には押し方向(駆動連結部Xから遠ざかる方向)移動に比べて大きい(図示実施形態では約1.3倍)剪断力が付与される。
When the
図10(b)は上述の実施形態において同一シートに同一数(4穴)の穿孔を施すときの穿孔負荷を計測した結果を示し、同図中のtaは歯車伝動部材50を引き方向に移動したときの駆動負荷特性を、tbは押し方向に移動したときの駆動負荷特性を示す。この実験データから歯車伝動部材50を引き方向に移動する過程で穿孔動作するときの最大剪断力(ta)は、押し方向で移動するときの最大剪断力(tb)の約1.3倍となる。
FIG. 10B shows the result of measuring the punching load when the same number (four holes) of the same sheet is punched in the above-described embodiment, and ta in FIG. 10 moves the
以上、本発明の一実施形態として、(1)所定ストロークで往復動する歯車伝動部材50でパンチ部材40に穿孔運動を伝達する際に、歯車伝動部材50が最初に移動する方向を引き方向(駆動連結部Xに接近する方向)にホームポジションHP1(HP2)を設定する。これによって複数のシートに連続して穿孔するとき最初のシートの穿孔は歯車伝動部材50が引き方向移動で大きな剪断力伝達する状態で実行される。これは連続して穿孔するシートの最初に表紙シートとして厚紙、プラスチックシートなどが供給された場合に穿孔不良を引き起こすことがない。
As described above, as one embodiment of the present invention, (1) when the
次に本発明の実施形態として、複数のシートに連続して穿孔処理する場合に(2)最初のシートの穿孔と、最後のシートの穿孔を、「歯車伝動部材50の引き方向移動」で実行するように構成する。これは前述の場合と同様に歯車伝動部材50のホームポジション設定で最初のシートの穿孔動作を引き方向に設定する。
Next, as an embodiment of the present invention, when continuously punching a plurality of sheets, (2) punching of the first sheet and punching of the last sheet are executed by “movement of the
これと共にシートのジョブ終了信号(例えば上流側に位置する装置のジョブ終了)を受けて最後のシートを「歯車伝動部材50の引き方向移動」で実行する。この場合にはジョブ終了信号で歯車伝動部材50をリセットし、初期のホームポジションに位置設定(イニシャライズ動作)する。これによって一連のシートの最初と最後に表紙シートが位置し、これが厚紙シートであっても良好な穿孔が可能となる。
At the same time, in response to the sheet job end signal (for example, the job end of the apparatus located on the upstream side), the last sheet is executed by “movement of the
更に本発明の実施形態として、後述する制御手段に穿孔シートの厚さ情報を認識する手段を設ける。この認識手段は、例えばシート穿孔装置10の上流側に画像形成装置Bが配置されている場合には、画像形成するシートの厚さ情報を画像形成装置から受信する。
Furthermore, as an embodiment of the present invention, a means for recognizing the thickness information of the punched sheet is provided in the control means described later. For example, when the image forming apparatus B is disposed on the upstream side of the
そして上記認識手段で穿孔するシートが「厚紙シート」のときには、その穿孔動作実行前に歯車伝動部材50をリセットし、初期のホームポジションに位置設定する。これによって連続するシートの中間に厚紙シートが含まれていても常に良好な穿孔動作が可能となる。
When the sheet punched by the recognizing means is a “cardboard sheet”, the
[動作説明]
次に図9のフローチャートに基づいてパンチ動作を説明する。装置電源が投入され、装置が起動する(St100)と制御手段はイニシャライズ動作を行う。このイニシャライズ動作で歯車伝動部材50を第1ホームポジションHP1(ポジションHP2若しくはポジションHP3であってもよい)に位置決めする(St101)。これは前述のポジションセンサSp1、Sp2及びSp3の検出信号に従って駆動モータMを回転制御する。
[Description of operation]
Next, the punching operation will be described based on the flowchart of FIG. When the apparatus power is turned on and the apparatus is activated (St100), the control means performs an initialization operation. With this initialization operation, the
次に制御手段(例えば制御CPU)は例えば後述する後処理装置Cから2穴穿孔(第1グループ穿孔;以下同様)であるか4穴穿孔(第2グループ穿孔;以下同様)であるか孔開けモードの選択信号(St102)を受ける。このコマンド信号で2穿孔のときには歯車伝動部材50を第1ホームポジションHP1に、4穴穿孔のときには第2ホームポジションHP2に位置移動(St103)し、その後駆動モータMを停止して待機する。
Next, the control means (for example, the control CPU), for example, determines whether 2-hole drilling (first group drilling; the same applies below) or 4-hole drilling (second group drilling; same applies below) from the post-processing device C described later. A mode selection signal (St102) is received. With this command signal, the
そこで制御手段は、後処理装置Cから穿孔指示信号を受けると穿孔シートが厚紙シートであるか否かを判断する(St104)。この判断は最初のシートの時にはこれを判断することなく次ステップに移行する。そこで制御CPUはシートのセット信号を受けて駆動モータMを所定角度回転する(St105)。この回転で歯車伝動部材50は引き方向に移動し、パンチ部材は穿孔動作を実行する(St106)。
Therefore, when the punching instruction signal is received from the post-processing apparatus C, the control means determines whether or not the punched sheet is a cardboard sheet (St104). This determination proceeds to the next step without determining this for the first sheet. The control CPU receives the sheet set signal and rotates the drive motor M by a predetermined angle (St105). With this rotation, the
シートに穿孔動作が完了すると、これを前述のフラグ55と第3ポジションセンサSp3が検知(St107)し、その穴開け終了信号を受けると、次シートが存在するか否か信号を後処理装置Cから受ける(St108)。そして次シートが存在するときにはステップSt104に戻り、穿孔指示信号を待つ。このステップSt104で次シートが厚紙シートであるときにはステップSt103に戻り、歯車伝動部材50をホームポジションに位置移動する。
When the punching operation is completed on the sheet, this is detected by the
この動作の後、先と同様に次シートに穿孔する(St106)。そしてステップSt108で次シートが存在しないときには、穴開け終了する。 After this operation, the next sheet is punched in the same manner as before (St106). If the next sheet does not exist in step St108, the punching ends.
[画像形成装置の構成]
次に本発明に係わる画像形成装置Bの構成を図8に従って説明する。図8に示す画像形成システムは、シートに順次印刷を施す画像形成装置Bと、その下流側に付設された後処理装置Cとから構成されている。穿孔装置Aはパンチユニットとして後処理装置Cに内蔵されている。
[Configuration of Image Forming Apparatus]
Next, the configuration of the image forming apparatus B according to the present invention will be described with reference to FIG. The image forming system shown in FIG. 8 includes an image forming apparatus B that sequentially prints sheets, and a post-processing apparatus C that is attached downstream thereof. The punching apparatus A is built in the post-processing apparatus C as a punch unit.
画像形成装置Bは複写機、プリンタ、印刷機など種々の構造のものが採用可能であるが図示のものは静電印刷装置を示す。この画像形成装置Bはケーシング1内に給紙部2と、印字部3と、排紙部4と制御部(図示せず)とが内蔵されている。給紙部2にはシートサイズに応じた複数のカセット5が準備され、制御部から指示されたサイズのシートが給紙経路6に繰り出される。この給紙経路6にはレジストローラ7が設けられ、シートを先端揃えした後所定のタイミングで下流側の印字部3に給送する。
The image forming apparatus B can employ various structures such as a copying machine, a printer, and a printing machine, but the illustrated one shows an electrostatic printing apparatus. In the image forming apparatus B, a
印字部3には静電ドラム10が設けられ、このドラム10の周囲には印字ヘッド9、現像器11、転写チャージャ12などが配置されている。そして印字ヘッド9は例えばレーザ発光器などで構成され、静電ドラム10上に静電潜像を形成し、この潜像に現像器11でトナーインクを付着し、転写チャージャ12でシートに印刷する。この印刷シートは定着器13で定着され排紙経路17に搬出される。排紙部4には上記ケーシング1に形成した排紙口14と排紙ローラ15が配置されている。尚図示16は循環経路であり、排紙経路17からの印刷シートをスッチバック経路で表裏反転した後再びレジストローラ7に送り、印刷シートの裏面に画像形成する。このように片面若しくは両面に画像形成された印刷シートは排紙口14から排紙ローラ15で搬出される。
An
尚図示20はスキャナユニットであり、上記印字ヘッド9で印刷する原稿画像を光学的に読み取る。その構造は一般的に知られているように原稿シートを載置セットするプラテン23と、このプラテン23に沿って原稿画像をスキャンするキャリッジ21と、このキャリッジ21からの光学像を光電変換する光学読取手段(例えばCCDディバイス)22とから構成されている。また図示のものは原稿シートを自動的にプラテンに給送する原稿送り装置25がプラテン23上に装備してある。
In the figure,
そこで上記画像形成装置Bの排紙口14には後処理装置Cが連設してある。この後処理装置Cはシート搬送経路26と、この搬送経路26に配置したパンチユニット27と排紙スタッカ28とから構成されている。シート搬送経路26にはパンチユニット27の上流側に整合手段26aが設けられ、シート後端を整合する。また搬送経路26には正逆転ローラ26bが配置され、搬入口26cからのシートを整合手段26aに突き当て整合し、同時にこの正逆転ローラ26bはパンチユニット27からシートを排紙スタッカ28に搬出する。図示Siはシート検知センサである。尚パンチユニット27は先に説明した図1に示す装置若しくは図8及び図10に示す装置で構成されている。
Therefore, a post-processing device C is connected to the
このように構成された後処理装置Cは画像形成装置Bから印刷済のシートを搬入口26cから受け取り、シート後端をシート検知センサSiで検知し、シート後端が整合手段26aを通過したタイミングで正逆転ローラ26bを逆転(図示反時計方向)する。するとシートはスイッチバックされシート後端が整合手段26aに突き当て整合される。この整合後に正逆転ローラ26bは停止し、シートをその位置に保持する。この状態でパンチユニット27は駆動モータMを駆動して前述の穿孔動作を実行する。穿孔動作の実行後は前述のポジションセンサSp1からのエンド信号で正逆転ローラ26bを図示時計方向に回転しパンチ穴を施されたシートを排紙スタッカ28に搬出する。尚この後処理装置Cには、図示しないがステープルユニット、スタンプユニットなどが装置仕様に応じて組み込まれる。
The post-processing apparatus C configured as described above receives the printed sheet from the image forming apparatus B from the carry-in
10 穿孔装置
30 上部フレーム(ベースフレーム)
31 上ガイド
32 下ガイド
33 カムフォロア部材(カムピン)
35 下部フレーム(ダイプレート)
38 刃受孔(ダイ)
40 パンチ部材
40a 第1パンチ部材
40b 第2パンチ部材
40c 第3パンチ部材
40d 第4パンチ部材
41 穿孔刃
44 円筒カム(カム手段)
45 カム溝
45a、45d カム溝(第1、第4パンチ部材)
45b、45c カム溝(第2、第3パンチ部材)
45θ 傾斜カム面
46 受動歯車
50 歯車伝動部材
51 ラック歯車
54 エンコーダ
Se エンコードセンサ
M 駆動モータ
X 駆動連結部
10
31
35 Lower frame (die plate)
38 Blade receiving hole (die)
40
45
45b, 45c Cam groove (second and third punch members)
45θ
Claims (7)
前記ベースフレームに所定間隔で直線方向に配列された複数のパンチ部材と、
前記複数のパンチ部材を上下動する駆動手段と、
前記駆動手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記駆動手段は、
正逆転可能な駆動モータと、
前記パンチ部材の配列方向に所定ストロークで往復動可能に配置された伝動部材と、
前記伝動部材に配置され、前記駆動モータの回転運動を直線運動として伝達する歯車を有する駆動連結部と、
前記伝動部材に形成され、直線往復動を前記各パンチ部材に回転運動として伝達するラックと、
で構成され、
前記制御手段は、
前記パンチ部材で連続するシートに穿孔する際に、最初の穿孔時又は厚紙シートの穿孔時には、前記伝動部材のラックが前記駆動連結部に接近する引き方向に移動するように前記駆動モータの回転方向を設定することを特徴とするシート穿孔装置。 A base frame,
A plurality of punch members arranged in a linear direction at predetermined intervals on the base frame;
Driving means for vertically moving the plurality of punch members;
Control means for controlling the drive means;
With
Before Symbol drive means,
A drive motor capable of forward and reverse rotation;
A transmission member arranged to be capable of reciprocating with a predetermined stroke in the arrangement direction of the punch members ;
A drive coupling portion disposed on the transmission member and having a gear for transmitting a rotational motion of the drive motor as a linear motion;
A rack that is formed on the transmission member and transmits a linear reciprocating motion to the punch members as a rotational motion;
Consists of
Before Symbol control means,
When punching a continuous sheet with the punch member, at the time of initial punching or cardboard sheet punching , the rotation direction of the drive motor so that the rack of the transmission member moves in the pulling direction approaching the drive connecting portion A sheet punching device, characterized in that
複数シートに穿孔動作を連続して実行する際に、最初の穿孔時と最後の穿孔時には、前記伝動部材のラックが前記駆動連結部に接近する引き方向に移動することを特徴とする請求項1に記載のシート穿孔装置。 The control means includes
2. When performing a punching operation on a plurality of sheets continuously, the rack of the transmission member moves in a pulling direction approaching the drive connecting portion during the first punching and the last punching. The sheet punching device according to 1.
穿孔シートの厚さ情報を認識する手段が設けられていると共に、
複数シートに穿孔動作を連続して実行する際に、
厚紙シートの穿孔時には、前記伝動部材のラックが前記駆動連結部に接近する引き方向に移動することを特徴とする請求項1に記載のシート穿孔装置。 The control means includes
A means for recognizing the thickness information of the perforated sheet is provided,
When performing punching operations on multiple sheets continuously,
2. The sheet punching device according to claim 1, wherein when the cardboard sheet is punched, the rack of the transmission member moves in a pulling direction approaching the drive connecting portion.
一方に傾斜カム面を有するカム手段が、
他方にこの傾斜カム面と係合するカムピンが設けられていることを特徴とする請求項1に記載のシート穿孔装置。 Between the plurality of punch members and the base frame,
Cam means having an inclined cam surface on one side,
The sheet punching device according to claim 1, wherein a cam pin that engages with the inclined cam surface is provided on the other side.
第1第2のポジションのうち前記駆動連結部の遠方に位置するポジションをホームポジションに設定され、
前記制御手段は、
装置のイニシャライズ動作時に前記伝動部材をホームポジションに位置決めするように構成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のシート穿孔装置。 The transmission member is
Of the first and second positions, a position located far from the drive connecting portion is set as a home position,
The control means includes
The sheet punching device according to any one of claims 1 to 4, wherein the transmission member is configured to be positioned at a home position during an initialization operation of the device.
前記ストローク内に設定された第1第2のポジションホルダで往復駆動するとき穿孔動作を実行することを特徴とする請求項1に記載のシート穿孔装置。 The transmission member is
Sheet punching device according to claim 1, characterized in that to perform the drilling operation when the reciprocating drive motion at the first second position holder, which is set in said stroke.
この画像形成装置からのシートを所定の処理位置に搬送セットする搬送手段と、
前記処理位置に配置され前記シートに穿孔処理を施すシート穿孔装置と、
前記処理位置からシートを搬出する排紙手段と、
を備え、
前記シート穿孔装置は請求項1乃至6のいずれか1項に記載の構成を備えていることを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus for forming an image on a sheet;
Conveying means for conveying and setting a sheet from the image forming apparatus to a predetermined processing position;
A sheet punching device arranged at the processing position for punching the sheet;
Paper discharge means for carrying out the sheet from the processing position;
With
7. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the sheet punching device includes the configuration according to any one of claims 1 to 6.
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