JP5930457B2 - 紙葉類穿孔装置及びこれを備えた後処理装置 - Google Patents

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穿孔装置及びこの穿孔装置を備えた画像形成装置などの後処理装置に関する。

一般に、紙などの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、載台上に１枚若しくは複数枚のシート（束）を載置し、載台の上部に昇降可能に配置したパンチ部材をハンドルレバーの手動操作で押下して穿孔するものと、印刷機、複写機などから搬出されたシートをその経路途中で自動的に穿孔するものが知られている。

前者はシート（束）を載置する載台と、この載台上方に円柱状のパンチ部材を上下動自在に配置し、これを操作レバーで押し下げてシートを貫通させる穿孔機構として広く知られている。
また、後者は順次搬出されるシートを所定の処理位置にセットし、これにパンチ部材を駆動モータで押下して穴あけする穿孔機構として印刷システムの仕上げ装置などに組み込まれて使用されている。
そしてこれらの装置は、２個所、３個所若しくは４個所など統一した規格に従って穴数、穴間隔が設定されている。

そこで従来、後者の装置としては例えば特許文献１に開示されている構造が知られている。同文献には複数のパンチ部材を直線状に配列し、このパンチ部材と直交する方向に往復動するカム板を設け、このカム板に設けたカム溝で、これに嵌合したパンチ部材を穿孔方向に上下動する穿孔機構が開始されている。
このような穿孔機構では、パンチ動作時の駆動トルクが大きく同時に操作音が大きい衝撃音を発する問題がある。

このため駆動トルクの低減と操作音の静音化が求められる。そこで例えば特許文献２に提案されている機構はパンチ部材を回転させながら穿孔方向に上下動させている。これによって穿孔負荷トルクの低減と静音化が可能となる。
同文献には、パンチ部材と受動歯車と円筒カム部材を一体化し、このパンチユニット（パンチムーブメント）に所定ストロークで往復動するラックから回転運動を伝達する。

そして円筒カムとフレームのカムピンとの間でパンチ部材の回転を、穿孔方向に上下動するパンチ機構が図１に開示されている。
また、同文献図９には、異なる実施形態としてパンチ部材に偏心カムで穿孔方向の上下運動を伝達し、装置フレームに固定した傾斜したカム溝で回転運動を生起する機構が開示されている。

特開２００１−００９７９１号公報 特開２００８−３６７５２号公報（図１，図９）

上述のように複数のパンチ部材をカム機構で穿孔方向に上下運動させる際に、前述の特許文献１のように駆動モータに連結したカムプレートを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パンチ機構を採用すると、複数のパン部材で２穴４穴などを同時に穿孔すると負荷トルクが増大し、同時に操作音が衝撃音を発する問題が知られている。

特許文献２のようにパンチ部材を回転させながら穿孔方向に上下動する機構（スピンパンチャ機構という）が提案されている。従来は同文献図１に開示されているように所定ストロークで往復動するラックによって複数のパンチ部材に回転力を伝達している。
このためパンチ部材には、ラックと噛合する受動歯車と回転を穿孔方向運動に変換する円筒カムが一体形成されている。

このように形成されたパンチムーブメント（パンチ刃、受動歯車、円筒カム）は比較的大型で高質量となる。これと共にパンチ部材に回転を伝達するラックは穿孔方向と直交する方向に所定ストロークで往復動可能に配置されるためシート幅方向に大型となる問題も抱えている。

また特許文献２には図９に異なる実施形態として、パンチ部材に偏心カムで穿孔方向運動を伝達し、その穿孔方向直線運動を装置フレームに設けた傾斜カム溝で回転運動に変換する構造が開示され、パンチ部材を穿孔方向に移動する際に付勢スプリングに蓄力して偏心カムによって待機位置から穿孔方向に移動した後に付勢スプリングの蓄力で待機位置に復帰させる穿孔機構が開示されている。

この機構ではパンチ部材のみが穿孔方向に移動することとなり、一見負荷トルクが低減するようにみえるが、実質的には待機位置から穿孔方向に移動するときに付勢スプリングに蓄力する関係で２倍以上の負荷トルクを要する。このため、トルク低減化と低騒音化を期待することは出来ない。

そこで本発明者は、駆動手段からパンチ部材に回転力を付与し、その回転を穿孔方向に分岐する際に、パンチ部材と従動歯車とカム部材を分離してパンチ部材のみが回転しながら待機位置から穿孔位置に往復動するように構成するとの着想に至った。

本発明は、駆動回転軸の所定方向回転で、複数のパンチ部材を回転しながら待機位置から穿孔位置に穿孔動作させるのと同時に穿孔位置から待機位置に復帰移動することが可能であり、穿孔動作のトルク低減と、省消費電力化と、騒音振動の低減化が可能である穿孔装置の提供を課題としている。

上記課題を達成するため本発明は、駆動モータの回転を複数のパンチ部材に回転運動として伝達し、カム手段でパンチ部材を回転しながら穿孔方向運動に変換する装置であって、複数のパンチ部材を穿孔方向に移動可能に支持する装置フレームと、前記各パンチ部材に回転運動を伝達する駆動回転軸と、前記駆動回転軸の回転を前記各パンチ部材に回転運動として伝達する伝動手段と、前記各パンチ部材の回転運動を穿孔方向運動に変換するカム部材と、前記駆動回転軸を所定方向に回転する駆動モータとを備える。

前記伝動手段は、前記駆動回転軸に取り付けられた駆動側歯車と、前記各パンチ部材に取り付けられた従動側歯車とで構成し、前記カム手段は、前記各パンチ部材のロッド状軸部を嵌挿する中空孔と、この中空孔に形成された溝カムと、この溝カムと係合する各パンチ部材のロッド状軸部に形成されたカムピンとで構成する。
前記溝カムは、各パンチ部材の一方向回転で刃先部を上死点と下死点との間で一往復させるＶ字形状に形成し、前記各カム部材は、前記装置フレームに固定する。

本発明は、駆動モータの回転をパンチ部材に回転運動として伝達し、装置フレームに固定したカム部材で穿孔方向に移動するようにしたものであるから、穿孔のためのムーブメントはロッド形状のパンチ軸のみであり、その質量と慣性力が軽減され、駆動トルクの低下と、低消費電力化と低騒音化と低振動化が達成される。

これと共に、パンチ部材は回転しながら穿孔方向に移動するため、高速穿孔が可能であり、厚紙などの穿孔も可能である。
またカム部材は駆動モータの一方向回転でパンチ部材を待機位置から穿孔位置、そして待機位置に移動するため拘束で円滑な穿孔動作が可能である。

パンチ部材のみが回転しながら穿孔方向に移動するため、駆動モータなどの駆動トルクを低減することが可能であり、同時に複数のパンチ部材を連続的に穿孔させる時に衝撃音を発することがない低騒音、振動の装置を折ることができる。

更に本発明は、距離を隔てた上下フレーム部材間にパンチ部材を、穿孔方向に移動可能に軸受支持する。そして軸受部の上方に受動歯車、上下軸受の間にＶ字状溝カムを配置することによって装置を小型コンパクトな構成とすることが出来る。

本発明に係わる紙葉類穿孔装置の全体構成を示す斜視説明図。 図１の装置の正面構成の説明図。 図１の装置におけるパンチ部材の構成を示し、パンチ部材をベースフレームに取付けた状態の説明図。 （ａ）は図２に示すパンチ部材の側断面状態の説明図であり、（ｂ）は（ａ）の上部断面図。 （ａ）は図１の装置に係わるパンチ部材の組立状態の分解斜視図であり、（ｂ）は穿孔刃の刃先の一実施形態を、（ｃ）は（ｂ）と異なる実施形態を示す。 図１の装置係わるカム部材の構造を示し、（ａ）は組立状態を、（ｂ）は上部カム部材を底面側から見た斜視形状を、（ｃ）は下部カム部材を上面側から見た斜視形状をそれぞれ示す。 カム溝の展開説明図。 図１の装置における駆動機構の説明図であり（ａ）は駆動回転軸の角度位置検出機構の説明図を示し、（ｂ）は駆動モータとその伝動機構の斜視説明図。 図１の装置における動作状態の説明図であり（ａ）はパンチ部材が上死点に待機した状態を示し、（ｂ）はパンチ部材が下死点に位置する穿孔状態の説明図。 図１の紙葉類穿孔装置を内蔵した後処理装置及び画像形成システムの全体構成の説明図。

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は本発明に係わる紙葉類穿孔装置の全体構成を示す斜視図であり、図２はその正面図である。

図１に示す紙葉類穿孔装置Ａはシートに２穴又は４穴の穿孔（装置構成によっては２穴又は３穴の選択穿孔）を選択的に施す装置構成を示す。
紙葉類穿孔装置Ａは装置フレーム３０とパンチ部材４０と駆動手段５０で構成されている。

装置フレーム３０は、複数のパンチ部材４０を装備（マウント支持）するベースフレーム３１と、穿孔するシートを載置する紙載フレーム３５で構成されている。図２に示すように、ベースフレーム３１と紙載フレーム３５の間にはシートを挿入する間隙Ｓｄが形成され、両フレームの長さ（幅方向長さ）はシートの幅方向（搬送直交方向）長さＬｘより長く形成されている。
このようにシートの挿入隙間Ｓｄを形成して上方にベースフレーム３１が、下方に紙載フレーム３５が配置され、ベースフレーム３１には後述する複数のパンチ部材３１が、紙載フレーム３５には刃受け孔３８と屑紙片の収納ボックスが配置されている。

ベースフレーム３１は穿孔方向Ｚ（図１、図２上下方向）に距離Ｈｆを有する上部フレーム３１ａと、下部フレーム３１ｂで構成されている。
図示のベースフレーム３１は断面コ字形状のチャンネル鋼材で構成され、上部フレーム３１ａと下部フレーム３１ｂは間隔Ｈｆを隔てて一体成形されている。この間隔Ｈｆは、後述するパンチ部材４０のパンチ軸４２を上部フレーム３１ａと下部フレーム３１ｂそれぞれに軸受け支持したとき各パンチ軸４２を安定してガタつきなく、摺動運動させることが可能な軸受けスパン（Ｈｆ）に設定してある。

上記紙載フレーム３５には後述するパンチ部材４０と対向する位置にダイ（刃受孔）３８が設けられている。そして紙載フレーム３５の下方にはダイ３８から落下した屑紙片の収納ボックス（不図示）が設けられている。

上記ベースフレーム３１には、図２に示すように複数のパンチ部材４０（４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ）が所定間隔で配置されている。
つまりベースフレーム３１にはシート幅方向Ｌｘに所定の間隔で複数のパンチ部材４０が支持され、各パンチ部材はシート幅方向に直線を形成するように配列されている。

図示の装置は４つのパンチ部材をシート幅方向に配列する装置構成（２穴３穴切り換え穿孔）を示す。複数のパンチ部材４０は、第１パンチ部材４０ｂ、４０ｃと第２パンチ部材４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄにグループ分けされ、第１パンチ部材４０ｂ、４０ｃはシートに２穴の穿孔を施し、第２パンチ部材４０ａ〜４０ｄはシートに４穴の穿孔を施すように配置されている。
この他、複数のパンチ部材４０は３穴、４穴切換え穿孔するように構成することも可能であり、その場合には５つのパンチ部材を２穴穿孔の第１グループと３穴穿孔の第２グループに配列する。

［パンチ部材の構成］
上述の２穴−３穴切換え構成、２穴−４穴切換え構成、いずれの構成にあってもパンチ部材４０はベースフレーム３１に穿孔方向（図２Ｚ方向）に所定ストロークで上下動可能に支持する。この複数のパンチ部材４０は同一構造で構成されているので、以下その１つのパンチ部材の構成について、次いでパンチ部材の支持構造について説明する。

パンチ部材４０は、ロッド形状のパンチ軸４２と、その先端部に一体形成された穿孔刃４１で構成される。パンチ部材４０は、例えばＳＫ鋼材、ＳＵＳ鋼材などの円柱形状の金属材料を使用して外径形状を所定寸法（外径Ｄ）に形成してパンチ軸４２とする。
このパンチ軸４２の先端部を円柱形状（外径Ｄ、内径ｄ）に研磨して穿孔刃４１を形成する。この場合パンチ軸４２の外径Ｄと穿孔刃４１の外径Ｄは、図示のものは同一径に構成してあるが、異なる外径寸法であっても良い。

また穿孔刃４１は図５に示すように斜裁形状に形成する。同図（ｂ）は断面逆Ｖ字形状に、（ｃ）は断面逆Ｕ字形状に形成し、何れも先端エッジは斜裁形状に段差Δｚを形成している。
このように穿孔刃４１の刃先を斜裁形状に構成したのは、パンチ軸４２を回転しながら穿孔方向（Ｚ方向）に移動（図４降下）するとき、被穿孔シートに回転による剪断力と穿孔方向の剪断力の両方を作用させるためである。

［パンチ部材の支持構造］
上述のようにパンチ部材４０はパンチ軸４２とその先端に一体形成された穿孔刃４１で構成され、ベースフレーム３１に軸受支持される。そしてベースフレーム３１に形成された軸受部３１ｇ、３１ｈで位置規制され複数のパンチ部材４０は直線上に設定された間隔で配列される。
これと共に各パンチ軸４２には駆動回転軸５２から回転運動が伝達され、後述するカム機構によって各パンチ部材４０は回転しながら穿孔方向（図４Ｚ方向）に移動して穿孔動作する。

このため各パンチ部材４０はパンチ軸４２を上部フレーム３１ａに軸受部（軸受孔）３１ｇで回転可能に軸受け支持される。この軸受部３１ｇはパンチ軸４２を穿孔方向（Ｚ方向）に摺動可能で、回転可能に軸受支持している。
この軸受部３１ｇにはベアリング或いはカラー軸受部材を設けて軸受支持しても良いが、金属材料のベースフレームに軸受孔を精度良く構成することによってパンチ軸を嵌合支持している。

パンチ軸４２は上部フレーム３１ａと同様に下部フレーム３１ｂに軸受部３１ｈで軸支持されている。この軸受部３１ｈもパンチ軸４２を回転可能で、且つ穿孔方向に摺動可能に軸受け支持している。このようにパンチ部材４０は上部フレーム３１ａの軸受部３１ｇで軸受け支持され、この軸受部３１ｇと距離Ｈｆを隔てた位置で下部フレーム３１ｂの軸受部３１ｈに軸支持されている。
このため各パンチ部材４０はベースフレーム３１に比較的緊密にガタつくことなく穿孔方向と同時に周回転方向に運動可能に軸受支持されている。

特に本発明は、パンチ部材４０のパンチ軸４２をベースフレーム３１に軸受支持することによってパンチ部材と、後述するカム機構（カム部材）と、伝動機構（受動歯車）を同時に支持することを特徴としている。
つまり、複数のパンチ部材４０を回転しながら穿孔方向に移動可能にフレームに支持する際に、各パンチ部材４０のパンチ軸４２を軸受け支持することによって、伝動機構である後述する受動側傘歯車４４とカム機構（後述のカム部材４５）を位置保持する。
これによって各構成部品の加工が容易であるのと同時に組立てと調整が容易である。また使用過程で位置ズレなどの不具合動作を引き起こすことがない。

なお、パンチ部材４０のパンチ軸４２の長さＬｐは、上部フレーム３１ａと下部フレーム３１ｂの間隔Ｈｆより大きく（長く；Ｌｐ＞Ｈｆ）形成され、パンチ軸の上半部（図４Ｈｅ）は上部フレーム３１ａから上方に突出するように構成されている。
そしてこのパンチ軸４２の上半部４２ａに受動側傘歯車４４が嵌合され、下半部４２ｂにカム部材４５が嵌合される。その構成については後述する。

装置フレーム３０は、上述の上部フレーム３１ａと下部フレーム３１ｂとは別に側枠フレーム４８ａ、４８ｂを備えている。図１に示すように一方の側枠フレーム４８ａ（図１左側）には、駆動モータＭが取付けられている。
また、左右の側枠フレーム４８ａ、４８ｂ間には駆動モータＭに連結された駆動回転軸５２が回転可能に取付けられている。図示４８ｃ、４８ｄはブラケットであり、駆動回転軸５２を回転可能に軸支持している。この各ブラケット４８ｃ、４８ｄは上部フレーム３１ａに固定（図示のものはネジ止め）されている。

そして駆動回転軸５２は、上部フレーム３１ａに配列された複数のパンチ部材４０の配列方向に沿って配置され、各パンチ軸４２の上端面が駆動回転軸５２と交差（直交）する位置関係に配置されている。
この各パンチ軸４２には、受動側傘歯車４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄが嵌合支持され、駆動回転軸５２には駆動側傘歯車５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄが嵌合支持されている。この駆動側傘歯車５５と受動側傘歯車４４とは互いに噛合するようにモジュール設定されている。また図示５４は駆動回転軸５２に嵌合したピンであり、駆動側傘歯車５５を固定している。

各パンチ軸４２と受動側傘歯車４４との嵌合関係を図４に従って説明する。同図に示すように外径Ｄのパンチ軸４２に受動側傘歯車４４の係合孔４７が嵌合されている。係合孔４７の内径ｃｄはパンチ軸外径Ｄより若干大きく（ｃｄ＞Ｄ）形成し、パンチ軸４２は受動側傘歯車４４の係合孔４７に穿孔方向移動可能に遊嵌してある。

そしてパンチ軸４２には係合ピン４３が貫通され、この係合ピン４３で受動側傘歯車４４の回転がパンチ軸４２に伝達される。また嵌合孔４７には係合ピン４３の穿孔方向に移動を許容するスリット溝４７Ｓが嵌合孔４７の周面に連結するように配置されている。
これによってパンチ軸４２の係合ピン４３はスリット溝４７Ｓに沿って穿孔方向に摺動可能に嵌合されている。このスリット溝４７Ｓはパンチ軸４２の移動ストロークＬｓ（上死点と下死点との距離）より長く形成されている。

このような構成においてパンチ軸４２と受動側傘歯車４４とは、歯車の回転はパンチ軸４２に伝達され、パンチ軸４２は受動側傘歯車４４から独立して穿孔方向に移動可能となる。そしてパンチ軸４２には回転運動を穿孔方向運動に変換するカム機構が設けられている。本発明のカム機構はパンチ軸４２と装置フレーム３０（図示のものはベースフレーム３１）との間に配置されていることを特徴としている。

図４に従ってカム機構を説明する。パンチ軸４２の外周にはカム部材４５が配置され、このカム部材４５にはパンチ軸４２のカムピン３７と係合するカム溝４５Ｃが設けられている。図４に示す形態では上部フレーム３１ａと下部フレーム３１ｂとの間に位置するパンチ軸４２にカムピン３７が植設されている。そしてこのパンチ軸４２の外周にカム部材４５が配置され、カムピン３７と係合するカム溝？が設けられている。

図示のカム部材４５は、穿孔方向上下に２分割、若しくは左右に２分割された第１カム部材４５Ａと第２カム部材４５Ｂで構成されている。このようにカム部材４５を２分割したのは、内部にパンチ軸４２を収容する組立作業を容易にする目的と、周方向にカム溝を形成する加工を容易にするためである。これと共にカム部材４５を装置フレームに固定する固定機構を簡便化するためである。

図５に従ってパンチ部材４２とカム部材４５の組立構造について説明する。
同図（ａ）に示すようにベースフレーム３１は上部フレーム３１ａと下部フレーム３１ｂが一体形成され、間隔Ｈｆが設けられている。
カム部材４５はこの間隔Ｈｆの間に上部（第１）カム部材４５Ａと下部（第２）カム部材４５Ｂが上下に組合わされている。この上下のカム部材の間にカム溝４５Ｃが形成されている。

図６（ａ）はカム部材４５にパンチ軸４２を嵌合した状態を示し、カム部材４５は上部材カム部材４５Ａと下部カム部材４５Ｂで構成され、両部材の合体部（結合部）にカム溝４５Ｃが形成されるようになっている。
各カム部材の中心にはパンチ軸４２を遊嵌する嵌合孔が形成してある。このパンチ部材の嵌合孔（不図示）は、パンチ軸４２の外径より大きい内径でパンチ部材が円滑に穿孔方向に往復動出来るクリアランスが形成されている。

下部カム部材４５Ｂは図４に示すようにリング形状のブッシュ３１ｖを介して下部フレーム３１ｂに支持（載置）され、上部カム部材４５Ａは上部フレーム３１ａに支持（圧接）れている。
そこでブッシュ３１ｖをゴムなどの弾性部材で構成すると下部カム部材４５Ｂ、カムピン３７、上部カム部材４５Ａの順に上方に重ね合わせられ、弾性部材（ブッシュ）３１ｖの弾圧力で下部フレーム３１ｂと上部フレーム３１ａの間に上下カム部材４５が合体した状態で固定される。

これと共に、上部カム部材４５Ａと下部カム部材４５Ｂには、パンチ軸４２を嵌挿する嵌合孔とは異なる位置に係止ピン４５Ｐの貫挿孔４５ｚが設けられている。
従って上下のカム部材４５Ａ、４５Ｂは互いにパンチ軸方向（穿孔方向；Ｚ方向）に上下合体されると共に、各パンチ部材のパンチ軸４２が嵌装され、このパンチ軸の嵌合孔とは異なる位置に形成された貫挿孔４５ｚに係止ピン４５Ｐが嵌装され、この係止ピン４５Ｐは上部材フレーム３１ａと下部フレーム３１ｂ（上下フレームの何れか一方であっても良い）に貫通されている。

このようにカム部材４５は上下に２分割され、間隔Ｈｆを有する上部フレーム３１ａと下部フレーム３１ｂの互いに対向する壁面間に保持され、この上部カム部材４５Ａと下部カム部材４５Ｂとの互いに合体する面にカム溝４５Ｃが形成されている。
また、上下２分割されたカム部材４５は上部フレーム３１ａと下部フレーム３１ｂの間隔Ｈｆ（パンチ軸の軸受スパン）間にゴムなどの弾性部材（ブッシュ）３１ｖで弾圧支持されている。

本発明は、上述したように各パンチ軸４２の周囲にカム部材４５を配置し、カム部材４５をフレームに固定したこと、カム部材４５を穿孔方向上下に２分割し、上下合体面（接合面）にカム溝４５Ｃを形成したこと、パンチ軸４２にブッシュ３１ｖなどの弾性部材を作用させたことを特徴としている。

カム部材４５を上下２分割することによって各カム部材の加工（例えばモールド成型）が容易である。上下境界面にカム面を形成することによってカム面４５Ｃの加工精度を得ることが出来る。
また、上下２分割したカム部材４５に穿孔方向に弾性力を有する弾性部材（ゴムブッシュ、ゴムスペーサなど）３１ｖを設けることによって弾性力を作用させてパンチ軸４２のガタつきを防止すことが出来る。

なお本発明にあって、ブッシュ３１ｖは下部フレーム３１ｂと下部カム部材４５Ｂとの間に配置する場合を説明したが、ブッシュ３１ｖは、上部フレーム３１ａと上部カム部材４５Ａとの間に配置しても、或いは上下カム部材の接合面に弾性スペーサとして配置してもいずれの構成であっても良い。
また、ブッシュ３１ｖは、ゴムスペーサ、コイルスプリングなど穿孔方向に弾圧力を作用させる弾性部材であればよい。

図示の装置はパンチ軸４２に設けたカムピン３７とカム溝４５Ｃが摺接し、パンチ軸４２はカム溝４５Ｃに沿って穿孔Ｚ方向に上下動する。このとき図６（ｃ）に示すようにカムピン３７と係合するカム面とは摺動摩擦を軽減するようにカム面に段差４５Ｃδが形成してある。

次に各パンチ部材４０を穿孔動作させるカム溝４５Ｃの形状について説明する。前述したように図示の実施形態は２穴−４穴切換え穿孔の場合を示し、パンチ部材４０は第１グループ（４０ｂ、４０ｃ；２穴穿孔）と第２グループ（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ；４穴穿孔）に区割されている。

カム部材４５は、各パンチ軸４２の外周に配置され、パンチ軸の軸外径Ｄより大きい内径の嵌合孔を有している。このカム部材４５の嵌合孔とパンチ軸４２とは緊密に嵌合する必要なく、嵌合孔内でパンチ軸４２が回転運動と穿孔方向の往復運動を自由に行える程度に遊嵌されている。
各嵌合孔の内周面にはパンチ軸４２に植設したカムピン３７と係合するカム溝４５Ｃが形成されている。このカム溝４５Ｃは略Ｖ字状（Ｕ字状、ウェーブ形状）で穿孔方向（図６Ｚ方向）に傾斜したＶ−カム面４５αと、水平−カム面４５βを備えている。

そこで図６に示すように、第１グループのカム溝には２ヶ所、第２グループのカム溝には１ヶ所にＶ字形状のカム溝（Ｖ−カム面）が設けられている。
このカム溝４５Ｃに沿ってパンチ軸４２が回転すると第１グループのパンチ部材４０ｂ、４０ｃは２ヶ所で、第２グループのパンチ部材４０ａ〜４０ｄは１ヶ所で上死点の待機位置Ｗｐと、下死点の穿孔位置Ａｐとの間で往復動する。

例えば後述する駆動モータＭでパンチ軸４２と嵌合している各受動側傘歯車４４を所定の基準位置（例えば０度）から１８０度に回転すると第１グループのパンチ部材４０ｂ、４０ｃが待機位置Ｗｐから穿孔位置Ａｐに移動し、連続して待機位置Ｗｐに復帰する。このときシートには２穴穿孔が施される。
また、この０度から１８０度の角度範囲には第２グループのパンチ部材４０ａ〜４０ｄのカムピンが係合するカム溝は水平−カム面４５βが形成されているので第２グループのパンチ部材４０ａ〜４０ｄは待機位置Ｗｐに保持されている。

同様に、各受動側傘歯車４４を例えば１８０度から３６０度範囲で回転すると第２グループのパンチ部材（図示の実施形態では全てのパンチ部材）４０ａ〜４０ｄが待機位置Ｗｐから穿孔位置Ａｐに移動し、引き続いて待機位置Ｗｐに復帰する。このときシートには４穴穿孔が施される。
つまり、第２グループを形成する全てのパンチ部材には駆動回転軸５２の１８０度から３６０度範囲ではカム溝はすべてＶ−カム面４５αに形成されている。

上述のように駆動回転軸５２に固定された駆動側傘歯車５５には、受動側傘歯車４４が噛合されている。受動側傘歯車４４は図４に示すように上部フレーム３１ａに回転可能に支持されている。
受動側傘歯車４４の底面４４ｘ（穿孔方向下端面）は上部フレーム上面に摺動可能に支持され、歯車の上面４４ｙ（歯形面）は駆動側傘歯車５５に支持されている。
そして図４に図面に示すように、駆動側傘歯車５５の駆動回転軸５２への取付位置調整によって受動側傘歯車４４の高さ位置は調整可能であり、その底面４４ｘは上部フレーム３１ａの上面壁に支持されている。
従って駆動／受動両歯車の加工精度、駆動回転軸の取付位置ズレなどに関係なく受動側傘歯車４４は穿孔方向のガタ付なく組み立てられることとなる。

次に駆動機構について図８にしたがって説明する。装置フレームの側枠４８ａには駆動モータＭが取り付けられ、モータ回転軸から減速ギア４６を介して伝動中間軸５６に駆動伝達され、駆動回転軸５２に駆動伝達されている。駆動回転軸５２の回転速度は減速ギア比で設定されている。

［駆動モータの回転制御］
前述のモータ回転軸にはエンコーダ５７とエンコードセンサ５７Ｓが設けられている。このエンコードセンサ５７Ｓの検出信号で駆動モータＭの回転量が検出される。
また、駆動回転軸５２には第1フラグｆ１、第２フラグｆ２、第３フラグｆ３が一体に設けてあり、各フラグ位置を検出する第1フラグセンサｆｓ１と第２フラグセンサｆｓ２が装置フレームに配置してある。駆動回転軸５２が１回転すると、回転軸に一体に設けられたフラグも１回転することとなる。

この第１、第２フラグｆ１，ｆ２は駆動回転軸５２が基準位置から一方向回転（例えば時計方向回転）であるか、反対方向回転（反時計方向回転）であるかを検出する。
そして第１第２フラグセンサｆｓ１，ｆｓ２が共にＯＮの時には駆動回転軸５２は基準位置（ホームポジション）に位置し、第１フラグセンサＯＮ、第２フラグセンサＯＦＦの時には駆動回転軸５２は第１グループのパンチ部材４０ｂ，４０ｃに穿孔動作させるように位置制御する。
また、第１フラグセンサＯＦＦ、第２フラグセンサＯＮの時には駆動回転軸５２は第２グループのパンチ部材４０ａ〜４０ｄに穿孔動作させるように位置制御する。

次に図７に従って上述したパンチ部材の動作について説明する。図示しない制御手段は、第１グループのパンチ部材４０ｂ、４０ｃに穿孔動作（２穴穿孔）させるか、第２グループのパンチ部材４０ａ〜４０ｄに穿孔動作（４穴穿孔）させるか、予め設定するように構成されている。なお駆動回転軸５２は、装置のイニシャライズ動作時に基準位置（ホームポジション）に位置するように制御されている。

そこで制御手段は第１グループのパンチ部材４０ｂ，４０ｃに設定されたときには駆動モータＭを正方向に回転し、第２グループのパンチ部材４０ａ〜４０ｄが設定されたときには逆方向に回転する。
つまり、オペレータが２穴穿孔を選択した時には駆動回転軸５２を２穴穿孔のパンチ部材４０ｂ，４０ｃが穿孔動作する回転方向に回転し、４穴穿孔を選択した時には駆動回転軸５２を４穴穿孔のパンチ部材４０ａ〜４０ｄが穿孔動作する回転方向に回転する。

［後処理装置の説明］
次に本発明に係わる画像形成装置Ｂにおける後処理装置Ｃの構成を図１０に従って説明する。図１０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、この画像形成装置Ｂ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。
そして画像形成装置Ｂで画像形成したシートを後処理装置Ｃで印刷済のシートに穿孔処理を施すように構成されている。

まず画像形成装置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。

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。

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。

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Ａ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Ａの上流側に整合手段２７が設けられ、シート後端を整合する。
またシート搬送経路２６には正逆転ローラ２６ａが配置され、搬入口２９からのシートを整合手段２７に突き当て整合し、同時にこの正逆転ローラ２６ａはパンチユニットＡ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Ａは先に説明した図１に示す装置若しくは図８に示す装置で構成されている。

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２９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２７を通過したタイミングで正逆転ローラ２６ａ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２７に突き当て整合される。
この整合後に正逆転ローラ２６ａ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からのエンド信号で正逆転ローラ２６ａを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。

Ａ 紙葉類穿孔装置
３０ 装置フレーム
３１ ベースフレーム
３１ａ 上部フレーム
３１ｂ 下部フレーム
３１ｇ 軸受部（軸受孔）
３１ｈ 軸受部
３５ 紙載フレーム
３７ カムピン
３８ 刃受け孔（ダイ）
４０ パンチ部材（４０ａ〜４０ｄ）
４１ 穿孔刃
４２ パンチ軸
４２ａ 上半部
４２ｂ 下半部
４３ 係合ピン
４４ 受動側傘歯車（４４ａ〜４４ｄ）
４５ カム部材
４５Ａ 第１カム部材
４５Ｂ 第２カム部材
４５Ｃ カム溝
４７ 係合孔
４７Ｓ スリット溝
４８ａ 側枠フレーム
４８ｂ 側枠フレーム
４８ｃ ブラケット
４８ｄ ブラケット
５０ 駆動手段
５２ 駆動回転軸
５５ 駆動側傘歯車（５５ａ〜５５ｄ）
Ｈｆ 間隔（フレームスパン）

Claims (4)

1. 駆動モータの回転を複数のパンチ部材に回転運動として伝達し、カム手段でパンチ部材を回転しながら穿孔方向運動に変換する装置であって、
   複数のパンチ部材を穿孔方向に移動可能に支持する装置フレームと、
   前記各パンチ部材に回転運動を伝達する駆動回転軸と、
   前記駆動回転軸の回転を前記各パンチ部材に回転運動として伝達する伝動手段と、
   前記各パンチ部材の回転運動を穿孔方向運動に変換するカム部材と、
   前記駆動回転軸を所定方向に回転する駆動モータと、
   を備え、
   前記伝動手段は、
   前記駆動回転軸に取り付けられた駆動側歯車と、
   前記各パンチ部材に取り付けられた従動側歯車と、
   で構成され、
   前記カム手段は、
   前記各パンチ部材のロッド状軸部を嵌挿する中空孔と、
   この中空孔に形成された溝カムと、
   この溝カムと係合する各パンチ部材のロッド状軸部に形成されたカムピンと、
   で構成され、
   前記溝カムは、各パンチ部材の一方向回転で刃先部を上死点と下死点との間で一往復させるＶ字形状に形成され、
   前記各カム部材は、前記装置フレームに固定されていることを特徴とする紙葉類穿孔装置。
2. 前記装置フレームは穿孔方向に距離を隔てて配置された上部フレームと下部フレームで構成され、
   前記各カム部材は、前記上部フレームと下部フレームとの間に固定され、
   前記各パンチ部材のロッド状軸部は、前記上部フレームと下部フレームに穿孔方向に移動可能に軸受け支持されていることを特徴とする請求項１に記載の紙葉類穿孔装置。
3. 前記カム部材は、上下または左右に２分割された第１カム部材と第２カム部材で構成され、この第１カム部材と第２カム部材は前記上部フレームと下部フレームの間に配置され、
   この第１カム部材と第２カム部材の少なくとも一方に配置した固定ピンが前記上部フレームと下部フレームの一方に固定されていることを特徴とする請求項２に記載の紙葉類穿孔装置。
4. 前記パンチ部材は、第１第２、２つのグループに区割され、
   前記カム部材には、第１グループのパンチ部材を穿孔方向に往復動するＶ字状溝カムと、第２グループのパンチ部材を穿孔方向に往復動するＶ字状溝カムがパンチ部材の回転角度の異なる位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の紙葉類穿孔装置。

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