JP5912257B2 - 紙葉穿孔装置 - Google Patents

Description

本発明は、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ファイリング穴を穿孔する紙葉穿孔装置に係わり、紙葉に複数の孔を穿孔する穿孔機構の改良に関する。

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用いられている。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。

同文献には、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。

また、特許文献２には、特許文献１と同様に直線状に配列した複数のパンチ部材を、このパンチ列の方向に所定ストロークで往復動するラックを設け、このラックで各パンチ部材に回転運動を伝達し、パンチ部材とフレームとの間のカム機構で穿孔方向に往復動する駆動機構が提案されている。

特開２００１−００９７９１号公報（図１４、図１５） 特開２００８−０３６７５２号公報（図１）

上述のように直線状に配列した複数のパンチ部材を、その配列方向に往復動する駆動部材（スライド部材）で穿孔方向に往復動する穿孔機構は特許文献１、２などで既に知られている。この場合特許文献１の方法は、スライドプレートにカムを設け、このカムにパンチ部材のカムピンを係合させて穿孔運動させる機構（同文献図１）と、パンチ列と交差する方向に歯付ベルトを所定ストロークで往復動するように配置し、この歯付ベルトに噛合した歯車とパンチ部材との間にカムとカムピンを配置する機構（同文献図１４）が開示されている。

また、特許文献２には直線状に配列した複数のパンチ部材と交差する方向にラックを設け、このラックの往復運動でパンチを所定方向に回転させ、パンチとフレームの間に配置したカム機構でパンチを穿孔方向に移動する機構が開示されている。

このように複数のパンチ部材は、紙葉にファイル穴を穿孔するため、規格化された間隔で、例えば２穴、３穴、４穴などに配列される。このとき２穴３穴切り換え穿孔する装置仕様では５本のパンチ部材が一直線上に配列され、２穴４穴切り換え穿孔する装置仕様では４本のパンチ部材が一直線上に配列される。そしてこのように配列された複数のパンチ部材は、配列方向と同一方向（穿孔直交方向）に往復動する部材（ラック、歯付ベルトなど）で穿孔方向に移動する駆動機構が用いられている。

図８にこの駆動機構の一例を示すが、装置フレームに、複数のパンチ部材１０１が直線状に配列され、それぞれ穿孔方向に移動可能に支持されている。そしてパンチの配列方向に所定ストロークで往復動するラック（歯付ベルトでも同様）１０２がフレームにスライド移動可能に取付けられ、このラックに駆動モータ（不図示）が連結されている。そしてラック１０２の駆動歯１０３は各パンチ部材１０１に一体形成された受動歯車１０４に歯合されている。

従ってラック１０２を所定ストロークＳｔで移動すると、同図矢印方向移動のときにはパンチを反時計方向に回転し、反対方向移動のときにはパンチを時計方向に回転する。そして各パンチ部材１０１には受動歯車１０４と共に図示しない円筒カムが設けられ、この円筒カムはフレームに固定したカムピン（カムフォロア）に係合させてある。従ってフレームに穿孔方向に上下動可能に支持された複数のパンチ部材１０１はラック１０２の往復動作で正逆方向に回転する。そして各パンチ部材に設けられた円筒カムでパンチ部材は穿孔方向に上下動することとなる。

このような装置構成において、パンチ部材を複数配列する。このパンチ間隔（Ｌ１，Ｌ２）はファイル穴仕様によって予め設定され、このパンチ間隔を変更することはできない。従ってパンチ４本構成（２穴４穴切り換え）であっても５本構成（３穴４穴切り換え）であっても、パンチ部材の間隔は一定に設定される。そしてこの複数のパンチ部材に回転動作を伝達するラック、或いは歯付ベルト１０２のストローク長も一定に設定される。

このため、ラック、歯付ベルトなどの伝動部材の最小長さは、パンチ間隔（Ｌ１，Ｌ２）と駆動ストロークＳｔの２倍の総和（Ｌｚ＝Ｌ１＋Ｌ２＋２Ｓｔ）となる。従ってパンチユニットのユニット長さ（Ｌｚ）は全パンチ間隔の和と駆動ストロークの２倍長となるためユニット寸法が大型となる問題がある。

そこで本発明者は、複数のパンチ部材に回転を伝達するため、所定ストロークで往復動するラック、歯付ベルトなどの伝動部材とパンチ部材とを歯車連結する際に、左端又は右端に位置するパンチ部材と伝動部材とを中間歯車を介して連結し、その歯車列方向を伝動部材の移動ストローク方向に設定するとの着想に至った。

本発明は複数のパンチ部材を直線状に配列し、その配列方向に往復動する伝動部材で各パンチ部材に回転動作を伝達する際に、伝動部材のストローク長を短く設定することが出来、もって装置の小型化が可能である紙葉穿孔装置の提供をその課題としている。

上記課題を達成するため本発明は、ベースフレームに複数のパンチ部材を直線状に配列し、その列方向に所定ストロークで往復動する伝動部材を配置する。そしてこの伝動部材に形成した駆動歯と各パンチ部材に形成した従動歯とを噛合する際に、伝動部材の右限位置と左限位置の少なくとも一方に位置するパンチ部材と駆動歯とを所定外径を有する中間歯車を介して連結することを特徴としている。

この場合、上記駆動歯と従動歯と中間歯車とは、上記伝動部材の往復動方向に略直線状に配列し、所定間隔に設定したパンチ部材と伝動部材の連結位置を、往復動方向の中央部側に所定量オフセットする。これによってパンチユニットのパンチ列方向長さを小さく設定することが出来、装置の小型コンパクト化が可能となる。

更にその構成を詳述すると、ベースフレーム（３０）と、ベースフレームに配置された複数のパンチ部材（４０）と、各パンチ部材を穿孔方向に往復動する駆動手段と、を備え、複数のパンチ部材は、ベースフレームに所定間隔で略直線上に配列され、駆動手段は、駆動モータ（Ｍ）と、この駆動モータの回転で穿孔方向と交差する方向に所定ストロークで右限位置（ＲＬ）と左限位置（ＬＬ）との間で往復動する伝動部材（５０）と、伝動部材に形成された駆動歯（５１）と、各パンチ部材に形成された従動歯（４６）とで構成する。駆動歯と従動歯とは、各パンチ部材を回転しながら穿孔方向に上下動するように互いに噛合すると共に、伝動部材の右限位置と左限位置の少なくとも一方に位置するパンチ部材（４０）は、その従動歯と伝動部材の駆動歯とを、所定外径を有する中間歯車（４７）を介して連結する。

上記伝動部材（５０）は、前記ベースフレームに往復動可能に支持されたラックで構成する。

上記ベースフレームと複数のパンチ部材との間には、一方にパンチ部材の回転を穿孔方向運動に変換するカム（４４）が、他方にこのカムと係合するカムフォロア（３３）を設ける。

上記伝動部材の左限位置と右限位置の少なくとも一方に位置するパンチ部材（４０）は、その従動歯（４６）と中間歯車（４７）とを連結する際に、従動歯は伝動部材の移動領域外に配置すると共に中間歯車は伝動部材の移動領域内に配置する。

上記複数のパンチ部材は、４つのパンチ部材で構成され、２穴穿孔と４穴穿孔を選択的に実行するように駆動手段に連結する。

本発明は、直線状に配列した複数のパンチ部材に、その配列方向に所定ストロークで往復動する伝動部材で回転運動を伝達する際に、配列方向外側（最前列又は最後列）に位置するパンチ部材の従動歯と、伝動部材に形成した駆動歯とを所定外径を有する中間歯車を介して歯車結合したものであるから以下の効果を奏する。

本発明は、パンチの配列方向に往復動する伝動部材と、パンチ配列方向の最外側に位置する（右限位置又は左限位置の）パンチ部材とを中間歯車を介して歯車結合したものであるから、この中間歯車と伝動部材の駆動歯とを移動方向中央側にオフセットすることによって、伝動部材の作動領域を小さく設定することが出来る。

従って予め設定された間隔に複数のパンチ部材を配列し、これに回転運動を伝達する伝動部材の移動スペースを小さくすることが出来る。これと共に中間歯車を複数の歯車列或いは歯車外径を大きくすることによって伝動部材の移動スペースを更に小さくすることが可能である。

本発明に係わる穿孔装置の全体構成を示す説明図。 図１の装置における要部の説明図であり、（ａ）は図１の装置の断面構造を示し、（ｄ）はカム面の展開図。 図１の装置におけるパンチ部材の配置構造の説明図。 図１の装置におけるパンチ部材と中間歯車との関係を示した概念図。 図１装置における駆動機構のポジションセンサの構成図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）は断面図。 （ａ）乃至（ｅ）図５のポジションセンサにおける動作状態の説明図。 本発明に係わる画像形成装置における後処理装置の構成を示し、（ａ）は全体図であり、（ｂ）は穿孔装置を示す。 従来の穿孔装置に於ける駆動機構の一例。

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は画像形成装置などで画像形成したシートにファイル穴を自動的に形成するパンチユニットに本発明を採用した場合を示す。

パンチユニットＡはベースフレーム（上部フレーム３０及び下部フレーム３５）と、上部フレーム３０に穿孔方向（図１上下方向）に往復動可能に取付けられた複数のパンチ部材４０（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ）と、各パンチ部材に形成された穿孔刃４１に適合するダイ（刃受孔）３８を有する下部フレーム３５で形成されている。

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を隔てて上下に対向するように配置され、その長さ寸法（図１Ｌｘ）はシートの幅方向長さより大きく形成されている。上部フレーム３０には複数のパンチ部材４０が直線状に整列配置され、各パンチ間隔Ｌｓは所定の規格（ファイル穴規格）に設定されている。図１に示す形態はシートに２穴穿孔と４穴穿孔を選択的に形成する場合を示し、この場合にはＬｓ１＝Ｌｓ２＝Ｌｓ３に設定されている。そして２つのパンチ部材４０ｂと４０ｃで２穴穿孔を実行し、４つのパンチ部材４０ａ〜４０ｄで４穴穿孔を実行する。

この他、パンチ部材４０は２穴穿孔と３穴穿孔を選択的に施すように５本のパンチを直線配置する構成も、或いは２穴穿孔、３穴穿孔、４穴穿孔など単機能穿孔ように配列することも可能である

上記パンチ部材４０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。図示の第１乃至第４のパンチ部材４０ａ〜４０ｄは同一構造で構成されているのでその１つについて図２（ａ）に従って説明する。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にガイド孔３１ａ、３２ａが設けられている。各パンチ部材４０ａ〜４０ｄはこのガイド孔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。上記下部フレーム３５は上部フレーム３０に前述の間隙Ｓｄを形成して固定ネジで一体に取り付けてある。

「カムメカニズム」
上述の複数のパンチ部材４０には、駆動モータＭから回転運動が伝達され、その回転運動を穿孔方向に変換するカム手段（図示のものは円筒カム４４）が設けられている。各パンチ部材４０ａ〜４０ｄには円筒カム４４が一体形成され、このカムは傾斜カム面４５θを有するカム溝４５で構成されている。

このカム溝４５は後述するようにパンチ部材４０に作用する回転運動を回転子ながら穿孔方向に移動する運動に変換している。このため上部フレーム３０にはこのカム溝４５と係合するカムフォロア部材（カムピン）３３が固定してある。なお、上記カムフォロア部材３３にはガイド軸部が設けられ、後述する伝動部材（スライドプレート：以下同様）５０を摺動可能にガイドする機能を備えている。

また、上記各パンチ部材４０には従動歯４６が一体に取り付けられている。この従動歯車４６は後述する「駆動手段」を構成するラック５１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。この他鉄系金属或いはセラミックなどで形成しても良い。

また、円筒カム４４と従動歯４６とはＰＯＭ（ジュラコン樹脂）などの合成樹脂で成形することが加工性、静音性などから好ましが、特にその材質を特定するものではない。そしてパンチ部材４０の穿孔刃４１と円筒カム４４と従動歯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、貫挿ピン、接着剤などで固定する。

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と当接する端面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をラジアル方向に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。

「駆動手段の構成」
前記各パンチ部材４０を穿孔方向に往復動する駆動手段の構成について説明する。図１に示すように各パンチ部材４０を回転動する「駆動手段」は、駆動モータＭと、この駆動モータの回転で穿孔方向と交差する方向に所定ストロークで右限位置ＲＬと左限位置ＬＬとの間で往復動する伝動部材５０と、この伝動部材に形成された駆動歯（ラック）５１と、各パンチ部材４０に形成された従動歯４６とで構成されている。

上記伝動部材５０には駆動モータＭが図５（ａ）に示すように連結されている。上部フレーム３０にはブラケット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が伝動部材５０の駆動歯（ラック）５１に歯合してある。従って駆動モータＭの正逆転で伝動部材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。

そこで本発明は所定ストロークで往復動する伝動部材５０と複数のパンチ部材４０ａ〜４０ｄとを次のように駆動連結することを特徴とする。直線状に複数配列したパンチ部材４０と、このパンチの列方向に往復動する伝動部材５０とを、伝動部材に設けたラック５１とパンチ部材４０に設けた従動歯４６とを次のように係合する。

図１及び図４に示すように直線状に配列したパンチ部材４０ａ〜４０ｄに対し、伝動部材５０の右限位置ＲＬに位置する第４パンチ部材４０ｄ及び／又は左限位置ＬＬに位置する第１パンチ部材４０ａの少なくとも一方（図示のものは第４パンチ部材４０ｄ）の従動歯４６ｄと伝動部材５０に形成したラック５１とを中間歯車４７を介して連結する。そして中間歯車４７と第４パンチ部材４０ｄとの間に所定の軸間距離Ｌｙを形成するように中間歯車４７の外径を設定する。

このように構成することによってベースフレーム３０の有効長さＬｘと第１パンチ部材４０ａと第２パンチ部材４０ｂとの間隔Ｌｓ１、第２−第３パンチ部材４０ｂ、４０ｃの間隔Ｌｓ２と、第３−第４パンチ部材４０ｃ、４０ｄの間隔Ｌｓ３との関係は［Ｌx≧Ｌｓ１＋Ｌｓ２＋Ｌｓ３］となる。このとき伝動部材５０の一方向移動量をＳｔ、中間歯車４７の軸間距離をＬｙとすると、伝動部材５０の作動領域Ｌｚは［Ｌｚ＝Ｌx＋２Ｓｔ−Ｌｙ］となる。

従って図８に示すように従来のラック１０２に複数のパンチ部材１０１を中間歯車を用いることなく直接歯車結合した場合には、ラック１０２の作動領域Ｌｚは［Ｌｚ＝Ｌｘ＋２Ｓｔ］であるのに対して、長さＬｙだけ伝動部材５０の作動領域を短くすることが出来る。

上述のように所定ストロークＳｔで往復動する板状部材（伝動部材；５０）にはラック５１（駆動歯）が形成され、このラック５１に複数のパンチ部材４０が、それぞれに形成された従動歯車４６で係合されている。そして、図１に示すように伝動部材５０にはその一端部（図１左端）に駆動モータＭが連結されている。また伝動部材５０の他端部（図１右端）に位置するパンチ部材４０ｄは、中間歯車４７を介してラック５１と噛合（係合）している。なお駆動モータＭと伝動部材５０との係合関係は図４に従って後述する。

また、図１に示す実施形態では、複数のパンチ部材４０ａ〜４０ｄは、ラック５１と直接係合する第１のパンチ部材４０ａ、４０ｂ、４０ｃと、ラック５１と中間歯車４７を介して係合する第２のパンチ部材４０ｄとから構成されている。このとき第１のパンチ部材４０ａ、４０ｂ、４０ｃにおいて穿設方向に沿って設けられる従動歯車４６とカム４５の上下位置と、第２のパンチ部材において穿設方向に沿って設けられる従動歯車４６とカムの上下位置は、異なるように配置されている。

尚本発明にあって、右限位置ＲＬのパンチ部材４０ｄとラック５１とを中間歯車４７で連結する場合を説明したが、左限位置ＬＬのパンチ部材４０ａとラック５１とを中間歯車４７で連結しても同様の効果が得られる。この場合は中間歯車４７をラック中央部側に設定する必要がある。

「ポジションセンサ」
上記伝動部材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。図６に従ってこれを説明する。同図（ａ）に示すように伝動部材５０には第１センサフラグ５５（５５ａ、５５ｂ、５５ｃ）と、第２センサフラグ５６が設けてあり、第１センサフラグ５５ａ〜５５ｃを第１ポジションセンサＳｐ１が、第２センサフラグ５６を第２ポジションセンサＳｐ２と第３ポジションセンサＳｐ３がそれぞれ位置検出するようになっている。この各ポジションセンサＳｐ１〜Ｓｐ３については後述する。

次に上述のように構成されたパンチ部材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２（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。

上記各カム溝４５ａ〜４５ｄには穿孔方向に（図２（ｂ）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２（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。

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に固定されたカムフォロア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。

また上記各円筒カム４４は所定角度ずつ位相差を有するようにパンチ部材４０ａ〜４０ｄに取り付けられ、同時孔開け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いる。つまり図１に示すように４穴開けの時、各パンチ部材４０ａ〜４０ｄは、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（カム溝の変移差）を持って孔開けタイミングをズラしている。２穴開けの時も同様に第２パンチ部材４０ｂ、第３パンチ部材４０ｃの順に位相差を持たせている。このような位相差は装置組み立て時に各パンチ部材４０ａ〜４０ｄの従動歯４６を前述の伝動部材５０のラック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。

以上パンチ穴を２穴，４穴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３穴打ち、或いは中央の間隔を異ならせてシート上下に４穴穿孔することも可能であることは勿論である。また、図１の装置で円筒カム４４にはその外周全域にカム溝４５を形成したが、これは傾斜カム面４５θの部分のみに形成し、このカム部分でパンチ部材４０を往復動する構成であっても良い。更に本発明にあって穿孔刃４１の端面形状をＵ字、Ｖ字状にカットする場合を示したがこれは半裁円形状であっても良い。

次に上述のパンチ部材４０の動作制御について説明する。まず第１〜第４パンチ部材４０ａ〜４０ｄの穿孔動作を図２（ｂ）に基づいて説明する。同図は前述の円筒カム４４を平面に展開したカム線図を示し、第２第３パンチ部材４５ｂ、４５ｃには２つの傾斜カム面４５θが形成してあり、第１第４パンチ部材４０ａ、４０ｄには１つの傾斜カム面４５θが形成されている。

そして全てのパンチ部材４５ａ〜４５ｄには同一個所（正確には少許の位相差を有する）に傾斜カム面θが形成されている。そこで図２（ｂ）に図示する位置にホームポジションＨＰ１、ＨＰ２、ＨＰ３が設定され、第１ホームポジションＨＰ１と第２ホームポジションＨＰ２間で伝動部材５０を往復動すると被穿孔シートには４穴の穿孔が施され、第２ホームポジションＨＰ２と第３ホームポジションＨＰ３間で伝動部材５０を往復動すると被穿孔シートには２穴の穿孔が施されるように構成されている。

そこで前述の伝動部材５０には図６に示すように第１センサフラグ５５と第２センサフラグ５６が設けてあり、第センサフラグ５５には３つのフラグ５５ａ、５５ｂ、５５ｃが設けてあり、第２センサラグ５６には１つのフラグが設けてある。そして第１センサフラグ５５を検出する第１ポジションセンサＳｐ１と、第２センサフラグ５６を検出する２つのポジションセンサ（第２ポジションセンサＳｐ２、第３ポジションセンサＳｐ３）が設けられている。また駆動モータ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。

そして上記第１センサフラグ５５は前述の伝動部材５０の第１、第２、第３のホームポジションを検出する位置に配置されている。また第２センサフラグ５６はパンチ動作の状態を検出する位置で伝動部材５０に配置されている。これらのセンサの検出状態を図７に従って説明する。同図（ａ）の状態でＳｐ１「ＯＮ」Ｓｐ２「ＯＦＦ」Ｓｐ３「ＯＮ」となり、伝動部材５０が左限位置ＬＬに位置する状態を検知する。このセンサの検知状態で４穴孔開け時のホームポジションＨＰ１（動作開始＆終了位置）を検出する。

つまり駆動モータＭで伝動部材５０同図左側に移動しているときにはこの位置検出で左限位置ＬＬを検知して駆動モータＭを停止する。また伝動部材５０が同図右側に移動しているときにはこの位置検出で４穴孔開け時のホームポジションＨＰ１（動作開始＆終了位置）を検知し、この位置を基準に駆動モータＭの回転量を制御する。

次に同図（ｂ）の状態ではＳｐ１「ＯＦＦ」、Ｓｐ２「ＯＮ」、Ｓｐ３「ＯＮ」となり、４穴孔開け動作位置を検出する。つまりこの状態で前記パンチ部材４０ａ〜４０ｄはシートＳへの穿孔動作を実行している。そして図７（ｃ）に示す状態でＳｐ１「ＯＮ」、Ｓｐ２「ＯＮ」、Ｓｐ３「ＯＦＦ」となり、前記第２ホームポジションＨＰ２を検出する。この状態では４穴孔開け動作を終了している。そしてこの位置を基準に伝動部材５０を図７左側に移動すると４穴孔開け動作に移行し、同図右側に移動すると２穴孔開け動作に移行する。

次に図７（ｄ）のＳｐ１「ＯＦＦ」、Ｓｐ２「ＯＦＦ」、Ｓｐ３「ＯＦＦ」のとき２穴孔開け動作位置を検出する。この状態で前記パンチ部材４０ｂ、４０ｃはシートＳへの穿孔動作を実行している。そして同図（ｅ）のＳｐ１「ＯＮ」Ｓｐ２「ＯＦＦ」Ｓｐ３「ＯＦＦ」のとき第３ホームポジションＨＰ３（２穴孔開け動作の終了位置）を検出する。つまり、２穴孔開けのときには、この状態検出で駆動モータＭを停止した後、その回転を逆転する。

上述のように第１、第２ホームポジション間をスライドプレート５０が往復動する過程で４穴孔開けが実行され、第２、第３ホームポジション間をスライド部材５０が往復動する過程で２穴孔開けが実行されるようになっている。尚前述の駆動モータＭに設けたエンコーダ５４は駆動モータＭの回転軸の回転方向とジャムなどでパンチ部材が異常停止する状態を検出する。駆動モータＭの制御については後述する。

［後処理装置の実施形態の説明］
次に本発明に係わる画像形成装置における後処理装置の構成を図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、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Ａ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Ｓ１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。

Ａ ユニット
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
３５ 下部フレーム（ベースフレーム）
４０ パンチ部材（４０ａ〜４０ｄ）
４１ 穿孔刃
４４ 円筒カム
４５ カム溝
４６ 従動歯
４７ 中間歯車
５０ 伝動部材（スライドプレート）
５１ 駆動歯（ラック）
５４ エンコーダ
Ｍ 駆動モータ
ＲＬ 右限位置
ＬＬ 左限位置
Ｓｔ 所定ストローク

Claims (7)

1. ベースフレームと、
   前記ベースフレームに配置された複数のパンチ部材と、
   前記各パンチ部材を穿孔方向に往復動する駆動手段と、
   を備え、
   前記複数のパンチ部材は、前記ベースフレームに所定間隔で略直線上に配列され、
   前記駆動手段は、
   駆動モータと、
   この駆動モータの回転で穿孔方向と交差する方向に所定ストロークで往復動する伝動部材と、
   前記伝動部材に形成された駆動歯と、
   前記各パンチ部材に形成された従動歯と、
   で構成され、
   前記駆動歯と前記従動歯とは、各パンチ部材を回転しながら穿孔方向に上下動するように互いに噛合すると共に、前記伝動部材の少なくとも一方に位置するパンチ部材は、その従動歯と前記伝動部材の駆動歯とを、所定外径を有する中間歯車を介して連結されていることを特徴とする紙葉穿孔装置。
2. 前記伝動部材は、前記ベースフレームに所定ストロークで往復動するスライドプレートで構成され、前記駆動歯は、前記スライドプレートに形成されたラックで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の紙葉穿孔装置。
3. 前記駆動モータは、前記スライドプレートに形成されたラックの往復動方向の一端と係合する位置に配置され、このラックの往復動方向の他端と係合するパンチ部材は、前記中間歯車を介して噛合していることを特徴とする請求項２に記載の紙葉穿孔装置。
4. 前記ベースフレームと前記複数のパンチ部材との間には、一方にパンチ部材の回転を穿孔方向運動に変換するカムが、他方にこのカムと係合するカムフォロアが設けら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穿孔装置。
5. 前記複数のパンチ部材は、従動歯が前記ラックと直接係合する第１のパンチ部材と、前記ラックと中間歯車を介して係合する第２のパンチ部材とから構成され、
   前記複数のパンチ部材には、前記パンチ部材の回転を穿孔方向運動に変換するカムが設けられ、前記ベースフレームには、前記カムと係合するカムフォロアが設けられており、
   前記複数のパンチ部材には、従動歯とカムとが穿孔方向に沿って上下に配置され、前記第１のパンチ部材と前記第２のパンチ部材とで、従動歯とカムの上下位置が異なることを特徴とする請求項２又は３に記載の紙葉穿孔装置。
6. 前記伝動部材はラックで構成され、前記伝動部材の左限位置と右限位置の少なくとも一方に位置するパンチ部材は、その従動歯と前記中間歯車とを連結する際に、従動歯は伝動部材の噛合領域の外側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の紙葉穿孔装置。
7. 前記複数のパンチ部材は、４つのパンチ部材で構成され、２穴穿孔と４穴穿孔を選択的に実行するように前記駆動手段に連結されていることを特徴とする請求項１に記載の紙葉穿孔装置。

Images