JP2009113199A - パンチ処理装置用駆動カム - Google Patents

Abstract

【課題】ホームポジションから負荷のかかる穿孔時までにパンチストロークをゆっくりと動作させて、低トルクで穿孔可能なものを提供する。
【解決手段】パンチ１３を押下し記録紙を穿孔するまでの穿孔動作に要する駆動カム１７の回動角度量の方が穿孔後の元の位置へ復帰するまでの戻り動作に要する駆動カム１７の回動角度量の方より大きくなるように、駆動カム１７のカム面を形成した。
【選択図】図１

Description

この発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタまたはそれらの複合機などの画像形成装置から排出された記録紙にパンチ孔をあけることができるパンチ処理装置に関する。

画像形成装置によって画像が記録された各記録紙に、各種の後処理作業を行うことができる記録紙後処理装置が各種開発されている。

この記録紙後処理装置にあっては、例えば特開平８-２５２９２号公報に記載のパンチ処理装置を備えたものが知られている。

このパンチ装置は、駆動カムが回転駆動することによって、カムホルダが押圧され、このカムホルダに取り付けたパンチが押下されて記録紙にパンチ孔をあけるようになっている。さらに、その駆動カムが回転すると、駆動カムがカムホルダを上方へ押し上げるように作用し、パンチがホームポジションである待機位置に復帰する。

特開平０８−０２５２９２号公報 特開平０７−１３６９９０号公報 特開平１０−３０９６９４号公報

ところで、このパンチ処理装置にあっては、パンチ孔をあけるまでの駆動カムの回動角度量、即ち、押圧角が１８０度に設定されており、換言すれば、駆動カムは、穿設するのに１８０度、復帰するのに１８０度で回動動作することを要している。

従って、このパンチ処理装置にあっては、負荷のかかる穿孔時に、駆動カムを１８０度しか回動動作させていないから、パンチのストローク動作をゆっくりと行うことができず、穿孔時に大きなトルクを必要とする、といった不都合を生じている。

そこで、この発明は、上記した事情に鑑み、ホームポジションから負荷のかかる穿孔時までに、パンチストロークをゆっくりと動作させて、低トルクで穿孔が可能となるパンチ処理装置を提供することを課題とする。

そのため、請求項１に記載の発明は、画像形成装置から排出された記録紙にパンチでパンチ孔をあけるパンチ処理装置であって、
モータなどの駆動源により回転する回転軸に固定されその回転動作によって回動する駆動カムと、
記録紙に穿孔するパンチを一体に取付け前記駆動カムの回動動作によって往復運動するカムホルダと、
前記パンチの移動動作をガイドするガイド部材と
を備え、
前記パンチを押下し記録紙を穿孔するまでの穿孔動作に要する前記駆動カムの回動角度量の方が穿孔後の元の位置へ復帰するまでの戻り動作に要する前記駆動カムの回動角度量の方より大きくなるように、前記駆動カムのカム面を形成したものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記駆動カムのカム面が、パンチがホームポジションから記録紙に到達するまでカムホルダに当接する往動面と、パンチが記録紙を穿孔するまでカムホルダに当接する穿孔面と、パンチが穿孔動作を終えてから下死点に到達するまで間カムホルダに当接する面とから構成され、
前記駆動カムの単位回動角度当たりのパンチ移動量が、前記穿孔面が他のカム面に比べて最も少なくなるように、駆動カムのカム面を形成したものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２項に記載の発明において、前記駆動カムは、カムホルダを押圧動作してパンチを押下する押下カムと、カムホルダを押圧動作してパンチを持ち上げる押上カムとの２種類のカムを有するものである。

以上、説明したように、この発明によれば、パンチを押下し記録紙を穿孔するまでの穿孔動作に要する駆動カムの回動角度量の方が穿孔後の元の位置へ復帰するまでの戻り動作に要する駆動カムの回動角度量の方より大きくなるように、駆動カムのカム面を形成したので、低トルクで穿孔可能なパンチ処理装置が提供できる。

さらに、請求項２に係る発明によれば、駆動カムに設けた各カム面のうち、パンチが記録紙を穿孔するときにカムホルダに当接する穿孔面が、他のカム面に比べて、駆動カムの単位回動角度当たりのパンチ移動量が最も少なくなるように構成したので、負荷の最もかかる穿孔時の駆動カムの単位回動角度当たりのパンチストローク量についても、穿孔面がカムホルダに当接するときの方が他のカム面がカムホルダに当接するときに比べて小さいため、パンチをゆっくりとストローク動作させることができ、低トルクで穿孔可能なものが提供できる。

さらに、請求項３に係る発明によれば、駆動カムは、カムホルダを押圧動作してパンチを押下する押下カムと、カムホルダを押圧動作してパンチを持ち上げる押上カムとの２種類のカムを有しており、パンチを押下し記録紙を穿孔するまでの穿孔動作に要する駆動カムの回動角度量の方が穿孔後の元の位置へ復帰するまでの戻り動作に要する駆動カムの回動角度量の方より大きくなるように、駆動カムのカム面を形成する構成が簡単に実現できるので、低トルクでの穿孔が容易に実現できるようになる。さらに、パンチを押上するときには、小さい回動角度に構成できるから、無駄な時間を少なく抑えた生産性の良好なものが提供できる。

この発明に係るパンチ処理装置を示す斜視図である。 （ａ）はそのパンチ処理装置に使用する駆動カムを示す斜視図、（ｂ）はその駆動カムを底面側からみた斜視図である。 （ａ）はそのパンチ処理装置に使用するカムホルダを示す斜視図，（ｂ）はそのカムホルダを底面側からみた斜視図である。 （ａ）はそのパンチ処理装置に使用するパンチを示す斜視図、（ｂ）はその正面図である。 その実施例と従来とにおける駆動カムの回動角とパンチストロークと従来の相関関係を示すグラフである。 （ａ）はこの発明にかかるパンチ処理装置の第２実施例にかかる駆動カムを示す斜視図、（ｂ）はその駆動カムを底面側からみた斜視図である。 その実施例と従来とにおける駆動カムの回動角とパンチストロークと従来の相関関係を示すグラフである。

この発明の実施の形態について添付図面に基づき説明する。
図１には、この発明に係るパンチ処理装置の全体斜視図を示す。

この実施例のパンチ処理装置１は、パンチ１３と、回転軸１５と、駆動カム１７と、カムホルダ１８とを備えており、図示せぬ記録紙後処理装置のケーシングに下ブラケット１１を介してねじ止めされている。

この下ブラケット１１には、略コ字形の上ブラケット１２がねじ１１ａで固定されており、この上ブラケット１２との間に記録紙が通り抜けることができる程度の隙間が形成され、パンチをあける記録紙を一時的に保持するようになっている。なお、下ブラケット１１には、パンチ１３と同軸位置にパンチ１３より少し大き目の図示せぬ孔が穿設されており、パンチ１３下端の刃先部分が下ブラケット１１を貫通できるようになっている。

上ブラケット１２は、中央部側の平面部１２ａと、この両側に起立する壁面部１２ｂとから構成されている。平面部１２ａには、軸受１４が圧入されている一方、両壁面部１２ｂには、回転軸１５を回転自在に支持するためのベアリング１６が取り付けてある。

軸受１４には、各パンチ１３の上下動動作をガイドするためにパンチ挿入孔が形成されている。

回転軸１５には、図示せぬ平行ピンを挿入するための孔が設けてあり、その平行ピンを介して駆動カム１７が取付けてある。このように、駆動カム１７を平行ピンで取付けているため、回転軸１５は、駆動カム１７との間に若干の遊びを有しており、駆動カム１７に設けたパンチ１３が軸受１４のパンチ挿入孔から多少ずれても、そのずれを容易に吸収して組付けられるようになっている。

駆動カム１７は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、パンチ１３を押下げるためのカム（以下、押下カムとよぶ）１７ａと、パンチ１３を押上げるためのカム（以下、押上カムとよぶ）１７ｂとの２種のものを有している。このうち、パンチ１３を押下げるための押下カム１７ａは、回転軸１５を２７０度かけて回動させて、つまり、ゆっくりとパンチ１３を押し下げることができる固有のカム面を有している。

一方、押上カム１７ｂは回転軸１５を９０度回動させて、つまり、一気にパンチ１３を持ち上げるように形成されている。なお、図２において、符号１７ｃはパンチ１３が最降下した下死点に達したときに、この駆動カム１７の押下カム１７ａが次に説明するカムホルダ１８に当接する面（以下、中立面とよぶ）を示す。

カムホルダ１８は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、略箱型に形成されており、駆動カム１７の外周を取り囲むように設けられている。このカムホルダ１８には、駆動カム１７の押下カム１７ａと接触する第１接触面１８ａと、押上カム１７ｂと接触する第２接触面１８ｂとを有している。さらに、このカムホルダ１８には、駆動カム１７の回転運動により上下のブラケット１１、１２に向けて往復運動できるようにするとともに、そのガイドとなる長孔状の切り欠き１８ｃが形成されている。この切り欠き１８ｃには、カムホルダ１８の水平方向への回転を阻止する機能も付与されている。

このカムホルダ１８は、駆動カム１７側の押下カム１７ａがカムホルダ１８の床側の第１接触面１８ａに接触したときに下方へ押下され、逆に、駆動カム１７の押上カム１７ｂがカムホルダ１８の天井部分のうち左右両側部分から下がった第２接触面１８ｂに接触したときに上方へ持ち上げられるようになっている。なお、このカムホルダ１８の底面部分には、パンチ１３を取り付けるための溝１８ｄと、位置決めのための孔１８ｅとを有している。

パンチ１３は、圧入された軸受１４にガイドされながら、上下方向に往復運動するカムホルダ１８とともに一体に上下運動しながら記録紙等にパンチ孔をあけるものである。そのため、このパンチ１３は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、下部に刃先を設けており、上部には溝１８ｄに係合状態で挿入・装着させるためのくびれた首部１３ｃが形成されている。なお、この刃先の下端部には、凹状に形成された最上部１３ｂと、この最上部１３ｂを挟んだ両端部に鋭くエッジ状に形成された最下部１３ａとを有している。

つぎに、この実施例にかかるパンチ処理装置の作用について説明する。
画像形成装置で画像形成され、記録紙後処理装置内を搬送される記録紙は、図１に示すパンチ処理装置１を通過する際に、パンチ処理が行われる。

このパンチ処理がなされる記録紙がこのパンチ処理装置１へ搬送されてくるのに先立ち、パンチ１３は、記録紙の搬送動作の邪魔にならないように、駆動カム１７のうち押上カム１７ｂによって持ち上げられた状態で待機している。このときの駆動カム１７の回動姿勢（押上カム１７ｂが鉛直上向きの状態）をホームポジション（以下、ＨＰと略す）とする。なお、この実施例では、記録紙の搬送動作を一時停止させてパンチ孔をあけるように構成してあるが、所定速度で搬送させながらパンチ孔をあけるように構成してもよい。

記録紙後処理装置内を搬送される記録紙は、このパンチ処理される搬送位置（以下、処理位置とよぶ）で一時停止するように制御されており、記録紙がその処理位置に停止すると、図示せぬ駆動源であるモータからの駆動力が回転軸１５に伝達し、この回転軸１５が図示せぬ平行ピンを介して駆動カム１７を回転させる。

この駆動カム１７が回転をはじめると、駆動カム１７のうち、押下カム１７ａによってカムホルダ１８の第１接触面１８ａが徐々に下方へ押出されていく。この駆動カム１７によってカムホルダ１８が押下されると、カムホルダ１８と一体のパンチ１３も押下される。駆動カム１７の回動動作によってパンチ１３の刃先部分が記録紙に到達すると、徐々に穿孔が行われていく。この穿孔動作はパンチ１３の刃先において、最下部１３ａから最上部１３ｂまでの間で行われる。

この穿孔動作が完了すると、駆動カム１７はさらに回動し、２７０度回動したところでパンチ１３が下死点まで移動される。このとき、パンチ１３のストローク量が最大となり、駆動カム１７は押下カム１７ａの中立面１７ｃでカムホルダ１８の第１接触面１８ａを押下している。

このようにして、回転軸１５およびこれと一体に回動する駆動カム１７による２７０度の回動動作により押下されたパンチ１３は、駆動カム１７による残り９０度の回動動作により、押上カム１７ｂにより第２接触面１８ｂが一気に持ち上げられる。従って、パンチ１３も記録紙から離脱して上方に持ち上げられていき、もとの位置（以下、ＨＰと略す）に復帰する。

なお、ここで、記録紙に穿孔後のパンチ１３については、ゆっくりと初期位置へ戻っても、素早く一気に戻っても、すでに形成している穿孔には何ら悪影響を及ぼすことがないから、できるだけ速くＨＰに戻ることにより、一巡するパンチ作業時間の短縮化を図ることができるようになっている。

次に、この実施例および従来技術における駆動カム回転角とパンチストローク量について、図５を参照しながら説明する。なお、この図５において、横軸は駆動カムの回転角度、縦軸はパンチのストローク量を示す。破線は従来技術に示す構成のもの（以下、従来タイプのもの）、実線はこの実施例にかかる駆動カム１７およびパンチ１３を用いたもの（以下、実施例タイプのもの）を使用するときの特性をそれぞれ示す。

パンチストローク量がＡ点のときパンチの刃先部分の最下部（この実施例では１３ａの位置）が記録紙に到達し、ストローク量がＢ点のとき、パンチは刃先部分の最上部（この実施例では１３ｂの位置）を通過する。従来技術およびこの実施例ともにパンチのストローク量を同一にしており、駆動カムの回転角が０度もしくは３６０度のときに、ＨＰである。

先述したように、従来タイプの駆動カムでは、１８０度の回動時にパンチが最大ストロークに到達して、残りの１８０度の回動動作でＨＰに復帰する。一方、この実施例タイプのものでは、２７０度の回動時にパンチ１３が最大ストロークに達し、残り９０度の回動動作でＨＰに復帰している。

同図からわかるように、駆動カムの３６０度の回転角度の中で、最もトルクを必要とするのは、穿孔時（この実施例タイプの場合で説明すると、パンチ１３の最下部１３ａが記録紙に達してから最上部１３ｂがその記録紙を貫通・通過するまで）である。このときの従来タイプとこの実施例タイプの回動角度量を比較すると、この実施例タイプの方が大きい。

従来タイプとこの実施例タイプについて、パンチストローク量が一定（Ａ点からＢ点）で、かつ、同一角速度で回転軸が回動する場合、駆動カムの回動角度量が大きければ大きいほど、パンチ１３がゆっくりとストローク動作するため、従来タイプのものよりこの実施例タイプの方が、低トルクで穿孔することができる。つまり、これは、単位時間当たりのストローク変位量（各グラフに対応する関数について、一定領域内での微分係数に比例する）が少なくて済むからである。

なお、この実施例タイプのものについては、２７０度の回動角でパンチ１３をゆっくりと押し下げていき，２７０度から３６０度の回動角、つまり残り９０度でパンチ１３を素早く一気に持ち上げる動作を、駆動カム１７のみで行っているが、０度から２７０度の回動角でパンチ１３をゆっくり押下げた後、残り９０度の角度範囲ではスプリングなどの弾性体などを使用して、パンチ１３を素早く持ち上げても、同様の効果が得られる。

次に、この発明にかかる第２実施例について説明する。
この実施例において、先の第１実施例と同一部材には同一符号を付して重複説明を避ける。

この第２実施例のパンチ処理装置１では、駆動カム２７のみその形状が先の第１実施例とは異なっており、他の部材、即ち、パンチ１３と、回転軸１５と、カムホルダ１８とについては第１実施例と同一のものが使用されている。

駆動カム２７では、図６に示すように、押下カム２７ａが、往動面２７１と、穿孔面２７２と、移動面２７３とから構成されている。

往動面２７１は、カムホルダの第１接触面に接触押下することにより、パンチの刃先部分の最下部を記録紙まで到達させるものであり、０度から６０度までの角度範囲で構成されている。

穿孔面２７２は、カムホルダの第１接触面に接触することにより、パンチの刃先部分の最下部から最上部までが記録紙をゆっくりと貫通させるものであり、６０度から１８０度の角度範囲で構成されている。

移動面２７３は、カムホルダの第１接触面に接触することにより、パンチを下死点（このとき駆動カム２７は中立面２７ｃが第１接触面に当接する）まで移動させるものであり、１８０度から２７０度の角度範囲で構成されている。

次に、この第２実施例および従来技術における駆動カムの回動角とパンチのストローク量について、図７を参照しながら説明する。なお、この図７において、横軸、縦軸、破線、実線はそれぞれ先の第１実施例における図５のものと同一である。

この図からわかるように、従来タイプの駆動カムは、１８０度の回動角度で最大ストロークに達して、残り１８０度の回動角度の範囲でＨＰに復帰するが、この実施例タイプでは駆動カム２７の回転角度が２７０度で最大ストロークに達し、残り９０度の角度範囲でＨＰへ復帰している。

駆動カムの回転角度について３６０度の全角の中で、最もトルクを必要とするのは、穿孔時（パンチの最下部が記録紙に到達してから、最上部が記録紙を通過するまで）である。このときの従来タイプのものと、この実施例タイプのものとの駆動カムの回動角度量を比較すると、この実施例タイプの方が大きい。

パンチストローク量が一定（Ａ点からＢ点）の場合、回動角度量は大きければ大きいほど、パンチはゆっくりとストローク動作するので、従来タイプにくらべて低トルクで穿孔することができる。

ところで、この第２実施例の駆動カム２７は、既述したように、０から６０度，６０度から１８０度，１８０度から２７０度、２７０度から３６０度の４種類の角度領域で異なるカム面を有するように構成されている。

特に、この実施例タイプでは、駆動カム２７の回動角が０度から６０度の角度領域が往動面となっており、従来タイプに比べて時間的に早く記録紙に到達している。この角度領域では、穿孔に直接関係しないので、早く記録紙に到達し、その分、パンチ孔あけの際の実質的な穿孔時間を長く確保することができるとともに、パンチ処理作業時間の短縮化が図れる。

この実施例タイプでは、低トルクで穿孔できるようにするために、即ち、できるだけゆっくりとパンチがストローク動作を行えるようにするために、駆動カム２７の回動角が６０度から１８０度までの１２０度を穿孔面として、角度量を大きく確保してある。

例えば、図７のＡ点からＢ点の間について、従来タイプとこの実施例タイプの駆動カムの回動角を比較すると、この実施例タイプの方が回動角が大きいために、単位時間当たりのストローク変位量は小さくて済み、パンチ１３がゆっくりとストローク動作させることができる。最も負荷のかかる穿孔時のパンチ１３のストロークをゆっくりと行うことで、従来タイプよりも低トルクでの穿孔作業を行うことができる。この角度領域は、広ければ広いほど低トルクでの穿孔作業が得られる。

この実施例タイプでは、先述したように、駆動カム２７の回転角度が１８０度から２７０度に達するところで、穿孔作業を終えたパンチが下死点に到達する。

この実施例タイプでは、駆動カム２７の回転角が２７０度から３６０度の角度領域で、パンチがＨＰに復帰するものであり、この場合には、別のカム面、即ち、押上カム２７ｂを用いて、この押上カム２７ｂがカムホルダの第２接触面を押圧・押動して、ＨＰに復帰する。

１ パンチユニット
１１ 下ブラケット
１２ 上ブラケット
１３ パンチ
１４ 軸受（ガイド）
１５ 回転軸
１６ ベアリング
１７ 駆動カム
１７ａ 押下カム
１７ｂ 押上カム
１８ カムホルダ
２７ 駆動カム
２７１ 往動面
２７２ 穿孔面
２７３ 移動面

Claims (3)

1. 画像形成装置から排出された記録紙にパンチでパンチ孔をあけるパンチ処理装置であって、
   モータなどの駆動源により回転する回転軸に固定されその回転動作によって回動する駆動カムと、
   記録紙に穿孔するパンチを一体に取付け前記駆動カムの回動動作によって往復運動するカムホルダと、
   前記パンチの移動動作をガイドするガイド部材と
   を備え、
   前記パンチを押下し記録紙を穿孔するまでの穿孔動作に要する前記駆動カムの回動角度量の方が穿孔後の元の位置へ復帰するまでの戻り動作に要する前記駆動カムの回動角度量の方より大きくなるように、前記駆動カムのカム面を形成したことを特徴とするパンチ処理装置。
2. 前記駆動カムのカム面が、パンチがホームポジションから記録紙に到達するまでカムホルダに当接する往動面と、パンチが記録紙を穿孔するまでカムホルダに当接する穿孔面と、パンチが穿孔動作を終えてから下死点に到達するまで間カムホルダに当接する面とから構成され、
   前記駆動カムの単位回動角度当たりのパンチ移動量が、前記穿孔面が他のカム面に比べて最も少なくなるように、駆動カムのカム面を形成したことを特徴とする請求項１に記載のパンチ処理装置。
3. 前記駆動カムは、カムホルダを押圧動作してパンチを押下する押下カムと、カムホルダを押圧動作してパンチを持ち上げる押上カムとの２種類のカムを有することを特徴とする請求項１または２に記載のパンチ処理装置。

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