穿孔装置と画像形成装置
【課題】簡単な構造で、シートに精度良く、かつ生産性が良く孔をあけることができるようにする。
【解決手段】穿孔装置２００は、搬送されてくるシートに孔をあけるパンチ２１０とダイ２１１を有してシート搬送方向に往復移動可能な穿孔ユニット２０１と、穿孔ユニットをシート搬送方向に往動させながらパンチに孔あけ動作をさせた後、穿孔ユニットを復動させる作動ユニット２２０と、を備え、作動ユニットは、穿孔ユニットに接触して穿孔ユニットを往復移動させる円筒カム２３０と、パンチに孔あけ動作をさせる膨出カム２３２とを有し、円筒カムと膨出カムは、共通の回転軸２２４により、一体に回転駆動されるようになっている。
【解決手段】穿孔装置２００は、搬送されてくるシートに孔をあけるパンチ２１０とダイ２１１を有してシート搬送方向に往復移動可能な穿孔ユニット２０１と、穿孔ユニットをシート搬送方向に往動させながらパンチに孔あけ動作をさせた後、穿孔ユニットを復動させる作動ユニット２２０と、を備え、作動ユニットは、穿孔ユニットに接触して穿孔ユニットを往復移動させる円筒カム２３０と、パンチに孔あけ動作をさせる膨出カム２３２とを有し、円筒カムと膨出カムは、共通の回転軸２２４により、一体に回転駆動されるようになっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送されるシートの搬送速度に合わせてパンチとダイを移動させながらシートに孔をあける穿孔装置と、この穿孔装置を装置本体に備えた画像形成装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シートに画像を形成する画像形成装置には、画像を形成されたシートに孔をあける穿孔装置を備えている場合がある。
【０００３】
従来の穿孔装置には、パンチをダイに垂直に進入させてシートに孔をあけるプレスパンチ方式と、パンチとダイスとを回転させながらシートに孔をあけるロータリーパンチ方式とがある。
【０００４】
プレスパンチ方式の穿孔装置は、パンチがシートに対して垂直な状態でダイに進入してシートに孔をあけるため、孔を所定の位置に真円にあけることができて、穿孔精度を高めることができるという特徴があった。しかし、プレスパンチ方式の穿孔装置は、搬送されてきたシートを一旦止めなければ孔をあけることができないため、シートを一旦止める分、シートの孔あけの生産性が低いという問題があった。
【０００５】
また、ロータリーパンチ方式の穿孔装置は、パンチとダイスとをシート搬送速度に合わせて回転させながらシートに孔をあけるため、シートを止める必要がなく、シートの孔あけの生産性が優れているという特徴があった。しかし、ロータリーパンチ方式の穿孔装置はパンチとダイを回転させながらシートに孔をあけるため、本来、インボリュート曲線でなければカジリを生じるためストレートのパンチとダイではクリアランスを大きくとらざるをえない。よって、パンチとダイの干渉を回避するため、パンチのダイへの進入量、パンチとダイのクリアランス、パンチとダイの位相合わせ等、高精度を求められる。さらに、穿孔した孔が楕円となり、バリも出やすく、シートの所定の位置に真円に孔をあけることが困難で、穿孔精度が低いという問題があった。
【０００６】
これらの問題に対処した穿孔装置として、特許文献１に記載のものがある。この穿孔装置は、プレスパンチ方式であるが、パンチとダイとを、シート搬送速度に合わせて移動させながらシートに孔をあけるようになっている。このため、特許文献１に記載の穿孔装置は、穿孔精度と、シートの孔あけの生産性とが優れているという特徴がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２８８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に記載の従来の穿孔装置は、パンチをダイに進入させる動作と、パンチとダイをシート搬送方向に移動させる動作とを別々のクランク機構で行っている。このため、従来の穿孔装置は、構造が複雑であるという問題があった。
【０００９】
また、前述の穿孔装置は、クランク機構によって穿孔装置を移動させているため穿孔装置自体がＳｉｎカーブの速度変化の下で移動する。このため、前述の穿孔装置は、クランク機構のモータの回転速度を変えて、穿孔装置を、等速で移動するシートの移動に合わせるという複雑な制御を行う必要があった。
【００１０】
本発明は、簡単な構造で、かつ複雑な制御を行うことなく、シートに精度良く、かつ生産性が良く孔をあける穿孔装置と、この穿孔装置を備えた画像形成装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の穿孔装置は、搬送されてくるシートに孔をあけるパンチとダイを有してシート搬送方向に往復移動可能な穿孔部と、前記穿孔部を前記シート搬送方向に往動させながら前記パンチに孔あけ動作をさせた後、前記穿孔部を復動させる作動部と、を備え、前記作動部は、前記穿孔部に接触して前記穿孔部を往復移動させる作動カムと、前記パンチに孔あけ動作をさせる穿孔カムとを有し、前記作動カムと前記穿孔カムは、共通の回転軸により、一体に回転駆動される、ことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の穿孔装置は、パンチとダイをシート搬送方向に往動させながらプレスパンチ方式によってシートに孔をあけるため、穿孔精度と、シートの孔あけの生産性とを高めることができる。
【００１３】
また、本発明の穿孔装置は、作動カムと穿孔カムとを共通の回転軸により一体に回転駆動させるようになっているので構造を簡単にすることができる。しかも、作動カムと穿孔カムとを共通の回転軸により回転させるようになっていることにより、共通の駆動源により、パンチ及びダイの移動とパンチの孔あけ動作とをさせることができて、構造を簡単にすることができる。
【００１４】
さらに、本発明の穿孔装置は、作動カムでパンチとダイとを移動させ、穿孔カムでパンチに孔あけ動作をさせるようになっているので、作動カムと穿孔カムの形状を、パンチとダイとが所望の移動速度で移動して、シートに孔をあけるようにすることができる。このため本発明の穿孔装置は、回転軸の回転駆動制御を従来よりも簡単にすることができる。
【００１５】
また、本発明の穿孔装置は、作動カムによってパンチとダイとを移動させるため、作動カムの形状によってパンチとダイとがシートの移動に合わせて移動させることができるので、作動制御を従来よりも簡単にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態の画像形成装置のシート搬送方向に沿った概略断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の穿孔装置の外観斜視図である。
【図３】図２の穿孔装置の制御ブロック図である。
【図４】図２の穿孔装置の動作説明用の図である。（Ａ）は、穿孔ユニットがホームポジションにいる図である。（Ｂ）は、（Ａ）のパンチ周辺の右側面図である。（Ｃ）は、穿孔ユニットがシート搬送方向の下流に移動しながらパンチでシートに孔をあけている図である。（Ｄ）は、（Ｃ）のパンチ周辺の右側面図である。
【図５】図４に続く動作説明用の図である。（Ａ）は、穿孔ユニットが、シートに孔あけを終了してシート搬送方向の最も下流に移動した図である。（Ｂ）は、（Ａ）のパンチ周辺の右側面図である。（Ｃ）は、穿孔ユニットがホームポジションに戻る途中の図である。（Ｄ）は、（Ｃ）のパンチ周辺の右側面図である。
【図６】本発明の第１実施形態の穿孔装置において、図２とカムの形状が異なる場合の図２に相当する図である。
【図７】本発明の第２実施形態の穿孔装置の外観斜視図である。（Ａ）は、穿孔ユニットがホームポジションにいる図である。（Ｂ）は、穿孔ユニットがシート搬送方向の下流に移動しながら梃によって作動するパンチがシートに１つ目の孔をあけている図である。（Ｃ）は、パンチが１つ目の孔あけを終わった図である。
【図８】図７に続く動作説明用の図である。（Ａ）は、穿孔ユニットがホームポジションに戻った図である。（Ｂ）は、穿孔ユニットがホームポジションから再びシート搬送方向の下流に移動しながら同じシートに２つ目の孔をあけている図である。（Ｃ）は、穿孔ユニットがホームポジションに戻った以後、三度、シート搬送方向の下流側に移動しながら、同じシートに３つ目の孔をあけている図である。
【図９】図７（Ａ）の梃を説明するための断面概略図である。
【図１０】本発明の第３実施形態の穿孔装置の外観斜視図である。（Ａ）は、斜め上方から見た図であり、パンチが不図示のシートに孔をあけている状態の図である。（Ｂ）は、下から見上げた図である。
【図１１】図１０の穿孔装置における、パンチをシート搬送方向に移動させるカージオイド型（ハート型）カムに関する図である。（Ａ）は、カージオイド型（ハート型）カムの下面図である。（Ｂ）は、カージオイド型（ハート型）カムの回転角とパンチのシート搬送方向の速度との関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態の画像形成装置と穿孔装置とを図を参照して説明する。
【００１８】
（画像形成装置）
図１は、本発明の実施形態の画像形成装置のシート搬送方向に沿った概略断面図である。
【００１９】
画像形成装置１００は、装置本体１００Ａの上部に画像読取装置６００と原稿給送装置５００とが重ねて装備されている。原稿給送装置５００は、画像読取装置６００の原稿読取部の上部に原稿を自動的に搬送した後、自動的に排出するようになっている。画像読取装置６００は、原稿給送装置５００によって自動的に送り込まれてくる原稿を光学的に順次読み取り、その画像情報をデジタル信号として画像形成部１０３へ送信するようになっている。装置本体１００Ａは、画像読取装置６００からの画像情報に基づいて、普通紙やＯＨＰシート等のシートに原稿を複写するようになっている。
【００２０】
なお、画像読取装置６００は、ユーザによってプラテンガラス６０１に載置された原稿を読み取ることもできるようになっている。このため、原稿給送装置５００は、必ずしも設ける必要がない。また、装置本体１００Ａは、外部のファクシミリやパソコン等から送られてくる画像情報をシートに形成することができるようになっている。このため、画像読取装置６００も、必ずしも設ける必要がない。
【００２１】
画像形成装置１００の装置本体１００Ａの下部には、各種サイズのシートＰを収納した複数のシートカセット１０４（図には１つだけ示して他は省略）が装着されている。シートカセット１０４から搬送ローラ１０５によって搬送されたシートは、画像形成手段である画像形成部１０３において電子写真方式によってトナー画像を形成され、定着器１０６によって、シートに定着される。
【００２２】
シートの片面に画像を形成する場合、シートは、排出ローラ対１０９によって、穿孔装置２００へと送り込まれる。穿孔装置２００は、定着器１０６を通過して、排出ローラ対１０９から排出されたシートをそのまま搬送しながら、シートに孔をあける。
【００２３】
シートの両面に画像を形成する場合、シートは、排出ローラ対１０９によって、スイッチバック搬送されて、再送パス１０７に送り込まれる。シートは、スイッチバック搬送される間に、表裏反転されて、再度、画像形成部１０３へ送り込まれる。シートは、画像形成部１０３で他方の面にトナー画像を形成され、そのトナー画像を定着器１０６で定着されて、排出ローラ対１０９から穿孔装置２００へと送り込まれる。
【００２４】
なお、画像形成装置１００は、符号２００で示す穿孔装置の代わりに、符号３００（図７）、４００（図１０）で示す穿孔装置も装備できるようになっている。
【００２５】
さらに、装置本体１００Ａは、シートをシートカセット１０４からだけでなく、マルチトレイ１０８から、ユーザの手差しによって給送されるようになっている。
【００２６】
（第１実施形態の穿孔装置）
図２は、本発明の第１実施形態の穿孔装置の外観斜視図である。図３は、図２の穿孔装置の制御ブロック図である。図４、図５は、図２の穿孔装置の動作説明用の図である。
【００２７】
穿孔装置２００の構成を説明する。
【００２８】
穿孔装置２００は、搬送されてくるシートに孔をあけるパンチ２１０とダイ２１１を有してシート搬送方向に往復移動可能な穿孔部としての穿孔ユニット２０１を備えている。また、穿孔装置２００は、穿孔ユニット２０１をシート搬送方向に往動（矢印Ｅ方向）させながらパンチ２１０に孔あけ動作をさせた後、穿孔ユニット２０１を復動（矢印Ｆ方向）させる作動部としての作動ユニット２２０も備えている。
【００２９】
作動ユニット２２０は、Ｕ字状の固定フレーム２２３と、固定フレーム２２３に回転自在に支持された回転軸２２４と、回転軸２２４と一体に回転する作動カムとしての円筒カム２３０及び穿孔カムとしての膨出カム２３２等を備えている。回転軸２２４は、シート搬送方向と平行に配置されて、穿孔モータ２７０によって矢印Ｈ方向に回転するようになっている。なお、円筒カム２３０の「円筒」の意味については、第２実施形態の説明の最後に記載してある。
【００３０】
円筒カム２３０は、回転軸２２４と同軸の軸状部材２２５に対して斜めに形成されたカム溝２３１によって、回転軸２２４の回転により穿孔ユニット２０１をシート搬送方向に往復移動させるようになっている。カム溝２３１には、後述する穿孔ユニット２０１の駆動軸２１５が係合している。カム溝２３１において、回転軸２２４が０度の位置から１８０度の位置へ半回転する間に駆動軸２１５に接触する部分２３１Ａは、図４（Ａ）、（Ｃ）に示すように、回転軸２２４の回転にともなって、シート搬送方向の下流に傾斜している。このため、回転軸２２４が０度の位置から１８０度の位置へ半回転する間に、カム溝２３１の符号２３１Ａで示す部分が穿孔ユニット２０１を下流に往動させることができる。
【００３１】
そして、回転軸２２４が１８０度の位置から３６０度の位置へ半回転する間に駆動軸２１５に接触する部分２３１Ｂは、図５（Ａ）、（Ｃ）に示すように、回転軸２２４の回転にともなって、シート搬送方向の上流に傾斜している。このため、回転軸２２４が１８０度の位置から３６０度の位置へ半回転する間に、カム溝２３１の符号２３１Ｂで示す部分が穿孔ユニット２０１を上流に復動させることができる。したがって、カム溝２３１は、無端状に形成されている。
【００３２】
パンチ２１０と駆動軸２１５は、回転軸２２４の真下にシート搬送方向に沿って配列されている。
【００３３】
膨出カム２３２は、回転軸２２４に対して軸状部材２２５から径方向に膨出し、回転軸２２４の回転方向（矢印Ｈ方向）に延びて山状に形成されている。膨出カム２３２は、回転軸２２４の回転により、山状の頂面であるカム面２３２Ａでパンチ２１０をシート搬送方向に対して交差する方向に下降させて、シートに孔あけ動作をさせるようになっている。膨出カム２３２は、回転軸２２４が穿孔ユニット２０１の駆動軸２１５に対して０度の位置から１８０度の位置へ半回転して、穿孔ユニット２０１を往動させている間に、パンチ２１０に孔あけ動作をさせて完了しなければならない。このため、膨出カム２３２は、図４（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、回転軸２２４が９０度の位置に（１／４）回転したとき、パンチ２１０を押し下げて、シートに孔があくように、９０度の位置で最も膨出するように形成されている。また、膨出カム２３２は、回転しながら、シート搬送方向の下流に移動するパンチ２１０を押し下げるため、回転軸２２４が駆動軸２１５に対して０度の位置から１８０度の位置へ半回転する間の領域に、シート搬送方向の下流に斜めに形成されている。
【００３４】
穿孔ユニット２０１は、パンチ２１０と、ダイ２１１と、スライドフレーム２１６と、駆動軸２１５等を備えている。スライドフレーム２１６は、シート搬送方向に対して交差する断面形状が横向きＵ字の樋形状の部材であり、ガイド軸２１７（図４（Ｂ））が作動ユニット２２０のガイド長孔２２１（図２）に案内されて、シート搬送方向に往復移動できるようになっている。
【００３５】
スライドフレーム２１６の天板２１６Ａの下面には、上パスガイド２１３が設けられている。上パスガイド２１３は、スライドフレーム２１６の底板である下パスガイド２１４側に突出している。下パスガイド２１４と上パスガイド２１３は、シートをパンチ２１０とダイ２１１との間に案内するシート搬送ガイドを形成している。下パスガイド２１４には、パンチ２１０とでシートに孔をあけるダイ２１１が形成されている。ダイ２１１は、下パスガイド２１４から円錐状に多少盛り上がった絞り形状に形成されて、シートの先端が引っかかるのを防止されている。
【００３６】
パンチ２１０は、スライドフレーム２１６の天板２１６Ａと上パスガイド２１３とに貫通支持されている。パンチ２１０は、膨出カム２３２が回転して当接するため、作動ユニット２２０の固定フレーム２２３の底板２２３Ａ（図１）に形成された貫通長孔２２６と、底板２２３ａに設けたパンチガイド２２２の貫通長孔２２７とを貫通して、作動ユニットに進入している。貫通長孔２２６，２２７は、シート搬送方向に沿って、穿孔ユニット２０１が往復移動する距離より多少長く形成されている。パンチガイド２２２は、穿孔ユニット２０１の移動にともなって、パンチ２１０の頭部に設けられた頭部止め輪２１８を乗り上がらせて、パンチ２１０を上方にすくい上げてダイ２１１とシートからパンチ２１０が抜け出るようにする部材である。
【００３７】
パンチ２１０の中間部分には、中間部止め輪２１９（図４（Ｃ））が設けられている。中間部止め輪２１９と上パスガイド２１３との間には、パンチ２１０に遊嵌した保持ばね２１２が設けられている。保持ばね２１２は、中間部止め輪２１９を介して、パンチ２１０を膨出カム２３２側へ付勢して、ダイ２１１から抜け出た状態に保持するばねである。中間部止め輪２１９は、パンチ２１０が保持ばね２１２に付勢されて作動ユニット２２０側へ突出し過ぎないように、上パスガイド２１３に受け止められている。
【００３８】
穿孔装置２００の上流には、搬送されてきたシートの先端を検知する先端検知センサ２５０が設けられている。穿孔装置２００は、制御装置２６０（図３）によって制御されるようになっている。
【００３９】
穿孔装置２００の動作を説明する。
【００４０】
図４（Ａ）、（Ｂ）において、穿孔ユニット２０１はホームポジションにいる。また、円筒カム２３０は駆動軸２１５に対して０度の位置にいる。さらに、パンチ２１０は、図２の保持ばね２１２に押し上げられて、ダイ２１１から抜けたホームポジションにいる。この状態において、不図示のシートが図の左側（上流）から右側（下流）に搬送されてくると、先端検知センサ２５０がシートの先端を検知する。制御装置２６０は、先端検知センサがシートの先端を検知してから、シートに孔をあけられる部分がパンチの真下に到達したとき、穿孔ユニットがシートの搬送速度と同じ速度で下流に等速移動しているように、タイミングを計って、穿孔モータ２７０を始動させる。すなわち、制御装置２６０は、先端検知センサ２５０がシートを検知してから所定時間経過した時点で、穿孔モータ２７０を始動させる。
【００４１】
穿孔モータ２７０が始動すると、回転軸２２４が回転し、円筒カム２３０と膨出カム２３２とが一体に回転する。円筒カム２３０のカム溝２３１に穿孔ユニット２０１の駆動軸２１５が係合している。このため、円筒カム２３０が回転すると、カム溝２３１の下流に傾斜した部分２３１Ａのカム面２３１ｃが駆動軸２１５をシート搬送方向の下流に押して、穿孔ユニット２０１をシート搬送方向の下流へシート搬送速度と同じ速度で矢印Ｅ方向に往動させる。穿孔ユニット２０１は、ガイド軸２１７とガイド長孔２２１（図２）とを案内にして往動する。一方、円筒カム２３０が回転すると、膨出カム２３２も円筒カム２３０と一体に回転する。
【００４２】
そして、膨出カム２３２のカム面２３２ａがパンチ２１０の頭部を押して、パンチ２１０を押し下げる。この結果、パンチ２１０は、シートと同じ速度で矢印Ｅ方向に移動しながら押し下げられて、ダイ２１１に進入しながらシートに孔をあける。
【００４３】
図４（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、回転軸２２４が駆動軸２１５に対して９０度の位置に（１／４）回転したとき、膨出カム２３２はパンチ２１０を最も押し下げて、シートに孔をあけて、シートとダイ２１１とを貫通した状態にする。
【００４４】
図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、回転軸２２４は回転を継続して駆動軸２１５に対し１８０度の位置に回転する。この間に膨出カム２３２はパンチ２１０から離れて、パンチ２１０の押圧を終了する。パンチ２１０は、保持ばね２１２によって押し上げられ、かつ頭部止め輪２１８がパンチガイド２２２にすくい上げられることによって、シートとダイ２１１から抜け出て、中間部止め輪２１９が天板２１６Ａに受け止められて、上昇を停止する。パンチガイド２２２は、パンチ２１０が下降してシートの通過を邪魔するのを防止して、シート詰まりの発生を防止している。回転軸２２４が１８０度の位置に回転したとき、円筒カム２３０のカム溝２３１が穿孔ユニット２０１を最も下流に移動させる。
【００４５】
図５（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、その後、回転軸２２４が駆動軸２１５に対して、１８０度の位置から２７０度の位置に回転する。この間、円筒カム２３０は、カム溝２３１の上流に傾斜した部分２３１Ｂのカム面２３１ｄで駆動軸２１５を上流へ押して、穿孔ユニット２０１を矢印Ｆ方向へ復動させる。円筒カム２３０と一体に回転する膨出カム２３２は、パンチ２１０に接触しない位置を回転している。このため、パンチ２１０は、シートに接触しない位置に保持されている。シートは、下流に搬送を継続されている。
【００４６】
図５（Ｃ）（Ｄ）乃至図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、回転軸２２４は、２７０度の位置から３６０度の位置に回転する。この間、円筒カム２３０は、カム溝２３１の上流に傾斜した部分２３１Ｂのカム面２３１ｄで駆動軸２１５を上流へ押し続けて、穿孔ユニット２０１を矢印Ｆ方向へ復動を継続させる。円筒カム２３０と一体に回転する膨出カム２３２は、パンチ２１０に接触しない位置を回転している。このため、パンチ２１０は、シートに接触しない位置に保持され続けている。シートは、下流に搬送を継続されている。回転軸２２４が３６０度の位置に回転すると、穿孔ユニット２０１は、最も上流のホームポジションの位置に戻る。
【００４７】
以上説明した穿孔装置２００の円筒カム２３０は、回転軸２２４と同軸の軸状部材２２５に対して斜めに形成されたカム溝２３１のカム面２３１ｃ，２３１ｄの回転により作動ユニット２２０をシート搬送方向に往復移動させるようになっている。しかし、図６に示す作動カムとしての円筒カム２４０のように、回転軸２２４と同軸の軸状部材２４５に対して斜めに形成されたカム面２４１によって、回転軸２２４の回転により穿孔ユニット２０１をシート搬送方向に往復移動させるようにしてもよい。
【００４８】
カム面２４１において、駆動軸２１５が０度の位置から１８０度の位置まで半回転するまでの部分２４１Ａは下流に傾斜し、１８０度の位置から３６０度の位置に半回転するまでの部分２４１Ｂは上流に傾斜している。したがって、カム面２４１は、無端状に形成されている。駆動軸２１５は、固定フレーム２２３との間に設けた引張ばね２４６の引張力によってカム面２４１に、常時、圧接されている。
【００４９】
以上のように、穿孔装置２００は、パンチ２１０とダイ２１１をシート搬送方向に往動させながらパンチ２１０の孔あけ動作によってシートに孔をあけるため、穿孔精度と、シートの孔あけの生産性とを高めることができる。
【００５０】
また、穿孔装置２００は、円筒カム２３０，２４０と膨出カム２３２とを共通の回転軸２２４により一体に回転駆動させるようになっているので構造を簡単にすることができる。しかも、円筒カム２３０，２４０と膨出カム２３２とを共通の回転軸２２４により回転させるようになっているので、共通の穿孔モータ２７０により、パンチ２１０とダイ２１１の移動及び孔あけ動作とをさせることができて、構造を簡単にすることができる。
【００５１】
さらに、穿孔装置は、円筒カム２３０，２４０によってパンチ２１０とダイ２１１とを移動させるため、円筒カム２３０，２４０のカム面２３０ｃ，２３０ｄ，２４１の形状によってパンチ２１０とダイ２１１とがシートの移動に合わせて移動させることができる。このため穿孔装置２００は、制御装置２６０による作動制御を従来よりも簡単にすることができる。
【００５２】
また、穿孔ユニット２０１の移動速度はシート搬送速度と同じに設定されている。しかし、穿孔ユニット２０１の移動速度は、穿孔ユニット２０１が往動しているときのみ、或いは、パンチ２１０がシートに孔をあける直前からシートに孔をあけ終わってシートから抜け出た直後の間の短時間のみ、同じ速度に設定されていてもよい。このことによって、孔をシートの所定の位置に所定の形状にあけることができる。
【００５３】
しかし、穿孔ユニット２０１をシート搬送速度と同じ速度で移動させるのには、穿孔モータ２７０の回転速度や、シートを穿孔装置２００に送り込む排出ローラ対１０９（図１）の回転速度の制御が困難である。このため、パンチ２１０がシートに孔をあけている間、穿孔ユニット２０１がシート搬送速度より速く移動するようなことがあると、シートを引き裂くおそれがある。
【００５４】
そこで、円筒カム２３０，２４０が穿孔ユニット２０１を移動させる速度は、シート搬送速度より遅く設定されていてもよい。このようにすると、シートを引き裂くおそれが少なくなる。また、穿孔モータ２７０や、排出ローラ対１０９（図１）の回転速度をシート搬送速度に正確に合わせる必要がなく、速度制御が容易になる。この場合、パンチ２１０が孔をあけたシートに係合している間、穿孔ユニット２０１がシート搬送速度より遅い分だけ、シートにループ（撓み）が生じる。そこで、穿孔装置２００は、シートにループを受け入れる空間Ｇ１，Ｇ２（図２、図４）を上パスガイド２１３と下パスガイド２１４との間に備えている。
【００５５】
（第２実施形態の穿孔装置）
図７は、本発明の第２実施形態の穿孔装置の外観斜視図である。（Ａ）は、穿孔ユニットがホームポジションにいる図である。（Ｂ）は、穿孔ユニットがシート搬送方向の下流に移動しながら梃によって作動するパンチがシートに１つ目の孔をあけている図である。（Ｃ）は、パンチが１つ目の孔あけを終わった図である。
【００５６】
図８は、図７に続く動作説明用の図である。（Ａ）は、穿孔ユニットがホームポジションに戻った図である。（Ｂ）は、穿孔ユニットがホームポジションから再びシート搬送方向の下流に移動しながら同じシートに２つ目の孔をあけている図である。（Ｃ）は、穿孔ユニットがホームポジションに戻った以後、三度、シート搬送方向の下流側に移動しながら、同じシートに３つ目の孔をあけている図である。
【００５７】
図９は、図７（Ａ）の梃を説明するための断面概略図である。
【００５８】
穿孔装置３００の構成を説明する。
【００５９】
第２実施形態の穿孔装置３００は、梃３０３でパンチ３１０を作動させるようになっている。このため、回転軸３２４、円筒カム３３０及び膨出カム３３２等は、パンチ３１０の横に配置されている。
【００６０】
穿孔装置３００は、パンチ３１０とダイ３１１（図９）を有してシート搬送方向に往復移動可能な穿孔部としての穿孔ユニット３０１を備えている。また、穿孔装置３００は、穿孔ユニット３０１をシート搬送方向に往動（矢印Ｅ方向）させながらパンチ３１０に孔あけ動作をさせた後、穿孔ユニット３０１を復動（図８（Ａ）の矢印Ｆ方向）させる作動部としての作動ユニット３２０も備えている。
【００６１】
作動ユニット３２０は、Ｕ字状の固定フレーム３２３と、固定フレーム３２３に回転自在に支持された回転軸３２４と、回転軸３２４と一体に回転する作動カムとしての円筒カム３３０及び穿孔カムとしての膨出カム３３２等を備えている。回転軸３２４は、シート搬送方向と平行に配置されて、穿孔モータ３７０によって矢印Ｊ方向に回転するようになっている。矢印Ｊと図２の矢印Ｈは互いに反対方向である。
【００６２】
穿孔ユニット３０１（図９）は、パンチ３１０と、ダイ３１１と、スライドフレーム３１６と、駆動軸３１５と、梃３０３等を備えている。スライドフレーム３１６は、シート搬送方向に対して交差する断面形状が横向きＵ字の樋形状の部材であり、ガイド軸３１７が作動ユニット３２０のガイド長孔３２１（図７（Ａ））に案内されて、シート搬送方向に往復移動できるようになっている。スライドフレーム３１６の天板３１６Ａの下面には、上パスガイド３１３が設けられている。上パスガイド３１３は、スライドフレーム３１６の底板に設けられた下パスガイド３１４側に突出している。下パスガイド３１４と上パスガイド３１３は、シートをパンチ３１０とダイ３１１との間に案内するシート搬送ガイドを形成している。下パスガイド３１４には、パンチ３１０とでシートに孔をあけるダイ３１１が形成されている。ダイ３１１は、下パスガイド３１４から円錐状に多少盛り上がった絞り形状に形成されて、シートの先端が引っかかるのを防止されている。
【００６３】
パンチ３１０（図９）は、スライドフレーム３１６の天板３１６Ａと上パスガイド３１３とに貫通支持されている。固定フレーム３２３（図８（Ａ））には、パンチ３１０が貫通する貫通長孔３２６が形成されている。
【００６４】
パンチ３１０（図９）の中間部分には、中間部止め輪３１９が設けられている。中間部止め輪３１９と上パスガイド３１３との間には、パンチ３１０に遊嵌した保持ばね３１２が設けられている。保持ばね３１２は、中間部止め輪３１９を介して、パンチ３１０をダイ３１１から抜け出る方向へ付勢している。中間部止め輪３１９は、パンチ３１０が保持ばね３１２に付勢されて作動ユニット３２０側へ突出し過ぎないように、上パスガイド３１３に受け止められている。
【００６５】
穿孔部としての穿孔ユニット３０１は、スライドフレーム３１６に突設された支点支持板３０４に支点である支点軸３０２を有し、その支点軸３０２に梃３０３が設けられている。梃３０３の一端３０３ａは、力点であり、穿孔カムとしての膨出カム３３２に接触している。梃３０３の他端３０３ｂは、作用点であり、パンチ３１０の頭部に位置し、連結ピン３３３を介してパンチ３１０に連結している。なお、梃３０３が連結ピン３３３に連結する部分には、シート搬送方向に対して交差する長孔３３４（図９）が形成されている。
【００６６】
作動ユニット３２０に設けられた膨出カム３３２（図７（Ｂ））は、回転軸３２４と平行に延びて突条に形成されている。この膨出カム３３２は、回転軸３２４の回転角度が０度の位置に形成されている。膨出カム３３２は、図２に示す形状の膨出カム２３２であってもよい。
【００６７】
パンチガイド３２２は、作動ユニット３２０の固定フレーム３２３（図７）に設けられた板状の部材であり、第１実施形態のパンチガイド２２２と同様にパンチ３１０をすくい上げる役目をしている。すなわち、パンチガイド３２２（図７（Ｃ））は、穿孔ユニット３０１がシートＰとともに矢印Ｅ方向に移動したとき、梃３０３の支点と作用点との間を乗り上がらせて、パンチを上方へすくい上げてダイ３１１とシートからパンチが抜け出るようにする部材である。
【００６８】
なお、本穿孔装置３００の場合、梃３０３の一端３０３ａを膨出カム３３２によって押し上げるため、回転軸３２４は矢印Ｊ方向に回転しなければならない。このため、図７（Ｂ）に見えている円筒カム３３０のカム溝３３１の部分３３１Ａは、回転軸３２４が０度の位置から１８０度の位置に回転する間に駆動軸３１５と接触する部分であり、円筒カム３３０が回転するのに従ってシート搬送方向の下流に傾いている。したがって、回転軸３２４が０度の位置から１８０度の位置に半回転する間に、カム溝３３１の符号３３１Ａで示す部分が駆動軸３１５を介して、穿孔ユニット３０１を下流に往動させることができる。
【００６９】
また、図７（Ａ）に見えている円筒カム３３０のカム溝３３１の部分３３１Ｂは、回転軸３２４が１８０度の位置から３６０度の位置に回転する間に駆動軸３１５と接触する部分であり、円筒カム３３０が回転するのに従ってシート搬送方向の上流に傾いている。したがって、回転軸３２４が１８０度の位置から３６０度の位置に半回転する間に、カム溝３３１の符号３３１Ａで示す部分が穿孔ユニット３０１を上流に復動させることができる。カム溝３３１は、無端状に形成されている。
【００７０】
穿孔装置３００の動作を説明する。
【００７１】
図７（Ａ）において、穿孔ユニット３０１はホームポジションにいる。また、円筒カム３３０は駆動軸３１５に対して０度の位置にいる。さらに、パンチ３１０は、図９の保持ばね３１２に押し上げられて、ダイ３１１から抜けたホームポジションにいる。穿孔ユニット２０１はホームポジションにいる。また、円筒カム２３０は駆動軸２１５に対して０度の位置にいる。さらに、パンチ２１０は、図２の保持ばね２１２に押し上げられて、ダイ２１１から抜けたホームポジションにいる。
【００７２】
この状態において、シートＰが図の左側（上流）から右側（下流）に搬送されてくると、先端検知センサ２５０がシートの先端を検知する。制御装置２６０は、先端検知センサがシートの先端を検知してから、シートの孔をあけられる部分がパンチの真下に到達したとき、穿孔ユニットがシートの搬送速度と同じ速度で下流に移動しているように、タイミングを計って、穿孔モータ２７０を始動させる。すなわち、制御装置２６０は、先端検知センサ２５０がシートを検知してから所定時間経過した時点で、穿孔モータ２７０を始動させる。第２実施形態の場合、回転軸３２４が第１実施形態とは反対方向の矢印Ｊ方向に回転するため、制御装置２６０は、穿孔モータ２７０を第１実施形態とは反対方向に回転始動させる。
【００７３】
穿孔モータ２７０が始動すると、回転軸３２４が矢印Ｊ方向に回転し、円筒カム３３０と膨出カム３３２とが一体に矢印Ｊ方向に回転する。円筒カム３３０のカム溝３３１に穿孔ユニット３０１の駆動軸３１５が係合している。このため、円筒カム３３０が回転すると、カム溝３３１のカム面３３１ｃが駆動軸３１５をシート搬送方向の下流に押して、穿孔ユニット３０１をシート搬送方向の下流（矢印Ｅ方向）へシート搬送速度と同じ速度で往動させる。穿孔ユニット３０１は、図９のガイド軸３１７と図７（Ｂ）のガイド長孔３２１とを案内にして、矢印Ｅ方向へ往動する。一方、円筒カム３３０が回転すると、膨出カム３３２も円筒カム３３０と一体に回転する。そして、膨出カム３３２の頂部３３２ａが梃３０３の一端（力点）３０３ａを押し上げる。
【００７４】
すると、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、回転軸３２４が駆動軸３１５に対して０度の位置から９０度の位置に（１／４）回転する間に、膨出カム３３２は頂部３３２ａで梃３０３の力点である一端３０３ａを押し上げる。梃３０３は、支点軸（支点）３０２を中心に回転して作用点である他端３０３ｂが下がり、長孔３３４と連結ピン３３３とを介して、パンチ３１０を押し下げる。この結果、パンチ３１０は、シートと同じ速度で、矢印Ｅ方向に移動しながら押し下げられて、ダイ３１１に進入しながらシートＰに孔をあける。
【００７５】
図７（Ｂ）に示すように、回転軸３２４が駆動軸３１５に対して９０度の位置に回転したとき、膨出カム３３２は梃３０３を介してパンチ３１０を最も押し下げて、シートに孔をあけて、シートとダイ３１１とを貫通した状態にする。
【００７６】
図７（Ｃ）に示すように、回転軸３２４は回転を継続して駆動軸３１５に対し１８０度の位置に回転する。この間に膨出カム３３２は梃３０３から離れる。パンチ３１０は、保持ばね３１２によって押し上げられ、かつ梃３０３がパンチガイド３２２にすくい上げられることによって、シートとダイ３１１から抜け出て、中間部止め輪３１９（図９）が天板２１６Ａに受け止められて、上昇を停止する。パンチガイド３２２は、パンチ３１０が下降してシートの通過を遮蔽するのを防止して、シート詰まりの発生を防止する。回転軸３２４が１８０度の位置に回転したとき、円筒カム３３０のカム溝３３１が穿孔ユニット３０１を最も下流に移動させる。
【００７７】
図８（Ａ）に示すように、その後、回転軸３２４が駆動軸３１５に対して、１８０度の位置から３６０度の位置に半回転する。この間、円筒カム３３０は、カム溝３３１の上流に傾斜した部分３３１Ｂのカム面３３１ｄで駆動軸３１５を上流へ押して、穿孔ユニット３０１を矢印Ｆ方向へ復動させる。円筒カム３３０と一体に回転する膨出カム３３２は、パンチ３１０に接触しない位置を回転している。このため、パンチ３１０は、シートに接触しない位置に保持されている。
【００７８】
回転軸３２４が３６０度の位置に回転すると、穿孔ユニット３０１は、ホームポジションである最も上流に位置に戻る。一方、シートは、下流に搬送を継続されている。
【００７９】
以上説明した穿孔装置の円筒カム３３０は、回転軸３２４と同軸の軸状部材２２５に対して斜めに形成されたカム溝３３１のカム面３３１ｃ、３３１ｄによって、回転軸３２４の回転により穿孔ユニット３０１をシート搬送方向に往復移動させるようになっている。しかし、図６に示す作動カムとしての円筒カム２４０のように、回転軸２２４と同軸の軸状部材２４５に対して斜めに形成されたカム面２４１によって、回転軸２２４の回転により作動ユニットをシート搬送方向に往復移動させるようにしてもよい。駆動軸２１５は、固定フレーム２２３との間に設けた引張ばね２４６の引張力によってカム面２４１に、常時、圧接されている。
【００８０】
また、穿孔ユニット３０１の移動速度は、穿孔ユニット３０１が往復移動しているときシート搬送速度と同じに設定されている。しかし、穿孔ユニット３０１の移動速度は、穿孔ユニット３０１が往動しているときのみ、或いは、パンチ３１０がシートに孔をあける直前からシートに孔をあけ終わってシートから抜け出た直後の間の短時間のみ、同じ速度に設定されていてもよい。
【００８１】
また、作動ユニット３２０が穿孔ユニット３０１を移動させる速度は、シート搬送速度より遅く設定されていてもよい。このようにすると、シートを引き裂くおそれが少なくなる。また、穿孔モータ２７０や、排出ローラ対１０９（図１）の回転速度をシート搬送速度に正確に合わせる必要がなく、速度制御が容易になる。この場合、穿孔ユニット３０１がシート搬送速度より遅い分だけ、シートにループ（撓み）が生じても、シートにループを受け入れることのできる、空間Ｇ１，Ｇ２（図２、図４）を上パスガイド３１３と下パスガイド３１４との間に備えている。
【００８２】
以上の穿孔装置３００は、第１実施形態の穿孔装置２００と同様に次の効果を奏する。
【００８３】
パンチ３１０とダイ３１１をシート搬送方向に往動させてシートに孔をあけるため、穿孔精度と、シートの孔あけの生産性とを高めることができる。
【００８４】
円筒カム３３０と膨出カム３３２とを共通の回転軸３２４により、共通の駆動源としての穿孔モータ２７０により、パンチ３１０とダイ３１１の移動とパンチ３１０の孔あけ動作とをさせることができて、構造を簡単にすることができる。
【００８５】
円筒カム３３０のカム面３３０ｃ、３３０ｄによってパンチ３１０とダイ３１１とをシートの移動に合わせて移動させるので、作動制御を従来よりも簡単にすることができる。
【００８６】
さらに、穿孔装置は、円筒カム３３０によってパンチ３１０とダイ３１１とを移動させるため、円筒カム３３０のカム面３３０ｃ，３３０ｄの形状によってパンチ２１０とダイ２１１とがシートの移動に合わせて移動させることができる。このため穿孔装置２００は、制御装置２６０による作動制御を従来よりも簡単にすることができる。
【００８７】
また、穿孔装置３００は、支点である支点軸３０２と梃３０３の力点である一端３０３ａとの距離を、支点軸３０２と作用点である他端３０３ｂとの距離よりも長くすると、梃の原理により、駆動力の小さい穿孔モータ２７０でシートに孔をあけることができる。このため、穿孔装置３００を小型にすることができる。
【００８８】
なお、以上の穿孔装置２００，３００において、円筒カム２３０，２４０，３３０の「円筒」の意味は、カム溝２３１、カム面２４１、カム溝３３１が軸状部材２２５，３２５に形成されている部分だけに着目すると円筒状であるからである。したがって、円筒カム２３０，２４０，３３０は、回転軸２２４，３２４と同軸の円筒状の部材にカム溝２３１、カム面２４１，カム溝３３１が形成された形状であってもよい。このため、特許請求の範囲において、作動カムは、「円筒状部材」に「カム面」が形成された円筒カムになっているが、実施の形態のように、軸状部材２２５，３２５にカム面が形成されているものも含むものとする。
【００８９】
また、円筒カム２３０，２４０，３３０と膨出カム２３２，３３２は、一体に形成されて回転軸２２４，３２４に設けられているが、別々に形成されて回転軸２２４，３２４に設けられていてもよい。このように、円筒カム２３０，２４０，３３０と膨出カム２３２，３３２は、共通の回転軸２２４，３２４により、一体に回転駆動されるようになっている。
【００９０】
（第３実施形態の穿孔装置）
図１０は、本発明の第３実施形態の穿孔装置の外観斜視図である。（Ａ）は、斜め上方から見た図であり、パンチが不図示のシートに孔をあけている状態の図である。（Ｂ）は、下から見上げた図である。
【００９１】
図１１は、図１０の穿孔装置における、パンチをシート搬送方向に移動させるカージオイド型（ハート型）カムに関する図である。（Ａ）は、カージオイド型（ハート型）カムの平面図である。（Ｂ）は、カージオイド型（ハート型）カムの回転角とパンチのシート搬送方向の速度との関係を示した図である。
【００９２】
穿孔装置４００の構成を説明する。
【００９３】
穿孔装置４００は、搬送されてくるシートに孔をあけるパンチ４１０とダイ４１１を有してシート搬送方向に往復移動可能な穿孔部としての穿孔ユニット４０１を備えている。また、穿孔装置４００は、穿孔ユニット４０１をシート搬送方向に往動（矢印Ｅ方向）させながらパンチ４１０に孔あけ動作をさせた後、穿孔ユニット４０１を復動（矢印Ｆ方向）させる作動部としての作動ユニット４２０も備えている。
【００９４】
作動ユニット４２０は、断面Ｌ字状の固定フレーム４２３と、回転軸４２４と、この回転軸４２４と一体に回転する作動カムとしての板状カム４３０及び穿孔カムとしての膨出カム４３２等を備えている。回転軸４２４は、シート搬送方向に対して交差して固定フレーム４２３に回転自在に設けられており、板状カム４３０と一体に、穿孔モータ２７０によって矢印Ｋ方向に回転するようになっている。
【００９５】
板状カム４３０は、回転軸４２４を中心にして板状カム４３０に無端状に形成されたカム溝４３１によって、回転軸４２４の回転により穿孔ユニット４０１をシート搬送方向に往復移動させるようになっている。カム溝４３１には、後述する駆動軸４１５が係合している。板状カム４３０は、回転軸４２４と直角な円板状部材４２５にカム溝４３１が刻設されたものである。
【００９６】
カム溝４３１は、カージオイド型（ハート型）に形成されている。このため板状カム４３０は、偏芯回転カムである。カム溝４３１は、駆動軸４１５に対して、図１１（Ａ）においてＡポイントの０度の位置から、９０度のＢポイントを経て、１８０度のＣポイントまで回転する間、穿孔ユニット４０１をシート搬送方向の下流に一定速度で搬送するようになっている。また、カム溝４３１は、駆動軸４１５に対して、図１１（Ａ）においてＣポイントの１８０度の位置から、２７０度のＤポイントを経て、３６０度のＡポイントまで回転する間、穿孔ユニット４０１をシート搬送方向の上流に一定速度で搬送するようになっている。
【００９７】
このため、板状カム４３０は、穿孔ユニット４０１をシート搬送速度と同じ速度でシート搬送方向に沿って、往復移動させることができる。
【００９８】
膨出カム４３２は、板状カム４３０に、回転軸４２４と平行に膨出して回転軸４２４の回転方向に延びて山状に形成されている。膨出カム４３２は、頂面であるカム面４３２Ａでパンチ４１０をシート搬送方向に対して交差する方向に下降させて、シートに孔あけ動作をさせるようになっている。
【００９９】
膨出カム４３２は、回転軸４２４が穿孔ユニット４０１の駆動軸４１５に対して０度の位置から１８０度の位置に半回転して、穿孔ユニット２０１を往動させている間に、パンチ２１０に孔あけ動作をさせて完了しなければならない。このため、膨出カム４３２は、図１１（Ａ）において、回転軸４２４が９０度の位置に回転したとき、パンチ２１０を押し下げて、シートに孔があくように、９０度の位置４３２ａで最も膨出するように形成されている。また、膨出カム４３２は、回転しながら、シート搬送方向の下流に移動するパンチ４１０を押し下げなければならない。このため、膨出カム４３２は、回転軸４２４の４５度の回転位置から膨出し始めて９０度の位置で最も膨出する傾斜面４３２ｂに形成されて、その後、１０５度の位置で膨出が終わる傾斜面４３２ｃに形成されている。
【０１００】
穿孔ユニット４０１は、パンチ４１０と、ダイ４１１と、スライドフレーム４１６と、駆動軸４１５等を備えている。スライドフレーム４１６は、シート搬送方向に対して交差する断面形状が横向きＵ字の樋形状の部材である。そして、スライドフレーム４１６は、不図示のガイド軸（図４（Ｂ）のガイド軸２１７に相当する軸）が作動ユニット４２０のガイド長孔４２１に案内されて、シート搬送方向に往復移動できるようになっている。スライドフレーム４１６の天板４１６Ａの下面には、上パスガイド４１３が設けられている。上パスガイド４１３は、スライドフレーム４１６の底板である下パスガイド４１４側に突出している。下パスガイド４１４と上パスガイド４１３は、シートをパンチ４１０とダイ４１１との間に案内するシート搬送ガイドを形成している。下パスガイド４１４には、パンチ４１０とでシートに孔をあけるダイ４１１が形成されている。ダイ４１１は、下パスガイド４１４から円錐状に多少盛り上がった絞り形状に形成されて、シートの先端が引っかかるのを防止されている。
【０１０１】
パンチ４１０は、スライドフレーム４１６の天板４１６Ａと上パスガイド４１３とに貫通支持されている。パンチ４１０は、膨出カム４３２が回転して当接するため、作動ユニット４２０の固定フレーム４２３に形成された貫通長孔４２６を貫通して、作動ユニット２２０に進入している。貫通長孔４２６は、シート搬送方向に沿って、穿孔ユニット４０１が往復移動する距離より多少長く形成されている。
【０１０２】
パンチ４１０の中間部分には、中間部止め輪４１９）が設けられている。中間部止め輪４１９と上パスガイド４１３との間には、パンチ４１０に遊嵌した保持ばね４１２が設けられている。保持ばね４１２は、中間部止め輪２１９を介して、パンチ４１０を膨出カム４３２側へ付勢して、ダイ４１１から抜け出た状態に保持するばねである。中間部止め輪４１９は、パンチ４１０が保持ばね４１２に付勢されて作動ユニット４２０側へ突出し過ぎないように、上パスガイド４１３に受け止められている。
【０１０３】
穿孔装置４００の上流には、搬送されてきたシートの先端を検知する先端検知センサ２５０が設けられている。穿孔装置２００は、制御装置２６０（図３）によって制御されるようになっている。
【０１０４】
穿孔装置４００の動作を説明する。
【０１０５】
最初、穿孔ユニット３０１はホームポジションにいる。また、板状カム４３０は駆動軸４１５に対して０度の位置にいる。さらに、パンチ４１０は、保持ばね４１２に押し上げられて、ダイ４１１から抜けたホームポジションにいる。この状態において、不図示のシートが図の左側（上流）から右側（下流）に搬送されてくると、先端検知センサ２５０がシートの先端を検知する。制御装置２６０は、先端検知センサがシートの先端を検知してから、シートに孔をあけられる部分がパンチの真下に到達したとき、穿孔ユニットがシートの搬送速度と同じ速度で下流に等速移動しているように、タイミングを計って、穿孔モータ２７０を始動させる。すなわち、制御装置２６０は、先端検知センサ２５０がシートを検知してから所定時間経過した時点で、穿孔モータ２７０を始動させる。
【０１０６】
穿孔モータ２７０が始動すると、回転軸４２４が回転し、板状カム４３０と膨出カム４３２とが一体に矢印Ｋ方向に回転する。板状カム４３０のカム溝４３１に穿孔ユニット４０１の駆動軸４１５が係合している。このため、板状カム４３０が回転すると、カム溝４３１の０度から１８０度までの部分４３１Ａのカム面４３１ｃが駆動軸４１５をシート搬送方向の下流に押して、穿孔ユニット４０１をシート搬送方向の下流へシート搬送速度と同じ速度で往動させる。穿孔ユニット４０１は、ガイド軸とガイド長孔４２１とを案内にして、矢印Ｅ方向へ往動する。一方、板状カム４３０が回転すると、膨出カム４３２も板状カム４３０と一体に回転する。そして、膨出カム４３２のカム面４３２Ａがパンチ４１０の頭部を押して、パンチ４１０を押し下げる。この結果、パンチ４１０は、図１０に示すように、シートと同じ速度で、矢印Ｅ方向に移動しながら押し下げられて、ダイ４１１に進入し、シートに孔をあける。
【０１０７】
回転軸４２４は回転を継続して駆動軸４１５に対し９０度の位置から１８０度の位置に回転する。この間に膨出カム４３２はパンチ４１０から離れて、パンチ４１０の押圧を終了する。パンチ４１０は、保持ばね４１２によって押し上げられて、シートとダイ４１１から抜け出て、中間部止め輪２１９が天板２１６Ａに受け止められて、上昇を停止する。回転軸４２４が１８０度の位置まで回転したとき、板状カム４３０のカム溝４３１が穿孔ユニット４０１を最も下流に移動させる。
【０１０８】
その後、回転軸４２４が駆動軸４１５に対して、１８０度の位置からから３６０度の位置に回転する。この間、板状カム４３０は、カム溝４３１の１８０度の位置からから３６０度の位置までの部分４３１Ｂのカム面４３１ｄで駆動軸４１５を上流へ押して、穿孔ユニット４０１を矢印Ｆ方向へ復動させる。板状カム４３０と一体に回転する膨出カム４３２は、パンチ４１０に接触しない位置を回転している。このため、パンチ４１０は、シートに接触しない位置に保持されている。シートは、下流に搬送を継続されている。
【０１０９】
図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、回転軸４２４は、２７０度から３６０度回転する。この間、板状カム４３０は、カム溝４３１の上流に傾斜した部分４３１Ｂのカム面４３１ｄで駆動軸４１５を上流へ押し続けて、穿孔ユニット４０１を矢印Ｆ方向へ復動を継続させる。板状カム４３０と一体に回転する膨出カム４３２は、パンチ４１０に接触しない位置を回転している。このため、パンチ４１０は、シートに接触しない位置に保持され続けいている。シートは、下流に搬送を継続されている。回転軸４２４が３６０度回転すると、穿孔ユニット４０１は、ホームポジションの最も上流に位置に戻る。
【０１１０】
以上説明した穿孔装置４００の板状カム４３０は、カム溝４３１のカム面４３１ｃ、４３１ｄによって、回転軸４２４の回転により作動ユニット２２０をシート搬送方向に往復移動させるようになっている。しかし、固定フレーム４２３と駆動軸４１５との間に引張スプリングを設け、引張スプリングによって、駆動軸４１５がカム溝４３１のカム面４３１ｃ、４３１ｄに接触するようにしてもよい。この場合、カム溝４３１のカム面４３１ｃ、４３１ｄに対向するカム面を省略することができる。したがって、板状カムは、溝カムに限定されない。
【０１１１】
また、穿孔ユニット４０１の移動速度は、穿孔ユニット４０１が往復移動しているときシート搬送速度と同じに設定されている。しかし、穿孔ユニット４０１の移動速度は、穿孔ユニット４０１が往動しているときのみ、或いは、パンチ４１０がシートに孔をあける直前からシートに孔をあけ終わってシートから抜け出た直後の間の短時間のみ、同じ速度に設定されていてもよい。
【０１１２】
また、作動ユニット４２０が穿孔ユニット４０１を移動させる速度をシート搬送速度より遅く設定されていてもよい。このようにすると、シートを引き裂くおそれが少なくなる。また、穿孔モータ２７０や、排出ローラ対１０９（図１）の回転速度をシート搬送速度に正確に合わせる必要がなく、速度制御が容易になる。この場合、穿孔ユニット４０１がシート搬送速度より遅い分だけ、シートにループ（撓み）が生じても、シートにループを受け入れることのできる、空間Ｇ１，Ｇ２（図１０）を上パスガイド４１３と下パスガイド４１４との間に備えている。
【０１１３】
また、板状カム４３０に膨出カム４３２が突設されているが、膨出カム４３２は別の板状の部材に形成され、その板状の部材と板状カム４３０とが回転軸４２４に取り付けられていてもよい。
【０１１４】
以上の穿孔装置４００は、第１実施形態の穿孔装置２００と同様に次の効果を奏する。
【０１１５】
パンチ４１０とダイ４１１をシート搬送方向に往動させてシートに孔をあけるため、穿孔精度と、シートの孔あけの生産性とを高めることができる。
【０１１６】
板状カム４３０と膨出カム４３２とを共通の回転軸４２４により、共通の駆動源としての穿孔モータ２７０により、パンチ４１０とダイ４１１の移動とパンチ４１０の孔あけ動作とをさせることができて、構造を簡単にすることができる。
【０１１７】
板状カム４３０のカム面４３０ｃ、４３０ｄによってパンチ４１０とダイ４１１とをシートの移動に合わせて移動させるので、作動制御を従来よりも簡単にすることができる。
【０１１８】
また、板状カム４３０を使用しているため、穿孔装置４００を薄型にすることができる。
【符号の説明】
【０１１９】
Ｐ：シート、Ｅ：下流方向、Ｆ：上流方向、Ｊ．Ｋ：回転軸の回転方向、１００：画像形成装置、１００Ａ：装置本体、１０３：画像形成部（画像形成手段）、５００：原稿給送装置、６００：画像読取装置、
２００：第１実施形態の穿孔装置、２０１：穿孔ユニット（穿孔部）、２１０：パンチ、２１１：ダイ、２１５：駆動軸、２２０：作動ユニット（作動部）、２２４：回転軸、２２４：軸状部材、２３０：円筒カム（作動カム）、２３１：カム溝、２３１Ａ：カム溝が０度の位置から１８０度の位置に半回転するとき作動軸に接触する部分、２３１Ｂ：カム溝が１８０度の位置から３６０度の位置に半回転するとき作動軸に接触する部分、２３１ｃ：カム面、２３１ｄ：カム面、２３２：膨出カム（穿孔カム）、２３２Ａ：カム面、２４０：円筒カム（作動カム）、２４１：カム溝、２４１Ａ：カム溝が０度の位置から１８０度の位置に半回転するとき作動軸に接触する部分、２４１Ｂ：カム溝が１８０度の位置から３６０度の位置へ半回転するとき作動軸に接触する部分、２４６：引張ばね、２５０：先端検知センサ、２６０：制御装置、２７０：穿孔モータ、
３００：第２実施形態の穿孔装置、３０１：穿孔ユニット（穿孔部）、３０２：支点軸（支点）、３０３：梃、３０３ａ：一端（力点）、３０３ｂ：他端（作用点）、３１０：パンチ、３１１：ダイ、３１５：駆動軸、３２０：作動ユニット（作動部）、３２４：回転軸、３２５：軸状部材、３３０：円筒カム（作動カム）、３３１：カム溝、３３１Ａ：カム溝が０度の位置から１８０度の位置へ半回転するとき作動軸に接触する部分、３３１Ｂ：カム溝が１８０度の位置から３６０度の位置へ半回転するとき作動軸に接触する部分、３３１ｃ：カム面、３３１ｄ：カム面、３３２：膨出カム（穿孔カム）、３３２ａ：頂部、
４００：第３実施形態の穿孔装置、４０１：穿孔ユニット（穿孔部）、４１０：パンチ、４１１：ダイ、４１５：駆動軸、４２０：作動ユニット（作動部）、４２４：回転軸、４２５：円板状部材、４３０：板状カム（作動カム）、４３１：カム溝、４３１Ａ：カム溝が０度の位置から１８０度の位置へ半回転するとき作動軸に接触する部分、４３１Ｂ：カム溝が１８０度から３６０度回転するとき作動軸に接触する部分、４３１ｃ：カム面、４３１ｄ：カム面、４３２：膨出カム（穿孔カム）、４３２Ａ：カム面、
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送されるシートの搬送速度に合わせてパンチとダイを移動させながらシートに孔をあける穿孔装置と、この穿孔装置を装置本体に備えた画像形成装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シートに画像を形成する画像形成装置には、画像を形成されたシートに孔をあける穿孔装置を備えている場合がある。
【０００３】
従来の穿孔装置には、パンチをダイに垂直に進入させてシートに孔をあけるプレスパンチ方式と、パンチとダイスとを回転させながらシートに孔をあけるロータリーパンチ方式とがある。
【０００４】
プレスパンチ方式の穿孔装置は、パンチがシートに対して垂直な状態でダイに進入してシートに孔をあけるため、孔を所定の位置に真円にあけることができて、穿孔精度を高めることができるという特徴があった。しかし、プレスパンチ方式の穿孔装置は、搬送されてきたシートを一旦止めなければ孔をあけることができないため、シートを一旦止める分、シートの孔あけの生産性が低いという問題があった。
【０００５】
また、ロータリーパンチ方式の穿孔装置は、パンチとダイスとをシート搬送速度に合わせて回転させながらシートに孔をあけるため、シートを止める必要がなく、シートの孔あけの生産性が優れているという特徴があった。しかし、ロータリーパンチ方式の穿孔装置はパンチとダイを回転させながらシートに孔をあけるため、本来、インボリュート曲線でなければカジリを生じるためストレートのパンチとダイではクリアランスを大きくとらざるをえない。よって、パンチとダイの干渉を回避するため、パンチのダイへの進入量、パンチとダイのクリアランス、パンチとダイの位相合わせ等、高精度を求められる。さらに、穿孔した孔が楕円となり、バリも出やすく、シートの所定の位置に真円に孔をあけることが困難で、穿孔精度が低いという問題があった。
【０００６】
これらの問題に対処した穿孔装置として、特許文献１に記載のものがある。この穿孔装置は、プレスパンチ方式であるが、パンチとダイとを、シート搬送速度に合わせて移動させながらシートに孔をあけるようになっている。このため、特許文献１に記載の穿孔装置は、穿孔精度と、シートの孔あけの生産性とが優れているという特徴がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２８８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に記載の従来の穿孔装置は、パンチをダイに進入させる動作と、パンチとダイをシート搬送方向に移動させる動作とを別々のクランク機構で行っている。このため、従来の穿孔装置は、構造が複雑であるという問題があった。
【０００９】
また、前述の穿孔装置は、クランク機構によって穿孔装置を移動させているため穿孔装置自体がＳｉｎカーブの速度変化の下で移動する。このため、前述の穿孔装置は、クランク機構のモータの回転速度を変えて、穿孔装置を、等速で移動するシートの移動に合わせるという複雑な制御を行う必要があった。
【００１０】
本発明は、簡単な構造で、かつ複雑な制御を行うことなく、シートに精度良く、かつ生産性が良く孔をあける穿孔装置と、この穿孔装置を備えた画像形成装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の穿孔装置は、搬送されてくるシートに孔をあけるパンチとダイを有してシート搬送方向に往復移動可能な穿孔部と、前記穿孔部を前記シート搬送方向に往動させながら前記パンチに孔あけ動作をさせた後、前記穿孔部を復動させる作動部と、を備え、前記作動部は、前記穿孔部に接触して前記穿孔部を往復移動させる作動カムと、前記パンチに孔あけ動作をさせる穿孔カムとを有し、前記作動カムと前記穿孔カムは、共通の回転軸により、一体に回転駆動される、ことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の穿孔装置は、パンチとダイをシート搬送方向に往動させながらプレスパンチ方式によってシートに孔をあけるため、穿孔精度と、シートの孔あけの生産性とを高めることができる。
【００１３】
また、本発明の穿孔装置は、作動カムと穿孔カムとを共通の回転軸により一体に回転駆動させるようになっているので構造を簡単にすることができる。しかも、作動カムと穿孔カムとを共通の回転軸により回転させるようになっていることにより、共通の駆動源により、パンチ及びダイの移動とパンチの孔あけ動作とをさせることができて、構造を簡単にすることができる。
【００１４】
さらに、本発明の穿孔装置は、作動カムでパンチとダイとを移動させ、穿孔カムでパンチに孔あけ動作をさせるようになっているので、作動カムと穿孔カムの形状を、パンチとダイとが所望の移動速度で移動して、シートに孔をあけるようにすることができる。このため本発明の穿孔装置は、回転軸の回転駆動制御を従来よりも簡単にすることができる。
【００１５】
また、本発明の穿孔装置は、作動カムによってパンチとダイとを移動させるため、作動カムの形状によってパンチとダイとがシートの移動に合わせて移動させることができるので、作動制御を従来よりも簡単にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態の画像形成装置のシート搬送方向に沿った概略断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の穿孔装置の外観斜視図である。
【図３】図２の穿孔装置の制御ブロック図である。
【図４】図２の穿孔装置の動作説明用の図である。（Ａ）は、穿孔ユニットがホームポジションにいる図である。（Ｂ）は、（Ａ）のパンチ周辺の右側面図である。（Ｃ）は、穿孔ユニットがシート搬送方向の下流に移動しながらパンチでシートに孔をあけている図である。（Ｄ）は、（Ｃ）のパンチ周辺の右側面図である。
【図５】図４に続く動作説明用の図である。（Ａ）は、穿孔ユニットが、シートに孔あけを終了してシート搬送方向の最も下流に移動した図である。（Ｂ）は、（Ａ）のパンチ周辺の右側面図である。（Ｃ）は、穿孔ユニットがホームポジションに戻る途中の図である。（Ｄ）は、（Ｃ）のパンチ周辺の右側面図である。
【図６】本発明の第１実施形態の穿孔装置において、図２とカムの形状が異なる場合の図２に相当する図である。
【図７】本発明の第２実施形態の穿孔装置の外観斜視図である。（Ａ）は、穿孔ユニットがホームポジションにいる図である。（Ｂ）は、穿孔ユニットがシート搬送方向の下流に移動しながら梃によって作動するパンチがシートに１つ目の孔をあけている図である。（Ｃ）は、パンチが１つ目の孔あけを終わった図である。
【図８】図７に続く動作説明用の図である。（Ａ）は、穿孔ユニットがホームポジションに戻った図である。（Ｂ）は、穿孔ユニットがホームポジションから再びシート搬送方向の下流に移動しながら同じシートに２つ目の孔をあけている図である。（Ｃ）は、穿孔ユニットがホームポジションに戻った以後、三度、シート搬送方向の下流側に移動しながら、同じシートに３つ目の孔をあけている図である。
【図９】図７（Ａ）の梃を説明するための断面概略図である。
【図１０】本発明の第３実施形態の穿孔装置の外観斜視図である。（Ａ）は、斜め上方から見た図であり、パンチが不図示のシートに孔をあけている状態の図である。（Ｂ）は、下から見上げた図である。
【図１１】図１０の穿孔装置における、パンチをシート搬送方向に移動させるカージオイド型（ハート型）カムに関する図である。（Ａ）は、カージオイド型（ハート型）カムの下面図である。（Ｂ）は、カージオイド型（ハート型）カムの回転角とパンチのシート搬送方向の速度との関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態の画像形成装置と穿孔装置とを図を参照して説明する。
【００１８】
（画像形成装置）
図１は、本発明の実施形態の画像形成装置のシート搬送方向に沿った概略断面図である。
【００１９】
画像形成装置１００は、装置本体１００Ａの上部に画像読取装置６００と原稿給送装置５００とが重ねて装備されている。原稿給送装置５００は、画像読取装置６００の原稿読取部の上部に原稿を自動的に搬送した後、自動的に排出するようになっている。画像読取装置６００は、原稿給送装置５００によって自動的に送り込まれてくる原稿を光学的に順次読み取り、その画像情報をデジタル信号として画像形成部１０３へ送信するようになっている。装置本体１００Ａは、画像読取装置６００からの画像情報に基づいて、普通紙やＯＨＰシート等のシートに原稿を複写するようになっている。
【００２０】
なお、画像読取装置６００は、ユーザによってプラテンガラス６０１に載置された原稿を読み取ることもできるようになっている。このため、原稿給送装置５００は、必ずしも設ける必要がない。また、装置本体１００Ａは、外部のファクシミリやパソコン等から送られてくる画像情報をシートに形成することができるようになっている。このため、画像読取装置６００も、必ずしも設ける必要がない。
【００２１】
画像形成装置１００の装置本体１００Ａの下部には、各種サイズのシートＰを収納した複数のシートカセット１０４（図には１つだけ示して他は省略）が装着されている。シートカセット１０４から搬送ローラ１０５によって搬送されたシートは、画像形成手段である画像形成部１０３において電子写真方式によってトナー画像を形成され、定着器１０６によって、シートに定着される。
【００２２】
シートの片面に画像を形成する場合、シートは、排出ローラ対１０９によって、穿孔装置２００へと送り込まれる。穿孔装置２００は、定着器１０６を通過して、排出ローラ対１０９から排出されたシートをそのまま搬送しながら、シートに孔をあける。
【００２３】
シートの両面に画像を形成する場合、シートは、排出ローラ対１０９によって、スイッチバック搬送されて、再送パス１０７に送り込まれる。シートは、スイッチバック搬送される間に、表裏反転されて、再度、画像形成部１０３へ送り込まれる。シートは、画像形成部１０３で他方の面にトナー画像を形成され、そのトナー画像を定着器１０６で定着されて、排出ローラ対１０９から穿孔装置２００へと送り込まれる。
【００２４】
なお、画像形成装置１００は、符号２００で示す穿孔装置の代わりに、符号３００（図７）、４００（図１０）で示す穿孔装置も装備できるようになっている。
【００２５】
さらに、装置本体１００Ａは、シートをシートカセット１０４からだけでなく、マルチトレイ１０８から、ユーザの手差しによって給送されるようになっている。
【００２６】
（第１実施形態の穿孔装置）
図２は、本発明の第１実施形態の穿孔装置の外観斜視図である。図３は、図２の穿孔装置の制御ブロック図である。図４、図５は、図２の穿孔装置の動作説明用の図である。
【００２７】
穿孔装置２００の構成を説明する。
【００２８】
穿孔装置２００は、搬送されてくるシートに孔をあけるパンチ２１０とダイ２１１を有してシート搬送方向に往復移動可能な穿孔部としての穿孔ユニット２０１を備えている。また、穿孔装置２００は、穿孔ユニット２０１をシート搬送方向に往動（矢印Ｅ方向）させながらパンチ２１０に孔あけ動作をさせた後、穿孔ユニット２０１を復動（矢印Ｆ方向）させる作動部としての作動ユニット２２０も備えている。
【００２９】
作動ユニット２２０は、Ｕ字状の固定フレーム２２３と、固定フレーム２２３に回転自在に支持された回転軸２２４と、回転軸２２４と一体に回転する作動カムとしての円筒カム２３０及び穿孔カムとしての膨出カム２３２等を備えている。回転軸２２４は、シート搬送方向と平行に配置されて、穿孔モータ２７０によって矢印Ｈ方向に回転するようになっている。なお、円筒カム２３０の「円筒」の意味については、第２実施形態の説明の最後に記載してある。
【００３０】
円筒カム２３０は、回転軸２２４と同軸の軸状部材２２５に対して斜めに形成されたカム溝２３１によって、回転軸２２４の回転により穿孔ユニット２０１をシート搬送方向に往復移動させるようになっている。カム溝２３１には、後述する穿孔ユニット２０１の駆動軸２１５が係合している。カム溝２３１において、回転軸２２４が０度の位置から１８０度の位置へ半回転する間に駆動軸２１５に接触する部分２３１Ａは、図４（Ａ）、（Ｃ）に示すように、回転軸２２４の回転にともなって、シート搬送方向の下流に傾斜している。このため、回転軸２２４が０度の位置から１８０度の位置へ半回転する間に、カム溝２３１の符号２３１Ａで示す部分が穿孔ユニット２０１を下流に往動させることができる。
【００３１】
そして、回転軸２２４が１８０度の位置から３６０度の位置へ半回転する間に駆動軸２１５に接触する部分２３１Ｂは、図５（Ａ）、（Ｃ）に示すように、回転軸２２４の回転にともなって、シート搬送方向の上流に傾斜している。このため、回転軸２２４が１８０度の位置から３６０度の位置へ半回転する間に、カム溝２３１の符号２３１Ｂで示す部分が穿孔ユニット２０１を上流に復動させることができる。したがって、カム溝２３１は、無端状に形成されている。
【００３２】
パンチ２１０と駆動軸２１５は、回転軸２２４の真下にシート搬送方向に沿って配列されている。
【００３３】
膨出カム２３２は、回転軸２２４に対して軸状部材２２５から径方向に膨出し、回転軸２２４の回転方向（矢印Ｈ方向）に延びて山状に形成されている。膨出カム２３２は、回転軸２２４の回転により、山状の頂面であるカム面２３２Ａでパンチ２１０をシート搬送方向に対して交差する方向に下降させて、シートに孔あけ動作をさせるようになっている。膨出カム２３２は、回転軸２２４が穿孔ユニット２０１の駆動軸２１５に対して０度の位置から１８０度の位置へ半回転して、穿孔ユニット２０１を往動させている間に、パンチ２１０に孔あけ動作をさせて完了しなければならない。このため、膨出カム２３２は、図４（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、回転軸２２４が９０度の位置に（１／４）回転したとき、パンチ２１０を押し下げて、シートに孔があくように、９０度の位置で最も膨出するように形成されている。また、膨出カム２３２は、回転しながら、シート搬送方向の下流に移動するパンチ２１０を押し下げるため、回転軸２２４が駆動軸２１５に対して０度の位置から１８０度の位置へ半回転する間の領域に、シート搬送方向の下流に斜めに形成されている。
【００３４】
穿孔ユニット２０１は、パンチ２１０と、ダイ２１１と、スライドフレーム２１６と、駆動軸２１５等を備えている。スライドフレーム２１６は、シート搬送方向に対して交差する断面形状が横向きＵ字の樋形状の部材であり、ガイド軸２１７（図４（Ｂ））が作動ユニット２２０のガイド長孔２２１（図２）に案内されて、シート搬送方向に往復移動できるようになっている。
【００３５】
スライドフレーム２１６の天板２１６Ａの下面には、上パスガイド２１３が設けられている。上パスガイド２１３は、スライドフレーム２１６の底板である下パスガイド２１４側に突出している。下パスガイド２１４と上パスガイド２１３は、シートをパンチ２１０とダイ２１１との間に案内するシート搬送ガイドを形成している。下パスガイド２１４には、パンチ２１０とでシートに孔をあけるダイ２１１が形成されている。ダイ２１１は、下パスガイド２１４から円錐状に多少盛り上がった絞り形状に形成されて、シートの先端が引っかかるのを防止されている。
【００３６】
パンチ２１０は、スライドフレーム２１６の天板２１６Ａと上パスガイド２１３とに貫通支持されている。パンチ２１０は、膨出カム２３２が回転して当接するため、作動ユニット２２０の固定フレーム２２３の底板２２３Ａ（図１）に形成された貫通長孔２２６と、底板２２３ａに設けたパンチガイド２２２の貫通長孔２２７とを貫通して、作動ユニットに進入している。貫通長孔２２６，２２７は、シート搬送方向に沿って、穿孔ユニット２０１が往復移動する距離より多少長く形成されている。パンチガイド２２２は、穿孔ユニット２０１の移動にともなって、パンチ２１０の頭部に設けられた頭部止め輪２１８を乗り上がらせて、パンチ２１０を上方にすくい上げてダイ２１１とシートからパンチ２１０が抜け出るようにする部材である。
【００３７】
パンチ２１０の中間部分には、中間部止め輪２１９（図４（Ｃ））が設けられている。中間部止め輪２１９と上パスガイド２１３との間には、パンチ２１０に遊嵌した保持ばね２１２が設けられている。保持ばね２１２は、中間部止め輪２１９を介して、パンチ２１０を膨出カム２３２側へ付勢して、ダイ２１１から抜け出た状態に保持するばねである。中間部止め輪２１９は、パンチ２１０が保持ばね２１２に付勢されて作動ユニット２２０側へ突出し過ぎないように、上パスガイド２１３に受け止められている。
【００３８】
穿孔装置２００の上流には、搬送されてきたシートの先端を検知する先端検知センサ２５０が設けられている。穿孔装置２００は、制御装置２６０（図３）によって制御されるようになっている。
【００３９】
穿孔装置２００の動作を説明する。
【００４０】
図４（Ａ）、（Ｂ）において、穿孔ユニット２０１はホームポジションにいる。また、円筒カム２３０は駆動軸２１５に対して０度の位置にいる。さらに、パンチ２１０は、図２の保持ばね２１２に押し上げられて、ダイ２１１から抜けたホームポジションにいる。この状態において、不図示のシートが図の左側（上流）から右側（下流）に搬送されてくると、先端検知センサ２５０がシートの先端を検知する。制御装置２６０は、先端検知センサがシートの先端を検知してから、シートに孔をあけられる部分がパンチの真下に到達したとき、穿孔ユニットがシートの搬送速度と同じ速度で下流に等速移動しているように、タイミングを計って、穿孔モータ２７０を始動させる。すなわち、制御装置２６０は、先端検知センサ２５０がシートを検知してから所定時間経過した時点で、穿孔モータ２７０を始動させる。
【００４１】
穿孔モータ２７０が始動すると、回転軸２２４が回転し、円筒カム２３０と膨出カム２３２とが一体に回転する。円筒カム２３０のカム溝２３１に穿孔ユニット２０１の駆動軸２１５が係合している。このため、円筒カム２３０が回転すると、カム溝２３１の下流に傾斜した部分２３１Ａのカム面２３１ｃが駆動軸２１５をシート搬送方向の下流に押して、穿孔ユニット２０１をシート搬送方向の下流へシート搬送速度と同じ速度で矢印Ｅ方向に往動させる。穿孔ユニット２０１は、ガイド軸２１７とガイド長孔２２１（図２）とを案内にして往動する。一方、円筒カム２３０が回転すると、膨出カム２３２も円筒カム２３０と一体に回転する。
【００４２】
そして、膨出カム２３２のカム面２３２ａがパンチ２１０の頭部を押して、パンチ２１０を押し下げる。この結果、パンチ２１０は、シートと同じ速度で矢印Ｅ方向に移動しながら押し下げられて、ダイ２１１に進入しながらシートに孔をあける。
【００４３】
図４（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、回転軸２２４が駆動軸２１５に対して９０度の位置に（１／４）回転したとき、膨出カム２３２はパンチ２１０を最も押し下げて、シートに孔をあけて、シートとダイ２１１とを貫通した状態にする。
【００４４】
図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、回転軸２２４は回転を継続して駆動軸２１５に対し１８０度の位置に回転する。この間に膨出カム２３２はパンチ２１０から離れて、パンチ２１０の押圧を終了する。パンチ２１０は、保持ばね２１２によって押し上げられ、かつ頭部止め輪２１８がパンチガイド２２２にすくい上げられることによって、シートとダイ２１１から抜け出て、中間部止め輪２１９が天板２１６Ａに受け止められて、上昇を停止する。パンチガイド２２２は、パンチ２１０が下降してシートの通過を邪魔するのを防止して、シート詰まりの発生を防止している。回転軸２２４が１８０度の位置に回転したとき、円筒カム２３０のカム溝２３１が穿孔ユニット２０１を最も下流に移動させる。
【００４５】
図５（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、その後、回転軸２２４が駆動軸２１５に対して、１８０度の位置から２７０度の位置に回転する。この間、円筒カム２３０は、カム溝２３１の上流に傾斜した部分２３１Ｂのカム面２３１ｄで駆動軸２１５を上流へ押して、穿孔ユニット２０１を矢印Ｆ方向へ復動させる。円筒カム２３０と一体に回転する膨出カム２３２は、パンチ２１０に接触しない位置を回転している。このため、パンチ２１０は、シートに接触しない位置に保持されている。シートは、下流に搬送を継続されている。
【００４６】
図５（Ｃ）（Ｄ）乃至図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、回転軸２２４は、２７０度の位置から３６０度の位置に回転する。この間、円筒カム２３０は、カム溝２３１の上流に傾斜した部分２３１Ｂのカム面２３１ｄで駆動軸２１５を上流へ押し続けて、穿孔ユニット２０１を矢印Ｆ方向へ復動を継続させる。円筒カム２３０と一体に回転する膨出カム２３２は、パンチ２１０に接触しない位置を回転している。このため、パンチ２１０は、シートに接触しない位置に保持され続けている。シートは、下流に搬送を継続されている。回転軸２２４が３６０度の位置に回転すると、穿孔ユニット２０１は、最も上流のホームポジションの位置に戻る。
【００４７】
以上説明した穿孔装置２００の円筒カム２３０は、回転軸２２４と同軸の軸状部材２２５に対して斜めに形成されたカム溝２３１のカム面２３１ｃ，２３１ｄの回転により作動ユニット２２０をシート搬送方向に往復移動させるようになっている。しかし、図６に示す作動カムとしての円筒カム２４０のように、回転軸２２４と同軸の軸状部材２４５に対して斜めに形成されたカム面２４１によって、回転軸２２４の回転により穿孔ユニット２０１をシート搬送方向に往復移動させるようにしてもよい。
【００４８】
カム面２４１において、駆動軸２１５が０度の位置から１８０度の位置まで半回転するまでの部分２４１Ａは下流に傾斜し、１８０度の位置から３６０度の位置に半回転するまでの部分２４１Ｂは上流に傾斜している。したがって、カム面２４１は、無端状に形成されている。駆動軸２１５は、固定フレーム２２３との間に設けた引張ばね２４６の引張力によってカム面２４１に、常時、圧接されている。
【００４９】
以上のように、穿孔装置２００は、パンチ２１０とダイ２１１をシート搬送方向に往動させながらパンチ２１０の孔あけ動作によってシートに孔をあけるため、穿孔精度と、シートの孔あけの生産性とを高めることができる。
【００５０】
また、穿孔装置２００は、円筒カム２３０，２４０と膨出カム２３２とを共通の回転軸２２４により一体に回転駆動させるようになっているので構造を簡単にすることができる。しかも、円筒カム２３０，２４０と膨出カム２３２とを共通の回転軸２２４により回転させるようになっているので、共通の穿孔モータ２７０により、パンチ２１０とダイ２１１の移動及び孔あけ動作とをさせることができて、構造を簡単にすることができる。
【００５１】
さらに、穿孔装置は、円筒カム２３０，２４０によってパンチ２１０とダイ２１１とを移動させるため、円筒カム２３０，２４０のカム面２３０ｃ，２３０ｄ，２４１の形状によってパンチ２１０とダイ２１１とがシートの移動に合わせて移動させることができる。このため穿孔装置２００は、制御装置２６０による作動制御を従来よりも簡単にすることができる。
【００５２】
また、穿孔ユニット２０１の移動速度はシート搬送速度と同じに設定されている。しかし、穿孔ユニット２０１の移動速度は、穿孔ユニット２０１が往動しているときのみ、或いは、パンチ２１０がシートに孔をあける直前からシートに孔をあけ終わってシートから抜け出た直後の間の短時間のみ、同じ速度に設定されていてもよい。このことによって、孔をシートの所定の位置に所定の形状にあけることができる。
【００５３】
しかし、穿孔ユニット２０１をシート搬送速度と同じ速度で移動させるのには、穿孔モータ２７０の回転速度や、シートを穿孔装置２００に送り込む排出ローラ対１０９（図１）の回転速度の制御が困難である。このため、パンチ２１０がシートに孔をあけている間、穿孔ユニット２０１がシート搬送速度より速く移動するようなことがあると、シートを引き裂くおそれがある。
【００５４】
そこで、円筒カム２３０，２４０が穿孔ユニット２０１を移動させる速度は、シート搬送速度より遅く設定されていてもよい。このようにすると、シートを引き裂くおそれが少なくなる。また、穿孔モータ２７０や、排出ローラ対１０９（図１）の回転速度をシート搬送速度に正確に合わせる必要がなく、速度制御が容易になる。この場合、パンチ２１０が孔をあけたシートに係合している間、穿孔ユニット２０１がシート搬送速度より遅い分だけ、シートにループ（撓み）が生じる。そこで、穿孔装置２００は、シートにループを受け入れる空間Ｇ１，Ｇ２（図２、図４）を上パスガイド２１３と下パスガイド２１４との間に備えている。
【００５５】
（第２実施形態の穿孔装置）
図７は、本発明の第２実施形態の穿孔装置の外観斜視図である。（Ａ）は、穿孔ユニットがホームポジションにいる図である。（Ｂ）は、穿孔ユニットがシート搬送方向の下流に移動しながら梃によって作動するパンチがシートに１つ目の孔をあけている図である。（Ｃ）は、パンチが１つ目の孔あけを終わった図である。
【００５６】
図８は、図７に続く動作説明用の図である。（Ａ）は、穿孔ユニットがホームポジションに戻った図である。（Ｂ）は、穿孔ユニットがホームポジションから再びシート搬送方向の下流に移動しながら同じシートに２つ目の孔をあけている図である。（Ｃ）は、穿孔ユニットがホームポジションに戻った以後、三度、シート搬送方向の下流側に移動しながら、同じシートに３つ目の孔をあけている図である。
【００５７】
図９は、図７（Ａ）の梃を説明するための断面概略図である。
【００５８】
穿孔装置３００の構成を説明する。
【００５９】
第２実施形態の穿孔装置３００は、梃３０３でパンチ３１０を作動させるようになっている。このため、回転軸３２４、円筒カム３３０及び膨出カム３３２等は、パンチ３１０の横に配置されている。
【００６０】
穿孔装置３００は、パンチ３１０とダイ３１１（図９）を有してシート搬送方向に往復移動可能な穿孔部としての穿孔ユニット３０１を備えている。また、穿孔装置３００は、穿孔ユニット３０１をシート搬送方向に往動（矢印Ｅ方向）させながらパンチ３１０に孔あけ動作をさせた後、穿孔ユニット３０１を復動（図８（Ａ）の矢印Ｆ方向）させる作動部としての作動ユニット３２０も備えている。
【００６１】
作動ユニット３２０は、Ｕ字状の固定フレーム３２３と、固定フレーム３２３に回転自在に支持された回転軸３２４と、回転軸３２４と一体に回転する作動カムとしての円筒カム３３０及び穿孔カムとしての膨出カム３３２等を備えている。回転軸３２４は、シート搬送方向と平行に配置されて、穿孔モータ３７０によって矢印Ｊ方向に回転するようになっている。矢印Ｊと図２の矢印Ｈは互いに反対方向である。
【００６２】
穿孔ユニット３０１（図９）は、パンチ３１０と、ダイ３１１と、スライドフレーム３１６と、駆動軸３１５と、梃３０３等を備えている。スライドフレーム３１６は、シート搬送方向に対して交差する断面形状が横向きＵ字の樋形状の部材であり、ガイド軸３１７が作動ユニット３２０のガイド長孔３２１（図７（Ａ））に案内されて、シート搬送方向に往復移動できるようになっている。スライドフレーム３１６の天板３１６Ａの下面には、上パスガイド３１３が設けられている。上パスガイド３１３は、スライドフレーム３１６の底板に設けられた下パスガイド３１４側に突出している。下パスガイド３１４と上パスガイド３１３は、シートをパンチ３１０とダイ３１１との間に案内するシート搬送ガイドを形成している。下パスガイド３１４には、パンチ３１０とでシートに孔をあけるダイ３１１が形成されている。ダイ３１１は、下パスガイド３１４から円錐状に多少盛り上がった絞り形状に形成されて、シートの先端が引っかかるのを防止されている。
【００６３】
パンチ３１０（図９）は、スライドフレーム３１６の天板３１６Ａと上パスガイド３１３とに貫通支持されている。固定フレーム３２３（図８（Ａ））には、パンチ３１０が貫通する貫通長孔３２６が形成されている。
【００６４】
パンチ３１０（図９）の中間部分には、中間部止め輪３１９が設けられている。中間部止め輪３１９と上パスガイド３１３との間には、パンチ３１０に遊嵌した保持ばね３１２が設けられている。保持ばね３１２は、中間部止め輪３１９を介して、パンチ３１０をダイ３１１から抜け出る方向へ付勢している。中間部止め輪３１９は、パンチ３１０が保持ばね３１２に付勢されて作動ユニット３２０側へ突出し過ぎないように、上パスガイド３１３に受け止められている。
【００６５】
穿孔部としての穿孔ユニット３０１は、スライドフレーム３１６に突設された支点支持板３０４に支点である支点軸３０２を有し、その支点軸３０２に梃３０３が設けられている。梃３０３の一端３０３ａは、力点であり、穿孔カムとしての膨出カム３３２に接触している。梃３０３の他端３０３ｂは、作用点であり、パンチ３１０の頭部に位置し、連結ピン３３３を介してパンチ３１０に連結している。なお、梃３０３が連結ピン３３３に連結する部分には、シート搬送方向に対して交差する長孔３３４（図９）が形成されている。
【００６６】
作動ユニット３２０に設けられた膨出カム３３２（図７（Ｂ））は、回転軸３２４と平行に延びて突条に形成されている。この膨出カム３３２は、回転軸３２４の回転角度が０度の位置に形成されている。膨出カム３３２は、図２に示す形状の膨出カム２３２であってもよい。
【００６７】
パンチガイド３２２は、作動ユニット３２０の固定フレーム３２３（図７）に設けられた板状の部材であり、第１実施形態のパンチガイド２２２と同様にパンチ３１０をすくい上げる役目をしている。すなわち、パンチガイド３２２（図７（Ｃ））は、穿孔ユニット３０１がシートＰとともに矢印Ｅ方向に移動したとき、梃３０３の支点と作用点との間を乗り上がらせて、パンチを上方へすくい上げてダイ３１１とシートからパンチが抜け出るようにする部材である。
【００６８】
なお、本穿孔装置３００の場合、梃３０３の一端３０３ａを膨出カム３３２によって押し上げるため、回転軸３２４は矢印Ｊ方向に回転しなければならない。このため、図７（Ｂ）に見えている円筒カム３３０のカム溝３３１の部分３３１Ａは、回転軸３２４が０度の位置から１８０度の位置に回転する間に駆動軸３１５と接触する部分であり、円筒カム３３０が回転するのに従ってシート搬送方向の下流に傾いている。したがって、回転軸３２４が０度の位置から１８０度の位置に半回転する間に、カム溝３３１の符号３３１Ａで示す部分が駆動軸３１５を介して、穿孔ユニット３０１を下流に往動させることができる。
【００６９】
また、図７（Ａ）に見えている円筒カム３３０のカム溝３３１の部分３３１Ｂは、回転軸３２４が１８０度の位置から３６０度の位置に回転する間に駆動軸３１５と接触する部分であり、円筒カム３３０が回転するのに従ってシート搬送方向の上流に傾いている。したがって、回転軸３２４が１８０度の位置から３６０度の位置に半回転する間に、カム溝３３１の符号３３１Ａで示す部分が穿孔ユニット３０１を上流に復動させることができる。カム溝３３１は、無端状に形成されている。
【００７０】
穿孔装置３００の動作を説明する。
【００７１】
図７（Ａ）において、穿孔ユニット３０１はホームポジションにいる。また、円筒カム３３０は駆動軸３１５に対して０度の位置にいる。さらに、パンチ３１０は、図９の保持ばね３１２に押し上げられて、ダイ３１１から抜けたホームポジションにいる。穿孔ユニット２０１はホームポジションにいる。また、円筒カム２３０は駆動軸２１５に対して０度の位置にいる。さらに、パンチ２１０は、図２の保持ばね２１２に押し上げられて、ダイ２１１から抜けたホームポジションにいる。
【００７２】
この状態において、シートＰが図の左側（上流）から右側（下流）に搬送されてくると、先端検知センサ２５０がシートの先端を検知する。制御装置２６０は、先端検知センサがシートの先端を検知してから、シートの孔をあけられる部分がパンチの真下に到達したとき、穿孔ユニットがシートの搬送速度と同じ速度で下流に移動しているように、タイミングを計って、穿孔モータ２７０を始動させる。すなわち、制御装置２６０は、先端検知センサ２５０がシートを検知してから所定時間経過した時点で、穿孔モータ２７０を始動させる。第２実施形態の場合、回転軸３２４が第１実施形態とは反対方向の矢印Ｊ方向に回転するため、制御装置２６０は、穿孔モータ２７０を第１実施形態とは反対方向に回転始動させる。
【００７３】
穿孔モータ２７０が始動すると、回転軸３２４が矢印Ｊ方向に回転し、円筒カム３３０と膨出カム３３２とが一体に矢印Ｊ方向に回転する。円筒カム３３０のカム溝３３１に穿孔ユニット３０１の駆動軸３１５が係合している。このため、円筒カム３３０が回転すると、カム溝３３１のカム面３３１ｃが駆動軸３１５をシート搬送方向の下流に押して、穿孔ユニット３０１をシート搬送方向の下流（矢印Ｅ方向）へシート搬送速度と同じ速度で往動させる。穿孔ユニット３０１は、図９のガイド軸３１７と図７（Ｂ）のガイド長孔３２１とを案内にして、矢印Ｅ方向へ往動する。一方、円筒カム３３０が回転すると、膨出カム３３２も円筒カム３３０と一体に回転する。そして、膨出カム３３２の頂部３３２ａが梃３０３の一端（力点）３０３ａを押し上げる。
【００７４】
すると、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、回転軸３２４が駆動軸３１５に対して０度の位置から９０度の位置に（１／４）回転する間に、膨出カム３３２は頂部３３２ａで梃３０３の力点である一端３０３ａを押し上げる。梃３０３は、支点軸（支点）３０２を中心に回転して作用点である他端３０３ｂが下がり、長孔３３４と連結ピン３３３とを介して、パンチ３１０を押し下げる。この結果、パンチ３１０は、シートと同じ速度で、矢印Ｅ方向に移動しながら押し下げられて、ダイ３１１に進入しながらシートＰに孔をあける。
【００７５】
図７（Ｂ）に示すように、回転軸３２４が駆動軸３１５に対して９０度の位置に回転したとき、膨出カム３３２は梃３０３を介してパンチ３１０を最も押し下げて、シートに孔をあけて、シートとダイ３１１とを貫通した状態にする。
【００７６】
図７（Ｃ）に示すように、回転軸３２４は回転を継続して駆動軸３１５に対し１８０度の位置に回転する。この間に膨出カム３３２は梃３０３から離れる。パンチ３１０は、保持ばね３１２によって押し上げられ、かつ梃３０３がパンチガイド３２２にすくい上げられることによって、シートとダイ３１１から抜け出て、中間部止め輪３１９（図９）が天板２１６Ａに受け止められて、上昇を停止する。パンチガイド３２２は、パンチ３１０が下降してシートの通過を遮蔽するのを防止して、シート詰まりの発生を防止する。回転軸３２４が１８０度の位置に回転したとき、円筒カム３３０のカム溝３３１が穿孔ユニット３０１を最も下流に移動させる。
【００７７】
図８（Ａ）に示すように、その後、回転軸３２４が駆動軸３１５に対して、１８０度の位置から３６０度の位置に半回転する。この間、円筒カム３３０は、カム溝３３１の上流に傾斜した部分３３１Ｂのカム面３３１ｄで駆動軸３１５を上流へ押して、穿孔ユニット３０１を矢印Ｆ方向へ復動させる。円筒カム３３０と一体に回転する膨出カム３３２は、パンチ３１０に接触しない位置を回転している。このため、パンチ３１０は、シートに接触しない位置に保持されている。
【００７８】
回転軸３２４が３６０度の位置に回転すると、穿孔ユニット３０１は、ホームポジションである最も上流に位置に戻る。一方、シートは、下流に搬送を継続されている。
【００７９】
以上説明した穿孔装置の円筒カム３３０は、回転軸３２４と同軸の軸状部材２２５に対して斜めに形成されたカム溝３３１のカム面３３１ｃ、３３１ｄによって、回転軸３２４の回転により穿孔ユニット３０１をシート搬送方向に往復移動させるようになっている。しかし、図６に示す作動カムとしての円筒カム２４０のように、回転軸２２４と同軸の軸状部材２４５に対して斜めに形成されたカム面２４１によって、回転軸２２４の回転により作動ユニットをシート搬送方向に往復移動させるようにしてもよい。駆動軸２１５は、固定フレーム２２３との間に設けた引張ばね２４６の引張力によってカム面２４１に、常時、圧接されている。
【００８０】
また、穿孔ユニット３０１の移動速度は、穿孔ユニット３０１が往復移動しているときシート搬送速度と同じに設定されている。しかし、穿孔ユニット３０１の移動速度は、穿孔ユニット３０１が往動しているときのみ、或いは、パンチ３１０がシートに孔をあける直前からシートに孔をあけ終わってシートから抜け出た直後の間の短時間のみ、同じ速度に設定されていてもよい。
【００８１】
また、作動ユニット３２０が穿孔ユニット３０１を移動させる速度は、シート搬送速度より遅く設定されていてもよい。このようにすると、シートを引き裂くおそれが少なくなる。また、穿孔モータ２７０や、排出ローラ対１０９（図１）の回転速度をシート搬送速度に正確に合わせる必要がなく、速度制御が容易になる。この場合、穿孔ユニット３０１がシート搬送速度より遅い分だけ、シートにループ（撓み）が生じても、シートにループを受け入れることのできる、空間Ｇ１，Ｇ２（図２、図４）を上パスガイド３１３と下パスガイド３１４との間に備えている。
【００８２】
以上の穿孔装置３００は、第１実施形態の穿孔装置２００と同様に次の効果を奏する。
【００８３】
パンチ３１０とダイ３１１をシート搬送方向に往動させてシートに孔をあけるため、穿孔精度と、シートの孔あけの生産性とを高めることができる。
【００８４】
円筒カム３３０と膨出カム３３２とを共通の回転軸３２４により、共通の駆動源としての穿孔モータ２７０により、パンチ３１０とダイ３１１の移動とパンチ３１０の孔あけ動作とをさせることができて、構造を簡単にすることができる。
【００８５】
円筒カム３３０のカム面３３０ｃ、３３０ｄによってパンチ３１０とダイ３１１とをシートの移動に合わせて移動させるので、作動制御を従来よりも簡単にすることができる。
【００８６】
さらに、穿孔装置は、円筒カム３３０によってパンチ３１０とダイ３１１とを移動させるため、円筒カム３３０のカム面３３０ｃ，３３０ｄの形状によってパンチ２１０とダイ２１１とがシートの移動に合わせて移動させることができる。このため穿孔装置２００は、制御装置２６０による作動制御を従来よりも簡単にすることができる。
【００８７】
また、穿孔装置３００は、支点である支点軸３０２と梃３０３の力点である一端３０３ａとの距離を、支点軸３０２と作用点である他端３０３ｂとの距離よりも長くすると、梃の原理により、駆動力の小さい穿孔モータ２７０でシートに孔をあけることができる。このため、穿孔装置３００を小型にすることができる。
【００８８】
なお、以上の穿孔装置２００，３００において、円筒カム２３０，２４０，３３０の「円筒」の意味は、カム溝２３１、カム面２４１、カム溝３３１が軸状部材２２５，３２５に形成されている部分だけに着目すると円筒状であるからである。したがって、円筒カム２３０，２４０，３３０は、回転軸２２４，３２４と同軸の円筒状の部材にカム溝２３１、カム面２４１，カム溝３３１が形成された形状であってもよい。このため、特許請求の範囲において、作動カムは、「円筒状部材」に「カム面」が形成された円筒カムになっているが、実施の形態のように、軸状部材２２５，３２５にカム面が形成されているものも含むものとする。
【００８９】
また、円筒カム２３０，２４０，３３０と膨出カム２３２，３３２は、一体に形成されて回転軸２２４，３２４に設けられているが、別々に形成されて回転軸２２４，３２４に設けられていてもよい。このように、円筒カム２３０，２４０，３３０と膨出カム２３２，３３２は、共通の回転軸２２４，３２４により、一体に回転駆動されるようになっている。
【００９０】
（第３実施形態の穿孔装置）
図１０は、本発明の第３実施形態の穿孔装置の外観斜視図である。（Ａ）は、斜め上方から見た図であり、パンチが不図示のシートに孔をあけている状態の図である。（Ｂ）は、下から見上げた図である。
【００９１】
図１１は、図１０の穿孔装置における、パンチをシート搬送方向に移動させるカージオイド型（ハート型）カムに関する図である。（Ａ）は、カージオイド型（ハート型）カムの平面図である。（Ｂ）は、カージオイド型（ハート型）カムの回転角とパンチのシート搬送方向の速度との関係を示した図である。
【００９２】
穿孔装置４００の構成を説明する。
【００９３】
穿孔装置４００は、搬送されてくるシートに孔をあけるパンチ４１０とダイ４１１を有してシート搬送方向に往復移動可能な穿孔部としての穿孔ユニット４０１を備えている。また、穿孔装置４００は、穿孔ユニット４０１をシート搬送方向に往動（矢印Ｅ方向）させながらパンチ４１０に孔あけ動作をさせた後、穿孔ユニット４０１を復動（矢印Ｆ方向）させる作動部としての作動ユニット４２０も備えている。
【００９４】
作動ユニット４２０は、断面Ｌ字状の固定フレーム４２３と、回転軸４２４と、この回転軸４２４と一体に回転する作動カムとしての板状カム４３０及び穿孔カムとしての膨出カム４３２等を備えている。回転軸４２４は、シート搬送方向に対して交差して固定フレーム４２３に回転自在に設けられており、板状カム４３０と一体に、穿孔モータ２７０によって矢印Ｋ方向に回転するようになっている。
【００９５】
板状カム４３０は、回転軸４２４を中心にして板状カム４３０に無端状に形成されたカム溝４３１によって、回転軸４２４の回転により穿孔ユニット４０１をシート搬送方向に往復移動させるようになっている。カム溝４３１には、後述する駆動軸４１５が係合している。板状カム４３０は、回転軸４２４と直角な円板状部材４２５にカム溝４３１が刻設されたものである。
【００９６】
カム溝４３１は、カージオイド型（ハート型）に形成されている。このため板状カム４３０は、偏芯回転カムである。カム溝４３１は、駆動軸４１５に対して、図１１（Ａ）においてＡポイントの０度の位置から、９０度のＢポイントを経て、１８０度のＣポイントまで回転する間、穿孔ユニット４０１をシート搬送方向の下流に一定速度で搬送するようになっている。また、カム溝４３１は、駆動軸４１５に対して、図１１（Ａ）においてＣポイントの１８０度の位置から、２７０度のＤポイントを経て、３６０度のＡポイントまで回転する間、穿孔ユニット４０１をシート搬送方向の上流に一定速度で搬送するようになっている。
【００９７】
このため、板状カム４３０は、穿孔ユニット４０１をシート搬送速度と同じ速度でシート搬送方向に沿って、往復移動させることができる。
【００９８】
膨出カム４３２は、板状カム４３０に、回転軸４２４と平行に膨出して回転軸４２４の回転方向に延びて山状に形成されている。膨出カム４３２は、頂面であるカム面４３２Ａでパンチ４１０をシート搬送方向に対して交差する方向に下降させて、シートに孔あけ動作をさせるようになっている。
【００９９】
膨出カム４３２は、回転軸４２４が穿孔ユニット４０１の駆動軸４１５に対して０度の位置から１８０度の位置に半回転して、穿孔ユニット２０１を往動させている間に、パンチ２１０に孔あけ動作をさせて完了しなければならない。このため、膨出カム４３２は、図１１（Ａ）において、回転軸４２４が９０度の位置に回転したとき、パンチ２１０を押し下げて、シートに孔があくように、９０度の位置４３２ａで最も膨出するように形成されている。また、膨出カム４３２は、回転しながら、シート搬送方向の下流に移動するパンチ４１０を押し下げなければならない。このため、膨出カム４３２は、回転軸４２４の４５度の回転位置から膨出し始めて９０度の位置で最も膨出する傾斜面４３２ｂに形成されて、その後、１０５度の位置で膨出が終わる傾斜面４３２ｃに形成されている。
【０１００】
穿孔ユニット４０１は、パンチ４１０と、ダイ４１１と、スライドフレーム４１６と、駆動軸４１５等を備えている。スライドフレーム４１６は、シート搬送方向に対して交差する断面形状が横向きＵ字の樋形状の部材である。そして、スライドフレーム４１６は、不図示のガイド軸（図４（Ｂ）のガイド軸２１７に相当する軸）が作動ユニット４２０のガイド長孔４２１に案内されて、シート搬送方向に往復移動できるようになっている。スライドフレーム４１６の天板４１６Ａの下面には、上パスガイド４１３が設けられている。上パスガイド４１３は、スライドフレーム４１６の底板である下パスガイド４１４側に突出している。下パスガイド４１４と上パスガイド４１３は、シートをパンチ４１０とダイ４１１との間に案内するシート搬送ガイドを形成している。下パスガイド４１４には、パンチ４１０とでシートに孔をあけるダイ４１１が形成されている。ダイ４１１は、下パスガイド４１４から円錐状に多少盛り上がった絞り形状に形成されて、シートの先端が引っかかるのを防止されている。
【０１０１】
パンチ４１０は、スライドフレーム４１６の天板４１６Ａと上パスガイド４１３とに貫通支持されている。パンチ４１０は、膨出カム４３２が回転して当接するため、作動ユニット４２０の固定フレーム４２３に形成された貫通長孔４２６を貫通して、作動ユニット２２０に進入している。貫通長孔４２６は、シート搬送方向に沿って、穿孔ユニット４０１が往復移動する距離より多少長く形成されている。
【０１０２】
パンチ４１０の中間部分には、中間部止め輪４１９）が設けられている。中間部止め輪４１９と上パスガイド４１３との間には、パンチ４１０に遊嵌した保持ばね４１２が設けられている。保持ばね４１２は、中間部止め輪２１９を介して、パンチ４１０を膨出カム４３２側へ付勢して、ダイ４１１から抜け出た状態に保持するばねである。中間部止め輪４１９は、パンチ４１０が保持ばね４１２に付勢されて作動ユニット４２０側へ突出し過ぎないように、上パスガイド４１３に受け止められている。
【０１０３】
穿孔装置４００の上流には、搬送されてきたシートの先端を検知する先端検知センサ２５０が設けられている。穿孔装置２００は、制御装置２６０（図３）によって制御されるようになっている。
【０１０４】
穿孔装置４００の動作を説明する。
【０１０５】
最初、穿孔ユニット３０１はホームポジションにいる。また、板状カム４３０は駆動軸４１５に対して０度の位置にいる。さらに、パンチ４１０は、保持ばね４１２に押し上げられて、ダイ４１１から抜けたホームポジションにいる。この状態において、不図示のシートが図の左側（上流）から右側（下流）に搬送されてくると、先端検知センサ２５０がシートの先端を検知する。制御装置２６０は、先端検知センサがシートの先端を検知してから、シートに孔をあけられる部分がパンチの真下に到達したとき、穿孔ユニットがシートの搬送速度と同じ速度で下流に等速移動しているように、タイミングを計って、穿孔モータ２７０を始動させる。すなわち、制御装置２６０は、先端検知センサ２５０がシートを検知してから所定時間経過した時点で、穿孔モータ２７０を始動させる。
【０１０６】
穿孔モータ２７０が始動すると、回転軸４２４が回転し、板状カム４３０と膨出カム４３２とが一体に矢印Ｋ方向に回転する。板状カム４３０のカム溝４３１に穿孔ユニット４０１の駆動軸４１５が係合している。このため、板状カム４３０が回転すると、カム溝４３１の０度から１８０度までの部分４３１Ａのカム面４３１ｃが駆動軸４１５をシート搬送方向の下流に押して、穿孔ユニット４０１をシート搬送方向の下流へシート搬送速度と同じ速度で往動させる。穿孔ユニット４０１は、ガイド軸とガイド長孔４２１とを案内にして、矢印Ｅ方向へ往動する。一方、板状カム４３０が回転すると、膨出カム４３２も板状カム４３０と一体に回転する。そして、膨出カム４３２のカム面４３２Ａがパンチ４１０の頭部を押して、パンチ４１０を押し下げる。この結果、パンチ４１０は、図１０に示すように、シートと同じ速度で、矢印Ｅ方向に移動しながら押し下げられて、ダイ４１１に進入し、シートに孔をあける。
【０１０７】
回転軸４２４は回転を継続して駆動軸４１５に対し９０度の位置から１８０度の位置に回転する。この間に膨出カム４３２はパンチ４１０から離れて、パンチ４１０の押圧を終了する。パンチ４１０は、保持ばね４１２によって押し上げられて、シートとダイ４１１から抜け出て、中間部止め輪２１９が天板２１６Ａに受け止められて、上昇を停止する。回転軸４２４が１８０度の位置まで回転したとき、板状カム４３０のカム溝４３１が穿孔ユニット４０１を最も下流に移動させる。
【０１０８】
その後、回転軸４２４が駆動軸４１５に対して、１８０度の位置からから３６０度の位置に回転する。この間、板状カム４３０は、カム溝４３１の１８０度の位置からから３６０度の位置までの部分４３１Ｂのカム面４３１ｄで駆動軸４１５を上流へ押して、穿孔ユニット４０１を矢印Ｆ方向へ復動させる。板状カム４３０と一体に回転する膨出カム４３２は、パンチ４１０に接触しない位置を回転している。このため、パンチ４１０は、シートに接触しない位置に保持されている。シートは、下流に搬送を継続されている。
【０１０９】
図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、回転軸４２４は、２７０度から３６０度回転する。この間、板状カム４３０は、カム溝４３１の上流に傾斜した部分４３１Ｂのカム面４３１ｄで駆動軸４１５を上流へ押し続けて、穿孔ユニット４０１を矢印Ｆ方向へ復動を継続させる。板状カム４３０と一体に回転する膨出カム４３２は、パンチ４１０に接触しない位置を回転している。このため、パンチ４１０は、シートに接触しない位置に保持され続けいている。シートは、下流に搬送を継続されている。回転軸４２４が３６０度回転すると、穿孔ユニット４０１は、ホームポジションの最も上流に位置に戻る。
【０１１０】
以上説明した穿孔装置４００の板状カム４３０は、カム溝４３１のカム面４３１ｃ、４３１ｄによって、回転軸４２４の回転により作動ユニット２２０をシート搬送方向に往復移動させるようになっている。しかし、固定フレーム４２３と駆動軸４１５との間に引張スプリングを設け、引張スプリングによって、駆動軸４１５がカム溝４３１のカム面４３１ｃ、４３１ｄに接触するようにしてもよい。この場合、カム溝４３１のカム面４３１ｃ、４３１ｄに対向するカム面を省略することができる。したがって、板状カムは、溝カムに限定されない。
【０１１１】
また、穿孔ユニット４０１の移動速度は、穿孔ユニット４０１が往復移動しているときシート搬送速度と同じに設定されている。しかし、穿孔ユニット４０１の移動速度は、穿孔ユニット４０１が往動しているときのみ、或いは、パンチ４１０がシートに孔をあける直前からシートに孔をあけ終わってシートから抜け出た直後の間の短時間のみ、同じ速度に設定されていてもよい。
【０１１２】
また、作動ユニット４２０が穿孔ユニット４０１を移動させる速度をシート搬送速度より遅く設定されていてもよい。このようにすると、シートを引き裂くおそれが少なくなる。また、穿孔モータ２７０や、排出ローラ対１０９（図１）の回転速度をシート搬送速度に正確に合わせる必要がなく、速度制御が容易になる。この場合、穿孔ユニット４０１がシート搬送速度より遅い分だけ、シートにループ（撓み）が生じても、シートにループを受け入れることのできる、空間Ｇ１，Ｇ２（図１０）を上パスガイド４１３と下パスガイド４１４との間に備えている。
【０１１３】
また、板状カム４３０に膨出カム４３２が突設されているが、膨出カム４３２は別の板状の部材に形成され、その板状の部材と板状カム４３０とが回転軸４２４に取り付けられていてもよい。
【０１１４】
以上の穿孔装置４００は、第１実施形態の穿孔装置２００と同様に次の効果を奏する。
【０１１５】
パンチ４１０とダイ４１１をシート搬送方向に往動させてシートに孔をあけるため、穿孔精度と、シートの孔あけの生産性とを高めることができる。
【０１１６】
板状カム４３０と膨出カム４３２とを共通の回転軸４２４により、共通の駆動源としての穿孔モータ２７０により、パンチ４１０とダイ４１１の移動とパンチ４１０の孔あけ動作とをさせることができて、構造を簡単にすることができる。
【０１１７】
板状カム４３０のカム面４３０ｃ、４３０ｄによってパンチ４１０とダイ４１１とをシートの移動に合わせて移動させるので、作動制御を従来よりも簡単にすることができる。
【０１１８】
また、板状カム４３０を使用しているため、穿孔装置４００を薄型にすることができる。
【符号の説明】
【０１１９】
Ｐ：シート、Ｅ：下流方向、Ｆ：上流方向、Ｊ．Ｋ：回転軸の回転方向、１００：画像形成装置、１００Ａ：装置本体、１０３：画像形成部（画像形成手段）、５００：原稿給送装置、６００：画像読取装置、
２００：第１実施形態の穿孔装置、２０１：穿孔ユニット（穿孔部）、２１０：パンチ、２１１：ダイ、２１５：駆動軸、２２０：作動ユニット（作動部）、２２４：回転軸、２２４：軸状部材、２３０：円筒カム（作動カム）、２３１：カム溝、２３１Ａ：カム溝が０度の位置から１８０度の位置に半回転するとき作動軸に接触する部分、２３１Ｂ：カム溝が１８０度の位置から３６０度の位置に半回転するとき作動軸に接触する部分、２３１ｃ：カム面、２３１ｄ：カム面、２３２：膨出カム（穿孔カム）、２３２Ａ：カム面、２４０：円筒カム（作動カム）、２４１：カム溝、２４１Ａ：カム溝が０度の位置から１８０度の位置に半回転するとき作動軸に接触する部分、２４１Ｂ：カム溝が１８０度の位置から３６０度の位置へ半回転するとき作動軸に接触する部分、２４６：引張ばね、２５０：先端検知センサ、２６０：制御装置、２７０：穿孔モータ、
３００：第２実施形態の穿孔装置、３０１：穿孔ユニット（穿孔部）、３０２：支点軸（支点）、３０３：梃、３０３ａ：一端（力点）、３０３ｂ：他端（作用点）、３１０：パンチ、３１１：ダイ、３１５：駆動軸、３２０：作動ユニット（作動部）、３２４：回転軸、３２５：軸状部材、３３０：円筒カム（作動カム）、３３１：カム溝、３３１Ａ：カム溝が０度の位置から１８０度の位置へ半回転するとき作動軸に接触する部分、３３１Ｂ：カム溝が１８０度の位置から３６０度の位置へ半回転するとき作動軸に接触する部分、３３１ｃ：カム面、３３１ｄ：カム面、３３２：膨出カム（穿孔カム）、３３２ａ：頂部、
４００：第３実施形態の穿孔装置、４０１：穿孔ユニット（穿孔部）、４１０：パンチ、４１１：ダイ、４１５：駆動軸、４２０：作動ユニット（作動部）、４２４：回転軸、４２５：円板状部材、４３０：板状カム（作動カム）、４３１：カム溝、４３１Ａ：カム溝が０度の位置から１８０度の位置へ半回転するとき作動軸に接触する部分、４３１Ｂ：カム溝が１８０度から３６０度回転するとき作動軸に接触する部分、４３１ｃ：カム面、４３１ｄ：カム面、４３２：膨出カム（穿孔カム）、４３２Ａ：カム面、
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送されてくるシートに孔をあけるパンチとダイを有してシート搬送方向に往復移動可能な穿孔部と、
前記穿孔部を前記シート搬送方向に往動させながら前記パンチに孔あけ動作をさせた後、前記穿孔部を復動させる作動部と、を備え、
前記作動部は、前記穿孔部に接して前記穿孔部を往復移動させる作動カムと、前記パンチに孔あけ動作をさせる穿孔カムとを有し、
前記作動カムと前記穿孔カムは、共通の回転軸により、一体に回転駆動される、
ことを特徴とする穿孔装置。
【請求項２】
前記回転軸は、前記シート搬送方向と平行に配置され、
前記作動カムは、当該回転軸と同軸の円筒状部材に当該回転軸に対して斜めに形成されたカム面によって、当該回転軸の回転により前記穿孔部を前記シート搬送方向に等速移動させる円筒カムであり、
前記穿孔カムは、当該回転軸に対して径方向に膨出し、当該回転軸の回転方向に延びて山状に形成されたカム面によって、当該回転軸の回転により前記パンチを前記シート搬送方向に対して交差する方向に作動させる膨出カムである、
ことを特徴とする請求項１に記載の穿孔装置。
【請求項３】
前記回転軸は、前記シート搬送方向に対して交差する向きに配置され、
前記作動カムは、当該回転軸の回転方向に形成されたカム面によって、当該回転軸の回転により前記穿孔部を前記シート搬送方向に等速移動させる板状カムであり、
前記穿孔カムは、当該回転軸と平行に膨出して当該回転軸の回転方向に延びて山状に形成されたカム面によって、当該回転軸の回転によって前記パンチを前記シート搬送方向に対して交差する方向に作動させる膨出カムである、
ことを特徴とする請求項１に記載の穿孔装置。
【請求項４】
前記作動カムが前記穿孔部を移動させる速度は、シート搬送速度より遅く設定されており、
前記穿孔部は、前記パンチが孔をあけたシートに係合している状態でシートに生じるループを受け入れる空間を備えた、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の穿孔装置。
【請求項５】
前記穿孔部は、前記穿孔部に支点を設けられた梃を有し、
前記梃は、力点が前記穿孔カムに位置し、作用点が前記パンチに位置している、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の穿孔装置。
【請求項６】
シートに画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部によって画像を形成されたシートに孔をあける請求項１乃至５のいずれか１項に記載の穿孔装置と、を備えた、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
搬送されてくるシートに孔をあけるパンチとダイを有してシート搬送方向に往復移動可能な穿孔部と、
前記穿孔部を前記シート搬送方向に往動させながら前記パンチに孔あけ動作をさせた後、前記穿孔部を復動させる作動部と、を備え、
前記作動部は、前記穿孔部に接して前記穿孔部を往復移動させる作動カムと、前記パンチに孔あけ動作をさせる穿孔カムとを有し、
前記作動カムと前記穿孔カムは、共通の回転軸により、一体に回転駆動される、
ことを特徴とする穿孔装置。
【請求項２】
前記回転軸は、前記シート搬送方向と平行に配置され、
前記作動カムは、当該回転軸と同軸の円筒状部材に当該回転軸に対して斜めに形成されたカム面によって、当該回転軸の回転により前記穿孔部を前記シート搬送方向に等速移動させる円筒カムであり、
前記穿孔カムは、当該回転軸に対して径方向に膨出し、当該回転軸の回転方向に延びて山状に形成されたカム面によって、当該回転軸の回転により前記パンチを前記シート搬送方向に対して交差する方向に作動させる膨出カムである、
ことを特徴とする請求項１に記載の穿孔装置。
【請求項３】
前記回転軸は、前記シート搬送方向に対して交差する向きに配置され、
前記作動カムは、当該回転軸の回転方向に形成されたカム面によって、当該回転軸の回転により前記穿孔部を前記シート搬送方向に等速移動させる板状カムであり、
前記穿孔カムは、当該回転軸と平行に膨出して当該回転軸の回転方向に延びて山状に形成されたカム面によって、当該回転軸の回転によって前記パンチを前記シート搬送方向に対して交差する方向に作動させる膨出カムである、
ことを特徴とする請求項１に記載の穿孔装置。
【請求項４】
前記作動カムが前記穿孔部を移動させる速度は、シート搬送速度より遅く設定されており、
前記穿孔部は、前記パンチが孔をあけたシートに係合している状態でシートに生じるループを受け入れる空間を備えた、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の穿孔装置。
【請求項５】
前記穿孔部は、前記穿孔部に支点を設けられた梃を有し、
前記梃は、力点が前記穿孔カムに位置し、作用点が前記パンチに位置している、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の穿孔装置。
【請求項６】
シートに画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部によって画像を形成されたシートに孔をあける請求項１乃至５のいずれか１項に記載の穿孔装置と、を備えた、
ことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−４３２２４（Ｐ２０１３−４３２２４Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８０６３２（Ｐ２０１１−１８０６３２）
【出願日】平成２３年８月２２日（２０１１．８．２２）
【出願人】（０００２０８７４３）キヤノンファインテック株式会社 (1,218)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２２日（２０１１．８．２２）
【出願人】（０００２０８７４３）キヤノンファインテック株式会社 (1,218)
【Ｆターム（参考）】
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