JP5009740B2 - 用紙穿孔装置、用紙穿孔装置を備えた用紙処理装置、及び用紙穿孔装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬入された用紙にパンチ穴の穿孔処理を行う用紙穿孔装置、用紙穿孔装置を備えた用紙処理装置、及び用紙穿孔装置を備えた画像形成装置に関する。

複写機、プリンタなどの画像形成装置には、この画像形成装置から排出される用紙を受け取り、この用紙にパンチ穴を穿孔するための穿孔装置が附設された装置が知られている（例えば特許文献１）。

特開平７−１１９３５８号公報

この特許文献１の装置によれば、画像形成装置から送られてくる用紙をストッパ機構によって一旦停止させ、この停止状態の用紙に対して穿孔装置でパンチ穴を穿孔している。このように用紙を搬送中で停止させているため、それに係る時間が必然的に必要となり、処理速度が高速化されている画像形成装置に対応できなくなっている。

本発明の課題は、用紙を停止させることなく穿孔処理を実行して生産性の高速化に対応させ、さらに用紙のスキューを補正して穿孔の高精度化を図るようにした用紙穿孔装置、用紙穿孔装置を備えた用紙処理装置、及び用紙穿孔装置を備えた画像形成装置を提供する。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明に係る用紙穿孔装置は、用紙搬送方向に用紙を搬送する用紙搬送手段と、前記用紙の用紙面に対して垂直方向に往復運動しパンチ穴を穿孔する穿孔部とを備えた用紙穿孔装置において、前記用紙搬送方向に水平に前記穿孔部を移動案内するリニアガイドと、そのリニアガイドに沿って前記穿孔部を移動させるタイミングベルトを備え、前記用紙搬送手段によって搬送される前記用紙の搬送速度と、前記タイミングベルトによって移動される前記穿孔部の移動速度とを同速度となして、搬送中の前記用紙にパンチ穴を穿孔することを特徴とする。

上記のように構成したことにより、用紙を停止させることなく連続してパンチ穴を穿孔できるため、穿孔処理の生産性が上げられることによって、処理速度が高速化されている画像形成装置に対応できる。

また、用紙搬送手段が、用紙の後端を爪で押して搬送することを特徴とすることにより、搬送中の用紙のスキューを補正した状態で用紙にパンチ穴を穿孔することができ、パンチ穴の穿孔位置の精度を良好にできる。

また、爪が用紙搬送方向と直交する方向において並列に複数個設けられ、この複数の爪で用紙の後端を押して搬送することを特徴とすることにより、搬送方向に直交する方向の複数箇所で用紙の後端の位置決めを行うので、スキューの補正精度を向上させることができる。また、爪が用紙搬送方向の上流側及び下流側において平行に複数個設けられることを特徴とすることにより、用紙を押し出す位置にいる爪に対して、他の爪が次の用紙の後端に近づくため、用紙を押して搬送する時間間隔を短縮できるため、生産性を向上させることができる。

また、爪は用紙の搬送される用紙搬送路に対して出没自在となし、搬送される用紙によって用紙搬送路から爪が没して退避されるとともに、この用紙が爪を通過した時点で用紙搬送路に出て復帰され、この爪で用紙の後端を押して搬送することを特徴とすることにより、用紙搬送路を搬送される用紙に対して爪がその搬送の障害にならず搬送障害が発生することなく、確実に爪で用紙の後端を押して搬送することができる。また、用紙搬送手段と穿孔部とは単一駆動源によって動作することにより、単一駆動源によって同一駆動させることができ、穿孔部の移動速度と用紙搬送手段の搬送速度を同速度にすることが機械的に可能となり、穿孔精度を高精度化することができる。

また、上記構成を備える用紙処理装置、及び画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の第１実施の形態を図面に示す実施例を参照して説明する。図１は、複写機、プリンタなどの画像形成装置に附設された用紙処理装置の概略図である。図１において画像形成装置ＣＰの排出ローラＣＰ１から排出される用紙Ｗは、用紙処理装置ＦＳ内に設けられた用紙Ｗが搬送される用紙搬送路Ａに配設される用紙搬送手段によって搬送される。この用紙搬送手段は搬送ローラＦＳ１と搬送継続ローラＦＳ２とで構成される。搬送ローラＦＳ１は排出ローラＣＰ１から排出される用紙Ｗを受け取り、用紙搬送方向Ｔの下流側へと搬送する。搬送継続ローラＦＳ２は、搬送ローラＦＳ１の用紙搬送方向Ｔの下流側に配置され、搬送ローラＦＳ１で搬送される用紙Ｗを受け取って、さらに用紙搬送方向Ｔの下流側へと搬送させる。

この搬送ローラＦＳ１と搬送継続ローラＦＳ２との間には、用紙Ｗにパンチ穴を穿孔するための用紙穿孔手段としての穿孔部１が設けられる。この用紙穿孔手段と用紙搬送手段によって第１の用紙穿孔装置Ｐを構成している。

この第１の用紙穿孔装置Ｐの用紙搬送方向Ｔの下流側には、分岐爪ＦＳ３が設けられ、この分岐爪ＦＳ３の切替えにより、搬送される用紙Ｗは排紙トレイＦＳ４上に搬送するためのストレートの搬送路Ｂ、排出部ＦＳ５に搬送するための搬送路Ｃ、あるいは所定の後処理、例えばステープル処理のユニット部分（図示せず）に搬送するための搬送路Ｄに分岐されるようになっている。なお、各搬送路には、用紙Ｗを搬送するための各種のローラＦＳ６が各々設けられている。

図２は第１の用紙穿孔装置Ｐを示す概略平面図、図３はその概略側面図であり、図２、図３において、用紙搬送手段としての搬送ローラＦＳ１、搬送継続ローラＦＳ２には、各々モータＦＳ７、ＦＳ８が連結され、これらのモータＦＳ７、ＦＳ８よって回転制御される。搬送ローラＦＳ２の用紙搬送方向Ｔの上流側には、搬送される用紙Ｗの後端Ｗ１（用紙搬送方向Ｔの上流側）を検出する用紙後端検出センサ２が設けられる。この用紙後端検出センサ２は光学的に用紙Ｗの後端Ｗ１を検知するものが用いられるが、これに限定されるものではなく、他の方式によってもよい。

第１の用紙穿孔装置Ｐにおける用紙穿孔手段としての穿孔部１は、駆動源としてのステッピングモータなどの駆動モータ３に連結される駆動軸４と、この駆動軸４と平行に用紙搬送方向Ｔの上流側に配設される従動軸５とを備え、駆動軸４の両端には駆動プーリー４ａ、従動軸の両端には従動プーリー５ａが各々設けられている。この駆動プーリー４ａと従動プーリー５ａにはタイミングベルト６、６ａが掛けわたされて駆動部１ａを構成している。この駆動部１ａのタイミングベルト６、６ａの間には、穿孔ユニット７が配置される。この穿孔ユニット７はタイミングベルト６、６ａと連繋し、駆動部１ａによって用紙搬送方向Ｔの上下流側に移動制御される。

この穿孔ユニット７には、用紙搬送路Ａを搬送される用紙Ｗが自由に通ることが可能な通路７ａと、この通路７ａ内の用紙Ｗに対してパンチ穴を穿孔するためパンチ刃７ｂが設けられている。このパンチ刃７ｂは図示しないソレノイド機構や回転駆動源とカム機構の組み合わせによる上下動機構７ｃによって作動される。また、パンチ刃７ｂは用紙搬送方向Ｔと直交する方向に、所定間隔をおいて固定的若しくは移動的に配置される。

また、穿孔ユニット７には、自身の位置を検知センサ８によって検出させるための検知板７ｄが設けられる。この検知板７ｄが検知センサ８によって検知される位置を穿孔ユニット７のホームポジション（待機位置）に設定している。このホームポジションは、搬送ローラーＦＳ１に近い、用紙搬送方向Ｔの上流側に位置させている。また、穿孔ユニット７は、自身の直線的な移動をスムーズにするために、リニアガイド９にスライド自在に取り付けられたスライド体９ａに連結されている。

また、搬送ローラＦＳ１のモータＦＳ７と、搬送継続ローラＦＳ２のモータＦＳ８と、用紙後端検出センサ２と、穿孔ユニット７を移動させる駆動モータ３と、パンチ刃７ｂを作動させる上下動機構７ｃと、穿孔ユニット７の検知板７ｄを検知する検知センサ８とを制御装置ＣＢに接続している。この制御装置ＣＢはマイクロコンピュータが使用される。このマイクロコンピュータの構成は周知であるため詳しい説明は省略するが、Ｉ／Ｏポートと、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを備えて、これらがバスで接続されたものである。記憶部として機能するＲＯＭ及びＲＡＭのうち、ＲＯＭには演算等に必要な制御のための公知の各種プログラムが格納されている。

次に、本例による第１の用紙穿孔装置Ｐの作動を説明する。先ず初期状態として穿孔ユニット７はホームポジションに待機される。この待機状態は穿孔ユニット７が移動して検知板７ｄが検知センサ８で検知されると、制御装置ＣＢによって待機状態と判断され、穿孔ユニット７を移動するための駆動モータ３が停止制御される。

その後、画像形成装置ＣＰから排出される用紙Ｗが搬送ローラＦＳ１で受け取られ、この搬送ローラＦＳ１で搬送される用紙Ｗの後端Ｗ１が用紙後端検出センサ２で検知され、その検知後の搬送ローラＦＳ１のモータＦＳ７のパルスをカウントする。

このカウント数に基づいて、用紙Ｗの後端Ｗ１が搬送ローラＦＳ１を通過して、その用紙Ｗが穿孔ユニット７の通路７ａに入り、パンチ刃７ｂが用紙Ｗの穴あけ位置に到達していれば、穿孔ユニット７の移動速度を、用紙Ｗの搬送速度と同速度で移動させるように、穿孔ユニット７を移動させる駆動モータ３を駆動制御しながら、上下動機構７ｃを作動させてパンチ刃７ｂによって用紙Ｗにパンチ穴を穿孔する。

この状態の用紙Ｗは搬送継続ローラＦＳ２によって受け取られて搬送ローラＦＳ１と同速度で用紙Ｗが搬送されている。その後は、次に搬送されてくる用紙Ｗにパンチ穴を穿孔するために、穿孔ユニット７をホームポジションに復帰させて待機させる。以下同様な制御が実行されて、一枚毎の単処理や、複数枚の連続処理が可能となる。

次に、他の実施形態における第２の用紙穿孔装置Ｐ１について説明する。本実施の形態は、第１の実施形態における第１の用紙穿孔装置Ｐの用紙搬送手段を変形させた例である。この例は用紙搬送手段におけるローラの直径の誤差、偏心等により、穿孔位置に搬送されるまでにスキュー等が発生し、穿孔位置がばらつく可能性があるため、これを補正するための構成を付加させたものである。構成の説明に際して、用紙搬送手段以外は第１の実施形態と同等に構成されているので、適宜説明は省略する。

本例は図４、図５、図６に示すように、その用紙搬送手段は、搬送ローラＦＳ１の用紙搬送方向Ｔの下流側に、スキュー補正搬送装置１１を配設して構成している。スキュー補正搬送装置１１は、駆動源としてのステッピングモータなどの補正搬送駆動モータ１２に連結される駆動軸１３と、この駆動軸１３と平行に用紙搬送方向Ｔの上流側に配設される従動軸１４とを備え、駆動軸１３の中間には駆動プーリー１３ａ、従動軸１４の中間には従動プーリー１４ａが各々用紙搬送方向Ｔと直交して所定間隔をもって設けられている。この駆動プーリー１３ａと従動プーリー１４ａにはベルト１６、１６ａが掛けわたされて平行に配設されて駆動部１１ａを構成している。

このベルト１６、１６ａには、用紙搬送経路Ａに位置する用紙Ｗの後端Ｗ１に当接して押し出すための爪１７、１７ａが用紙搬送方向Ｔと直交する方向において並列に配設される。また、爪１７、１７ａが制御装置ＣＢに接続される検知センサ１８によって検出させる位置を、爪１７、１７ａのホームポジションに設定している。このホームポジションは、搬送ローラーＦＳ１に近い用紙搬送方向Ｔの上流側に位置させ、かつスキュー補正以外は用紙搬送路Ａ外に退避させるように、巻回されるベルト１６、１６ａの下方可動側に爪１７、１７ａを位置させるようにしている。

次に、本例による第２の用紙穿孔装置Ｐ１の作動を説明する。先ず初期状態として穿孔ユニット７はホームポジションに待機される。この待機状態は穿孔ユニット７が移動して検知板７ｄが検知センサ８で検知されると、制御装置ＣＢによって待機状態と判断され、穿孔ユニット７を移動するための駆動モータ３が停止制御される。また、初期状態として爪１７、１７ａもホームポジションに待機させる。この待機状態は爪１７、１７ａが検知センサ１８で検知されると、制御装置ＣＢによって待機状態と判断され、爪１７、１７ａを移動するための補正搬送駆動モータ１２が停止制御される。

その後、画像形成装置ＣＰから排出される用紙Ｗが搬送ローラＦＳ１で受け取られ、この搬送ローラＦＳ１で搬送される用紙Ｗの後端Ｗ１が用紙後端検出センサ２で検知され、その検知後の搬送ローラＦＳ１のモータＦＳ７のパルスをカウントする。

このカウント数に基づいて、用紙Ｗが穿孔ユニット７の通路７ａに入り、その用紙Ｗの後端Ｗ１が搬送ローラＦＳ１を通過してスキュー補正搬送措置１１のベルト１６、１６ａの上面側に到達すれば、ホームポジションで待機している爪１７、１７ａが用紙Ｗの後端Ｗ１に近づいて、その後端Ｗ１を押し出し可能となる位置まで移動される。

そして、ベルト１６、１６ａの上面側に到達した用紙Ｗの後端Ｗ１を爪１７、１７ａで押して用紙搬送方向Ｔの下流側へ搬送させながら、穿孔ユニット７のパンチ刃７ｂが用紙Ｗの穴あけ位置に到達していれば、穿孔ユニット７の移動速度を、爪１７、１７ａで押して搬送する用紙Ｗの搬送速度と同速度で移動させるように、穿孔ユニット７を移動する駆動モータ３を駆動制御しながら、上下動機構７ｃを作動させてパンチ刃７ｂによって用紙Ｗにパンチ穴を穿孔する。

その後は、次に搬送されてくる用紙Ｗにパンチ穴を開けるために、穿孔ユニット７と爪１７、１７ａを各々のホームポジションに復帰させて待機させる。以下同様な制御が実行されて、一枚毎の単処理や、複数枚の連続処理が可能となる。

また、爪１７、１７ａは、図７に示すように、ベルト１６、１６ａの巻回方向（用紙搬送方向Ｔの上下流側）に沿って、複数個（本例では２個）を所定間隔で平行に設けることが可能であり、この場合には、用紙Ｗを押し出す位置にいる爪１７に対して、他方の爪１７ａがホームポジション（センサ１８）に近づくことにより、つぎの用紙Ｗを処理するまでの時間間隔を短縮することができるため、生産性を向上させることができる。

次に、他の実施形態における第３の用紙穿孔装置Ｐ２について説明する。本実施の形態は第２の実施形態におけるスキュー補正搬送装置１１の爪１７、１７ａを変形させた例である。用紙搬送手段以外は第１の実施形態と同等に構成されているので、適宜説明は省略する。

図８、図９に示すようにスキュー補正搬送装置１１における爪２７は、ベルト１６、１６ａの上方における用紙搬送路Ａに出没自在となるようにベルト１６、１６ａの上面側に配置される。この爪２７は、用紙Ｗの後端Ｗ１に当接する面を、用紙Ｗを押すときには、用紙搬送路Ａに出て用紙搬送方向Ｔに対して直交状態となる直交面２７ａを備え、一方、搬送される用紙Ｗの先端Ｗ２（用紙搬送方向Ｔの下流側）が当接すると、その力を受けて下方へ揺動させるための傾斜面２７ｂを備えるように断面三角状に爪本体２７ｃが形成されている。

そして、この爪本体２７ｃはベルト１６、１６ａの上面に設けられた支持ステー２７ｄに、爪本体２７ｃの基部が回動可能に取り付けられる。この爪本体２７ｃの直交面２７ａ側を上下方向に揺動自在となしている。この爪本体２７ｃはスプリング２７ｅによって回動支点を中心として矢印の時計方向に弾性付勢され、用紙通過時には用紙搬送路Ａから没して退避可能な構成となっている。すなわち、図９に示すように、用紙Ｗの移動によって、用紙Ｗの先端Ｗ２で爪本体２７ｃが押され、反時計方向に回動して用紙搬送路Ａから没して退避することにより、用紙Ｗはさらに搬送される。このとき、爪本体２７ｃは、用紙Ｗの裏面に摺接して退避状態を維持している。そして、用紙Ｗの後端Ｗ１が爪本体２７ｃを通過すると、爪本体２７ｃは時計方向に回動して用紙搬送路Ａに出て復帰して、爪本体２７ｃの直交面２７ａで用紙Ｗの後端Ｗ１を押し出し可能な状態となる。

次に、本例による第３の用紙穿孔装置Ｐ２の作動を説明する。先ず初期状態として穿孔ユニット７はホームポジションに待機される。この待機状態は穿孔ユニット７が移動して検知板７ｄが検知センサ８で検知されると、制御装置ＣＢ（図５参照）によって待機状態と判断され、穿孔ユニット７を移動するための駆動モータ３（図５参照）が停止制御される。また、初期状態として爪２７もホームポジションに待機させる。この待機状態は爪２７が検知センサ１８で検知されると、制御装置ＣＢによって待機状態と判断され、爪２７を移動するための補正搬送駆動モータ１２（図５参照）が停止制御される。

その後、画像形成装置ＣＰから排出される用紙Ｗが搬送ローラＦＳ１（図５参照）で受け取られ、この搬送ローラＦＳ１で搬送される用紙Ｗの後端Ｗ１が用紙後端検出センサ２（図５参照）で検知され、その検知後の搬送ローラＦＳ１のモータＦＳ７（図５参照）のパルスをカウントする。

このカウント数に基づいて、用紙Ｗが穿孔ユニット７の通路７ａに入り、その用紙Ｗの後端Ｗ１が搬送ローラＦＳ１と爪２７を通過して、直交面２７ａの前方に、用紙Ｗの後端Ｗ１が到達すれば、用紙Ｗの後端Ｗ１を爪２７で押して用紙搬送方向Ｔの下流側へ搬送させながら、穿孔ユニット７のパンチ刃７ｂが用紙Ｗの穴あけ位置に到達していれば、穿孔ユニット７の移動速度を、爪２７で押して搬送する用紙Ｗの搬送速度と同速度で移動させるように、穿孔ユニット７を移動する駆動モータ３を駆動制御しながら、上下動機構７ｃを作動させてパンチ刃７ｂによって用紙Ｗにパンチ穴を穿孔する。

また、図１０、図１１に示す例は、用紙搬送手段の駆動源としての補正搬送駆動モータ１２と、穿孔ユニット７の駆動源としての駆動モータ３を、いずれか一方のみの駆動源としての単一駆動源（本例では駆動モータ３）にする。そして、従動軸５と駆動軸１４をプーリー２５、２４を介して連結ベルト２６によって連結させ、単一駆動源によって同一駆動させることにより、穿孔ユニット７の移動速度と用紙Ｗの搬送速度を同速度にすることが機械的に可能となり、穿孔精度を高精度化することができる。

また、用紙穿孔装置Ｐ、Ｐ１、Ｐ２は画像形成装置ＣＰ側、あるいは用紙処理装置ＦＳ側にそれぞれ一体に構成しても、あるいは画像形成装置ＣＰおよび用紙処理装置ＦＳと三者一体で構成することができる。

本発明に係る画像形成装置に附設された用紙処理装置の概略図。 用紙穿孔装置の概略平面図。 用紙穿孔装置の概略側面図。 画像形成装置に附設された用紙処理装置の他の実施形態の概略図。 用紙穿孔装置の他の実施形態の概略平面図。 用紙穿孔装置の他の実施形態の概略側面図。 用紙穿孔装置の他の実施形態の概略側面図。 用紙穿孔装置の他の実施形態の概略側面図。 用紙穿孔装置の爪の作動状態を示す図。 用紙穿孔装置の他の実施形態の概略平面図。 用紙穿孔装置の他の実施形態の概略側面図。

符号の説明

Ａ 用紙搬送路
ＣＰ 画像形成装置
ＦＳ１ 搬送ローラ（用紙搬送手段）
ＦＳ２ 搬送継続ローラ（用紙搬送手段）
Ｔ 用紙搬送方向
Ｐ、Ｐ１、Ｐ２ 用紙穿孔装置
Ｗ 用紙
Ｗ１ 後端
１ 穿孔部（用紙穿孔手段）
１ａ 駆動部
１７、１７ａ、２７ 爪
１１ スキュー補正搬送装置（用紙搬送手段）
１１ａ 駆動部

Claims (8)

1. 用紙搬送方向に用紙を搬送する用紙搬送手段と、
   前記用紙の用紙面に対して垂直方向に往復運動しパンチ穴を穿孔する穿孔部とを備えた用紙穿孔装置において、
   前記用紙搬送方向に水平に前記穿孔部を移動案内するリニアガイドと、そのリニアガイドに沿って前記穿孔部を移動させるタイミングベルトを備え、
   前記用紙搬送手段によって搬送される前記用紙の搬送速度と、前記タイミングベルトによって移動される前記穿孔部の移動速度とを同速度となして、搬送中の前記用紙にパンチ穴を穿孔することを特徴とする用紙穿孔装置。
2. 前記用紙搬送手段が、前記用紙の後端を爪で押して搬送することを特徴とする請求項１に記載の用紙穿孔装置。
3. 前記爪が前記用紙搬送方向と直交する方向において並列に複数個設けられ、この複数の爪で前記用紙の後端を押して搬送することを特徴とする請求項２に記載の用紙穿孔装置。
4. 前記爪が前記用紙搬送方向の上流側及び下流側において平行に複数個設けられることを特徴とする請求項２又は３に記載の用紙穿孔装置。
5. 前記爪は、前記用紙の搬送される用紙搬送路に対して出没自在となし、搬送される前記用紙によって前記用紙搬送路から前記爪が没して退避されるとともに、この用紙が前記爪を通過した時点で前記用紙搬送路に出て復帰され、この爪で前記用紙の後端を押して搬送することを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載の用紙穿孔装置。
6. 前記用紙搬送手段と前記穿孔部とは単一駆動源によって動作することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか1項に記載の用紙穿孔装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか1項に記載の用紙穿孔装置を備えた用紙処理装置。
8. 請求項１ないし６のいずれか1項に記載の用紙穿孔装置を備えた画像形成装置。

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