穿孔单元制造技术

本发明专利技术公开了穿孔单元。在旋转式穿孔单元中，开始穿孔时和结束穿孔时产生穿孔转矩的峰值，不能在厚纸等上进行穿孔的同时穿孔的质量也会降低。将冲头(13)的刀头面(13a)制成前端(A)侧高、后端(C)侧低且倾斜角θ＝5°～15°(优选的是10°)范围的倾斜面。将冲模的冲压面(22a)制成以轴的旋转轴芯(O)为中心的圆弧面。减小穿孔转矩的峰值的同时保证穿孔为高品质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及附设在复印机、打印机等图像形成装置上的穿孔单元，该穿孔单元用 于在记录纸张上进行穿孔，具体涉及旋转式穿孔单元。
技术介绍
以往有过如下的旋转式穿孔单元通过旋转相互平行配置且分别具有多个冲头以 及冲模的冲头轴以及冲模轴，使冲头轴的冲头和冲模轴的冲模卡合，以在纸张上进行穿孔。上述旋转式穿孔单元一般如图8(b)所示，冲头13’以及冲模22’的前端面(刀头 面以及冲压面)由与穿过轴的旋转轴芯0的半径方向线r正交的平面构成，用冲头刀头面 13’ a以及冲压面22’ a的前端缘开始卡合(开始穿孔)，通过结合两个轴的同步旋转以及 纸张的输送来进行刀头面13’ a以及冲压面22’ a的卡合(穿孔中)，并通过上述刀头面以 及冲压面的后端缘卡合来结束纸张的穿孔行程(穿孔结束)。在上述一系列穿孔行程中，由 于同步旋转的冲头以及冲模轴的旋转角α的变化而纸张的冲裁(穿孔)转矩T如图8 (a) 所示地变化，该穿孔转矩T在刚开始穿孔(开始切割)以及即将结束穿孔(结束切割)时 存在大的峰值。作为降低上述峰值的装置，以往提出过下述专利文献1所述的装置。该装置的构 成如下冲头的刀头面形状为旋转方向的前后向旋转中心侧倾斜的凸面形状，其前部由比 后部陡度小的倾斜面构成。由于冲头的上述凸面形状，嵌合刚刚开始之后的冲头刀头面和 冲模的冲压面之间的相对角度(剪断角)，相比上述冲头刀头面为平面的冲头更接近于平 行，因此从开始卡合到穿孔形成途中的每单位旋转角度所对应的切断长度增加，且在穿孔 行程的后半部分中切断长度缩短。由此，可以使从冲头和冲模卡合开始到完全卡合时的每 单位旋转角所对应的切断长度平均化，以降低上述穿孔转矩的峰值。专利文献1 日本特许第3257405号公报上述专利文献1所记载的装置通过降低穿孔转矩的峰值来减小冲头以及冲模的 驱动转矩，且降低冲头以及冲模轴的刚性，可以实现驱动机构的小型化，但是冲头刀头面的 形状复杂，并在与冲模卡合时由于受到间隙的影响很难充分降低穿孔转矩，特别是切割结 束时的转矩。近来出现了进行轻印刷以及装订的大型且高性能复印机，该复印机有时使用由表 面被涂层的硬纸形成的彩纸以及用于封面、背封面的厚纸，若从复印机的电源容量或者成 本的角度考虑，穿孔单元的电机或刚性的提高都受到限制，因此用上述穿孔单元很难在上 述彩纸以及厚纸上进行穿孔。并且，冲头的刀头面形状为凸面的上述穿孔单元中与冲模的间隙取值应大，其结 果是存在锋利程度下降、切口处发生毛羽、孔的质量下降等问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种能解决上述课题的穿孔单元，该穿孔单元中的冲头以及冲模的形状比较简单，还能以高精度制造冲头及冲模，该穿孔单元在冲头和冲模 的整个卡合过程中始终能保持最优卡合间隙，并保证高质量的穿孔的同时大幅降低穿孔转 矩的峰值。本专利技术涉及的的穿孔单元，具备冲头轴10，其在外周面设有冲头13 ；和冲模轴 20，其在与上述冲头相对应的位置设有冲模22，同步且反方向旋转上述冲头轴10以及冲模 轴20，使上述冲头13和上述冲模22卡合，以在纸张上穿孔，其特征在于，上述冲头的刀头面 13a以及上述冲模的冲压面22a、221a中的一方，由在旋转方向的前端缘A侧高且后端缘C 侧低的倾斜面构成，该倾斜面的倾斜角θ的范围为5° 15°。并且，上述冲头的刀头面13a以及上述冲模的冲压面2 中的另外一个，由旋转方 向的中央部分增高的中高形状的圆弧面构成。优选的是，上述冲头的刀头面13a由上述倾斜面构成，上述冲模的冲压面22a由上 述圆弧面构成。例如，如图3(c)所示，上述冲头13的刀头面13a由上述倾斜面构成，且该倾斜面 的中央部分由凹部13D构成。上述倾斜角θ为10°。上述圆弧面2 是以上述冲模轴或者上述冲头轴的旋转轴芯0为中心的圆弧面。其中，上述标号用于对照图示，该标号对专利申请范围内所记载的构成不产生任 何影响。根据技术方案1涉及的本专利技术，由于相互卡合的冲头的刀头面以及冲模的冲压 面中的一方是前端缘侧高、后端缘侧低的倾斜面，因此可以降低纸张穿孔时的穿孔转矩的 峰值，使用较小转矩容量的电动机，也可以在例如彩纸或形成封面、后封面的厚纸上进行穿 孔。并且，由于冲头的刀头面或者冲模的冲压面的构成为具有一定角的倾斜面，因此 可以很容易且高精度地制造冲头及冲模，并且可以适当保持刀头面以及冲压面卡合时的间 隙，提高穿孔的质量。上述倾斜面的倾斜角若小于为5°，则降低穿孔转矩的峰值的效果不明显，不能在 基于空间等的规定范围内用电动机正确且切实地进行穿孔，若上述倾斜角为15°以上时， 由于处于穿孔状态的轴的旋转角过大，用于防止冲头以及冲模干涉的间隙变大，很难保证 穿孔为高质量，上述倾斜角在5° 15°范围时，由于能够降低穿孔转矩的峰值，所以可以 在厚纸等上进行穿孔以及提高穿孔的质量。根据技术方案2涉及的本专利技术，由于冲头的刀头面或者冲模的冲压面中另外一个 为中高形状的圆弧面，所以卡合冲头以及冲模时沿着圆弧面进行纸张的剪断，可以进一步 减小穿孔转矩的峰值的同时还能减小穿孔状态下轴的旋转角，并减小穿孔时用于防止冲头 以及冲模的旋转产生的干涉所需的间隙，因此可以同时实现使由于减小最大穿孔转矩而带 来的穿孔单元的小型化和保持穿孔为高质量。根据技术方案3涉及的本专利技术，在冲头的刀头面上形成倾斜面且将冲模的冲压面 制成圆弧面，这对于制造、穿孔转矩以及穿孔的质量来说是最优的组合。根据技术方案4涉及的本专利技术，由于在冲头刀头面的倾斜面的中央部分形成了凹 部，因此可以使与冲压面卡合的冲头刀头面变锋利的同时实现冲头前端的轻量化，能够高速形成穿孔，容易应对复印机的高速化。根据技术方案5涉及的本专利技术，上述倾斜面的倾斜角最优的是10°，减小穿孔转 矩的峰值，从而能够用小型电动机在厚纸等上进行穿孔，同时正确且切实地进行高质量的 穿孔，提高可靠性。根据技术方案6涉及的本专利技术，由于将圆弧面制成以轴的旋转轴芯为中心的圆弧 面，并且使冲头以及冲模的卡合以沿着该圆弧面滚动的方式进行，因此总是维持冲头刀头 面和冲压面所形成的剪断角，顺利地在纸张上进行穿孔，减小穿孔转矩的峰值的同时还能 持续形成高品质的穿孔。附图说明图1是表示可以适用本专利技术的穿孔单元的实施方式的主视图。图2是表示基于本专利技术的冲头和冲模进行穿孔的各种不同状态的图。图3(a)是表示基于本专利技术的冲头以及冲模的放大概略图，(b)是表示冲头的刀头 面的示意图，(C)是表示基于不同实施方式的冲头刀头面的剖视图。图4是说明现有的穿孔单元和本专利技术的穿孔单元之间的不同点的图，(a)是表示 开始切断时的切断长度S的图，(b)是表示切断结束时的切断旋转角β的图，(c)是说明轴 旋转角α和切断位置(旋转角)β的图。图5是表示轴的旋转角α对穿孔转矩的曲线的 图。图6是冲模的冲压面为平面的实施方式的与图2相同的图。图7是冲模的冲压面的放大表示的示意图。图8是表示现有的穿孔单元的图，(a)是表示穿孔转矩曲线的图，(b)是表示冲头 以及冲模的概略图。标号说明1...穿孔单元；10...穿孔轴；13...冲头；13a...刀头面(倾斜面)；20...冲模轴；22...冲模；22a...冲压面(圆弧面)；..冲压面(平面)；α ...旋转角；θ ...倾 斜角(刀头角本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种穿孔单元，具备：冲头轴，其在外周面设有冲头；和冲模轴，其在与上述冲头对应的位置上设有冲模，同步且反方向旋转上述冲头轴以及冲模轴，使上述冲头和上述冲模卡合，以在纸张上穿孔，其特征在于，上述冲头的刀头面以及上述冲模的冲压面中的一方，由旋转方向的前端缘侧高且后端缘侧低的倾斜面构成，该倾斜面的倾斜角的范围为５°～１５°。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：西村和夫，间嶋利幸，市川惠美，石井进，
申请(专利权)人：大同工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP