JP2011255470A - 用紙処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】穿孔屑が帯電（静電気）によりベルト機構の内壁面やベルト表面に張り付くことを防止する用紙処理装置を提供する。
【解決手段】互いに対向する第１穿孔刃と第２穿孔刃が用紙を挟んで噛み合うことで穿孔を行う穿孔手段と、穿孔時に用紙から生じる穿孔屑を搬送する穿孔屑搬送手段とを備えた用紙処理装置であって、第１穿孔刃には中空部が形成され、かつ、第２穿孔刃には突起部が形成されており、穿孔時に第１穿孔刃と第２穿孔刃が用紙を挟んで噛み合うことで、突起部が穿孔屑を中空部に押し込み、中空部に押し込まれた穿孔屑は、穿孔屑の表面が大気に接する状態で中空部に保持され、穿孔の次の穿孔が行われる前に第１穿孔刃と第２穿孔刃が用紙を挟まずに噛み合うことで、突起部が中空部に押し込まれた穿孔屑をさらに押し込んで穿孔屑搬送手段に落下させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、用紙に穿孔刃を突き刺すことで穴を空ける用紙処理装置に関する。

穿孔装置（パンチユニット）を内部に備えた様々な用紙処理装置（例えば、複写機のフィニッシャユニット）が一般的に広く知られている。本発明は、そのような用紙処理装置の中でも、用紙を１枚ずつ穿孔位置まで搬送し、用紙に穿孔刃を突き刺すことで穴を空ける用紙処理装置に関わるものである。

穿孔装置が用紙に空けた穴の内側部分の用紙カスを「穿孔屑」と呼ぶ。この穿孔屑を用紙処理装置内部に放置すると、装置の誤動作や故障の原因になるため、穿孔屑を回収する手段を設ける必要がある。最もシンプルな回収手段は、穿孔装置の近傍に箱を設けて、穿孔屑を箱の中に落下させることであるが、これには下記２点の問題がある。

１つは、穿孔屑回収箱を配置することで、用紙搬送路の形状などの機器レイアウト上、大きな制約となってしまい、用紙処理装置の大型化を招くという問題である。もう１つは、
一般的に穿孔位置は機器内部の、それも中心に近い位置にあるため、穿孔屑回収箱も機器中心近くに配置されることになり、外部から穿孔屑回収箱へのアクセスが困難になる（箱の中に溜まった穿孔屑を捨てる作業がしにくくなる）という問題である。

これらの問題を解決するために、穿孔装置から落下する穿孔屑を受け止めて別の場所へ搬送するベルト機構を設置することで、穿孔屑回収箱を、レイアウトに制約を与えずアクセスもしやすい位置に設置することを可能にする技術が既に知られている（例えば特許文献１）。特許文献１には、装置内のスペ−スを有効利用（省スペ−ス化）することを目的とし、穿孔装置近傍にベルト状の穿孔屑搬送手段を備える構成の用紙処理装置が開示されている。

しかし、上記特許文献１を含む今までの、落下する穿孔屑をベルト機構で受け止めて搬送路外へ搬送する方式には、以下の問題が生じる。すなわち、穿孔屑が、帯電（静電気）により、ベルト機構の内壁面に張り付くことでベルトの隙間へ潜り込んだり、あるいは、ベルト表面に張り付くことでベルト機構の裏側へ落下したりする。このため、ベルト機構から回収容器への穿孔屑の受け渡しが上手く機能せず、穿孔屑を十分に回収できないという問題や、穿孔屑が装置内に残ることにより装置の動作不良を招くという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、穿孔屑が帯電（静電気）によりベルト機構の内壁面やベルト表面に張り付くことを防止する用紙処理装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明の用紙処理装置は、互いに対向する第１穿孔刃と第２穿孔刃が用紙を挟んで噛み合うことで穿孔を行う穿孔手段と、穿孔時に用紙から生じる穿孔屑を搬送する穿孔屑搬送手段とを備えた用紙処理装置であって、第１穿孔刃には中空部が形成され、かつ、第２穿孔刃には突起部が形成されており、穿孔時に第１穿孔刃と第２穿孔刃が用紙を挟んで噛み合うことで、突起部が穿孔屑を中空部に押し込み、中空部に押し込まれた穿孔屑は、穿孔屑の表面が大気に接する状態で中空部に保持され、穿孔の次の穿孔が行われる前に第１穿孔刃と第２穿孔刃が用紙を挟まずに噛み合うことで、突起部が中空部に押し込まれた穿孔屑をさらに押し込んで穿孔屑搬送手段に落下させることを特徴とする。

また、本発明の用紙処理装置において、穿孔屑は、穿孔の直後は円形の平面形状であり、中空部は、穿孔屑の直径よりも小さい内径を有する円筒形状であり、突起部が、穿孔屑の直径と中空部の内径とが水平な状態で穿孔屑を中空部に押し込むことで、穿孔屑の形状が、円形の平面形状からお椀形の立体形状に変形することを特徴とする。

また、本発明の用紙処理装置において、中空部は、内径として、第１の内径と、第１の内径より大きい第２の内径とを有しており、穿孔屑は、突起部に押し込まれることで第１の内径の領域に保持され、その後さらに突起部に押し込まれることで第２の内径の領域に至り、穿孔屑搬送手段に落下することを特徴とする。

また、本発明の用紙処理装置において、穿孔屑搬送手段から穿孔屑を剥離する穿孔屑剥離手段と、剥離された穿孔屑を収容するための穿孔屑収容手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、穿孔屑が帯電（静電気）によりベルト機構の内壁面やベルト表面に張り付くことを防止することが可能となる。このため、穿孔屑がベルトの隙間に潜り込むことやベルト機構の裏側へ落下することを防止できるので、穿孔屑を装置内に残すことなく十分に回収でき、装置の不具合の発生を防止できる。

本発明の一実施形態に係る穿孔手段、穿孔屑搬送手段、穿孔屑剥離手段、穿孔屑収容手段の構成及び位置関係を示す概略図である。 本発明の一実施形態に係る用紙処理装置の全体構成の例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る穿孔手段の外刃及び内刃の構成を示す第１の図である。 本発明の一実施形態に係る穿孔手段の外刃及び内刃の構成を示す第２の図である。 本発明の一実施形態に係る穿孔手段が用紙に穴を穿つ瞬間の様子を示す図である。 本発明の一実施形態に係る穿孔手段が穿孔屑を変形させつつ内刃の中空部に押し込む様子を示す図である。 本発明の一実施形態に係る穿孔手段が穿孔屑を内刃の中空部に押し込んだ後、内刃をホ−ムポジションに復帰させる様子を示す図である。 本発明の一実施形態に係る穿孔手段が内刃の中空部に押し込んだ穿孔屑を穿孔屑搬送ベルトへ落下させる様子を示す図である。 本発明の一実施形態に係る穿孔手段の内刃の制御例を示すフロ−チャ−トである。 本発明の一実施形態に係る穿孔手段の内刃の中空部に押し込まれた穿孔屑の形状を示すモデル図である。 本発明の一実施形態に係る穿孔直後の穿孔屑と、内刃の中空部に押し込まれた後の穿孔屑との、他の表面に接触可能な面積を比較する図である。 本発明の一実施形態に係る穿孔屑の帯電量が経時的に減衰する様子を示すモデル図である。 本発明の一実施形態に係る穿孔屑剥離手段の構成を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態（実施形態）について説明する。本実施形態の用紙処理装置は、穿孔屑の処理を行う構成において、用紙を穿孔するための穿孔刃の内刃を中空構造とし、穿孔時に穿孔屑を内刃の内部に押し込んで一時的に保持したのち、その穿孔屑を落下させて搬送することが特徴になっている。この特徴について、添付図面を参照して詳細に説明する。

まず、図１を用いて、本実施形態の用紙処理装置に備えられる、穿孔手段、穿孔屑搬送手段、穿孔屑剥離手段、穿孔屑収容手段について説明する。図１は、穿孔手段１、穿孔屑搬送手段２、穿孔屑剥離手段３、穿孔屑収容手段４の構成及び位置関係を示す概略図である。

まず、用紙が用紙搬送ガイド５に導かれ穿孔位置で一時停止する。次に、穿孔手段１が駆動し、用紙に穿孔穴を穿つ。穿孔手段１は、穿孔刃：外刃１−１と穿孔刃：内刃１−６を有する。また、穿孔手段１は、穿孔刃：内刃１−６を駆動させる手段や、その駆動を制御する手段も有するが、これらについては図２の説明にて後述する。

穿孔屑６−１は、穿孔手段１が用紙に穿孔穴を穿つとき生じ、穿孔手段１の内部に一時的に保持された後、穿孔屑搬送手段２上に落下する。この穿孔屑搬送手段２は、穿孔屑搬送ベルト２−１、従動側タイミングプーリ２−２、駆動側タイミングプーリ２−３、ウォームホイール２−３a、ウォーム２−４、タイミングベルト２−５、モータ２−６を有する。

穿孔屑搬送ベルト２−１は、従動側タイミングプーリ２−２と駆動側タイミングプーリ２−３に所定の張力が掛けられた状態で張架されている。穿孔屑６−１が落下した側の穿孔屑搬送ベルト２−１は図１中の矢印方向（穿孔屑搬送方向２−８）に移動し、これに伴って穿孔屑６−１は穿孔屑収容手段４側に搬送される。

穿孔屑搬送ベルト２−１は、駆動側タイミングプーリ２−３と一体化されたウォームホイール２−３aがウォーム２−４と噛み合い、ウォーム２−４の回転によって反時計方向に回転する。これにより、穿孔屑６−１を穿孔屑搬送方向２−８に搬送することができる。

ウォーム２−４は、モ−タ２―６からタイミングベルト２−５を介して回転駆動される。穿孔屑搬送ベルト２−１によって搬送されてきた穿孔屑６−１は、穿孔屑剥離手段３のガイドを通過することで穿孔屑搬送ベルト２−１から剥離され、穿孔屑収容手段４の内部に落下し、収容される。

図２は、本実施形態の用紙処理装置の全体構成について説明するためのブロック図である。図２に示すように、本実施形態の用紙処理装置は、穿孔手段１、穿孔屑搬送手段２、穿孔屑剥離手段３、穿孔屑収容手段４、用紙位置検出手段７を有する。穿孔屑搬送手段２、穿孔屑剥離手段３、穿孔屑収容手段４は図１に示すものであり、穿孔屑処理手段として機能する。穿孔手段１は、穿孔刃：外刃（以下、外刃という。第２穿孔刃の一例）１−１、穿孔刃：内刃（以下、内刃という。第１穿孔刃の一例）１−６、穿孔刃：内刃制御手段（以下、内刃制御手段という）１−１０、穿孔刃：内刃駆動手段（以下、内刃駆動手段という）１−１１を有する。外刃１−１及び内刃１−６は図１に示すものである。用紙位置検出手段７は、例えば用紙の搬送路上に設けられるセンサなどであり、搬送されてくる用紙を検知すると、その用紙の位置（例えばセンサの配置位置）を示す用紙位置情報を内刃制御手段１−１０へ送出する。

内刃制御手段１−１０は、用紙位置検出手段７から受け取る用紙位置情報を基に用紙が穿孔位置に搬送されるタイミングを見計らい、内刃駆動手段１−１１を駆動させるための制御信号を送出する。内刃駆動手段１−１１は、制御信号を受け取ると、内刃１−６を駆動させる。このとき用紙は穿孔位置にある。駆動された内刃１−６により用紙に穿孔穴が形成される。これと同時に、穿孔屑６−１が発生する。

穿孔時に生じた穿孔屑６−１は、穿孔屑搬送手段２へ受け渡される（穿孔屑搬送ベルト２−１上に落下する）。穿孔屑搬送手段２では、上述したように、穿孔屑搬送ベルト２−１の駆動により、穿孔屑剥離手段３へ穿孔屑６−１を搬送する。穿孔屑剥離手段３は、穿孔屑搬送ベルト２−１上の穿孔屑６−１を剥離し、穿孔屑収容手段４へと導く。このようにして、穿孔屑６−１は穿孔屑収容手段４に収容される。

図３は、穿孔手段１における外刃１−１及び内刃１−６の構成を示す第１の図である。まず、外刃１−１の形状について説明する。外刃１−１は、図３に示すように、円筒状に形成され内向きの刃を持つ外刃部１−２と、円柱状に形成され内刃１−６の中空部１−７に相対する突起１−３とを有する。突起１−３の下側の底面は、凹形状１−４に形成されている。次に、内刃１−６の形状について説明する。内刃１−６は、図３に示すように、円筒状に形成されており外向きの刃を持つ。中空部１−７の内径は２段階に分かれており、図中の上側で刃に近いほう（中空部上部１−７ａ）の内径より、図中の下側で穿孔屑搬送ベルト２−１に近いほう（中空部下部１−７ｂ）の内径が大きくなる。穿孔位置まで用紙６−２が搬送されると、内刃１−６は、ホームポジション１−９から図中上側１−８方向へ移動し、外刃１−１と噛み合うようになる。これにより、内刃１−６が用紙６−２を突き刺して穿孔する。なお、図３では、図１の用紙搬送ガイド５の図示を省略している。

図３で説明した穿孔手段１における外刃１−１及び内刃１−６の構成をさらに詳細に説明する。図４は、穿孔手段１における外刃１−１及び内刃１−６の構成を示す第２の図である。図４では、外刃１−１及び内刃１−６の各部の長さをそれぞれ示している。図４において、ａは外刃１−１の内径、ｂは突起１−３の直径、ｃは突起１−３の底面部の直径、ｄは外刃１−１の内面と突起１−３の外面とのクリアランス、ｅは外刃１−１の外刃部１−２の高さ、ｆは突起１−３の高さ、ｇは内刃１−６の外径、ｈは中空部下部１−７ｂの内径（第２の内径の一例）、ｉは中空部上部１−７ａの内径（第１の内径の一例）、ｊは中空部上部１−７ａの深さ、ｋは中空部下部１−７ｂの深さである。

以上のように構成された穿孔手段１における外刃１−１及び内刃１−６の動作について説明する。

図５は、穿孔手段１が用紙に穴を穿つ瞬間を示す図である。図５に示すように、内刃１−６が図中の上側方向１−８へ移動し、用紙６−２を突き刺さすことで、穿孔穴が穿たれている。このとき生じる穿孔屑６−１は、内刃１−６の上に置かれた状態になる。

図６は、図５の後の様子を示しており、穿孔屑６−１が、突起１−３により内刃１−６の中空部上部１−７aに、変形しつつ押し込まれる様子を示す図である。内刃１−６は、ホームポジション１−９から図中の上側方向１−８へ移動する。このときの移動距離が矢印で示すｄ１である。この移動により、外刃１−１と内刃１−６が噛み合う。噛み合った際、図５において内刃１−６の上に置かれていた穿孔屑６−１は、図６に示すように、突起１−３（の底面１−４）に突き当たることで、変形しつつ中空部上部１−７ａに押し込まれる。このとき、内刃１−６の移動距離ｄ１は、押し込まれる穿孔屑６−１の先端が中空部下部１−７ｂに侵入せず、かつ、後端が中空部上部１−７ａの内壁部から外にはみ出ない距離とする。

図７は、図６の後の様子を示しており、穿孔屑６−１が中空部上部１−７ａに押し込まれた後、内刃１−６がホームポジション１−９に復帰する様子を示す図である。穿孔屑６−１の外径は内刃１−６の外径ｇとほぼ等しく、ｇは中空部上部１−７ａの内径ｉに対し、ｇ＞ｉの関係にある。そのため、穿孔屑６−１の外周部は、中空部上部１−７ａの内壁に圧力を加えつつ接触する。穿孔屑６−１と中空部上部１−７ａの内壁との摩擦により穿孔屑６−１は中空部上部１−７ａに保持される。このとき穿孔屑６−１は、表面の大部分が大気に接する状態で保持されることになる。保持されている間に穿孔屑６−１表面の帯電は経時的に減衰していく。内刃１−６がホームポジション１−９に復帰した後、用紙６−２は穿孔位置から搬出される。

図８は、図７の後の様子を示しており、穿孔屑６−１が穿孔屑搬送ベルト２−１へ落下する様子を示している。次の用紙が穿孔位置の手前まで搬送されたら、内刃１−６がホームポジションから図中の上側方向１−８へ再び移動する。このときの距離距離がｄ２である。この移動により、外刃１−１と内刃１−６が再び噛み合う（但し、用紙を挟んでいない）。噛み合った際、内刃１−６の中空部上部１−７ａに保持された穿孔屑６−１は、突起１−３に突き当たり、中空部下部１−７ｂへと押し込まれ、落下する。中空部下部１−７ｂの内径ｈは中空部上部１−７ａの内径ｉよりも大きいので、中空部上部１−７ａに保持されて内径ｉと同じ幅となっている穿孔屑６−１は、押し込まれて中空部下部１−７ｂへ至ったときに落下しやすい。落下した穿孔屑６−１は、穿孔屑搬送ベルト２−１により穿孔屑剥離手段３まで搬送される。

以上説明した動作は、内刃制御手段１−１０の制御及び内刃駆動手段１−１１の駆動により、穿孔刃である内刃１−６が制御されることで実現される。以下では、その内刃の制御の流れについて説明する。図９は内刃の制御を示すフロ−チャ−トである。

内刃制御手段１−１０は、用紙が穿孔位置まで搬送されたら、穿孔を開始する（Ｓ１）。このときの状態が図３である。用紙が穿孔位置に搬送されたかは、内刃制御手段１−１０が、用紙位置検出手段７からの用紙位置情報を基に判断する。

次に、内刃制御手段１−１０は、内刃駆動手段１−１１を駆動させ、内刃１−６を距離ｄ１分上方へ移動させる（Ｓ２）。これにより、図５に示すように用紙に穿孔穴を穿ち、穿孔屑６−１を内刃１−６の中空部上部１−７ａへ押し込む。このときの状態が図６である。

次に、内刃制御手段１−１０は、内刃駆動手段１−１１を駆動させ、内刃１−６を距離ｄ１分下方へ移動させる（Ｓ３）。これにより、内刃１−６がホームポジション１−９に戻る。このときの状態が図７である。

次に、内刃制御手段１−１０は、穿孔後の用紙が穿孔位置から完全に搬出されたら（Ｓ４）、次の用紙（続いて搬送されてくる用紙）の有無を判断する（Ｓ５）。次の用紙の有無は、内刃制御手段１−１０が、用紙位置検出手段７からの用紙位置情報を基に判断する。

次の用紙がある場合（Ｓ５／ＹＥＳ）、内刃制御手段１−１０は、用紙位置検出手段７からの用紙位置情報を基に次用紙が穿孔位置の近傍まで搬送されたことを検知したら（Ｓ６）、次用紙が穿孔位置に搬送される直前に、内刃駆動手段１−１１を駆動させ、内刃１−６を距離ｄ２分上方へ移動させる（Ｓ７）。これにより、穿孔屑６−１は、突起１−３に当たってさらに中空部下部１−７ｂまで押し込まれ、下方（穿孔屑搬送ベルト２−１）へ落下する。このときの状態が図８である。

次に、内刃制御手段１−１０は、内刃駆動手段１−１１を駆動させ、内刃１−６を距離ｄ２分下方へ移動させる（Ｓ８）。これにより、内刃１−６がホームポジション１−９に戻る。その後はＳ１へ戻る。

一方、次の用紙がない場合（Ｓ５／ＮＯ）、内刃制御手段１−１０は、時間ｔａだけ待機する（Ｓ９）。時間ｔａは、次の用紙がある場合における穿孔ジョブの間隔（ある用紙への穿孔の後から次の用紙の穿孔までの間隔）よりも長い時間を示す固定値とする。

時間ｔａの待機後、内刃制御手段１−１０は、新たに用紙の搬送が行われる前に、内刃駆動手段１−１１を駆動させ、内刃１−６を距離ｄ２分上方へ移動させる（Ｓ１０）。これにより、穿孔屑６−１は、突起１−３に当たってさらに中空部下部１−７ｂまで押し込まれ、下方（穿孔屑搬送ベルト２−１）へ落下する。このときの状態が図８である。

次に、内刃制御手段１−１０は、内刃駆動手段１−１１を駆動させ、内刃１−６を距離ｄ２分下方へ移動させる（Ｓ１１）。これにより、内刃１−６がホームポジション１−９に戻る。

以上が本実施形態の用紙処理装置における内刃の制御動作である。このように、本実施形態によれば、穿孔の際に穿孔屑を内刃の内部（中空部）に押し込んで一時的に保持するようにし、穿孔後の用紙が搬送された後で、次の用紙が搬送されてくる（穿孔される）前に、保持しておいた穿孔屑を穿孔屑搬送手段（穿孔屑搬送ベルト）上に落下させるようにする。よって、内刃の内部に押し込まれる穿孔屑は常に１つとなる。このため、押し込まれた穿孔屑は、内刃の内部において、他の穿孔屑と接触しない状態（穿孔屑の表面が大気（空気）に接する状態）で保持されることになる。すなわち、穿孔屑は、内刃の内部に押し込まれてから穿孔屑搬送手段上に落下させられるまでの間、他の穿孔屑と接触しない状態で（穿孔屑の表面が大気に接する状態で）内刃の内部に保持されることになる。

次に、穿孔屑の形状について説明する。本実施形態では、穿孔直後に平面形状（円形）をしている穿孔屑６−１は、その直径より小径の中空部上部１−７ａ（円筒形状）に押し込まれるときに加わる圧力によって、平面形状（円形）から立体形状（お椀形）に変形する。これにより、変形後の穿孔屑６−１は、他の面に接することが可能な表面積（他の物体と接触できる面積）が小さくなる。

図１０を用いて具体的に説明する。図１０は、内刃１−６の内部（中空部１−７）に押し込まれた穿孔屑６−１の形状を示すモデル図である。穿孔直後の穿孔屑６−１は、その直径が内刃１−６の外径ｇ（図４参照）に等しい円形である。そして、穿孔時において穿孔屑６−１は、その直径（外径ｇ）と中空部上部１−７ａの内径ｉ（図４参照）とが水平な状態で中空部上部１−７ａに押し込まれる。これにより、穿孔屑６−１は、おおよそ図１０（ａ）のような形状（お椀形）に変形する。図１０（ａ）の穿孔屑６−１を真横からみた断面図は、図１０（ｂ）のようになる。また、図１０（ｂ）の形状を直線で簡易的に表現すると、図１０（ｃ）のようになる。

図１０（ｃ）の形状の穿孔屑６−１の表面のうち他の表面と接触可能な箇所はＳ₁〜Ｓ₃の３箇所であるが、Ｓ₂、Ｓ₃は曲面であるため、他の表面と最も広く接触する面はＳ₁である。押し込まれる前（変形前）の穿孔屑６−１の面積をＳ₀とすると、穿孔屑６−１が他の表面と接触可能な面積は、Ｓ₁／Ｓ₀になる。一般に、物体が静電気によって他の物体に吸着する力（以下、静電吸着力という）は、物体同士の接触面積と、（接触面の）帯電量に比例する。そのため、接触可能な面積がＳ₁／Ｓ₀になることで、静電吸着力もＳ₁／Ｓ₀になる。

次に、穿孔屑６−１の可接触面積比について説明する。図１１は、穿孔直後の穿孔屑６−１と、内刃１−６の中空部１−７に押し込まれた後の穿孔屑６−１との、他の表面に接触可能な面積を比較する図である。Ｓ₁の直径は外刃１−１の突起１−３の底面の直径cにほぼ等しいため、Ｓ₁＝０.２５ｃ²πとなる。また、Ｓ₀の直径は内刃１−６の外径ｇにほぼ等しいため、Ｓ₀＝０.２５ｇ²πとなる。よって、接触面積比（静電吸着力比）は、Ｓ₁／Ｓ₀＝（ｃ／ｇ）²となる。つまり、穿孔屑６−１を内刃１−６の中空部１−７に押し込むことにより、静電気吸着力は（ｃ／ｇ）²倍になる。

次に、帯電量の経時減衰について説明する。一般に、大気中にある誘電体表面の帯電量は経時的に減衰することが知られている。図１２は、穿孔屑の帯電量が経時的に減衰する様子を示すモデル図である。図１２では、用紙に穴が穿たれた瞬間の、穿孔屑６−１の帯電量を１００としている。

図１２において、用紙に穴が穿たれた瞬間から、穿孔屑６−１が穿孔屑搬送手段２（穿孔屑搬送ベルト２−１）に落下するまでの時間をtとする。穿孔屑６−１を内刃１−６の内部に保持せず、ただ自然落下させたとき（従来の方式）がｔ＝ｔ１であるとし、穿孔屑６−１を内刃１−６の内部に保持したのち、落下させたとき（本実施形態の方式）が、ｔ＝ｔ２であるとする。図９で説明したように本実施形態の方式では穿孔屑を一旦保持してから落下させるので、ｔ２＞ｔ１となる。

更に、時間t１が経過した時点での帯電量をｑ１、時間t２が経過した時点での帯電量をｑ２であるとする。t２＞t１なので、ｑ２＜ｑ１となる。穿孔屑６−１を内刃１−６の内部に保持すると、保持しなかった場合に比べて、帯電量はｑ２／ｑ１倍になる。上述したとおり、静電吸着力は物体同士の接触面積と、（接触面の）帯電量に比例する。そのため、穿孔屑６−１の帯電量がｑ２／ｑ１倍になれば、静電吸着力もｑ２／ｑ１になる。これにより、図１０、図１１で説明した効果（静電気吸着力が（ｃ／ｇ）²倍になる）に加えて、静電吸着力は更にｑ２／ｑ１倍となる。

よって、穿孔屑６−１を穿孔刃：内刃１−６の内部に保持することにより、穿孔屑６−１の静電吸着力は、（ｃ／ｇ）²ｑ２／ｑ１倍に減少することになる。仮に、ｃ＝４ｍｍ、ｇ＝８ｍｍ、ｑ１＝９０ｎＣ／ｍｍ²、ｑ２＝７５ｎＣ／ｍｍ²とした場合、静電吸着力はおよそ１／５倍となる。

次に、穿孔屑剥離手段３について説明する。図１３は、図１に示す穿孔屑剥離手段３の構成を示す図である。図１３に示すように、穿孔屑搬送ベルト２−１により搬送されてきた穿孔屑６−１は、ブレード３−１により穿孔屑搬送ベルト２−１上から剥離され、穿孔屑収容手段４へと導かれる。

最後に、本実施形態の要旨について以下にまとめる。上述したように、静電気によって物体が他の物体に吸着する静電吸着力を原因として、穿孔屑がベルト機構の内壁面やベルト表面に張り付く問題が発生する。一般に静電吸着力は、物体同士の接触面積と（接触面の）帯電量に比例し大きくなる。そこで、本実施形態では、その静電吸着力を低下させることにより、上記問題を解決することを目的としている。

本実施形態では、穿孔屑の静電吸着力を低下させるために、穿孔屑の帯電量を小さくするようにしている。すなわち、本実施形態では、穿孔屑を、穿孔時に穿孔刃内部（中空部）に押し込んでから穿孔屑搬送手段上に落下させるまでの間、穿孔屑同士が接触しない状態で（穿孔屑表面が大気に接する状態で）穿孔刃内部に保持する。大気中にある穿孔屑の帯電量は経時減衰するため（図１２参照）、穿孔屑の帯電量は穿孔刃内部に保持されている間に減衰することになる。よって、穿孔屑を穿孔刃内に保持せずに落下させた場合に比べて、穿孔屑搬送手段上に落下する時点での帯電量が小さくなり、静電吸着力も同様に小さくなる。このようなことから、本実施形態では、穿孔屑の静電吸着力に起因する問題の発生、すなわち、穿孔屑がベルト機構の内壁面やベルト表面に張り付くことを防止できる。その結果、穿孔屑がベルトの隙間に潜り込むことやベルト機構の裏側へ落下することを防止できるので、穿孔屑を装置内に残すことなく十分に回収でき、装置の不具合の発生を防止できる。

また、本実施形態では、穿孔屑の静電吸着力を低下させるために、穿孔屑が他の物体と接触できる面積を小さくするようにしている。すなわち、本実施形態では、穿孔直後に平面形状（円形）をしている穿孔屑を、その穿孔屑の直径より小径の円筒部（中空部）へ押し込むことにより加わる圧力によって、平面形状（円形）から立体形状（お椀形）に変化させる。よって、変形後の穿孔屑において、他の面に接することが可能な表面積（他の物体と接触できる面積）が小さくなり、変形前に比べ静電吸着力が小さくなる。このようなことから、本実施形態では、穿孔屑の静電吸着力に起因する問題の発生、すなわち、穿孔屑がベルト機構の内壁面やベルト表面に張り付くことを防止できる。その結果、穿孔屑がベルトの隙間に潜り込むことやベルト機構の裏側へ落下することを防止できるので、穿孔屑を装置内に残すことなく十分に回収でき、装置の不具合の発生を防止できる。

穿孔屑を穿孔屑搬送手段上に落下させるには、上記実施形態で説明したように、穿孔刃を上下２枚で構成し、穿孔屑を押し込むための突起を上側の穿孔刃（外刃）内に設け、下側の穿孔刃（内刃）を中空形状に構成することが望ましい。この場合、突起は上側の穿孔刃より短く構成する必要があるが、上側の穿孔刃の長さは下側の穿孔刃の長さと同じかそれ以上になるため、必然的に突起は下側の穿孔刃より短くなってしまい、穿孔屑を下側の穿孔刃から押し出すことができなくなってしまう。よって、穿孔屑を押し出すためには突起自体を駆動させる等の工夫が必要になり、機構の複雑化を招いてしまう。しかし、上記実施形態で説明したように、中空部の内径を少なくとも２段階（中空部上部１−７ａと中空部下部１−７ｂ）に異なるようにし、かつ、下側の径を変形後の穿孔屑の直径より大きくすれば、駆動機構等を用いずに穿孔屑を下方へ押し出すことができるようになる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。

１ 穿孔手段
１−１ 穿孔刃：外刃
１−２ 外刃部
１−３ 突起
１−４ 突起の底面（凹形状）
１−６ 穿孔刃：内刃
１−７ 中空部
１−７ａ 中空部上部
１−７ｂ 中空部下部
１−８ 内刃の穿孔時の移動方向
１−９ 内刃のホームポジション
１−１０ 穿孔刃：内刃制御手段
１−１１ 穿孔刃：内刃駆動手段
２ 穿孔屑搬送手段
２−１ 穿孔屑搬送ベルト
２−２ 従動側タイミングプーリ
２−３ 駆動側タイミングプーリ
２−３ａ ウォームホイール
２−４ ウォーム
２−５ タイミングベルト
２−６ モータ
２−８ 穿孔屑搬送方向
３ 穿孔屑剥離手段
３−１ ブレード
４ 穿孔屑収容手段
５ 用紙搬送ガイド
６−１ 穿孔屑
６−２ 用紙
７ 用紙位置検出手段

特開２００３−２７６９３８号公報

Claims (4)

1. 互いに対向する第１穿孔刃と第２穿孔刃が用紙を挟んで噛み合うことで穿孔を行う穿孔手段と、前記穿孔時に前記用紙から生じる穿孔屑を搬送する穿孔屑搬送手段とを備えた用紙処理装置であって、
   前記第１穿孔刃には中空部が形成され、かつ、前記第２穿孔刃には突起部が形成されており、
   前記穿孔時に前記第１穿孔刃と前記第２穿孔刃が前記用紙を挟んで噛み合うことで、前記突起部が前記穿孔屑を前記中空部に押し込み、
   前記中空部に押し込まれた前記穿孔屑は、前記穿孔屑の表面が大気に接する状態で前記中空部に保持され、
   前記穿孔の次の穿孔が行われる前に前記第１穿孔刃と前記第２穿孔刃が用紙を挟まずに噛み合うことで、前記突起部が前記中空部に押し込まれた前記穿孔屑をさらに押し込んで前記穿孔屑搬送手段に落下させることを特徴とする用紙処理装置。
2. 前記穿孔屑は、前記穿孔の直後は円形の平面形状であり、
   前記中空部は、前記穿孔屑の直径よりも小さい内径を有する円筒形状であり、
   前記突起部が、前記穿孔屑の直径と前記中空部の内径とが水平な状態で前記穿孔屑を前記中空部に押し込むことで、前記穿孔屑の形状が、円形の平面形状からお椀形の立体形状に変形することを特徴とする請求項１記載の用紙処理装置。
3. 前記中空部は、前記内径として、第１の内径と、前記第１の内径より大きい第２の内径とを有しており、
   前記穿孔屑は、前記突起部に押し込まれることで前記第１の内径の領域に保持され、その後さらに前記突起部に押し込まれることで前記第２の内径の領域に至り、前記穿孔屑搬送手段に落下することを特徴とする請求項２記載の用紙処理装置。
4. 前記穿孔屑搬送手段から前記穿孔屑を剥離する穿孔屑剥離手段と、
   剥離された前記穿孔屑を収容するための穿孔屑収容手段と、
   を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の用紙処理装置。

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