(57)【要約】【課題】用紙の搬送速度が速くなっても、その生産性を損なうことがなく用紙に確実に孔を開ける穿孔装置及びそれを備えた画像形成装置及び後処理装置を提供する。【解決手段】移動偏心カム５２がポンチ４２とダイ４３を一体に保持する保持部材４４を用紙搬送方向に移動させ、保持部材４４の移動に連動した穿孔偏心カム４７がポンチ４２を用紙搬送方向と垂直な方向に下降させることによって、用紙Ｐを一旦停止させることなく孔を開ける。【選択図】図３
2008260602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像が形成された搬送される用紙にポンチとダイにより孔を開ける穿孔装置において、
前記ポンチと前記ダイとを一体に保持する保持部材と、該保持部材を用紙搬送方向に移動させる移動部材とを備えたことを特徴とする穿孔装置。
【請求項２】
前記保持部材に移動可能に保持された前記ポンチを、前記保持部材の用紙搬送方向の移動に連動して用紙搬送方向と垂直な方向に移動させる穿孔駆動部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載の穿孔装置。
【請求項３】
前記保持部材の用紙搬送方向への移動速度は、用紙の搬送速度と同速度以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の穿孔装置。
【請求項４】
前記移動部材と前記穿孔駆動部材は、同じ駆動源で駆動されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の穿孔装置。
【請求項５】
前記移動部材が前記保持部材を用紙搬送方向に移動させる移動偏心カムを備え、前記穿孔駆動部材が前記ポンチを用紙搬送方向と垂直な方向に移動させる穿孔偏心カムを備え、前記移動偏心カムと前記穿孔偏心カムは、前記駆動源に連結する回転軸に固設され、前記移動偏心カムのカム面は単位回転角に対して回転中心からの距離が等しく変位する形状であることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載の穿孔装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の穿孔装置を備えた画像形成装置。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の穿孔装置を備えた後処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ装置、プリンタ等の画像形成装置、または画像形成装置から供給された用紙等に所定の後処理を施して排出するように構成された後処理装置に用いられる穿孔装置及びにそれを備えた画像形成装置及び後処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像が形成された用紙にファイリングのための綴じ孔を開けるのに、用紙を一度停止させ、停止している間にポンチで孔を開ける穿孔装置が知られている（特許文献１）。上記特許文献１の技術では、用紙を停止させて孔開け作業を行う時間が必要にある。ところが最近の複写機やプリンタでは、高速度で処理するものが増え用紙も高速で搬送されるのに、画像形成装置の搬送手段は用紙を停止させないので、用紙が大きく撓み、場合によれば用紙の腰折れによりジャムが発生するという問題がある。また用紙の撓みを受け入れる大きなスペースを設けると装置が大型化するという問題が発生する。そこで特許文献２では、用紙を停止させずにポンチとダイで用紙に孔を開けられるように、ポンチ及びダイがそれぞれ２個の偏心カムにより、用紙搬送方向（水平方向）の速度と同じ速度でポンチ及びダイが移動して、同時にポンチ及びダイが用紙搬送方向に垂直な方向（垂直方向）に互いに接近して用紙に孔を開ける技術が開示されている。
【０００３】
しかしながら、上述した特許文献２では、ポンチを水平及び垂直方向に作動させるのに、モータからの駆動力を、ギアを介して一方の偏心カムに伝達するとともにその偏心カムに設けたプーリに伝達して、そのプーリと別のプーリとの間に掛け渡したベルトにより、他方の偏心カムに駆動力を伝達している。さらにダイを水平及び垂直方向に作動させるのにも別設のギア、プーリ及びベルトによりモータの駆動力を伝達している。この構成では、ポンチを水平方向に移動させるギア、プーリ及びベルトの移動部材とダイを水平方向に移動させる移動部材が別設されているために、ポンチとそれの嵌るダイの穴の位置精度が不安定になり、用紙に正確な孔を開けることが困難であるという不都合があった。
【特許文献１】特開平１１−５６６７号公報（段落［０００６］、図３）
【特許文献２】特開平９−１９３０９３号公報（段落［０００７］、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明は、用紙の搬送速度が速くなっても、その生産性を損なうことがなく用紙に確実に正確な孔を開ける穿孔装置及びそれを備えた画像形成装置及び後処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明は、画像が形成された搬送される用紙にポンチとダイにより孔を開ける穿孔装置において、前記ポンチと前記ダイとを一体に保持する保持部材と、該保持部材を用紙搬送方向に移動させる移動部材とを備えたことを特徴としている。
【０００６】
この構成によると、移動部材がポンチとダイとを一体に保持した保持部材を用紙搬送方向に移動させながらポンチとダイが用紙に孔を開ける。
【０００７】
また、本発明は、上記の構成の穿孔装置において、前記保持部材に移動可能に保持された前記ポンチを、前記保持部材の用紙搬送方向の移動に連動して用紙搬送方向と垂直な方向に移動させる穿孔駆動部材を備えたことを特徴としている。この構成によると、ポンチを移動可能に保持した保持部材が移動部材により用紙搬送方向に移動するとともに、穿孔駆動部材がポンチの用紙搬送方向への移動に連動してポンチを垂直方向に移動させて、用紙に孔を開ける。
【０００８】
また、本発明は、上記の構成の穿孔装置において、前記保持部材の用紙搬送方向への移動速度は、用紙の搬送速度と同速度以下であることを特徴としている。この構成によると、ポンチとダイの移動速度が用紙の移動速度と同じであると用紙が撓むことがなく、またポンチが孔を開けた用紙を引っ張ることがない。またポンチとダイの移動速度が用紙搬送速度より遅いが移動しているので、用紙が大きく撓むことがない。
【０００９】
また、本発明は、上記の構成の穿孔装置において、前記移動部材と前記穿孔駆動部材は、同じ駆動源で駆動されることを特徴としている。この構成によると、駆動源が移動部材と穿孔駆動部材を同時に駆動させる。
【００１０】
また、本発明は、上記の構成の穿孔装置において、前記移動部材が前記保持部材を用紙搬送方向に移動させる移動偏心カムを備え、前記穿孔駆動部材が前記ポンチを用紙搬送方向と垂直な方向に移動させる穿孔偏心カムを備え、前記移動偏心カムと前記穿孔偏心カムは、前記駆動源に連結する回転軸に固設され、前記移動偏心カムのカム面は単位回転角に対して回転中心からの距離が等しく変位する形状であることを特徴としている。この構成によると、駆動源からの回転角と移動部材の用紙搬送方向への移動量とが線形の関係になる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、ポンチとダイとを一体に保持した保持部材が用紙搬送方向に移動しながらポンチとダイが用紙に孔を開けるので、用紙を一旦停止させることなく用紙に孔を開けることができるために、高速で用紙を搬送させても、用紙を撓ませることがなく安定して用紙を搬送することができ、また用紙の撓みスペースが不要になり、さらに用紙受入のガイド構成が簡単になる。またポンチとダイとを一体に保持しているために、ポンチとそれの嵌るダイの穴との位置精度が良く、用紙に正確に孔を開けることができる。
【００１２】
また本発明によると、ポンチを移動可能に保持した保持部材が移動部材により用紙搬送方向に移動するとともに、穿孔駆動部材がポンチの用紙搬送方向への移動に連動してポンチを垂直方向に移動させて用紙に孔を開けるので、高速で用紙を搬送させても、用紙を撓ませることがなく安定して用紙を搬送することができ、用紙の撓みスペースが不要になり、さらに用紙受入のガイド構成が簡単になる。
【００１３】
また本発明によると、保持部材の用紙搬送方向への移動速度が用紙の搬送速度と同速度以下であるので、ポンチが孔を開けた用紙を引っ張って破損させることがない。また用紙が撓むことがなく、ポンチとダイの移動速度が用紙搬送速度より遅いが移動しているので、用紙が撓むとしても僅かな撓みで収まるために用紙のジャムを防止することができる。
【００１４】
また本発明によると、穿孔駆動部材が移動部材と同じ駆動源で駆動されるので、穿孔駆動部材と移動部材の夫々に駆動源及び駆動回路を設ける必要がなく、構成が簡単になり製造コストを抑制することができる。
【００１５】
また本発明によると、駆動源に連結する回転軸に固設された移動偏心カムのカム面は単位回転角に対して保持部材の移動量が等しくなる形状にしたので、駆動源からの回転角と保持部材の用紙搬送方向への移動量とが線形の関係になるために、駆動源の制御が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。本発明の実施形態は発明の最も好ましい形態を示すものであり、また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係る穿孔装置を備えた後処理装置の概略構成を示す断面図である。後処理装置１は、画像形成装置２の側方に備え付けられ、その外形は、ハウジング３で区画されている。ハウジング３内には、穿孔装置４、処理ユニット５、中折ユニット６等を備えている。
【００１８】
パンチ処理が選択されている場合には、画像形成装置２で画像が形成された用紙Ｐがハウジング３の側面に設けられた搬入口７を通り搬送ローラ４０に搬送されて搬送径路８にくると、穿孔装置４が用紙Ｐの所定位置に孔を開けるパンチ処理を行う。
【００１９】
穿孔装置４から搬送された用紙Ｐが搬送ローラ対８ａにより下方へと搬送され、処理ユニット５へと送られると、上ユニット１４と下ユニット１５との間に通されて、複数枚の用紙Ｐをスタックするスタック処理が行われ、スタックされた用紙束にステープル手段１７及びステープル受け手段１８によりステープル処理が行われる。ステープル処理として、用紙束の先端をステープルで綴じる先端綴じや、用紙束の長手方向の中央で垂直方向に２箇所ステープルで綴じる中央綴じなどが実行可能であり、中折ユニット６ではステープル処理により中央綴じされた用紙束を中央でステープルに沿って折り曲げる。折り曲げられた冊子状の用紙束は、メールボックス１６に排出される。
【００２０】
スタック処理またはステープル処理が行われると、用紙束が上方へと搬送され、排出ローラ対１１により排出トレイ１２又はジョブトレイ１３に振り分けられて排出される。スタック処理及びステープル処理が選択されていない場合は、穿孔装置４から搬送された用紙Ｐが回動自在に保持された複数の分離爪１０により排出ローラ対１１へと送られ、排出トレイ１２に排出される。
【００２１】
図２は、上述の後処理装置１に用いられる本発明の穿孔装置４における穿孔動作前の構成を示す斜視図、図３は図２における矢印Ａ−Ａから見た断面図である。なお図３では、移動偏心カム５２の内部を省略し、その外形のカム面形状を示して、移動偏心カム５２の後方にある部材の構成が図に表れるようにしている。図６及び図８も図３と同様に移動偏心カム５２を表記している。
【００２２】
図２に示すように、穿孔装置４は、後処理装置１に固設された本体４１、本体４１に回転可能に設けた２つの円板状のカラー４１ａ、及び本体４１に用紙Ｐの搬送方向に往復移動可能に保持された矩形板状の保持部材４４を備えている。保持部材４４には駆動源としてのモータ４８、モータ４８の駆動力を伝達するギア４９及びギア５０、及びギア５０を固設した回転軸５１が設けられ、モータ４８が回転するとギア４９及びギア５０により減速されて回転軸５１が回転する。回転軸５１には外周にローッレットを形成した手動ローラ５４が固設され、用紙Ｐが穿孔装置４でジャムしたときに手動ローラ５４を回転させてジャム処理を行うことができる。
【００２３】
また、保持部材４４は２つの移動偏心カム５２及び複数のポンチユニット４５を備えている。移動偏心カム５２は、回転軸５１に固設され、後述する復帰バネによりカラー４１ａに常に当接して、回転軸５１が１回転すると保持部材４４を用紙Ｐの搬送方向に１往復させる。ポンチユニット４５には、カマボコ形状のその中空内部に回転軸５１が配設されて、回転軸５１には後述する用紙Ｐに孔を開けるポンチを上下動させる穿孔偏心カムが固設されている。複数のポンチユニット４５は用紙Ｐに開ける孔の数及び間隔に応じて選択することができる。移動偏心カム５２、回転軸５１、カラー４１ａ及び復帰バネ５３が移動部材を構成する。
【００２４】
図３に示すように、ポンチユニット４５にはポンチ固定板４５ａが固設され、ポンチ固定板４５ａの当接面４５ｂが回転軸５１に固設された穿孔偏心カム４７のカム面４７ａにポンチバネ４６に付勢され常に当接している。なお、穿孔偏心カム４７、回転軸５１、当接面４５ｂ及びポンチバネ４６が穿孔駆動部材を構成する。
【００２５】
ポンチ４２は、ポンチ固定板４５ａに固設されるとともに、保持部材４４に固設されたポンチ保持筒４４ａ内に移動可能に嵌合している。またポンチ４２は、回転軸５１が１回転すると、穿孔偏心カム４７のカム面４７ａとそれに当接するポンチ固定板４５ａとにより、用紙Ｐの搬送方向と垂直な方向に１往復する。
【００２６】
ダイ４３は、保持部材４４に固設され、移動偏心カム５２をカラー４１ａに常に当接させる復帰バネ５３を本体４１との間に張架し、また用紙Ｐに孔を開けるポンチ４２が嵌る穴を備え、ポンチ４２とともに本体４１と保持部材４４との間に搬送される用紙Ｐに孔を開ける。
【００２７】
図４は、本発明の穿孔装置４における移動偏心カム５２のカム面の形状を示す平面図であり、カム面の位置（ｓ０、ｓ１等）における移動偏心カム５２の回転角に対する回転軸の中心からの距離（中心距離）を示している。図４に示す移動偏心カム５２は、図３に示す穿孔動作前の状態を示し、カラー４１ａが図４に示すＸ軸上のｓ０の位置でカラー４１ａに当接している。例えばｓ０の位置から２２．５°回転してｓ１の位置でカラー４１ａに当接すると、中心距離が１０から１２に変わり、保持部材４４の移動量が２になり、同様に位置ｓ１から位置ｓ２まで２２．５°回転すると、中心距離が１２から１４に変わり、保持部材４４の移動量が２である。このようにカム面とカラー４１ａの当接位置に係わらず単位回転角に対して保持部材４４の移動量が一定になるようにカム面形状が設定されている。
【００２８】
図４に示す状態から移動偏心カム５２が時計方向に回転すると、カラー４１ａとの当接位置がｓ１からｓ１２間では中心距離が徐々に大きくなり、図３に示す保持部材４４が復帰バネ５３に抗して左側に往動し、さらに移動偏心カム５２が回転して、カム面とカラー４１ａとの当接位置がｓ１２からｓ０間では、中心距離が急激に小さくなるので、図３に示す保持部材４４が復帰バネ５３の付勢力により右側に復動する。
【００２９】
また、保持部材４４の往動時の移動速度は、図２に示すモータ４８の回転速度をギア４９及びギア５０により減速して、用紙Ｐの穿孔装置４への搬送速度と同速度にしている。保持部材４４の復動時の移動速度は復帰バネ５３のチャージ力により決まる。
【００３０】
穿孔偏心カム４７のカム面は、移動偏心カム５２が１８０°回転した移動部材４４の往動位置において、ポンチ４２が最も下降し、移動偏心カム５２が２７０°回転した移動部材４４の最大移動量の往動位置において、ポンチ４２がダイ４３の穴から抜けているように設定している。このように穿孔偏心カム４７のカム面によるポンチ４２の用紙搬送方向と垂直な方向への移動と移動偏心カム５２のカム面による保持部材４４の用紙搬送方向へ移動とを連動させている。
【００３１】
次に、穿孔装置の動作について説明する。図５は本発明の穿孔装置における穿孔動作中の構成を示す斜視図、及び図６は図５の矢印Ａ−Ａから見た断面図であり、図７は穿孔終了後の構成を示す斜視図、及び図８は図７の矢印Ａ−Ａから見た断面図である。
【００３２】
パンチ処理が選択されている場合、まず図２及び図３に示すように、画像形成の完了後、用紙Ｐが本体４１と保持部材４４間に搬送されると、モータ４８が回転し、その回転駆動力がギア４９及びギア５０により回転軸５１に伝達されて、移動偏心カム５２及び穿孔偏心カム４７が図３の時計方向に回転する。
【００３３】
さらにモータ４８が回転すると、図５及び図６に示すように、カラー４１ａに当接する移動偏心カム５２がさらに回転して、移動偏心カム５２のカム面形状によりポンチ４２とダイ４３を一体に保持する保持部材４４が用紙搬送方向に往動するとともに、ポンチ固定板４５ａの当接面４５ｂに当接する穿孔偏心カム４７がさらに回転して、穿孔偏心カム４７のカム面形状によりポンチ４２が用紙搬送方向と垂直な方向に下降して、搬送された用紙Ｐを貫通してダイ４３のダイ穴に嵌る。さらにモータ４８が回転すると、保持部材４４の移動速度が用紙Ｐの搬送速度と同じであるので、ポンチ４２が用紙Ｐを貫通してダイ４３のダイ穴に嵌った状態で保持部材４４がさらに往動する。
【００３４】
次に、図７及び図８に示すように、さらにモータ４８が回転すると、移動偏心カム５２が移動部材４４の最大移動量の往動位置にきて、復帰バネ５３を最も撓ませるとともに、穿孔偏心カム４７がポンチ４２を上昇させてポンチ４２が用紙Ｐから離間する。さらにモータ４８が回転すると、移動偏心カム５２が図４に示す位置ｓ１２からｓ０の区間になり、保持部材４４が復帰バネ５３の付勢力により図８に示す右側に復動するとともに、穿孔偏心カム４７がポンチ４２をさらに上昇させ、回転軸５１が１回転して図２及び図３に示す状態に戻る。
【００３５】
上記実施形態によると、移動偏心カム５２がポンチ４２とダイ４３を一体に保持する保持部材４４を用紙搬送方向に移動させ、保持部材４４の移動に連動した穿孔偏心カム４７がポンチ４２を用紙搬送方向と垂直な方向に下降させることによって、用紙Ｐを一旦停止させることなく孔を開けるので、高速で用紙Ｐを搬送させても、用紙Ｐを撓ませることがなく安定して用紙Ｐを搬送することができ、用紙Ｐの撓みスペースが不要になり、さらに用紙受入のガイド構成が簡単になるとともに用紙Ｐに正確に孔を開けることができる。
【００３６】
また、保持部材４４の用紙搬送方向への移動速度が用紙Ｐの搬送速度と同じであることによって、ポンチ４２が孔を開けた用紙Ｐを引っ張って破損させることがなく、また用紙Ｐを撓ませることがない。
【００３７】
また、穿孔偏心カム４７と移動偏心カム５２が、同一の回転軸５１、ギア４９及びギア５０を介して同一のモータ４８を駆動源としていることによって、夫々にモータ駆動回路を設ける必要がなく、構成が簡単になり製造コストを抑制することができ、また穿孔偏心カム４７により下降するポンチ４２と移動偏心カム５２による往動する保持部材４４との相互の位置精度を維持することができる。
【００３８】
また、モータ４８に連結する回転軸５１に固設された移動偏心カム５２のカム面は単位回転角に対して保持部材４４の移動量が等しくなる形状にすることによって、モータ４８からの回転角と保持部材４４の用紙搬送方向への移動量とが線形の関係になるために、モータ４８の駆動制御が容易なる。
【００３９】
尚、上記実施形態では、穿孔装置４を後処理装置１の適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、電子写真プロセスで画像形成する複写機等の画像形成装置に用いても良い。
【００４０】
また、上記実施形態では、保持部材４４の用紙搬送方向への移動速度は、用紙Ｐの搬送速度と同一にしたが、本発明はこれに限らず、用紙が僅かな撓みで収まる程度に用紙Ｐの穿孔装置４への搬送速度より遅くになるようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に備えられる穿孔装置に利用することができ、また、画像形成装置及び画像形成装置の後処理装に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】は、本発明の実施形態における穿孔装置を備えた後処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】は、本発明の実施形態における穿孔装置の穿孔動作前の構成を示す斜視図である。
【図３】は、本発明の実施形態における穿孔装置の図２の矢印Ａ−Ａから見た断面図である。
【図４】は、本発明の実施形態における穿孔装置の偏心カムの形状を示す平面図である。
【図５】は、本発明の実施形態における穿孔装置の穿孔動作中の構成を示す斜視図である。
【図６】は、本発明の実施形態における穿孔装置の図５の矢印Ａ−Ａから見た断面図である。
【図７】は、本発明の実施形態における穿孔装置の穿孔完了後の構成を示す斜視図である。
【図８】は、本発明の実施形態における穿孔装置の図７の矢印Ａ−Ａから見た断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１    後処理装置
２    画像形成装置
３    ハウジング
４    穿孔装置
５    処理ユニット
７    搬入口
８    搬送経路
４０    搬送ローラ
４１    本体
４１ａ  カラー
４２    ポンチ
４３    ダイ
４４    保持部材
４４ａ    ポンチ保持筒
４５    ポンチユニット
４５ａ    ポンチ固定板
４５ｂ    当接面
４６    ポンチバネ
４７    穿孔偏心カム
４８    モータ
４９、５０    ギア
５１    回転軸
５２    移動偏心カム
５３    復帰バネ
５４    手動ローラ
Ｐ    用紙
【図１】
2008260602.tif 000003
【図２】
2008260602.tif 000004
【図３】
2008260602.tif 000005
【図４】
2008260602.tif 000006
【図５】
2008260602.tif 000007
【図６】
2008260602.tif 000008
【図７】
2008260602.tif 000009
【図８】
2008260602.tif 000010