JP5842685B2 - 用紙処理装置及び画像形成システム - Google Patents

Description

本発明は、用紙処理装置及び画像形成システムに係り、特に、画像形成済の用紙、記録紙、転写紙などのシート状記録媒体（以下、用紙と称する。）に対して穿孔、整合、綴じなどの後処理を行う用紙処理装置、及び前記用紙処理装置と複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの機能のうち少なくとも２つの機能を備えたデジタル複合機などの画像形成装置とからなる画像形成システムに関する。

この種の用紙処理装置として例えば特許文献１（特開平７−１３６９９３号公報）に記載された発明が公知である。この発明は、穿孔されたパンチカスを速やかにダイス内部に落下させて、所定のカス収容箱内に回収することができるようにするため、第１の回転軸に基部が固定されているとともに、先端面に刃部を形成した複数のポンチと、このポンチと所定間隔をおいて第２の回転軸に配列された複数のダイスとを有し、ポンチの先端をダイスの孔に挿入させることにより、用紙に孔を穿つ回転式の用紙穿孔装置を備えた用紙後処理装置において、用紙穿孔装置が、ポンチの刃部の挿入方向に対して滑らかに広がる円錐形状を施した孔を刃部とするダイスを有していることを特徴とするものである。また、この公報には、用紙穿孔装置の穿孔動作によって生じるパンチカスを収容するための、底面形状が平面をなすカス収容箱を備えた構成も開示されている。

従来、高速でパンチ処理する場合は、用紙を停止させず、ポンチとダイスを回転させて、用紙の送り速度と同じ速度で処理するロータリーパンチを用いるのが一般的である。特許文献１に記載の装置はこの形式の用紙穿孔装置である。

しかし、この方式の用紙穿孔装置では、パンチ（ポンチ）の穴が正確な円にならず、精度が出にくかった。一方、穿孔時に停止して上下方向にパンチするプレスパンチとも称される穿孔装置も知られている。この形式の用紙穿孔装置は、用紙を停止させて穿孔することから精度は高いが、用紙の減速、停止（穿孔）、増速という過程が必要となり、前記回転させて穿孔するものに比べて処理が遅くなり、生産性が大きく落ちる結果となっていた。

また、いずれの方式の穿孔装置においても穿孔後のパンチ屑を収容するパンチ屑収容箱が必要であり、配置によっては小型化、省スペース化の妨げとなることがあった。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、穿孔精度と生産性の両者を満足させると共に、省スペース化も実現することにある。

前記課題を解決するため、本発明は、単一の搬送経路から上下方向に分岐し、それぞれ切り替えて用紙を搬送する複数の分岐経路と、前記複数の分岐経路のそれぞれに上下方向で位置が重ならないように設置された複数の穿孔手段と、前記複数の分岐経路のうち最下位の分岐経路の下側、かつ、全ての前記穿孔手段の下側に設置されたパンチ屑収納手段と、前記分岐経路のうち最上位を除く分岐経路に設けられ、前記穿孔手段からのパンチ屑を収納する際に開放し、用紙搬送時には閉鎖される用紙ガイド部材と、を備えた用紙処理装置を特徴とする。

本発明によれば、穿孔精度と生産性の両者を満足させると共に、省スペース化も実現することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成システムのシステム構成を示す図である。 図１におけるパンチ処理ユニットの側面図である。 図１におけるパンチ処理ユニットの詳細を示す図である。 実施例１の動作説明図で、１枚目の用紙が下搬送路に搬入された直後の状態を示す。 実施例１の動作説明図で、２枚目の用紙が上搬送路に搬入され、下側パンチによって穿孔処理が行われているときの状態を示す。 実施例１の動作説明図で、３枚目の用紙が下搬送路に搬入され、上側パンチによって穿孔処理が行われているときの状態を示す。 実施例１の動作説明図で、パンチ屑がパンチ屑収納箱に落下しているときの状態を示す。 実施例２の動作説明図で、用紙ガイド部材が閉鎖され、シャッタが開放された用紙搬送時の状態を示す。 実施例２の動作説明図で、第１及び第２の用紙ガイド部材が開放され、シャッタが閉鎖されたパンチ屑の落下時の状態を示す。 実施例３の動作説明図で、用紙ガイド部材が閉鎖されているときの状態を示す。 実施例３の動作説明図で、用紙ガイド部材が開放されているときの状態を示す。

本発明は、用紙搬送路に一旦分岐して合流する複数の分岐路を設け、各分岐路に交互に用紙を搬送し、その搬送されてくる用紙に対してタンデムに穿孔処理を実行することを特徴とする。その際、穿孔屑は下側の搬送の一部を開放して同一の穿孔屑箱に収容するようにした。以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施形態に係る画像形成システムのシステム構成を示す図である。本実施形態に係る画像形成システムは、画像形成装置ＰＲと用紙処理装置としての用紙後処理装置１とからなり、画像形成装置ＰＲと用紙後処理装置１の間に、用紙後処理装置１の構成要素としてパンチ処理ユニット２０が設けられている。画像形成装置ＰＲは例えば複写機である。

パンチ処理ユニット２０は画像形成装置ＰＲから排出された用紙を矢印Ａ方向から受け入れる。パンチ処理ユニット２０はパンチ処理の有無を、用紙後処理装置１は、シフト排紙モード及びステープル排紙モードの動作モードを図示しない画像形成装置ＰＲの操作パネルから選択することができる。シフト排紙モードでは、パンチ処理ユニット２０を通過した用紙は入口ローラ２ａ，２ｂ対により用紙搬送路Ｌに搬入された後、中継ローラ３ａ，３ｂ対を経由してシフトローラ４ａ，４ｂ対に搬入される。続けて、用紙は排紙ローラ５ａ，５ｂ対に搬送されてくるが、このときは上下可動の可動側の排紙ローラ５ａがニップを開放した状態で用紙を排紙ローラ５ａ，５ｂ対に受け入れる。

入口センサ２ａ，２ｂ対と中継ローラ３ａ，３ｂ対の間に設けられた光学式のセンサＳ１は用紙の有無状態を検知する用紙検知センサである。このセンサＳ１がＯＦＦとなった瞬間をトリガにとって一定時間経過後に用紙後端が中継ローラ３ａ，３ｂ対を抜けたタイミングで、シフトローラ４ａ，４ｂ対が搬送方向に対して垂直方向にシフトして用紙を手前側あるいは奥側にシフトする。

シフトローラ４ａ，４ｂ対による用紙シフト処理が完了した後、可動側の排紙ローラ５ａが用紙をニップし、排紙ローラ５ａ，５ｂ対により用紙を排紙トレイ６ａ，６ｂに排出する（矢印Ｂ方向）。排紙トレイ６ａ，６ｂは、上下可動であって上側に位置する可動排紙トレイ６ａと下側の固定排紙トレイ６ｂとからなり、排紙ローラ５ａ，５ｂ対により排出された用紙は、可動排紙トレイ６ａ上に排出される。排出された用紙は、可動排紙トレイ６ａ上を滑り、エンドフェンス７に用紙後端が突き当たった状態で積載されていく。

可動排紙トレイ６ａに用紙が積載されると、紙押さえ８と光学式のセンサＳ３で紙面高さを検知し、用紙の積載量に応じて可動排紙トレイ６ａは徐々に下降していく。光学式センサＳ４を可動排紙トレイのフィラー６ｓが遮断してＯＮとなると、満杯を検知し、可動排紙トレイ６の下降を停止する。

ステープルモードは、シフト排紙モード同様、受け入れた用紙を入口ローラ２ａ，２ｂ対により用紙搬送路Ｌに導入した後、中継ローラ３ａ，３ｂ対、シフトローラ４ａ，４ｂ対を経由してステープルトレイ９上に排出される。このとき、排紙ローラ５ａ，５ｂ対はニップを開放した状態で用紙を受け入れる。ステープルトレイ９上に排出された用紙は、叩きコロ１０によって矢印Ｃ方向に用紙を押し戻す。続けて、用紙後端をリバースコロ１２によって基準フェンス１３に突き当て、さらにジョガー１１で用紙の幅揃え処理を行うことによって用紙束を揃える。

ステープルトレイ９上に複写機等の画像形成装置ＰＲより指示された枚数の用紙が積載されると、ステープルユニット１４により用紙束に綴じ処理が施される。綴じ処理が完了すると、排紙ローラ５ａ，５ｂ対が用紙束をニップし、排紙トレイ６ａ，６ｂ上に放出する（矢印Ｂ方向）。

ここで、Ｓ５は光学式のセンサで、ステープルトレイ９上の用紙有無を検知するセンサである。また、Ｓ６は用紙後端を検知するセンサで、Ｓ６がＯＮのとき綴じ処理を行い、ＯＦＦの場合は綴じ処理を行わないよう信号を発信し、ステープルユニット１４の針詰まりを防止する。

図２及び図３は実施例１に係るパンチ処理ユニットを説明するための図で、図２はパンチ処理ユニットの側面図、図３は図１におけるパンチ処理ユニットの詳細を示す図である。

図３において、パンチ処理ユニット２０は、用紙を搬送する入口搬送路２５０、その下流で２つに分岐した下搬送路２００及び上搬送路２２０、両搬送路２００，２２０の最下流で合流する出口搬送路２６０、下側パンチユニット２０１、上側パンチユニット２２１、パンチ屑収納箱２１０、下搬送路２００及び上搬送路２２０を切り替える切替爪２３０、並びにパンチ屑ガイド２４０から構成される。

下側パンチユニット２０１は、図２及び図３に示すように下搬送路２００の水平部に設けられ、上下動してダイスとの間で用紙を穿孔する下側パンチ２０３と、カム２０２を介して下側パンチ２０３を上下に動作させる駆動機構２０５（実施例ではモータ）と、パンチ位置検知センサ２０４とから構成される。上側パンチユニット２２１も同様に、上搬送路２２０の水平部に設けられ、上下動して穿孔する上側パンチ２２３と カム２２２を介して下側パンチ２２３を上下に動作させる駆動機構と、パンチ位置検知センサとから構成される。駆動機構及びパンチ位置検知センサは下側のパンチ位置センサ２０４及び駆動機構２０５と同一である。

パンチ屑収納箱２１０は、図２及び図３に示すように、用紙の奥側及び手前側に配置された下側パンチ２０３と上側パンチ２２３の両者の下方であって、下搬送路２２０の下部に設けられている。また、パンチ屑収納箱２１０の開口部近傍には、パンチ屑収納箱２１０に収納されたパンチ屑の状態を検知するための満杯検知センサ２１３が設けられている。また、入口搬送路２５０には、用紙検知センサ２３１が配置されている。

入口搬送路２５０の下流側に配置された切替爪２３０は、図示しない駆動機構により支軸２３０ａを中心として上下に揺動し、用紙を下搬送路２００あるいは上搬送路２２０のいずれかに導く。パンチ屑ガイド２４０ は、上側パンチユニット２２１の下方にあり、上側パンチユニット２２１で発生したパンチ屑を下方へガイドするようになっている。また、下搬送路２００を構成する上下のガイド板２００ａ，２００ｂの前記パンチ屑ガイド２４０の下側には、上下のガイド板２００ａ，２００ｂを挿通してパンチ屑をパンチ屑収納箱２１０に収納するための開閉動可能な、第１及び第２の用紙ガイド部材２４１，２４２が設けられている。

図４ないし図７は実施例１に係るパンチ処理ユニット２０の動作を示す動作説明図である。図３のように構成されたパンチ処理ユニット２０においてパンチ処理をする場合は、図４に示すように受け入れた用紙を図示しない搬送ローラにより搬送し、入口センサ２３１が１枚目の用紙５１の先端５１ａを検知した後、切替爪２３０を動作させ、下搬送路２００を開放し、上搬送路２２０を閉鎖させる。これにより１枚目の用紙５１は、下側の搬送路２００に搬送される。

図５に示すように２枚目の用紙５２が搬送され、入口センサ２３１が用紙５２の先端５２ａを検知した後、切替爪２３０を動作させ、下搬送路２００を閉鎖し、上搬送路２２０を開放する。これにより２枚目の用紙５２は上側の搬送路２２０に搬送される。そして、入口センサ２３１が１枚目の用紙５１の先端５１ａを検知し、ある一定時間経過した後、１枚目の用紙５１を停止させ、パンチ駆動モータ２０５を駆動させ、カム２０２を介し、下側パンチ２０３を上下に動かす。これにより下側パンチ２０３が用紙を図示しないダイスとの間に挟んで押し込むことにより１枚目の用紙５１に穴を開けるパンチ処理が行われ、パンチ屑３０１はパンチ屑収納手段２１０へ落下する。

３枚目の用紙５３が搬送され、入口センサ２３１が用紙５３の先端５３ａを検知した後、切替爪２３０を動作させ、用紙５３を下側の搬送路２００に搬送する。このときパンチ処理が終わった下側の１枚目の用紙５１はそのまま用紙後処理装置１へ搬送される。入口センサ２３１が２枚目の用紙５２の先端５２ａを検知し、ある一定時間経過した後、２枚目の用紙５２を停止させ、上側パンチユニット２２１を駆動して２枚目の用紙５２に穴を開けるパンチ処理を実行する。これによりパンチ屑３０１は図６に示すようにパンチ屑ガイド２４０へ落下する。

４枚目の用紙５４が搬送され、入口センサ２３１が用紙５４の先端５４ａを検知した後、切替爪２３０を動作させ、用紙５４を上側の搬送路２２０に搬送する。このとき、パンチ処理が終わった上側の２枚目の用紙５２はそのまま用紙後処理装置１へ搬送される。入口センサ２３１が３枚目の用紙５３の先端５３ａを検知し、ある一定時間経過した後、３枚目の用紙５３を停止させ、下側パンチユニット２０１を駆動して、用紙５３に穴を開けるパンチ処理を実行する。そして、図７に示すようにパンチ屑３０１をパンチ屑収納箱２１０へ落下させると同時に図示しない駆動機構により第１及び第２の用紙ガイド部材２４１，２４２を開け、パンチ屑ガイド２４０内のパンチ屑３０１をパンチ屑収納箱２１０へ落下させる。

なお、上記の動作は図示しない用紙後処理装置１の制御回路のＣＰＵが実行する。

図４ないし図７に示すように第１ないし第４の用紙５１ないし５４に対する動作を繰り返すことにより、用紙をパンチ処理のために停止させても、画像形成装置ＰＲから排出される用紙の時間当たりの通紙枚数に対し、用紙後処理装置１へ送られる用紙の時間当たりの通紙枚数が少なくなることはない。また、上搬送路２２０でパンチ処理した後、第１及び第２の用紙ガイド部材２４１，２４２を開閉することにより、１つのパンチ屑収納箱２１０に上下搬送路２００，２２０でパンチ処理したパンチ屑３０１を集めることができ、下搬送路２００を迂回してパンチ屑ガイド２４０を設置する必要もないので、パンチ処理ユニット２０の省スペース化が可能となる。

実施例１のパンチ処理装置２０は、上下のガイド板２００ａ，２００ｂにそれぞれ第１及び第２の用紙ガイド部材２４１，２４２が開閉可能に設けられているが、図７から分かるように用紙搬送方向上流側が回転支点２４１ａ，２４２ａとなって開閉するので、第１及び第２の用紙ガイド部材２４１，２４２の開放時に下搬送路２００の端部（開口端）２００ｃがパンチ屑ガイド２４０側に開放された状態となる。このように端部２００ｃが開放されると、パンチ屑ガイド２４０を落下するパンチ屑３０１が端部２００ｃから下搬送路２００内に入ってしまうおそれがある。

そこで、実施例２では、実施例１のパンチ処理ユニット２０の第１及び第２の用紙ガイド部材２４１，２４２の下流側にシャッタ２４３を設け、パンチ屑３０１の下搬送路２００内への侵入を防止するようにした。図８は実施例２において第１及び第２の用紙ガイド部材２４１，２４２が閉鎖され、シャッタ２４３が開放された用紙搬送時の状態を示す図、図９は第１及び第２の用紙ガイド部材２４１，２４２が開放され、シャッタ２４３が閉鎖されたパンチ屑３０１の落下時の状態を示す図である。

この構成では、下側パンチユニット２０１を駆動し、用紙５１に穴を開けるパンチ処理を実施し、パンチ屑３０１を パンチ屑収納箱２１０へ落下させると同時に図示しない駆動機構により第１及び第２の用紙ガイド部材２４１，２４２を開放する。そして、パンチ屑ガイド２４０内のパンチ屑３０１をパンチ屑収納箱２１０へ落下させるときに、シャッタ２４３を図示しない動作機構によって下方に移動させ（図９）、搬送路２００の端部２００ｃを塞ぐ。これにより、下搬送路２００のパンチ屑ガイド２４０側の端部２００ｃが閉鎖されるので、パンチ屑３０１が下搬送路２００内へ入り込むことを防止することができる。

その他の各部は実施例１と同様に構成され、同様に機能する。

実施例２では、第１及び第２の用紙ガイド部材２４１，２４２に加え、シャッタ２４３を設け、第１及び第２の用紙ガイド部材２４１，２４２を開放した場合には、下搬送路２００のパンチ屑ガイド２４０側の端部２００ｃを閉鎖し、その状態でパンチ屑３０１をパンチ屑収納箱２１０に落下させていた。このように構成すると、３つの部材を必要とするとともに、それぞれの駆動機構も必要である。そこで、実施例３では、２つの部材で前記３つの部材の機能を兼ねることができるようにした。

図１０は実施例３において用紙ガイド部材２４１，２４２が閉鎖されている状態を、図１１は開放されている状態をそれぞれ示す図である。実施例３では、実施例１において第１及び第２の用紙ガイド部材２４１，２４２の回転支点２４１ａ，２４２ａが第１のガイド部材２４１については上側のガイド板２００ａの用紙搬送方向上流側の端部に、第２のガイド部材２４２については下側のガイド板２００ｂの用紙搬送方向下流側の端部に、それぞれ設けられている。また、第１のガイド部材２４１については当該ガイド部材２４１の端部に回転支点２４１ａが設けられ、第２のガイド部材２４２については当該ガイド部材２４２の用紙搬送方向下流側の端部２４２ｃから下搬送路２００の上下方向の開口幅分だけ用紙搬送方向上流側に寄った位置に回転支点２４２ａが設けられている。なお、回転支点２４２ａは上側のガイド板２００ａの用紙搬送方向上流側の端部の垂直下方に位置している。

図１１に示すように、下側パンチユニット２０１を駆動し、用紙５１に穴を開けるパンチ処理を行い、パンチ屑３０１をパンチ屑収納箱２１０へ落下させる。と同時に図示しない駆動機構により第１及び第２の用紙ガイド部材２４１，２４２を開放する。これにより、パンチ屑ガイド２４０内のパンチ屑３０１はパンチ屑収納箱２１０に落下する。その際、開放された第１及び第２の用紙ガイド部材２４１、２４２の一部２４１ｂ，２４２ｂが、用紙搬送方向下流側と上流側の下搬送路２００の端部２００ｃ，２００ｄの開口を塞ぐ。これによりパンチ屑３０１が下搬送路２００内へ入り込むことを防止することができる。

その他の各部は実施例１と同様に構成され、同様に機能する。

なお、本実施形態では、入口搬送路２５０から下搬送路２００及び上搬送路２２０が分岐経路として分岐しているが、３以上分岐経路を設け、より高速化に対応することも可能である。

以上のように、本実施形態によれば、
１）上下の搬送路２００，２２０にそれぞれプレスパンチ方式のパンチユニット２０１，２２１を備え、それぞれタンデムにパンチ処理を行うので、高速で、かつロータリーパンチ方式よりも高精度なパンチ処理を行うことができる。
２）下搬送路２００のパンチユニット２０１，２２１の下方にパンチ屑収納箱２１０を配置すると共に、下搬送路２００に上パンチユニット２２１からのパンチ屑３０１を通過させる用紙ガイド部材２４１，２４２を設け、パンチ屑３０１を１つのパンチ屑収納箱２１０に収納させるようにしたので、省コストで、かつ省スペースに構成することができる。３）用紙ガイド部材２４１，２４２を開放して上パンチユニット２２１からのパンチ屑３０１をパンチ屑収納箱２１０に収納する際に、下搬送路２００の端部２００ｃを塞ぐので、下搬送路２００の端部２００ｃの開口からパンチ屑３０１が下搬送路２００に侵入するのを防ぐことができる。
４）３）の場合において、下搬送路２００の端部２００ｃを塞ぐ部材としてシャッタ２４３あるいは第２のガイド部材２４２を用いることができる。第２の部材２４２を用い、パンチ屑３０１を収納する際に回転したときに下搬送路２００の端部２００ｃを塞ぐようにすると、シャッタ２４３を使用する場合よりも低コストで構成することができる。
などの効果を奏する。

なお、特許請求の範囲における単一の搬送経路は本実施形態では入口搬送路２５０に、複数の分岐経路は下搬送路２００及び上搬送路２２０に、穿孔手段は下側パンチユニット２０１（下側パンチ２０３）及び上側パンチユニット２２１（上側パンチ２２３）に、パンチ屑収納手段はパンチ屑収納箱２１０に、パンチ屑は符号３０１に、用紙ガイド部材は第１及び第２の用紙ガイド部材２４１，２４２に、用紙処理装置は用紙後処理装置１に、パンチ屑ガイドは符号２４０に、開口端は端部２００ｃ，２００ｄに、遮蔽手段はシャッタ２４３又は第１及び第２の用紙ガイド部材２４１，２４２に、画像形成システムは用紙後処理装置１、パンチ処理ユニット２０及び画像形成装置ＰＲからなるシステムに、それぞれ対応する。

さらに、本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施例は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

１ 用紙後処理装置
２０ パンチ処理ユニット
２００ 下搬送路
２００ｃ，２００ｄ 端部（開口端）
２０１ 下側パンチユニット
２０３ 下側パンチ
２１０ パンチ屑収納箱
２２０ 上搬送路
２２１ 上側パンチユニット
２２３ 上側パンチ
２４０ パンチ屑ガイド
２４１ 第１の用紙ガイド部材
２４２ 第２の用紙ガイド部材
２４３ シャッタ
２５０ 入口搬送路
３０１ パンチ屑
ＰＲ 画像形成装置

特開平７−１３６９９３号公報

Claims (6)

1. 単一の搬送経路から上下方向に分岐し、それぞれ切り替えて用紙を搬送する複数の分岐経路と、
   前記複数の分岐経路のそれぞれに上下方向で位置が重ならないように設置された複数の穿孔手段と、
   前記複数の分岐経路のうち最下位の分岐経路の下側、かつ、全ての前記穿孔手段の下側に設置されたパンチ屑収納手段と、
   前記分岐経路のうち最上位を除く分岐経路に設けられ、前記穿孔手段からのパンチ屑を収納する際に開放し、用紙搬送時には閉鎖される用紙ガイド部材と、
   を備えた用紙処理装置。
2. 請求項１に記載の用紙処理装置であって、
   前記パンチ屑収納手段側に前記パンチ屑を導くパンチ屑ガイドを備えたこと
   を特徴とする用紙処理装置。
3. 請求項１又は２に記載の用紙処理装置であって、
   前記用紙ガイド部材が開放されたときに、当該用紙ガイド部材が取り付けられた分岐経路の開口端を塞ぐ遮蔽手段を備えたこと
   を特徴とする用紙処理装置。
4. 請求項３に記載の用紙処理装置であって、
   前記遮蔽手段が、前記分岐経路に対して垂直な方向から開口端を遮蔽するシャッタであること
   を特徴とする用紙処理装置。
5. 請求項３に記載の用紙処理装置であって、
   前記遮蔽手段が、回転動作に応じて前記開口端を遮蔽する前記用紙ガイド部材であること
   を特徴とする用紙処理装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項に記載の用紙処理装置を備えたことを特徴とする画像形成システム。

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