JP6708807B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、媒体を穿孔する穿孔装置を備える画像形成装置に関する。

特許文献１及び２には、用紙に穿孔穴を穿孔する穿孔装置を備えた画像形成装置が記載されている。特許文献１及び２に記載された画像形成装置の穿孔装置は、先端に刃加工が施された円筒状又は円柱状のパンチ刃と、パンチ刃が挿入されるダイ穴が形成されたダイと、を備えている。パンチ刃及びダイ穴は、用紙の搬送経路を挟んで互いに対向する位置に配置されている。そして、穿孔装置は、用紙が穿孔装置に送られてくると、パンチ刃をダイ穴に挿入して用紙を打抜くことで、当該用紙に穿孔穴を穿孔する。

特許第５５７８８３０号 特許第５５０５８５９号

このような穿孔装置では、パンチ刃をダイ穴に挿入することで用紙を穿孔するため、搬送されてきた用紙を一旦停止し、穿孔動作が終了した後に、用紙の搬送を再開する必要がある。このため、生産性が低下するという問題がある。

この点、特許文献１には、搬送する用紙の間隔を調整することで、生産性の低下を抑制する技術が記載されている。しかしながら、特許文献１に記載された技術でも、パンチ刃がダイ穴に挿入されてからダイ穴から抜去されるまでの間は、用紙の搬送を停止する必要があるため、穿孔装置における生産性の低下を抑制することができない。

また、このような穿孔装置では、パンチ刃とダイ穴とのクリアランス（隙間）によって用紙の穿孔穴の品位が決定する。このため、高品位な穿孔穴を形成するためには、パンチ刃とダイ穴とのクリアランスを、用紙の厚さ等に合せた最適な範囲に設定する必要がある。つまり、用紙の厚さに対してクリアランスが広い場合は、穿孔穴のエッジが毛羽立ち、クリアランスが均一でない場合は、切断不完全となる。一方、用紙の厚さに対してクリアランスが小さい場合は、パンチ刃のダイ穴への貫通力が過大になってしまい、装置の破損が発生する。このようなクリアランス量を満足させるためには、パンチ刃及びダイ穴を高精度に製造する必要があるとともに、両者を高精度に配置する必要がある。更には、穿孔装置全体の剛性を高める必要もある。

この点、特許文献２には、パンチガイド部材及びダイを固定してパンチガイド孔とダイ穴とを同時加工した後に、穿孔穴よりもダイ穴が大きくなるようにダイ穴を加工する技術が記載されている。しかしながら、特許文献２に記載された技術では、パンチ刃の破損、変形、摩耗などにより穿孔穴の品位が低下した場合、穿孔に関わるパンチ刃又はダイ単体での交換ができないため、穿孔装置全体での交換となってしまう。このため、容易に穿孔穴の品位の低下を抑制することができない。

そこで、本発明は、短時間で穿孔することができ、また、容易に高品位な穿孔穴を形成することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、媒体の搬送経路上に配置されて媒体に穿孔穴を穿孔する穿孔装置を備える画像形成装置であって、穿孔装置は、メス刃ユニットと、オス刃ユニットと、駆動部と、を備え、メス刃ユニットは、穿孔用のダイ穴が形成されたメス刃を有し、オス刃ユニットは、媒体の搬送経路を挟んでダイ穴と対向する位置に配置されるとともにダイ穴よりも大径且つ球面状に形成されたオス刃を有し、駆動部は、オス刃及びメス刃の少なくとも一方を互いに近接する方向に移動させる。

本発明に係る画像形成装置では、ダイ穴よりも大径に形成されたオス刃が、媒体の搬送経路を挟んでダイ穴と対向する位置に配置されている。このため、オス刃とダイ穴との間の搬送経路に媒体を搬送し、駆動部がオス刃及びメス刃の少なくとも一方を互いに近接する方向に移動させると、オス刃の表面がダイ穴の周縁に押し当てられることで、媒体に穿孔穴が穿孔される。このように、オス刃をダイ穴の周縁に押し当てることで媒体に穿孔穴を穿孔するため、パンチ刃をダイ穴の内部まで挿入する従来の穿孔装置に比べて、穿孔時間を大幅に短縮することができる。これにより、生産性が低下するのを大幅に抑制することができる。しかも、球形状のオス刃はダイ穴の全周縁に押し当てられるため、オス刃とダイ穴とのクリアランスを設定する必要がなく、また、オス刃又はメス刃の交換時にオス刃とメス刃の調芯を高精度に行う必要がない。このため、容易に高品位な穿孔穴を形成することができる。

上記画像形成装置において、オス刃は、球であってもよい。この画像形成装置では、オス刃が球状に形成されているため、オス刃の姿勢に拘らず、オス刃をダイ穴の全周縁に押し当てることができる。これにより、より容易に高品位な穿孔穴を形成することができる。

上記画像形成装置において、駆動部は、オス刃を移動させ、メス刃を移動させなくてもよい。この画像形成装置では、メス刃は移動しないため、例えば、メス刃ユニットを媒体の搬送経路とし、この搬送経路上にダイ穴を形成することができる。これにより、穿孔装置を容易に製造することができる。

上記画像形成装置において、オス刃ユニットは、オス刃とは独立して移動可能なアタッカを備えており、駆動部は、アタッカを介してオス刃を移動させてもよい。この画像形成装置では、駆動部がアタッカを介してオス刃を移動させるため、オス刃は、アタッカにより弾き飛ばされて、ダイ穴の周縁に押し付けられる。これにより、オス刃をダイ穴の周縁に衝撃的に衝突させることができるため、穿孔時間を更に短縮することができる。

上記画像形成装置において、オス刃ユニットは、オス刃の移動を案内する第一シリンダを備え、第一シリンダの内径は、オス刃の外径よりも大きくてもよい。この画像形成装置では、オス刃の移動を案内する第一シリンダの内径は、オス刃の外径よりも大きいため、オス刃を自由に回転させることができる。これにより、穿孔動作に伴いダイ穴に対するオス刃の当接位置が変わるため、オス刃の形状変化の進行を抑制することができる。これにより、経時に伴う穿孔穴の品位低下を抑制することができる。

上記画像形成装置において、オス刃に対するアタッカの押圧方向と、オス刃の移動方向とは、略一致してもよい。この画像形成装置では、アタッカの押圧方向とオス刃の移動方向とが略一致するため、アタッカの運動エネルギーを効率的にオス刃に伝えることができる。

上記画像形成装置は、媒体の搬送方向における穿孔装置の上流側に配置されて、用紙を穿孔装置側に送り出す第一搬送ローラと、穿孔装置と第一搬送ローラとの間に配置されて、第一搬送ローラから送り出された用紙を案内する第一搬送路及び第二搬送路と、を備え、第一搬送路は、搬送経路の一方側に配置されて、穿孔装置における用紙の搬送経路の延長線上に延びており、第二搬送路は、搬送経路の他方側に配置されて、穿孔装置における搬送経路の延長線から膨らむ方向に延びており、第二搬送路による用紙の案内長さは、第一搬送路による用紙の案内長さよりも長くてもよい。この画像形成装置では、用紙は、通常、第一搬送路により穿孔装置に案内される。そして、たとえ、穿孔装置において用紙の搬送が一時的に停止したとしても、第一搬送路に案内されていた用紙が第二搬送路側に移動して膨らむことで、第一搬送ローラによる用紙の搬送を停止する時間をゼロ又は限りなくゼロに近づけることができる。

上記画像形成装置は、媒体の搬送方向における穿孔装置の下流側に配置されて、穿孔装置から排出された用紙を引っ張る第二搬送ローラと、穿孔装置と第二搬送ローラとの間に配置されて、穿孔装置から排出された用紙を案内する第三搬送路及び第四搬送路と、を備え、第三搬送路は、搬送経路の一方側に配置されて、穿孔装置における用紙の搬送経路の延長線上に略直線状に延びた後に、湾曲して第二搬送ローラまで延びており、第四搬送路は、搬送経路の他方側に配置されて、穿孔装置から第二搬送ローラに略直線状に延びており、第四搬送路による用紙の案内長さは、第三搬送路による用紙の案内長さよりも短くてもよい。この画像形成装置では、用紙は、通常、第三搬送路により穿孔装置から案内される。そして、たとえ、穿孔装置において用紙の搬送が一時的に停止したとしても、第三搬送路に案内されていた用紙が第四搬送路側に移動して膨らみ量が小さくなることで、第二搬送ローラによる用紙の搬送を停止する時間をゼロ又は限りなくゼロに近づけることができる。

上記画像形成装置は、画像が形成された媒体を加工する後処理装置を備えており、穿孔装置は、後処理装置における媒体の搬送経路上に配置されていてもよい。また、トナー像が形成された媒体を加熱及び加圧して媒体にトナー像を定着させる定着装置と、定着装置によりトナー像が定着された媒体を排出する排出装置と、を備え、穿孔装置は、定着装置と排出装置との間の媒体の搬送経路上に配置されていてもよい。また、画像形成装置は、媒体にトナー像を転写する転写装置を備え、穿孔装置は、媒体の搬送経路における転写装置の上流側に配置されていてもよい。

上記画像形成装置は、駆動部の駆動制御を行う制御部と、媒体の搬送経路における穿孔装置の上流側に配置されて媒体を検知する検知装置を更に備え、制御部は、検知装置の検知結果に基づいて、駆動部を駆動してもよい。この画像形成装置では、制御部は穿孔装置の上流側に配置された検知装置の検知結果に基づいて駆動部を駆動するため、媒体の所定位置に高精度に穿孔穴を穿孔することができる。

上記画像形成装置は、媒体の搬送方向に直交する方向に配列された複数の穿孔装置と、複数の穿孔装置のそれぞれに対応して配置された複数の検知装置と、を備え、制御部は、複数の検知装置の検知結果に基づいて、複数の駆動部を独立して駆動してもよい。この画像形成装置では、媒体の搬送方向に直交する方向に複数の穿孔装置が配列されており、複数の検知装置が複数の穿孔装置のそれぞれに対応して配置されているため、媒体が傾いて搬送されてきた場合であっても、各穿孔装置により、媒体の所定位置に高精度に穿孔穴を穿孔することができる。

本発明によれば、短時間で穿孔することができ、また、容易に高品位な穿孔穴を形成することができる。

本実施形態に係る画像形成装置を示す図である。 第一実施形態に係る穿孔装置の概略断面図である。 図２に示す穿孔装置の分解斜視図である。 図２示す穿孔装置の全体を示す模式図である。 穿孔装置の動作状態を示す概略断面図である。 穿孔装置の動作状態を示す概略断面図である。 穿孔装置の動作状態を示す概略断面図である。 穿孔装置付近の搬送経路を示す概略断面図である。 第二実施形態に係る穿孔装置の概略断面図である。 図８に示す穿孔装置の一部拡大図である。 第三実施形態に係る穿孔装置の概略断面図である。 第四実施形態に係る穿孔装置の概略断面図である。 第五実施形態に係る画像形成装置における穿孔装置の配置図である。 第五実施形態に係る画像形成装置における駆動部の概略構成図である。 第六実施形態に係る画像形成装置における穿孔装置の配置図である。 第六実施形態に係る画像形成装置における駆動部の概略構成図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

［第一実施形態］
まず、本実施形態に係る画像形成装置の概略構成を説明する。図１に示すように、画像形成装置１は、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの各色を用いてカラー画像を形成する装置である。画像形成装置１は、用紙Ｐを搬送する搬送装置１０と、静電潜像を現像する現像装置２０と、トナー像を用紙Ｐに二次転写する転写装置３０と、周面に画像が形成される静電潜像担持体（像担持体）である感光体ドラム４０と、トナー像を用紙Ｐに定着させる定着装置５０と、用紙Ｐを排出する排出装置６０と、用紙Ｐを後処理する後処理装置７０と、用紙Ｐに穿孔穴を穿孔する穿孔装置１００と、を備える。

搬送装置１０は、画像が形成される媒体（記録媒体）としての用紙Ｐを搬送経路Ｒ１上で搬送する。用紙Ｐは、カセットＫに積層されて収容され、給紙ローラ１１によりピックアップされて搬送される。搬送装置１０は、用紙Ｐに転写されるトナー像が転写ニップ領域Ｒ２に到達するタイミングで、搬送経路Ｒ１を介して転写ニップ領域Ｒ２に用紙Ｐを到達させる。

現像装置２０は、色ごとに４個設けられている。各現像装置２０は、トナーを感光体ドラム４０に担持させる現像ローラ２１を備えている。現像装置２０では、トナーとキャリアを所望の混合比になるように調整し、さらに混合撹拌してトナーを均一に分散させ最適な帯電量を付与した現像剤が調整される。この現像剤を現像ローラ２１に担持させる。そして、現像ローラ２１の回転により現像剤が感光体ドラム４０と対向する領域まで搬送されると、現像ローラ２１に担持された現像剤のうちのトナーが感光体ドラム４０の周面上に形成された静電潜像に移動し、静電潜像が現像される。

転写装置３０は、現像装置２０で形成されたトナー像を用紙Ｐに二次転写する転写ニップ領域Ｒ２に搬送する。転写装置３０は、感光体ドラム４０からトナー像が一次転写される転写ベルト３１と、転写ベルト３１を懸架する懸架ローラ３４，３５，３６、３７と、感光体ドラム４０と共に転写ベルト３１を挟持する一次転写ローラ３２と、懸架ローラ３７と共に転写ベルト３１を挟持する二次転写ローラ３３と、を備えている。

転写ベルト３１は、懸架ローラ３４，３５，３６、３７により循環移動する無端状のベルトである。懸架ローラ３４，３５，３６、３７は、それぞれの中心軸線周りに回転可能なローラである。懸架ローラ３７は、中心軸線周りに回転駆動する駆動ローラであり、懸架ローラ３４，３５，３６は、懸架ローラ３７の回転駆動により従動回転する従動ローラである。一次転写ローラ３２は、転写ベルト３１の内周側から感光体ドラム４０を押圧するように設けられる。二次転写ローラ３３は、転写ベルト３１を挟んで懸架ローラ３７と平行に配置されて、転写ベルト３１の外周側から懸架ローラ３７を押圧するように設けられる。これにより、二次転写ローラ３３は、転写ベルト３１との間に転写ニップ領域Ｒ２を形成する。

感光体ドラム４０は、色ごとに４個設けられている。各感光体ドラム４０は、転写ベルト３１の移動方向に沿って設けられている。感光体ドラム４０の周上には、現像装置２０と、帯電ローラ４１と、露光ユニット４２と、クリーニングユニット４３と、が設けられている。

帯電ローラ４１は、感光体ドラム４０の表面を所定の電位に均一に帯電させる帯電手段である。帯電ローラ４１は、感光体ドラム４０の回転に追従して動く。露光ユニット４２は、帯電ローラ４１によって帯電した感光体ドラム４０の表面を、用紙Ｐに形成する画像に応じて露光する。これにより、感光体ドラム４０の表面のうち露光ユニット４２により露光された部分の電位が変化し、静電潜像が形成される。４個の現像装置２０は、それぞれの現像装置２０に対向して設けられたトナータンクＮから供給されたトナーによって感光体ドラム４０に形成された静電潜像を現像し、トナー像を生成する。各トナータンクＮ内には、それぞれ、マゼンタ、イエロー、シアン及びブラックのトナーが充填されている。クリーニングユニット４３は、感光体ドラム４０上に形成されたトナー像が転写ベルト３１に一次転写された後に感光体ドラム４０上に残存するトナーを回収する。

定着装置５０は、加熱及び加圧する定着ニップ部に用紙を通過させることで、転写ベルト３１から用紙Ｐに二次転写されたトナー像を用紙Ｐに付着させ、定着させる。定着装置５０は、用紙Ｐを加熱する加熱ローラ５２（加熱回転体）と、加熱ローラ５２を押圧して回転駆動する加圧ローラ５４（加圧回転体）と、を備えている。加熱ローラ５２及び加圧ローラ５４は円筒状に形成されており、加熱ローラ５２は内部にハロゲンランプ等の熱源を備えている。加熱ローラ５２と加圧ローラ５４との間には接触領域である定着ニップ部が設けられ、定着ニップ部に用紙Ｐを通過させることにより、トナー像を用紙Ｐに溶融定着させる。

排出装置６０は、定着装置５０によりトナー像が定着された用紙Ｐを装置外部へ排出するための排出ローラ６２，６４を備えている。

後処理装置７０は、後処理装置７０は、排出装置６０に連結されて、排出装置６０から排出された用紙Ｐに後処理加工を施す。この用紙Ｐは、トナー像が定着された用紙である。後処理としては、例えば、用紙Ｐを折り曲げたり、複数の用紙Ｐをステイプルしたりする処理が挙げられる。後処理装置７０は、用紙Ｐに後処理加工を施したのち、用紙Ｐを排出する。

穿孔装置１００は、後処理装置７０の搬送経路上に配置されており、後処理装置７０内で搬送される用紙Ｐに穿孔穴を穿孔する。なお、穿孔装置１００の詳細は後述する。

続いて、画像形成装置１による印刷工程について説明する。画像形成装置１に被記録画像の画像信号が入力されると、画像形成装置１の制御部は、給紙ローラ１１を回転させて、カセットＫに積層された用紙Ｐをピックアップして搬送する。そして、受信した画像信号に基づいて、帯電ローラ４１により感光体ドラム４０の表面を所定の電位に均一に帯電させる（帯電工程）。その後、露光ユニット４２により感光体ドラム４０の表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する（露光工程）。

現像装置２０では、静電潜像が現像されてトナー像が形成される（現像工程）。こうして形成されたトナー像は、感光体ドラム４０と転写ベルト３１とが対向する領域において、感光体ドラム４０から転写ベルト３１へ一次転写される（転写工程）。転写ベルト３１には、４個の感光体ドラム４０上に形成されたトナー像が順次積層されて、１つの積層トナー像が形成される。そして、積層トナー像は、懸架ローラ３７と二次転写ローラ３３とが対向する転写ニップ領域Ｒ２において、搬送装置１０から搬送された用紙Ｐに二次転写される。

積層トナー像が二次転写された用紙Ｐは、定着装置５０へ搬送される。そして、定着装置５０は、用紙Ｐが定着ニップ部を通過する際に、用紙Ｐを加熱ローラ５２と加圧ローラ５４との間で加熱及び加圧することにより、積層トナー像を用紙Ｐへ溶融定着させる（定着工程）。用紙Ｐは、排出ローラ６２及び６４によって画像形成装置１本体から排出される。なお、画像形成装置１本体とは、用紙Ｐに画像を形成する部分、つまり、画像形成装置１のうち後処理装置７０を含まない画像形成装置１の本体部分をいう。その後、用紙Ｐは、後処理装置７０により後処理加工が施されるとともに、穿孔装置１００により穿孔穴が穿孔されて、画像形成装置１の外部へ排出される。

続いて、穿孔装置１００の特徴について説明する。

図２〜図４に示すように、穿孔装置１００は、用紙Ｐの搬送経路Ｒの一方側（図２では下側）に配置されるメス刃ユニット１０１と、用紙Ｐの搬送経路Ｒの他方側（図２では上側）に配置されるオス刃ユニット１０２と、駆動部１０３と、を備える。また、画像形成装置１は、穿孔装置１００に穿孔動作を行わせるために、検知装置１０４と、制御部１０５と、を備える。なお、本明細書では、便宜上、搬送経路Ｒに対してメス刃ユニット１０１が配置される側を下側、搬送経路Ｒに対してオス刃ユニット１０２が配置される側を上側、として説明する。但し、上下の方向は、本発明を限定するものではなく、穿孔装置１００が設置される向きにより変わり得る。

メス刃ユニット１０１は、メス刃１１１を備える。メス刃１１１の上面は、搬送経路Ｒの一部を形成する。メス刃１１１の搬送経路Ｒ側の面には、穿孔用のダイ穴１１２が形成されている。ダイ穴１１２は、搬送経路Ｒに垂直な仮想軸線Ａを中心とした円形の穴である。

オス刃ユニット１０２は、オス刃１２１と、アタッカ１２２と、エンドキャップ１２３と、ガイドホルダ１２４と、ガイドブッシュ１２５と、オス刃ホルダ１２６と、磁石１２７と、付勢部材１２８と、を備える。

オス刃１２１は、用紙Ｐに穿孔穴を穿孔するための刃である。オス刃１２１は、オス刃ホルダ１２６により、搬送経路Ｒを挟んでダイ穴１１２と対向する位置に配置されるとともに、仮想軸線Ａに沿って上下方向に移動可能に保持されている。オス刃１２１は、ダイ穴１１２よりも大径且つ球面状に形成されている。具体的には、オス刃１２１は、ダイ穴１１２よりも大径の球である。オス刃１２１の素材は、特に限定されるものではないが、刃物としての強度を備えるとともに、鉄などの強磁性体であることが好ましい。例えば、オス刃１２１の素材は、ＳＵＪ２（高炭素クロム軸受鋼鋼材）、オス刃１２１の直径は、１０．５ｍｍとすることができる。

アタッカ１２２は、オス刃１２１をメス刃１１１に押し当てるための中間部材であり、オス刃１２１とは独立して移動可能な別部材となっている。アタッカ１２２は、エンドキャップ１２３、ガイドホルダ１２４及びガイドブッシュ１２５により、仮想軸線Ａに沿って上下方向に移動可能に保持されている。アタッカ１２２は、プッシャ１２２ａと、胴部１２２ｂと、先端部１２２ｃと、を備える。

プッシャ１２２ａは、アタッカ１２２の最上部に位置する。プッシャ１２２ａは、仮想軸線Ａを中心とした円柱状に形成されている。胴部１２２ｂは、プッシャ１２２ａの下方に位置する。胴部１２２ｂは、仮想軸線Ａを中心とした、プッシャ１２２ａよりも小径の円柱状に形成されている。先端部１２２ｃは、胴部１２２ｂの下方且つアタッカ１２２の最下部に位置する。先端部１２２ｃは、仮想軸線Ａを中心とした、胴部１２２ｂよりも小径の円柱状に形成されている。先端部１２２ｃの直径は、オス刃１２１の直径よりも小さい。

エンドキャップ１２３は、アタッカ１２２を仮想軸線Ａに沿って上下方向に移動可能に保持する。エンドキャップ１２３は、本体部１２３ａと、本体部１２３ａの下側の端面から突出する挿入部１２３ｂと、本体部１２３ａ及び挿入部１２３ｂに形成される凹部１２３ｃと、凹部１２３ｃに連通されるエア流入孔１２３ｄ及びエア解放孔１２３ｅと、を備える。

本体部１２３ａは、仮想軸線Ａを中心とした略円筒形状の外形を有する。挿入部１２３ｂは、ガイドホルダ１２４に挿入される部位であり、本体部１２３ａよりも小径の仮想軸線Ａを中心とした略円筒形状の外形を有する。

凹部１２３ｃは、アタッカ１２２の移動空間を形成する。つまり、凹部１２６ｃは、アタッカ１２２の移動を案内する第二シリンダとして機能する。凹部１２３ｃは、仮想軸線Ａを中心とした円形の孔である。凹部１２３ｃの内径は、プッシャ１２２ａの外径と略同じである。このため、アタッカ１２２は、プッシャ１２２ａが凹部１２３ｃに案内されることで、上下方向に移動する。なお、アタッカ１２２の胴部１２２ｂは、凹部１２３ｃと当接しない。凹部１２３ｃは、挿入部１２３ｂの端面から、仮想軸線Ａに沿って本体部１２３ａを貫通しない位置まで上方に向けて延びている。エア流入孔１２３ｄは、凹部１２３ｃと駆動部１０３とを連通する孔であり、凹部１２３ｃの頂部付近から本体部１２３ａの側面に貫通されている。このため、エア流入孔１２３ｄから凹部１２３ｃにエアが供給されると、プッシャ１２２ａが凹部１２３ｃに沿って摺動することで、アタッカ１２２が下方に移動する。エア解放孔１２３ｅは、凹部１２３ｃと外部とを連通する孔であり、凹部１２３ｃの上端面から本体部１２３ａの側面に貫通される。エンドキャップ１２３には、複数のエア解放孔１２３ｅが形成されている。なお、エア解放孔１２３ｅの凹部１２３ｃ側の開口位置については後述する。

ガイドホルダ１２４は、エンドキャップ１２３の下方に配置されて、エンドキャップ１２３と接続される。そして、ガイドホルダ１２４は、エンドキャップ１２３と共にアタッカ１２２を仮想軸線Ａに沿って上下方向に移動可能に保持する。ガイドホルダ１２４は、本体部１２４ａと、本体部１２４ａの下側の端面から突出する挿入部１２４ｂと、本体部１２４ａ及び挿入部１２４ｂを貫通する貫通孔１２４ｃと、を備える。

本体部１２４ａは、仮想軸線Ａを中心とした略円筒形状の外形を有する。挿入部１２４ｂは、オス刃ホルダ１２６に挿入される部位であり、本体部１２４ａよりも小径の仮想軸線Ａを中心とした略円筒形状の外形を有する。

貫通孔１２４ｃは、仮想軸線Ａに沿ってガイドホルダ１２４を上下に貫通する、仮想軸線Ａを中心とした円形の孔である。貫通孔１２４ｃは、ガイドホルダ１２４の上部に位置する大径孔１２４ｃ１と、ガイドホルダ１２４の下部に位置する小径孔１２４ｃ２と、大径孔１２４ｃ１と小径孔１２４ｃ２とを接続する段部１２４ｃ３と、により構成される。

大径孔１２４ｃ１は、エンドキャップ１２３の挿入部１２３ｂが挿入される部位である。このため、大径孔１２４ｃ１の内径は、挿入部１２３ｂの外径と略同じである。

小径孔１２４ｃ２は、アタッカ１２２の移動空間を形成する。つまり、小径孔１２４ｃ２は、アタッカ１２２の移動を案内する第二シリンダとして機能する。小径孔１２４ｃ２は、大径孔１２４ｃ１よりも小径に形成されている。小径孔１２４ｃ２の内径は、エンドキャップ１２３の凹部１２３ｃの内径と略同じである。このため、アタッカ１２２の胴部１２２ｂは、小径孔１２４ｃ２と当接しない。

ガイドブッシュ１２５は、ガイドホルダ１２４に嵌め込まれて、エンドキャップ１２３及びガイドホルダ１２４と共にアタッカ１２２を仮想軸線Ａに沿って上下方向に移動可能に保持する。つまり、ガイドブッシュ１２５の内周面は、アタッカ１２２の移動を案内する第二シリンダとして機能する。ガイドブッシュ１２５は、ガイドホルダ１２４の大径孔１２４ｃ１に嵌め込まれている。具体的には、仮想軸線Ａ方向において、大径孔１２４ｃ１は、挿入部１２３ｂよりも長い。このため、挿入部１２３ｂを大径孔１２４ｃ１に挿入すると、挿入部１２３ｂと段部１２４ｃ３との間に、大径孔１２４ｃ１の一部が露出した窪みが形成される。ガイドブッシュ１２５は、この窪みに嵌め込まれている。ガイドブッシュ１２５の外径は、大径孔１２４ｃ１の内径と同じ又は少し大きい。ガイドブッシュ１２５の内径は、アタッカ１２２の胴部１２２ｂと略同じある。このため、アタッカ１２２は、胴部１２２ｂがガイドブッシュ１２５に案内されることで、上下方向に移動する。

オス刃ホルダ１２６は、ガイドホルダ１２４の下方に配置されて、ガイドホルダ１２４と接続される。そして、オス刃ホルダ１２６は、オス刃１２１を仮想軸線Ａに沿って上下方向に移動可能に保持する。オス刃ホルダ１２６は、本体部１２６ａと、本体部１２６ａを貫通する貫通孔１２６ｂと、を備える。

本体部１２６ａは、仮想軸線Ａを中心とした略円筒形状の外形を有する。

貫通孔１２６ｂは、仮想軸線Ａに沿ってオス刃ホルダ１２６を上下に貫通する、仮想軸線Ａを中心とした円形の孔である。貫通孔１２６ｂは、オス刃ホルダ１２６の最上部に位置する大径孔１２６ｂ１と、大径孔１２６ｂ１の下方に位置する磁石保持用孔１２６ｂ２と、磁石保持用孔１２６ｂ２の下方且つオス刃ホルダ１２６の最下部に位置するオス刃保持用孔１２６ｂ３と、磁石保持用孔１２６ｂ２とオス刃保持用孔１２６ｂ３とを接続する段部１２６ｂ４と、を備える。

大径孔１２６ｂ１は、ガイドホルダ１２４の挿入部１２４ｂが挿入される部位である。このため、大径孔１２６ｂ１の内径は、挿入部１２４ｂの外径と略同じである。

磁石保持用孔１２６ｂ２は、磁石１２７を保持するための孔である。磁石保持用孔１２６ｂ２は、大径孔１２６ｂ１よりも小径、且つ、挿入部１２４ｂの内径よりも大径に形成されている。

オス刃保持用孔１２６ｂ３は、オス刃１２１を仮想軸線Ａに沿って上下方向に移動可能に保持する。このため、オス刃保持用孔１２６ｂ３は、第二シリンダとして機能する凹部１２３ｃ、小径孔１２４ｃ２及びガイドブッシュ１２５の内周面と連通されて、オス刃の移動を案内する第一シリンダとして機能する。オス刃保持用孔１２６ｂ３は、凹部１２３ｃ、小径孔１２４ｃ２及びガイドブッシュ１２５と同軸上に配置されている。オス刃保持用孔１２６ｂ３は、磁石保持用孔１２６ｂ２よりも小径に形成されている。オス刃保持用孔１２６ｂ３の内径は、オス刃１２１の外径と同じ、又はオス刃１２１の外径よりも大きい。後者の場合、オス刃保持用孔１２６ｂ３の内径は、オス刃１２１の外径に対して０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下程度の隙間が形成される寸法であることが好ましい。これにより、オス刃１２１は、オス刃保持用孔１２６ｂ３内において、仮想軸線Ａ方向への移動を可能としつつ、自由に回転することが可能となる。

オス刃保持用孔１２６ｂ３の仮想軸線Ａ方向における長さは、オス刃１２１の外径よりも小さい。このため、搬送経路Ｒに搬送される用紙Ｐがオス刃ユニット１０２側に膨らんでも、この用紙Ｐは、球状のオス刃１２１に当接されるため、穿孔装置１００において引っかかるのを抑制することができる。

磁石１２７は、穿孔していないときにオス刃１２１を磁力により吸着保持する。磁石１２７は、リング状に形成されている。磁石１２７の外径は、磁石保持用孔１２６ｂ２の内径と略同じである。そして、磁石１２７は、オス刃ホルダ１２６の磁石保持用孔１２６ｂ２に嵌め込まれているとともに、ガイドホルダ１２４の挿入部１２４ｂとオス刃ホルダ１２６の段部１２６ｂ４とに挟み込まれている。磁石１２７の内径は、オス刃１２１の外径よりも小さい。このため、オス刃１２１は、磁石１２７の孔１２７ａを通過することができず、磁石１２７の下側に配置される。また、磁石１２７の内径は、アタッカ１２２の先端部１２２ｃの外径よりも大きく、アタッカ１２２の胴部１２２ｂの外径よりも小さい。このため、先端部１２２ｃは、磁石１２７の孔１２７ａを自由に通過することができるが、胴部１２２ｂは磁石１２７の孔１２７ａを通過することができない。

付勢部材１２８は、アタッカ１２２の胴部１２２ｂと磁石１２７との間に配置されて、アタッカ１２２をメス刃１１１とは反対側、つまり上側に付勢する。付勢部材１２８としては、例えば、圧縮バネ（コイルスプリング）等の弾性伸縮部材を用いることができる。以下の説明では、付勢部材１２８として圧縮バネ（コイルスプリング）を用いるものとして説明する。付勢部材１２８の外径は、磁石１２７の内径よりも大きい。

駆動部１０３は、オス刃１２１及びメス刃１１１の少なくとも一方を互いに近接する方向に移動させることで、オス刃１２１の表面をメス刃１１１のダイ穴１１２の周縁に押し当てる。具体的には、駆動部１０３は、アタッカ１２２を介してオス刃１２１をメス刃１１１側に移動させることで、オス刃１２１の表面をメス刃１１１のダイ穴１１２の周縁に押し当てる。駆動部１０３は、エアポンプ１３１と、エアパイプ１３２と、開閉弁１３３と、を備える。

エアポンプ１３１は、エアを圧縮して送り出す装置である。エアポンプ１３１のエア圧は、例えば、０．５ＭＰａとすることができる。エアパイプ１３２は、エアポンプ１３１とオス刃ユニット１０２のエア流入孔１２３ｄとに連通されて、エアポンプから送り出された圧縮エアの流路を形成する。エアパイプ１３２は、エアノズル１３４によりオス刃ユニット１０２に接続されており、エアポンプ１３１から送り出された圧縮エアは、エアパイプ１３２を伝ってエア流入孔１２３ｄに供給される。開閉弁１３３は、エアパイプ１３２における圧縮エアの流路を開閉する弁である。開閉弁１３３としては、ソレノイドなどの電磁弁を用いることができる。

検知装置１０４は、搬送経路Ｒにおける穿孔装置１００の上流側に配置されて、用紙Ｐを検知する。検知装置１０４は、穿孔装置１００の近傍に配置されることが好ましい。検知装置としては、例えば、反射型フォトセンサを用いることができる。そして、検知装置１０４は、用紙Ｐを検知すると、制御部１０５に検知信号を送信する。

制御部１０５は、駆動部１０３の駆動制御を行う。駆動部１０３の駆動制御とは、開閉弁１３３を瞬間的に開く制御である。これにより、オス刃１２１がダイ穴１１２の周縁に瞬発的に押し付けられて、用紙Ｐに穿孔穴が穿孔される。穿孔穴は、用紙Ｐの特定の位置に穿孔することが求められる。例えば、ＪＩＳ Ｓ ６０４１（事務用あなあけ器）では、用紙端から穿孔穴（パンチ穴）の中心までの距離Ｌｐは、１２ｍｍ±１ｍｍと規定されている。そこで、制御部１０５は、検知装置１０４から検知信号を受信すると、当該検知信号を受信してから一定の遅延時間を経た後、駆動部１０３の駆動制御を行う。具体的には、検知装置１０４から穿孔装置１００において穿孔する穿孔位置までの距離をＬｓ［ｍｍ］、用紙Ｐの搬送速度をｖｐ［ｍｍ／ｓｅｃ］、制御部１０５が開閉弁１３３を制御してからオス刃１２１がダイ穴１１２の周縁に当接するまでの動作時間をｔｂ［ｓｅｃ］とする。そして、用紙Ｐの後端を検知して用紙Ｐの後端側に穿孔穴を穿孔する場合、制御部１０５は、検知装置１０４から検知信号を受信してから、以下の式（１）で求められる遅延時間を経過したタイミングで、駆動部１０３の駆動制御を行う。
遅延時間＝（Ｌｓ−Ｌｐ）／ｖｐ−ｔｂ …（１）

制御部１０５は、ＣＰＵ、記憶装置等を主構成要素とする制御装置であり、ＣＰＵが記憶装置に記憶された様々なプログラムを実行することにより、各種の停電処理を行う。なお、制御部１０５としては、例えば、画像形成装置１に標準的に搭載されている制御部を用いてもよい。

このため、制御部１０５が開閉弁１３３を開くと、アタッカ１２２は、エアポンプ１３１から供給された圧縮エアにより、第二シリンダとして機能する凹部１２３ｃ、小径孔１２４ｃ２及びガイドブッシュ１２５の内周面に沿ってオス刃１２１側（下側）に移動する。そして、アタッカ１２２は、オス刃１２１に衝突することで、オス刃１２１を、第一シリンダとして機能するオス刃保持用孔１２６ｂ３の内周面に沿ってメス刃１１１側（下側）に押圧する。なお、第一シリンダと第二シリンダとは同軸上にあるため、オス刃１２１に対するアタッカ１２２の押圧方向と、オス刃１２１の移動方向とは、略一致する。

次に、穿孔装置１００の穿孔動作について説明する。

制御部１０５は、検知装置１０４から検知信号を受信するまでは、開閉弁１３３を閉じておく。これにより、オス刃ユニット１０２には、エアポンプ１３１から送り出される圧縮エアが供給されない。オス刃ユニット１０２では、アタッカ１２２が付勢部材１２８に付勢されることで、プッシャ１２２ａが凹部１２３ｃの上端面に押し付けられている。また、オス刃１２１が磁石１２７に吸着保持されている。このときの状態を、待機状態という。

そして、制御部１５０は、検知装置１０４から検知信号を受信すると、上記の式（１）で求められる遅延時間が経過したタイミングで、開閉弁１３３を開く。なお、開閉弁１３３を開く時間は、瞬間的でよく、例えば、１［ｍｓｅｃ］以下とすることができる。すると、図４及び図５に示すように、エアポンプ１３１から送り出された圧縮エアが、エアパイプ１３２及びエア流入孔１２３ｄを通って、瞬発的に凹部１２３ｃに供給される。すると、プッシャ１２２ａが凹部１２３ｃに供給された圧縮エアの圧力を受けることで、アタッカ１２２は、付勢部材１２８の付勢力に抗して瞬発的に下降し、アタッカ１２２の先端部１２２ｃが、磁石１２７の孔１２７ａを通過してオス刃１２１に当接する。これにより、アタッカ１２２の荷重（衝撃力）がオス刃１２１に伝達され、オス刃１２１は下方に弾き飛ばされる。このとき、アタッカ１２２には反力が生じるが、この反力は、凹部１２３ｃ内の圧縮エアの圧力よりも小さいため、アタッカ１２２は、更に下方に移動する。

ところで、エア解放孔１２３ｅの凹部１２３ｃ側の開口は、下降して行くアタッカ１２２がオス刃１２１に当接した直後に、プッシャ１２２ａの上面よりも上方となる位置に形成されている。このため、図６に示すように、アタッカ１２２がオス刃１２１に当接し、その後、プッシャ１２２ａの上面がエア解放孔１２３ｅまで到達すると、凹部１２３ｃに供給された圧縮エアがエア解放孔１２３ｅからオス刃ユニット１０２の外部に排出される。これにより、凹部１２３ｃ内の気圧が大気圧に戻り、アタッカ１２２が付勢部材１２８の付勢力により上方に押し上げられて元の位置に戻る。

一方、図７に示すように、アタッカ１２２に下方に弾き飛ばされたオス刃１２１は、アタッカ１２２から分離して、メス刃１１１のダイ穴１１２の周縁に押し当てられる。これにより、オス刃１２１とダイ穴１１２との間に供給された用紙Ｐに、穿孔穴が穿孔される。その後、オス刃１２１は、メス刃１１１から跳ね返り、オス刃ホルダ１２６のオス刃保持用孔１２６ｂ３に案内されながら上昇し、再度、磁石１２７に吸着保持される（図１参照）。これにより、穿孔装置１００は、待機状態に戻る。

ここで、穿孔装置１００の周囲の搬送経路Ｒについて更に詳しく説明する。

図８に示すように、用紙Ｐの搬送方向における穿孔装置１００の上流側には、用紙Ｐを穿孔装置１００に向けて送り出す一対の第一搬送ローラ１６１，１６１と、穿孔装置１００と第一搬送ローラ１６１，１６１との間に配置されて、第一搬送ローラ１６１，１６１から送り出された用紙Ｐを案内する第一搬送路１６２及び第二搬送路１６３と、が設けられている。第一搬送路１６２は、搬送経路Ｒに対するメス刃１１１（メス刃ユニット１０１）側に配置される搬送路である。第二搬送路１６３は、搬送経路Ｒに対するオス刃１２１（オス刃ユニット１０２）側に配置される搬送路である。

そして、第一搬送路１６２は、穿孔装置１００における搬送経路Ｒの延長線上に略直線状に延びているのに対し、第二搬送路１６３は、穿孔装置１００における搬送経路Ｒの延長線から大きく膨らむ曲線状に延びている。このため、用紙Ｐは、通常、第一搬送路１６２により穿孔装置１００に案内される。また、第二搬送路１６３による用紙Ｐの案内長さは、第一搬送路１６２による用紙Ｐの案内長さよりも長い。このため、たとえ、穿孔装置１００において用紙Ｐの搬送が一時的に停止したとしても、第一搬送路１６２に案内されていた用紙Ｐが第二搬送路１６３側に移動して膨らむことで、第一搬送ローラ１６１，１６１による用紙Ｐの搬送を停止する時間をゼロ又は限りなくゼロに近づけることができる。

一方、用紙Ｐの搬送方向における穿孔装置１００の下流側には、穿孔装置１００から排出された用紙Ｐを引っ張る一対の第二搬送ローラ１６４，１６４と、穿孔装置１００と第二搬送ローラ１６４，１６４との間に配置されて、穿孔装置１００から排出された用紙Ｐを案内する第三搬送路１６５及び第四搬送路１６６と、が設けられている。第三搬送路１６５は、搬送経路Ｒに対するメス刃１１１（メス刃ユニット１０１）側に配置される搬送路である。第四搬送路１６６は、搬送経路Ｒに対するオス刃１２１（オス刃ユニット１０２）側に配置される搬送路である。

そして、第三搬送路１６５は、穿孔装置１００における搬送経路Ｒの延長線上に略直線状に延びた後に、大きく湾曲して第二搬送ローラ１６４，１６４まで延びているのに対し、第四搬送路１６６は、穿孔装置１００から第二搬送ローラ１６４，１６４に略直線状に延びている。このため、用紙Ｐは、通常、第三搬送路１６５により穿孔装置１００から案内される。また、第四搬送路１６６による用紙Ｐの案内長さは、第三搬送路１６５による用紙Ｐの案内長さよりも短い。このため、たとえ、穿孔装置１００において用紙Ｐの搬送が一時的に停止したとしても、第三搬送路１６５に案内されていた用紙Ｐが第四搬送路１６６側に移動して膨らみ量が小さくなることで、第二搬送ローラ１６４，１６４による用紙Ｐの搬送を停止する時間をゼロ又は限りなくゼロに近づけることができる。

このように、本実施形態に係る画像形成装置１では、ダイ穴１１２よりも大径に形成されたオス刃１２１が、用紙Ｐの搬送経路Ｒを挟んでダイ穴１１２と対向する位置に配置されている。このため、オス刃１２１とダイ穴１１２との間の搬送経路Ｒに用紙Ｐを搬送し、駆動部１０３がオス刃１２１をメス刃１１１に近接する方向に移動させると、オス刃１２１の表面がダイ穴１１２の周縁に押し当てられることで、用紙Ｐに穿孔穴が穿孔される。このように、オス刃１２１をダイ穴１１２の周縁に押し当てることで用紙Ｐに穿孔穴を穿孔するため、パンチ刃をダイ穴の内部まで挿入する従来の穿孔装置に比べて、穿孔時間を大幅に短縮することができる。これにより、生産性が低下するのを大幅に抑制することができる。

例えば、穿孔に要する穿孔時間は開閉弁１３３を開く時間以下となるため、開閉弁１３３を開く時間を１［ｍｓｅｃ］以下とすると、穿孔時間は１［ｍｓｅｃ］以下となる。そして、用紙Ｐの搬送速度が３００［ｍｍ／ｓｅｃ］（６５ｐｐｍ／Ａ４ＬＥＦ相当）である場合は、穿孔時間での用紙Ｐの送り量は０．３［ｍｍ］以下となる。このため、穿孔動作が用紙Ｐの搬送状況に影響することは無い。

しかも、球形状のオス刃１２１はダイ穴１１２の全周縁に押し当てられるため、オス刃１２１とダイ穴１１２とのクリアランスを設定する必要がなく、また、オス刃１２１又はメス刃１１１の交換時にオス刃１２１とメス刃１１１の調芯を高精度に行う必要がない。このため、容易に高品位な穿孔穴を形成することができる。

また、オス刃１２１が球状に形成されているため、オス刃１２１の姿勢に拘らず、オス刃１２１をダイ穴１１２の全周縁に押し当てることができる。これにより、より容易に高品位な穿孔穴を形成することができる。

また、メス刃１１１は移動しないため、例えば、メス刃ユニット１０１を用紙Ｐの搬送経路Ｒとし、この搬送経路Ｒ上にダイ穴１１２を形成することができる。これにより、穿孔装置１００を容易に製造することができる。

また、駆動部１０３がアタッカ１２２を介してオス刃１２１を移動させるため、オス刃１２１は、アタッカ１２２により弾き飛ばされて、ダイ穴１１２の周縁に押し付けられる。これにより、オス刃１２１をダイ穴１１２の周縁に衝撃的に衝突させることができるため、穿孔時間を更に短縮することができる。

また、オス刃１２１の移動を案内するオス刃保持用孔１２６ｂ３の内径がオス刃１２１の外径よりも大きい場合は、オス刃１２１を自由に回転させることができる。これにより、穿孔動作に伴いダイ穴１１２に対するオス刃１２１の当接位置が変わるため、オス刃１２１の形状変化の進行を抑制することができる。これにより、経時に伴う穿孔穴の品位低下を抑制することができる。

また、アタッカ１２２の押圧方向とオス刃１２１の移動方向とが略一致するため、アタッカ１２２の運動エネルギーを効率的にオス刃１２１に伝えることができる。

また、用紙Ｐは、通常、第一搬送路１６２により穿孔装置１００に案内される。そして、たとえ、穿孔装置１００において用紙Ｐの搬送が一時的に停止したとしても、第一搬送路１６２に案内されていた用紙Ｐが第二搬送路１６３側に移動して膨らむことで、第一搬送ローラ１６１，１６１による用紙Ｐの搬送を停止する時間をゼロ又は限りなくゼロに近づけることができる。

また、用紙Ｐは、通常、第三搬送路１６５により穿孔装置１００から案内される。そして、たとえ、穿孔装置１００において用紙Ｐの搬送が一時的に停止したとしても、第三搬送路１６５に案内されていた用紙Ｐが第四搬送路１６６側に移動して膨らみ量が小さくなることで、第二搬送ローラ１６４，１６４による用紙Ｐの搬送を停止する時間をゼロ又は限りなくゼロに近づけることができる。

また、オス刃ホルダ１２６からオス刃１２１を取り出すことで、容易にオス刃２２１を交換することができる。

［第二実施形態］
次に、第二実施形態について説明する。第二実施形態は、基本的に第一実施形態と同様であり、オス刃及びアタッカの構成のみが第一実施形態と相違する。このため、以下では、第一実施形態と相違する事項のみを説明し、第一実施形態と同様の事項の説明を省略する。

図９及び図１０に示すように、本実施形態に係る穿孔装置２００のオス刃ユニット２０２は、オス刃１２１及びアタッカ１２２の代わりに、オス刃２２１及びアタッカ２２２を備える。

オス刃２２１は、下向きのキノコ状に形成されており、半球状の半球部２２１ａと、半球部２２１ａの上面から突出する連結部２２１ｂと、を備える。半球部２２１ａは、用紙Ｐに穿孔穴を穿孔するための刃であり、ダイ穴１１２よりも大径且つ球面状（反球面状）に形成されている。連結部２２１ｂは、オス刃２２１をアタッカ２２２に連結する部位であり、円柱状に形成されている。連結部２２１ｂの外径は、磁石１２７の孔１２７ａの内径よりも小さい。

アタッカ２２２は、基本的にはアタッカ１２２と同様であるが、更に、先端部１２２ｃの先端面から突出する連結部２２２ｄを備える。連結部２２２ｄは、アタッカ２２２をオス刃２２１に連結する部位であり、円柱状に形成されている。連結部２２２ｄの外径は、連結部２２１ｂの外径と同じであって、磁石１２７の孔１２７ａの内径よりも小さい。

穿孔装置２００の待機状態において、連結部２２１ｂと連結部２２２ｄとは離間されている。そして、連結部２２１ｂと連結部２２２ｄとは、弾性部材２４０により連結されている。弾性部材２４０は、例えば、圧縮バネ（コイルスプリング）等の可撓性（弾性伸縮性）を有する部材を用いることができる。以下の説明では、弾性部材２４０として圧縮バネ（コイルスプリング）を用いるものとして説明する。弾性部材２４０の内径は、連結部２２１ｂ及び連結部２２２ｄの外径よりも小さい。そして、弾性部材２４０の両端部に、連結部２２１ｂ及び連結部２２２ｄが圧入されている。弾性部材２４０の外径は、磁石１２７の孔１２７ａの内径よりも小さい。

このように、本実施形態に係る穿孔装置２００では、エアポンプ１３１から凹部１２３ｃに圧縮エアが瞬間的に供給されることで、アタッカ２２２が瞬発的に下降し、アタッカ２２２の連結部２２２ｄがオス刃２２１の連結部２２１ｂに衝突することで、オス刃２２１がメス刃１１１に向けて弾き飛ばされる。そして、オス刃２２１の半球部２２１ａがダイ穴１１２よりも大径且つ球面状に形成されているため、半球部２２１ａの表面がダイ穴１１２の周縁に押し当てられることで、第一実施形態に係る穿孔装置１００と同様に、用紙Ｐに穿孔穴を穿孔することができる。

また、オス刃２２１とアタッカ１２２とを連結する弾性部材２４０の可撓性により、往復移動するオス刃２２１とダイ穴１１２との中心ずれを自己調芯することが可能となる。

また、弾性部材２４０に対してオス刃２２１を引き抜くことで、容易にオス刃２２１を交換することができる。

［第三実施形態］
次に、第三実施形態について説明する。第三実施形態は、基本的に第一実施形態と同様であり、オス刃ユニット及び駆動部の構成のみが第一実施形態と相違する。このため、以下では、第一実施形態と相違する事項のみを説明し、第一実施形態と同様の事項の説明を省略する。

図１１に示すように、本実施形態に係る穿孔装置３００は、オス刃ユニット１０２及び駆動部１０３の代わりにオス刃ユニット３０２及び駆動部３０３を備える。

オス刃ユニット３０２は、基本的にオス刃ユニット１０２と同様であるが、アタッカ１２２の代わりにアタッカ３２２を備える。アタッカ３２２は、プッシャ１２２ａの代わりに、スプリング３２２ｅを内容するプッシャ３２２ｆ，３２２ｇを備える。プッシャ３２２ｆは、胴部１２２ｂに固定されており、プッシャ３２２ｇは、スプリング３２２ｅによりプッシャ３２２ｆに対して伸縮可能となっている。

そして、エンドキャップ１２３の位置に、駆動部３０３が配置されている。駆動部３０３は、プッシャ３２２ｆを仮想軸線Ａに沿って上下方向に移動可能に保持するシリンダ部３３１と、プッシャ３２２ｆを仮想軸線Ａに沿って上下方向に移動させるカム３３２と、を備える。駆動部３０３は、図示しないモータ等の駆動源によりカム３３２を回転させることで、プッシャ３２２ｆを仮想軸線Ａに沿って上下方向に移動させる。

このように構成される穿孔装置３００では、カム３３２を回転させると、プッシャ３２２ｇがスプリング３２２ｅを圧縮する。アタッカ３２２は、プッシャ３２２ｆにおいて圧縮されたスプリング３２２ｅの付勢圧力を受けることで、仮想軸線Ａに沿って上下方向に移動して、オス刃１２１をメス刃１１１に向けて弾き飛ばす。これにより、用紙Ｐに穿孔穴が穿孔される。

また、プッシャ３２２ｆがスプリング３２２ｅを内包し、カム３３２が回転することによりプッシャ３２２ｆが伸縮することで、カム３３２がアタッカ３２２を最下点に押し下げた状態で穿孔に必要な押圧力を発生させることができる。また、カム３３２の取り付け位置、カム３３２の形状、及びアタッカ３２２の移動方向の長さのバラツキによる、カム３３２の先端からメス刃１１１に当接しているオス刃１２１までの距離のバラツキを、吸収することができる。

［第四実施形態］
次に、第四実施形態について説明する。第四実施形態は、基本的に第三実施形態と同様であり、アタッカの構成及びカムの配置のみが第三実施形態と相違する。このため、以下では、第三実施形態と相違する事項のみを説明し、第三実施形態と同様の事項の説明を省略する。

図１２に示すように、本実施形態に係る穿孔装置４００は、アタッカ３２２及びカム４３２の代わりにアタッカ４２２及びカム４３２を備える。

アタッカ４２２は、先端部４２２ａと、Ｌ字アーム部４２２ｂと、軸部４２２ｃと、プッシャ４２２ｄと、スプリング４２２ｅと、を備える。先端部４２２ａは、先端部１２２ｃと同様である。Ｌ字アーム部４２２ｂは、一方端部に先端部４２２ａが取り付けられた第一アーム部４２２ｂ１と、第一アーム部４２２ｂ１の他方端部から第一アーム部４２２ｂ１に対して直交する方向に延びる第二アーム部４２２ｂ２と、を備える。軸部４２２ｃは、第一アーム部４２２ｂ１と第二アーム部４２２ｂ２との接続位置付近においてＬ字アーム部４２２ｂを揺動可能に軸支する。プッシャ４２２ｄは、軸部４２２ｃに軸支されて、第二アーム部４２２ｂ２と対向配置される。第二アーム部４２２ｂ２のプッシャ４２２ｄ側の面と、プッシャ４２２ｄの第二アーム部４２２ｂ２側の面とには、スプリング４２２ｅを保持する溝が形成されている。スプリング４２２ｅは、第二アーム部４２２ｂ２とプッシャ４２２ｄとの間に配置されて、その両端部が、第二アーム部４２２ｂ２及びプッシャ４２２ｄに形成された溝により保持されている。

カム４３２は、カム３３２と同様の構成をしているが、その配置がカム３３２と異なる。カム４３２は、プッシャ４２２ｄの第二アーム部４２２ｂ２とは反対側に配置されている。そして、カム４３２は、プッシャ４２２ｄを仮想軸線Ａと直交する方向（プッシャ４２２ｄと第二アーム部４２２ｂ２との対向方向）に沿って移動させる。

このように構成される穿孔装置４００では、カム４３２を回転させると、プッシャ４２２ｄは、軸部４２２ｃ周りに揺動してスプリング４２２ｅを伸縮する。Ｌ字アーム部４２２ｂは、第二アーム部４２２ｂ２において圧縮されたスプリング４２２ｅの付勢圧力を受けることで、軸部４２２ｃ周りに揺動する。そして、先端部４２２ａがオス刃１２１に衝突することでオス刃１２１をメス刃１１１に向けて弾き飛ばす。これにより、用紙Ｐに穿孔穴が穿孔される。

このように、Ｌ字アーム部４２２ｂの揺動により、オス刃１２１には、先端部４２２ａの回転接線方向の力が作用するため、アタッカ４２２の運動エネルギーを効率的にオス刃１２１に伝えることができる。この場合、先端部４２２ａがオス刃１２１に当接された際に、先端部４２２ａの回転接線方向とオス刃１２１の移動方向とが同じ方向となるように、アタッカ４２２を配置することが好ましい。これにより、アタッカ４２２の押圧方向とオス刃１２１の移動方向とが略一致するため、アタッカ４２２の運動エネルギーを更に効率的にオス刃１２１に伝えることができる。

［第五実施形態］
次に、第五実施形態について説明する。第五実施形態は、基本的に第一実施形態と同様であり、穿孔装置を４組備える点のみ、第一実施形態と相違する。このため、以下では、第一実施形態と相違する事項のみを説明し、第一実施形態と同様の事項の説明を省略する。

図１３及び図１４に示すように、本実施形態に係る画像形成装置は、用紙Ｐの４つの穿孔穴を穿孔するものであり、４組の穿孔装置１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄを備える。穿孔装置１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄは、搬送経路Ｒ上において、用紙Ｐの搬送方向と直交する方向に、この順に配列されている。穿孔装置１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄは、第一実施形態の穿孔装置１００と同じ構成である。なお、図１４では、便宜上、穿孔装置１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄの配列順序を入れ替えて示している。

ところで、画像形成装置に搭載される穿孔装置おいては、ＩＳＯ準拠の２穴、北米規格の３穴、欧州規格の４穴への対応が要求されている。このうち、ＩＳＯ準拠の２穴と欧州規格の４穴とは、中央部に配置される２穴が同じ位置である。

そこで、本実施形態では、１つの画像形成装置に４組の穿孔装置１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄを搭載し、中央部に配置される穿孔装置１００ｂ，１００ｃを、ＩＳＯ準拠の２穴と欧州規格の４穴とで共用する穿孔装置とする。

具体的には、エアパイプ１３２では、エアポンプ１３１に連結されたエアパイプ部１３２ａがエアパイプ部１３２ｂ，１３２ｃに二分岐され、更に、二分岐されたエアパイプ部１３２ｂ，１３２ｃがそれぞれエアパイプ部１３２ｄ，１３２ｅとエアパイプ部１３２ｆ，１３２ｇとに二分岐されている。そして、エアパイプ部１３２ｄが穿孔装置１００ａに連結され、エアパイプ部１３２ｅが穿孔装置１００ｄに連結され、エアパイプ部１３２ｆが穿孔装置１００ｂに連結され、エアパイプ部１３２ｇが穿孔装置１００ｃに連結されている。そして、エアパイプ部１３２ａ，１３２ｂのそれぞれに、開閉弁１３３ａ，１３３ｂが取り付けられている。開閉弁１３３ａ，１３３ｂは、第一実施形態の開閉弁１３３と同じ構成である。

これにより、開閉弁１３３ｂのみを開くと、中央に配置された穿孔装置１００ｂ，１００ｃによってのみ用紙Ｐに穿孔穴を穿孔することができ、開閉弁１３３ａ，１３３ｂの双方を開くと、全ての穿孔装置１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄによって用紙Ｐに穿孔穴を形成することができる。

［第六実施形態］
次に、第六実施形態について説明する。第六実施形態は、基本的に第一実施形態と同様であり、穿孔装置及び検知装置を４組備える点のみ、第一実施形態と相違する。このため、以下では、第一実施形態と相違する事項のみを説明し、第一実施形態と同様の事項の説明を省略する。

図１５及び図１６に示すように、本実施形態に係る画像形成装置は、用紙Ｐの４つの穿孔穴を穿孔するものであり、４組の穿孔装置１００ｅ，１００ｆ，１００ｇ，１００ｈと、４組の検知装置１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄと、を備える。穿孔装置１００ｅ，１００ｆ，１００ｇ，１００ｈは、第一実施形態の穿孔装置１００と同じ構成である。検知装置１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄは、第一実施形態の検知装置１０４と同じ構成である。

穿孔装置１００ｅ，１００ｆ，１００ｇ，１００ｈは、搬送経路Ｒ上において、用紙Ｐの搬送方向と直交する方向に、この順に配列されている。穿孔装置１００ｅ，１００ｆ，１００ｇ，１００ｈは、全て同じ構成である。同様に、穿孔装置１００ｅ，１００ｆ，１００ｇ，１００ｈも、用紙Ｐの搬送方向と直交する方向に、この順に配列されている。そして、検知装置１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄは、それぞれ、搬送経路Ｒにおける穿孔装置１００ｅ，１００ｆ，１００ｇ，１００ｈの上流側の、穿孔装置１００ｅ，１００ｆ，１００ｇ，１００ｈと対応する位置に配置されている。

エアパイプ１３２では、エアポンプ１３１に連結されたエアパイプ部１３２ｈがエアパイプ部１３２ｉ，１３２ｊに二分岐され、更に、二分岐されたエアパイプ部１３２ｉ，１３２ｊがそれぞれエアパイプ部１３２ｋ，１３２ｍとエアパイプ部１３２ｎ，１３２ｐとに二分岐されている。そして、エアパイプ部１３２ｋが穿孔装置１００ｅに連結され、エアパイプ部１３２ｍが穿孔装置１００ｆに連結され、エアパイプ部１３２ｎが穿孔装置１００ｇに連結され、エアパイプ部１３２ｐが穿孔装置１００ｈに連結されている。そして、エアパイプ部１３２ｋ，１３２ｍ，１３２ｎ，１３２ｐのそれぞれに、開閉弁１３３ｃ，１３３ｄ，１３３ｅ，１３３ｆが取り付けられている。開閉弁１３３ｃ，１３３ｄ，１３３ｅ，１３３ｆは、第一実施形態の開閉弁１３３と同じ構成である。

そして、制御部１０５は、検知装置１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄの検知結果に基づいて、検知装置１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄに対応する穿孔装置１００ｅ，１００ｆ，１００ｇ，１００ｈ（開閉弁１３３ｃ，１３３ｄ，１３３ｅ，１３３ｆ）を独立して駆動する。

このように、用紙Ｐの搬送方向に直交する方向に複数の穿孔装置１００ｅ，１００ｆ，１００ｇ，１００ｈが配列されており、複数の検知装置１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄが複数の穿孔装置１００ｅ，１００ｆ，１００ｇ，１００ｈのそれぞれに対応して配置されているため、用紙Ｐが傾いて搬送されてきた場合であっても、各穿孔装置１００ｅ，１００ｆ，１００ｇ，１００ｈにより、用紙Ｐの所定位置に高精度に穿孔穴を穿孔することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施形態では、駆動部は、オス刃をメス刃に向けて移動するものとして説明したが、オス刃及びメス刃の少なくとも一方を互いに近接する方向に移動させればよく、例えば、メス刃をオス側に向けて移動するものとしてもよい。

また、上記実施形態では、穿孔装置は、後処理装置の搬送経路上に配置されるものとして説明したが、穿孔装置は、画像形成装置において搬送される媒体の搬送経路上に配置されていれば、如何なる位置に配置されていてもよい。例えば、図１の破線で示したように、穿孔装置１００は、定着装置５０と排出装置６０との間の用紙Ｐの搬送経路上に配置されていてもよい。このようにすれば、用紙Ｐに画像を形成した後に穿孔孔を穿孔するため、用紙Ｐへの画像形成に影響を与えることなく穿孔穴を穿孔することができる。また、穿孔装置１００は、用紙Ｐの搬送経路における転写装置３０の上流側に配置されていてもよい。この場合、用紙Ｐを収容するカセットＫが複数設けられている場合、各カセットＫに対応して複数の検知装置１０４を設けてもよく、各カセットＫから送り出された用紙Ｐが合流した位置に一つの検知装置１０４を設けてもよい。

また、第一実施形態や第二実施形態のように、圧縮エアによりオス刃を移動させる場合は、オス刃ユニット及びメス刃ユニットからエアポンプを離すことができ、オス刃ユニット及びメス刃ユニットをコンパクトにすることができる。これにより、穿孔装置の配置自由度が向上するため、定着装置と排出装置との間の媒体の搬送経路上や、媒体の搬送経路における転写装置の上流側にも、容易に配置することができる。

また、上記実施形態では、画像形成装置は後処理装置を備えるものとして説明したが、穿孔装置を後処理装置の搬送経路上に配置しない場合は、後処理装置を備えなくてもよい。

また、第三実施形態及び第四実施形態のように、カムによりオス刃を移動させる場合は、カムの回転によりオス刃をメス刃に向けて移動させることができれば、如何なる位置にカムを配置してもよく、また、如何なる伝達機構を採用してもよい。例えば、第四実施形態では、カム４３２の回転に伴うプッシャ４２２ｄの移動方向と、先端部４２２ａがオス刃１２１を押圧する方向と、のなす角度を９０°以外の角度にしてもよい。これにより、穿孔装置の配置自由度が向上するため、穿孔装置の取り付け位置のスペースに合せた配置が可能となる。

１…画像形成装置、１０…搬送装置、１１…給紙ローラ、２０…現像装置、２１…現像ローラ、３０…転写装置、３１…転写ベルト、３２…一次転写ローラ、３３…二次転写ローラ、３４，３５，３６，３７…懸架ローラ、４０…感光体ドラム、４１…帯電ローラ、４２…露光ユニット、４３…クリーニングユニット、５０…定着装置、５２…加熱ローラ、５４…加圧ローラ、６０…排出装置、６２，６４…排出ローラ、７０…後処理装置、１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ，１００ｅ，１００ｆ，１００ｇ，１００ｈ…穿孔装置、１０１…メス刃ユニット、１０２…オス刃ユニット、１０３…駆動部、１０４，１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄ…検知装置、１０５…制御部、１１１…メス刃、１１２…ダイ穴、１２１…オス刃、１２２…アタッカ、１２２ａ…プッシャ、１２２ｂ…胴部、１２２ｃ…先端部、１２３…エンドキャップ、１２３ａ…本体部、１２３ｂ…挿入部、１２３ｃ…凹部（第二シリンダ）、１２３ｄ…エア流入孔、１２３ｅ…エア解放孔、１２４…ガイドホルダ、１２４ａ…本体部、１２４ｂ…挿入部、１２４ｃ…貫通孔、１２４ｃ１…大径孔、１２４ｃ２…小径孔（第二シリンダ）、１２４ｃ３…段部、１２５…ガイドブッシュ（第二シリンダ）、１２６…オス刃ホルダ、１２６ａ…本体部、１２６ｂ…貫通孔、１２６ｂ１…大径孔、１２６ｂ２…磁石保持用孔、１２６ｂ３…オス刃保持用孔（第一シリンダ）、１２６ｂ４…段部、１２６ｃ…凹部、１２７…磁石、１２７ａ…孔、１２８…付勢部材、１３１…エアポンプ、１３２…エアパイプ、１３２ａ，１３２ｂ，１３２ｃ，１３２ｄ，１３２ｅ，１３２ｆ，１３２ｇ，１３２ｈ，１３２ｉ，１３２ｊ，１３２ｋ，１３２ｍ，１３２ｎ，１３２ｐ…エアパイプ部、１３３，１３３ａ，１３３ｂ，１３３ｃ，１３３ｄ，１３３ｅ，１３３ｆ…開閉弁、１３４…エアノズル、１５０…制御部、１６１，１６１…第一搬送ローラ、１６２…第一搬送路、１６３…第二搬送路、１６４，１６４…第二搬送ローラ、１６５…第三搬送路、１６６…第四搬送路、２００…穿孔装置、２０２…オス刃ユニット、２２１…オス刃、２２１ａ…半球部、２２１ｂ…連結部、２２２…アタッカ、２２２ｄ…連結部、２４０…弾性部材、３００…穿孔装置、３０２…オス刃ユニット、３０３…駆動部、３２２…アタッカ、３２２ｅ…スプリング、３２２ｆ…プッシャ、３２２ｇ…プッシャ、３３１…シリンダ部、３３２…カム、４００…穿孔装置、４２２…アタッカ、４２２ａ…先端部、４２２ｂ…Ｌ字アーム部、４２２ｂ１…第一アーム部、４２２ｂ２…第二アーム部、４２２ｃ…軸部、４２２ｄ…プッシャ、４２２ｅ…スプリング、４３２…カム、Ａ…仮想軸線、Ｋ…カセット、Ｎ…トナータンク、Ｐ…用紙、Ｒ…搬送経路、Ｒ１…搬送経路、Ｒ２…転写ニップ領域。

Claims (13)

1. 媒体の搬送経路上に配置されて前記媒体に穿孔穴を穿孔する穿孔装置を備える画像形成装置であって、
   前記穿孔装置は、メス刃ユニットと、オス刃ユニットと、駆動部と、を備え、
   前記メス刃ユニットは、穿孔用のダイ穴が形成されたメス刃を有し、
   前記オス刃ユニットは、前記媒体の搬送経路を挟んで前記ダイ穴と対向する位置に配置されるとともに前記ダイ穴よりも大径且つ半球面状に形成されたオス刃を有し、
   前記駆動部は、前記オス刃及び前記メス刃の少なくとも一方を互いに近接する方向に移動させ、
   前記オス刃ユニットは、前記オス刃の移動を案内する第一シリンダと、前記穿孔装置により穿孔が行われていないときに前記オス刃を磁力により上向きに吸着保持する磁石とを含み、
   前記第一シリンダの仮想軸線の方向における前記第一シリンダの長さは、前記オス刃の半径よりも小さい、
   画像形成装置。
2. 前記駆動部は、前記オス刃を移動させ、前記メス刃を移動させない、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記オス刃ユニットは、前記オス刃とは独立して移動可能なアタッカを備えており、
   前記駆動部は、前記アタッカを介して前記オス刃を移動させる、
   請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記オス刃と前記アタッカは、弾性部材により互いに連結されている、請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記第一シリンダの内径は、前記オス刃の外径よりも大きい、
   請求項１〜４の何れか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記オス刃に対する前記アタッカの押圧方向と、前記オス刃の移動方向とは、略一致する、
   請求項３及び４、及び請求項３又は４を引用する請求項５の何れか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記画像形成装置は、
   前記媒体の搬送方向における前記穿孔装置の上流側に配置されて、前記媒体を前記穿孔装置側に送り出す第一搬送ローラと、
   前記穿孔装置と前記第一搬送ローラとの間に配置されて、前記第一搬送ローラから送り出された前記媒体を案内する第一搬送路及び第二搬送路と、を備え、
   前記第一搬送路は、前記搬送経路の一方側に配置されて、前記穿孔装置における前記媒体の搬送経路の延長線上に延びており、
   前記第二搬送路は、前記搬送経路の他方側に配置されて、前記穿孔装置における前記搬送経路の延長線から膨らむ方向に延びており、
   前記第二搬送路による前記媒体の案内長さは、前記第一搬送路による前記媒体の案内長さよりも長い、
   請求項１〜６の何れか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記画像形成装置は、
   前記媒体の搬送方向における前記穿孔装置の下流側に配置されて、前記穿孔装置から排出された前記媒体を引っ張る第二搬送ローラと、
   前記穿孔装置と前記第二搬送ローラとの間に配置されて、前記穿孔装置から排出された前記媒体を案内する第三搬送路及び第四搬送路と、を備え、
   前記第三搬送路は、前記搬送経路の一方側に配置されて、前記穿孔装置における前記媒体の搬送経路の延長線上に略直線状に延びた後に、湾曲して前記第二搬送ローラまで延びており、
   前記第四搬送路は、前記搬送経路の他方側に配置されて、前記穿孔装置から前記第二搬送ローラに略直線状に延びており、
   第四搬送路による媒体の案内長さは、第三搬送路による媒体の案内長さよりも短い、
   請求項１〜７の何れか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記画像形成装置は、画像が形成された前記媒体を加工する後処理装置を備えており、
   前記穿孔装置は、前記後処理装置における前記媒体の搬送経路上に配置されている、
   請求項１〜８の何れか一項に記載の画像形成装置。
10. 前記画像形成装置は、
    トナー像が形成された前記媒体を加熱及び加圧して前記媒体に前記トナー像を定着させる定着装置と、
    前記定着装置により前記トナー像が定着された前記媒体を排出する排出装置と、を備え、
    前記穿孔装置は、前記定着装置と前記排出装置との間の前記媒体の搬送経路上に配置されている、
    請求項１〜８の何れか一項に記載の画像形成装置。
11. 前記画像形成装置は、前記媒体にトナー像を転写する転写装置を備え、
    前記穿孔装置は、前記媒体の搬送経路における前記転写装置の上流側に配置されている、
    請求項１〜８の何れか一項に記載の画像形成装置。
12. 前記画像形成装置は、
    前記駆動部の駆動制御を行う制御部と、
    前記媒体の搬送経路における前記穿孔装置の上流側に配置されて前記媒体を検知する検知装置を更に備え、
    制御部は、前記検知装置の検知結果に基づいて、前記駆動部を駆動する、
    請求項１〜１１の何れか一項に記載の画像形成装置。
13. 前記画像形成装置は、
    前記媒体の搬送方向に直交する方向に配列された複数の前記穿孔装置と、
    複数の前記穿孔装置のそれぞれに対応して配置された複数の前記検知装置と、を備え、
    前記制御部は、複数の前記検知装置の検知結果に基づいて、複数の前記駆動部を独立して駆動する、
    請求項１２に記載の画像形成装置。

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