(57)【要約】【課題】  一部の孔が共通する異種の穿孔モードでの穿孔処理が可能な穿孔手段を簡単な構造で実現する。【解決手段】  正逆回転可能な回転駆動手段に、一方向クラッチを介して駆動する第２軸と正逆回転が伝達される第１軸を連結し、該第１、第２軸の回転で穿孔刃を駆動する。【選択図】        図４
2005320112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙の搬送経路上に設けられ、用紙に対して穿孔処理を行う穿孔手段を有する用紙後処理装置において、
前記穿孔手段は、
正逆回転可能な回転駆動手段、
該回転駆動手段により正逆回転駆動される第１軸、
前記回転駆動手段の正回転のみを伝達する一方向クラッチ、
該一方向クラッチを介して前記回転駆動手段の正回転時のみ回転駆動される第２軸、
前記第１軸により駆動される第１穿孔刃及び、
前記第２軸により駆動される第２穿孔刃、
を有し、
前記回転駆動手段の正回転時に、前記第１、第２穿孔刃により穿孔処理を行い、前記駆動手段の逆回転時に、前記第１穿孔刃により穿孔処理を行うことを特徴とする用紙後処理装置。
【請求項２】
前記一方向クラッチは、駆動側と被駆動側とを一定の位相関係に維持して動力伝達を行うことを特徴とする請求項１に記載の用紙後処理装置。
【請求項３】
前記第２軸から前記第２穿孔刃に至る動力伝達系に、前記回転駆動手段の前記正方向回転時における、前記第２穿孔刃の追従作動を防止する防止手段を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の用紙後処理装置。
【請求項４】
２孔モードと４孔モードでの穿孔処理が可能なことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の用紙後処理装置。
【請求項５】
前記穿孔処理の種類を指示する本体制御手段、該本体制御手段の指示に基づいて、異種モードの穿孔処理制御を行う後処理装置制御手段及び請求項１〜４のいずれか１項に記載の用紙後処理装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置から排出された用紙や、用紙後処理装置内の給紙部から供給される表紙、又は、挿入用紙等に対して穿孔処理を行うことができる用紙後処理装置及び用紙後処理装置を有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンター、ファクシミリ及びこれらの諸機能を有する複合機等の画像形成装置本体に、画像が形成された用紙に対してファイル用の孔を穿孔する穿孔手段を備えた用紙後処理装置を接続した画像形成装置が広く使用されている。
【０００３】
上述したファイル用の孔の数は、例えば、２孔、３孔、４孔とあるが、これらを選択的に穿孔することができる穿孔手段を備えた用紙後処理装置も知られている。
【０００４】
例えば、正回転及び逆転が可能なモータと、前記モータにより回転駆動される同一回転軸上に２孔用の第１のカム及び３孔用の第２のカムとを位相を１８０°異ならしめて設けると共に、前記カムの回転を介して当該カムから動力を付与されて穿孔処理を行う穿孔刃とを有し、前記第１のカム及び第２のカムの位相差を利用して選択的に２孔、３孔を穿孔できる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平９−１３６７６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された構成は、使用者が穿孔刃を交換することなく所望の孔数の穿孔処理を選択できる点では有用であるが、前記第１のカム及び第２のカムを選択して作動させるためには、前記第１のカム及び第２のカムを有する前記回転軸の回転範囲を１８０°ずつに分割して、おのおのの回転範囲内で前記回転軸を往復回転させる必要があり、そのために制御が複雑になってしまうという問題を持っている。
【０００６】
また、２孔と４孔のように、一部の孔を共通とする異種穿孔モードでの穿孔処理には特許文献１で開示されている穿孔機構は使用出来ないという問題がある。
【０００７】
本発明は、簡単な機構で、しかも、一部の孔を共通にする異種穿孔モードでの穿孔処理が可能な穿孔処理手段を有する用紙後処理装置及びかかる後処理装置を装備した画像形成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】
【０００８】
前記目的は下記の発明により達成される。
１．
用紙の搬送経路上に設けられ、用紙に対して穿孔処理を行う穿孔手段を有する用紙後処理装置において、
前記穿孔手段は、
正逆回転可能な回転駆動手段、
該回転駆動手段により正逆回転駆動される第１軸、
前記回転駆動手段の正回転のみを伝達する一方向クラッチ、
該一方向クラッチを介して前記回転駆動手段の正回転時のみ回転駆動される第２軸、
前記第１軸により駆動される第１穿孔刃及び、
前記第２軸により駆動される第２穿孔刃、
を有し、
前記回転駆動手段の正回転時に、前記第１、第２穿孔刃により穿孔処理を行い、前記駆動手段の逆回転時に、前記第１穿孔刃により穿孔処理を行うことを特徴とする用紙後処理装置。
２．
前記一方向クラッチは、駆動側と被駆動側とを一定の位相関係に維持して動力伝達を行うことを特徴とする前記１に記載の用紙後処理装置。
３．
前記第２軸から前記第２穿孔刃に至る動力伝達系に、前記回転駆動手段の前記正方向回転時における、前記第２穿孔刃の追従作動を防止する防止手段を設けたことを特徴とする前記１又は前記２に記載の用紙後処理装置。
４．
２孔モードと４孔モードでの穿孔処理が可能なことを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の用紙後処理装置。
５．
前記穿孔処理の種類を指示する本体制御手段、該本体制御手段の指示に基づいて、異種モードの穿孔処理制御を行う後処理装置制御手段及び前記１〜４のいずれか１項に記載の用紙後処理装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１〜５の何れかの発明により、簡単な構造により、一部の孔を共通にする異種モードの穿孔処理を行うことが可能となる。
【００１０】
請求項２の発明により、異種モードにおいて共用される穿孔刃と共用されない穿孔刃とが同期作動して穿孔処理が行われるので、円滑な穿孔動作となるとともに、正確な位置に孔が穿たれる。
【００１１】
請求項３の発明により、一部の穿孔刃を使用しない穿孔モードにおいて、使用されない穿孔刃がその駆動軸の連れ回りにより誤作動をすることが防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に本発明における用紙後処理装置及び用紙後処理装置を一体的に有する画像形成装置について図を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は用紙後処理装置を一体的に有する画像形成装置の全体構成図である。
【００１４】
ここで、用紙後処理装置を一体的に有する画像形成装置とは、用紙後処理装置を内蔵した構成、又は、図示の如く、外付けにより一体化したものを画像形成装置という。
【００１５】
なお、用紙後処理装置は、単独で使用することができる構成とすることも可能である。
【００１６】
［画像形成装置本体］
画像形成部Ａは、回転する像担持体１の周囲に、帯電手段２、像露光手段３、現像手段４、転写手段５Ａ、除電手段５Ｂ、分離爪５Ｃ、及びクリーニング手段６をこの順序で有し、帯電手段２によって像担持体１の表面に一様帯電を行った後に、像露光手段３のレーザビームによって原稿から読み取られた画像データに基づく露光走査を行って潜像を形成し、該潜像を現像手段４により反転現像して像担持体１の表面にトナー像を形成する。
【００１７】
一方、給紙手段７Ａから給紙された転写材としての用紙Ｓは給紙経路７Ｇを経て転写位置５へと送られる。転写位置５において転写手段５Ａにより前記トナー像が用紙Ｓ上に転写される。その後に、用紙Ｓは除電手段５Ｂにより除電され、分離爪５Ｃにより像担持体１から分離され、中間搬送部７Ｂにより搬送され、定着手段８により加熱定着され、排紙ローラ７Ｃにより排出される。なお、上記のように、例えば、用紙Ｓの片面に画像形成を行うモードにおいては、搬送路切り替え板７Ｄが破線の状態に切り替えられている。
【００１８】
また、像担持体１の転写処理後の表面は、クリーニング手段６により清掃され、次の画像形成に備える。
【００１９】
一方、用紙Ｓの両面に画像形成を行う場合には、搬送路切り替え板７Ｄを実線の状態に切り替えることにより、定着手段８を介して搬送される用紙Ｓを下方にガイドし、反転搬送手段７Ｅにおいてスイッチバックさせて表裏反転した後、両面コピー搬送経路７Ｆを経て給紙経路７Ｇに向け、更に、転写位置５において新たなトナー像を用紙Ｓの裏面（第２面）に転写させる。その後は、上記と同工程で加熱定着し、破線の状態に切り替えられている搬送路切り替え板７Ｄ上を通過させた後、排紙ローラ７Ｃにより排出する。
【００２０】
何れの状態であっても、排紙ローラ７Ｃから排出された用紙Ｓは用紙後処理装置ＦＳに送り込まれる。
【００２１】
また、画像形成装置は、ネットワークを介してパーソナルコンピュータ等の外部機器と接続されており、外部機器からの画像形成指令を受けて画像形成を行い、用紙後処理を行う。
【００２２】
［用紙後処理装置］
次に、用紙後処理装置ＦＳの構成を図２に基づいて説明する。図２は用紙後処理装置の断面図である。
【００２３】
用紙後処理装置ＦＳには、図示の上段に第１給紙手段２０Ａ、第２給紙手段２０Ｂ及び固定排紙台３０、中段右側には穿孔手段４０、下段には２つ折り手段７０及びＺ折り手段８０、左側部には用紙を大量に積載可能な昇降式の主排紙手段９０が各々配置されている。
【００２４】
画像形成部Ａの排紙ローラ７Ｃから排出された用紙Ｓは、用紙後処理装置ＦＳの入口部１１に導入される。
【００２５】
次に、用紙搬送方向にみて入り口部１１の下流にある合流部１２には、画像形成部Ａから画像形成処理された用紙Ｓと、第１給紙手段２０Ａから供給されて用紙Ｓ間に挿入される挿入用紙Ｋ１と、第２給紙手段２０Ｂから供給されて用紙束の表紙となる表紙用紙Ｋ２とが導かれる。
【００２６】
第１給紙手段２０Ａの給紙皿内に収容された挿入用紙Ｋ１は、給紙部２１に設けられた給紙手段により分離、給送され、搬送ローラ２２、２３、２４により搬送されて、合流部１２に導かれる。また、第２給紙手段２０Ｂの給紙皿内に収容された表紙用紙Ｋ２は、給紙部２５に設けられた給紙手段により分離、給送され、搬送ローラ２３、２４により搬送されて、合流部１２に導かれる。
【００２７】
ＧＤ１は切り替えゲートであり、合流部１２の用紙搬送方向下流側に設けられている。
【００２８】
切り替えゲートＧＤ１がソレノイドＧ１Ａの駆動により図の破線の状態に切り替えられると、用紙Ｓ、挿入用紙Ｋ１、表紙用紙Ｋ２は搬送ローラ２７により搬送されて切り替えゲートＧＤ２のある位置に導かれる。
【００２９】
切り替えゲートＧＤ１が図の実線の状態を開、点線の状態を閉という。
【００３０】
更に、切り替えゲートＧ２が図の破線の状態に切り替えられると、搬送経路Ｐ２が形成され、用紙Ｓ、挿入用紙Ｋ１、表紙用紙Ｋ２は搬送経路Ｐ２を通り固定排紙台３０上に排出され順次積載される。
【００３１】
なお、以降の説明において、用紙Ｓ、挿入用紙Ｋ１、表紙用紙Ｋ２を代表して用紙Ｓを用いるものとする。
【００３２】
また、各用紙の搬送についても、搬送経路の説明のみを行い、搬送に使用される搬送ローラについては本発明と直接関係がないので、必要がない限り省略するものとする。
【００３３】
切り替えゲートＧＤ２が図の実線の状態に切り替えられると搬送経路Ｐ３が形成され、用紙Ｓは主排紙手段９０の主排紙台９１上に排出され順次積載される。主排紙台９１は多数枚の用紙Ｓが排紙されるに従って順次下降するように構成されている。
【００３４】
切り替えゲートＧＤ１の箇所に戻って、画像形成部Ａの操作部９Ｂ、又は、用紙後処理装置ＦＳの操作部１０Ｂから穿孔モード及び孔数選択モード、或いは折りモードが選択されると、切り替えゲートＧＤ１が図の実線の状態に切り替えられて用紙搬送路Ｐ１が形成され、用紙Ｓは切り替えゲートＧＤ１の下方に設けられた搬送ローラ２６により搬送されて穿孔手段４０に導かれる。
【００３５】
用紙Ｓは穿孔手段４０で穿孔処理されるか、又は、穿孔処理されずに単に通過して切り替えゲートＧＤ３に到達する。なお、穿孔手段４０の詳細については後述する。
【００３６】
切り替えゲートＧＤ３が図の実線の状態に切り替わると搬送経路Ｐ５が形成され、用紙Ｓは２つ折り手段７０、Ｚ折り手段８０で所望の折り作業が行われた後、搬送経路Ｐ６を搬送され、搬送経路Ｐ３に合流し主排紙台９１上に排紙、積載される。
【００３７】
切り替えゲートＧＤ３が破線の状態に切り替えられると搬送経路Ｐ４が形成され、用紙Ｓは穿孔処理のみ行われて搬送経路Ｐ６に合流し、更に、搬送経路Ｐ３を介して主排紙台９１上に排紙される。
【００３８】
なお、２つ折り手段７０、Ｚ折り手段８０については直接本発明に関係がないので説明は省略する。
【００３９】
図３〜図９により穿孔手段４０の詳細を説明する。
【００４０】
本発明の実施の形態における穿孔手段４０は用紙に対して、２個の孔を穿孔するモードと４個の孔を穿孔するモードを有し、これら２モードを選択することができる。
【００４１】
図３は穿孔処理により用紙に穿たれた孔を示す。図３において、黒丸Ｈ２、Ｈ３は、用紙Ｓの中心線Ｌ１に対して狭い間隔Ｄ１で対称な孔であり、白丸Ｈ１、Ｈ４は広い間隔Ｄ２で中心線Ｌ１に対して対称な孔である。孔Ｈ１〜Ｈ４は用紙Ｓの端からＷの位置にある。
【００４２】
図４は図２における右方から見た穿孔手段の側面図であり、図５〜７は図４における線Ｘ−Ｘに沿った断面図、図８は一方向クラッチを有する歯車を示す図である。図５は非穿孔時の穿孔手段と示し、図６は２孔穿孔モードにおける穿孔時を示し、図７は４孔穿孔モードにおける穿孔時を示す。
【００４３】
穿孔手段４０のフレーム４０１には、軸４１１に歯車Ｇ２、Ｇ５が固定され、第２軸としての軸４１２に歯車Ｇ４が固定され、第１軸としての軸４１３に歯車Ｇ６が固定される。なお、歯車Ｇ３は一方向クラッチを介して軸４１１に支持される。歯車Ｇ３の作動については、後に説明する。
【００４４】
軸４１１は、フレーム４０１の一部である軸受け板４０１Ｅ及びフレーム４０１に固定された軸受け板４０７に可回転に支持され、軸４１２はフレーム４０１に固定された軸受け板４０２、４０７に可回転に支持され、軸４１３はフレーム４０１に固定された軸受け板４０７、４０８に可回転に支持される。
【００４５】
歯車Ｇ３〜Ｇ６は、モータＭにより歯車Ｇ１、Ｇ２を介して駆動される。
【００４６】
回転駆動手段としてのモータＭは正逆回転するモータであり、モータＭにはＤＣモータが使用されるが、ステッピングモータ又はインダクションモータを使用することもできる。歯車Ｇ３は図８に示すように、一方向クラッチを有する。すなわち、歯車Ｇ３の側面には一端に段部４３１ａが形成され、回転方向に傾斜したクラッチ溝４３１が形成され、該クラッチ溝４３１には、軸４１１に固定されたピン４３０が係合する。図８（ｂ）において、軸４１１の時計方向Ｗ２の回転は歯車Ｇ３に伝達されるが、反時計方向Ｗ１の回転は、クラッチピン４３０がクラッチ溝４３１上を滑動することにより伝達されない。歯車Ｇ３は圧縮型のコイルバネＳＰ１により図８（ａ）の右方向に付勢され、ピン４３０とクラッチ溝４３１との係合が保持される。
【００４７】
ピン４３０とクラッチ溝４３１からなる一方向クラッチは、駆動側である軸４１１と被駆動側である歯車Ｇ３とが、一定した位相関係で、軸４１１から歯車Ｇ３に動力伝達が行われる一方向クラッチである。
【００４８】
このような一方向クラッチ機構により、第２穿孔刃としての穿孔刃Ｐ１、Ｐ４と第１穿孔刃としての穿孔刃Ｐ２、Ｐ３とは同期して作動し、穿孔処理が円滑に行われるとともに、図３に示すように一直線上に揃った孔が穿たれる。
【００４９】
コイルバネＳＰ１の付勢により、歯車Ｇ３は軸４１１のＷ１方向の回転時も、軸４１１に歯車Ｇ３がつれ回りする可能性があるが、穿孔刃Ｐ１、Ｐ４の追従作動を防止する防止手段により前記つれ回りが防止される。該防止手段については、後に説明する。
【００５０】
図４における歯車Ｇ４の右側面には、ピン４２５Ａが図５〜７に示すように偏心位置に設けられる。
【００５１】
図４における歯車Ｇ４の左側面には、ピン４２５Ａが偏心位置に固定される。従って、歯車Ｇ３に噛み合う歯車Ｇ４の回転により、ピン４２５Ａは変位するが、
リンク４２４Ａはその上端でピン４２５Ａに連結され、その下端でレバー４２２Ａに設けたピン４２２Ａａに連結される。レバー４２２Ａは軸４１５を中心に揺動するものであり、その揺動端部に長孔４２２Ａｂを有する。
【００５２】
図３における孔Ｈ１を穿つ穿孔刃Ｐ１に固定されたピンＰ１ａは長孔４２２Ａｂに係合する。このような、ピン４２５Ａ−リンク４２４Ａ−レバー４２２Ａ−ピンＰ１ａという動力伝達機構により、軸４１の回転で穿孔刃Ｐ１が上下動する。
【００５３】
図４における軸４１５の左端部にレバー４２２Ｂが固定され、レバー４２２Ｂはレバー４２２Ａと同様な長孔を有し、その回転により穿孔刃Ｐ４を上下に駆動する。
【００５４】
軸４１１に固定された歯車Ｇ５と噛み合う歯車Ｇ６の図４における右側面には、ピン４２６Ａが偏心位置に固定される。
【００５５】
リンク４２３Ａはその上端でピン４２６Ａに連結され、その下端でレバー４２１Ａに設けたピン４２１Ａａに連結される。レバー４２１Ａは一体な軸４１４を中心に揺動するものであり、その揺動端部に長孔４２１Ａｂを有する。
【００５６】
図３における孔Ｈ３を穿つ穿孔刃Ｐ３に固定されたピンＰ３ａは長孔４２１Ａｂに係合する。このような、ピン４２６Ａ−リンク４２３Ａ−レバー４２１Ａ−ピンＰ３ａという動力伝達機構により、軸４１３の回転で穿孔刃Ｐ２が上下動する。
【００５７】
図４における軸４１４の右端部にはレバー４２１Ｂが固定される。レバー４２１Ｂはレバー４２１Ａと同様な長孔を有し、その回転により穿孔刃Ｐ２を上下駆動する。
【００５８】
レバー４２２Ａが固定された軸４１５には、図５〜７における軸４１５の反時計方向の回転の回転に対して抵抗を付与するコイルバネＳＰ２が設けられる。コイルバネＳＰ２は図８における軸４１１のＷ１方向の回転時における歯車Ｇ３のつれ回りを防止し、ひいては、穿孔刃Ｐ１、Ｐ４の追従誤作動を防止する。
【００５９】
ＳＴは用紙Ｓをその先端が一定した位置で停止させるストッパ、４３２は穿孔刃Ｐ１〜Ｐ４を受けるダイスである。
【００６０】
次に、図４〜８に示した穿孔手段４の作動を説明する。
ａ．２穿孔モード
モータＭの回転により軸４１１が図８における反時計方向Ｗ１（逆回転）に回転する。この回転では、一方向クラッチの作用で歯車Ｇ３は回転しないので、歯車Ｇ４には軸４１１の回転が伝達されない。一方、歯車Ｇ５は回転するので、歯車Ｇ５に係合している歯車Ｇ６が回転する。
【００６１】
歯車Ｇ６の回転により軸４１３が回転する。従って、歯車Ｇ６に固定されたピン４２６Ａが変位し、軸４１４が回転し、穿孔刃Ｐ２、Ｐ３が上下に作動して、図３における孔Ｈ２、Ｈ３が用紙Ｓに穿たれる。
ｂ．４孔モード
モータＭの回転により、軸４１１が図８における時計方向Ｗ２（正回転）に回転して、歯車４１１の回転が、歯車Ｇ４とＧ５に伝達されて、歯車Ｇ４及びＧ６が回転する。
【００６２】
従って、軸４１４及び４１５が回転してピン４２５Ａ、４２５Ｂ、５２４Ａ、４２６Ｂが変位し、穿孔刃Ｐ１〜Ｐ４の全てが上下に作動して、図３における孔Ｈ１〜Ｈ４が穿たれる。
【００６３】
図９は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の制御系のブロック図である。
【００６４】
制御手段は画像形成装置本体及び画像形成装置全体の制御を行う本体制御手段ＣＲ１及び用紙後処理装置の制御を行う後処理装置制御手段ＣＲ２からなる。
【００６５】
本体制御手段ＣＲ１は操作部ＯＰ及び外部機器との間の通信を行うインターフェースＩＦからの画像形成命令及び画像形成条件後処理条件等に従って、画像形成装置本体内で用紙Ｓに画像を形成するとともに、後処理条件の内容を後処理装置制御手段ＣＲ２に伝送する。
【００６６】
後処理装置制御手段ＣＲ２は本体制御手段ＣＲ１からの指令に基づいて、穿孔処理、折り畳み処理等の後処理を行った後に、主排紙手段９０等に排紙する。
【００６７】
穿孔モードが設定された画像形成工程では、後処理装置制御手段ＣＲ２は、画像形成装置本体から搬出された用紙の先端がセンサＰＳで検知された後の一定時間後に、用紙搬送を停止するとともに、ストッパＳＴを搬送路に突出させて用紙先端を一定位置に停止させる。
【００６８】
ついで、モータＭを起動して穿孔処理を行う。
【００６９】
操作部ＯＰにおいて設定された後処理の情報又はインターフェースＩＦで受信した画像形成指令に含まれる後処理の情報で、２孔モードの穿孔処理を行うときは、後処理装置ＣＲ１は軸４１１を逆回転させるようにモータＭを起動して、穿孔刃Ｐ２、Ｐ３のみを駆動して穿孔処理を行う。
【００７０】
また、４孔モードを穿孔処理を行うときは、後処理装置制御手段ＣＲ２は、軸４１１を正回転させるように、モータＭを起動して、穿孔刃Ｐ１〜Ｐ４を作動させる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の全体図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る用紙後処理装置の断面図である。
【図３】用紙の穿孔位置を示す図である。
【図４】穿孔手段の側面図である。
【図５】非穿孔時の穿孔手段を示す図である。
【図６】２孔モードにおける穿孔時を示す図である。
【図７】４孔モードにおける穿孔時を示す図である。
【図８】一方向クラッチを有する歯車を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の制御系のブロック図である。
【符号の説明】
【００７２】
Ａ  画像形成部
ＦＳ  用紙後処理装置
４０  穿孔手段
Ｇ１〜Ｇ６  歯車
Ｐ１〜Ｐ４  穿孔刃
４３０  ピン
４３１  クラッチ溝
ＳＰ１、ＳＰ２  コイルバネ
【図１】
2005320112.tif 000003
【図２】
2005320112.tif 000004
【図３】
2005320112.tif 000005
【図４】
2005320112.tif 000006
【図５】
2005320112.tif 000007
【図６】
2005320112.tif 000008
【図７】
2005320112.tif 000009
【図８】
2005320112.tif 000010
【図９】
2005320112.tif 000011