(57)【要約】【課題】穿孔動作に係る穿孔音や装置の駆動音の低減、穿孔負荷の軽減、さらに装置のコンパクト化が図られた高性能な穿孔装置を提供する。【解決手段】穿孔装置１は、駆動機構１０、パンチ本体２０、及び用紙ガイド部材３０を備える。パンチ本体２０は、一端にパンチ刃部４２が、周面に半径方向外側に突出するピン４４が設けられたパンチングロッド４０と、ピン４４が挿通され係合するピンガイド２１ａが設けられたロッドガイド部材２１とを備える。ピンガイド２１ａは、パンチングロッド穿孔方向側の端部が、パンチングロッド４０がピンガイド２１ａに沿って穿孔方向に移動し、パンチ刃部４２が用紙に当接後、さらに穿孔方向に移動しながら軸線回りに回転することとなる方向を指向する。これにより、パンチングロッド４０が回転しながら用紙を切断して穿孔するので、穿孔動作が完了する瞬間の穿孔音を低減することができる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端にパンチ刃部が、周面に半径方向外側に突出するピンが設けられたパンチングロッドと、前記ピンが挿通され係合するピンガイドが設けられたガイド部材とを備え、
前記ピンガイドは、前記パンチングロッド穿孔方向側の端部が、パンチングロッドが前記ピンとピンガイドとによって案内されて穿孔方向に移動し、前記パンチ刃部が穿孔対象物に当接後、さらに穿孔方向に移動しながら軸線回りに回転することとなる方向を指向していることを特徴とする穿孔装置。
【請求項２】
前記パンチングロッドが、軸線方向に延びるネジ部を備えるとともに、このネジ部に係合し、パンチングロッドと相対して軸線回りに回転する回転体と、この回転体を回転せしめる駆動機構とを備え、
前記パンチングロッドが、前記ネジ部を介して、前記駆動機構によって回転せしめられる前記回転体と相対的に回転する時、前記ピンと、前記ピンガイドとによって案内されて穿孔完了位置及び退避位置へ往復移動す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】
前記パンチ刃部は、前記パンチングロッド本体から軸線方向に突出し、軸線を挟んで対向する２枚の刃で構成され、刃の先端から側端にかけての領域において穿孔対象物の切断が可能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】
前記パンチングロッドは、穿孔対象物に対する穿孔完了位置から退避位置への移動速度が、退避位置から穿孔完了位置への移動速度より速いことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の穿孔装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタに代表される画像形成装置や、画像形成装置に連結される用紙後処理装置に適用可能な、カットペーパー等の用紙の穿孔装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の複写機やプリンタ等の画像形成装置では、これに一体としてオプション装置を設けたり、用紙後処理装置を連結したりすることによって、印刷済みの用紙に様々な操作や加工を行うことが可能である。印刷済みの用紙に対するオプション装置としては、部数やサイズ、使用者ごとに仕分けを行うソーターや、用紙にステイプル処理を行うステイプラ、用紙にファイリング用のパンチ孔を穿孔する穿孔装置等が開発、商品化されている。
【０００３】
画像形成装置の、上記のようなオプション装置のうち、穿孔装置の例を特許文献１及び２に見ることができる。特許文献１及び２の穿孔装置（パンチ装置）は、偏心カムを駆動装置で回転させることにより、パンチングロッドを往復移動させて用紙にパンチ孔を穿孔するものである。他の代表的な穿孔装置としては、クランク機構によりパンチングロッドを往復運動させるもの等が存在する。
【特許文献１】特開２００１−２５９９７号公報（第４頁、図１）
【特許文献２】特開２００１−２６３７０号公報（第４頁、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１及び２に記載の穿孔装置（パンチ装置）のように、単純にパンチングロッドを往復移動させるだけでは、穿孔動作が完了する瞬間の穿孔音が非常に大きくなってしまう可能性がある。そして、このようなカム機構は、パンチングロッドの往復移動に係る駆動音も大きい。さらに、穿孔動作時の負荷も大きくなるので、装置に悪影響を及ぼし、装置の破損等の故障を引き起こす可能性も高い。また、特許文献１及び２に記載の穿孔装置（パンチ装置）のカム部や、他の代表的な穿孔装置のクランク部は、装置の大型化を招いてしまう原因にもなる。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、穿孔動作に係る穿孔音や装置の駆動音の低減、穿孔負荷の軽減、さらに装置のコンパクト化が図られた高性能な穿孔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】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明は、一端にパンチ刃部が、周面に半径方向外側に突出するピンが設けられたパンチングロッドと、前記ピンが挿通され係合するピンガイドが設けられたガイド部材とを備え、前記ピンガイドは、前記パンチングロッド穿孔方向側の端部が、パンチングロッドが前記ピンとピンガイドとによって案内されて穿孔方向に移動し、前記パンチ刃部が穿孔対象物に当接後、さらに穿孔方向に移動しながら軸線回りに回転することとなる方向を指向していることとした。
【０００７】
また、上記構成の穿孔装置において、前記パンチングロッドが、軸線方向に延びるネジ部を備えるとともに、このネジ部に係合し、パンチングロッドと相対して軸線回りに回転する回転体と、この回転体を回転せしめる駆動機構とを備え、前記パンチングロッドが、前記ネジ部を介して、前記駆動機構によって回転せしめられる前記回転体と相対的に回転する時、前記ピンと、前記ピンガイドとによって案内されて穿孔完了位置及び退避位置へ往復移動することとした。
【０００８】
また、上記構成の穿孔装置において、前記パンチ刃部は、前記パンチングロッド本体から軸線方向に突出し、軸線を挟んで対向する２枚の刃で構成され、刃の先端から側端にかけての領域において穿孔対象物の切断が可能であることとした。
【０００９】
また、上記構成の穿孔装置において、前記パンチングロッドは、穿孔対象物に対する穿孔完了位置から退避位置への移動速度が、退避位置から穿孔完了位置への移動速度より速いこととした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の構成によれば、一端にパンチ刃部が、周面に半径方向外側に突出するピンが設けられたパンチングロッドと、前記ピンが挿通され係合するピンガイドが設けられたガイド部材とを備え、前記ピンガイドは、パンチングロッド穿孔方向側の端部が、パンチングロッドがピンとピンガイドとによって案内されて穿孔方向に移動し、パンチ刃部が穿孔対象物に当接後、さらに穿孔方向に移動しながら軸線回りに回転することとなる方向を指向していることとしたので、パンチングロッドによる穿孔動作を遂行する際、パンチングロッドを回転させながら穿孔対象物を切断し、穿孔することが可能となる。これにより、穿孔動作が完了する瞬間の穿孔音を大幅に低減することができる。さらに、穿孔動作時の負荷も軽減することができる。したがって、穿孔動作に係る穿孔音の低減や、穿孔負荷の軽減が図られた穿孔装置を得ることが可能となる。
【００１１】
また、パンチングロッドが、軸線方向に延びるネジ部を備えるとともに、このネジ部に係合し、パンチングロッドと相対して軸線回りに回転する回転体と、この回転体を回転せしめる駆動機構とを備え、パンチングロッドが、ネジ部を介して、駆動機構によって回転せしめられる回転体と相対的に回転する時、前記ピンと、前記ピンガイドとによって案内されて穿孔完了位置及び退避位置へ往復移動することとしたので、従来のカム機構等と比較して、パンチングロッドの往復移動に係る駆動音を低減することが可能となる。さらに、カム部やクランク部を必要とすることがなく、装置のコンパクト化を図ることができる。したがって、装置の駆動音の低減や、装置のコンパクト化が図られ、さらに高性能な穿孔装置を得ることが可能となる。
【００１２】
また、パンチ刃部は、パンチングロッド本体から軸線方向に突出し、軸線を挟んで対向する２枚の刃で構成され、刃の先端から側端にかけての領域において穿孔対象物の切断が可能であることとしたので、パンチングロッドが回転しながら穿孔方向に移動した場合であっても、穿孔対象物を容易に切断、穿孔することができる。したがって、穿孔動作に係る穿孔音の低減や、穿孔負荷の軽減を、さらに向上させることが可能となる。
【００１３】
また、パンチングロッドは、穿孔対象物に対する穿孔完了位置から退避位置への移動速度が、退避位置から穿孔完了位置への移動速度より速いこととしたので、単位時間当りの穿孔に掛かる時間を長くとることができる。これにより、穿孔動作に係る穿孔音や装置の駆動音の低減、そして穿孔負荷の軽減が、より一層高められた高性能な穿孔装置を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図１〜図８に基づき説明する。
【００１５】
最初に、本発明の実施形態に係る穿孔装置について、図１、及び図２を用いてその構造の概略を説明する。図１は穿孔装置の部分垂直断面正面図、図２は穿孔装置の上面図である。
【００１６】
図１、及び図２に示すように、穿孔装置１は、駆動機構１０、パンチ本体２０、及び用紙ガイド部材３０を備えている。
【００１７】
駆動機構１０は、モータ１１、駆動プーリ１２、及び複数のベルト１３を備えている。モータ１１と、駆動プーリ１２とは、互いに軸線を平行にして近接して設けられている。そして、モータ１１は、その駆動ギア１１ａを介して、駆動プーリ１２に備えられた従動ギア１２ａに連結している。駆動プーリ１２とパンチ本体２０との間には、ベルト１３が巻き掛けられている。これにより、モータ１１を駆動させると、駆動プーリ１２が回転し、ベルト１３を介してパンチ本体２０が動作する。
【００１８】
パンチ本体２０は、図２に示すように、直列に４台が等間隔に備えられ、各々が互いに複数のベルト１３で連結されている。したがって、１台のモータ１１により、４台のパンチ本体２０を同時に動作させることできる。
【００１９】
パンチ本体２０の下方には、図１に示すように、用紙ガイド部材３０が設けられている。用紙ガイド部材３０は、上側用紙ガイド３１、及び下側用紙ガイド３２を備えている。これら上側用紙ガイド３１と下側用紙ガイド３２との間の隙間Ｓに、穿孔対象物である用紙が挿通され、パンチ本体２０によってパンチ孔が穿孔される。なお、モータ１１、駆動プーリ１２、及びパンチ本体２０は、上側用紙ガイド３１に取り付けられ、支持されている。
【００２０】
続いて、パンチ本体２０の詳細な構成を、図３〜図６を用いて説明する。図３はパンチ本体の側面図、図４は図３に示すパンチ本体の垂直断面図である。図５はパンチングロッドの正面図、図６はパンチングロッドの底面図である。なお、図５は、図４に示すパンチングロッドを、軸線回りに９０度回転させた状態を描いている。また、図６は、パンチングロッドの周面から突出する２本のピンの描画を省略している。
【００２１】
パンチ本体２０は、図３、及び図４に示すように、上側用紙ガイド３１の上方に設けられている。パンチ本体２０は、パンチングロッド４０、ロッドガイド部材２１、回転体である従動プーリ２２、及びブシュ２３を備えている。
【００２２】
パンチングロッド４０は、パンチ本体２０の中央に備えられ、その軸線を略垂直にして配置されている。パンチングロッド４０は、図４、及び図５に示すように、そのロッド本体４１に、パンチ刃部４２、ネジ部４３、及びピン４４を備えている。
【００２３】
パンチ刃部４２は、ロッド本体４１の下端に設けられている。パンチ刃部４２は、図５、及び図６に示すように、ロッド本体４１からさらに下方に、軸線方向に突出し、軸線を挟んで対向する２枚の刃４２ａで構成されている。この刃４２ａは、その先端４２ｂから側端４２ｃにかけての領域において、穿孔対象物である用紙の切断が可能なように、鋭利な形態になっている。
【００２４】
ネジ部４３は、ロッド本体４１の上部に設けられている。ネジ部４３は、ロッド本体４１の軸線方向に延びている。ネジ部４３は、パンチ本体２０の従動プーリ２２に係合する（図４参照）。
【００２５】
ピン４４は、ネジ部４３のすぐ下方に設けられている。ピン４４は、ロッド本体４１の周面から、半径方向外側に所定長さで突出して延びている。ピン４４は、図５に示すように２本備えられ、互いがロッド本体４１の軸線に対して対称をなすように、同一半径線上に配置されている。
【００２６】
ロッドガイド部材２１は、図３、及び図４に示すように、スリーブ形状をなし、その軸線を略垂直にして、上側用紙ガイド３１の上面に回転不能に固定されている。ロッドガイド部材２１の内部には、パンチングロッド４０が、互いの軸線を一致させて配置されている。ロッドガイド部材２１の周面には、ピンガイド２１ａが設けられている。ピンガイド２１ａは、ロッドガイド部材２１の内部から外部まで貫通するスリット形状をなしている。ピンガイド２１ａは、その上部がロッドガイド部材２１の軸線と平行をなし、下部が下方に向かいつつ周方向に回転しているといった形状である。ピンガイド２１ａは、軸線方向から見て、軸線に対して点対称となる二箇所に設けられている。ロッドガイド部材２１の内部にパンチングロッド４０が配置される際、このピンガイド２１ａにパンチングロッド４０のピン４４が挿通される。したがって、パンチングロッド４０は、ピン４４と、ピンガイド２１ａとによって、軸線方向、すなわち上下方向の移動、及び軸線回りの回転が規制されている。
【００２７】
回転体である従動プーリ２２は、図３、及び図４に示すように、その軸線を略垂直にして、ロッドガイド部材２１の上方に配置されている。従動プーリ２２の軸線は、ロッドガイド部材２１、及びパンチングロッド４０の軸線に一致している。従動プーリ２２の周面には、上下に並べて配置された二箇所のベルト溝２２ａが設けられ、二本のベルト１３を巻き掛けることができるようになっている。これにより、従動プーリ２２は、駆動機構１０に回転せしめられることとなる。従動プーリ２２の軸線箇所には、パンチングロッド４０を挿通する貫通孔２２ｂが設けられている。この貫通孔２２ｂの内面にはめねじが刻まれており、パンチングロッド４０のネジ部４３に係合する。したがって、従動プーリ２２とパンチングロッド４０とは、このネジ部４３を介して、双方が相対的に軸線回りに回転することとなる。
【００２８】
ブシュ２３は、図４に示すように、その軸線を略垂直にして、ロッドガイド部材２１の内側下部に配置されている。ブシュ２３の軸線は、ロッドガイド部材２１、及びパンチングロッド４０の軸線に一致している。ブシュ２３の軸線箇所には、パンチングロッド４０を挿通する貫通孔２３ａが設けられている。この貫通孔２３ａには、パンチングロッド４０の下側部分、すなわちパンチ刃部４２からロッド本体４１の下部に掛けての箇所が挿通されている。貫通孔２３ａの下端は、上側用紙ガイド３１と下側用紙ガイド３２との間の隙間Ｓに通じている。
【００２９】
ブシュ２３の下方に備えられた下側用紙ガイド３２には、図４に示すように、ブシュ２３の貫通孔２３ａと同軸同径の貫通孔３２ａが設けられている。
【００３０】
次に、上記構成の穿孔装置１の動作について、図１〜図４に加えて、図７、及び図８を用いて説明する。図７は図３と同様のパンチ本体の側面図にして、穿孔動作の途中の状態を示すもの、図８は図３と同様のパンチ本体の側面図にして、穿孔完了状態を示すものである。
【００３１】
図３、及び図４に示す穿孔装置１のパンチ本体２０は、穿孔動作前の状態が描かれている。パンチングロッド４０は、最も上方、すなわち退避位置にあり、上側用紙ガイド３１と下側用紙ガイド３２との間の隙間Ｓには、パンチ刃部４２が露出していない。この状態で、隙間Ｓに用紙を挿通させることができる。
【００３２】
続いて、穿孔装置１による穿孔動作を遂行すべく図１、及び図２に示す駆動機構１０を駆動させると、モータ１１によって駆動プーリ１２が回転し、動力がベルト１３に伝達される。そして、図３、及び図４に示すパンチ本体２０の従動プーリ２２が、ベルト１３を介して回転せしめられる。
【００３３】
ここで、駆動機構１０のベルト１３によって回転せしめられる従動プーリ２２は、前述のように、ネジ部４３を介してパンチングロッド４０と係合している。また、パンチングロッド４０は、そのピン４４と、ロッドガイド部材２１のピンガイド２１ａとによって、軸線方向、すなわち上下方向の移動、及び軸線回りの回転が規制されている。したがって、従動プーリ２２が回転すると、パンチングロッド４０は、ロッドガイド部材２１に対しては回転することなく、ネジ部４３を介して、従動プーリ２２と相対的に軸線回りに回転することとなり、ピン４４と、ピンガイド２１ａとによって案内されて、穿孔方向である軸線方向下方に移動する。
【００３４】
引き続き従動プーリ２２が回転すると、パンチングロッド４０はさらに穿孔方向である軸線方向下方に移動し、図７に示すように、パンチ刃部４２が図示しない用紙に当接する箇所である隙間Ｓに到達する。そしてここから、ピンガイド２１ａは、その下部が下方に向かいつつ周方向に回転した形状である。したがって、パンチングロッド４０は、パンチ刃部４２が用紙に当接後、ピン４４とピンガイド２１ａとによって案内されて、穿孔方向である軸線方向下方に移動しながら、軸線回りに回転することとなる。
【００３５】
図８に示すように、パンチングロッド４０のピン４４がピンガイド２１ａの最下端まで到達すると、パンチングロッド４０の軸線方向下方への移動、及び軸線回りの回転が停止し、穿孔完了となる。なお、駆動機構１０には、図示しないトルクリミッタ等の過負荷保護装置が設けられているので、パンチングロッド４０が図８に示す穿孔完了位置でその移動、回転が規制されたとしても、負荷が加わることはない。その後、モータ１１の回転を停止する。
【００３６】
次に、パンチングロッド４０を、図８に示す穿孔完了位置から図３に示す退避位置に移動させる場合、上記穿孔動作の時とは逆方向に駆動機構１０のモータ１１を回転させる。これにより、パンチングロッド４０は、上記穿孔動作と同様に、ピン４４と、ピンガイド２１ａとによって案内されて、退避方向である軸線方向上方に移動する。
【００３７】
なお、以上のようなパンチ本体２０の穿孔動作において、パンチングロッド４０の、穿孔対象物である用紙に対する穿孔完了位置から退避位置への移動速度が、退避位置から穿孔完了位置への移動速度より速くなるよう、駆動機構１０を制御している。
【００３８】
このようにして、一端にパンチ刃部４２が、周面に半径方向外側に突出するピン４４が設けられたパンチングロッド４０と、前記ピン４４が挿通され係合するピンガイド２１ａが設けられたガイド部材であるロッドガイド部材２１とを備え、前記ピンガイド２１ａは、パンチングロッド穿孔方向側の端部である下端が、パンチングロッド４０がピン４４とピンガイド２１ａとによって案内されて穿孔方向に移動し、パンチ刃部４２が穿孔対象物である用紙に当接後、さらに穿孔方向に移動しながら軸線回りに回転することとなる方向を指向しているので、パンチングロッド４０による穿孔動作を遂行する際、パンチングロッド４０を回転させながら用紙を切断し、穿孔することが可能となる。これにより、穿孔動作が完了する瞬間の穿孔音を大幅に低減することができる。さらに、穿孔動作時の負荷も軽減することができる。したがって、穿孔動作に係る穿孔音の低減や、穿孔負荷の軽減が図られた穿孔装置１を得ることが可能となる。
【００３９】
また、パンチングロッド４０が、軸線方向に延びるネジ部４３を備えるとともに、このネジ部４３に係合し、パンチングロッド４０と相対して軸線回りに回転する回転体である従動プーリ２２と、この従動プーリ２２を回転せしめる駆動機構１０とを備え、パンチングロッド４０が、ネジ部４３を介して、駆動機構１０によって回転せしめられる従動プーリ２２と相対的に回転する時、前記ピン４４と、前記ピンガイド２１ａとによって案内されて穿孔完了位置及び退避位置へ往復移動するので、従来のカム機構等と比較して、パンチングロッド４０の往復移動に係る駆動音を低減することが可能となる。さらに、カム部やクランク部を必要とすることがなく、装置のコンパクト化を図ることができる。したがって、装置の駆動音の低減や、装置のコンパクト化が図られ、さらに高性能な穿孔装置１を得ることが可能となる。
【００４０】
そして、パンチ刃部４２は、パンチングロッド本体４１から軸線方向に突出し、軸線を挟んで対向する２枚の刃４２ａで構成され、刃４２ａの先端４２ｂから側端４２ｃにかけての領域において用紙の切断が可能であるので、パンチングロッド４０が回転しながら穿孔方向に移動した場合であっても、用紙を容易に切断、穿孔することができる。したがって、穿孔動作に係る穿孔音の低減や、穿孔負荷の軽減を、さらに向上させることが可能となる。
【００４１】
さらに、パンチングロッド４０は、穿孔対象物に対する穿孔完了位置から退避位置への移動速度が、退避位置から穿孔完了位置への移動速度より速いので、単位時間当りの穿孔に掛かる時間を長くとることができる。これにより、穿孔動作に係る穿孔音や装置の駆動音の低減、そして穿孔負荷の軽減が、より一層高められた高性能な穿孔装置１を得ることが可能となる。
【００４２】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。
【００４３】
例えば、本実施形態においてパンチングロッド４０は、モータ１１やベルト１３、従動プーリ２２によって移動させたが、パンチングロッド４０の移動機構はこれに限定されるわけではなく、従動プーリ２２を、パンチングロッド４０と軸線を一致させた回転体であるギアに代え、ギア機構によって移動させることとしても構わない。また、パンチ本体２０は、直列に４台が等間隔に備えられていることとしたが、これに限定されるわけではなく、台数や配置を変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、穿孔装置全般において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態に係る穿孔装置の部分垂直断面正面図である。
【図２】図１の穿孔装置の上面図である。
【図３】図１に示すパンチ本体の側面図である。
【図４】図３に示すパンチ本体の垂直断面図である。
【図５】図４に示すパンチングロッドの正面図である。
【図６】図４のパンチングロッドの底面図である。
【図７】図３と同様のパンチ本体の側面図にして、穿孔動作の途中の状態を示すものである。
【図８】図３と同様のパンチ本体の側面図にして、穿孔完了状態を示すものである。
【符号の説明】
【００４６】
１    穿孔装置
１０  駆動機構
１１  モータ
１２  駆動プーリ
１３  ベルト
２０  パンチ本体
２１  ロッドガイド部材（ガイド部材）
２１ａ  ピンガイド
２２  従動プーリ（回転体）
２２ｂ  貫通孔
３０  用紙ガイド部材
４０  パンチングロッド
４１  ロッド本体
４２  パンチ刃部
４２ａ  刃
４２ｂ  （刃の）先端
４２ｃ  （刃の）側端
４３  ネジ部
４４  ピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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