(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンチ手段を備えた凸刃ローラと該ポンチ刃と係合するダイス手段を備えた凹刃ローラとを有するロータリー式穿孔装置において、
上記凹刃ローラは、該ローラのダイス開口の中心軸延長にダイス開口よりも径の大きな移動体を内装する穴を有し、凹刃ローラのダイス部が下方位置に位置するときに前記移動体の一部をダイス開口よりも外側に突出させ留まるよう凹刃ローラの回転に伴って自重のみにより前記移動体がダイスの前記穴内を移動する穿孔屑排出機構を備えたことを特徴とする穿孔装置。
【請求項２】
上記穿孔屑排出機構の前記移動体が前記穴内を転動する球体であることを特徴とする請求項１記載の穿孔装置。
【請求項３】
上記穿孔屑排出機構の前記移動体がダイス部側先端に突起部を有し前記穴内を滑動する円柱体もしくは多角柱体であることを特徴とする請求項１記載の穿孔装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、レーザプリンタに内蔵もしくはオプションとして組み合わせて使用されるロータリー式の穿孔装置に関し、より詳細には穿孔により生じたパンチ屑の排出を円滑に行うための排出機構を備えた穿孔装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、複写機、レーザープリンタの多機能化に伴って用紙に穿孔を開けるパンチ機構が組み入れられてきている。このパンチ機構としては、大きく２つの方法が採用されている。一つは、用紙搬送路中で一旦用紙を停止させた上で用紙に対して垂直にパンチを実行するものであり、もう一つは、一旦停止させることなく、
搬送中に回転する穿孔ローラ対を利用してパンチを実行するものである。
【０００３】
前者は、一旦停止させてからパンチを実行するために、比較的強い圧力で紙面上方より凸刃（ポンチ）が凹刃（ダイス）に嵌入させることができる。しかも凹刃（ダイス）に嵌入させる凸刃（ポンチ）の量も十分にとることができるため、穿孔装置の下方側にパンチ屑回収容器を設けるだけで、凸刃（ポンチ）の嵌入動作によるパンチ処理に引き続いて、そのままパンチ屑を回収容器まで送り出すことができる。しかしながら、一旦停止させてからパンチを実行するために、パンチ処理速度自体は速くできないのが現状である。
【０００４】
これに対して後者の場合、パンチ処理機構として凸刃（ポンチ）と凹刃（ダイス）とを同期回転させながら、一旦停止させずにパンチ孔を開けることができるため高速処理に適し、また装置自体もコンパクトに設計できるという利点を有している。その反面、凸刃（ポンチ）の凹刃（ダイス）への嵌入量自体は浅く設計せざるを得ず、凸刃（ポンチ）の嵌入を利用して凹刃（ダイス）内部に押し出すことが難しい。その結果としてパンチ屑は凹刃（ダイス）内に残り、それが蓄積してくると凹刃（ダイス）の開口部より、搬送路中に散乱してしまうことがあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ロータリー式の穿孔装置の高速性を活かし、パンチ屑を回収容器へ確実に排出させることが可能な穿孔装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための請求項１の発明では、ポンチ手段を備えた凸刃ローラと該ポンチ刃と係合するダイス手段を備えた凹刃ローラとを有するロータリー式穿孔装置において、上記凹刃ローラは、該ローラのダイス開口の中心軸延長にダイス開口よりも径の大きな移動体を内装する穴を有し、凹刃ローラのダイス部が下方位置に位置するときに前記移動体の一部をダイス開口よりも外側に突出させ留まるよう凹刃ローラの回転に伴って自重のみにより前記移動体がダイスの前記穴内を移動する穿孔屑排出機構を備えたことを特徴とする穿孔装置が提供される。
かかる構成の穿孔装置では、パンチ処理により穿孔ローラ対の凹刃ローラのダイス開口に穿孔屑（パンチ屑）が残っている場合でも、凹刃ローラの回転に伴い、ダイス開口が下方に指向したとき、穿孔屑排出機構が自重により下方側に移動し、その一部を開口より突出することで、パンチ屑を回収容器へ押し出すことが可能となる。
【０００７】
しかも、自重を利用しているため穿孔ローラ自体のコンパクトさを損なうこと無く穿孔装置を設計することが可能となる。
【０００８】
また請求項２の発明は、穿孔屑排出機構の移動体として前記穴内を転動する球体のものを使用することに特徴を有している。
このように穿孔屑排出機構として球体を選択することで、凹刃ローラの回転に伴って、ダイス開口が下方を指向した際の自重により移動が極めて円滑に行われる。
しかも球体であるため、ダイス開口よりも直径の大きな球体を利用することで、球体の一部をダイス開口の全周に亘って当接させることができるために、パンチ屑の押出を極めて円滑に実施できる。
【０００９】
また請求項３の発明は、上記穿孔屑排出機構の前記移動体がダイス部側先端に突起部を有し前記穴内を滑動する円柱体もしくは多角柱体であることに特徴を有している。
かかる機構を採用することでダイス開口より幾分直径を大きくした円筒を設計すればよいため、排出機構自体をスリムに設計することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下，添付図面を参照して，本発明の穿孔装置の実施形態を説明する。この実施の形態は，本発明に係る穿孔装置（パンチユニット）を複写機のフィニッシャーに適用した具体例である。尚，この具体例は，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではなく、複写機やプリンタに直接組み込むような使用にも適用できる。
【００１１】
図１は本発明の一実施の形態に係るフィニッシャー全体の概略構成を示す図である。このフィニッシャーは複写機本体から順次排出される画像定着後の用紙についてパンチ処理やステイプル処理等の所定の後処理を行ってから用紙を排出するものであり、後述するパンチユニットＰｕを除けば、たとえば本願出願人が先に出願を行った特願平１０−６８８１に詳細に記載されたフィニッシャーを使用するすることができる。
【００１２】
フィニッシャーＡ１は，複数枚の用紙が収納可能な中間トレイ６と，中間トレイ６の用紙収納面に設けられ用紙搬送方向と直角な用紙幅方向に往復動可能な一対のカーソル５７（用紙幅合わせガイド）と，カーソル５７の往復動により用紙幅方向に整列された用紙を綴じるステイプラ８とを備える。
【００１３】
フィニッシャーＡ１において，複写機から一定の間隔で順次排出される画像転写済みの用紙Ｐは，用紙搬送方向と直角な用紙幅方向の中心位置（いわゆるセンター位置）を基準に，用紙搬入口２０からフィニッシャーＡ１内に搬入される。用紙搬入口２０付近には，フィニッシャーＡ１に搬入された用紙Ｐを検知する搬入スイッチＳＷ１，用紙Ｐ先端の搬送方向に直交する方向からのズレを補正しタイミングを整えてフィニッシャーＡ１内部に送り込むレジストローラ２１、搬入された用紙についてパンチ処理を行うパンチユニットＰｕが設けられている。搬入スイッチＳＷ１は，例えば反射型の光スイッチであり、搬入された用紙Ｐによって搬入スイッチＳＷ１からの光が反射されると，用紙Ｐが検知されていることを示す用紙検知信号が搬入スイッチＳＷ１から出力される。また、用紙検知信号の『有る』状態から『無い』状態への推移により，用紙後端の検知も行われる。
【００１４】
パンチユニットＰｕ（パンチユニットの詳細については後述する）は，フィニッシャーＡ１の用紙搬入口２０近傍に設けられており、用紙検知信号等を基にパンチ処理を行う。またパンチユニットＰｕの下方側には、パンチ処理を行った際に生じるパンチ屑を収納するパンチ屑回収容器３０が設けられている。
【００１５】
搬送路５２には，用紙Ｐをノンソート用トレイ５３側に搬送する搬送路５４と中間トレイ６側に搬送する搬送路５０とが連結されている。
【００１６】
複写機から搬入される用紙Ｐは，揺動自在の分岐爪５５により搬送路５０及び５４のいずれか一方に搬送される。分岐爪５５によって搬送路５４に案内された用紙Ｐは，複写機から排出されたときと同じ面を向けてノンソート用トレイ５３に排出される。他方，分岐爪５５によって搬送路５０に案内された用紙は，上下方向から少し傾いた縦方向に設けられた中間トレイ６側へ搬送される。
【００１７】
搬送路５０の上流部には，揺動自在の分岐爪５６が設けられている。分岐爪５６が実線位置にある場合には，用紙Ｐは搬送路５０内を矢印Ｙ２方向へ搬送させられる。また，分岐爪５６より下流には，用紙搬送方向上流側から下流側に向けて順に４組の分岐ローラ４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）と，３個の分岐爪５（５ａ，５ｂ，５ｃ）が配列されている。各分岐爪５は，揺動自在であり，用紙Ｐは分岐爪５に従って中間トレイ６に搬入される。
【００１８】
各分岐爪５の揺動位置は，動作開始直後のモードスタンバイ時に，用紙Ｐの搬送方向長さに応じて設定され，例えばＡ４用紙の場合には分岐爪５ｃ方向から，Ａ３用紙の場合には分岐爪５ａ方向から中間トレイ６に搬入される。中間トレイ６には，図１に示すように，用紙搬送方向と直角の方向（用紙幅方向）に往復動可能な一対のカーソル５７が設けられている。搬送路５０を搬送された各用紙Ｐは，カーソル５７によって用紙幅方向に整列させられつつ，中間トレイ６内に搬入される。
【００１９】
中間トレイ６には，無端ベルト５８が張られている。無端ベルト５８は，ベルトローラ５９間に張られており，矢印Ｘ方向に走行することにより無端ベルト５８表面に固定された用紙受け７を移動させる。用紙受け７は，用紙搬入時に中間トレイ６下部に待機しており，中間トレイ６に搬入された用紙Ｐの搬送方向一端を支持する。また，用紙受け７の待機位置近傍には，用紙幅方向の異なる２つの位置にステイプラ８がそれぞれ固定された状態で設けられている。このステイプラ８は，用紙受け７によって搬送方向一端が整列されると共に，カーソル５７によって用紙幅方向が整列された一組の用紙についてステイプル処理を行う。ステイプル処理によって搬送方向端部が綴じられた用紙は，無端ベルト５８の走行により用紙受け７に支持された状態で，矢印Ｘ方向に向けて搬送される。無端ベルト５８の上方には，用紙Ｐを排出トレイ１０に案内するガイド部材６０及び排出ローラ９が設けられている。排出トレイ１０は，端部綴じされた用紙束を受けやすいように，排出方向に向けて上向きに傾斜している。また，排出トレイ１０は，
上下に張られた無端ベルト６１に固定されており，図示せぬガイド機構に案内されつつ，無端ベルト６１により，排出される用紙量に応じて上下方向に移動される。
【００２０】
次に図２、図３、図４を用いて本発明の穿孔装置について説明する。なお、図２は本発明穿孔装置Ａ１の構成を説明するための図であり、（ａ）は用紙搬送方向
上流側から上記穿孔装置を見た正面図、（ｂ）は穿孔部を中心としたＡ−Ａ断面図
である。また図３は、その特徴となる主要部の作用を説明するためのＡ−Ａ断面図であり、図４は本発明主要部の部品構成を説明するための部分拡大斜視図である。図２（ｂ）及び図３では共通して、用紙は右から左へ（矢印Ｐ１の方向）通過する。
【００２１】
図２を用いてパンチユニットＰｕの構成を説明する。パンチユニットＰｕは、上ガイド板９０及び下ガイド板９１の上下に配置された、上パンチロ−ラ８０、下パンチロ−ラ８２により構成されている。上パンチロ−ラ８０は、軸８０１と、
ビス８１２にて軸の所定位置に固定された複数個（本実施例では２個）のポンチコロ体８１により成る。他方、下パンチロ−ラ８２は、軸８２１と、ビス８３２にて軸の所定位置に固定された複数個（本実施例では２個）のダイスコロ体８３により成る。両ローラは、パンチユニットＰｕの側板７３，７４間に軸が軸受７９を介して回転自在に支持されている。両ローラの軸は、側板７４の外側（図２（ａ）では左側）で一対のギヤ７７，７８によって軸の回転が伝達できるようになっている。ギヤ７７，７８は同じ歯数であり、上パンチロ−ラ８０が１回転すると下パンチロ−ラ８２も性格に１回転するようになっている。上パンチロ−ラ８０の軸８０１は側板７３の外側（図２（ａ）では右側）に延びており、その部分には入力ギヤ７５を備えたクラッチ７６が取り付けられている。これらにより、
図示されない駆動源からの回転力はクラッチ７６の入力ギヤ７５に入力され、クラッチ７６のＯＮにより上下のパンチローラが同時に回転するようになっている。
【００２２】
図２（ｂ）を使ってさらにパンチユニットＰｕとその周辺を説明する。上パンチロ−ラ８０と下パンチロ−ラ８２の間には上ガイド板９１としたガイド板９２が配置され、ポンチコロ体８１とダイスコロ体８３が両ガイド板の間に割り込んだ形で配置できるような切欠き９１１，９１２が設けられている。ガイド板９１，
９２の用紙搬送上流側延長部分（図２（ｂ）の右側）には、レジスト上ローラ２１１とレジスト下ローラ２１２により成るレジストローラ対２１、及び搬入スイッチＳＷ１が設けてある。これらにより、Ｐ１の方向から入って来た用紙をＳＷ１で用紙先端検出してレジストローラで一旦停止させ、搬送方向に直交する方向からの用紙先端線のズレを補正し、タイミングを整えてパンチユニットＰｕに向かって再給紙させる。用紙先端線のズレが発生する恐れがないのであれば、レジストローラ対は連続回転するローラ対と置き換えることができる。
【００２３】
パンチユニットは上部カバー７０により上パンチローラ８０が覆われており、下部カバー７１により下パンチローラ８２が覆われている。下部カバー７１の底部は切欠き穴が設けられて、ホッパ７２が取り付けられている。更にその下部にはパンチ屑回収容器３０が着脱自在に取り付けられる。パンチユニットから生じたパンチ屑はホッパ７２で集められ、パンチ屑回収容器３０蓄積されるようになっている。
【００２４】
図３は、図２（ｂ）のうちパンチ機構の核心となる部分を取り出し、用紙Ｐをパンチ処理する過程を順を追って表わしたものである。パンチユニットＡ１の上パンチローラ８０を構成するポンチコロ体８１は、コロ８１１、及びそれに装着されたポンチ刃ユニット８４により成り、全体がビス８１２にて軸８０１に固定されている。ポンチ刃ユニット８４は、円盤状の鋼製刃で成るポンチ刃８４１を円筒状の取付台８４２に取付けたものである。取付台８４２は、硬質ゴム等の緩衝材料でできており、ポンチ刃８４１をポンチコロ体８１に装着すると同時に、用紙を穿孔する時のショックを緩和する役割を持つ。前記穿孔時のショックが極めて少ないのであれば、取付台８４２は緩衝材料を使用する必要がない。
【００２５】
パンチユニットＡ１の下パンチローラ８２を構成するダイスコロ体８３は、コロ８３１、ダイス刃８３３、球体８３５より成り、コロ８３１がビス８３２により軸８２１に固定されている。なお下パンチローラ８２は、ダイス刃が前述のポンチ刃と位置が正確に一致するように固定されている。ダイスコロ体８３は、通常ポンチコロ体８１とは接触しておらず、ダイス刃８３３がポンチ刃８４１と会合するときのみ刃同志が接触する。
【００２６】
本発明の特徴である穿孔屑排出機構部分を図４で説明する。ダイス刃８３３は鋼でできており、下パンチローラ８２外周の一部を成すように外面８３９がカーブしている。外面８３９には前述のポンチ刃８４１とほぼ同じ径の円孔８４０が形成され、ダイス刃の底面まで同じ直径で貫通している。円孔８４０が外面８３９と出会う稜部は鋭く、焼入れ等で硬く仕上げられており、ポンチ刃と協働して用紙に穿孔できるようになっている。またコロ８３１には切欠８３６が設けられ、
ダイス刃８３３が圧入固定される。コロ８３１の切欠部８３６には、取付けられたダイス刃円孔８４０の中心軸延長部に穴８３４が設けられている。穴内部には、
穴の径より小さく円孔８４０より径のやや大きな球体８３５が内装され、球体８３５は穴８３４の内底とダイス刃円孔８４０底部の間を自由に移動できるようになっている。
【００２７】
図３に戻って穿孔屑排出機構の動きを説明する。ポンチコロ体８１のポンチ刃８４１とダイスコロ体８３のダイス刃８３３は、用紙Ｐがレジストローラ２１から搬送される前には、所定の待機位置、例えば各ローラの軸８０１，８２１に対して用紙搬入側の位置に停止している（ａ）。レジストローラ２１から用紙Ｐが搬送され所定時間が経過すると、クラッチ７６が作動し、上パンチローラ８０及び下パンチロ−ラ８２が回転を開始して、ポンチコロ体８１のポンチ刃８４１及びダイスコロ体８３のポンチ刃８４１が各軸の周りを互いに逆向き（図３の矢印の向き）に動き出す。
【００２８】
用紙Ｐ先端が両コロの間を通過して後、ポンチ刃８４１とポンチ刃８４１が会合を始め、同時に用紙先端から所定距離に孔を穿つ（ｂ）。穿孔によって生じた用紙Ｐから刳り抜かれた用紙屑Pdは、ポンチ刃８４１によりダイス刃８３３の円孔８４０内に押し込まれ、ポンチ刃が離脱した後も孔内に残留する（ｃ）。更にダイスコロ体が回転してコロ８３１に穴８３４の外側が下方向に向き始めると、穴に内装されている球体８３５が自重で外側に転動し、ダイス刃の円孔８４０内部に球体の一部を突入させて嵌まり込み、内部に残留する用紙屑Pdを押し出しダイス刃から落下させる。球体８３５は円孔８４０より若干径が大きいので、円孔に一部を突入させたまま留まる（ｄ）。このとき、球体８３５が円孔８４０の外周のほぼ全周にわたって当接するので、用紙屑を確実にダイス刃の外へ排出することができる。更にダイスコロ体が回転して穴の内側が下に向き始めると、球体は自重で穴内部に向かって転動する。以上のようなプロセスが繰り返されることにより用紙屑はダイス内部に留まることがない。
【００２９】
以上の実施形態においては、用紙屑を排出する機構に球体の転動を用いたが、実施例３に基く変形例として、球体のような転動体に換えて滑動体を用いることができる。以下図５を用いて詳細を説明する。ダイスコロ８３のコロ８３１における切欠８３６には図４と同様に、ダイス刃８３３の円孔８４０より若干径の大きな穴８３４が設けられている。この穴８３４はコロ８３１の中心部まで同じ直径で貫通され、穴内部は滑らかに仕上げられている。該穴の内部には、滑動体３３５が内装され、滑動体３３５は穴８３４の内底とダイス刃円孔８４０底部の間を自由に移動できるようになっている。滑動体３３５は、穴の径より小さく円孔８４０より径のやや大きな円柱部３４１のダイス刃側先端に、ダイス刃円孔８４０より外径の小さな突起３４２を備えている。
【００３０】
この変形例の用紙屑排出作用は、図３において球体８３５を滑動体３３５に置き換えることで説明できる。すなわち、前述の図３（ｂ）（ｃ）（ｄ）の説明文のうち、上記置き換えの他に、「転動」を「滑動」に、また「球体の一部」を「滑動体の突起」と置き換える。これにより説明された変形例のプロセスは、前述の実施例と同様な用紙屑排出効果をもたらす。また滑動体の円柱部は、三角柱や四角柱などの多角形でもよく、要するに穴８３４の中を自重でスムーズに滑動すればよい。
【００３１】
【効果】
以上説明したように、本発明によれば、パンチ処理により穿孔ローラ対の凹刃ローラのダイス開口に穿孔屑（用紙屑）が残っている場合でも、凹刃ローラの回転に伴い、ダイス開口が下方に指向したとき、穿孔屑排出機構が自重により下方側に移動し、その一部を開口より突出することで、パンチ屑を回収容器へ押し出すことが可能となる。また、穿孔屑排出機構として球体を選択することで、凹刃ローラの回転に伴って、ダイス開口が下方を指向した際の自重により移動が極めて円滑に行われる。しかも球体であるため、ダイス開口よりも直径の大きな球体を利用することで、球体の一部をダイス開口の全周に亘って当接させることができるために、パンチ屑の押出を極めて円滑に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の穿孔装置を組み込んだフィニッシャーを説明するための概略図。
【図２】本発明穿孔装置Ａ１の構成を説明するための正面図（ａ）及びＡ−Ａ断面図（ｂ）。
【図３】本発明主要部の作用を説明するための、穿孔装置Ａ１の断面図。
【図４】本発明主要部の部品構成を説明するための部分拡大斜視図。
【図５】本発明請求項３に属する他の実施形態の図で、主要部部品構成を説明するための部分拡大斜視図。
【符号の説明】
Ｐｕ    パンチユニット
８０    上パンチローラ
８１    ポンチコロ体
８２    下パンチローラ
８３    ダイスコロ体
８３３  ダイス刃
８３４  穴
８３５  球体
８４０  円孔
８４１  ポンチ刃
【図１】
0003696019.tif 000002
【図２】
0003696019.tif 000003
【図３】
0003696019.tif 000004
【図４】
0003696019.tif 000005
【図５】
0003696019.tif 000006